DE102008057437B4 - Apparatus and method for short circuit isolation in speaker ring lines of electroacoustic installations - Google Patents

Apparatus and method for short circuit isolation in speaker ring lines of electroacoustic installations Download PDF

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Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Isolation von Leitungskurzschlüssen in Lautsprecherringleitungen für elektroakustische Anlagen, die eine zentrale elektronische Auswerteinheit mit Tonhilfssignaldetektor (24) und Tonhilfssignalgenerator (23), einen Mischverstärker (21), eine durch einen Mikroprozessor (25) gesteuerte Schalteinrichtung (22), sowie ein jedem Lautsprecher (3) zugeordnetes Kurzschlussisolationsmodul mit Gleichrichtern (11), Konstantstromquellen (12), Schaltelementen (13), Lastwiderständen (14) und Leuchtdioden (15) enthält. In den Kurzschlussisolationsmodulen stellen die tonhilfssignalgesteuerten konstantstromquellengespeisten Schaltelemente im Kurzschlussfalle in der Lautsprecherringleitung eine Isolation für den Leitungskurzschluss, örtlich vor und nach dem Kurzschluss gelegen, über die Lastwiderstände dar.The invention relates to a device for isolating line shorts in loudspeaker ring lines for electroacoustic systems, which has a central electronic evaluation unit with auxiliary audio signal detector (24) and auxiliary audio signal generator (23), a mixing amplifier (21) and a switching device controlled by a microprocessor (25) (22), as well as a short-circuit insulation module associated with each loudspeaker (3) with rectifiers (11), constant current sources (12), switching elements (13), load resistors (14) and light-emitting diodes (15). In the short-circuit isolation modules, the auxiliary sound-signal-controlled, constant current source-supplied switching elements in the event of a short circuit in the loudspeaker ring line provide isolation for the line short circuit, located locally before and after the short circuit, via the load resistors.

Description

Die Erfindung betrifft elektronische Kurzschlussisolationsmodule mit elektronischer Überwachungseinheit für Lautsprecherringleitungen in elektroakustischen Anlagen.The invention relates to electronic short-circuit isolation modules with electronic monitoring unit for speaker ring lines in electroacoustic systems.

Überwachungseinheiten für Lautsprecherleitungen sind aus den Offenlegungsschriften DE 199 01 288 A1 und WO 2008/036992 A2 und GB 2 299 238 A und US 4,100,380 A bekannt.Monitoring units for loudspeaker lines are from the published patent applications DE 199 01 288 A1 and WO 2008/036992 A2 and GB 2 299 238 A and US 4,100,380 A known.

Ebenso sind Module zur Kompensation von störenden Leitungsparametern für Lautsprecherleitungen bekannt.Likewise, modules for the compensation of disturbing cable parameters for loudspeaker lines are known.

Hauptleistungsanforderung von Leitungsüberwachungen für Lautsprecherleitungen ist die ständige Funktionsbereitschaft von elektroakustischen Anlagen, die nur dann sichergestellt werden kann, wenn alle relevanten Systemkomponenten permanent auf ihre Betriebsbereitschaft hin überwacht werden, mögliche auftretende Fehler schnell erkannt, weitergeleitet und wenn möglich selbstheilend automatisch beseitigt werden. Ein wesentlicher Bestandteil von elektroakustischen Anlagen sind die darin enthaltenen Lautsprecher und die notwendigen Lautsprecherverbindungsleitungen.Main power requirement of line monitoring for loudspeaker lines is the constant operational readiness of electroacoustic systems, which can only be ensured if all relevant system components are constantly monitored for their operational readiness, possible errors are quickly detected, forwarded and, if possible, self-healing automatically eliminated. An essential part of electroacoustic systems are the speakers and the necessary speaker connection cables.

Nachteilig ist, dass bei einem Kurzschluss in den Lautsprecherleitungen dieser zwar erkannt wird, die betroffene Leitung jedoch komplett ausfällt.The disadvantage is that in case of a short circuit in the speaker lines this is indeed recognized, but the affected line fails completely.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen Totalausfall zu verhindern indem mögliche Kurzschlüsse automatisch isoliert werden und somit der nicht gestörte Teil der Lautsprecherleitung und die daran betriebenen Lautsprecher fehlerfrei weiter funktionieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 2 gelöst.Object of the present invention is therefore to prevent this total failure by possible short circuits are automatically isolated and thus the undisturbed part of the loudspeaker line and the speakers operated on it continue to work error-free. According to the invention the object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 2.

