JPH0233280Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、一般には、圧電要素を利用して可聴
信号を供給し、可聴信号を発生させるため圧電要
素を充分に駆動する回路を含む、可聴信号発生装
置に関する。更に詳細には、本考案は、圧電要素
を駆動して、鋭い立上りをしその後音レベルが指
数関数的に減衰するというチヤイム・トーンの特
徴を有する可聴信号を発生させるチヤイム・トー
ン可聴信号発生装置に関する。

概述すれば、本考案の可聴信号発生装置は、圧
電変換器を含む可聴信号回路と、可聴信号回路を
駆動する回路であつてそれに基づいてパルス可聴
信号が圧電変換器により供給される可聴信号回路
を駆動する回路と、可聴信号回路とそれを駆動す
る回路の中間に挿入され各パルスの立下りを指数
関数的に減衰させることによりチヤイム・トーン
可聴信号を発生させる回路と、を含む。

（背景技術） 従来の可聴信号装置に関連の主な問題の一つ
は、それに本来備わつている愉快ではない音であ
る。例えば、自動車警報装置又は可聴表示装置に
おいて、及びペーシング装置において発生される
可聴信号は、典型的に停止するまで一定レベルで
あつたり、ピーク・レベルであつた。ある利用に
於いては、ピーク音レベルが連続的に発生される
可聴信号が望ましいが、可聴出力が聞く人をいら
いらさせず又快いものであることは、多くの場合
望ましいことである。一般に快い可聴信号はチヤ
イム・トーン可聴信号であり、反復して瞬時ピー
ク音レベルが発生され、次第に周期に亘つて次の
ピークが発生されるまで減衰される。

チヤイム・トーン可聴信号を発生させる従来の
各種可聴信号発生装置の殆んどは、複雑な回路を
必要とし、前述の自動車可聴表示装置及びページ
ング装置のような多くの応用に利用されるには大
き過ぎる。更に、多くの可聴信号発生装置は、可
聴出力と電気的入力との間に非線形の関数を示
し、電気的入力の範囲に亘つて大きな周波数変化
を示し得る。圧電変換器及び関連の回路を利用す
ることにより、チヤイム・トーン可聴信号は前述
した問題を軽減することが可能である。

（考案の概要） 本考案によれば、圧電変換器を含む可聴信号回
路と、可聴信号回路を駆動し圧電変換器によつて
パルス化された可聴信号を発生させる駆動回路
と、駆動回路と可聴信号回路との間に電気的に介
在し、駆動回路によつて発生させるパルスの各々
を指数関数的に減衰させる装置であつて、駆動回
路に応答して充電される容量性素子を含み、それ
によつて立下りが指数関数的に減衰されたパルス
を発生する装置と、から構成されるチヤイム・ト
ーン可聴信号発生装置が提供される。

従つて、本考案の特徴は、パルスを供給するパ
ルス装置とパルスを指数関数的に減衰させチヤイ
ム・トーン可聴信号を発生させる装置を含む可聴
信号発生装置を提供することである。

本考案の他の特徴は、安価で、簡単で、比較的
小さい可聴信号発生装置を提供することである。

本考案の他の特徴は、瞬時的にピーク音レベル
と可聴出力の指数関数的減衰により、快い可聴信
号が必要あるいは所望の場合に適する可聴信号発
生装置を提供することである。

本考案の更に他の特徴は、可聴出力とその出力
を生じさせるため圧電要素に加えられる電圧との
間にほぼ線形の関係を示し、更に、印加される電
圧の範囲に亘つて比較的小さな周波数変化を示す
可聴信号発生装置を提供することである。

