DE102007014372B4 - Audio signal processing system and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Audiosignalverarbeitungssystem
mit einem ersten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines ersten symmetrischen Hauptsignals (HS1),
mit einem zweiten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines zweiten symmetrischen Hauptsignals (HS2),
mit einem dritten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines symmetrischen Zusatzsignals (ZS),
mit einem Korrekturglied (1), durch das die Hauptsignale (HS1, HS2) und das Zusatzsignal (ZS) derart miteinander gekoppelt werden,
dass das Plus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals (HS1) zum Plus-Pfad-Signal des Zusatzsignals (ZS) addiert wird,
dass das Minus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals (HS1) zum Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals (ZS) addiert wird,
dass das Plus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals (HS2) zum Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals (ZS) addiert wird, und
dass das Minus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals (HS2) zum Plus-Pfad-Signal des Zusatzsignals (ZS) addiert wird,
mit einem Mischglied (2), durch das die Hauptsignale (HS1, HS2) und das durch das Korrekturglied (1) korrigierte Zusatzsignal derart miteinander gekoppelt werden,
dass das Plus-Pfad-Signal des korrigierten Zusatzsignals zum Plus-Pfad-Signal und zum Minus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals (HS1) addiert wird, und
dass das Minus-Pfad-Signal des korrigierten Zusatzsignals zum Plus-Pfad-Signal und zum Minus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals (HS2) addiert wird,
mit einem zwei Endstufenverstärker (V1, V2), insbesondere Brückenendstufenverstärker, umfassenden Verstärkerglied, durch das die durch das Mischglied (2) gemischten Hauptsignale verstärkt werden.Audio signal processing system
with a first input for a plus and a minus path signal of a first balanced main signal (HS1),
with a second input for a plus and a minus path signal of a second balanced main signal (HS2),
with a third input for a plus and a minus path signal of a symmetrical additional signal (ZS),
with a correction element (1) by which the main signals (HS1, HS2) and the additional signal (ZS) are coupled to one another in such a way that
the plus-path signal of the first main signal (HS1) is added to the plus-path signal of the additional signal (ZS),
that the minus-path signal of the first main signal (HS1) is added to the minus-path signal of the additional signal (ZS),
the plus-path signal of the second main signal (HS2) is added to the minus-path signal of the additional signal (ZS), and
that the minus-path signal of the second main signal (HS2) is added to the plus-path signal of the additional signal (ZS),
with a mixing element (2) by which the main signals (HS1, HS2) and the additional signal corrected by the correction element (1) are coupled to one another in such a way that
that the plus path signal of the corrected additional signal is added to the plus path signal and the minus path signal of the first main signal (HS1), and
that the minus-path signal of the corrected additional signal is added to the plus-path signal and to the minus-path signal of the second main signal (HS2),
with a two output stage amplifier (V1, V2), in particular bridge output stage amplifier, comprehensive amplifier element through which the mixed by the mixing member (2) mixed main signals are amplified.
Description
Die Erfindung betrifft ein Audiosignalverarbeitungssystem und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an audio signal processing system and a motor vehicle.
Aus der
Aus der
Dadurch wird bei einer Anordnung mit zwei Brückenendstufen neben dem vorhandenen Differenzsignal jeder Endstufe auch ein Gleichtaktsignal aufgeprägt. Das Gleichtaktsignal der einen Endstufe ist zu dem Gleichtaktsignal der anderen Endstufe gegenphasig. Dies ermöglicht die Ansteuerung eines dritten Lautsprechers (gewöhnlich Basslautsprecher) mit einem unabhängigen Signal.As a result, in the case of an arrangement having two bridge output stages, a common-mode signal is impressed in addition to the existing difference signal of each output stage. The common-mode signal of one output stage is in phase opposition to the common-mode signal of the other output stage. This allows you to control a third speaker (usually a bass speaker) with an independent signal.
Dadurch können infolge der Einsparung von Bauteilen (Endstufe oder externe Frequenzweichen) Kosten reduziert werden.This can be reduced due to the savings of components (power amplifier or external crossovers) costs.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine ökonomische technische Lehre anzugeben, um, insbesondere in einem Fahrzeug, mindestens drei, insbesondere individuell beeinflussbare, Audiosignale für mindestens drei Lautsprecher zu verstärken.The invention is based on the object of providing an economical technical teaching in order, in particular in a vehicle, to amplify at least three, in particular individually influenceable, audio signals for at least three loudspeakers.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is solved by the features of the main claim. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.
