DE3720402A1

DE3720402A1 - Acoustic signalling device, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE3720402A1
Application number: DE19873720402
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Bussmann; Werner Kukuk; Friedrich Tillmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1988-12-29
Also published as: DE3720402C2; FR2616946A1

Abstract

The invention relates to an acoustic signalling device, in particular for motor vehicles, having an electronic generator which generates the frequency of an overtone of the acoustic radiation to be emitted and is designed as a square-wave generator and has a device effecting the modulation of this generator. In order that the signalling device can emit with approximately the same switching level two sounds of the same volume which can be readily distinguished from each other in their pitch, it is characterised according to the invention that a step-down circuit is connected to the generator and is designed in such a way that the width of the pulses periodically changes continuously.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen akustischen Signalgeber, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem elektronischen Generator, der die Frequenz eines Obertones der abzustrahlenden akustischen Strahlung erzeugt und der als Rechteckwellengenerator ausgebildet ist, mit einer die Modulierung dieses Generators bewirkenden Vorrichtung und mit elektromechanischen Mitteln zum Abstrahlen der akustischen Strahlung. Derartige Signalgeber sind z. B. aus der DE-PS 25 54 940 und der DE-OS 34 20 988 bekannt. Die Modulation kann z. B. durch eine Zählschaltung erfolgen, die so an den Generator angeschlossen ist, daß jeweils eine vorgegebene Anzahl Perioden der durch den Generator erzeugten elektrischen Schwingung auf die elektromechanischen Mittel gelangen und eine vorgegebene Anzahl Perioden unterdrückt werden. Zweckmäßigerweise ist dabei die Frequenz des Generators auf eine Resonanzstelle der elektromechanischen Mittel abgestimmt. Obgleich ein Oberton erzeugt wird bzw. Obertöne erzeugt werden, entsteht der Eindruck eines Grundtones mit Obertönen. Der Grundton wird überhaupt nicht bzw. sehr schwach abgestrahlt. Das menschliche Gehör nimmt die Differenzfrequenz der lautstärksten Obertöne dennoch als Grundton wahr. Es entsteht der Klangeindruck eines hell gefärbten Klanges mit tiefer Grundfrequenz.The invention relates to an acoustic Signal generator, in particular for motor vehicles, with a electronic generator that measures the frequency of an overtone the acoustic radiation to be emitted and the is designed as a square wave generator with a Modulation of this generator effecting device and with electromechanical means for blasting the acoustic radiation. Such signal generators are such. B. from DE-PS 25 54 940 and DE-OS 34 20 988 known. The Modulation can e.g. B. done by a counter circuit that is connected to the generator so that one predetermined number of periods of time by the generator generated electrical vibration on the arrive electromechanical means and a predetermined Number of periods can be suppressed. It is expedient the frequency of the generator at a resonance point of the electromechanical means. Although a Overtones are generated or overtones are generated the impression of a fundamental with overtones. The keynote is not emitted at all or very weakly. The human hearing takes the difference frequency of the loudest overtones still true as a fundamental. It creates the sound impression of a brightly colored sound lower fundamental frequency.

Mit einem derartigen akustischen Signalgeber erreicht man den höchsten Wirkungsgrad, wenn die elektromechanischen Mittel von einem elektronisch arbeitenden Generator gespeist werden, der die Gesamtenergie ausschließlich in dem Frequenzbereich erzeugt, auf den die elektromechanischen Mittel zum Abstrahlen abgestimmt sind. Insbesondere bei der Verwendung eines derartigen akustischen Signalgebers dazu, je nach Wunsch Warnsignale und Sprachdurchsagen abzustrahlen, ist ein sehr günstiger Kompromiss erreicht, weil bei Sprache der Crest-Faktor ähnlich hoch liegt wie bei der Verwendung des Signalgebers zur Signalabstrahlung, nämlich bei 2.With such an acoustic signal generator you can achieve the highest efficiency when the electromechanical Medium fed by an electronically working generator the total energy only in the Frequency range generated on the electromechanical Blasting means are matched. Especially with the Use of such an acoustic signal generator to warning signals and voice announcements as required radiate is a very cheap compromise, because the language crest factor is similar to that of the use of the signal transmitter for signal radiation, namely at 2.

