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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung zur Verstärkung von einem Audioeingangssignal in ein Audioausgangssignal mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Audioverstärker dienen allgemein dazu, ein Eingangssignal linear zu verstärken und als Ausgangssignal mit höherer Amplitude als das Eingangssignal zum Beispiel für einen Lautsprecher auszugeben. Jeder Audioverstärker hat Begrenzungen mit Blick auf die maximal mögliche Ausgangsspannung oder den maximal möglichen Ausgangsstrom des Ausgangssignals. Wenn der Audioverstärker durch Übersteuerung an diese Grenzen gebracht wird, werden üblicherweise Limiter verwendet, um Verzerrungen am Ausgangssignal auf ein tolerables Maß zu reduzieren. Bei einer Übersteuerung eines Audioverstärkers, welcher zu einer Überschreitung der maximal möglichen Ausgangspannung führt, werden Spannungs-Limiter eingesetzt, um ein sogenanntes Clipping im Ausgangssignal zu vermeiden.
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Die Druckschrift
EP 230 1148 B1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Audioverstärker zur Verstärkung eines Eingangssignals, welcher eine Begrenzereinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, auf Basis des Eingangssignals ein Zwischensignal zu erzeugen und wobei der Pegel des Zwischensignals in Abhängigkeit eines stellbaren Maximalpegels stets derart begrenzt ist, dass das Ausgangssignal unabhängig vom Eingangssignal den Maximalpegel nicht überschreitet.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Verstärkeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Die erfindungsgemäße Verstärkeranordnung ist zur Verstärkung eines Audioeingangssignals in ein Audioausgangssignal ausgebildet. Insbesondere weist das Audioausgangssignal einen höheren Pegel und/oder eine höhere Spannungsamplitude als das Audioeingangssignal auf. Die Verstärkeranordnung kann beispielsweise in Musikanlagen oder – bevorzugt – in Beschallungsanlagen, insbesondere bei Public-Adress-Systemen zur Beschallung von großräumigen Bereichen eingesetzt werden und ist dafür ausgebildet. Das Audioausgangssignal ist vorzugsweise als das Signal definiert, welches an elektromechanische Schallwandler und/oder Lautsprecher ausgegeben wird. Das Audioeingangssignal basiert auf einem analogen Signal oder ist als das analoge Signal ausgebildet, welches beispielsweise von einem Mikrofon oder einer anderen Audioquelle stammt.
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Die Verstärkeranordnung umfasst eine Konditioniervorrichtung, welche zur Wandlung des Audioeingangssignals in ein konditioniertes Zwischensignal ausgebildet ist. Die Konditioniervorrichtung weist eine Audioeingangsschnittstelle auf, welche zur Übernahme des Audioeingangssignals ausgebildet ist. Ferner umfasst die Konditioniervorrichtung eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung. Die digitale Datenverarbeitungseinrichtung ist beispielsweise als ein Mikroprozessor oder – bevorzugt – als ein DSP (Digital Signal Processor) ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Audioeingangsschnittstelle als eine digitale Schnittstelle ausgebildet, welche das Audioeingangssignal in digitaler Darstellung übernimmt. Die Konditioniervorrichtung wandelt das Audioeingangssignal in das konditionierte Zwischensignal um, wobei die Wandlung eine digitale Signalverarbeitung umfasst oder umfassen kann. Die Konditioniervorrichtung kann in einigen Betriebszuständen so ausgebildet sein, dass das Zwischensignal dem Audioeingangssignal entspricht. Es ist jedoch bevorzugt, dass das konditionierte Zwischensignal gegenüber dem Audioeingangssignal durch die digitale Signalverarbeitung verändert ist.
