专利名称：电－机－声变换装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于电-机-声变换装置，它用来在便携终端装置例如便携电话，寻呼电话接收机，个人手持电话等等中产生振铃呼叫声音或振动。
通常的便携终端装置(例如通常便携电话，寻呼电话接收机，个人手持电话等等)一般包括产生铃声的小通知器和偏心轮附在其旋转轴上来产生振动的微电机两个装置作为通知用户电话来了的装置。另一方面，美国专利No5,524,061公开的便携式电话包括一电-机-声变换装置，它使用一个单元就能产生音声或振动以通知用户电话来了，以减少便携式终端装置的尺寸和重量。
依照上述U、S专利No5,524,061公开的电-机-声变换装置，提供电信号到附着在共振板的电磁驱动器的电磁线圈，由于磁力影响电磁线圈和磁运动质量单元之间的作用区域，磁运动质量单元被振动。振动传送到共振板，这样产生了振动和声音、在由磁运动质量单元和支持磁运动质量单元的非线性弹簧构成的机械共振系统的共振频率的附近，这样的振动被增强了。这样，提供给电磁线圈的电信号被设置为具有由扫描频率产生器产生的包括前述共振频率的预定的频率范围(更准确地说，依连续方式重复地扫描预定的频率范围)。当磁运动质量单元和非线性弹簧的机械共振频率和提供给电磁线圈的电信号的频率相吻合时，振动达到它的最大值。
然而，依照这样通常的系统，提供的电信号在所包括的频率并不与机械共振频率相关的整个频率范围内扫描。在扫描时，当电信号频率并不相应机械共振频率时，振动开始变小。因此，在上述通常的系统中，相应电输入的机械振动输出效率通常是小的。
本发明的电-机-声变换装置包括电-机-声变换器，它至少具有一个共振频率，用于转换输入电信号仅为振动，或振动和声音；信号提供单元，用于提供频带的信号，该频带包括至少一个电-机-声变换器的谐振频率的一个作为电-机-声变换器的输入信号；和频率检测器，在从电-机-声变换器的输出信号当中用于检测具有频率对应电-机-声变换器机械共振频率的信号成份，和输出该信号成分作为输入信号部分给信号提供单元。
在一个实施例中，信号提供单元是放大给定输入信号的放大器。
在一个实施例中，放大器放大包括放大器和频率检测器中至少一个的电路系统内产生的噪音作为输入信号。
在另一个实施例中，信号发生器被包括进来，用于产生至少包括电-机-声变换器的共振频率之一的频带信号，和提供该信号作为放大器的输入信号。
在这种情况下，放大器可以放大在至少包括放大器和频率检测器之一的电路系统内产生的噪音作为输入信号的一部分。
在一个实施例中，电-机-声变换器是如此构成，使得至少具有2个机械共振频率和分别转换对应至少两个谐振频率的输入电信号成为振动或声音。信号提供单元，用于产生包括至少电-机-声变换器的谐振频率之一的频带第一电信号的振荡和输出第一电信号作为电-机-声变换器的输入信号，和第二振荡器，用于产生在频率上对应至少电-机-声变换器的谐振频之一的第二振荡电信号和输出第二电信号作为电-机-声变换器的输入信号。和进而提供控制器，用于控制第二振荡器，在频率检测器的基础上，并且在预定的定时下，产生在频率上对应电-机-声变换器的机械共振频率的振荡信号。
进而，还包括了电压比较器，用于比较频率检测器的输出电压和预定的基准电位，和提供有关电位差的信息给控制器。
在一个实施例中，信号提供单元包括振荡器，用于产生至少包括电-机-声变换器的至少谐振频率之一的频带电信号的振荡，和输出电信号作为电-机-音变换器的输入信号。进而提供了控制器，以这样控制振荡器，使得基于频率检测器的检测信息并在预定的定时内产生其频率对应电-机-声变换器的机械共振频率的振荡信号。
进而，进一步包括电压比较器，用于比较频率检测器的输出电压和预定的基准电位和提供关于电位差的信息给控制器。
该控制器可以控制振荡器，使得振荡器执行包括电-机-声变换器的至少一个谐振频率的频带内的电信号的振荡和振荡信号具有的频率对应着以时分的方式由频率检测器检测的电-机-声变换器的机械共振频率。
替换地，控制器可以控制振荡器，使得振荡器产生振荡电信号以扫描包括电-机-声变换器的至少一个共振频率的频带，和在电-机-声变换器的机械谐振频率的频率检测器的检测基础上，振荡信号具有的频率对应着检测的机械共振频率。
频率检测器可以包括使用电-机-声变换器的预定元件的电阻抗构成的桥型电路作为元件电路部件之一。
电-机-声变换器的预定元件可以是音圈。
在桥型电路的其它三个元件电路的每一个部件可以是包括电阻元件的电路部件。
在一个实施例中，在电-机-声变换器的预定元件的电阻抗是Z1；和电阻抗Z1串联连接的桥式电路的元件电路部件的电阻抗是Z2；与电阻抗Z1和Z2的串联电路相并连的构成串联连接电路的桥式电路元件电路部件的电阻抗是Z3和Z4，桥式电路是如此构成，使得输入电压施加在电阻抗Z1和电阻抗Z3构成的节点和电阻抗Z2和电阻抗Z4之间的节点上，和输出电压从电阻抗Z1和电阻抗Z2的节点和电阻抗Z3和电阻抗Z4节点之间取出。
电阻抗Z2可以是热敏电阻，其中其阻值随着环境温度的变化而变化。
