DE60210440T2

DE60210440T2 - Mobiles Telekommunikationsendgerät mit akustischem Schockschutz

Info

Publication number: DE60210440T2
Application number: DE60210440T
Authority: DE
Inventors: German Branch Thomas Lechner
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications AB
Current assignee: Sony Mobile Communications AB
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: WO2004008727A1; ATE322791T1; DE60210440D1; AU2003238170A1; EP1383298B1; EP1383298A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles Telekommunikationsterminal, welches für sowohl einen freihändigen als auch einen handbetätigten Modus ausgerüstet ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Reduzierung eines Schalldrucks auf einen sicheren Wert, welcher von einem Hörer eines mobilen Telekommunikationsterminals abgegeben wird.
Mobile Telekommunikationsterminals, welche sowohl für einen freihändigen als auch einen handbetätigten Modus ausgerüstet sind, wie zum Beispiel ein mobiles Telefon, ein Personal Digital Assistant oder Ähnliches sind im Allgemeinen mit zwei Wandlern versehen, wovon einer für den Hörer und ein separater für den freihändigen Modus ist. Beide Wandler transformieren ein Audiofrequenzsignal, welches von einer elektronischen Sprachbandschaltung der Telekommunikationsvorrichtung zugeführt wird, in ein Tonsignal. Die Wandler können auf verschiedenen Konversionsprinzipien basieren, wie zum Beispiel dem eines elektrodynamischen oder dem eines piezoelektrischen Lautsprechers. Im weiteren Verlauf dieser Beschreibung wird der Begriff Lautsprecher als ein Synonym für den mehr allgemeinen Begriff Wandler verwendet werden, falls nicht anders spezifiziert.
Der Lautsprecher, welcher für den Hörer verwendet wird, ist gewöhnlich in einem Hohlraum montiert, welcher innerhalb des Gehäuses des mobilen Terminals platziert ist. Der Hohlraum ist akustisch mit dem Hörer durch eine oder mehrere Öffnungen verbunden. Die Konstruktion des Hörers nimmt meistens ein so genanntes "streuungstolerantes" Verfahren zum Erreichen einer niedrigeren akustischen Impedanz an. Somit wird ein negativer Effekt einer akustischen Streuung zwischen der Ohrmuschel eines Benutzers und dem Hörer auf die Tonqualität weitgehend vermieden. Ein bekanntes Verfahren, um eine Streuungstoleranz zu erreichen, besteht im Hinzufügen von so genannten Streulöchern oder Lastlöchern von der äußeren Oberfläche des Hörers zurück zu dem Hohlraum im Inneren des Gehäuses des mobilen Terminals.
Der Lautsprecher, welcher für den freihändigen Modus verwendet wird, wird gewöhnlich aufgrund der erforderlichen abgestrahlten Schallleistung mit höheren Leistungslevels betrieben als der Hörerlautsprecher. Er wird auch im Inneren des Gehäuses des mobilen Telekommunikationsterminals montiert, zum Beispiel auf der Rückseite des Gehäuses. Der Hohlraum, welcher ihn aufnimmt, sieht ein mehr oder weniger geschlossenes Rückvolumen für eine effektive akustische Abstrahlung von niedrigen Frequenzen vor.
Vorzugsweise werden akustische Konstruktionen mit mobilen Telekommunikationsterminals verwendet, welche auf einer geteilten Benutzung von nur einem großen Hohlraum im Inneren des Gehäuses als ein Rückhohlraum für beide Wandler basieren. Der Schalldruck, welcher durch den Lautsprecher für den freihändigen Modus auf der Rückseite von seiner Membran erzeugt wird, kann sich dadurch durch die Öffnungen des Hohlraums zu dem Hörer ausbreiten oder durch Bewegen seiner Membran direkt durch den Hörerlautsprecher.
Wenn er einer Stimme oder Audiodaten auf einem mobilen Telekommunikationsterminal im handbetriebenen Modus zuhört, behält ein Benutzer gewöhnlich seine Ohrmuschel in engem Kontakt mit dem Hörer der Vorrichtung. Manchmal ist sie sogar fast daran abgedichtet. Das mobile Terminal kann versehentlich immer noch in einem freihändigen Modus sein oder ein Alarmsignal starten, zum Beispiel, um einen hereinkommenden Anruf oder einen feineren Alarm anzuzeigen, und somit das Gehör eines Benutzers einem hohen Schalldruck aussetzen, welcher durch den freihändigen Lautsprecher produziert wird. Aufgrund des kurzen Abstands zu einem Ohr eines Benutzers und dem hohen Schalldruck, welcher dem freihändigen Betriebsmodus der mobilen Telekommunikationsvorrichtung inne wohnt, könnte der Schalldruck unbequem schmerzhaft auf das Ohr eines Benutzers sein oder sogar einen Gehörschaden bewirken.