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Die Verstärkeranordnung umfasst ferner eine Verstärkervorrichtung zur Verstärkung des Zwischensignals in das Audioausgangssignal. Die Verstärkervorrichtung kann auch als eine Endstufe oder als eine Leistungsstufe bezeichnet werden. Optional kann die Konditioniervorrichtung als eine Vorverstärkerstufe benannt werden. Die Verstärkervorrichtung setzt besonders bevorzugt eine lineare Verstärkung des Zwischensignals in das Audioausgangssignal um. Die Verstärkervorrichtung ist als eine analoge Verstärkervorrichtung ausgebildet, welche mindestens eine Betriebsspannung aufweist. In Abhängigkeit der Bauform der Verstärkervorrichtung kann diese auch zwei oder mehr Betriebsspannungen aufweisen. Die Betriebsspannung oder die Betriebsspannungen begrenzen die maximale Amplitude des Audioausgangssignals, wobei beim Erreichen oder Überschreiten der Betriebsspannungsgrenze beziehungsweise -grenzen das Audioausgangssignal abgeschnitten, insbesondere durch sogenanntes Clipping verzerrt wird. Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Verstärkeranordnung mit einer Ausgangsleistung von größer 50 Watt, vorzugsweise größer als 100 Watt ausgebildet, wobei die Ausgangsleistung als die maximal bei Anschluss der Nennimpedanz lieferbare Dauerleistung bei Speisung mit einem rosa Rauschen nach DIN 45324 ist.
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Die Verstärkeranordnung weist ein Begrenzungsmodul – auch Limiter-Modul zu nennen – auf, welches zur Begrenzung des Audioausgangssignals durch Änderung eines Verstärkungskennwerts ausgebildet ist. Durch das Begrenzungsmodul wird insbesondere erreicht, dass das Audioausgangssignal an die verfügbare mindestens eine Betriebsspannung angepasst ist und das zuvor beschriebene Clipping vermieden oder zumindest vermindert wird. Insbesondere wird das Ausgangssignal innerhalb von durch die mindestens eine Betriebsspannung bedingte Betriebsspannungsgrenzen gehalten.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Konditioniervorrichtung eine Betriebsspannungsschnittstelle zur Übernahme eines Betriebsspannungskennwerts aufweist. Der Betriebsspannungskennwert entspricht der mindestens einen Betriebsspannung oder ist ein dazu äquivalenter, insbesondere in die mindestens eine Betriebsspannung umrechenbarer Wert. Bei mehreren Betriebsspannungen kann der Betriebsspannungskennwert auch mehrere Werte umfassen und/oder mehrdimensional ausgebildet sein.
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Das Begrenzungsmodul ist als ein Programmmodul in der digitalen Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet. Dabei ist dieses vorzugsweise so realisiert, dass es aus dem Betriebsspannungskennwert die mindestens eine Betriebsspannung und aus dem Audioeingangssignal das Audioausgangssignal, insbesondere die Amplitude oder den Pegel des Audioausgangssignal abschätzen kann. Der Verstärkungskennwert wird durch das Begrenzungsmodul so angepasst, dass das abgeschätzte Audioausgangssignal mit der abgeschätzten Betriebsspannung ausgebbar ist. Insbesondere wird durch die abgeschätzte Betriebsspannung eine oder mehrere Betriebsspannungsgrenzen für das Audioausgangssignal festgelegt, wobei der Verstärkungskennwert so gewählt ist, dass das abgeschätzte oder tatsächliche Audioausgangssignal die Betriebsspannungsgrenze nicht oder nur kurzzeitig überschreitet.
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Der Verstärkungskennwert wird auf das Audioeingangssignal in dem Signalpfad vor der Ausgabe des Zwischensignals auf das Audioeingangssignal angewendet, sodass das Zwischensignal durch den Verstärkungskennwert geändert, insbesondere konditioniert ist.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass digitale Datenverarbeitungseinrichtungen in vielen Verstärkeranordnungen bereits vorhanden sind, um das Audioeingangssignal zu konditionieren. Durch die Erfindung wird ergänzend vorgeschlagen, innerhalb der digitalen Datenverarbeitungseinrichtung das Begrenzungsmodul umzusetzen, sodass für das Begrenzungsmodul kein wesentlicher zusätzlicher Hardwareaufwand notwendig ist.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass das Verhalten des Begrenzungsmoduls in der digitalen Datenverarbeitungseinrichtung programmierbar, insbesondere frei programmierbar und nicht schaltungstechnisch festgelegt ist. So ist es möglich, dass in dem Begrenzungsmodul lineare und nicht-lineare Kennlinien, look-up Tabellen, Funktionen, Prädiktoren, Beobachter etc. zur Bestimmung des Verstärkungskennwerts verwendet werden können.