该热敏电阻的电阻-温度特性实质上可以和是电-机-声变换器的预定元件的电阻抗Z1的相同。
在一个实施例中，进而包括了一个滤波器，它允许具有频率对应电-机-声变换器至少一个谐振频率的信号通过。
在一个实施例中，进而包括了一个限制器，用于限制连接频率检测器输出侧的频率检测器的输出信号的电压电平。
本发明的便携式装置包括天线，用于接收呼叫进来的信号；接收信号处理单元，用来执行呼叫进来信号的信号处理操作；和电-机-声变换装置，它具有上面第四设置的特点，和从接收信号处理单元来的电信号控制的到电-机-声变换装置的信号输入状态。
从接收的信号处理单元输出的信号能作为包括在电-机-声变换装置内包括的信号提供单元的部分输入信号来提供。
替换地，从接收的信号处理单元输出的信号可以提供作为包括在电-机-声变换装置内的电-机-声变换器的部分输入信号。
在电-机-声变换装置内包括的电-机-声变换器可以进而配置以进而展示作为再现音频信号给用户的接收机的功能。
依照本发明的电-机-声变换装置，通过使用频率检测器不断地检测电-机-声变换器内的机械共振频率的变化，这就可能有效地获得极其稳定的振荡输出。进而，通过用频率检测器检测机械共振频率和在检测信息的基础上控制预定的振荡操作，这就可能非常容易地找到机械共振频率和允许非常快和非常容易地执行机械共振频率的操作。
进而，本发明实现的结构通过不断地监视和校正由于环境变化引起的共振频率的变化。例如，上述的频率检测器可以具有这样的结构，使用包括电-机-声变换器的电路阻抗作为一个部件的桥电路，用于检测具有的频率对应着电-机-声变换器机械共振频率的信号。进而，根据构成的桥式电路，通过使用具有的电阻-温度特性实质上等于电-机-声变换器的元件特性的电路元件，这就可能补偿由于温度变化而引起的电阻元件的变化。这样，这就可能维持稳定的机械谐振状况。
这样，在此描述的本发明具有下述的优点，(1)通过持续地检测机械共振系统的谐振频率，和反馈具有频率相应机械共振频率的电信号，使所提供的电-机-声变换装置能够有效地获得极其稳定的振荡输出，和(2)提供具有上述电-机-声变换装置的便携式终端装置，例如，为了产生声音或振动以通知用户呼叫的到来。
在阅读和理解参照附图的如下详细描述以后，本发明的这些和其它优点对所属领域技术人员而言将是明显的。
图1的立体图示出了便携式电话作为与本发明的电-机-声变换装置相结合的便携终端装置的一例；图2的断面图示出了作为依本发明的电-机-声变换装置的主要部分的电-机-声变换器(装置)；图3的方框电路图示出了依本发明的电-机-声变换装置被装在其内部的便携式终端装置(即便携式电话)的主要部分；图4示出了依本发明的电-机-声变换装置内的电-机-声变换器的电阻抗的频率特性；图5示出了对应图3框图内的对应电-机-声变换装置的部分，特别示出了频率检测器的详细结构；图6的框图示出了本发明例2的电-机-声变换装置的结构；图7的框图示出了依本发明第3实例的电-机-声变换装置的结构；
图8的框图示出了图7所示电-机-声变换装置的修改结构；图9的框图示出了依本发明第4例的电-机-声变换装置的结构；图10的框图示出了图9所示电-机-声变换装置的修改的结构；图11的框图示出了本发明第5实施例的电-机-声变换装置的结构；和图12的框图示出了本发明例6的电-机-声变换装置的结构。
此后，本发明将以实施的方式加以描述，但并不局限于参照附图的实例。(实例1)图1的立体图示意性地示出了便携式电话6作为依本发明的电-机-声变换装置A被装在其内部的便携式终端装置的例子。图2的断面图示出了依本发明的电-机-声变换装置的主要部分的电-机-声变换器(装置)12的结构。图3的方框电路图示出了依本发明的电-机-声变换装置A被装在其内部的便携式终端装置(即便携式电话6)的主要部分。图4的图示出了在电-机-声变换装置A内的电-机-声变换器12的电阻抗的频率特性。
依照装入到图1所示便携式电话6的电-机-声变换装置A，在其主要部分，即在电-机-声变换器件12内，支撑件1在其两侧有两个开孔，移动单元2通过一面固定3附到图2所示的支撑件1的两个开孔的一个。移动单元2包括磁轭2a，磁铁2b，板2c和重物2e。耦连到膜片4的音圈5被插入到移动单元2的磁轭2a和板2c之间形成的磁隙中。膜片4固定在支撑件1的另一个开孔。重物2e可由磁轭2a相同材料组成，替换地，重物2e和磁轭2a也可以由彼此不同的材料组成。
下面将描述电-机-声变换器12的操作。
包括一面固定3的移动单元2由它的质量和支撑3的硬性构成了机械共振系统，和具有它的自然谐振频率fo1(见图4)。进而，耦连到音圈5的膜片4由它的钢性和它的质量构成了另一个机械共振系统，和具有的自然谐振频率fo2(见图4)。
当电信号提供给具有前述两个机械共振频率系统的电-机-声变换器12的音圈5时，在音圈5和可移动单元2之间产生作用力和反作用力。当施加到音圈5的电信号的频率和可移动单元2的自然谐振频率fo1相一致时，可移动单元极大地振动。当振动力通过一面固定3传送到支撑件1时，以此使支撑件1振动。另一方面，当提供给音圈5的电信号的频率和耦连到音圈5的膜片4的自然谐振频率fo2相一致时，膜片振动极大，以此产生蜂鸣器声音。替换地，具有包括膜片4的自然，谐振频率fo2的频率带宽的电信号被输入到音圈时，音乐或讲话在典型的扬声器内再现。