Die Erfindung basiert demnach auch auf dem Gedanken, drei verschiedene Audiosignale (zwei Hauptsignale und ein Zusatzsignal) durch nur zwei Endstufenverstärker zu verstärken, indem das Plus-Pfad-Signal und das Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals in einem Mischglied in geeigneter Weise zu den Hauptsignalen addiert werden und zusammen mit diesen verstärkt werden.Accordingly, the invention is also based on the idea of amplifying three different audio signals (two main signals and one additional signal) by only two output stage amplifiers by appropriately connecting the plus path signal and the minus path signal of the additional signal in a mixer to the Be amplified and amplified together with these.
Durch die Erfindung soll nun insbesondere gewährleistet werden, dass verschiedene Audiosignale jeweils vor der Verstärkung, beispielsweise durch ein Fading oder Equalizing, individuell und/oder unabhängig voneinander modifiziert werden können, ohne dass diese Modifikation durch die gemeinsame Nutzung eines Endstufenverstärker für verschiedene Audiosignale einen Einfluss auf ein jeweils anderes Audiosignal hat.The invention is now intended in particular to ensure that different audio signals can each be modified individually and / or independently of one another before amplification, for example by fading or equalizing, without this modification having an influence on various audio signals due to the shared use of an output stage amplifier has a different audio signal.
Dazu sieht die Erfindung vor, dem Mischglied ein Korrekturglied vorzuschalten, durch das die Hauptsignale und das Zusatzsignal vor einer Verstärkung geeignet miteinander gekoppelt werden.To this end, the invention provides for a correction element to be connected upstream of the mixing element, by means of which the main signals and the additional signal are suitably coupled to each other before amplification.
Vorzugsweise weist ein Audiosignalverarbeitungssystem einen ersten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines ersten symmetrischen Hauptsignals, einen zweiten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines zweiten symmetrischen Hauptsignals und einen dritten Eingang für ein Plus- und ein Minus-Pfad-Signal eines symmetrischen Zusatzsignals auf.Preferably, an audio signal processing system comprises a first input for a plus and a minus path signal of a first balanced main signal, a second input for a plus and a minus path signal of a second balanced main signal and a third input for a plus and a minus path signal of a balanced additional signal.
Ein Korrekturglied ist derart eingerichtet, dass die Hauptsignale und das Zusatzsignal derart miteinander gekoppelt werden, dass das Plus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals zum Plus-Pfad-Signal des Zusatzsignals addiert wird, dass das Minus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals zum Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals addiert wird, dass das Plus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals zum Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals addiert wird, und dass das Minus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals zum Plus-Pfad-Signal des Zusatzsignals addiert wird.A correction term is arranged such that the main signals and the additional signal are coupled to one another in such a way that the plus path signal of the first main signal is added to the plus path signal of the additional signal, that the minus path signal of the first main signal to minus Path signal of the additional signal is added, that the plus path signal of the second main signal is added to the minus path signal of the additional signal, and that the minus path signal of the second main signal adds to the plus path signal of the additional signal becomes.
Ein Mischglied ist derart eingerichtet, dass die Hauptsignale und das durch das Korrekturglied korrigierte Zusatzsignal derart miteinander gekoppelt werden, dass das Plus-Pfad-Signal des korrigierten Zusatzsignals zum Plus-Pfad-Signal und zum Minus-Pfad-Signal des ersten Hauptsignals addiert werden, und dass das Minus-Pfad-Signal des korrigierten Zusatzsignals zum Plus-Pfad-Signal und zum Minus-Pfad-Signal des zweiten Hauptsignals addiert wird.A mixer is arranged such that the main signals and the additional signal corrected by the correction term are coupled together such that the plus path signal of the corrected additional signal is added to the plus path signal and the minus path signal of the first main signal, and summing the minus path signal of the corrected auxiliary signal to the plus path signal and the minus path signal of the second main signal.
Durch ein – zwei Endstufenverstärker, insbesondere Brückenendstufenverstärker, umfassendes – Verstärkerglied werden schließlich die durch das Mischglied gemischten Hauptsignale verstärkt.Finally, the main signals mixed by the mixing element are amplified by means of one or two output stage amplifiers, in particular bridge output stage amplifiers, comprehensive amplifier elements.
