DE102016210614A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug, Audiosystem und Fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug, Audiosystem und Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug sowie ein entsprechendes Audiosystem und ein damit ausgestattetes Fahrzeug. Die Vorrichtung weist auf: einen Digital-Analog-Wandler, welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal in ein analoges Audiosignal umzuwandeln, einen Audioverstärker mit wenigstens einer Elektronenröhre, welcher dazu eingerichtet ist, das analoge Audiosignal entsprechend einer Verstärkungskennlinie zu verstärken, einen Analog-Digital-Wandler, welcher dazu eingerichtet ist, das von dem Audioverstärker verstärkte analoge Audiosignal in ein verstärktes digitales Audiosignal umzuwandeln, und einen Signalprozessor, welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal und/oder das verstärkte digitale Audiosignal digital zu verarbeiten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug, ein entsprechendes Audiosystem sowie ein Fahrzeug.
  • Durch den technologischen Fortschritt hat die Qualität und Vielseitigkeit von Audiosystemen in Fahrzeugen stark zugenommen. Die Mehrzahl der hierbei eingesetzten Audiosignalquellen, beispielsweise CD-Spieler oder MP3-Quellen einschließlich Musikstreaming-Diensten, liefern digitale Audiosignale, die von hochentwickelten Wandler- und Signalprozessoren verarbeitet und dabei zu verschiedenen Zwecken modifiziert werden können.
  • Trotz der ausgefeilten Signalprozessortechnik ist es nach wie vor wünschenswert, weitere Möglichkeiten der Audiosignalverarbeitung bereitzustellen, durch welche der von den Fahrzeuginsassen wahrgenommene Klang als positiv empfunden wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug sowie ein Audiosystem und ein Fahrzeug anzugeben, welche bzw. welches eine weitere Möglichkeit der Signalverarbeitung von digitalen Audiosignalen in einem Fahrzeug darstellt und insbesondere die Erzeugung eines als positiv empfundenen Klangs ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen sowie ein entsprechendes Audiosystem und Fahrzeug.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug weist auf: Einen Digital-Analog-Wandler, welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal in ein analoges Audiosignal umzuwandeln, einen Audioverstärker mit wenigstens einer Elektronenröhre, welcher dazu eingerichtet ist, das analoge Audiosignal entsprechend einer Verstärkungskennlinie zu verstärken, einen Analog-Digital-Wandler, welcher dazu eingerichtet ist, das von dem Audioverstärker verstärkte analoge Audiosignal in ein verstärktes digitales Audiosignal umzuwandeln, und einen Signalprozessor, welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal und/oder das verstärkte digitale Audiosignal digital zu verarbeiten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug weist folgende Schritte auf: Umwandeln des digitalen Audiosignals in ein analoges Audiosignal; Verstärken des analogen Audiosignals entsprechend einer Verstärkungskennlinie eines Audioverstärkers mit wenigstens einer Elektronenröhre; Umwandeln des verstärkten analogen Audiosignals in ein verstärktes digitales Audiosignal; und digitales Verarbeiten des digitalen Audiosignals und/oder des verstärkten digitalen Audiosignals.
  • Das erfindungsgemäße Audiosystem in einem Fahrzeug weist mindestens eine Signalquelle, welche dazu eingerichtet ist, ein digitales Audiosignal zu liefern, und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals auf. Überdies ist eine Wiedergabevorrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, das verarbeitete digitale Audiosignal in Schallwellen umzuwandeln.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist ein erfindungsgemäßes Audiosystem auf.
  • Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, im Signalpfad des digitalen Audiosignals zwischen digitaler Audioquelle und digitaler Signalverarbeitung eine analoge Signalverstärkung mittels einer Elektronenröhre vorzusehen. Dazu wird das von der Audioquelle gelieferte digitale Audiosignal zunächst in einem ein Digital-Analog-Wandler in ein analoges Audiosignal umgewandelt und dann in der Elektronenröhre analog verstärkt. Das verstärkte analoge Audiosignal, welchem aufgrund der Verstärkung in der Elektronenröhre entsprechend einer Verstärkungskennlinie der Elektronenröhre einschließlich röhrenspezifischer Nichtlinearitäten eine bestimmte klangliche Charakteristik aufgeprägt ist, wird anschließend in einem Analog-Digital-Wandler wieder in ein – nunmehr verstärktes – digitales Audiosignal umgewandelt und einem Signalprozessor zur digitalen Weiterverarbeitung zugeführt, bevor es schließlich wieder in ein Analogsignal umgewandelt und nach einer Verstärkung in einem Endverstärker über einen Lautsprecher ausgegeben wird.