Das Gehör reagiert auf solch einen hohen Schalldruck mit einem temporären Schwellwert-Shift, hohen Geräuschen (Tinnitus) oder sofortigem Schaden. Sogar ein temporärer Schwellwert-Shift kann einen permanenten Schaden bewirken, falls er häufig auftritt. Der damit verbundene Schaden des Gehörs ist bisher irreparabel.
US 6,324,284 B1 offenbart ein Mobiltelefon zur drahtlosen Kommunikation, welches ein Mikrofon, um Sprache von dem Benutzer zu empfangen und einen Empfänger umfasst, um Geräusche zu dem Ohr eines Benutzers auszusenden. Weiterhin umfasst das mobile Terminal einen Lautsprecher zum Ausgeben von akustischen Signalen in einem Lautsprech- oder Freihand-Modus. Der Empfänger ist eine abgedichtete Einheit, um zu verhindern, dass Schall von dem Lautsprecher durch den Empfänger hindurchgelangt und dann der Empfänger direkt zu dem Ohr des Benutzers öffnet, um zu vermeiden, dass sehr laute Pegel des Lautsprechers das Gehör des Benutzers beschädigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mobiles Telekommunikationsterminal vorzusehen, welches einen ersten Wandler zum Erzeugen eines akustischen Signals, welches dem Hörer eines mobilen Telekommunikationsterminals bereitgestellt wird, basierend auf einem ersten elektrischen Signal, umfasst und einen zweiten Wandler zum Erzeugen eines Hochschalldruck-Akustiksignals basierend auf einem zweiten elektrischen Signal, welches den Schutz des Gehörs eines Benutzers auf einfache Weise, ohne das Gewicht und die Komplexität des mobilen Terminals zu erhöhen, ermöglicht, was durch den zweiten Wandler bewirkt wird, wo das mobile Terminal dicht an das Ohr eines Benutzers gehalten wird.
Die obige Aufgabe wird durch die Erfindung, wie in dem unabhängigen Anspruch definiert, erreicht. Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird insbesondere durch ein mobiles Telekommunikationsterminal erreicht, welches einen ersten Wandler zum Erzeugen eines akustischen Signals aufweist, welches zu dem Hörer des mobilen Telekommunikationsterminals basierend auf einem ersten elektrischen Signal, zugeführt wird, und einem zweiten Wandler zum Erzeugen eines Hochschalldruck-Akustiksignals basierend auf einem zweiten elektrischen Signal, wobei eine Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals, welches an dem ersten Wandler bereitgestellt wird, eine Wellenform aufweist, welche geeignet ist, um zumindest teilweise den Teil des Hochschalldruck-Akustiksignals auszulöschen, welcher durch den zweiten Wandler produziert wird, welcher in den Hörer des mobilen Telekommunikationsterminals hineingestreut wird.
Ein mobiles Telekommunikationsterminal gemäß der vorliegenden Erfindung schützt einen Benutzer vor Gehörschäden, welche durch einen akustischen Schock bewirkt werden, wenn versehentlich die Vorrichtung, welche im freihändigen oder im Klingelmodus ist, in einer handbetriebenen Position dicht an seinem/ihren Ohr benutzt wird. Die Erzeugung der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals und die Erzeugung des zweiten elektrischen Signals basieren geeigneter Weise auf einem gemeinsamen elektrischen Signal zum Vereinfachen der Sprachbandsteuerschaltung.
Das Spektrum des Hochschalldruck-Audiosignals an dem Hörer wird im Allgemeinen durch die Audioeigenschaften der Hohlräume und Öffnungen beeinflusst, durch welche es sich ausbreitet. Ein Filter zum Beeinflussen des Spektrums der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals wird daher vorteilhafterweise verwendet, um das Spektrum der Auslöschungskomponente richtig anzupassen.
Während die Tonsignale, welche durch den ersten und durch den zweiten Wandler produziert werden, wahrscheinlich nicht an dem Punkt des Emittiertwerdens von dem Hörer des mobilen Telekommunikationsterminals in Phase sind, verschiebt ein Phasenschieber vorzugsweise die Phase der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals relativ zu der Phase des zweiten elektrischen Signals.
Um eine gute Synchronisierung der Auslöschungskomponente mit dem Hochdruck-Audiosignal von dem zweiten Wandler zu erreichen, ist der erste Wandler vorzugsweise mit dem zweiten Wandler mittels passivet Komponenten verbunden, welche ein Übersprechen von dem zweiten zu dem ersten Wandler erlauben. Die passive Komponente wird geeigneterweise durch einen Widerstand und/oder Kondensator und/oder eine Induktanz gebildet.
