DE102021207056A1

DE102021207056A1 - Beschallungsanlage und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102021207056A1
Application number: DE102021207056.6A
Authority: DE
Inventors: Gregor Sauer; Josef Plager; Tobias Kieser; Fredi Palm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CN117616689A; US20240313712A1; EP4367792A1; WO2023280655A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschallungsanlage (400) mit einem Lautsprecher (130) und zwei Audioverstärkern (410, 410`), wobei jeder Audioverstärker (410, 410`), jeweils ein Ausgangsrelais (214), das jeweils in einen Verstärkerausgangsanschluss (116) des jeweiligen Audioverstärkers mündet, und einen Masseausgangsanschluss (118) aufweist, wobei jeder von zwei Anschlüssen des Lautsprechers (130) jeweils an einen der Verstärkerausgangsanschlüsse angeschlossen ist, wobei die Masseausgangsanschlüsse (118) der zwei Audioverstärker (410, 410`) miteinander und/oder mit Masse verbunden sind, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Beschallungsanlage (400).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschallungsanlage mit wenigstens einem Lautsprecher, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Beschallungsanlage.
Hintergrund der Erfindung
Beschallungsanlagen dienen z.B. der Beschallung von Räumen oder Außenbereichen; dies kann sowohl mit Musik aber auch für gezielte Ansagen oder ähnliches sein. Eine Beschallungsanlage weist hierzu einen Verstärker und einen oder mehrere Lautsprecher auf. Aus der DE 10 2019 208 461 A1 ist z.B. eine Beschallungsanlage bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden eine Beschallungsanlage mit einem Lautsprecher, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Beschallungsanlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung beschäftigt sich mit Beschallungsanlagen und dort insbesondere mit Verstärkern, über die einer oder mehrere Lautsprecher angesteuert werden. Bei als Sprachalarmierungsanlagen (für z.B. wichtige Durchsagen bei Evakuierungen) verwendeten Beschallungsanlagen ist Ausfallsicherheit von besonderer Wichtigkeit. Unter allen Umständen soll verhindert werden, dass im Falle eines Notfalls Personen durch den Ausfall einer Beschallungsanlage nicht optimal evakuiert werden können. Diverse Normen (z.B. die VDE 0833 oder EN54 Normenreihen), lokale Installationsvorschriften und/oder auch Kundenforderungen machen z.B. unterschiedliche Vorgaben, wie und in welchem Maße eine bestimmte Ausfallsicherheit erreicht werden kann oder muss.
Um eine Ausfallsicherheit eines Audiosystems wie einer Beschallungsanlage zu gewährleisten, können unterschiedliche Konzepte in Betracht gezogen werden. Denkbar ist z.B. (als extremer Fall), dass zwei unabhängige, parallele Sprachalamierungsanlagen (Beschallungsanlagen) in einem Gebäude, einer Sportstätte (z.B. in einem Stadion oder auch anderweitig) oder ähnlichem installiert werden. Im Falle des Ausfalls einer der beiden Anlagen kann immer noch die zweite bzw. redundante Anlage die volle Funktion gewährleisten. Unter Kostengesichtspunkten ist es allerdings zu bevorzugen, nur eine Sprachalamierungsanlage (auch als SAA bezeichnet) zu installieren bzw. zu verwenden, bei der bestimmte Komponenten oder Elemente redundant ausgeführt bzw. vorgesehen sind.
Eine Möglichkeit, für eine gewisse Redundanz zu sorgen, ist z.B. eine Batterieversorgung, die beim Ausfall der Netzversorgung (als Spannungsversorgungsquelle) den Betrieb der Sprachalamierungsanlage aufrechterhält. Ebenso können sog. Havarieverstärker eingesetzt werden, die beim Ausfall eines regulären Verstärkers der Sprachalamierungsanlage dessen Funktion übernehmen. Ein Ausfall eines Verstärkers kann z.B. durch das Ausbleiben eines Pilottons detektiert werden, worauf die SAA auf einen Havarieverstärker umschaltet. Dies erfordert üblicherweise eine aufwändige, zusätzliche Beschaltung.
