用于生成可听警报或音乐的电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生成可听警报或音乐的电子设备。所述设备可以适合便携式电子仪器，例如手表。所述设备尤其包括连接到电容型蜂鸣器的至少一个线圈。
【背景技术】
[0002]在具备至少一个蜂鸣器(尤其具备压电元件)的常规电子系统中，提供链接到蜂鸣器的线圈，并且蜂鸣器和线圈都连接到控制电路。控制电路可以在供电电压源的两个端子之间包括晶体管，该晶体管与线圈和蜂鸣器串联布置。当电子系统开始操作以便生成声音(例如警报)时，向晶体管的栅极或基极施加脉冲以便激励由线圈和蜂鸣器形成的组件。
[0003]通常，力求根据由线圈和蜂鸣器形成的组件的谐振频率来调整控制电路的频率。为了实现此目的，必须提供用于测量谐振频率的第一阶段。然后，在反馈回路中，可以对机械声音生成组件的响应采样，以便调整控制脉冲的频率。必须调整该频率以使其接近于机械声音生成组件的谐振频率，以便生成具有足够声级的声音，同时限制所需的电能。但是，要指出的是，控制电路很难在此调整后的频率下长久工作，因为随着时间的推移，机械组件通常经历其物理参数的自然变化。在售后操作中更换谐振系统还会降低原始设备的效率。这构成此类常规电子系统的一个缺点。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的一个目标是提供一种克服现有技术的上述缺点的、用于生成可听警报或音乐的电子设备，以便在低供电电压下生成高音量警报或音乐，而不管谐振系统如何随时间变化。
[0005]为此，本发明涉及一种用于生成可听警报或音乐的电子设备，所述电子设备包括在独立权利要求1中提及的特性。
[0006]在从属权利要求2至10中限定用于生成可听警报或音乐的电子设备的特定实施例。
[0007]所述用于生成可听警报的电子设备的一个优点在于以下事实:提供正反馈回路，其中测量跨电容型警报设备或蜂鸣器的电压的导数(derivative)。获得谐振效应，而不必计算由线圈和蜂鸣器形成的组件的谐振频率，与蜂鸣器中的物理参数或更改的任何变化无关。
【附图说明】
[0008]基于附图例示的至少一个非限制性实施例，用于生成可听警报或音乐的电子设备的目标、优点和特性将在以下描述中更清晰，这些附图是:
[0009]图1示出根据本发明的用于生成可听警报或音乐的设备的各种组件的简化视图，
[0010]图2示出根据本发明的用于生成可听警报或音乐的设备中的各种信号，以及
[0011]图3示出在根据本发明的设备的操作期间由电容器建模为第一近似的蜂鸣器的输出信号的演变。
【具体实施方式】
[0012]在以下描述中，将仅以简化方式描述所述电子设备的所有那些为本领域技术人员公知的电子组件。
[0013]图1示出电子设备或电子电路1的一个实施例。电子设备1可以由诸如电池之类的常规供电电压源供电。电子设备1包括由连接到电容型蜂鸣器Cb的第一线圈或电感器L1形成的组件2，以便生成声音或音乐Sout。第一线圈L1连接到蜂鸣器Cb的第一电极，而蜂鸣器Cb的第二电极能够通过开关7连接到零电压或接地端子。
[0014]要指出的是，蜂鸣器Cb可以由声膜形成，在声膜上布置压电元件。可以以电方式致动该压电元件以使膜振动，因此生成声音或音乐。压电元件通常在具有串联的电阻器、电感器和第一电容器的第一支路以及具有第二电容器的第二并联支路中的第一电极与第二电极之间形成。第二电容器的大小远大于第一支路的其它组件并且作为第一近似，可将所述压电元件视为电容器Cb。在这些条件下，说明书指的是电容型蜂鸣器，因为通过致动电容器Cb获得由膜生成声音或音乐。
[0015]在反馈回路中，电子设备1还包括导数电路(derivative circuit) 3，其连接到第一线圈L1与蜂鸣器Cb之间的连接节点。导数电路3用于产生跨蜂鸣器Cb的第一电极的信号的导数。向比较器4的第一输入端提供导数电路3的输出端处的导数信号Vder，比较器4的第二输入端接收参考电压Ref以便与导数电路3的导数信号Vder相比较。优选地，比较器4的第一输入端是正输入端，而比较器4的第二输入端是负输入端。进一步，参考电压Ref可被设置为电子设备的供电电压Vdd的一半，即设置为Vdd/2。向第一电感器L1的自由端提供比较器4的输出信号Vcomp，以便激活由蜂鸣器Cb生成声音或音乐Sout。
