Brevet FR2704705A3 — publié le 19941104

FR 2704705 A3 19941104 FR 9403207 A 19940318 Unité de source sonore utilisée en téléphonie L'invention concerne une unité de source sonore, comprenant une source sonore électromagnétique avec un système de bobines et un interrupteur, une tension d'alimentation pouvant être périodiquement appliquée au système de bobines. En téléphonie on monte des sources sonores électromagnétiques du type décrit ci-après par exemple pour produire des signaux acoustiques d'appel. De manière habituelle ceci arrive grâce au fait que la source sonore correspondante est relié à un circuit de commande, qui applique une tension de fonctionnement de forme rectangulaire à la source sonore tant qu'un signal acoustique doit être produit Une période de la tension de fonctionnement de forme rectangulaire est dans ce cas répartie de telle façon que pendant la moitié de la durée de période la tension de fonctionnement soit appliquée à la source sonore et pendant l'autre moitié de la durée de période elle ne soit pas appliquée. On choisit donc un rapport de synchronisation de 1 à 1; le volume du son peut dans ce cas être modifié en faisant varier la tension appliquée. Dans le cas de la miniaturisation qui progresse des appareils électroniques on cherche à obtenir avec une source sonore aussi petite que possible une pression acoustique aussi grande que possible. La présente invention a en conséquence pour objet d'indiquer un moyen qui permette de produire avec une source sonore magnétique de grandeur pré définie une pression acoustique de sortie aussi grande que possible du signal acoustique, sans que dans ce cas la source sonore magnétique ne s'échauffe de façon inacceptable. La solution de ce problème est caractérisée par le fait que la source sonore est raccordée en série avec un transistor de commutation à une tension d'alimentation sensiblement constante et en ce que le circuit de commande est relié à la base du transistor de commutation et en ce que ce circuit de commande est constitué de telle façon que dans chaque période de commutation on peut interrompre l'écoulement de l'intensité à travers le transistor de commutation au plus tard dès que la montée de cette intensité tend vers zéro. De cette façon on résout le problème d'une manière qui n'est pas compliquée et qui de cette façon est très économique. Avec l'invention on arrive à ce que le téléphone délivre un signal de tonalité sensiblement plus fort comparativement, sans que la puissance électrique augmente ou que l'échauffement atteigne des valeurs inacceptables. Des configurations et des développements avantageux de l'unité de source sonore selon l'invention sont obtenus grâce au fait que - le circuit de commande servant à faire varier le volume du son d'un signal acoustique délivré est constitué de telle façon que l'intensité peut être interrompue respectivement avant d'atteindre son maximum; - on prévoit un condensateur qui est monté en parallèle à la source sonore pour réduire les tensions d'induction produites par celle-ci; - le circuit de commande est constitué comme un modulateur d'impulsions en largeur. On va décrire ci-après plus en détail l'invention à partir de quatre figures à titre d'exemple: - la figure 1 est une coupe à travers une source sonore électromagnétique; - la figure 2 montre un circuit de commande pour la source sonore; - la figure 3 représente des chronogrammes alors que la source sonore est commandée de la manière habituelle jusqu'ici et - la figure 4 représente des chronogrammes alors que la source sonore est commandée selon le procédé conforme à l'invention. Sur la figure 1 on a représenté une section transversale à travers une source sonore magnétique 1, que l'on peut trouver sur le marché en provenance de la société Star Micronics sous le nom de série QMX. La référence 2 désigne un boîtier dans lequel est disposé sur une plaque de base 3 un système électromagnétique de bobine (6, 7, 8, 9). Ce système comprend un noyau de fer 6, un aimant permanent de forme annulaire 7, un corps de bobine 8 avec un enroulement disposé dessus 9. Sur le côté de la plaque de base qui est tourné à l'opposé du système de bobine il y a une carte de circuit imprimé 4, qui présente des tiges de raccordement 5, une tige de raccordement étant reliée respectivement au début ou à la fin de l'enroulement 9. Sur le ôté du système de bobine qui est tourné à l'opposé de la plaque de base 3 on serre une membrane 10 entre l'aimant permanent 7 et le boîtier 2, laquelle membrane présente sur la face située à l'opposé du système de bobine un disque 11 réalisé en un matériau à haute perméabilité magnétique. Grâce à une tension appliquée à la tige de raccordement 5 et se modifiant périodiquement, la membrane 10 du fait du disque 11 est mise en oscillation et produit un signal acoustique délivré