Zur Tonerzeugung in Telefonen ist die Erzeugung eines Signals mit einer beliebigen Signalform und einer einstellbaren Span- nungshöhe (Amplitude) erforderlich. Das auf diese Weise er- zeugte Signal kann dann beispielsweise mit Hilfe von kapazi- tiven Schallwandlern in Schallwellen umgesetzt werden.

Insbesondere für einen Mehrtonruf, wie er heutzutage in mo- dernen Telefonen verwendet wird, ist daher ein Schaltungsan- ordnung erforderlich, die das zuvor beschriebene Signal mit der gewünschten Signalform erzeugen kann. Bekannte Schal- tungsanordnungen verwenden hierzu eine relativ hohe konstante Versorgungsspannung, um daraus mit Hilfe eines geeigneten Spannungswandlers das gewünschte Signal abzuleiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Signalformen bereitzu- stellen, welche mit relativ einfachen Mitteln und hoher Zu- verlässigkeit bzw. Genauigkeit ein Signal mit einer gewünsch- ten Signalform erzeugen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsan- ordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unter- ansprüche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausführungs- formen der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß wird eine Spannungswandlerschaltung verwen- det, der ein erstes und ein zweites Steuersignal zugeführt wird. Die Spannungswandlerschaltung ist mit einer Möglichkeit

sowohl zur Spannungserhöhung als auch zur Spannungsabsenkung ausgestaltet, wobei die Ausgangsspannung der Spannungswand- lerschaltung abhängig von dem ersten Steuersignal erhöht und abhängig von dem zweiten Steuersignal reduziert wird.

Die Ansteuerung der Spannungswandlerschaltung erfolgt bevor- zugt über eine Einstellung der Frequenz und/oder Pulsweite der beiden Steuersignale, wobei die Frequenz und/oder die Pulsweite der Steuersignale in Abhängigkeit von einem Refe- renzsignal so geregelt oder eingestellt wird, daß am Ausgang der Spannungswandlerschaltung die gewünschte Signalform auf- tritt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann sowohl in Form einer"Open Loop Control"ohne Rückkopplung der Ausgangsspan- nung der Spannungswandlerschaltung als auch in Form eines Re- gelkreises ("Closed Loop Control") mit Rückkopplung der Aus- gangsspannung der Spannungswandlerschaltung ausgestaltet sein. Im ersten Fall kann eine Reduzierung des Schaltungsauf- wands erzielt werden, während im zweiten Fall die Signalform des Ausgangssignal der Spannungswandlerschaltung genauer er- zeugt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiels näher erlautert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Schal- tungsanordnung zur Erzeugung von Signalformen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 zeigt eine mögliche schaltungstechnische Realisierung eines in Fig. 1 dargestellten Spannungswandlers, und Fig. 3A und 3B zeigen Signalverläufe in der in Fig. 1 gezeig- ten Schaltungsanordnung zur Erläuterung deren Betriebs.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung, welche beispiels- weise zur Mehrtonruferzeugung in Mobiltelefonen eingesetzt werden kann, umfaßt einen DC/DC-Spannungswandler 4, der in Form eines mit einer Möglichkeit zur Spannungsabsenkung ver- sehenen DC/DC-Aufwärtsreglers gebildet sein kann. Der Span- nungswandler 4 ist somit in der Lage, seine Ausgangsspannung VOUT sowohl zu erhöhen als auch abzusenken.

Die Ansteuerung des Spannungswandlers 4 zur Einstellung der Signalform seines Ausgangssignals VOUT erfolgt über zwei Steu- ersignale VH und VL, wobei die Ausgangsspannung VouT über das Steuersignal VH erhöht und über das Steuersignal VL abgesenkt wird. Jedes Steuersignal VH bzw. VL wird von einer entspre- chenden Pulsweitenmodulationseinheit (PWM-Einheit) 2 bzw. 3 generiert, welche die Frequenz und/oder die Pulsweite des je- weiligen pulsförmigen Steuersignals abhängig von Einstellsig- nalen einstellt, die von einer Steuereinheit 1 vorgegeben werden.

Die Steuereinheit 1 empfängt ein Referenzsignal VREF und ver- gleicht dieses mit dem Istwert des Ausgangssignals VouT. Ab- hängig von dem Vergleichsergebnis werden Pulsweiteneinstell- signale pwml bzw. pwm2 zur Einstellung der Pulsweite und/oder Frequenzeinstellsignale fl bzw. f2 zur Einstellung der Fre- quenz des Steuersignals VH und VL generiert, die der PWM- Einheit 2 bzw. der PWM-Einheit 3 vorgegeben werden, so daß die PWM-Einheiten 2 und 3 die Steuersignale VH und VL abhän- gig von den jeweils vorgegeben Einstellwerten erzeugen kön- nen. Auf diese Weise wird die Pulsweite und/oder die Frequenz der pulsförmigen Steuersignale VH und VL in Abhängigkeit von dem Referenzsignal VREF derart geregelt oder eingestellt, daß am Ausgang des Spannungswandlers die gewünschte Signalform auftritt, wobei die Ausgangsspannung Vour durch Pulse an dem dem Steuersignal VH zugeordneten Eingang des Spannungswand- lers 4 erhöht wird, während sie durch Pulse an dem dem Steu- ersignal VL zugeordneten Eingang erniedrigt wird. Die in Fig.