接着，参看图3的框图，包括电-机天线37的电-机-声变换装置A的操作接收传送信号(即电呼叫到来信号)。呼叫到来信号包括通知用户呼叫到来的接收信号和接收声音信号(即发送者的声音)，接收的呼叫到来信号在接收的信号处理单元36内被处理。首先，响应通知呼叫的接收人的接收信号，信号C被产生，当接收人被通知，呼叫来临和这样开关便携式终端装置(便携式电话)准备好以接收呼叫，接收的信号处理单元36停止信号C和准备好发送接收声音信号到接收器38。是小尺寸扬声器的接收器38在接收声音信号的基础上产生接收声音。
前述产生的信号C接通平时断开的开关SW1。当开关SW1被接通时，从信号发生器来的输出信号被送到放大器11和进行放大，和然后送到电-机-声变换器12。该电-机-声变换器12具有例如参照图2描述的前述结构。然而，前述电-机-声变换器12的结构的描述仅为清楚地示出本发明，而本发明并不局限于这样的结构。包括在依本发明的电-机-声变换装置A内的电-机-声变换器12可以具有任何其它的结构，只要该结构能够再现振动和声音。
信号发生器10产生的信号具有相对宽的频带，该频带包括电-机-声变换器12的自然谐振频率的至少一个(图4的f01或f02)，即信号例如白噪音。然而，输出信号的电压电平实质上在整个预定的频带内是恒定的并被控制到(或被抑制到)这样的电平，使它不能驱动电-机-声变换器12，以实质上不能产生振动或声音，尽管在放大器11放大后也是如此。
当从信号产生器10的输出信号在如上所述的放大器11的放大后提供给电-机-声变换器12时，由于机械共振现象，相对于其频率相应于电-机-声变换器的机械自然频率(图4的f01或f02)的电信号，电阻抗迅速增加。依照电阻抗的变化(即增加)，频率检测器13检测其频率相应于前述机械自然频率(图4的f01或f02)的电信号。然后，通过反馈检测的信号到放大器11的输入端，具有其频率相应电-机-声变换器12的自然频率的电信号被进一步放大。
通过这样重复地选择性放大其频率相应机械共振频率的电信号，以便信号到达的自振动方式，由电-机-声变换器12产生或振动或声音(或两者均有)。
在图3的框图内，频率检测器13的输出通过限制器16被反馈。限制器16倾向于限制从频率检测器13反馈到放大器11的信号电压电平以保持到电-机-声变换器12的输入信号的电压电平恒定。然而，这也可能省略限制器16的安装。
依照上述的结构，当电-机-声变换器12的机械自然频率随着电-机-声变换器12所处的环境变化而变化时(例如，取决于便携式电话是在用户的手里，或便携式电话放在桌上)，驱动电-机-声变换器12的电信号的电平，即其频率相应初始自然频率的电信号的电平减少了。这样减少作用以抑制在信号到达时间的振动或声音的产生。然而，从信号发生器10的输出信号经过放大器11的输出信号的放大和进而提供放大的信号到电-机-声变换器12是以持续的方式执行的。这样，在上述变化后确立的谐振点被频率检测器13重新检测。依此，在上述的自振动方式中的电-机-声变换器12产生了振动和声音，相应的电信号具有的频率相应于变化后建立的新谐振点的频率。
如上所述，依照本发明的这样构成的电-机-声变换器12(和包括变换器12的电-机-声变换装置A)通知用户呼叫到来的信号或声音的产生总是以稳定的方式在信号到达时被执行。
图5示出了对应图3所示方框图内的电-机-声变换装置A的部分。图5特别详细地示出了频率检测器13的结构。在图5中，和图3部件相同部分使用相同的标号和与此相关的描述也被省略。图3所示的天线37，接收信号处理单元36和接收器38在图5中被省略。
频率检测器13包括桥电路15，运算放大器14，和与此相关的电阻R1,R2,R3和R4，在图5中，Z2,Z3和Z4分别表示构成桥型电路15的电路元件的负载阻抗和Z1表示包括在电-机-声变换器12内的音圈5的电路阻抗(见图2)。构成桥电路15的每一个阻抗Z1,Z2,Z3和Z4的值以这样的方式设置而获得平衡，对其频率不同于对电-机-声变换器12的机械共振频率的信号而言，相对于输入电压E1的输出电压E2变得非常小(最好是0)，而对于其频率相应于电-机-声变换器12的机械共振频率的信号而言，相对于输入电压E1的输出电压E2变得显著大。
此后，描述频率检测器13的操作。
当呼叫被接收时，前述的信号C在接收信号处理单元36中被产生(见图3)，以此打开了平时截止的开关SW1。当开关SW1被接通时，从信号发生器10来的输出信号被送往放大器11。该输出信号被放大，和然后输入到电-机-声变换器12。