（実施例） 本考案を以下実施例に従つて詳細に説明する。
第１図はチヤイム・トーンに類似の可聴音を発生
する可聴信号発生装置１０を示す。該可聴信号発
生装置１０は、電圧Ｖを有する電源（図示せず）
によつて供給される電気信号をパルス化する回路
２０を含み、回路２０の出力を表わす接続点Ａに
パルス電気信号を供給する。発生装置１０は更に
反転バツフア回路４０、回路６０及び可聴信号回
路８０を含む。反転バツフア回路４０は、パルス
回路２０に電気的に結合されてパルス回路２０の
パルス信号出力に応答して、パルス信号を反転し
て回路４０の出力を示す接続点Ｂに出力する。回
路６０は、反転バツフア回路４０に電気的に結合
されて反転バツフア回路２０の反転パルス信号出
力に応答して、回路６０の出力を示す接続点Ｃに
指数関数的に減衰する電気信号を供給する。可聴
信号回路８０は圧電変換器８２を利用してパルス
回路２０により供給されるパルス信号に応答して
可聴信号を発生する。その後、反転バツフア回路
４０及びパルス信号を指数関数的に減衰させる回
路６０により変更され、それによつてチヤイム・
トーン可聴信号が発生される。パルス回路２０及
び反転バツフア４０は、結合して、可聴信号回路
８０を駆動して可聴信号を供給する回路５０を構
成する。

電源に応答して一連のパルス信号を供給するパ
ルス回路２０は、無安定マルチバイブレータから
構成され、２つの反転論理ゲートを含み、それら
はNANDゲート３０および３４で夫々２入力３
１，３２及び３５，３６と出力３３及び３７を有
する。NANDゲート３０の入力３１及び３２は
共に抵抗２６、抵抗２４及びコンデンサ２２の一
方側に電気的に結合される。NANDゲート３４
の入力３５及び３６は、NANDゲート３０の出
力３３、ダイオード２８のカソード及び抵抗２４
の他方側に共通に接続される。ダイオード２８の
アノードは抵抗２６の他方側に接続され、コンデ
ンサの他方側は回路２０の出力を表わす接続点Ａ
を介してNANDゲート３４の出力３７に電気的
に供給される。第２図に示すように、回路２０は
接続点Ａの電圧Ｖを矩形波の態様で立上げ及び立
下げる。コンデンサ２２、抵抗２４及び２６、ダ
イオード２８は結合して、接続点Ａに供給される
パルス電圧波形の周期ｔとパルス幅を制御する。
NANDゲート３０及び３４の出力３３及び３７
は、NANDゲート３０の入力３１及び３２が出
力３３の転換点を決定するとき、NANDゲート
３０及び３４の出力３３及び３７はコンデンサ２
２の充電及び放電路として作用する。NANDゲ
ート３０の出力３３がＨ（High）のとき接続点Ａ
における回路２０の出力Ｌ（Low）で、NANDゲ
ート３０の出力３３がＬのとき回路２０の出力は
Ｈである。ダイオード２８は、抵抗２６と直列に
接続されるので、抵抗２６の抵抗値は、NAND
ゲート３０の出力３３がＬ，NANDゲート３４
の出力３７がＨのときのみにパルス信号の周期ｔ
及びパルス幅に影響を与える。従つて、回路２０
のRC時定数は、抵抗２４及びコンデンサ２２の
RC回路に抵抗２６を付加することにより周期ｔ
において変化され、それによつて、NANDゲー
ト３４の出力３７のＬの時間に対する出力３７の
Ｈの時間が変化する。好適には、抵抗２６の値
は、接続点Ａにおけるパルス電圧信号が最大で周
期ｔの10％の間Ｈであり、少なくとも周期ｔの90
％の間Ｌであるように、選定される。接続点Ａに
おけるパルス電圧信号を可聴信号回路８０に直接
的に加えることにより、パルス可聴信号はパルス
電圧信号の周期ｔの多くて10％の間オン（又は聞
こえる）し、少なくとも90％の間オフ（聞こえな
い）であることは注目すべきである。