Ebenso kann eine redundante Ausführung der Lautsprecher oder der Lautsprecherlinien (dabei handelt es sich um mehrere, an einer Leitung bzw. einem Leitungspaar angeschlossene Lautsprecher, die in der Regel über einen Verstärker angesteuert werden) in Betracht gezogen werden, eine sog. A/B-Verkabelung. Dabei kann z.B. in größeren Anlagen durch eine Mischung der von einem Verstärker betriebenen Beschallungssektionen bzw. Beschallungsfrequenzbereiche angestrebt werden, dass der sog. Sprachverständlichkeitsindex (STI) selbst bei Ausfall einer oder mehrerer Lautsprecher oder Verstärker nicht unter einen vorgegebenen Mindestwert sinkt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich ebenfalls mit einem Redundanzkonzept für Audioverstärker (dabei handelt es sich um Leistungsverstärker für den Audiobereich, also zum Verstärken von Audiosignalen, insbesondere sog. Prosound-Verstärker mit Wiedergabe auch im Bassbereich < 100 Hz). Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass diese Audioverstärker üblicherweise ein integriertes Ausgangsrelais aufweisen. Ein solches Ausgangsrelais mündet dann in den Verstärkerausgangsanschluss, an den Lautsprecher bzw. eine Lautsprecherlinie angeschlossen werden können. Es verbindet also den unmittelbaren verstärkenden Ausgang des Audioverstärkers mit dem Anschluss für den Lautsprecher. Solche Audioverstärker mit Ausgangsrelais werden z.B. häufig bei sog. professionellen Beschallungsanlagen oder PA-Anlagen (Public-Adress-Beschallungsanlagen) eingesetzt. Das Ausgangsrelais dient dann z.B. dazu, Einschaltgeräusche zu verhindern und im Fehlerfall die Lautsprecher vom Verstärker trennen zu können.
Grundsätzlich kann ein solches Ausgangsrelais als Öffner oder als Umschalter realisiert sein bzw. werden. Bei einem Öffner ist das Ausgangsrelais bei regulärem Betrieb des Audioverstärkers, d.h. wenn dieser aktiv ist und ein Signal ausgibt, geschlossen. Damit liegt das Signal am Verstärkerausgangsanschluss an. Wenn der Audioverstärker inaktiv geschaltet wird, dann wird das Ausgangsrelais geöffnet; die Lautsprecherleitungen sind dann aufgetrennt. Damit ist eine redundante Parallelschaltung von zwei Verstärkern prinzipiell möglich Bei einem Umschalter wird das Ausgangsrelais hingegen, wenn der Audioverstärker inaktiv geschaltet wird, umgeschaltet, sodass ausgangsseitig der Verstärkerausgangsanschluss z.B. mit einem Masseanschluss bzw. Masseausgangsanschluss des Audioverstärkers verbunden wird; die Lautsprecherleitungen sind dann kurzgeschlossen und liegen auf Masse, was akustische Vorteile bringt.
Im Rahmen der Erfindung wird nun eine Beschallungsanlage mit einem Lautsprecher und zwei solchen Audioverstärkern mit jeweils einem Ausgangsrelais, wobei die Ausgangsrelais insbesondere als Umschalter ausgebildet sind, sowie deren Betrieb vorgeschlagen. Jeder von zwei Anschlüssen des Lautsprechers ist dabei jeweils an einen der Verstärkerausgangsanschlüsse der Umschalter angeschlossen und die Masseausgangsanschlüsse der Umschalter der zwei Audioverstärker sind miteinander und/oder mit Masse verbunden. Ein Umschalter wird auch als Wechselschalter oder Wechsler bezeichnet. Der Umschalter weist zumindest drei Anschlüsse auf, wobei der Umschalter derart ausgestaltet ist, dass ein Mittelanschluss als erster Anschluss in Ruhestellung mit dem zweiten Anschluss „In Ruhestellung geschlossen“ verbunden und in der anderen Stellung mit dem dritten Anschluss „In Ruhestellung geöffnet“ verbunden ist. Insbesondere ist der Mittelanschluss des Umschalters als der Verstärkerausgangsanschluss ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Anschluss und/oder insbesondere der dritte Anschluss als Masseausgangsanschluss ausgebildet und mit Masse verbunden.