当被放大器11放大的信号发生器10的输出信号提供给电-机-声变换器12时，如果具有的频率相应于电-机-声变换器12的机械自然频率(图4中的f01或f02)的电信号被输入到电-机-声变换器12，电阻抗Z1迅速地增加。接着，桥电路15的平衡被破坏了，这样，增加的频率成分电阻抗Z1被迅速地增加。顺序地，桥电路15的平衡被破坏了，这样，在桥电路15的输出电压E2中增加了相应上述自然频率的频率成分。该输出电压E2在运算放大器14内被放大，和通过限制器16反馈到放大器11的输入侧(然而，如上所述，可以省略限制器16)。结果是，具有其频率相应电-机-声变换器12的自然频率(在图4中的f01或f02)电信号被进一步放大。
在上述的方式中，通过重复选择性地放大其频率相应谐振频率的电信号，在信号到达的时间以自振动的方式由电-机-声变换器12执行产生或振动或声音(或者产生两者)。
用于构成检测电-机-声变换器12的谐振频率的频率检测器13的桥电路15将在下面进一步描述。
在由阻抗Z1,Z2,Z3和Z4构成的桥电路15内，输入电压E1被施加到阻抗Z1和阻抗Z3的节点G和阻抗Z2和阻抗Z4的节点B之间。桥电路15的相应输出电压E2从阻抗Z1和Z2的节点F和阻抗Z3和阻抗Z4的节点D之间被取出。输入电压E1和输出电压E2在这时的关系由下列的表达式表示E2={[Z1/(Z1+Z2)]-[Z3/(Z3+Z4)]}XE1这里，如果Z1/Z2等于Z3/Z4，桥15在平衡状态，和如此输出电压E2的电平变为0。
在阻抗Z2,Z3和Z4例如是固定电阻时的情况下；阻抗Z2,Z3和Z4的值并不具有频率特性，而在整个频带上具有恒定的阻值。在另一方面，如图4所示，电-机-声变换器12的电阻抗Z1在电-机-声变换器12的机械谐振频率f01和f02处增加。因此，例如，如果设置电阻抗Z1的值在接近图2所示音圈5的直流电阻值以维持桥电路15的平衡，当输入电压E0具有的频率相应于电-机-声变换器12的机械谐振频率时，电阻抗Z1的值增加。电阻抗Z1的这样增加阻碍了满足桥电路15的平衡条件。其结果是，高电平的信号被输出作为输出电压E2，在上述的方式中，桥电路15检测电-机-声变换器12的机械共振频率。
例如，在电-机-声变换器的音圈5的直流电阻值是8Ω的情况下(即电阻抗Z1=8Ω)，取Z2=0.5Ω,Z3=8000Ω和Z4=500Ω，桥电路15的平衡，即Z1/Z2=Z3/Z4是满足的。
在串联连接到电-机-声变换器12(特别是连接到电-机-声变换器12的音圈5相应的电阻抗Z1)构成阻抗Z2的电路元件中，最好选取阻抗Z2的值小于电阻抗Z1的值以减少该电路元件的损失。特别是，最好设置阻抗比(即Z1/Z2=Z3/Z4)是10或更大些。
正如前述数个实例所示，最好设值阻抗Z3的值大于是8Ω的Z1的值1000倍以上，即8000Ω(Z3＞＞Z1)作为串联连接阻抗Z1和Z2和与阻抗Z1和Z2并联的串联连接阻抗Z3和Z4之间的关系。顺序地，桥电路15的输入电流的主要部分被允许流入电-机-声变换器12(即，电阻抗Z1。这样，这就可能避免由于频率检测的电路操作造成的大的功率损失(该电路操作并不直接涉及电-机-声变换器12的主要目的，即，在接收呼叫的基础上产生振动和声音)。
如上所述，电-机-声变换器12的电阻抗Z1可以是音圈5的电阻抗。为这种类型电-机-声变换器12使用的音圈5的材料—般是铜或铝。然而，当装置的操作温度变为所期望的较低的温度或较高的温度时，由铜或铝做成的声圈5的阻抗(即，桥电路15的阻抗Z1的值)随着温度变化而变化。桥电路15的阻抗Z1,Z2,Z3和Z4的值被预置，以在预定的操作温度下实现平衡。然而，如果桥电路15的操作温度从预置的温度变化，由于上述的阻抗Z1的变化，桥电路15的平衡条件不再满足了。作为结果，频率检测器13的操作变得不稳定了。为了防止这样的情况，最好防止负载阻抗的比率(即，Z1/Z2=Z3/Z4)随着这样温度的变化而变化。
例如，当用固定的电阻构成阻抗Z3和Z4时同时也选取呈现较小温度变化的部件，甚至当部件的操作温度变化时，比率Z3/Z4变化并不大，替换地，如果阻抗Z3和Z4由相同材构成的电阻，随温度变化的电阻比率是相同的、这就可能维持Z3/Z4的比率在温度变化时实质上是恒定的。
类似地，如果阻抗Z2是由具有温度特性等同于电-机-声变换器12的音圈5的温度特性的电路部件构成的，这就可能保持阻抗Z2和相应音圈5的阻抗Z1的比率恒定而不考虑它的温度，例如，能被使用作为前述目的阻抗Z2的电路部件包括温敏电阻，它的温度特性和电-机-声变换器12的音圈5(这是由铜，铝或上述的类似物形成的)的温敏特性相同，这是高频线圈，其中的电感元件在大约20KHz或略小些等等的音频信号频带内是可以忽略的。
依照上述的结构，尽管装置的操作温度变化了，电-机-声变换器12的机械共振频率由频率检测器以稳定和精确的方式加以检测。这样，在任何时间，当信号到达电-机-声变换器时，这就可能实现稳定地产生振动或声音。(例2)现参考图6，下面将详细描述依本发明第2例的电-机-声变换装置A2的结构。图6的框图示出了例2的电-机-声变换装置A2。用相同的标号表示上述已描述相同的部件，它们的描述将被省略。
在依本发明例2的电-机-声变换装置A2内，省略了例1的电-机-声变换装置A内包括的信号发生器10。特别是，替代使用作为例1的电-机-声变换装置A的信号发生器10来的输出信号，例2的电-机-声变换装置A2正是使用了噪音，例如呈现在包括放大器11和频率检测器13的电路中的热噪音。
