用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備。所述設(shè)備可以適合便攜式電子儀器，例如手表。所述設(shè)備尤其包括連接到電容型蜂鳴器的至少一個(gè)線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]在具備至少一個(gè)蜂鳴器(尤其具備壓電元件)的常規(guī)電子系統(tǒng)中，提供鏈接到蜂鳴器的線圈，并且蜂鳴器和線圈都連接到控制電路?？刂齐娐房梢栽诠╇婋妷涸吹膬蓚€(gè)端子之間包括晶體管，該晶體管與線圈和蜂鳴器串聯(lián)布置。當(dāng)電子系統(tǒng)開始操作以便生成聲音(例如警報(bào))時(shí)，向晶體管的柵極或基極施加脈沖以便激勵(lì)由線圈和蜂鳴器形成的組件。
[0003]通常，力求根據(jù)由線圈和蜂鳴器形成的組件的諧振頻率來調(diào)整控制電路的頻率。為了實(shí)現(xiàn)此目的，必須提供用于測量諧振頻率的第一階段。然后，在反饋回路中，可以對機(jī)械聲音生成組件的響應(yīng)采樣，以便調(diào)整控制脈沖的頻率。必須調(diào)整該頻率以使其接近于機(jī)械聲音生成組件的諧振頻率，以便生成具有足夠聲級的聲音，同時(shí)限制所需的電能。但是，要指出的是，控制電路很難在此調(diào)整后的頻率下長久工作，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，機(jī)械組件通常經(jīng)歷其物理參數(shù)的自然變化。在售后操作中更換諧振系統(tǒng)還會(huì)降低原始設(shè)備的效率。這構(gòu)成此類常規(guī)電子系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)的、用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備，以便在低供電電壓下生成高音量警報(bào)或音樂，而不管諧振系統(tǒng)如何隨時(shí)間變化。
[0005]為此，本發(fā)明涉及一種用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括在獨(dú)立權(quán)利要求1中提及的特性。
[0006]在從屬權(quán)利要求2至10中限定用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備的特定實(shí)施例。
[0007]所述用于生成可聽警報(bào)的電子設(shè)備的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于以下事實(shí):提供正反饋回路，其中測量跨電容型警報(bào)設(shè)備或蜂鳴器的電壓的導(dǎo)數(shù)(derivative)。獲得諧振效應(yīng)，而不必計(jì)算由線圈和蜂鳴器形成的組件的諧振頻率，與蜂鳴器中的物理參數(shù)或更改的任何變化無關(guān)。
【附圖說明】
[0008]基于附圖例示的至少一個(gè)非限制性實(shí)施例，用于生成可聽警報(bào)或音樂的電子設(shè)備的目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和特性將在以下描述中更清晰，這些附圖是:
[0009]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于生成可聽警報(bào)或音樂的設(shè)備的各種組件的簡化視圖，
[0010]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于生成可聽警報(bào)或音樂的設(shè)備中的各種信號，以及
[0011]圖3示出在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的操作期間由電容器建模為第一近似的蜂鳴器的輸出信號的演變。
【具體實(shí)施方式】
[0012]在以下描述中，將僅以簡化方式描述所述電子設(shè)備的所有那些為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的電子組件。
[0013]圖1示出電子設(shè)備或電子電路1的一個(gè)實(shí)施例。電子設(shè)備1可以由諸如電池之類的常規(guī)供電電壓源供電。電子設(shè)備1包括由連接到電容型蜂鳴器Cb的第一線圈或電感器L1形成的組件2，以便生成聲音或音樂Sout。第一線圈L1連接到蜂鳴器Cb的第一電極，而蜂鳴器Cb的第二電極能夠通過開關(guān)7連接到零電壓或接地端子。
[0014]要指出的是，蜂鳴器Cb可以由聲膜形成，在聲膜上布置壓電元件?？梢砸噪姺绞街聞?dòng)該壓電元件以使膜振動(dòng)，因此生成聲音或音樂。壓電元件通常在具有串聯(lián)的電阻器、電感器和第一電容器的第一支路以及具有第二電容器的第二并聯(lián)支路中的第一電極與第二電極之間形成。第二電容器的大小遠(yuǎn)大于第一支路的其它組件并且作為第一近似，可將所述壓電元件視為電容器Cb。在這些條件下，說明書指的是電容型蜂鳴器，因?yàn)橥ㄟ^致動(dòng)電容器Cb獲得由膜生成聲音或音樂。