par l'intermédiaire d'une ouverture 12 dans le boî- tier 2 à l'espace environnant. Sur la figure 2 on a représenté à titre d'exemple un circuit de commande 15. Ce circuit comprend essen tiellement une horloge électronique 16, de préférence sous la forme d'un modulateur d'impulsions en largeur qui produit un signal de commande de forme rectangulaire, dans l'exemple considéré une tension de commande UA de la durée de période T. Celle-ci est amenée par l'intermédiaire d'une résistance 17 de la base d'un transistor de commutation 18. Dans le circuit du collecteur du transistor de commutation on dispose la source sonore 1. On monte en parallèle à cela un condensateur 19. L'émetteur du transistor PNP utilisé dans cet exemple est relié au pôle positif d'une tension continue d'alimentation U appliquée au circuit de commande. Le transistor 18 est conducteur en synchronisme avec la tension de commande UA appliquée à sa base et, en fait, pendant le temps tl de la période de la tension de commande UA, dans laquelle celle-ci présente une polarité négative par rapport à la tension appliquée sur l'émetteur. Le transistor 18 est pendant cette période tl mis en communication de façon saturée. La tension continue d'alimentation U est essentiellement appliquée au collecteur du transistor 18 mis en communication et une intensité IB commence à passer en croissant exponentiellement dans la source sonore magnétique. Quand la période tl s'est écoulée, le transistor de commutation 18 est bloqué, grâce à quoi la tension continue d'alimentation U est débranchée de la source sonore 1. Une tension est alors induite, causée par l'inductance et la variation d'intensité dans le système de bobines de la source sonore. La pression délivrée du signal acoustique est proportionnelle à cette tension induite. Le condensateur 19 a pour rôle de faire en sorte que l'intensité qui résulte de la tension induite, peut décroître via la source sonore et le condensateur et qu'il ne se produit pas de pointes de tension d'induction assez élevées pour pouvoir détruire le transistor de commutation 18. On a désigné par les références 22, 23 et 24 trois lignes de commande, dont l'une la ligne 22 est déter minée à rendre active l'horloge électronique 16, c'est-àdire à produire la tension de commande de forme rectangulaire raya. Une deuxième ligne de commande 23 est par exemple conçue pour modifier la durée de période T de l'horloge électronique. De cette façon on peut modifier la fréquence de base du signal acoustique de la source sonore. Avec la troisième ligne de commande 24 on peut modifier par exemple la durée de mise en circuit T1 pour le transistor de commutation 18 et de cette façon la durée de passage du courant dans la source sonore 1. De cette façon on peut modifier l'amplitude de la pression du signal acoustique produit et ainsi le volume du son. Sur la figure 3 on a représenté sur des chronogrammes les fonctions quand, comme cela est habituel jusqu'ici, la période tl de la tension de commande se monte à 50 W de la durée de période T, durée pendant laquelle la tension continue d'alimentation est appliquée à la source sonore. La tension de commande UA en fonction du temps est représentée sur la figure 3a. Une période T commence à l'instant TO. Sur la figure 3b on a représenté la tension UB sur la source sonore 1 en fonction du temps. La tension prend à partir de l'instant du branchement tO une valeur positive pendant la moitié de la durée de la période T et décroît ensuite quand la période tl s'est écoulée après la tombée à zéro d'un processus d'oscillation. Dans le cas d'un processus d'oscillation une tension est induite, causée par la variation de l'intensité dans le système de bobine de la source sonore 1, tension dont la valeur maximale est désignée sur la figure par Vp. La pression produite du signal acoustique est proportionnelle à cette tension induite. Sur la figure 3c l'intensité IB qui passe à travers la source sonore est représentée en fonction du temps. A l'instant de mise en circuit tO l'intensité commence à passer en croissant de façon exponentielle. La va leur maximale de l'intensité IB, qui est déterminée essentiellement par la tension continue d'alimentation UB et la résistance ohmique interne de la source sonore, est atteinte au bout de la période ts. Elle demeure alors constante pendant le reste de la période (tl - ts) jusqu'à ce que soit écoulée la demi-durée de la période T. Après la coupure de la tension continue d'alimentation UB l'intensité tombe à zéro après un processus d'oscillation. L'inductance du système de bobine et la variation de l'intensité par unité de temps après la coupure de la tension continue d'alimentation UB déterminent la grandeur de la tension induite Up. Pendant le temps ts le système de bobine absorbe de l'énergie, qui la restitue après la coupure de la