频率检测器13的结构或特性和参照图5的例1描述的相同和类似。进而，可以提供和例1相同的限幅器，它的描述将被省略。
噪声例如由在宽频率范围内的频率成份构成的热噪音，及其电平和信号成分的电平相比较一般是较低的。当包括信号到达的信号C把开关SW1接通时，这样的噪音被放大器11放大，和然后输入到电-机-声变换器12。这里，电-机声变换器12的机械共振频率由频率检测器13检测。正如结合例1所描述的，具有频率相应于前述的机械共振频率的电信号以选择的自振荡的方式被放大，作为结果，在电-机-声变换器12内产生振动或声音。
如上所述，依照本发明的例2，信号发生器10被省略，这样实现了电-机-声变换装置A的简化和小型化。进而，正如例1所描述的，通过使用包括热敏电阻作为电路元件的桥电路来构成频率检测器13，这就可能获得稳定的输出，尽管装置使用的温度已经变化了。(例3)参看图7，将描述依本发明例3的电-机-声变换装置A3的结构。图7的框图示出了依照例3带有天线37，接收信号处理单元36和接收器38的电-机-声变换装置A3的结构。在图7中，用相同的标号表示上述的元件相同的元件，对它的描述也将被省略。
依例3的电-机-声变换装置A3在反馈环内的频率检测器13和放大器11之间包括低通滤波器(LPF)19和高通滤波器(HPF)20。开关SW2在依照用户操作的选择开关(未示出)的设置由信号处理单元36产生的信号H的基础上确定低通滤波器(LPF)19和高通滤波器(HPF)20的哪一个被选取。
电-机-声变换器12至少具有如上所述的两个机械自然谐振频率。当带有的频率相应自然谐振频率的较低的一个，即f01(图4)的电信号被施加时，一般产生振动。另一方面，当带有频率相应自然谐振频中较高的一个的电信号，即，f02(图4)被施加时，一般产生声音、因此，在产生振动的时间，通过选取对应前述选择开关(未示出)的状态，使开关SW2被设置在端点X，以选取低通滤波器19。作为结果，从频率检测器13被反馈到放大器11的信号内的高频成分(即，频率f02)被切去。使仅仅低频成分(即，频率f01)被反馈。另一方面，在产生声音时，通过选取信号H使开关SW2设置到端点y也就选取了高通滤波器20。作为结果，从频率检测器13反馈到放大器11中信号的低频成分(即，频率f01)被切去，使得仅仅高频成分(即，频率f02)被反馈，依此，在信号到达时的情况下或产生振动或产生声音，开关SW2按上所述一般或连接在端X或端Y上。
替换地，信号C以预定周期的重复脉冲施加到开关SW1，这样持续地使开关SW1导通或截止。顺序地，间断的振动和声音能以替换的方式被产生。另一方面，如果开关SW2交替地接通端点X和端点Y而开关SW1保持在导通状态，振动和声音能以时分方式交替地产生。
为了实现上述的操作，每一个滤波器19和20的特性应如此地设置，使得对应电-机-声变换器12的较高的自然谐振频率f02的频率呈现在低通滤波器19的抑制带，对应电-机-声变换器12的较低自然谐振频率f01的频率呈现在高通滤波器20的抑制带。替换地，通过设置低通滤波器19或高通滤波器20仅允许分别对应两个自然谐振频率的两个信号通过，就有可能同时产生振动和声音。
进而，在电-机-声变换器12具有3个或多个自然谐振频率的情况下，和中间的一个自然谐振频率被使用，带通滤波器能被使用以替代图7示出的滤波器19和20。
频率检测器13的结构和特性和参照图5的例1描述的那个相同和类似，这里对此的描述将省略。
使用上述的结构，能够防止电-机-声变换装置A3的不希望的自振荡。如果这样的电-机-声变换装置A3例如被使用到便携式电话，在接收呼叫时考虑应产生的振动和声音哪一个应被选取能被非常容易地执行。进而，正如本发明例1所描述的，使用包括热敏电阻作为电路部件的桥电路构成频率检测器13，这就可能获得稳定的输出，尽管装置的操作温度变化也是如此。
图8的框图示出一个结构，其中在具有图7所示结构的电-机-声变换装置A3的频率检测器13的输出侧配置了限制器16。图7示出的天线37，接收信号处理单元36，和接收机38在图8中被省略。
装配限制器16的目的和例1描述的相同。特别是，限制器16限制了从频率检测器13反馈的信号电压电平，和防止由于自振荡到放大器11或电-机-声变换器12的过分输入。(例4)参看图9，在下面将描述依本发明的例4的电-机-声变换装置A4的结构。图9的框图示出了带有天线37，接收的信号处理单元36，和接收机的例4的电-机-声变换器A4的结构。和上述内容相同的元件用相同的标号表示，和对它们的描述将被省略。
依照例4的电-机-声变换装置A4，开关SW3被提供并且由信号处理单元36和接收机38之间的信号7控制。