Ein Übersprechen des elektrischen Signals von dem zweiten Wandler zu dem ersten Wandler kann weiterhin gesteuert implementiert werden durch Verbinden eines Kontakts des ersten Wandlers mit einem Erdpotenzial über einen Widerstand oder ein Netzwerk, welches aus einem Widerstand/Widerständen, einem Kondensator/Kondensatoren und/oder einem Induktor/Induktoren besteht, welche durch einen Schalter in solch einer Weise nebengeschlossen sind, dass der Schalter in einem geschlossenen Zustand ist, falls kein elektrisches Signal zu dem zweiten Wandler zugeführt wird, und ansonsten in einem offenen Zustand ist.
Vorteilhafterweise wird der zweite Wandler durch eine separate Leistungsverstärkerstufe betrieben. Hierdurch wird die Verbindung von dem Signalpfad des ersten Wandlers zu dem zweiten Wandler vorteilhafterweise an dem Eingang der separaten Leistungsverstärkerstufe abgezweigt. Alternativ wird die Verbindung von dem Signalpfad des ersten Wandlers zu dem zweiten Wandler vorteilhafterweise an dem Ausgang der separaten Leistungsverstärkerstufe abgezweigt. Weiterhin bevorzugt werden erste und zweite Wandler durch separate Ausgänge der elektronischen Sprachbandschaltung betrieben. Hierbei ist zumindest eine der Funktionseinheiten Filter und Phasenschieber vorteilhafterweise ein digitales Filter. Alternativ verarbeitet zumindest eine der Funktionseinheiten Filter und Phasenschieber vorteilhafterweise zeitdiskrete analoge Signale.
Für eine wirtschaftliche Implementierung der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Wandlern des elektrodynamischen Typs bevorzugt.
In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung detaillierter hinsichtlich der speziellen Ausführungsformen und in Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben werden, in welchen
1 Anwendung der vorliegenden Erfindung,
2a zeigt eine äquivalente akustische Schaltung einer Höreranordnung, welche der vorliegenden Erfindung unterliegt,
2b zeigt eine äquivalente elektrische Schaltung gemäß der p-V-Analogie,
3a zeigt in einem Blockdiagramm die Prinzipien einer ersten Art eines akustischen Schockschutzes gemäß der vorliegenden Erfindung,
3b zeigt einem Blockdiagramm die Prinzipien einer zweiten Art eines akustischen Schockschutzes gemäß der Erfindung,
4a zeigt ein Schaltungsschema einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4b zeigt ein Schaltungsschema einer modifizierten Version der Ausführungsform der 4a,
5 zeigt ein Schaltungsschema einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6a zeigt ein Schaltungsschema einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6b zeigt ein Schaltungsschema einer modifizierten Version der Ausführungsform der 6a,
7a zeigt ein Schaltungsschema einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7b zeigt ein Schaltungsschema einer modifizierten Version der Ausführungsform der 7a,
7c zeigt ein Schaltungsschema einer weiteren modifizierten Version der Ausführungsform der 7a,
8a zeigt ein Schaltungsschema einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8b zeigt ein Schaltungsschema einer modifizierten Version der Ausführungsform der 8a.
In den Zeichnungen werden funktional äquivalente Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein typisches mobiles Telekommunikationsterminal 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Das Terminal 10 umfasst ein Gehäuse 11, welches mit einer Klappe 16 ausgerüstet sein könnte. Eine Steuerung wird durch Verwenden eines Keyboards 12, welches Tasten 13 aufweist und optional durch eine Navigationssteuertaste 14, wie beispielsweise ein Bedienrädchen oder Ähnliches erreicht. Die Navigationssteuertaste erlaubt es einem Benutzer, Daten zu durchsuchen, welche auf dem Display 15 des mobilen Terminals 10 dargestellt werden. Ein Hörer 3 ist auf dem mobilen Terminal 10 zum Ermöglichen, Sprach- und Audiodaten anzuhören, welche mit der Vorrichtung empfangen werden, vorgesehen.
Das mobile Terminal 10 ist mit zwei Lautsprechern 1 und 2 ausgestattet, welche im Inneren des Gehäuses 11 montiert sind. Der Hörerlautsprecher 1 ist im Allgemeinen unterhalb der Kappe des Hörers 3 montiert. Der Hörerlautsprecher 1 bildet in Verbindung mit der Gehäuseschale 11 und der Hörerkappe eine oder mehrere Hohlräume und/oder Gehäuse, deren Design die akustischen Eigenschaften des so gebildeten Hörerlautsprechers definieren. Die akustischen Filtereigenschaften des Hörers werden weiterhin durch die Öffnungen von inneren Hohlräumen zu der Hörerkappe und durch Streuöffnungen zwischen den inneren Hohlräumen und der Umgebung der Hörerkappe gebildet.