第１図を更に参照すると、反転バツフア回路４
０は、接続点Ａの無安定パルス電気信号に応答し
て、第２図に示すように信号を反転することによ
り、接続点Ｂに現われるパルス電圧信号が信号の
周期ｔの少なくとも90％の間Ｈであり、周期ｔの
多くて10％の間Ｌとなる。更に、反転バツフア回
路４０は、回路２０のコンデンサ２２が接続点Ｂ
に現われるパルス電圧信号を指数関数的に減衰さ
せる回路６０に相互作用を及ぼすことを防止す
る。回路４０は、また、２つの反転論理ゲート即
ちNANDゲート４２及び４６を含み、それらは
入力４３，４４及び４７，４８と、出力４５及び
４９とを有する。NANDゲート４２及び４６の
入力４３，４４及び４７，４８は総て共通にパル
ス回路２０の出力（接続点Ａ）に接続され、ゲー
ト４２及び４６の出力４５及び４９も共通に回路
４０の出力を現わす接続点Ｂで接続される。従つ
て、接続点Ａに現われるパルス（電気）信号は接
続点Ｂで第２図に示すように回路４０によつて変
更され、可聴信号回路８０に必要な駆動信号を供
給して可聴信号を発生させる。ここで再び、接続
点Ｂに現われるパルス信号の変更がなければ、パ
ルス可聴信号は、可聴信号回路８０によつて、パ
ルス信号（接続点Ｂ）の周期ｔの少なくとも90％
の間オン（聞こえる）し、周期ｔの多くて10％の
間オフ（無音）するであろうことは注目すべきで
ある。

接続点Ｂに現われるパルス信号を指数関数的に
減衰させる回路６０は、回路５０（接続点Ｂ）と
可聴信号回路８０との間に接続されるコンデンサ
６２と、ダイオード６４と、を含み、ダイオード
６４のカソードはコンデンサ６２に、そのアノー
ドは接地電位７０に、接続されて、ダイオード６
４が可聴信号回路８０に並列になる。接続点Ｂの
パルス信号（電圧）がＨのとき（周期ｔの90％）、
コンデンサ６２は可聴信号回路８０を介して充電
される。最初は（接続点Ｂのパルス信号が最初Ｈ
であるとき）、接続点Ｃの電圧の大きさ（第２図）
は、接続点Ｂの電圧と同じである。可聴信号回路
８０によつて供給される可聴信号の音レベルは、
接続点Ｃの電圧の大きさに関係し、接続点Ｂ及び
Ｃの電圧がＨで等しいとき最大となる。時間が経
過するに従つて、コンデンサ６２の充電は、該コ
ンデンサ間の電圧を指数関数的に上昇させる。同
時に、接続点Ｃの電圧は第２図のように指数関数
的に減少し、それによつて可聴信号回路８０によ
つて供給される可聴信号の音レベルは対応して指
数関数的に減少する。接続点Ｂにおけるパルス信
号がＬになるとき（周期ｔの10％）、コンデンサ
６２は反転バツフア回路４０及びダイオード６４
を介して急速に放電される。ダイオード６４は、
又、可聴信号回路８０がコンデンサ６２の放電中
にパルス可聴出力信号を発生することを防止す
る。回路２０の抵抗２４及び２６、回路６０のコ
ンデンサ６２はパルスの反復速度及び減衰時間を
与えるよう決定すべきであり、前の可聴信号の指
数関数的減衰が完了した時とほぼ同じ時間に、新
たなピーク信号が発生される。第２図は、接続点
Ｃに現われる指数関数的に減衰する信号を示し、
それは更に、可聴信号回路８０に応答し、それに
よつて発生される指数関数的に減衰する可聴信号
を表わす。