  • Durch die analoge Verstärkung des digitalen Audiosignals mittels Elektronenröhre findet eine Dynamikkompression statt, wodurch sich die wahrgenommene Lautheit des ausgegebenen Audiosignals erhöht, so dass Musik mit relativ hohem Dynamikumfang, wie z.B. klassische Musik, auch bei geringer Lautstärke angenehm zu hören ist, ohne dass leise Stellen unter der Hörschwelle liegen und laute Stellen als zu laut wahrgenommen werden. Ferner wird der Klang des Audiosignals beeinflusst, so dass dieser allgemein als positiv und/oder „wärmer“ empfunden wird. Letzteres wird häufig mit dem Klangeindruck bei sog. High End-Audiosystemen in Verbindung gebracht.
  • Insgesamt eröffnet die Erfindung eine weitere Möglichkeit der Signalverarbeitung von digitalen Audiosignalen in einem Fahrzeug, durch welche insbesondere die Erzeugung eines als positiv empfundenen Klangs ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise sind verschiedene Signalquellen, wie z.B. ein CD-Spieler, Radiogerät, externes Audiogerät und/oder andere Signalquellen, welche digitale Audiosignale liefern, vor dem Digital-Analog-Wandler angeordnet. Die Audiosignale der Signalquellen werden vorzugsweise über einen, insbesondere gemeinsamen, Signaleingang der Vorrichtung zugeführt. Dadurch ergibt sich ein einfacher, linearer Schaltungsaufbau, durch den sämtliche digitalen Audiosignale in erfindungsgemäßer Weise verarbeitet werden können.
  • Die wenigstens eine Elektronenröhre des analogen Audioverstärker ist bevorzugt als miniaturisierte Elektronenröhre ausgebildet, die im Betrieb eine hohe Zuverlässigkeit und Effizienz aufweist. Insbesondere wird durch die Miniaturisierung die zum Betrieb der Elektronenröhre benötigte elektrische Leistung signifikant reduziert, bevorzugt auf weniger als 2 % der von herkömmlichen Elektronenröhren benötigten Leistung. Dadurch kann eine miniaturisierte Elektronenröhre besonders leicht bzw. zuverlässig von einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, mit elektrischer Leistung versorgt werden. Darüber hinaus nimmt die miniaturisierte Elektronenröhre bevorzugt weniger als 30 % des Volumens, d.h. des Raumes, einer konventionellen Elektronenröhre ein, so dass die miniaturisierte Elektronenröhre besonders leicht, insbesondere in einem Fahrzeug, verbaut werden kann. Darüber hinaus ist die thermische Leistungsabgabe der miniaturisierten Elektronenröhre besonders klein. Aus diesen Gründen kann die miniaturisierte Elektronenröhre leicht und direkt, d.h. ohne Sockel, auf einer dicht bestückten Platine verbaut werden. Die Verwendung einer miniaturisierten Elektronenröhre bietet daher eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, den Klang von Audiosignalen in einem Fahrzeug positiv zu beeinflussen bzw. zu formen, ohne die Nachteile einer klassischen Elektronenröhre in Kauf nehmen zu müssen.
  • Die wenigstens eine Elektronenröhre des analogen Audioverstärkers wird bevorzugt als Triodenröhre betrieben, so dass der hierdurch erzeugte bzw. beeinflusste Klang aufgrund von Oberschwingungen, d.h. höheren Harmonischen der Grundschwingung, als besonders satt bzw. kräftig und damit positiv empfunden wird.