Der zweite Lautsprecher 2, welcher zum freihändigen Betrieb der mobilen Telekommunikationsvorrichtung 10 benutzt wird, ist auch im Inneren der Schale 11 montiert. Die Hohlräume für diesen freihändigen Lautsprecher 2 sind konstruiert, um ein mehr oder weniger geschlossenes Rückvolumen vorzusehen, um einen akustischen Kurzschluss insbesondere für niedrige Frequenzen zu vermeiden. Viele Konstruktionen verwenden Rückhohlräume, welche von beiden Lautsprechern geteilt werden, jedoch sogar falls nicht, bewirken die akustischen Eigenschaften der Komponenten, welche in einem mobilen Terminal 10 verwendet werden, eine akustische Kopplung zwischen dem Hörer 3 und dem freihändigen Lautsprecher 2, wenn der letztere ein Hochschall-Akustikdrucksignal erzeugt.
Die akustische Kopplung zwischen den zwei Lautsprechern 1 und 2 kann mittels einer äquivalenten akustischen Schaltung, wie in 2a gezeigt, beschrieben werden. Für ein besseres Verständnis zeigt 2b die elektrische Äquivalenzschaltung gemäß der p-V-Analogie, wo Schalldruck durch Spannung, Lautstärke-Geschwindigkeit durch Strom, Kompleanz durch Kapazität, Masse durch Induktanz und Reibung durch Widerstand dargestellt wird. Der Hörerwandler 1 arbeitet als eine akustische Quelle, welche Schalldruck in dem Hörerhohlraum V₂ erzeugt. Die akustische Welle schreitet durch den Hohlraum V₂ und die Öffnung O₁ fort, wobei eine Masse und eine Reibung durch R₁ und L₁ zu dem Raum V₃ zwischen Hörer und dem Ohr des Benutzers dargestellt wird. Gewöhnlich besteht auch eine Streuung O₃ zwischen Hörer und dem Ohr, welche eine zusätzliche akustische Last darstellt. Der Ton wird in Amplitude und Phase durch die Kompleanzen der Hohlräume V₂ und V₃ beeinflusst, welche durch C₂ und C₃ dargestellt werden, und durch Masse und Reibung der Öffnungen O₁, O₂ und O₃, welche durch L₁, L₂, L₃, R₁, R₂ und R₃ dargestellt werden. Der Schalldruck an dem Eingang des Ohrs des Benutzers entspricht der Spannung U₃ über C₃. Es können auch mehrere Hohlräume existieren, welche mit den beschriebenen Hohlräumen durch mehrere Öffnungen verbunden sind, welche das akustische Verhalten quantitativ aber nicht im Prinzip ändern.
Was für die akustische Schaltung des Hörers oben beschrieben wurde, trifft genauso für die akustische Schaltung des freihändigen Wandlers zu. Der Schalldruck, welcher durch die Rückseite der Membran des Lautsprechers 2 im Inneren von einem oder mehreren Hohlräumen V₁ im Inneren des mobilen Terminals 10 erzeugt wird, wird in Amplitude und Phase durch die Massen, Reibungen und Kompleanzen entlang der Ausbreitungspfade durch die Vorrichtung geändert, bevor er den Hohlraum V₃ zwischen dem Hörer und dem Ohr des Benutzers erreicht. Wie gesehen werden kann, ist der Hohlraum V₃ zwischen dem Hörer und dem Ohr des Benutzers akustisch mit dem Hohlraum V₁ verbunden, welcher für den freihändigen Lautsprecher V₂, welcher oben beschrieben wurde, vorgesehen ist. Ein beträchtlicher Anteil der akustischen Energie, welche durch den freihändigen Wandler 2 erzeugt wird, wird daher zu dem Hohlraum V₃ zwischen dem Hörer und dem Ohr des Benutzers fortschreiten, was das Ohr des Benutzers einem hohen Schalldruck aussetzt, was unbequem oder sogar gefährlich sein kann.
Eine weitere Öffnung O₂ führt von V₃ zu dem inneren Hohlraum V₁ des Mobilteils, welcher gewöhnlich größer ist als V₂ und V₃. Diese Öffnung O₂ reduziert den Einfluss von O₃ auf den erzeugten Schalldruck, worauf als streutolerantes Design Bezug genommen wird. Die akustische Last, welche durch das Ohr des Benutzers gebildet wird, ist hier nicht gezeigt. Ihr Einfluss in einem streutoleranten Design kann zum Zwecke dieser Erklärung vernachlässigt werden.