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Der Hardwareaufwand wird auch dadurch reduziert, dass nicht das tatsächliche Audioausgangssignal hinter der Verstärkervorrichtung gemessen wird, sondern über den Betriebsspannungskennwert nur die mindestens eine Betriebsspannung abgeschätzt wird und auf Basis der abgeschätzten Betriebsspannung und des abgeschätzten Audioausgangssignals der Verstärkungskennwert angepasst wird. Die mindestens eine Betriebsspannung ändert sich üblicherweise nur sehr langsam im Vergleich zu Änderungen in dem Audioeingangssignal oder in dem Audioausgangssignal, sodass die Abschätzung der Betriebsspannung sehr einfach und robust ist.
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Dadurch, dass ein Betriebsspannungskennwert von dem Momentanwert der Betriebsspannung der Konditioniervorrichtung, insbesondere dem Begrenzungsmodul, zugeführt wird, wird erreicht, dass die Verstärkervorrichtung auch mit Netzteilen betrieben werden kann, welche keine Spannungsstabilisierung oder in Abhängigkeit einer Betriebsart wechselnde oder schwankende Betriebsspannungen aufweisen. Es wird dadurch erreicht, dass die Verstärkeranordnung, insbesondere das Audioausgangssignal auch dann nicht unkontrolliert oder unbeabsichtigt in einen Clipping-Bereich geführt wird, wenn die Betriebsspannung schwankt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Verstärkungskennwert derart angepasst, dass der Spitze-Spitze-Wert (peak-to-peak-ampltude) des abgeschätzte Audioausgangssignal kleiner oder gleich zu der Amplitude der abgeschätzten Betriebsspannung oder der Gesamtamplitude der abgeschätzten Betriebsspannungen als Betriebsspannungsgrenze oder -grenzen ist. Dadurch wird erreicht, dass das Audioausgangssignal die durch die Betriebsspannung oder Betriebsspannungen bedingten Betriebsspannungsgrenzen nicht oder nicht dauerhaft überschreiten kann, sodass das zuvor beschriebene Clipping vermieden ist.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Anpassung des Verstärkungskennwerts bei einer Überschreitung einer Betriebsspannungsgrenze, die durch die abgeschätzte Betriebsspannung bzw. abgeschätzten Betriebsspannungen gegeben sind, durch das abgeschätzte Audioausgangssignal mit Hilfe einer Nachführung des Verstärkungskennwerts mit einer Verzögerungszeit. Diese Verzögerungszeit entspricht insbesondere einer Attack-Zeit, welche das Zeitintervall beschreibt, nach dem das Audioausgangssignal nach Überschreiten der Betriebsspannungsgrenze auf die Betriebsspannungsgrenzen herunter gesteuert ist. Die Verzögerungszeit wird vorzugsweise größer als 1 Millisekunde und kleiner als 10 Millisekunden gewählt, sodass das tatsächliche Audioausgangssignal für die Verzögerungszeit in dem Clipping-Bereich geführt ist, insbesondere abgeschnitten ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die wahrgenommene Übersteuerung der Verstärkervorrichtung psychoakustisch meist nicht als störend empfunden wird, aber eine erwünschte Empfindung einer erhöhten Lautheit entsteht.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Begrenzungsmodul ein Verstärkermodell zur Abschätzung des Audioausgangssignals auf. Im einfachsten Fall kann das Verstärkermodul als ein linearer Verstärkungsfaktor ausgebildet sein, wobei das Eingangsaudiosignal und/oder Zwischensignal multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor das Audioausgangssignal bildet. Es ist jedoch auch möglich, dass das Verstärkungsmodell komplexer, insbesondere nicht-linear ausgebildet ist, um die genaue Verstärkungscharakteristik der Verstärkungsvorrichtung abbilden zu können und dadurch die Prädiktionsqualität des abgeschätzten Audiosignals verbessern zu können.
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Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, dass das Begrenzungsmodul ein Betriebsspannungsmodell zur Abschätzung der mindestens einen Betriebsspannung aufweist. Prinzipiell ist es möglich, dass die mindestens eine Betriebsspannung an der Verstärkervorrichtung abgegriffen, gemessen und der Wert als Betriebsspannungskennwert der Konditioniervorrichtung, insbesondere dem Begrenzungsmodul, zugeführt wird. Aus praktischen Gründen ist es jedoch bevorzugt, dass die mindestens eine Betriebsspannung zum Beispiel über einen Spannungsteiler oder in anderer Weise aufgenommen wird, sodass der Betriebsspannungskennwert einen äquivalenten Kennwert zu der Betriebsspannung bildet, der über das Betriebsspannungsmodell in die mindestens eine Betriebsspannung umgerechnet werden kann.
