DE2363731B2 - Akustische Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine akustische Anzeigevorrichtung insbesondere für batteriebetriebene tragbare Meß- und Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten Transformator besteht.

Beispielsweise in tragbaren batteriebetriebenen Meßgeräten, die zeitweise von Personen als Betriebsausrüstung mitgeführt werden und die in dieser Zeit nicht dauernd von diesen Personen beobachtet werden können, ist es vorteilhaft, eine akustische Anzeigevorrichtung wenigstens zur groben Anzeige der gemessenen Werte zu verwenden. Der Meßwert wird z. B. durch eine unterschiedliche Tonhöhe oder durch eine unterschiedliche zeitliche Folge von Tonimpwlsen dargestellt. So können beispielsweise Personen, die in einer von ionisierender Strahlung versuchten Umgebung arbeiten müssen, anhand der Tonimpulsrate eines mitgeführten Meß- und Warngerätes dauernd feststellen, welcher Strahlungsdosisleistung sie im Augenblick ausgesetzt sind, und werden beispielsweise durch einen Dauerton darauf hingewiesen, daß sie die zulässige Tagesdosis der Strahlung erreicht oder überschritten haben und sich aus dem Strahlungsfeld begeben müssen.

Aus der Deutschen Auslegeschrift 1161649 ist ein Warngerät mit einer akustischen Anzeigevorrichtung bekannt Diese akustische Anzeigevorrichtung besteht aus einem Tongenerator und einem Miniaturhörer. Der Tongenerator wird von einer moDOStabilen

"> Kippschaltung ein- und ausgeschaltet Dei Schwingübertrager des Tongenerators ist dort gleichzeitig als Transformator für den Miniaturhörer ausgebildet Eine derartige akustische Anzeigevorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß wegen des geringen Wir-

'5 kungsgrades des Miniaturhörers in einer Umgebung mit höherem Geräuschpegel deren Tonsignale nur schlecht oder überhaupt nicht wahrnehmbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lautstärke einer eingangs genannten akustischen An-Zeigevorrichtung mit geringen Mitteln wesentlich zu erhöhen, ohne dabei die Batterie des tragbaren batteriebetriebenen Gerätes mehr zu belasten.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer Schallgeber ist daß ferner die Grundfrequenz des ein- und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist und daß aus dem Transformator und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen Schallgebers ein

so Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers abgestimmt ist.

Der ein- und ausschaltbare Tongenerator kann als astabiler Multivibrator ausgebildet sein. Eine besonders geringe Belastung der Gerätebatterie erreicht man nach der Erfindung dadurch, daß die aktiven Verstärkungselemente des astabilen Multivibrators zueinander komplementäre Transistoren sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators

■»ο im gesperrten Zustand eines c^:e steuernden Schalttransistors stromlos ist.

Die Ausbildung eines steuerbaren Tongenerators als astabiler Multivibrator ist an sich bekannt. In der Deutschen Offenlegungsschrift 1566699 ist beispielsweise eine Alarmeinheit beschrieben, die aus einem Steuergenerator, einem Tongenerator und einem daran angeschlossenen Leistungsverstärker mit einem Lautsprecher im Kollektorkreis besteht. Der Tongenerator, der in der bekannten Anordnung von dem

">o Steuergenerator in der Tonhöhe gesteuert wird, ist als astabiler Multivibrator aus zwei gleichartig leitenden Transistoren gebildet.

Es ist auch bekannt, derartige astabile Multivibratoren aus zwei Transistoren entgegengesetzter Leitfähigkeit zu bilden und diesen durch einen weiteren Transistor zu steuern. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift 2105 574 zu entnehmen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird bei-

ho spielsweise eine Schallpegelerhöhung in 1 Meter von der Schallquelle um wenigstens 15 db erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer akustischen

b5 Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung in einer vereinfachten Blockschaltungsdarstellung in einem Meß- und/oder Warngerät,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge-

mäßen akustischen Anzeigevorrichtung in einer ausführlicheren Darstellung in einem Meß- und/oder Warngerät.

In Fig. 1 ist in vereinfachter Blockschaltungsdarstellung eine akustische Anzeigevorrichtung in einem elektrischen MeB- und/oder Warngerät wiedergegeben. Die akustische Anzeigevorrichtung enthält als Tongenerator einen astabilen Multivibrator 1, an dessen Ausgang die Primärwicklung 2 eines Transformators 3 angeschlossen ist. Parallel zur Sekundärwicklung 4 des Transformators liegt ein piezoelektrischer Schallgeber 5 als Lautsprecherund gegebenenfalls ein Kondensator 6. Der astabile Multivibrator 1 wird aus der Batterie 7 des Gerätes über die Leitungen 8 und 9 mit Strom versorgt. Der Steuereingang des astabilen Multivibrators 1 ist über eine Leitung 10 mit einem Steuerkreis des Meßgerätes verbunden. Der Ausgang des Steuerkreises ist durch einen Steuerschalter 11 und einen Widerstand 12 dargestellt