Um jegliche mögliche Gesundheitsrisiken auszuschließen, verwendet die vorliegende Erfindung den Hörerlautsprecher zum Erzeugen eines Schalldrucks, welcher geeignet ist, zumindest potenziell das gefährliche Tonsignal auszulöschen, welches durch den Anteil der Schallwelle gebildet wird, welche durch den freihändigen Wandler erzeugt wird, welche durch den Hörer fortschreitet.
Die schematischen Schaltdiagramme der 3a und 3b stellen die Prinzipien dar, welche verwendet werden, um einen entsprechenden Gehörschutz auf einem entsprechenden mobilen Telekommunikationsterminal zu erreichen. Das erste Prinzip 30 basiert auf der Annahme, dass das mobile Terminal entweder im handbetriebenen oder im freihändigen Modus betrieben wird. Dies bedeutet, dass, falls der freihändige Lautsprecher 2 aktiv ist, kein Schalldruck von dem Hörer der mobilen Vorrichtung 10 emittiert werden soll. Ein elektrisches Audiofrequenz-(AF)-Signal, welches von einem Anschluss 31 der elektronischen Sprachbandschaltung 4 zugeführt wird, kann daher zu den Treiberschaltungen beider Wandler gleichzeitig vorgesehen werden.
Das AF-Signal wird durch einen Leistungsverstärker 7 verstärkt, bevor es durch den handbetriebenen Wandler 2 konvertiert wird. Ein Steueranschluss 8 des Leistungsverstärkers 7 ermöglicht eine Steuerung der Verstärker-Verstärkung durch die Steuerschaltung der mobilen Vorrichtung 10, insbesondere ein Einschalten oder Ausschalten des freihändigen Modus.
Der Hörerlautsprecher 1 konvertiert das AF-Signal von der elektronischen Sprachbandschaltung ohne vorherige Verstärkung. Zusätzliche Frequenzfilter 5 und/oder Phasenschieber 6 können in der Treiberschaltung für den Hörerlautsprecher 1 verwendet werden, um die Änderungen, welchen das gefährliche Tonsignal während seines Ausbreitungspfades unterliegt, zu kompensieren. Eine Frequenzverteilung und Phase des Tonsignals, welches durch den Wandler 1 produziert werden, werden eingestellt, um eine Schalldruckwelle von zumindest annähernd der gleichen Wellenform wie das gefährliche Tonsignal zu erzeugen, jedoch mit einer invertierten Phase. Die Entscheidung, ob ein jeweiliges Frequenzfilter 5 und/oder ein jeweiliger Phasenschieber in Form einer elektrischen oder elektronischen Schaltung in einer oder beider der Treiberschaltungen für die Lautsprecher implementiert worden ist, hängt von dem akustischen Design der Ausbreitungspfade für beide Lautsprecher ab. Eine Phaseninversion kann zum Beispiel akustisch realisiert werden durch Emittieren einer Schallwelle von der Rückseite des einen Lautsprechers, während die andere Schallwelle von der Vorderseite des jeweiligen anderen emittiert wird, oder durch Auswechseln der zwei Verbindungsanschlüsse von einem der zwei Lautsprecher.
Das zweite Prinzip 30a der vorliegenden Erfindung ist in 4a dargestellt. Wie für das Beispiel 30 der 3a werden die Treiberschaltungen des Hörers sowie für den freihändigen Lautsprecher von dem gleichen Anschluss 31 der elektronischen Sprachbandschaltung 4 zugeführt. Jedoch zusätzlich bekommt der Hörerlautsprecher ein zweites AF-Signal von einem zweiten Anschluss 32 der elektronischen Sprachbandschaltung 4, welches mit dem ersten Signal überlagert wird, welches von Anschluss 31 stammt, durch ein Addiermittel 9, welches in der Treiberschaltung des Hörerwandlers angeordnet ist. Dieses Layout erlaubt es, eine Auslöschungskomponente zu produzieren, um das gefährliche störende Signal von dem freihändigen Lautsprecher unabhängig von einer Erzeugung eines gewünschten Signals auszulöschen, welches nur für den Hörer bestimmt ist. Das mobile Terminal 10 kann somit gleichzeitig in einem freihändigen Betrieb sein, während es immer noch sicher ist, um im Handbetrieb verwendet zu werden, zum Beispiel wenn ein Benutzer möchte, dass andere Menschen um ihn herum der Konversation folgen, jedoch bevorzugt, das Mobilteil dicht an seinem Ohr zu halten, um eine bessere akustische Qualität für ihn selbst zu erhalten. Auch, wenn der freihändige Lautsprecher 2 verwendet wird, um Klingeltöne zum Anzeigen zum Beispiel eines zweiten hereinkommenden Anrufs oder eines Alarms zu produzieren, ist das zweite Prinzip die bevorzugte Lösung. Da die zwei Modi des Betriebs, das heißt der freihändige und der handbetriebene Modus unabhängig voneinander für diese Lösung verwendet werden, wird die Steuerung des Betriebsmodus nicht mittels des Steueranschlusses 8 ausgeführt, sondern innerhalb der elektronischen Sprachbandschaltung 4, welche den jeweiligen AF-Anschluss 31 oder 32 aktiviert oder deaktiviert.