  • In einer bevorzugen Ausführung weist die Vorrichtung ferner auf: Einen Signalabgriff, der dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal vor dem Digital-Analog-Wandler abzugreifen, eine Verzögerungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, das abgegriffene digitale Audiosignal um eine vorgegebene Zeitspanne zu verzögern, wobei die vorgegebene Zeitspanne im Wesentlichen der Summe aus einer ersten Zeitspanne für die Wandlung des digitalen Audiosignals in das analoge Audiosignal durch den Digital-Analog-Wandler und einer zweiten Zeitspanne für die Wandlung des verstärkten analogen Audiosignals in das verstärkte digitale Audiosignal durch den Analog-Digital-Wandler entspricht, und eine Mischereinheit, die dazu eingerichtet ist, das verzögerte digitale Audiosignal mit dem verstärkten digitalen Audiosignal zusammenzuführen, insbesondere zu summieren. Dadurch ist es auf zuverlässige Weise möglich, eine Mischung aus dem originalen digitalen Audiosignal und dem gemäß der Verstärkungskennlinie der Elektronenröhre verstärkten digitalen Audiosignal zu erzeugen, die dann im Signalprozessor zuverlässig digital verarbeitet werden kann. Ferner kann hierdurch ein für ein positives Klangempfinden gewünschtes Mischungsverhältnis aus dem ursprünglichen digitalen Audiosignal und dem verstärkten digitalen Audiosignal gezielt eingestellt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Mischereinheit dazu eingerichtet, das verzögerte digitale Audiosignal mit dem verstärkten digitalen Audiosignal zusammenzuführen, insbesondere zu summieren, so dass das zusammengeführte digitale Audiosignal so hoch ist wie das digitale Audiosignal vor dem Signalabgriff. Dadurch wird sichergestellt, dass die Höhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals stets der Höhe des ursprünglichen digitalen Audiosignals entspricht, so dass das zusammengeführte digitale Audiosignal, unabhängig vom Ausmaß der Verstärkung in der Elektronenröhre, stets innerhalb des Dynamikumfangs des digitalen Signalprozessors liegt und von diesem zuverlässig verarbeitet werden kann. Ferner wird vermieden, dass das zusammengeführte digitale Audiosignal zu einer Übersteuerung bei der Ausgabe führen könnte.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Mischereinheit dazu eingerichtet, das verzögerte digitale Audiosignal und das verstärkte digitale Audiosignal mit Hilfe einer Kreuzblenden-Regelung so zusammenzuführen, dass die Höhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals einer vorgegebenen Signalhöhe entspricht. Dabei wird der Anteil des verzögerten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal vermindert, wenn der Anteil des verstärkten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal erhöht wird. Entsprechend wird der Anteil des verzögerten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal erhöht, wenn der Anteil des verstärkten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal vermindert wird. Durch das Vorgeben und Einhalten einer bestimmten Signalhöhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals kann ebenfalls sichergestellt werden, dass das zusammengeführte digitale Audiosignal, unabhängig von der Höhe der Verstärkung in der Elektronenröhre, innerhalb des Dynamikumfangs des digitalen Signalprozessors bleibt und eine Übersteuerung bei der Ausgabe vermieden wird. Das Vorgeben der Signalhöhe des zusammengeführten digitalen Audiosignal und die Regelung der Signalhöhe des verzögerten digitalen Audiosignals und des verstärkten digitalen Audiosignals in Abhängigkeit voneinander eröffnet dabei eine weitere Möglichkeit der Signalbeeinflussung. Beispielsweise ist es dadurch möglich, den Anteil des verstärkten digitalen Audiosignal zu verringern, falls der Nutzer den durch die Elektronenröhrenverstärkung beeinflussten Klang als nicht mehr positiv, beispielsweise aufgrund einer zu starken Dynamikkompression, empfindet. Andererseits ist es auch möglich, den Anteil des verstärkten digitalen Audiosignal zu erhöhen, bis der durch die Elektronenröhrenverstärkung beeinflusste Klang als besonders positiv, beispielsweise als besonders satt bzw. kräftig, empfunden wird.