Will man nun einen Signalgeber schaffen, der zwei in der Tonhöhe gut voneinander unterscheidbare gleichlaute Klänge abstrahlen soll, so ist an ein Frequenzverhältnis von 1:2 zu denken, weil ein solches Intervall gut unterscheidbar ist. Hierbei kann der eingangs beschriebene Signalgeber nicht verwendet werden. Geht man nämlich davon aus, daß der höhere der beiden Klänge auf konventionelle Weise als Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 1:1 erzeugt wird, dann ist die eingangs erwähnte Signalgeberschaltung zur Erzeugung des tiefen Klanges durch Austastung jeder zweiten Periode nicht anwendbar, da der tiefe Klang gegenüber dem hohen nur noch die halbe Leistung besitzt, was einen Schallpegelabfall von 3 dB ergibt. Die Erfindung hat zum Ziel, den Signalgeber so zu verändern, daß diese Forderung erfüllt wird, daß also zwei in der Tonhöhe gut voneinander unterscheidbare gleichlaute Klänge und annähernd gleichem Schallpegel abgestrahlt werden können, bei einem Crest-Faktor von 1. Erfindungsgemäß ist deshalb der eingangs beschriebene akustische Signalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß eine Untersetzerschaltung an den Generator angeschlossen ist, die so ausgebildet ist, daß sie die Breite der Impulse fortlaufend periodisch verändert. Durch diese Maßnahme lassen sich folgende Bedingungen erfüllen:If you want to create a signal generator, the two in the Pitch well-distinguishable, equally loud sounds is to emit a frequency ratio of 1: 2 to think because such an interval is clearly distinguishable is. The signal transmitter described at the beginning can be used here Not used. If you assume that the higher of the two sounds in a conventional way than Square wave with a duty cycle of 1: 1 generated then the signal generator circuit mentioned at the beginning to create the deep sound by blanking out everyone second period not applicable because of the deep sound compared to the high only half of what has results in a sound level drop of 3 dB. The invention has the goal is to change the signal generator so that this Requirement is met, that is, two well in pitch mutually distinguishable sounds and approximate the same sound level can be emitted at a Crest factor of 1. According to the invention is therefore the beginning described acoustic signal transmitter, characterized in that that a reducer circuit is connected to the generator which is designed to be the width of the pulses continuously changed periodically. By this measure the following conditions can be met:

a) The generation of an electrical pulse train, which at loudspeaker type electromechanical means gives a harmonic sound
b) the frequency of the perceived (virtual) pitch this sound is outside the transmission range of the electromechanical means and to deeper Frequencies
c) the strongest frequency component of the sound lies in Transmission range of the converter,
d) the mean power of the pulse train is equal to that a pulse train with a duty cycle of 1: 1,
e) the sound impression of the virtual basic tone is through the Amount of modulation good meterable.

Mit bekannten Signalgebern ist nur ein Teil dieser Forderungen bisher zu erfüllen.With known signal generators, only part of this is To meet demands so far.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention result from the Features of the subclaims.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Zeichnungen dargestellt ist.An exemplary embodiment is described below, which is shown in the drawings.

Fig. 1 zeigt eine einfache Schaltungsanordnung Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm. Fig. 1 shows a simple circuit arrangement. Fig. 2 shows a pulse diagram.

Das Schaltbild gemäß Fig. 1 enthält in Reihe geschaltet als wesentliche Bestandteile einen monostabilen Multivibrator (Mono 1), einen weiteren monostabilen Multivibrator (Mono 2) und eine 2:1 Frequenz-Teiler-Stufe (FT). Das monostabile Kippglied (Mono 1) ist in sich rückgekoppelt und bildet einen Nadelimpulsgenerator mit fester Impulsfolgefrequenz. Die frequenzbestimmenden Bauelemente sind ein Widerstand (R 1) und eine Kapazität (C 1). Das Kippglied (Mono 1) kann als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein oder auch aus diskreten Bauelementen aufgebaut sein.The circuit diagram according to FIG. 1 contains a monostable multivibrator (mono 1 ), another monostable multivibrator (mono 2 ) and a 2: 1 frequency divider stage (FT) connected in series as essential components. The monostable flip-flop (Mono 1 ) is fed back into itself and forms a needle pulse generator with a fixed pulse repetition frequency. The frequency-determining components are a resistor ( R 1 ) and a capacitance ( C 1 ). The flip-flop (mono 1 ) can be designed as an integrated circuit or can also be constructed from discrete components.