Alternativ zu dem ersten und zweiten Prinzip, welches oben eingeführt wurde, könnte das Audiosignal für den Hörerlautsprecher 1 auch digital von dem Signal für den freihändigen Lautsprecher 2 abgeleitet werden, und beide Signale könnten durch getrennte Ausgänge der Sprachbandschaltung 4 ausgegeben werden.
Eine erste Ausführungsform 40 der vorliegenden Erfindung, welche in 4a gezeigt ist, stellt eine Implementierung des ersten Prinzips 30 dar. Das AF-Signal, welches nur durch einen Ausgangsanschluss 31 einer elektronischen Sprachbandschaltung 4 bzw. elektronischen Audiobandschaltung 4 zugeführt wird, wird sowohl dem Hörerwandler 1 als auch dem Leistungsverstärker 7 für den freihändigen Wandler 2 gleichzeitig bereitgestellt. Der Leistungsverstärker kann konstruiert sein, um jegliche Änderungen der Frequenzverteilung, welchen das gefährliche Tonsignal auf seinem Ausbreitungspfad in dem Hörer unterliegt, kompensiert, jedoch kann alternativ ein elektronisches Filter, welches zwischen Anschluss 31 und dem Hörerlautsprecher angeordnet ist, stattdessen verwendet werden. Falls das akustische Design der Ausbreitungspfade nicht die notwendige Beziehung zwischen Phasen der gefährlichen Schallwelle und der Schallwelle, welche durch den Hörerlautsprecher 1 erzeugt wird, liefert, muss ein Phasenschieber in Reihe mit dem erwähnten Frequenzfilter angeordnet werden. Eine Phasenverschiebung von π kann zum Beispiel leicht durch Ändern der Polarität des Hörers oder des freihändigen Lautsprechers erreicht werden.
Der Leistungsverstärker 7 wird mittels des Steueranschlusses 8 gesteuert, welcher an eine logische Treiberschaltung des mobilen Telekommunikationsterminals 10 angeschlossen ist. In dem handbetriebenen Betriebsmodus ist der Leistungsverstärker 7 abgeschaltet. Akustische Signale werden dann nur durch den Hörerlautsprecher 1 erzeugt werden. In einem freihändigen Betriebsmodus oder zum Benutzen des freihändigen Wandlers, um einen Klingelton oder Ähnliches zu produzieren, ist der Leistungsverstärker 7 mit einer Verstärkung eingeschaltet, welche eingestellt ist, um zumindest eine teilweise Auslöschung der Schallwellen in dem Hörer 3 des mobilen Telekommunikationsterminals 10 sicherzustellen.
Da es nicht immer wünschenswert ist, die Lautstärke für den freihändigen Betriebsmodus zu beschränken, kann der Hörerlautsprecher mit dem Ausgangsanschluss 31 der elektronischen Sprachbandschaltung über einen oder mehrere Widerstände verbunden sein, wie zum Beispiel in 4b gezeigt ist. Die Widerstände dieser Implementierung 40a des ersten Prinzips 30 bilden eine Last in der Treiberschaltung des Hörerwandlers 1, was den Schalldruck, welcher durch Lautsprecher 1 erzeugt wird, reduziert. Um eine benutzereinstellbare Lautstärke für den handbetriebenen Operationsmodus zu erlauben, können die Widerstände als variable Widerstände ausgeführt sein, zum Beispiel durch Transistoren implementiert, welche in dem proportionalen Bereich betrieben werden.
Eine zweite Ausführungsform 50 ist in 5 gezeigt, welche wiederum eine Implementierung des ersten Prinzips 30, welches in 3a gezeigt ist, darstellt. Unterschiedlich von der ersten Ausführungsform ist ein Anschluss des Hörerlautsprechers mit einem Erdpotenzial über einen Widerstand 41 verbunden. Die Funktion dieses Widerstands 41 entspricht derjenigen der zweiten Implementierung 40a der ersten Ausführungsform. Ebenfalls kann es ein Widerstand mit einem festen Wert oder ein variabler Widerstand, welcher durch eine elektronische Vorrichtung, wie oben beschrieben wurde, gebildet wird, sein. Der Widerstand 41 wird durch einen steuerbaren Schalter 51 nebengeschlossen, welcher in einem geschlossenen Zustand in einem handbetriebenen Betrieb ist und in einem offenen Zustand in einem freihändigen Betrieb des mobilen Telekommunikationsterminals 10 ist. Vorzugsweise wird ein bipolarer oder Feldeffekttransistor, wie in 5 gezeigt, als ein Schalter verwendet. Die Basis oder der Gate-Kontakt des jeweiligen Transistors oder der Steueranschluss 52 eines jeweiligen Schalters werden vorzugsweise durch die gleiche Schaltung wie der Steueranschluss 8 des Leistungsverstärkers 7 gesteuert.