Mittels der Erfindung kann auf einfache Weise eine Redundanz für Audioverstärker einer Beschallungsanlage geschaffen werden, wobei die Anlage auch bei Ausfall eines Verstärkers betriebsbereit bleibt. Es sind keine aufwändigen Steuerungen oder Verschaltungen nötig. Insbesondere ist keine externe Zusatzbeschaltung (Relais-Sätze) erforderlich; vielmehr wird eine einfache Schaltung/Steuerung insbesondere durch Integration in die Verstärker erreicht.
Die Beschallungsanlage und damit jeder der zwei Audioverstärker werden dabei derart betrieben, dass, wenn er aktiv ist, das Ausgangsrelais geschlossen ist, sodass ein Signal (Ausgangssignal) an dem Verstärkerausgangsanschluss anliegt, und wenn er inaktiv ist, das Ausgangsrelais derart geschaltet ist, sodass kein Signal an dem Verstärkerausgangsanschluss anliegt. Es versteht sich, dass zumindest dann, wenn ein Audioverstärker aktiv geschaltet ist, eine entsprechende Spannungsversorgung des Audioverstärkers nötig ist; zudem ist ein entsprechendes Eingangssignal (z.B. Sprache, Musik) zuzuführen, das dann verstärkt und als Ausgangssignal ausgegeben wird.
Die Beschallungsanlage wir dann derart betrieben, dass, wenn zumindest einer der zwei Audioverstärker aktiv geschaltet ist (und dann also ein Signal ausgibt, das am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss anliegt), und, wenn ein aktiv geschalteter Audioverstärker inaktiv wird, der jeweils andere Audioverstärker automatisch derart betrieben wird, dass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss ein Signal mit einer höheren Ausgangsspannung als zuvor anliegt. Dabei ist darunter, dass ein aktiv geschalteter Audioverstärker inaktiv wird, insbesondere zu verstehen, dass dieser Audioverstärker z.B. durch einen Defekt oder Fehler oder einen Ausfall von dessen Spannungsversorgung kein Signal mehr ausgibt bzw. nicht mehr ausgegeben kann und damit (sozusagen passiv) inaktiv wird bzw. inaktiv geschaltet wird.
Dies kann insbesondere wenigstens zwei bevorzugte Möglichkeiten bzw. Varianten umfassen. Eine davon ist, dass der jeweils andere Audioverstärker zunächst inaktiv geschaltet ist (dann wird von diesem Audioverstärker gar kein Signal ausgegeben), und dieser dann automatisch aktiv geschaltet wird, wenn der andere inaktiv wird. Mit anderen Worten ist zunächst nur einer der beiden Audioverstärker aktiv, der andere hingegen inaktiv. Dies bedeutet, dass bei demjenigen Audioverstärker, der aktiv geschaltet ist, das Ausgangsrelais ganz regulär geschlossen ist, sodass am Verstärkerausgangsanschluss ein Signal anliegt. Bei demjenigen Audioverstärker hingegen, der (gezielt) inaktiv geschaltet ist, ist das Ausgangsrelais entsprechend an einem anderen Kontakt (Ruhekontakt, wenn es als Umschalter ausgebildet ist), sodass an dessen Verstärkerausgangsanschluss kein Signal anliegt. Dies gilt z.B. trotz einer am Audioverstärker anliegenden Spannungsversorgung und ebenso eines ggf. anliegenden Eingangssignals, das verstärkt werden soll. Beispielsweise kann hierzu das Ausgangsrelais des betreffenden Audioverstärkers gezielt umgeschaltet werden.