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, den Anteil des verstärkten digitalen Audiosignals bzw. des verzögerten digitalen Audiosignals am zusammengeführten digitalen Audiosignal gemäß einem Regelwerk der Kreuzblenden-Regelung zu regeln. Bevorzugt ist die Vorrichtung weiterhin dazu eingerichtet, das Regelwerk basierend auf einer Nutzereingabe zu erstellen bzw. zu ändern. Dadurch kann der Nutzer den Klang des durch den Signalprozessor verarbeiteten zusammengeführten digitalen Audiosignals ganz nach seinem Geschmack, d.h. seinem Klangempfinden, beeinflussen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Elektronenröhre einen Glühdraht und ein Steuergitter auf, wobei die Verstärkungskennlinie der Elektronenröhre durch eine Regelung der Temperatur des Glühdrahts und/oder eine am Steuergitter anliegende Gitterspannung beeinflussbar ist. Durch Wahl der Temperatur des Glühdrahts, z.B. über die Höhe einer am Glühdraht anliegenden Heizspannung bzw. eines durch den Glühdraht fließenden Heizstroms, und/oder der Gitterspannung kann die Verstärkungskennlinie eingestellt werden, um den Klang des ausgegebenen verstärkten digitalen Audiosignals gezielt zu beeinflussen.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, eine Regelung und/oder Steuerung der Temperatur des Glühdrahts und/oder der am Steuergitter anliegenden Gitterspannung basierend auf einer Nutzereingabe durchzuführen. Dadurch kann der Nutzer den Klang des ausgegebenen Audiosignals ganz nach seinem Geschmack und seinem Klangempfinden beeinflussen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Signalprozessor dazu eingerichtet, das digitale Audiosignal und/oder das verstärkte digitale Audiosignal und/oder das zusammengeführte digitale Audiosignal mittels einer oder mehrerer der folgenden Methoden zu verarbeiten: Frequenzfilterung, Dynamikkompression, Rauschunterdrückung. Dadurch werden weitere Möglichkeiten der Klangbeeinflussung eröffnet, beispielsweise um den Klang des ausgegebenen Audiosignals weiter an die Vorlieben des Nutzers anzupassen.
  • Vorzugsweise kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, den Klang des ausgegebenen Audiosignals dynamisch, z.B. an eine Fahrsituation, anzupassen. Beispielsweise kann bei einem langsam fahrenden Fahrzeug, bei welchem Fahrgeräusche, insbesondere Motorgeräusche, kaum hörbar sind, die Dynamikkompression zurückgefahren oder ausgeschaltet werden. Entsprechend kann bei einem schnell fahrenden Fahrzeug, bei welchem Fahrgeräusche, insbesondere Motorgeräusche, zugenommen haben, die Dynamikkompression angeschaltet bzw. verstärkt werden. Dadurch wird dem Nutzer immer ein besonders positives Klangerlebnis ermöglicht.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Elektronenröhre des Audioverstärkers derart in das Fahrzeug integriert, dass sie für den Fahrer und/oder weitere Fahrzeuginsassen sichtbar ist. Beispielsweise ist die Elektronenröhre im Bereich der Mittelkonsole, des Armaturenbretts oder im Kofferraum des Fahrzeugs sichtbar angeordnet. Optional kann ein durchsichtiges Gehäuse und/oder eine durchsichtige Schutzplatte vorgesehen sein, um einerseits die Elektronenröhre vor Beschädigungen und andererseits die Fahrzeuginsassen vor Verbrennungen an der Elektronenröhre zu schützen. Durch die sichtbare Integration der Elektronenröhre im Fahrzeug ist es für den Fahrer bzw. die anderen Insassen jederzeit möglich, die ordnungsgemäße Funktionsweise der Elektronenröhre zu überprüfen. Ferner wird durch die sichtbare Elektronenröhre der Eindruck einer besonderen Hochwertigkeit des Audiosystems vermittelt, der sich auch positiv auf die subjektive Wahrnehmung des Klangs auswirken kann.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit einer Figur. Es zeigt:
  • 1 ein Beispiel eines Audiosystems mit einer Vorrichtung zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Audiosystems 20 mit einer Vorrichtung 1 zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals. Ein von einer Signalquelle 2, beispielsweise einem CD- oder MP3-Spieler, einem Radiogerät und/oder Streaming-Endgerät, geliefertes digitales Audiosignal wird von einem Signalabgriff 3 über einen ersten Signalpfad 4 und einen zweiten Signalpfad 5 geleitet. Nach der Verarbeitung des digitalen Audiosignals in den beiden Signalpfaden 4 und 5 werden die jeweiligen digitalen Audiosignale in einer Mischereinheit 6 zusammengeführt. Das zusammengeführte digitale Audiosignal wird in einem Signalprozessor 7 digital weiterverarbeitet und in einem Endverstärker 8 verstärkt, bevor es nach einer Umwandlung in ein Analogsignal an eine Ausgabeeinheit 9, beispielsweise einen oder mehrere Lautsprecher, weitergeleitet und dort ausgegeben wird. Der Endverstärker 8 und die Ausgabeeinheit 9 können dabei in einer Wiedergabevorrichtung zusammengefasst sein.