Während der Zeitspanne, in der ein Steuersignal auf der Leitung 10 auftritt, z. B. durch den geschlossenen Zustand des Steuerschalters 11 gekennzeichnet, schwingt der astabfle Multivibrator 1. Dk Schwingungen am Ausgang des astabilen Multivibrators werden über den Transformator 3 auf das Kristallsystem 13 des piezoelektrischen Schallgebers 5 übertragen. Im piezoelektrischen Schallgeber entsteht dadurch ein Ton, dessen Frequenzspektrum im wesentlichen die Frequenz des Kristalls des piezoelektrischen Schallgebers enthält. Dieses Tonsignal ist besonders laut, wenn die Sekundär-Induktivität des Transformators und die Kapazität des Kristallsystems des piezoelektrischen Schallgebers einen Schwingkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz gleich der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist. Der Transformator 3 ist deshalb zweckmäßigerweise abstimmbar ausgebildet. Der Parallelkondensator 6 ist ebenfalls zur Abstimmung des Schwingkreises vorgesehen. Der auf den piezoelektrischen Schallgeber abgestimmte Schwingkreis führt nicht nur zu einem höheren Schallpegel, sondern auch zu einem akustisch angenehmeren Frequenzspektrum des in dem piezoelektrischen Schallgeber erzeugten Tones. Für eine bessere Tonstabilität der akustischen Anzeigevorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Grundfrequenz des astabilen Multivibrators lunter der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Scfcallgebers 5 liegt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen akustischen Anzeigevorrichtung enthält der astabile Multivibrator 1 zwei zueinander komplementäre Transistoren 14 und 15. Der abstimmbare Transformator 3 zwischen dem astabilen Multivibrator find dem piezoelektrischen Schallgeber 5 enthält nur eine Wicklung, an deren Anzapfung 16 der Ausgang des astabilen Multivibrators angeschlossen ist.
Der Steuerschalter des Steuerkreises des Meßgerätes, zu dem die akustische Anzeigevorrichtung gehört, ist in diesem Ausfuhrungsbeispiel ein Schalttransistor 17. Im gesperrten Zustand des Schalttransistors 17 ist auch der Eingangstransistor 14 des astabilen Multivibrators und demzufolge auch der Ausgangstransistör 15 stromlos. In diesem Zustand, in dem auf der Leitung 10 kein Steuersignal vorhanden ist, entnimmt der astabile Multivibrator 1 der Speisebatterie 7 des Gerätes keinen Strom. Im leitenden Zustand des Schalttransistors des Steuerkreises schwingt der astabile Multivibrator 1 mit einer Schwingfrequenz, die kleiner ist als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers 5. Der Schwingkreis, der aus der gesamten Wicklung des Transformators 3, der Parallelkapazität 6 und der Kapazität des Kristallsystems 13 des piezoelektrischen Schallgebers gebildet ist, ist auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers abgestimmt.

Der Gegenkopplungskondensator Γ3 zwischen der Ausgangselektrode und der Steuerelektrode des ausgangsseitigen Transistors 15 verhindert unerwünschte Spannungsspitzen während des Schwingens des astabilen Multivibrators.

Die akustische Anzeigevorrichtung ist nicht nur in Meß- und/oder Warngeräten, insbesondere zur Messung ionisierender Strahlungen verwendbar, sondern auch in allen nachrichtentechnischen Geräten, in denen eine gut hörbare akustische Anzeigevorrichtung erforderlich ist.

J₃ Verwendete Bezugszeichen

1 astabiler Multivibrator

2 Primärwicklung

3 Transformator

4 Sekundärwicklung

5 piezoelektrischer Schallgeber

6 Kondensator

7 Batterie

8 Leitung

9 Leitung
10 Leitung

11 Steuerschalter

12 Widerstand

13 Kristallsystem

14 Transistor
μ 15 Transistor

16 Anzapfung

17 Schalttransisfor

18 Gegenkopplungskondensator

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Akustische Anzeigevorrichtung, insbesondere für batteriebetriebene tragbare Meß- und Warngeräte, die im wesentlichen aus einem ein- und ausschaltbaren Tongenerator, einem Lautsprecher und einem zwischen den Ausgang des Tongenerators und den Lautsprecher geschalteten Transformator besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecher ein piezoelektrischer Schallgeber (5) ist, daß ferner die Grundfrequenz des ein- und ausschaltbaren Tongenerators kleiner als die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers ist und daß aus dem Transformator (3) und der kapazitiven Impedanz des piezoelektrischen Schallgebers ein Schwingkreis gebildet ist, der auf die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Schallgebers abgestimmt ist

2. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch X, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- und ausschalifaare Tongenerator ein asUibiler Multivibrator (1) ist.

3. Akustische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Verstärkungselemente des astabUen Multivibrators (1) zueinander komplementäre Transistoren (14, 15) sind und daß die Schaltungsanordnung des astabilen Multivibrators im gesperrten Zustand eines sie steuernden Schalttransistors (17) stromlos ist.

4. Akt; tische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgangselektrode und die Steuerelektrode des ausgangsseitigenTransistors (15) des astabilen Multivibrators (1) ein GegenKopplungskondensator (18) geschaltet ist.

5. Akustische Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (3) abstimmbar ist.