[0016]要指出的是，可以通过由第一电阻器Rdl和第二电阻器Rd2组成的电阻分压器获得参考电压Ref，第一电阻器Rdl和第二电阻器Rd2串联到供电电压源Vdd，供电电压源Vdd向电子设备1的各种组件供电。优选地，跟踪放大器14还可以具备连接到两个电阻器Rdl和Rd2的连接节点的正输入端，以及连接到跟踪放大器14的输出端的负输入端，以便提供参考电压Ref。如果两个电阻器具有相同的电阻值，则将提供等于Vdd/2的参考电压Ref，但两个电阻器还可以具有不同的电阻值，以便根据驱动蜂鸣器Cb的所需模式修改参考电压 Ref ο
[0017]根据本发明的原理，布置具有由第一电感器L1和蜂鸣器Cb组成的组件2的反馈回路，以便当蜂鸣器的电容器Cb处于充电阶段时，使用正电压或正电压脉冲驱动第一线圈Llo相反，当蜂鸣器的电容器Cb处于放电阶段时，第一线圈L1接收零电压。因此，比较器4的输出信号Vcomp处于高状态以便提供正电压脉冲，并且处于低状态以便提供零电压。
[0018]使用本发明的该原理，在于使用反馈回路中的正反馈导致振荡，可增加存储在蜂鸣器的电容器Cb中的能量或可听警报。迫使在第一线圈L1与电容器Cb之间的连接节点处的振荡接近于谐振频率。因此，不再需要提供用于计算蜂鸣器的谐振频率的阶段，因为在电子设备的整个生命周期内，跨电容器Cb的驱动信号能够针对每个警报或蜂鸣器产生谐振效应。
[0019]根据参考图1描述的一个实施例，导数电路3可以包括以下布置:该布置包括导数电容器C1、电阻器R1和放大器13，以便产生跨电容器Cb的信号的导数。导数电容器C1的第一电极可以连接到第一线圈L1与蜂鸣器的电容器Cb之间的连接节点，并且第二电极连接到放大器13的第一输入端。放大器13的第二输入端优选地连接到接地端子。在放大器13的第一输入端与放大器13的输出端之间布置导数电阻器R1，放大器13的输出端提供输出信号Vder。放大器13的第一输入端是负输入端，而放大器13的第二输入端是正输入端。
[0020]导数电路3还可以包括用于调整由电容器Cb产生的振荡信号的电平和振幅的装置(未示出)。该振荡信号优选地是正弦电压，该正弦电压可以在-10V和+10V之间波动。原则上，导数电路信号必须是其电压低于电子设备1的供电电压Vdd的信号。供电电压Vdd可以大约为IV。
[0021]还要指出的是，比较器4可以是迟滞比较器。迟滞比较器能够基于导数信号Vder与参考电压Ref的比较，明确定义要向第一线圈L1提供的输出信号Vcomp的两种状态，参考电压Ref可以是Vdd/2或者根据应用调整的另一个电压。
[0022]电子设备1还可以包括预充电电路9，其连接到第一线圈或电感器L1与蜂鸣器的电容器Cb之间的连接节点。当电子设备1开始工作时，该预充电电路9对电容器Cb充电。首先对电容器Cb预充电防止导数电路3提供零导数信号Vder，并且防止所有反馈回路组件保持处于禁止生成声首或首乐的稳定状态。
[0023]电子设备1还可以包括电压限幅器8，其连接到第一线圈或电感器L1与蜂鸣器的电容器Cb之间的连接节点。因为跨电容器Cb生成的交流电压的振幅增加以便由膜生成声音，所以电压限幅器8将振荡限制为所定义的电压振幅。电压限幅器可以被设计为两个反并联二极管，它们与电容器Cb并联安装并且具有定义的截止电压。
[0024]电子设备1还可以在组件2中包括第二线圈或电感器L2。该第二线圈L2通过开关7连接到蜂鸣器的电容器Cb的第二电极。第二线圈L2的另一端连接到DSP逻辑单元6。该DSP逻辑单元6还可以通过由控制单元5控制的多路复用器10连接到第一线圈L1的自由端。
[0025]布置DSP逻辑单元6以及第一和第二线圈L1和L2以便例如生成音乐。因此，可以在DSP逻辑单元6中生成数字音频信号。DSP逻辑单元还必须包括布置在Σ-Δ (sigma-delta)电路中的FIR数字滤波器，其需要两个线圈L1和L2以对信号进行数字滤波以便在蜂鸣器Cb中生成音乐或旋