  • Der erste Signalpfad 4 weist einen Digital-Analog-Wandler 10, einen analogen Audioverstärker 11 mit mindestens einer Elektronenröhre und einen Analog-Digital-Wandler 12 auf. Der Digital-Analog-Wandler 10 bereitet das digitale Audiosignal auf die analoge Verstärkung durch den Audioverstärker 11 vor, indem er das digitale Audiosignal in ein analoges Audiosignal umwandelt, während der Analog-Digital-Wandler 12 das verstärkte analoge Audiosignal wieder in ein digitales Audiosignal, d.h. ein verstärktes digitales Audiosignal, zur weiteren Verarbeitung, insbesondere durch den Signalprozessor 7, umwandelt.
  • Der analoge Audioverstärker 11 verstärkt das analoge Audiosignal anhand mindestens einer Verstärkungskennlinie, welche durch die mindestens eine Elektronenröhre vorgegeben bzw. beeinflusst wird. Dabei wird das Audiosignal dynamisch und/oder spektral so beeinflusst, dass dieses – nach Umwandlung in ein entsprechendes verstärktes digitales Audiosignal, ggf. digitaler Weiterverarbeitung sowie Endverstärkung und Rückumwandlung in ein analoges Audiosignal – bei seiner Wiedergabe einen für eine Verstärkung durch einen Röhrenverstärker charakteristischen Klang aufweist, welcher im Allgemeinen als positiv empfunden wird und/oder mit dem Klangeindruck bei sog. High End-Audiosystemen in Verbindung gebracht wird.
  • Der Verlauf der jeweiligen Verstärkungskennlinie kann dabei insbesondere durch die Steuerung von Parametern der Elektronenröhre beeinflusst werden. Die Elektronenröhre weist einen Glühdraht und ein Steuergitter auf, wobei die Temperatur des Glühdrahts sowie die Höhe einer am Steuergitter anliegenden Gitterspannung Einfluss auf die Verstärkungskennlinie nimmt. Durch eine Änderung der Temperatur des Glühdrahts und/oder der Höhe der am Steuergitter anliegenden Gitterspannung kann daher auch die Verstärkungskennlinie und damit der Klang des verstärkten Audiosignals geändert werden.
  • Der zweite Signalpfad 5 weist eine Verzögerungseinheit 13 auf, durch welche das digitale Audiosignal derart verzögert wird, dass es im Wesentlichen gleichzeitig mit dem verstärkten digitalen Audiosignal aus dem ersten Signalpfad 4 in der Mischereinheit 6 eingeht. Die durch den ersten Signalpfad 4 und den zweiten Signalpfad 5 laufenden Audiosignale werden dadurch synchronisiert. Die Verzögerung entspricht dabei der Summe aus einer ersten Zeitspanne, die der Digital-Analog-Wandler 10 zur Umwandlung des digitalen Audiosignals in das analoge Audiosignal benötigt, und einer zweiten Zeitspanne, die der Analog-Digital-Wandler 12 zur Umwandlung des verstärkten analogen Audiosignals in das verstärkte digitale Audiosignal benötigt. Dadurch wird sichergestellt, dass zwischen den durch den ersten Signalpfad 4 und den zweiten Signalpfad 5 laufenden Audiosignalen bei dem Zusammenführen in der Mischereinheit 6 kein zeitlicher Versatz auftritt.