[0015]在反饋回路中，電子設(shè)備1還包括導(dǎo)數(shù)電路(derivative circuit) 3，其連接到第一線圈L1與蜂鳴器Cb之間的連接節(jié)點(diǎn)。導(dǎo)數(shù)電路3用于產(chǎn)生跨蜂鳴器Cb的第一電極的信號的導(dǎo)數(shù)。向比較器4的第一輸入端提供導(dǎo)數(shù)電路3的輸出端處的導(dǎo)數(shù)信號Vder，比較器4的第二輸入端接收參考電壓Ref以便與導(dǎo)數(shù)電路3的導(dǎo)數(shù)信號Vder相比較。優(yōu)選地，比較器4的第一輸入端是正輸入端，而比較器4的第二輸入端是負(fù)輸入端。進(jìn)一步，參考電壓Ref可被設(shè)置為電子設(shè)備的供電電壓Vdd的一半，即設(shè)置為Vdd/2。向第一電感器L1的自由端提供比較器4的輸出信號Vcomp，以便激活由蜂鳴器Cb生成聲音或音樂Sout。
[0016]要指出的是，可以通過由第一電阻器Rdl和第二電阻器Rd2組成的電阻分壓器獲得參考電壓Ref，第一電阻器Rdl和第二電阻器Rd2串聯(lián)到供電電壓源Vdd，供電電壓源Vdd向電子設(shè)備1的各種組件供電。優(yōu)選地，跟蹤放大器14還可以具備連接到兩個(gè)電阻器Rdl和Rd2的連接節(jié)點(diǎn)的正輸入端，以及連接到跟蹤放大器14的輸出端的負(fù)輸入端，以便提供參考電壓Ref。如果兩個(gè)電阻器具有相同的電阻值，則將提供等于Vdd/2的參考電壓Ref，但兩個(gè)電阻器還可以具有不同的電阻值，以便根據(jù)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器Cb的所需模式修改參考電壓 Ref ο
[0017]根據(jù)本發(fā)明的原理，布置具有由第一電感器L1和蜂鳴器Cb組成的組件2的反饋回路，以便當(dāng)蜂鳴器的電容器Cb處于充電階段時(shí)，使用正電壓或正電壓脈沖驅(qū)動(dòng)第一線圈Llo相反，當(dāng)蜂鳴器的電容器Cb處于放電階段時(shí)，第一線圈L1接收零電壓。因此，比較器4的輸出信號Vcomp處于高狀態(tài)以便提供正電壓脈沖，并且處于低狀態(tài)以便提供零電壓。
[0018]使用本發(fā)明的該原理，在于使用反饋回路中的正反饋導(dǎo)致振蕩，可增加存儲(chǔ)在蜂鳴器的電容器Cb中的能量或可聽警報(bào)。迫使在第一線圈L1與電容器Cb之間的連接節(jié)點(diǎn)處的振蕩接近于諧振頻率。因此，不再需要提供用于計(jì)算蜂鳴器的諧振頻率的階段，因?yàn)樵陔娮釉O(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)，跨電容器Cb的驅(qū)動(dòng)信號能夠針對每個(gè)警報(bào)或蜂鳴器產(chǎn)生諧振效應(yīng)。
[0019]根據(jù)參考圖1描述的一個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)數(shù)電路3可以包括以下布置:該布置包括導(dǎo)數(shù)電容器C1、電阻器R1和放大器13，以便產(chǎn)生跨電容器Cb的信號的導(dǎo)數(shù)。導(dǎo)數(shù)電容器C1的第一電極可以連接到第一線圈L1與蜂鳴器的電容器Cb之間的連接節(jié)點(diǎn)，并且第二電極連接到放大器13的第一輸入端。放大器13的第二輸入端優(yōu)選地連接到接地端子。在放大器13的第一輸入端與放大器13的輸出端之間布置導(dǎo)數(shù)電阻器R1，放大器13的輸出端提供輸出信號Vder。放大器13的第一輸入端是負(fù)輸入端，而放大器13的第二輸入端是正輸入端。
[0020]導(dǎo)數(shù)電路3還可以包括用于調(diào)整由電容器Cb產(chǎn)生的振蕩信號的電平和振幅的裝置(未示出)。該振蕩信號優(yōu)選地是正弦電壓，該正弦電壓可以在-10V和+10V之間波動(dòng)。原則上，導(dǎo)數(shù)電路信號必須是其電壓低于電子設(shè)備1的供電電壓Vdd的信號。供電電壓Vdd可以大約為IV。
[0021]還要指出的是，比較器4可以是遲滯比較器。遲滯比較器能夠基于導(dǎo)數(shù)信號Vder與參考電壓Ref的比較，明確定義要向第一線圈L1提供的輸出信號Vcomp的兩種狀態(tài)，參考電壓Ref可以是Vdd/2或者根據(jù)應(yīng)用調(diào)整的另一個(gè)電壓。
[0022]電子設(shè)備1還可以包括預(yù)充電電路9，其連接到第一線圈或電感器L1與蜂鳴器的電容器Cb之間的連接節(jié)點(diǎn)。當(dāng)電子設(shè)備1開始工作時(shí)，該預(yù)充電電路9對電容器Cb充電。首先對電容器Cb預(yù)充電防止導(dǎo)數(shù)電路3提供零導(dǎo)數(shù)信號Vder，并且防止所有反饋回路組件保持處于禁止生成聲首或首樂的穩(wěn)定狀態(tài)。
[0023]電子設(shè)備1還可以包括電壓限幅器8，其連接到第一線圈或電感器L1與蜂鳴器的電容器Cb之間的連接節(jié)點(diǎn)。因?yàn)榭珉娙萜鰿b生成的交流電壓的振幅增加以便由膜生成聲音，所以電壓限幅器8將振蕩限制為所定義的電壓振幅。電壓限幅器可以被設(shè)計(jì)為兩個(gè)反并聯(lián)二極管，它們與電容器Cb并聯(lián)安裝并且具有定義的截止電壓。
[0024]電子設(shè)備1還可以在組件2中包括第二線圈或電感器L2。該第二線圈L2通過開關(guān)7連接到蜂鳴器的電容器Cb的第二電極。第二線圈L2的另一端連接到DSP邏輯單元6。該DSP邏輯單元6還可以通過由控制單元5控制的多路復(fù)用器10連接到第一線圈L1的自由端。
[0025]布置DSP邏輯單元6以及第一和第二線圈L1和L2以便例如生成音樂。因此，可以在DSP邏輯單元6中生成數(shù)字音頻信號。DSP邏輯單元還必須包括布置在Σ-Δ (sigma-delta)電路中的FIR數(shù)字濾波器，其需要兩個(gè)線圈L1和L2以對信號進(jìn)行數(shù)字濾波以便在蜂鳴器Cb中生成音樂或旋