Um die automatische Aktivierung des zuvor inaktiven Audioverstärkers zu erreichen, kann z.B. eine Logik (Logikschaltung oder sonstige Schaltung) vorgesehen sein, die bei einem Umschalten des Ausgangsrelais desjenigen Audioverstärkers, der inaktiv wird, z.B. durch Defekt oder Ausfall der Spannungsversorgung (das Ausgansrelais wird dabei nämlich z.B. stromlos und schaltet automatisch um), das Ausgangsrelais des anderen Audioverstärkers schließt. Denkbar ist z.B., dass durch eine geeignete Schaltung erreicht wird, dass das geschlossene Ausgangsrelais des zunächst aktiven Audioverstärkers über ein weiteres, einfaches Relais das Ausgangsrelais des anderen, inaktiven Audioverstärkers umschaltet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass in dieser Variante beide Audioverstärker gleichartig ausgebildet sind, sodass jeder von beiden wahlweise als aktiv verwendet wird bzw. wahlweise als inaktiv und damit als redundanter Audioverstärker. Zweckmäßig ist auch, wenn bei der Beschallungsanlage eine Rolle von aktivem und inaktivem Audioverstärker in vorgegebenen und/oder regelmäßigen, zeitlichen Abständen getauscht wird, d.h. wenn die zwei Audioverstärker in vorgegebenen und/oder regelmäßigen, zeitlichen Abständen zwischen aktiv und inaktiv umgeschaltet werden. Damit werden beide Audioverstärker gleichmäßig belastet. Dies kann durch eine in die Beschallungsanlage (oder eine die zwei Audioverstärker umfassende Audioverstärkeranordnung) integrierte Steuerung, Schaltung oder Recheneinheit erfolgen, denkbar ist aber auch eine übergeordnete Steuerung oder sonstige Recheneinheit.
Eine andere bevorzugte Möglichkeit ist, dass beide Audioverstärker jeweils aktiv geschaltet sind, und zwar derart, dass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss jeweils ein Signal mit geringerer als einer vollen Ausgangsspannung anliegt. Wenn dann einer der zwei aktiv geschalteten Audioverstärker inaktiv wird (z.B. durch Defekt), wird der jeweils andere Audioverstärker automatisch derart betrieben, dass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss ein Signal mit einer höheren Ausgangsspannung als zuvor, insbesondere der vollen Ausgangsspannung, anliegt. Hier gibt zweckmäßigerweise einer der zwei Audioverstärker ein gegenüber dem anderen Audioverstärker invertiertes Signal (d.h. mit umgekehrter Polarität) aus (im Übrigen können beide Audioverstärker aber gleichartig aufgebaut sein). Dadurch wird sichergestellt, dass der Lautsprecher immer phasenrichtig angesteuert wird, unabhängig davon, ob gerade ein oder beide Audioverstärker aktiv ist bzw. sind. Dies gilt entsprechend auch für die erste Möglichkeit.
Auf diese Weise werden die beiden Audioverstärker gemeinsam verwendet, um ein gewünschtes Signal auszugeben und an den Lautsprecher anzulegen. Der Lautsprecher wird mit der Differenz der Ausgangsspannung der beiden Audioverstärker ausgesteuert. Beispielsweise kann jeder der zwei Audioverstärker jeweils 50% eines gewünschten Pegels ausgeben; wenn einer der beiden Audioverstärker ausfällt, gibt der andere dann zweckmäßigerweise 100% des gewünschten Pegels aus (der gewünschte Pegel entspricht damit der vollen Ausgangsspannung). Hierzu kann z.B. eine statische Meldeleitung vorgesehen sein, durch die ein Audioverstärker erkennt, dass der andere ausgefallen (inaktiv geworden) ist und damit die Ausgangsleistung für die volle Ausgangsspannung erhöhen kann.
Vorzugsweise sind die zwei Audioverstärker derart eingerichtet, dass einer der zwei Audioverstärker am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss ein gegenüber dem anderen Audioverstärker invertiertes Signal ausgibt. Somit kann für beide beschriebenen bevorzugten Ausführungen ein regulärer Betrieb und Notbetrieb bzw. Havariebetrieb mit nur einem funktionstüchtigen Audioverstärker sichergestellt werden.