  • In dem in 1 dargestellten Beispiel weist die Mischereinheit 6 ein Summierungsmodul 14 zum Zusammenführen, insbesondere zum Summieren, des verstärkten digitalen Audiosignals und des verzögerten digitalen Audiosignals auf. Um die Signalhöhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals und den Einfluss der Verstärkung durch die Elektronenröhre auf das zusammengeführte digitale Audiosignal zu kontrollieren, weist die Mischereinheit 6 ein erstes und ein zweites Signalhöhenkontrollmodul 15 bzw. 16 auf, welches dazu eingerichtet ist, die Signalhöhe des verstärkten digitalen Audiosignals bzw. die Signalhöhe des verzögerten digitalen Audiosignals bei der Summierung einzustellen. Insbesondere ist das erste und zweite Signalhöhenkontrollmodul 15, 16 dazu eingerichtet, das jeweilige Audiosignal mit einem Faktor zu multiplizieren, der von einem Regelwerk 17 vorgegeben wird.
  • Beispielsweise kann durch das Regelwerk 17 vorgegeben sein, dass sowohl das verstärkte digitale Audiosignal als auch das verzögerte digitale Audiosignal jeweils mit einem Faktor, beispielsweise 0,5, multipliziert wird und die beiden Audiosignale wie bei einer Kreuzblenden-Regelung (sog. „cross fade“) im Summierungsmodul 14 summiert werden, wobei ein zusammengeführtes digitales Audiosignal erhalten wird, dessen Signalhöhe im Wesentlichen mit der Signalhöhe des digitalen Audiosignals, welches von der Signalquelle 2 geliefert wurde, übereinstimmt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann durch das Regelwerk 17 auch vorgegeben sein, dass das verstärkte digitale Audiosignal beispielsweise mit einem ersten Faktor und das verzögerte digitale Audiosignal mit einem zweiten Faktor multipliziert und dabei ein gewünschtes Mischungsverhältnis aus den beiden Audiosignalen gezielt eingestellt wird. Dies ist in 1 durch eine unterschiedliche Länge der Pfeile im ersten und zweiten Signalhöhenkontrollmodul 15, 16 schematisch angedeutet. Dadurch kann der Einfluss der Verstärkung durch die Elektronenröhre des Audioverstärkers 11 auf das zusammengeführte digitale Audiosignal je nach Wunsch verstärkt oder abgeschwächt werden. Ferner kann ebenfalls mittels Kreuzblenden-Regelung vorgegeben sein, dass das zusammengeführte digitale Audiosignal eine Signalhöhe aufweist, welche im Wesentlichen mit der Signalhöhe des digitalen Audiosignals übereinstimmt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann durch das Regelwerk 17 eine Multiplikation des verstärkten digitalen Audiosignals und des verzögerten digitalen Audiosignals mit jeweils einem Faktor auch derart veranlasst werden, dass die Signalhöhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals einer vorgegebenen Signalhöhe entspricht, die größer oder kleiner ist als die Signalhöhe des von der Signalquelle 2 gelieferten digitalen Audiosignals. Dadurch kann beispielsweise die Lautstärke des durch die Ausgabeeinheit 9 ausgegebenen Audiosignals nach Bedarf angepasst werden.
  • Das Verbauen des analogen Audioverstärkers 11, insbesondere der mindestens einen Elektronenröhre des analogen Audioverstärkers 11, im Fahrzeug wird bevorzugt unter ästhetischen Gesichtspunkten vorgenommen. Insbesondere kann die mindestens eine Elektronenröhre derart verbaut werden, dass diese für den oder die Fahrzeuginsassen sichtbar ist. Eine, insbesondere glühende, klassische oder miniaturisierte Elektronenröhre vermittelt dem Insassen einen Eindruck von Hochwertigkeit, der sich auch positiv auf die subjektive Wahrnehmung des vom Audiosystem ausgegebenen Klangs auswirken kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals
    2
    Signalquelle
    3
    Signalabgriff
    4
    erster Signalpfad
    5
    zweiter Signalpfad
    6
    Mischereinheit
    7
    Signalprozessor
    8
    Endverstärker
    9
    Ausgabeeinheit
    10
    Digital-Analog-Wandler
    11
    Audioverstärker
    12
    Analog-Digital-Wandler
    13
    Verzögerungseinheit
    14
    Summierungsmodul
    15
    erstes Signalhöhenkontrollmodul
    16
    zweites Signalhöhenkontrollmodul
    17
    Regelwerk