tension continue d'alimentation essentiellement pendant le processus d'oscillation. Quand la période ts s'est écoulée, la bobine ne peut plus absorber davantage d'énergie. L'énergie électrique qui continue à être amenée pendant l'intervalle de temps (tl - ts), comme cela est indiqué symboliquement à la figure 3d, est convertie en perte de chaleur 20, qui est dégagée sous forme de chaleur 21 par la source sonore î. La figure 4 montre le procédé de commande de la source sonore magnétique selon l'invention. La période de temps T correspond dans ce cas à celle de la figure 3. La tension de commande UA en fonction de T est représentée à la figure 4a. Au départ d'un instant d'enclenchement to (mise en circuit), la tension devient négative vis-à-vis du pôle positif de la tension continue d'alimentation au plus pendant cette période tl= ts qui utilise l'intensité passant à travers la source sonore, pour atteindre sa valeur maximum. Sur la figure 4b on a montré que la tension UB, qui se trouve sur la source sonore 1, n'est aussi branchée que pendant la période mentionnée ci-dessus tl sur la source sonore. Pendant la période tl, l'intensité IB qui passe à travers la source sonore croit à partir de l'instant de mise en circuit tO de façon exponentielle, jusqu'à ce qu'elle atteigne au bout du temps tl=ts sa valeur maximale Ip. Au plus tard à cet instant la tension d'alimentation UB est coupée. L'intensité IB tombe et déclenche un processus d'oscillation. Quand l'intensité tombe une tension est induite, tension dont la valeur de pointe a été désignée à la figure 4 par Up. Pendant l'intervalle de temps (T - tl) de la période il ne passe aucune intensité à travers la source sonore, de telle sorte que celle-ci ne dégage pas de chaleur. Comme l'énergie qui peut être au maximum absorbée par la source sonore est amenée en un temps assez court, la tension continue d'alimentation UB, comme le montre une comparaison des figures 4b et 3b, doit être choisie plus grande. De cette façon l'intensité maximale IB devient aussi plus grande et après la coupure de la tension d'alimentation UB à l'instant tl=ts la variation de l'intensité par unité de temps devient aussi plus grande, ce qui mène à une tension induite augmentée Up comme le montre également la comparaison entre les figures 4b et 3b. Comme la tension induite Up, comme on l'a montré est proportionnelle à la pression du signal acoustique produit, on peut grâce aux mesures de débranchement obtenus avec l'invention choisir une tension de fonctionnement UB plus grande pour la source sonore et de cette façon on peut obtenir une pression plus grande de la pression du signal acoustique produit sans surcharger thermiquement la source sonore. Quand on choisit le temps tl plus petit que le temps ts, on peut faire varier l'amplitude de la pression sonore et en conséquence le volume du signal acoustique. La fréquence de base du signal acoustique, qui est déterminée par la durée de période T ne varie pas dans ce cas. Nomenclature 1. Source sonore magnétique 2. Boîtier 3. Plaque de base 4. Carte de circuit imprimé 5. Raccord 6. Noyau de fer 7. Aimant permanent 8. Corps de bobine 9. Enroulement 10. Membrane 11. Disque 12. Ouverture 15 Circuit de commande 16. Horloge électronique (modulateur à impulsions larges) 17. Résistance de base 18. Transistor de commutation 19. Condensateur 22. 23. Lignes de commande 24. REVENDICATIONS 1) Unité de source sonore, comprenant une source sonore électromagnétique (1) avec un système de bobines (6, 7, 8, 9) et un interrupteur, une tension d'alimentation (UB) pouvant être périodiquement appliquée au système de bobines, caractérisée en ce que la source sonore (1) est raccordée en série avec un transistor de commutation (18) à une tension d'alimentation (U) sensiblement constante et en ce que le circuit de commande (15) est relié à la base du transistor de commutation (18) et en ce que ce circuit de commande (15)-est constitué de telle fa çon que dans chaque période de commutation (T) on peut interrompre l'écoulement de l'intensité à travers le transistor de commutation (18) au plus tard dès que la montée de cette intensité (IB) tend vers zéro. 2) Unité de source sonore selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de commande (15) servant à faire varier le volume du son d'un signal acoustique délivré est constitué de telle façon que l'intensité (IB) peut être interrompue respectivement avant d'atteindre son maximum. 3) Unité de source sonore selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on prévoit un condensateur (19) qui est monté en parallèle à la source sonore (1) pour réduire les tensions d'induction (Up) produites par celleci. 4) Unité de source sonore selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de commande (15) est constitué comme un modulateur d'impulsions en largeur.