Wie schon erwähnt, weisen die zwei Audioverstärker jeweils einen Masseausgangsanschluss auf. Dann ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Ausgangsrelais jeweils den jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss mit dem jeweiligen Masseausgangsanschluss verbinden, und zwar insbesondere automatisch, wenn der jeweilige Audioverstärker inaktiv ist. Damit ist auch bei Ausfall eines Audioverstärkers gewährleistet, dass der Verstärkerausgangsanschluss auf Masse liegt und keine Gefahr darstellt. Zudem werden die vorstehend erwähnten, akustischen Vorteile erreicht, trotzdem ist aber die vorgeschlagene Redundanz möglich. Gleichzeitig kann so für den Lautsprecher ein Masseschluss realisiert werden, wenn nur ein Audioverstärker aktiv ist.
Dadurch, dass die Masseausgangsanschlüsse beider Audioverstärker (direkt oder über Masse) miteinander verbunden sind, kann erreicht werden, dass im Falle eines inaktiven Audioverstärkers und von als Umschalter ausgebildeten Ausgangsrelais der mit dem inaktiven Audioverstärker verbundene Anschluss des Lautsprechers sowie der entsprechende Pol des Verstärkerausgangs auf Masse liegen.
Vorzugsweise sind die zwei Audioverstärker an voneinander verschiedene Spannungsversorgungsquellen anschließbar und insbesondere bei Betrieb auch angeschlossen. Damit kann eine weitere Redundanz erreicht werden, insbesondere bei Ausfall einer Spannungsversorgungsquelle.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass durch geschickte Verschaltung der ohnehin vorhandenen und integrierten Ausgangsrelais ein redundantes Havariekonzept für Audioverstärker erreicht werden kann. Weitere Komponenten wie z.B. eine externe Havarie-Umschalteinheit werden hingegen nicht benötigt. Wie erwähnt, können Havarieverstärker z.B. bei Sprachalamierungsanlagen für den Fall eines Verstärkerausfalls eingesetzt werden. Ein sog. „Einschleifen“ des Havarieverstärkers kann dabei mittels Relais erreicht werden. Während dies bei den moderaten Leistungen von reinen Sprachalamierungsanlagen vergleichsweise günstig realisiert werden kann (z.B. durch eine dazwischen geschaltete Relaiseinheit), stellen sog. Prosound-Verstärker, wie sie insbesondere bei Public-Adress-Beschallungsanlagen oder professionellen Beschallungsanlagen verwendet werden, aufgrund der hohen Ausgangsleistungen hohe Anforderungen an die Relais für ein Havariekonzept. Der dadurch verbundene Kostenaufwand macht ein Havariekonzept für Prosound-Verstärker unattraktiv.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird demgegenüber ein besonders einfaches aber effektives, redundantes Havariekonzept insbesondere sog. für Prosound-Verstärker ohne externe aktive Elektronik oder Relais ermöglicht.
Besonders vorteilhaft - aber nicht darauf eingeschränkt - ist die vorliegende Erfindung dabei für Beschallungsanlagen, deren Hauptfunktion die Beschallung des Publikums mit nicht sicherheitsrelevanten Audiosignalen ist (sog. Public-Adress-Beschallungsanlagen oder professionellen Beschallungsanlagen). Ein typisches Beispiel ist die Beschallungsanlage in einem Fußballstadion oder einem anderen Stadion, die z.B. dem Stadionsprecher die Möglichkeit zur Interaktion mit dem Publikum gibt und Musikwiedergabe in hoher Qualität ermöglicht. Oftmals werden derartige Anlagen als Prosound-Anlagen bezeichnet, da sie Beschallung in professioneller Qualität und bei Bedarf mit hoher und höchster Lautstärke ermöglicht. Der Ausfall einer Prosound-Anlage ist in der Regel unerwünscht. Wenn eine Prosound-Anlage im Gefahrenfall (z.B. Brand, Bombendrohung etc.) zusätzlich auch für Evakuierungszwecke eingesetzt werden soll, sind die eingangs angesprochenen Anforderungen hinsichtlich Redundanz nötig.