一般而言，是发送者口音的接收的声音是在接收机38中再现，与此同时接收人保持便携式电话靠近耳朵。因此，由接收机38再现的声压是低的，当接收人不把便携式电话靠近耳朵时，这样再现的接收声音并不能被听到。另一方面，在接收机38再现的声压电平被控制不增加比需要的更多，以防止振坏耳朵。值得注意的是，然而，当适当的声音电平控制单元被使用时，上述的问题能被克服，以允许电-机-声变换器12同时呈现接收机38的功能。在这种情况下，包括在电-机-声变换器12的变换器的数目能被减少到一个。
从上述的观点来看，依照例4的电-机-声变换装置A4，在接收机38之前提供开关SW3。在开关SW1截止之后，因此频率检测器13的输出被切断，是信号处理单元36的输出的接收信号通过开关SW3被输入到放大器11。在被放大器11放大以后，接收信号在电-机-声变换器12内被再现。依照这样的结构，在电-机-声变换器12内再现的接收声音能被听见，甚至当听者的耳朵离开便携式电话时也是如此。再现的信号可以是音声信号或信息以取代接收声音。进而，基于从开关SW3来的信号，振动可以在电-机-声变换器12内产生、进而，不仅仅是接收的接收声音而且发送者和接收者之间的对话的接收声音也可以被再现。
频率检测器13的结构和特性和参照图5的例1描述的内容相同。正如本发明例1所描述的通过使用包括热敏电阻作为电路元件的桥电路构成的频率检测器13，这就可能获得稳定的输出，甚至在装置的操作温度变化时也是如此。进而，安装限制器16的目的和例1描述的目的相同。特别是，限制器16限制由于自振荡产生的从频率检测器13反馈的信号的电压电平，和防止过份的输入到放大器11或电-机-声变换器12。然而，这也可能省略限制器16的安装。
图10的框图示出了一结构，其中开关SW3的输出连接到具有图9所示结构的电-机-声变换器A4的放大器11的输出侧，依照图10所示结构，被放大到在电-机-声变换器12再现所需的声压电平的接收的声音从信号处理单元36被送到开关SW3，作为结果，这就可能取消校正放大器11的放大因子的校正步骤等等。(例5)随后，参看图11，将描述本发明例5的电-机-声变换装置A5的结构。图11是例5的电-机-声变换装置A5的方框图。在图11中省略了上述的天线37，接收信号处理单元36，和接收机38。
在每一个前述的实例中，均假定，在整个预定频带范围都具有实质恒定电压电平的低电平信号(即，信号例如白噪音)被使用作为输入到电-机-声变换装置的电-机-声变换器的信号。上述的信号可以在信号发生器内产生或可以是在电路系统内产生的噪音。然而依照这样的安排，如果电-机-声变换装置的电-机-声变换器的机械共振频率由于一些理由显著地变化了，和以此在要被输入到电-机-声变换器的信号频率之外；这就存在着不能有效地执行希望的信号检测和放大操作。依照本实例，为了处理上述的情况，能够产生信号并且该信号所在频带受外面提供的控制信号控制的振荡器(即，该振荡器带有可变频率的输出信号)被使用作为到被输入到电-机-声变换器的产生源。
依照图11所示结构，标号12表示依本发明的前述电-机-声变换器。标号25表示第一振荡器，它在包括电-机-声变换器12的机械谐振频率的频带内产生低输出电平电信号，和该第1振荡器具有相应在例1描述的信号发生器10的功能。标号26表示受后者描述控制单元32控制的第2振荡器，标号27表示选取在第1振荡器25的输出和第2振荡器26的输出之间的输出作为电-机-声输入的开关，标号28表示频率检测器，用于检测电-机-声变换器12的机械谐振频率和选择性地反馈其频率相应检测的机械共振频率的信号。频率检测器28相应前述频率检测器13。标号29表示电压比较电路，用于检测频率检测器28和预定的基准电位的输出电压的电位差。标号32表示控制单元，用于响应结合例1解释的信号C以控制前述第1振荡器25，第2振荡器26，和开关27的操作。
频率检测器28的结构和特性和参照图5的例1的频率检测器13的所描述的内容相同或相似。如例1所示，使用包括热敏电阻作为该电路元件的桥电路构成频率检测器28，这就可能获得稳定的输出，尽管装置的操作温度变化也是如此、进而，和例1相同的方式提供了限制器16以达到限制从频率检测器28反馈来的信号电压电平的目的。
下面将描述这样构成的电-机-声变换装置A5的操作。
首先，在控制单元32的指令下允许第一振荡器25振荡，并使开关27连接到第一振荡器25。在这种情况下，振荡执行扫描包括对应电-机-声变换器的机械共振频率的至少一个的频率的频带(即，图4的f01和f02的一个)。扫描信号被输入到电-机-声变换器12，和对应的输出信号被频率检测器28检测。与此同时，电压比较电路29比较频率检测器的输出电压和基准电位，和发送比较结果到控制单元32。当频率检测器28的输出电压被检测达到或超过基准电位时，控制单元32把开关27接到第二振荡器26，以此在上述检测频率上振荡第二振荡器(该频率对应电-机-声变换器12的机械共振频率f01和f02的一个)。从第二振荡器26的输出信号提供给电-机-声变换器12，以此在第二振荡器26的振荡频率上操作电-机-声变换器12。