Durch das Korrekturglied wird beispielsweise bewirkt, dass eine Modifikation eines ersten Hauptsignals zu einer entsprechenden, insbesondere abgeschwächten, Modifikation des zweiten Hauptsignals führt, wobei die Modifikation des ersten Hauptsignals mit Hinblick auf den ersten Lautsprecher wirksam ist, wobei die Modifikation des zweiten Hauptsignals mit Hinblick auf den zweiten Lautsprecher unwirksam ist, und wobei die beiden Modifikationen mit Hinblick auf den dritten Lautsprecher unwirksam sind.By the correction term, for example, a modification of a first main signal results in a corresponding, in particular attenuated, modification of the second main signal, wherein the modification of the first main signal is effective with respect to the first loudspeaker, the modification of the second main signal with respect to the second loudspeaker is ineffective, and the two modifications are ineffective with respect to the third loudspeaker.
Besonders bevorzugt ist zur Entkopplung von Modifikationen eines Audiosignals von anderen Audiosignalen vorgesehen, dass das Korrekturglied derart eingerichtet ist, dass die Plus-Pfad-Signale und die Minus-Pfad-Signale des ersten und zweiten Hauptsignals vor einer Addition zu dem Plus-Pfad-Signal oder Minus-Pfad-Signal des Zusatzsignals, insbesondere um 6 dB, abgeschwächt werden.For the purpose of decoupling modifications of an audio signal from other audio signals, it is particularly preferred that the correction element is set up in such a way that the plus-path signals and the minus path signals of the first and second main signals are attenuated prior to addition to the plus path signal or minus path signal of the additional signal, in particular by 6 dB.
Vorteilhafterweise umfasst das Verstärkerglied vier Single-Ended-Endstufenverstärker, die im Ausgang paarweise als Brückenendstufenverstärker betrieben werden, wobei das Plus-Pfad-Signal und das Minus-Pfad-Signal des ersten gemischten Hauptsignals der ersten Brückenendstufe zugeführt werden, und das Plus-Pfad-Signal und das Minus-Pfad-Signal des zweiten gemischten Hauptsignals der zweiten Brückenendstufe zugeführt werden.Advantageously, the amplifier element comprises four single-ended output stage amplifiers, which are operated in pairs as bridge output stage amplifiers, the plus path signal and the minus path signal of the first mixed main signal being supplied to the first bridge output stage, and the plus path Signal and the minus path signal of the second mixed main signal of the second bridge output stage are supplied.
Vorzugsweise ist vorgesehen:
ein erster Lautsprecher, dem das durch den ersten Endstufenverstärker ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den ersten Endstufenverstärker ausgegebene Minus-Pfad-Signal zugeführt wird,
ein zweiter Lautsprecher, dem das durch den zweiten Endstufenverstärker ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den zweiten Endstufenverstärker ausgegebene Minus-Pfad-Signal zugeführt wird, und
ein dritter Lautsprecher, dem das durch den ersten Endstufenverstärker ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den zweiten Endstufenverstärker ausgegebene Plus-Pfad-Signal zugeführt wird.Preferably, it is provided:
a first speaker supplied with the positive path signal output by the first output amplifier and the minus path signal output by the first output amplifier;
a second loudspeaker to which the positive path signal output by the second output stage amplifier and the minus path signal output by the second output stage amplifier are supplied, and
a third speaker to which the positive path signal output by the first output stage amplifier and the plus path signal output by the second output stage amplifier are supplied.
Der erste Lautsprecher ist dabei vorzugsweise ein Teil einer vorderen Lautsprechergruppe eines Fahrzeuges, der zweite Lautsprecher Teil einer hinteren Lautsprechergruppe eines Fahrzeuges und/oder der dritte Lautsprecher Teil einer Basslautsprechergruppe eines Fahrzeuges.The first loudspeaker is preferably a part of a front loudspeaker group of a vehicle, the second loudspeaker part of a rear loudspeaker group of a vehicle and / or the third loudspeaker part of a bass speaker group of a vehicle.
Das erste Hauptsignal ist vorzugsweise dem ersten Lautsprecher zugeordnet oder dafür vorgesehen, das zweite Hauptsignal ist vorzugsweise dem zweiten Lautsprecher zugeordnet oder dafür vorgesehen ist, und das Zusatzsignal ist vorzugsweise dem Basslautsprecher zugeordnet oder dafür vorgesehen.The first main signal is preferably associated with or provided for the first loudspeaker, the second main signal is preferably associated with or provided for the second loudspeaker, and the additional signal is preferably associated with or provided for the bass loudspeaker.