Die Schaltelemente in den Kurzschlussisolationsmodulen schalten die Lastwiderstände, örtlich vor und nach dem Kurzschluss gelegen, so in die Lautsprecherringleitung, damit der Kurzschluss isoliert ist.The switching elements in the short-circuit isolation modules switch the load resistors, located locally before and after the short circuit, into the speaker ring line so that the short circuit is isolated.

Weitere vorteilhafte Merkmale der elektronischen Kurzschlussisolationsmodule und der elektronischen Überwachungseinheit sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous features of the electronic short-circuit isolation modules and the electronic monitoring unit are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

1 zeigt eine elektronische Auswerteinheit. 1 shows an electronic evaluation unit.

2 zeigt ein Lautsprecherisolationsmodul. 2 shows a speaker isolation module.

An einer elektronischen Auswerteinheit können mehrere Lautsprecherisolationsmodule betrieben werden. Mit der elektronischen Auswerteinheit werden den an den Lautsprechern angebrachten Kurzschlussisolationsmodulen das Tonnutzsignal (4) und das für den Menschen unhörbare Tonhilfssignal, erzeugt und vom Tonhilfssignalgenerator (23), über den Endverstärker (5) zugeführt. Ohne Tonhilfssignal sind die Schaltelemente (13) in den Kurzschlussüberwachungsmodulen ausgeschaltet, so dass alle Lastwiderstände (14) innerhalb der Lautsprecherringleitung in Serie geschaltet sind. Bei eingeschaltetem Tonhilfssignal wird allen Kurzschlussüberwachungsmodulen sämtliche für den Betrieb notwendige elektrische Energie zugeführt. Diese wird erzeugt aus dem Tonhilfssignal und dem Tonnutzsignal (4) und den Kurzschlussisolationsmodulen über die Zweidrahtringleitung (6) zugeführt. Unmittelbar nach dem Einschalten wird in der Auswerteinheit das Tonhilfssignal für kurze Zeit so vergrößert, dass die in den einzelnen Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Schaltelemente (13) während einer Einschaltphase sicher einschalten. Dazu wird über die integrierten Gleichrichter (11), das erhöhte Tonhilfssignal gleichgerichtet und den Konstantstromquellen (12) zugeführt. Sind die Schaltelemente (13) während der Einschaltphase eingeschaltet, sind damit die Lastwiderstände (14) überbrückt. Nach dem Ablauf der Einschaltzeit wird die Größe des Tonhilfssignals wieder auf einen Haltewert so verringert, dass die Schaltelemente (13) in den Kurzschlussisolationsmodulen sicher geschlossen bleiben. Die Lastwiderstände (14) bleiben dauerhaft für den Betrieb überbrückt. Damit ist die Betriebsbereitschaft der Lautsprecherringleitung erreicht. Die Betriebsbereitschaft wird durch eine positive Erkennung des Tonhilfssignals durch die Auswerteinheit mittels des Signaltondetektors (24) am Punkt der Ringrückleitung (7) erkannt. Bei einer negativen Erkennung des Tonhilfssignals am Punkt der Ringrückleitung (7), ermittelt durch die Auswerteinheit, wird ein fehlerhafter Zustand der Lautsprecherringleitung erkannt. In diesem Falle werden bei allen Kurzschlussisolationsmodulen die integrierten Schaltelemente (13) für kurze Zeit geöffnet. Handelte es sich bei der negativen Erkennung am Punkt der Ringrückleitung (7) um einen Leitungskurzschluss in der Lautsprecherringleitung, so schaltet die Schalteinheit (22) unmittelbar wieder ein und versorgt damit alle Kurzschlussisolationsmodule über die Ringrückleitung (7) und die Ringzuleitungsleitung (6) mit Energie. Die aus dem Tonhilfssignal erzeugte Energie versorgt dadurch alle Schalteinheiten (13) in den Kurzschlussisolationsmodulen bis zum Ort des Kurzschlusses in der Art, dass die nicht eingeschalteten Schaltelemente (13) in den Kurzschlussisolationsmodulen, örtlich vor und nach dem Kurzschluss gelegen, die Lastwiderstände (14) automatisch in die Lautsprecherringleitung zuschalten so dass der Leitungskurzschluss über die Lastwiderstände isoliert ist. Jetzt zeigen die Leuchtdioden (15) die genaue Position des defekten Ringleitungsabschnittes durch Aufleuchten an.On an electronic evaluation unit several speaker isolation modules can be operated. With the electronic evaluation unit, the short-circuit isolation modules attached to the loudspeakers 4 ) and the inaudible for human sound auxiliary signal, generated by the sound auxiliary signal generator ( 23 ), via the power amplifier ( 5 ). Without sound auxiliary signal, the switching elements ( 13 ) in the short-circuit monitoring modules, so that all load resistances ( 14 ) are connected in series within the speaker ring line. When the audio auxiliary signal is switched on, all short-circuit monitoring modules are supplied with all the electrical energy required for operation. This is generated from the audio auxiliary signal and the Tonnutzsignal ( 4 ) and the short-circuit isolation modules via the two-wire ring line ( 6 ). Immediately after switching on, the audio auxiliary signal is briefly increased in the evaluation unit in such a way that the switching elements contained in the individual short-circuit insulation modules ( 13 ) switch on safely during a switch-on phase. For this purpose, the integrated rectifier ( 11 ), the boosted audio signal is rectified and the constant current sources ( 12 ). Are the switching elements ( 13 ) are switched on during the switch-on phase, so that the load resistances ( 14 ) bridged. After the expiry of the turn-on time, the size of the audio auxiliary signal is reduced again to a hold value such that the switching elements ( 13 ) remain safely closed in the short-circuit isolation modules. The load resistances ( 14 ) remain permanently bridged for operation. Thus, the operational readiness of the speaker ring line is reached. The operational readiness is determined by a positive recognition of the audio auxiliary signal by the evaluation unit by means of the signal tone detector ( 24 ) at the point of ring return ( 7 ) detected. In the case of a negative detection of the audio auxiliary signal at the point of the ring return ( 7 ), determined by the evaluation unit, a faulty condition of the speaker ring line is detected. In this case, in all short-circuit isolation modules, the integrated circuit elements ( 13 ) open for a short time. Was it the negative detection at the point of ring return ( 7 ) by a short circuit in the speaker ring line, the switching unit ( 22 ) and thus supplies all short-circuit isolation modules via the ring return line ( 7 ) and the ring feed line ( 6 ) with energy. The energy generated from the sound auxiliary signal thereby supplies all switching units ( 13 ) in the short-circuit isolation modules to the location of the short circuit in such a way that the non-switched switching elements ( 13 ) in the short-circuit insulation modules, located locally before and after the short circuit, the load resistances ( 14 ) automatically connect to the speaker ring line so that the line short circuit is isolated via the load resistors. Now the light-emitting diodes ( 15 ) the exact position of the defective ring line section by lighting up.