An den Ausgang ist das monostabile Kippglied (Mono 2) angeschlossen, das durch jeden Nadelimpuls neu getriggert wird. Am Ausgang des Kippgliedes (Mono 2) entsteht ein Rechteckspannungssignal, dessen Frequenz vom Kippglied (Mono 1) bestimmt wird. Durch den Widerstand (R 2) und die Kapazität (C 2) wird die Impulsbreite der Rechteckspannung festgelegt. Dies gilt nur solange die Frequenzteilerstufe (FT) nicht eingreift. Da die 2:1 Frequenzteilerstufe (FT) an den Ausgang (A) des Kippgliedes (Mono 2) angeschlossen ist und seinerseits in das RC-Glied (R 2 C 2) eingreift, erfolgt allerdings eine Verkürzung eines jeden zweiten Impulses. Die Diode (D 1) wird bei jedem zweiten Impuls infolge einer logischen "1" am Ausgang der Frequenzteilerstufe leitend und verkürzt die Verweildauer der monostabilen Kippstufe (Mono 2). Der Strom über dem Widerstand (R 3) greift in gewünschter Weise in das RC-Glied (R 2 C 2) ein. Der Betrag der gewünschten Impulsbreiten-Modulation kann über diesen Widerstand (R 3) fein dosiert werden.The monostable multivibrator (Mono 2 ) is connected to the output and is triggered again by each needle pulse. At the output of the flip-flop (mono 2 ) there is a square wave signal, the frequency of which is determined by the flip-flop (mono 1 ). The pulse width of the square wave voltage is determined by the resistance ( R 2 ) and the capacitance ( C 2 ). This only applies as long as the frequency divider stage (FT) does not intervene. Since the 2: 1 frequency divider stage (FT) is connected to the output ( A ) of the flip-flop (Mono 2 ) and in turn intervenes in the RC element ( R 2 C 2 ), every second pulse is shortened. The diode ( D 1 ) becomes conductive with every second pulse due to a logic "1" at the output of the frequency divider stage and shortens the residence time of the monostable multivibrator (Mono 2 ). The current across the resistor ( R 3 ) engages in the RC element ( R 2 C 2 ) in the desired manner. The amount of the desired pulse width modulation can be finely dosed via this resistor ( R 3 ).

Die elektromechanischen Mittel zum Abstrahlen des so erzeugten Tones bzw. Klanges werden an den Ausgang (A) der Kippstufe (Mono 2) normalerweise über eine Verstärkerstufe angeschlossen.The electromechanical means for emitting the sound or sound produced in this way are normally connected to the output ( A ) of the flip-flop (Mono 2 ) via an amplifier stage.

In Fig. 2 sind verschiedene Impulsformen dargestellt, die den Gedankengang der Erfindung verdeutlichen. Die Impulsfolge (A) entsteht wenn eine Impulsfolge mit dem Tastverhältnis 1:1 erzeugt wird, deren Grundfrequenz im Übertragungsbereich des elektroakustischen Übertragungssystems liegt. Es entsteht aber kein Klangeindruck, der eine Oktave tiefer liegt.In Fig. 2 different pulse shapes are shown, which illustrate the course of the invention. The pulse sequence ( A ) arises when a pulse sequence with the pulse duty factor 1: 1 is generated, the fundamental frequency of which lies in the transmission range of the electroacoustic transmission system. However, there is no sound impression that is one octave lower.

Wird jeder zweite Impuls der Impulsfolge (A) ausgetastet, so entsteht die Impulsfolge (B), die einer Amplitudenmodulation mit halber Trägerfrequenz entspricht. Hierbei geht allerdings die Leistung auf die Hälfte zurück. Es müßte also die Amplitude der Impulse entsprechend erhöht werden, was wiederum die Schwingweite des elektromechanischen Systems erhöht, da durch die elektromechanischen Mittel stärker belastet und größer und teurer werden läßt.If every second pulse of the pulse train ( A ) is blanked, the pulse train ( B ) is created which corresponds to an amplitude modulation with half the carrier frequency. Here, however, the performance drops to half. The amplitude of the pulses would have to be increased accordingly, which in turn increases the amplitude of the electromechanical system, since the electromechanical means make it more stressed and larger and more expensive.