Vorzugsweise ist das erste Hauptsignal, das zweite Hauptsignal und/oder das Zusatzsignal ein von einer Audioquelle ausgegebenes und durch ein Modifikationsglied, wie einen Fader, Balance-Regler oder Equalizer, modifiziertes Audiosignal. Das erste Hauptsignal, das zweite Hauptsignal und/oder das Zusatzsignal können sich beispielsweise hinsichtlich der Frequenz und/oder ihrer Bestimmung hinsichtlich eines anzusteuernden Lautsprechers unterscheiden.Preferably, the first main signal, the second main signal and / or the additional signal is an audio signal output from an audio source and modified by a modifier such as a fader, balance control or equalizer. The first main signal, the second main signal and / or the additional signal may differ, for example, with regard to the frequency and / or their determination with regard to a loudspeaker to be controlled.
Neben den genannten Lautsprechern und Komponenten kann das Audiosignalverarbeitungssystem selbstverständlich weitere Komponenten, wie Verstärker, Lautsprecher, Filter oder Signalverarbeitungseinheiten umfassen, deren Aufbau und Wirkungsweise an sich dem Fachmann bekannt sind.In addition to the aforementioned loudspeakers and components, the audio signal processing system may of course comprise further components, such as amplifiers, loudspeakers, filters or signal processing units, whose structure and mode of operation are known per se to those skilled in the art.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Audiosignalverarbeitungssystemen, wobei insbesondere eines zur bevorzugten Beschallung der linken Kraftfahrzeughälfte und eines zur bevorzugten Beschallung der rechten Kraftfahrzeughälfte vorgesehen ist.In the context of the invention is also a motor vehicle with at least two audio signal processing systems according to the invention, wherein in particular one is provided for the preferred sonication of the left half of the vehicle and a preferred sonication of the right half of the vehicle.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:In the following, the invention is explained in more detail by means of examples with reference to the following figures:
In diesem Beispiel handelt es sich bei den genannten drei Audiosignalen um modifizierte Audiosignale.In this example, the three audio signals mentioned are modified audio signals.
Um die Erfindung zu erläutern, wird folgenden ersten Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, dass die drei Audiosignale derart modifiziert sind, dass ein vollständiges Fading nach vorne bewirkt wird, d. h. es soll nur am Frontlautsprecher ein Signal ausgegeben werden. Entsprechend ist von dem gesamten Eingangssignal auch nur das eingehende erste Hauptsignal ungleich Null und vereinfacht als eine Sinus-Periode dargestellt.In order to explain the invention, the following first embodiment assumes that the three audio signals are modified in such a way as to bring about a complete fading to the front, that is to say in the first embodiment. H. it should only be on the front speakers a signal output. Accordingly, of the entire input signal, only the incoming first main signal is not equal to zero and is shown simplified as a sine period.
Durch ein Korrekturglied
Daraus ergibt sich das dargestellte Korrektursignal.This results in the illustrated correction signal.
Durch ein Mischglied
Die Modifikation, Korrektur und Mischung der Audiosignale kann durch einen entsprechend eingerichteten digitalen Signalprozessor in die Praxis umgesetzt werden.The modification, correction and mixing of the audio signals can be put into practice by a suitably equipped digital signal processor.
Durch ein Verstärkerglied mit zwei Endstufenverstärkern V1, V2, insbesondere Brückenendstufenverstärkern, werden die durch das Mischglied
Das Verstärkerglied umfasst in diesem Beispiel vier Single-Ended-Endstufenverstärker, die im Ausgang paarweise als Brückenendstufenverstärker V1 betrieben werden, wobei das Plus-Pfad-Signal und das Minus-Pfad-Signal des ersten gemischten Hauptsignals der ersten Brückenendstufe zugeführt wird und das Plus-Pfad-Signal und das Minus-Pfad-Signal des zweiten gemischten Hauptsignals der zweiten Brückenendstufe V2 zugeführt wird.In this example, the amplifier element comprises four single-ended output stage amplifiers, which are operated in pairs in the output as bridge output stage amplifier V1, the plus path signal and the minus path signal of the first mixed main signal being fed to the first bridge output stage and the positive Path signal and the minus path signal of the second mixed main signal of the second bridge amplifier V2 is supplied.