更に第１図を参照すると、圧電変換器８２を利
用して回路５０によつて供給される入力信号に応
答して可聴信号を発生する周知の可聴信号回路８
０が示される。該回路８０は圧電変換器がほぼそ
の共振周波数で発振するよう駆動されるように構
成される。回路８０及び圧電変換器８２の結合
は、その本質において米国特許第3277465号及び
米国特許第3815129号に開示されるものに類似で
ある。可聴信号回路８０は増幅回路８１及び圧電
変換器８２を含み、それらが結合して入力信号に
応答し可聴出力信号を発生する。図示されるよう
に、圧電変換器８２は３つの電極８４，８６及び
８８を含み、夫々増幅回路８１に接続され、その
うちの電極８８は増幅回路８１にフイードバツク
路を供給するものとして使用される。圧電変換器
８２の典型的な構成は米国特許第3815129号に示
される。増幅回路８１はNPNトランジスタ９０
を含み、そのコレクタは変換器８２の電極８４に
そして抵抗９２及び９４を介してベースに接続さ
れ、そのベースは更に変換器８２のフイードバツ
ク電極８８に接続され、また、そのエミツタは電
極８６と抵抗９６を介して接地電位７０とに接続
される。変換器８２の電極８４及び８６は、変換
器８２の駆動電極として作用する。抵抗９２，９
４及び９６はトランジスタ９０に適切なバイアス
を供給する。圧電変換器８２の電極８４及び８６
の適切な極性を選択することにより、電極８８の
フイードバツク電圧が駆動電圧と位相が同じにな
り、それによつて変換器が発振し、その発振は変
換器８２の共振周波数で維持される。

第３図を参照すると、チヤイム・トーン可聴信
号を発生する可聴信号発生装置の他の実施例１
０，が示される。該可聴信号発生装置１０′は、
パルス回路２０と反転バツフア回路４０を含み、
それらが結合して回路５０を構成して可聴信号回
路８０及び回路５０により供給されるパルス信号
を指数関数的に減衰させる他の実施例の回路６
０′を駆動して、それによつて、可聴信号回路８
０によつてチヤイム・トーンと類似の可聴出力が
発生される。接続点A′及びB′は夫々パルス回路
２０及び反転バツフア回路４０の出力を表わす。
図示されるように、回路６０′はダイオード６
４′を介し可聴信号回路８０と並列の回路５０に
接続されるコンデンサ６２′を含む。この実施例
においては、コンデンサ６２′は、回路４０の出
力（接続点B′）がＨのとき（周期ｔの10％）反
転バツフア回路４０を介して急速に充電される。