Eine dritte Ausführungsform 60 der vorliegenden Erfindung ist in 6a gezeigt. Sie stellt eine Implementierung des zweiten Prinzips 30a dar. Gemäß dieser Ausführungsform werden der Hörer und der freihändige Lautsprecher durch separate Ausgänge einer elektronischen Sprachbandschaltung 4 betrieben. Eine Steuerschaltung des mobilen Terminals 10 aktiviert den jeweiligen Ausgangsanschluss 31 bzw. 32 gemäß einer Benutzerauswahl oder einer Systemeinstellung. Wenn ausgeschaltet, weisen die Ausgänge der elektronischen Audiobandschaltung 4 an den Anschlüssen 31 und 32 eine hohe Impedanz auf, so dass keiner der Ausgänge eine Last für die Zuführschaltung des jeweiligen anderen Ausgangs bildet. So kann das Auslöschungssignal von dem Ausgang 32 der Sprachbandschaltung bereitgestellt werden, welche zu dem freihändigen Lautsprecher gehört. Da der freihändige Lautsprecher normalerweise eine deutlich niedrigere Impedanz als der Hörerlautsprecher aufweist, ist die Dämpfung von Ausgang 31 über die Widerstände 41 zu dem freihändigen Lautsprecher viel höher, was verhindert, dass Schall von dem freihändigen Lautsprecher im handbetriebenen Modus abgestrahlt wird.
Um eine Auslöschungskomponente des Tonsignals zu erzeugen, welches mit dem Hörerlautsprecher 1 erzeugt wird, werden eines oder beide Anschlüsse des Hörerlautsprechers mit den Zuführleitungen des freihändigen Lautsprechers 2 durch Widerstände 41 verbunden, welche von einem konstanten oder einstellbaren Wert sind. Der freihändige Lautsprecher 2 kann direkt von dem Ausgangsanschluss 32 der elektronischen Audiobandschaltung 4, wie in 6a gezeigt ist, gespeist werden oder alternativ hierzu über einen Leistungsverstärker 7, welcher zwischen dem Ausgangsanschluss 32 und den Verbindungspunkten der Widerstände 41 auf den Zuführleitungen für den Wandler 2 angeordnet ist, wie in der Implementierung 60a gezeigt ist, welche in 6b dargestellt ist. Alternativ können die Widerstände 41 auch durch ein Netzwerk ersetzt werden, welches aus Widerständen, Kondensatoren und/oder Induktoren besteht.
Die Phasen- und Frequenzverteilung der Auslöschungskomponente wird für eine richtige Auslöschung der gefährlichen Schallwelle entweder durch ein akustisches Design oder durch zusätzliche Schaltungen, welche nicht in 6a und 6b gezeigt sind, eingestellt. Der Wert der Widerstände ist hergestellt, um das Volumen der Auslöschungskomponente für eine optimierte Reduzierung des gefährlichen Schallsignals zu regulieren, welches von dem freihändigen Wandler 2 herkommt.
7a, 7b und 7c zeigen Implementierungen einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein passives Filter 5 wird verwendet, um einen Anteil des AF-Signals abzuzweigen, welches an Anschluss 32 der elektronischen Sprachbandschaltung 4 zu dem Hörerlautsprecher 1 zur Erzeugung einer Auslöschungskomponente vorgesehen ist. Das Filter ist designt, um zumindest die Frequenzverteilung des AF-Signals zu modifizieren, welches von Anschluss 32 der Sprachbandschaltung für eine optimale Auslöschung der gefährlichen Schallwelle mit solch einer hergestellten Auslöschungskomponente entsteht. Das passive Filter kann weiterhin zum Modifizieren sowohl der Phase und der Durchschnittsamplitude des AF-Signals ausgelegt sein, um das Auslöschungsergebnis zu optimieren.
Wie für die zwei Variationen der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, können die freihändigen Lautsprecher 2 direkt von dem Ausgangsanschluss 32 der elektronischen Audiobandschaltung 4 gespeist werden, wie in 7a gezeigt ist, oder alternativ hierzu über einen Leistungsverstärker 7, welcher zwischen dem Ausgangsanschluss 32 und den Verbindungspunkten des passiven Filters 5 auf den Zuführleitungen für den Wandler 2 angeordnet ist, wie in der Implementierung 70a gezeigt ist, welche in 7b dargestellt ist. In diesem Fall könnte das Filter 5 auch mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers 7 verbunden sein, wie in 7c gezeigt ist.