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Besonders bevorzugt ist der Betriebsspannungskennwert als ein Momentanwert oder ein mit einem Proportionalitätsfaktor skalierter Momentanwert der an der Verstärkervorrichtung anliegenden mindestens einen Betriebsspannung ausgebildet.
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Bei einer bevorzugten schaltungstechnischen Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstärkeranordnung, insbesondere die Konditioniervorrichtung, einen Audioanalogdigitalwandler zur Wandlung des Audiosignals von einer analogen Darstellung in eine digitale Darstellung auf. Es ist somit möglich, dass der Audioanalogdigitalwandler der Konditioniervorrichtung vorgeschalten ist und der Audioeingangsschnittstelle eine digitale Form des Audioeingangssignals zuführt. Alternativ hierzu bildet der Audioanalogdigitalwandler einen integralen Bestandteil der Konditioniervorrichtung, wobei der Audioeingangsschnittstelle das Audioeingangssignal in analoger Darstellung zugeführt wird und innerhalb der Konditioniervorrichtung in eine digitale Darstellung gewandelt wird.
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Alternativ oder ergänzend umfasst die Verstärkeranordnung, insbesondere die Konditioniervorrichtung, einen Betriebsspannungsanalogdigitalwandler für den Betriebsspannungskennwert. Der Betriebsspannungsanalogdigitalwandler kann der Konditioniervorrichtung vorgeschaltet sein, sodass der Betriebsspannungskennwert in digitaler Darstellung an die Betriebsspannungsschnittstelle übergeben wird. Alternativ hierzu bildet der Betriebsspannungsanalogdigitalwandler einen integralen Bestandteil der Konditioniervorrichtung, wobei die Wandlung von der analogen zu der digitalen Darstellung des Betriebsspannungskennwerts innerhalb der Konditioniervorrichtung erfolgt.
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Nachdem sich die Betriebsspannung üblicherweise nur sehr langsam und in engen Grenzen ändert, ist es bevorzugt, dass die Sampling-Rate und/oder die Auflösung des Audioanalogdigitalwandlers höher als die des Betriebsspannungsanalogdigitalwandlers ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird der Hardwareaufwand weiter verringert.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Konditioniervorrichtung ausgebildet, zum Beispiel frequenzabhängige Pegeländerungen, Dynamikänderungen, Frequenzaufteilung, Verzögerung, etc. an dem Audioeingangssignal vorzunehmen. Besonders bevorzugt erfolgt die Anwendung des Verstärkungskennwerts, welche beispielsweise als eine einfache Multiplikation mit einem Verstärkungsfaktor umgesetzt sein kann, am Signalwegende, insbesondere ist die Anwendung des Verstärkungskennwerts die letzte Operation vor der Ausgabe des Zwischensignals, um eine nachfolgende Änderung des Pegels und/oder Amplitude durch andere Konditioniermaßnahmen zu vermeiden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Blockdiagramm einer Verstärkeranordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2a, b, c schematisiert ein Audioeingangssignal sowie zwei Audioausgangssignale mit beziehungsweise ohne Clipping.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine Verstärkeranordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Verstärkeranordnung 1 dient dazu, ein Audioeingangssignal AES zu verstärken und als ein Audioausgangssignal AAS einem elektromechanischen Schallwandler, wie zum Beispiel einem Lautsprecher 2, zuzuführen. Optional bildet der Lautsprecher 2 einen Teil der Verstärkeranordnung 1. Die Verstärkeranordnung 1 wird beispielsweise zur Verstärkung von Musik oder Sprache eingesetzt. Beispielsweise wird mit einer Verstärkeranordnung 1 eine Gaststätte, eine Diskothek oder aber ein Konferenzsaal beschallt. Die Ausgangsleistung des Audioausgangssignals AAS, welches an dem Lautsprecher 2 anliegt, ist größer als 10 Watt oder größer als 50 Watt, wobei die Ausgangsleistung als die maximal bei Anschluss der Nennimpedanz lieferbare Dauerleistung bei Speisung mit einem rosa Rauschen nach DIN 45324 ist.