随后，控制单元32再次转换到开关27，这样连接振荡器25到电-机-声变换器12。在这时扫描信号的频带被设置不同于先前一个也就是包括对应电-机-声变换器12的另一个机械共振频率的频率(即，图4的f01和f02的另一个)。以上述描述的同样方式，扫描信号被输入到电-机-声变换器12，和相应的输出信号由频率检测器28检测。与此同时，电压比较电路29比较频率检测器28的输出电压和基准电位，和发送比较结果到控制单元32。当频率检测器28的输出电压被检测达到或超过基准电位时，控制单元32把开关27接到第二振荡器26，以此在上述检测频率上振荡第二振荡器26(该频率对应电-机-声变换器12的机械共振频率f01和f02的另一个)，第二振荡器26的输出信号提供给电-机-声变换器12，以在第二振荡器26的振荡频率上再次操作电-机-声变换器12。
通过重复上述的操作，在依例5的电-机-声变换装置A5中，当频率检测器28的输出电压和基准电位之间的电位差为和电-机-声变换器12的机械共振频率相同时，该频率具有最大的值。具有检测频率的电信号从第二振荡器26输入到电-机-声变换器12。作为结果，在电-机-声变换器12中执行振动或声音的产生。依照这个例子，和前述实例的电-机-声变换器的每一个的结构相比较，由于电-机-声变换器12的机械自然共振频率非常容易地被发现，在这个谐振频率上的电-机-声变换器12的操作被执行更快和更容易。
在由电压比较器电路29核实其共振点由于装置操作环境的变化而移动的情况下，相对电-机-声变换器12输出信号的电位差电平因此减少、控制单元32再次驱动开关27以被连接到第一振荡器。然后，从初始检测共振频率的上述操作系列能被再次执行。以这种方式，这就可能应付装置的操作环境的变化。(例6)参看图12，将要描述依本发明例6的电-机-声变换装置A6的结构。图12是电-机-声变换装置A6的框图。在图12中，上述的天线37，接收信号处理单元36，和接收机38被省略。包括在图11框图内的相同元件用相同的标号表示，和相应的描述在这里被省略。
依例6的电-机-声变换装置A6包括单个振荡单元31。电-机-声变换装置A6的操作如下。首先，频率检测器28检测电-机-声变换器12的机械共振频率和通过电压比较器29发送检测结果到控制单元32，然后控制单元32传送检测的共振频率到振荡单元31。作为结果，振荡单元31振荡(即，产生)具有频率相应传送的机械共振频率的电信号。该振荡信号足以驱动电-机-声变换器12(产生振动和/或声音)。
频率检测器28的结构和特性和参照图5描述的内容相同或相似。如例1所示，通过使用包括热敏电阻作为电路元件的桥电路构成的频率检测器28，这就可能获得稳定的输出，尽管装置的操作温度变化也是如此。进而，以图1内容相同的方式可以提供限制器16，以达到限制从频率检测器28反馈的信号的电压电平。
在电-机-声变换器12的机械共振频率随着装置操作环境变化而变化的情况下的共振频率的再检测，和相应再检测共振频率的频率上再振荡操作和依例5的电-机-声变换装置A5的相关操作相同，对此的描述在此被省略。
依照例6的这样构成的电-机-声变换装置A6，振荡装置的数目可以减少到一个，这样实现了具有简单电路配置电-机-声变换装置。
如果两个谐振频率以时分方式从控制单元32到振荡单元31被命令执行，这就可能以时分方式在两个共振频率上使振荡单元31振荡。作为结果，这就可能在电-机-声变换器12中交替地产生振荡和声音。这样，除了减少振荡装置的数目为1个以外，通过监视和校正由于装置操作环境的变化等造成的在电-机-声变换器12内的机械共振频率的变化。
依照例5和6的在电-机-声变换装置A5或在电-机-声变换装置A6内的除了电-机-声变换器12的每一个元件可以集成为微计算机。
依照上述的实例，该电-机-声变换器是利用插到磁场(即，磁隙)的音圈内产生的磁力的电感型传感器。替换地，甚至当电-机-声变换器是其它任何类型的变换器例如压电型变换器或电磁型变换器时，本发明仍然呈现相同的效果。
在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对于所属领域的技术人员而言，各种其它修改将是容易的，并且容易地被做出。因此，并不是附在这里的权利要求的范围所限定的描述，而是要求更宽的范围。
权利要求
1.一种电-机-声变换器装置，包括具有至少一个共振频率的电-机-声变换器，用于将输入的电信号仅转换为振动，或转换为振动和声音；信号提供单元，用于提供包括电-机-声变换器的共振频率的至少一个的频带内的信号作为电-机-声变换器的输入信号；和频率检测器，用于在由电-机-声变换器输出的电信号内检测其频率对应电-机-声变换器的机械共振频率的信号成分，并输出该信号成分到信号提供单元作为输入信号的—部分。
2.根据权利要求1的电-机-声变换装置，其中，信号提供单元是用于放大给定的输入信号的放大器。
3.根据权利要求2的电-机-声变换装置，其中，放大器放大包括放大器和频率检测器的至少一个的电路系统内产生的噪音作为输入信号。
4.根据权利要求2的电-机-声变换装置，还包括信号发生器，用于产生至少包括电-机-声变换器的共振频率的一个的频带内的信号，并提供该信号作为放大器的输入信号。
5.根据权利要求4的电-机-声变换装置，其中，放大器放大至少包括放大器和频率检测器的一个的电路系统内产生的噪音作为输入信号的一部分。