Das Filter ist vorzugsweise aus passiven Komponenten, wie beispielsweise Widerständen, Kondensatoren und/oder induktive Vorrichtungen oder Ähnliches, aufgebaut.
Zwei Variationen einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in 8a bzw. 8b gezeigt. Durch Implementieren des zweiten Prinzips 30a ist jeder Lautsprecher mit einem separaten Ausgangsanschluss der elektronischen Sprachbandschaltung verbunden. Diese Ausgänge 31 und 32 können alternativ und gleichzeitig betrieben werden. Der freihändige Lautsprecher 2 kann entweder direkt von Anschluss 32 der elektronischen Sprachbandschaltung betrieben werden, wie in 8a gezeigt ist, oder über einen Leistungsverstärker, welcher zwischen dem Lautsprecher 2 und dem Ausgangsanschluss 32 angeordnet ist, was in 8b dargestellt ist.
Verstärkung und Frequenzgang der Amplitude und Phase von jedem AF-Signalpfad der Ausgangsanschlüsse werden individuell durch ein separates Filter 5 und Phasenschieber 6 eingestellt, welche in dem Audiopfad zu den Ausgangsanschlüssen 31 und 32 der elektronischen Sprachbandschaltung 4 angeordnet sind. Das Filtern und Phasenverschieben kann dabei digital, analog, zeitdiskret oder vollständig analog ausgeführt werden. Die Phasen-, Verstärkungs- und Filtereigenschaften von beiden Ausgangsleitungen werden hierdurch eingestellt, so dass die Auslöschungskomponente der Schalldruckwelle, welche auf dem Hörerwandler 1 erzeugt wird, geeignet ist, um das gefährliche Signal zumindest teilweise auszulöschen, welches von dem freihändigen Wandler 2 stammt.

Claims

Mobiles Telekommunikatonsterminal (10) umfassend einen ersten Wandler (1) zum Erzeugen eines akustischen Signals, welches zu einem Hörer (3) des mobilen Telekommunikationsterminals (10) zugeführt wird, basierend auf einem ersten elektrischen Signal, und einen zweiten Wandler zum Erzeugen eines Hochschalldruckakustiksignals basierend auf einem zweiten elektrischen Signal, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals, welche an dem ersten Wandler (1) vorgesehen ist, eine Wellenform aufweist, welche geeignet ist, um zumindest teilweise den Teil des Hochschalldruckakustiksignals auszulöschen, welcher durch den zweiten Wandler (2) produziert wird, welcher in den Hörer (3) des mobilen Telekommunikationsterminals (10) hinein streut.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals und die Erzeugung des zweiten elektrischen Signals auf einem gemeinsamen elektrischen Signal basieren.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Filter (5) zum Beeinflussen des Spektrums der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Phasenschieber (6) zum Verschieben der Phase der Auslöschungskomponente des ersten elektrischen Signals relativ zu der Phase des zweiten elektrischen Signals.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandler (1) mit dem zweiten Wandler (2) mittels passiver Komponenten verbunden ist.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (41) angepasst ist, um eine passive Komponente zu bilden.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator und/oder eine Induktanz angepasst ist/sind, um eine passive Komponente zu bilden.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt des ersten Wandlers (1) an Massepotential über einen Widerstand (41) angeschlossen ist, welcher durch einen Schalter (51) parallel geschaltet wird, wobei der Schalter in einem geschlossenen Zustand ist, wenn kein elektrisches Signal dem zweiten Wandler (2) zugeführt wird, und ansonsten in einem offenen Zustand ist.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandler (2) durch eine separate Leistungsverstärkerstufe (7) betrieben wird.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von dem Signalpfad des ersten Wandlers (1) zu dem zweiten Wandler (2) an dem Eingang der separaten Leistungsverstärkerstufe (7) abgezweigt ist.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von dem Signalpfad des ersten Wandlers (1) zu dem zweiten Wandler (2) an dem Ausgang der separaten Leistungsverstärkerstufe (7) abgezweigt ist.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wandler durch separate Ausgänge (31, 32) der elektronischen Sprachbandschaltung (4) betrieben werden.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von dem Funktionseinheitsfilter (5) und Phasenschieber (6) ein digitales Filter ist.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von dem Funktionseinheitsfilter (5) und Phasenschieber (6) angepasst ist, um zeitdiskrete analoge Signale zu verarbeiten.
Mobiles Telekommunikationsterminal gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Wandler (1; 2) von einem elektrodynamischen Typ ist/sind.