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Das Audioeingangssignal AES stammt beispielsweise von einem Mikrofon oder einer anderen Audioquelle, wie zum Beispiel einer Audiospeichereinrichtung (Tonbandgerät, MP3-Player, etc.).
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Funktional kann die Verstärkeranordnung 1 in einen Vorverstärkerabschnitt 3 und in einen Leistungsverstärkerabschnitt 4 – auch Endstufe genannt – unterteilt werden. Ausgehend von dem Audioeingangssignal AES wird dieses in dem Vorverstärkerabschnitt 3 in ein konditioniertes Zwischensignal ZS gewandelt und nachfolgend das Zwischensignal ZS in dem Leistungsverstärkerabschnitt 4 in das Audioausgangssignal AAS verstärkt.
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In dem Vorverstärkerabschnitt 3 ist eine Konditioniervorrichtung 5 angeordnet, welche zur Wandlung des Audioeingangssignals AES in das konditionierte Zwischensignal ZS ausgebildet ist. Die Konditioniervorrichtung 5 umfasst eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung 6 oder ist als diese ausgebildet, wobei die digitale Datenverarbeitungseinrichtung 6 zum Beispiel als ein DSP (Digital Signal Processor) realisiert ist.
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Das Audioeingangssignal AES wird ausgehend von einer analogen Darstellung über einen Audioanalogdigitalwandler 7 in eine digitale Darstellung überführt, sodass ein digitales Audioeingangssignal vorliegt. Der Audioanalogdigitalwandler 7 kann in Abhängigkeit der schaltungstechnischen Ausführung einen integralen Teil der Konditioniervorrichtung 5 bilden oder als separate Komponente – wie dies in der 1 angedeutet ist – der Konditioniervorrichtung 5 vorgeschaltet sein.
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Das Zwischensignal ZS kann wahlweise in einer digitalen Darstellung ausgegeben werden und von dem Leistungsverstärkungsabschnitt 4 durch einen Audiodigitalanalogwandler 8 gewandelt und verstärkt werden, alternativ hierzu umfasst der Vorverstärkerabschnitt 3 den Audiodigitalanalogwandler 8, welcher das Zwischensignal ZS von einer digitalen Darstellung in eine analoge Darstellung wandelt, sodass ein analoges Zwischensignal ZS vorliegt. Der Audiodigitalanalogwandler 8 kann auch als separate Komponente zu der Konditioniervorrichtung 5 ausgebildet sein oder einen integralen Teil davon bilden.
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Das Zwischensignal ZS wird einer Verstärkervorrichtung 9 zugeführt, welche das Zwischensignal ZS in das Audioausgangssignal AAS verstärkt. Die Verstärkervorrichtung 9 wird mit mindestens einer internen Betriebsspannung BS versorgt, wobei die Amplitude des Audioausgangssignals AAS kleiner oder gleich zu der Amplitude der Betriebsspannung ausgebildet ist. Die Betriebsspannung bildet damit Betriebsspannungsgrenzen für das Audioausgangssignal. Es ist auch möglich, dass die Verstärkervorrichtung 1 zwei oder mehr interne Betriebsspannungen aufweist, welche gemeinsam Betriebsspannungsgrenzen für das Audioausgangssignal AAS aufspannen.
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Der Zusammenhang zwischen der Betriebsspannung BS bzw. der Betriebsspannungsgrenzen BSG und dem Ausgangsaudiosignal AAS ist in den 2a–2c visualisiert.
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Die 2a zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein Beispiel für ein Audioeingangssignal AES, wobei die Amplitude des Audioeingangssignals AES über die Zeit t aufgetragen ist.
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In der 2b ist das verstärkte Audioausgangssignal AAS in gleicher Weise über die Zeit t dargestellt. Im zeitlichen Mittelbereich des Audioausgangssignals AAS ist zu erkennen, dass die Gesamtamplitude (Spitze-Spitze-Wert/Peak-to-Peak) die Betriebsspannung BS bzw. Betriebsspannungsgrenze BSG überschreitet, sodass die Signalspitzen abgeschnitten sind. Dieses Abschneiden von Signalspitzen wird auch als Clipping bezeichnet. Letztlich ist die Verstärkervorrichtung 9 in der Lage, das Audioeingangssignal AES linear bis zu der Grenze der Betriebsspannung BS und/oder zu den Betriebsspannungsgrenzen zu verstärken. In Abhängigkeit der Bauform der Verstärkervorrichtung 9 können auch zwei oder mehr Betriebsspannungen BS vorgesehen sein, wobei die Betriebsspannungen BS gemeinsam die Betriebsspannungsgrenzen BSG bilden.