Wird dagegen die Impulsfolge (A) in der Pulsbreite moduliert, indem die Impulslängen abwechselnd vergrößert und verkleinert werden, so entsteht die Impulsfolge (C). Sie entspricht einer Pulsbreitenmodulation mit halber Trägerfrequenz. Diese Impulsfolge ist das Ergebnis der Schaltmaßnahmen gemäß Fig. 1. Man kann die Rechteckimpulse wie dargestellt um den gleichen geringfügigen Betrag abwechselnd vergrößern oder verkleinern, man kann aber auch eine unterschiedliche Vergrößerung und Verkleinerung vornehmen.Conversely, if the pulse train ( A ) is modulated in pulse width by alternately increasing and decreasing the pulse lengths, the pulse train ( C ) is created. It corresponds to a pulse width modulation with half the carrier frequency. This pulse sequence is the result of the switching measures according to FIG. 1. The rectangular pulses can be alternately increased or decreased by the same small amount as shown, but one can also carry out a different enlargement and reduction.

Auch wenn eine Form gemäß der Impulsfolge (D) erzeugt wird, daß heißt, wenn jeweils eine Folge von in der Breite vergrößerten und eine Folge von in der Breite verkleinerten Impulsen aufeinanderfolgen, werden die mit der Erfindung angestrebten Erfolge erreicht.Even if a shape is generated according to the pulse sequence ( D ), that is to say if a sequence of pulses which are enlarged in width and a sequence of pulses which are reduced in width follow one another, the successes sought with the invention are achieved.

Es läßt sich mit verhältnismäßig kleinen Lautsprecherabmessungen ein verhältnismäßig tiefer angenehm wirkender Klangeindruck erzeugen, wobei der Verlust an Schalldruckpegel zu vernachlässigen ist. Es läßt sich beispielsweise mit einem elektroakustischen Übertragungssystem, das an sich für eine Frequenz von 2000 Hz ausgelegt ist, z. B. ein 1000 Hz- und auch ein 500 Hz-Klang erzeugen, der sich vorteilhaft von dem relativ dünnen und wenig voluminös klingenden 2000 Hz-Signal unterscheidet. Ein derartiges Gerät ist beispielsweise als elektronisches Aufmerksamkeitssignal (Gong) im Fahrzeuginneren verwendbar. Ein anderes beispielhaftes Gerät geht von einer Frequenz des Übertragungssystems von 700 Hz aus und erzeugt einen 350 Hz-Klang und auch einen 175 Hz-Klang. Dieses Gerät kann vorzugsweise als Bootsignal Verwendung finden.It can be done with relatively small Speaker dimensions a relatively deep pleasant create effective sound impression, the loss of Sound pressure level is negligible. It can be for example with an electro-acoustic Transmission system, which in itself for a frequency of 2000 Hz is designed, e.g. B. a 1000 Hz and also a 500th Generate Hz sound that is advantageous from the relative thin and less voluminous 2000 Hz signal differs. Such a device is, for example, as electronic attention signal (gong) in the Can be used inside the vehicle. Another example device assumes a frequency of the transmission system of 700 Hz and produces a 350 Hz sound and also a 175 Hz sound. This device can preferably be used as a boat signal Find use.

Claims

1.Acoustic signal generator, in particular for motor vehicles, with an electronic generator which generates the frequency of an overtone of the acoustic radiation to be emitted and which is designed as a square wave generator, with a device which modulates this generator and with electromechanical means for emitting the acoustic radiation, thereby characterized in that a reducer circuit is connected to the generator, which is designed so that it continuously changes the width of the pulses periodically.

2. Signal generator according to claim 1, characterized in that the reducer circuit is designed such that alternately the width of a pulse by one predetermined amount is increased and the next pulse is reduced by a predetermined amount.

3. Signal generator according to claim 2, characterized in that the reducer circuit is designed so that the Width of the pulses alternately by the same amount is enlarged and reduced.

4. Signal generator according to claim 1, characterized in that a circuit arrangement is provided, each a series of enlarged and a series generated by pulses reduced in width.