1 gezeigte Schaltungsanordnung entspricht somit im Prinzip einem deltamodulierten DC/DC-Wandler.

In Fig. 2 ist eine mögliche Realsisierung des Spannungswand- lers 4 dargestellt, wobei der Spannungswandler 4 durch eine mit einer Versorgungsspannung Vo betriebene und aus zwei Bi- polartransistoren T1, T2, einer Spule L, einer Diode D, einen Kondensator C und Widerständen R1-R3 bestehende Schaltung ge- bildet ist. Die einzelnen Bauelemente sind wie in Fig. 2 ge- zeigt verschaltet, wobei das Steuersignal VH über den Anschlußwiderstand R1 an den Basisanschluß des Bipolartran- sistors T1 und das Steuersignal VL über den Anschlußwi- derstand R2 an den Basisanschluß des Bipolartransistors T2 angelegt ist. Die Ausgangsspannung Vour kann an dem Kondensa- tor C abgegriffen werden. Wie bereits erwähnt worden ist, wird die Ausgangsspannung VouT durch VH-Pulse am Bipolartran- sistor Tl erhöht, während sie durch VL-Pulse am Bipolartran- sistor T2 erniedrigt wird.

Durch die Steuereinheit 1 kann entweder die Pulsweite oder die Frequenz oder aber auch sowohl die Pulsweite als auch die Frequenz der beiden Steuersignale VH und VL eingestellt wer- den, wobei in jedem dieser Fälle die Funktionsfähigkeit der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung gewährleistet ist.

Der Einfachheit soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel nä- her erläutert werden, bei dem die beiden PWM-Einheiten 2 und 3 mit einer konstanten Frequenz betrieben werden, so daß durch die Steuereinheit 1 und die PWM-Einheiten 2 und 3 le- diglich die Pulsweite der beiden Steuersignale VH und VL ein- gestellt wird. Dabei kann die Pulsweite auf digitale Weise mit Hilfe von Zählern eingestellt werden, die mit einem höhe- ren Takt betrieben werden. Die Frequenz der beiden PWM- Einheiten 2 und 3 kann beispielsweise 128kHz betragen, wäh- rend der Zählertakt 10, 368MHz betragt, so daß sich entspre- chend 81 verschiedene Pulsweiten für die beiden Steuersignale VH und VL ergeben.

Die Steuereinheit 1 arbeitet digital und bestimmt die von den beiden PWM-Einheiten 2 und 3 einzustellende Pulsweite aus dem Differenzsignal e (k) des Referenzsignals x (k) und des Aus- gangssignals y (k), d. h. e (k) = x (k)-y (k), wobei k jeweils den Abtastzeitpunkt bezeichnet. Die Steuereinheit 1 bestimmt den Wert der Pulsweite PW abhängig von dem Differenzsignal e (k) wie folgt : Für e (k) < 0 : PW =-R (y (k)/ (y (k) +e (k))/T Dabei bezeichnet C den Wert des in Fig. 2 gezeigten Kondensa- tors, L den Wert der in Fig. 2 gezeigten Spule, R den Wert des in Fig. 2 gezeigten Widerstands R3, 1/T die Frequenz der PWM-Einheiten 2 und 3 bzw. der beiden Steuersignale VH und VL und Vo den Wert der in Fig. 2 gezeigten Versorgungsspannung.

Zur Reduzierung des Realisierungsaufwands empfiehlt es sich, die obigen Werte für die Pulsweite PW approximativ, bei- spielsweise mit Hilfe einer Polynomapproximation, zu ermit- teln.

In Fig. 3A und 3B sind verschiedene Signalverläufe der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung für verschiedene diskre- te Abtastzeitpunkte k mit C = 30nF, L = 47uH, R = 330Q, Vo = 2, 65V und T = 1/128kHz dargestellt. Dabei entspricht in Fig. 3A der Signalverlauf (a) dem Referenzsignal VEF und der Signalverlauf (b) dem Signal pwml bzw. pwm2, während in Fig.

3B der Signalverlauf (c) dem Ausgangssignal VOUT und der Sig- nalverlauf (d) den Steuerspannungen VH/VL mit VH ="1"und VL ="0"entspricht.

Eine Reduzierung des Schaltungaufwands kann erreicht werden, wenn die beiden Steuersignale VH und VL ohne Rückkopplung, d. h. ohne Auswertung der Ausgangsspannung VouT des Spannungs- wandlers 4 erzeugt werden. In diesem Fall erfolgt somit keine Regelung ("Closed Loop"), sondern lediglich eine Steuerung ("Open Loop"), wobei die Steuereinheit 1 bei konstanter Fre- quenz der PWM-Einheiten 2 und 3 den Wert der Pulsweite PW ab- hängig von dem Referenzsignal x (k) wie folgt bestimmt : Fü x (k) < x (k-1) : PW = -R.C (ln (x (k-1)-ln (x (k)))<BR> <BR> <BR> REC bezeichnet in den obigen Formeln den Emitter-Kollektor- Widerstand des Bipolartransistors T1.