可聴信号回路８０により供給される可聴信号の
音レベルは、接続点C′における電圧の振幅（第４
図参照）に関係し、接続点B′がＨのとき最大と
なる。反転バツフア回路４０の出力（接続点B′）
がＬになると（周期ｔの90％）コンデンサ６２′
の両端の電圧は周期ｔの終了に向かつて指数関数
的に減衰する。同時に、可聴信号回路８０により
供給される可聴信号の音レベルは対応して指数関
数的に減少して、チヤイム・トーンに事実上類似
する音出力を発生させる。ダイオード６４′は、
バツフア回路４０の出力（接続点B′）がＬのと
き、コンデンサ６２′が反転バツフア回路４０を
介して放電することを防止する。重要なことは、
パルス回路２０の抵抗及びコンデンサ、回路６
０′のコンデンサの値は、パルスの反復速度及び
減衰時間を与え、それによつて、前の可聴信号の
指数関数的減衰が完了したとほぼ同時に新たなピ
ーク信号が発生するよう選択されることである。
第４図は、接続点A′及びB′に現われるパルス信
号と、接続点C′に現われる指数関数的に減衰する
信号とを示し、それは、可聴信号回路８０により
発生される指数関数的に減衰する可聴信号を表わ
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の可聴信号装置の実施例を示
す回路図である。第２図は、第１図に示す可聴信
号装置の各点Ａ，Ｂ，Ｃにおける電圧波形を示
す。第３図は、本考案の可聴信号装置の実施例を
示すブロツク図である。第４図は、第３図に示す
可聴信号装置の各点A′，B′，C′における電圧波
形を示す。 符号説明、１０……可聴信号発生装置、２０…
…パルス回路、４０……反転バツフア回路、６０
……指数関数的減衰回路、８０……可聴信号回
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 圧電変換器を含む可聴信号回路と、 前記可聴信号回路を駆動し、前記圧電変換器
   によつてパルス化された可聴信号を発生させる
   駆動回路と、 該駆動回路と前記可聴信号回路との間に電気
   的に介在し、前記駆動回路によつて発生される
   パルスの各々を指数関数的に減衰させる装置で
   あつて、前記駆動回路に応答して充電される容
   量性素子を含み、それによつて立下りが指数関
   数的に減衰されたパルスを発生する装置と、 から構成されるチヤイム・トーン可聴信号発生
   装置。 ２ 前記容量性素子が、前記駆動回路と前記可聴
   信号回路とに直列に電気的に結合され、前記駆
   動回路の高出力に応答して前記可聴信号回路を
   介して充電される実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の信号発生装置。 ３ 前記パルスを指数関数的に減衰させる装置
   が、前記可聴信号回路と並列の状態で前記容量
   性素子に電気的に結合される逆バイアスされた
   ダイオードを含み、前記容量性素子が前記駆動
   回路の低出力に応答して前記ダイオードを介し
   て放電する、実用新案登録請求の範囲第２項記
   載の信号発生装置。 ４ 前記容量性素子が、前記可聴信号回路と並列
   の状態で前記駆動回路に電気的に結合され、前
   記駆動回路の高出力に応答して前記駆動回路を
   介して充電され、前記駆動回路の低出力に応答
   して前記可聴信号回路を介して放電される実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の信号発生装
   置。 ５ 前記駆動回路が、電気信号をパルス化する装
   置と、前記パルス化装置及び前記容量性素子の
   間に電気的に挿入され前記容量性素子を隔離
   し、パルス化装置の出力を反転する反転バツフ
   ア回路と、を含む実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の信号発生装置。 ６ 前記パルス化装置が、パルス化電気信号を供
   給し、その信号の周期の小部分が高レベルであ
   り、その周期の大部分が低レベルである実用新
   案登録請求の範囲第５項記載の信号発生装置。 ７ 前記パルス化装置の出力が、高々前記パルス
   化電気信号の周期の10％の間高レベルであり、
   少なくとも90％の間低レベルである実用新案登
   録請求の範囲第６項記載の信号発生装置。 ８ 前記反転バツフア回路の出力が、前記パルス
   化電気信号の周期の実質上大部分の間高レベル
   であり、その間に前記容量性素子が充電され、
   ピークが供給されて指数関数的に減衰され、そ
   れによつて前記チヤイム・トーン可聴信号を発
   生する実用新案登録請求の範囲第６項記載の信
   号発生装置。 ９ 前記反転バツフア回路の出力が、前記パルス
   化電気信号の周期の実質上小部分の間低レベル
   であり、その間に前記容量性素子が放電されて
   前記指数関数的に減衰する信号が終結し、それ
   によつて前記指数関数的に減衰する信号の終結
   と次のピークとの間の時間が非常に小さくされ
   る実用新案登録請求の範囲第８項記載の信号発
   生装置。 10 前記パルス化装置が、パルス化電気信号を供
   給し、その信号の周期の小部分が低レベルであ
   り、その周期の大部分が高レベルである実用新
   案登録請求の範囲第５項記載の信号発生装置。 11 前記パルス化装置の出力が、高々前記パルス
   化電気信号の周期の10％の間低レベルであり、
   少なくとも90％の間高レベルである実用新案登
   録請求の範囲第10項記載の信号発生装置。 12 前記反転バツフア回路の出力が、前記パルス
   化電気信号の周期の実質上小部分の間高レベル
   であり、その間に前記容量性素子が充電されて
   ピークが供給される実用新案登録請求の範囲第
   10項記載の信号発生装置。 13 前記反転バツフア回路の出力が、前記パルス
   化電気信号の周期の実質上大部分の間低レベル
   であり、その間に前記容量性素子が放電され、
   前記ピークが指数関数的に減衰されて前記チヤ
   イム・トーン可聴信号を発生させる実用新案登
   録請求の範囲第12項記載の信号発生装置。