6.根据权利要求1的电-机-声变换装置，其中，电-机-声变换器构成得具有至少两个机械共振频率和分别对应于至少两个共振频率的输入电信号转换为振动或声音；其中信号提供单元包括第一振荡器，用于振荡包括电-机-声变换器共振频率的至少一个的频带内的第一电信号和输出第一电信号作为电-机-声变换器的输入信号；和第二振荡器，用于振荡其频率对应电-机-声变换器的至少一个共振频率的第二电信号和输出第二电信号作为电-机-声变换器的输入信号；和其中还提供一控制器，使得根据频率检测器的检测信息在预定的时间控制第二振荡器以振荡具有对应于电-机-声变换器的机械共振频率的信号。
7.根据权利要求6的电-机-声变换装置，还包括电压比较器，用于比较频率检测器的输出电压和预定的基准电位，并提供关于电位差的信息给控制器。
8.根据权利要求1的电-机-声变换装置，其中，信号提供单元包括振荡器，用于振荡包括电-机-声变换器的至少一个共振频率的频带内的电信号，并输出该电信号作为电-机-声变换器的输入信号；和其中还提供控制器，使得根据频率检测器的检测信息在预定的时间控制振荡器以振荡其频率对应于电-机-声变换器的机械共振频率的信号。
9.根据权利要求8的电-机-声变换装置，还包括电压比较器，用于比较频率检测器的输出电压和预定的基准电位，并提供关于电位差的信息给控制器。
10.根据权利要求8的电-机-声变换装置，其中，控制器控制振荡器，使得振荡器执行包括电-机-声变换器的至少一个共振频率的频带内的电信号的振荡，振荡信号具有的频率对应于以时分方式由频率检测器检测的电-机-声变换器的机械共振频率。
11.根据权利要求8的电-机-声变换装置，其中，控制器控制振荡器，使振荡器振荡电信号以扫过至少包括电-机-声变换器的机械共振频率之一的频带，在由频率检测器检测到电-机-声变换器的机械共振频率的基础上，振荡其频率对应于检测的机械共振频率的信号。
12.根据权利要求1的电-机-声变换装置，其中，频率检测器包括使用电-机-声变换器的预定元件的电阻抗构成的桥电路作为元件电路的部件之一。
13.根据权利要求12的电-机-声变换装置，其中，电-机-声变换器的预定元件是音圈。
14.根据权利要求12的电-机-声变换装置，其中，桥电路中的其它三个元件电路部件的任一个是包括电阻成分的电路部件。
15.根据权利要求12的电-机-声变换装置，其中，若电-机-声变换器的预定元件的电阻抗被称为Z1、与电阻抗Z1相串连的桥电路的元件电路部件的电阻抗被称为Z2、构成的串联电路与电阻抗Z1和Z2的串联电路并联连接的桥电路的元件电路部件的电阻抗被称为Z3和Z4，则该桥电路的构成使得输入电压施加在电阻抗Z1和电阻抗Z3构成的节点和电阻抗Z2和电阻抗Z4的节点之间，输出电压是从电阻抗Z1和电阻抗Z2的节点和电阻抗Z3和电阻抗Z4节点之间取出。
16.根据权利要求15的电-机-声变换装置，其中，电阻抗Z2是热敏电阻，其阻值随着环境温度的变化而改变。
17.根据权利要求16的电-机-声变换装置，其中，热敏电阻的电阻-温度特性实质上与电-机-声变换器的预定元件的电阻抗Z1的电阻-温度特性相同。
18.根据权利要求1的电-机-声变换装置，还包括滤波器，用于允许其频率对应于电-机-声变换器共振频率的至少一个的信号通过。
19.根据权利要求1的电-机-声变换装置，还包括限制器，用于限制频率检测器的输出信号的电压电平，该限制器连到频率检测器的输出侧。
20.—种便携式终端装置，包括用来接收呼叫到来信号的天线；接收信号处理单元，执行呼叫到来信号的信号处理操作和输出预定的电信号；和电-机-声变换装置，其中，该电-机-声变换装置是依权利要求1的装置；和其中到电-机-声变换装置的信号输入状态是受从接收信号处理单元来的电信号的控制。
21.根据权利要求20的便携式终端装置，其中，从接收信号处理单元输出的信号被提供作为包括在电-机-声变换装置中的信号提供单元的输入信号的一部分。
22.根据权利要求20的便携式终端装置，其中，从接收信号处理单元来的输出信号被提供作为包括在电-机-声变换装置内的电-机-声变换器的输入信号的一部分。
23.根据权利要求20的便携式终端装置，其中，包括在电-机-声变换装置内的电-机-声变换器被配置得还具有再现音频信号给用户的接收机的功能。
全文摘要
一种电－机－声变换装置,包括:具有至少一个共振频率的电－机－声变换器,用于转换输入电信号仅为振动,或振动和声音两者;信号提供单元,用于提供至少包括电－机－声变换器共振频率的一个的频带信号作为电－机－声变换器的输入信号;和频率检测器,在从电－机－声变换器输出的电信号中用于检测具有频率对应于电－机－声变换器的机械共振频率的信号成分,并输出该信号成为作为信号提供单元的输入信号部分。
文档编号H04R3/04GK1211155SQ9810336
公开日1999年3月17日 申请日期1998年6月24日 优先权日1997年6月24日
发明者佐伯周二, 佐藤和荣, 薄木佐和子, 久世光一 申请人:松下电器产业株式会社