Es ergeben sich die dargestellten Ausgangssignale.This results in the illustrated output signals.
Einem Frontlautsprecher VL wird das durch den ersten Endstufenverstärker V1 ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den ersten Endstufenverstärker V1 ausgegebene Minus-Pfad-Signal zugeführt. Einem Hecklautsprecher HL wird das durch den zweiten Endstufenverstärker V2 ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den zweiten Endstufenverstärker V2 ausgegebene Minus-Pfad-Signal zugeführt. Einem Basslautsprecher wird das durch den ersten Endstufenverstärker V1 ausgegebene Plus-Pfad-Signal und das durch den zweiten Endstufenverstärker V2 ausgegebene Plus-Pfad-Signal zugeführt.A front speaker VL is supplied with the positive path signal output by the first output amplifier V1 and the minus path signal output by the first output amplifier V1. A rear loudspeaker HL is supplied with the plus path signal output by the second output stage amplifier V2 and the minus path signal output by the second output stage amplifier V2. A bass speaker is supplied with the plus-path signal output by the first output amplifier V1 and the plus-path signal output by the second output amplifier V2.
Es zeigt sich, dass als Ergebnis nur am Frontlautsprecher VL ein Audiosignal ausgegeben wird, das zudem dem eingehenden ersten Hauptsignal HS1 entspricht. An den beiden anderen Lautsprechern HL, ZBL wird wie gewünscht kein Audiosignal ausgegeben, da ja auch kein entsprechendes eingehendes Audiosignal anliegt.It turns out that as a result only at the front loudspeaker VL an audio signal is output, which also corresponds to the incoming first main signal HS1. At the other two speakers HL, ZBL as desired no audio signal is output, since no corresponding incoming audio signal is present.
Es sind wieder die resultierenden Korrektursignale und Ausgangssignale dargestellt. Es zeigt sich als Ergebnis wieder, dass nur am Hecklautsprecher HL ein Audiosignal ausgegeben wird, das zudem dem eingehenden zweiten Hauptsignal HS2 entspricht. An den beiden anderen Lautsprechern VL, ZBL wird wie gewünscht kein Audiosignal ausgegeben, da ja auch kein entsprechendes eingehendes Audiosignal anliegt.Again, the resulting correction signals and output signals are shown. As a result, it can be seen again that only at the rear loudspeaker HL an audio signal is output, which also corresponds to the incoming second main signal HS2. At the two other speakers VL, ZBL as desired, no audio signal is output, since no corresponding incoming audio signal is present.
Es sind wieder die resultierenden Korrektursignale und Ausgangssignale dargestellt. Es zeigt sich als Ergebnis wieder, dass nur am Frontlautsprecher VL und am Hecklautsprecher HL Audiosignale ausgegeben werden, die zudem dem eingehenden ersten HS1 bzw. zweiten Hauptsignal HS2 entsprechen. Am anderen Lautsprecher ZBL wird wie gewünscht kein Audiosignal ausgegeben, da ja auch kein entsprechendes eingehendes Audiosignal anliegt.Again, the resulting correction signals and output signals are shown. As a result, it again appears that audio signals are output only at the front loudspeaker VL and at the rear loudspeaker HL, which also correspond to the incoming first HS1 or second main signal HS2. On the other speaker ZBL as desired no audio signal is output, since no corresponding incoming audio signal is present.
Durch das Korrekturglied wird insgesamt bewirkt, dass trotz der Wirkung im Mischglied des Zusatzsignals auf das modifizierte erste Hauptsignal und auf das modifizierte zweite Hauptsignal jeweils ein Hauptsignal gekoppelt mit einem Pfad des Zusatzsignal verstärkt werden kann, so dass nach der gemeinsamen Verstärkung die Hauptsignale und das Zusatzsignal wieder einfach separierbar sind und nicht mehr durch ein anderes Signal beeinflusst sind.The correction element has the effect that, despite the effect in the mixing element of the additional signal, a main signal coupled to a path of the additional signal can be amplified on the modified first main signal and on the modified second main signal, so that after the common amplification the main signals and the additional signal again are easily separable and are no longer affected by another signal.
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WO2003094572A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Loudspeaker system |
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