Erschwerend kommt hinzu, dass Prosound-Verstärker üblicherweise deutlich höhere Ausgangsleistungen (z.B. um einen Faktor zehn höher) als reine Evakuierungsverstärker liefern müssen. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass Prosound-Anlagen im Bassbereich (ca. 30 bis 100 Hz) aufgrund der spektralen Leistungsverteilung von typischen Musiksignalen die meiste Leistung liefern müssen. Dieser Frequenzbereich wird bei (einfacheren) Evakuierungsverstärkern bewusst ausgespart, da er für die Sprachverständlichkeit keinen Mehrwert liefert. Trotz der besonderen Vorteile bei professionellen Beschallungsanlagen lässt sich die Erfindung ebenso bei (einfachen) Sprachalarmierungsanlagen einsetzen.
Wenngleich vorstehend der Betrieb eines Lautsprechers beschrieben wurde, können ebenso weitere Lautsprecher mit einer Verstärkeranordnung betreiben werden, also z.B. mehrere parallele Lautsprecher oder ganze Lautsprecherlinien. Durch das einfache Redundanzprinzip für Prosound-Verstärker kann bei der Anlagen-Auslegung die Leistungsfähigkeit der Audioverstärker besser ausgenutzt werden. Es können z.B. mehrere Lautsprecher als üblicherweise parallel an einem Verstärkerkanal angeschlossen werden, da bei Ausfall eines Audioverstärkers nicht der Ausfall von vielen Lautsprechern befürchtet werden muss, da jeweils der zweite Audioverstärker übernimmt. Bei der Zuordnung von Lautsprechern zu Lautsprecherlinien muss keine Rücksicht auf Auswirkungen bei Ausfall eines Audioverstärkers genommen werden, da immer ein redundanter Audioverstärker vorhanden ist. Durch das vorgeschlagene Havariekonzept können auch Audioverstärker mit mehr Kanälen eingesetzt werden, ohne dass Bedenken des Ausfalls eines größeren Beschallungsbereichs im Fehlerfall bestehen. In einem solchen Fall kann jeder der zwei Audioverstärker jeweils zwei oder mehr Kanäle aufweisen, wobei jeder Kanal einen Ausgangsanschluss und die zugehörige Schaltung wie erläutert (inkl. Ausgangsrelais) aufweist. Ein Masseausgansanschluss kann hingegen gemeinsam für mehrere Kanäle verwendet werden.
In einem einfachen Fall kann das Redundanzkonzept autark durch die beiden Audioverstärker bzw. die Audioverstärkeranordnung oder Beschallungsanlage ohne zusätzliche übergeordnete Steuerlogik realisiert werden. Es kann z.B. aber auch eine übergeordnete Steuereinheit vorgesehen sein, die ausgefallene Endstufen Audioverstärker und melden kann. Der ausgefallene Audioverstärker kann ausgetauscht werden, um das redundante Havariekonzept wiederherzustellen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Beschallungsanlage mit einem Audioverstärker zur Erläuterung der Erfindung.
2 zeigt schematisch eine weitere Beschallungsanlage mit einem anderen Audioverstärker zur Erläuterung der Erfindung.
3 zeigt schematisch eine weitere Beschallungsanlage mit zwei Audioverstärkern zur Erläuterung der Erfindung.
4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Beschallungsanlage in einer bevorzugten Ausführungsform.
5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Beschallungsanlage in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist schematisch eine nicht erfindungsgemäße Beschallungsanlage 100 mit einem Audioverstärker 110 zur Erläuterung der Erfindung gezeigt, und zwar in Abbildung (a) mit einem aktiven Audioverstärker und in Abbildung (b) mit einem inaktiven Audioverstärker. Der Audioverstärker 110 weist einen Verstärkereinheit 112 und ein Ausgangsrelais 114 auf, das in einen Verstärkungsausgangsanschluss 116 mündet. Außerdem weist der Audioverstärker 110 einen Masseausgangsanschluss 118 auf.