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In der 2c ist das Audioausgangssignal AAS derart begrenzt, dass die Maximalamplitude oder Gesamtamplitude des Audioausgangssignals AAS kleiner als die Betriebsspannung BS bzw. die Betriebsspannungsgrenzen BSG ist. Ein Clipping des Audioausgangssignals ist dadurch vermieden.
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Zur Umsetzung der Begrenzung des Audioausgangssignals AAS weist die Verstärkeranordnung 1 wie in der 1 gezeigt in der Konditioniervorrichtung 5 ein Begrenzungsmodul 10 auf, welches einen Verstärkungsblock 11 umfasst, wobei der Verstärkungsblock 11 in dem Signalweg zwischen Audioeingangssignal AES und Zwischensignal ZS das Audioeingangssignal AES über einen Verstärkerkennwert VK derart verstärkt oder dämpft, sodass das Audioausgangssignal AAS innerhalb der Betriebsspannungsgrenzen BSG und/oder der Amplitude der Betriebsspannung BS bleibt. Das Begrenzungsmodul 10 ist innerhalb der Konditioniervorrichtung 5, nämlich innerhalb der digitalen Datenverarbeitungseinrichtung 6, als ein Softwaremodul ausgebildet. Die Ausbildung als Softwaremodul hat den Vorteil, dass das Begrenzungsmodul frei programmierbar ist und zudem moderne Technologien der digitalen Signalverarbeitung zur Bestimmung des Verstärkungskennwerts VK eingesetzt werden können.
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Als Eingangsgrößen in das Begrenzungsmodul 10 wird zum einen das Audioeingangssignal AES wahlweise vor dem Verstärkungsblock 11 oder hinter dem Verstärkungsblock 11 abgegriffen bzw. digital verzweigt. Ferner wird über einen Betriebsspannungsanalogdigitalwandler 12 ein Betriebsspannungskennwert BK zugeführt, wobei der Betriebsspannungskennwert BK in dem Ausführungsbeispiel in 1 durch Abgriff der Betriebsspannung BS, ggf. Pegelanpassung in einem Modul 14 und Wandlung in dem Betriebsspannungsanalogdigitalwandler 12 in eine digitale Darstellung ermittelt ist.
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Im Betrieb kann in einer Berechnungseinrichtung 13 des Begrenzungsmoduls 10 mit Hilfe eines Verstärkermodells, welches die Charakteristik der Verstärkervorrichtung 9 beschreibt, das Audioausgangssignal AAS über das Audioeingangssignal AES oder das Zwischensignal ZS abgeschätzt, insbesondere berechnet werden. Ferner kann in der Berechnungseinrichtung 13 über den Betriebsspannungskennwert BK und über ein Betriebsspannungsmodell die Betriebsspannung BS abgeschätzt, insbesondere berechnet werden.
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Damit kann die Berechnungseinrichtung 13 vergleichen, ob die Amplitude des abgeschätzten Audioausgangssignals AAS größer als die abgeschätzte Betriebsspannung BS bzw. die durch die abgeschätzte Betriebsspannung BS definierten Betriebsspannungsgrenzen BSG ist und gegebenenfalls den Verstärkungskennwert VK, welcher im einfachsten Fall als ein Verstärkungsfaktor ausgebildet ist, anzupassen und an den Verstärkungsblock 11 übergeben, sodass die Verstärkung des Audioeingangssignals AES so gewählt ist, dass das abgeschätzte Audioausgangssignal AAS kleiner als die abgeschätzte Betriebsspannung BS bzw. Betriebsspannungsgrenzen BSG ist. Durch die Verstärkeranordnung 1 wird somit das Begrenzungsmodul 10 durch ein Softwaremodul umgesetzt, sodass dieses ohne zusätzlichen Hardwareaufwand realisiert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 45324 [0007]
- DIN 45324 [0028]