Claims (9)

Vorrichtung zur Isolation von Leitungskurzschlüssen in Lautsprecherringleitungen für elektroakustische Anlagen, die eine zentrale elektronische Auswerteinheit mit Tonhilfssignaldetektor (24) und Tonhilfssignalgenerator (23), einen Mischverstärker (21), eine durch einen Mikroprozessor (25) gesteuerte Schalteinrichtung (22), sowie ein jedem Lautsprecher (3) zugeordnetes Kurzschlussisolationsmodul mit Gleichrichtern (11), Konstantstromquellen (12), Schaltelementen (13), Lastwiderständen (14) und Leuchtdioden (15) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kurzschlussisolationsmodulen die tonhilfssignalgesteuerten konstantstromquellengespeisten Schaltelemente im Kurzschlussfalle in der Lautsprecherringleitung eine Isolierung für den Leitungskurzschluss, örtlich vor und nach dem Kurzschluss gelegen, über die Lastwiderstände darstellen.Device for insulating short circuits in loudspeaker ring lines for electroacoustic systems, comprising a central electronic evaluation unit with an auxiliary sound signal detector ( 24 ) and audio signal generator ( 23 ), a mixer amplifier ( 21 ), one by a microprocessor ( 25 ) controlled switching device ( 22 ), as well as each speaker ( 3 ) associated short-circuit isolation module with rectifiers ( 11 ), Constant current sources ( 12 ), Switching elements ( 13 ), Load resistances ( 14 ) and light emitting diodes ( 15 ), characterized in that in the short-circuit isolation modules, the sound auxiliary signal-controlled constant current source powered switching elements in the event of short circuit in the speaker ring line insulation for the line short circuit, located locally before and after the short circuit, represent the load resistance. Verfahren zur Isolation von Leitungskurzschlüssen in Lautsprecherringleitungen für elektroakustische Anlagen mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung enthaltene Schaltelemente (13) in den Kurzschlussüberwachungsmodulen bei fehlendem Tonhilfssignal nicht eingeschaltet werden, so dass alle in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltene Lastwiderstände (14) innerhalb der Lautsprecherringleitung in Serie geschaltet werden.Method for insulating line short circuits in loudspeaker ring lines for electroacoustic systems with a device according to claim 1, characterized in that switching elements contained in the device ( 13 ) are not switched on in the short-circuit monitoring modules in the absence of an auxiliary tone signal, so that all the load resistances contained in the short-circuit insulation modules ( 14 ) are connected in series within the speaker ring line. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteinheit ein Tonhilfssignalgenerator (23) enthalten ist, der ein für den Menschen unhörbares Tonhilfssignal erzeugt, das über einen Verstärker (5) verstärkt wird und damit den Kurzschlussisolationsmodulen sämtliche für den Betrieb notwendige elektrische Energie zugeführt wird.A method according to claim 2, characterized in that in the evaluation unit, a sound auxiliary signal generator ( 23 ), which generates a sound auxiliary signal inaudible to human beings, which is transmitted via an amplifier ( 5 ) is amplified and thus the short-circuit isolation modules all necessary for the operation of electrical energy is supplied. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem Einschalten der Vorrichtung in der Auswerteinheit für kurze Zeit das Tonhilfssignal so erhöht wird, dass die in den einzelnen Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Gleichrichter (11) in einer Einschaltphase das erhöhte Tonhilfssignal gleichrichten und den in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Konstantstromquellen (12) so zuführen, dass die in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Schaltelemente (13) sicher einschalten und somit die in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Lastwiderstände (14) überbrückt sind.A method according to claim 2 or 3, characterized in that immediately after switching on the device in the evaluation unit for a short time the audio auxiliary signal is increased so that the rectifier contained in the individual short-circuit isolation modules ( 11 ) in a switch-on phase rectify the increased tone auxiliary signal and the constant current sources contained in the short-circuit isolation modules ( 12 ) such that the switching elements contained in the short-circuit insulation modules ( 13 ) and thus the load resistors contained in the short-circuit insulation modules ( 14 ) are bridged. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich nach dem Ablauf einer Einschaltzeit die Höhe des Tonhilfssignals wieder auf einen Haltewert verringert, so dass die Schaltelemente (13) in den Kurzschlussisolationsmodulen sicher geschlossen bleiben und die in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Lastwiderstände (14) dauerhaft für den Betrieb überbrückt bleiben.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that after the expiry of a turn-on, the height of the audio auxiliary signal is reduced again to a holding value, so that the switching elements ( 13 ) remain safely closed in the short-circuit insulation modules and the load resistances () contained in the short-circuit insulation modules ( 14 ) remain permanently bridged for operation. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das positive Erkennen des Tonhilfssignals durch die Auswerteinheit mittels des enthaltenen Signaltondetektors (24) am Punkt der Ringrückleitung (7) die Betriebsbereitschaft der Lautsprecherringleitung erkannt wird.Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that by the positive recognition of the audio auxiliary signal by the evaluation unit by means of the signal tone detector (FIG. 24 ) at the point of ring return ( 7 ) the operational readiness of the speaker ring line is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem negativen Erkennen des Tonhilfssignals am Punkt der Lautsprecherringrückleitung (7), ausgewertet durch den in der Auswerteinheit enthaltenen Signaltondetektor, ein Kurzschluss in der Lautsprecherringleitung durch die Auswerteinheit erkannt wird.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that in a negative detection of the audio auxiliary signal at the point of the speaker ring return line ( 7 ), evaluated by the signal tone detector contained in the evaluation unit, a short circuit in the speaker ring line is detected by the evaluation unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ringleitungskurzschluss die in den Kurzschlussisolationsmodulen enthaltenen Leuchtdioden (15) die genaue Position des defekten Ringleitungsabschnittes durch aufleuchten visualisieren und somit die defekte Stelle eindeutig zur anschließenden Fehlerbeseitigung markieren.Method according to one of Claims 2 to 7, characterized in that, in the case of a ring line short-circuit, the light-emitting diodes contained in the short-circuit insulation modules ( 15 ) Visualize the exact position of the defective ring line section by lighting up and thus clearly mark the defective location for subsequent error correction. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb der Kurzschlussisolationsmodule mit den daran angeschlossenen Lautsprechern nur zwei Lautsprecherringleitungsadern erforderlich sind.Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that only two speaker ring line wires are required for the operation of the short-circuit isolation modules with the speakers connected thereto.
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