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug mit – einem Digital-Analog-Wandler (10), welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal in ein analoges Audiosignal umzuwandeln, – einem Audioverstärker (11) mit wenigstens einer Elektronenröhre, welche dazu ausgebildet ist, das analoge Audiosignal entsprechend einer Verstärkungskennlinie zu verstärken, – einem Analog-Digital-Wandler (12), welcher dazu eingerichtet ist, das von dem Audioverstärker (11) verstärkte analoge Audiosignal in ein verstärktes digitales Audiosignal umzuwandeln, und – einem Signalprozessor (7), welcher dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal und/oder das verstärkte digitale Audiosignal digital zu verarbeiten.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 mit – einem Signalabgriff (3), der dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal vor dem Digital-Analog-Wandler (10) abzugreifen, – einer Verzögerungseinheit (13), welche dazu eingerichtet ist, das abgegriffene digitale Audiosignal um eine vorgegebene Zeitspanne zu verzögern, wobei die vorgegebene Zeitspanne im Wesentlichen der Summe aus einer ersten Zeitspanne für die Wandlung des digitalen Audiosignals in das analoge Audiosignal durch den Digital-Analog-Wandler (10) und einer zweiten Zeitspanne für die Wandlung des verstärkten analogen Audiosignals in das verstärkte digitale Audiosignal durch den Analog-Digital-Wandler (12) entspricht, und – einer Mischereinheit (6), die dazu eingerichtet ist, das verzögerte digitale Audiosignal mit dem verstärkten digitalen Audiosignal zusammenzuführen, insbesondere zu summieren.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Mischereinheit (6) dazu eingerichtet ist, das verzögerte digitale Audiosignal mit dem verstärkten digitalen Audiosignal zusammenzuführen, insbesondere zu summieren, so dass das zusammengeführte digitale Audiosignal so hoch ist wie das digitale Audiosignal vor dem Signalabgriff (3).
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Mischereinheit (6) dazu eingerichtet ist, das verzögerte digitale Audiosignal und das verstärkte digitale Audiosignal mit Hilfe einer Kreuzblenden-Regelung so zusammenzuführen, dass die Höhe des zusammengeführten digitalen Audiosignals einer vorgegebenen Signalhöhe entspricht, wobei der Anteil des verzögerten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal vermindert wird, wenn der Anteil des verstärkten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal erhöht wird oder der Anteil des verzögerten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal erhöht wird, wenn der Anteil des verstärkten digitalen Audiosignals an dem zusammengeführten digitalen Audiosignal vermindert wird.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektronenröhre einen Glühdraht und ein Steuergitter aufweist und die Verstärkungskennlinie der Elektronenröhre durch eine Regelung der Temperatur des Glühdrahts und/oder eine am Steuergitter anliegende Gitterspannung beeinflussbar ist.
  6. Vorrichtung (1) nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Signalprozessor (7) dazu eingerichtet ist, das digitale Audiosignal und/oder das verstärkte digitale Audiosignal und/oder das zusammengeführte digitale Audiosignal mittels einer oder mehrerer der folgenden Methoden zu verarbeiten: Frequenzfilterung, Dynamikkompression, Rauschunterdrückung.
  7. Verfahren zur Verarbeitung eines digitalen Audiosignals in einem Fahrzeug mit folgenden Schritten: – Umwandeln des digitalen Audiosignals in ein analoges Audiosignal; – Verstärken des analogen Audiosignals entsprechend einer Verstärkungskennlinie eines Audioverstärkers (11) mit wenigstens einer Elektronenröhre; – Umwandeln des verstärkten analogen Audiosignals in ein verstärktes digitales Audiosignal; und – digitales Verarbeiten des digitalen Audiosignals und/oder des verstärkten digitalen Audiosignals.
  8. Audiosystem (20) in einem Fahrzeug mit – mindestens einer Signalquelle (2), welche dazu eingerichtet ist, ein digitales Audiosignal zu liefern; – einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und – einer Wiedergabevorrichtung (8, 9), welche dazu eingerichtet ist, das verarbeitete digitale Audiosignal in Schallwellen umzuwandeln.
  9. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Audiosystem (20) nach Anspruch 8.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Elektronenröhre des Audioverstärkers (11) derart in das Fahrzeug integriert ist, dass sie für den Fahrer und/oder weitere Insassen des Fahrzeugs sichtbar ist.
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CN109905809A (zh) * 2019-03-27 2019-06-18 深圳市火乐科技发展有限公司 一种有源音箱

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