Die Beschallungsanlage100 weist neben dem Audioverstärker 110 beispielhaft einen Lautsprecher 130 auf, der mit einem Anschluss über eine Leitung 132 an den Verstärkerausganganschluss 116 angeschlossen ist, mit einem anderen Anschluss über eine Leitung 134 an den Masseausgangsanschluss 118.
In Abbildung (a) ist der Audioverstärker 110 aktiv bzw. aktiv geschaltet. Dabei liegt ein Eingangssignal U_E, das verstärkt werden soll, an einem Eingangsanschluss an (ein zweiter, typischerweise vorhandener Eingangsanschluss ist hier der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt). Der Audioverstärker 110 gibt ein entsprechend verstärktes Signal als Ausgangssignal U_A am Verstärkerausgangsanschluss 116 aus, sodass der Lautsprecher betrieben wird. Eine Spannungsversorgung ist hier nicht gezeigt. Das Ausgangsrelais 114 ist hier als Öffner ausgebildet, d.h. im gezeigten aktiven Zustand des Audioverstärkers 110 ist das Ausgangsrelais 114 geschlossen.
In Abbildung (b) ist der Audioverstärker 110 inaktiv bzw. inaktiv geschaltet. Dies bedeutet, dass das Ausgangsrelais 114 geöffnet ist; es kann zwar weiterhin ein Eingangssignal U_E anliegen, jedoch wird am Verstärkerausgangsanschluss 116 kein Ausgangssignal U_A ausgegeben.
In 2 ist schematisch eine weitere nicht erfindungsgemäße Beschallungsanlage 200 mit einem Audioverstärker 210 zur Erläuterung der Erfindung gezeigt, und zwar in Abbildung (a) mit einem aktiven Audioverstärker und in Abbildung (b) mit einem inaktiven Audioverstärker. Der Unterschied zur Beschallungsanlage 100 gemäß 1 liegt hier nur im Audioverstärker 210, der im Gegensatz zum Audioverstärker 110 ein Ausgangsrelais 214 aufweist, das als Umschalter ausgebildet ist, d.h. den Verstärkungsausgangsanschluss 116 (bzw. die daran angeschlossene Lautsprecherleitung) entweder mit dem Ausgangssignal oder mit Masse verbindet. Die Verstärkereinheit 112 kann z.B. identisch sein. Die übrigen Komponenten entsprechen denjenigen gemäß 1.
In Abbildung (a) ist der Audioverstärker 210 aktiv bzw. aktiv geschaltet. Hier unterscheidet sich die Situation nicht von derjenigen aus 1, dort Abbildung (a). In Abbildung (b) ist der Audioverstärker 210 inaktiv bzw. inaktiv geschaltet. Dies bedeutet, dass das Ausgangsrelais 214 umgeschaltet ist und damit den Ruhekontakt schließt; dabei wird der Verstärkerausgangsanschluss 116 mit dem Masseausgangsanschluss 118 verbunden, sodass beide Leitungen 132, 134 des Lautsprechers 130 auf Masse liegen. Auch hier kann zwar weiterhin ein Eingangssignal U_E anliegen, jedoch wird am Verstärkerausgangsanschluss 116 kein Ausgangssignal U_A ausgegeben.
In 3 ist schematisch eine weitere nicht erfindungsgemäße Beschallungsanlage 300 dargestellt. Die Beschallungsanlage 300 entspricht im Grunde derjenigen aus 1, jedoch ist zusätzlich zum Audioverstärker 110 ein weiterer Audioverstärker 110' vorgesehen, der in seiner Funktion und auch im Aufbau gleichartig wie der Audioverstärker 110 ist. Ergänzend zu 1 ist für den Audioverstärker 110 eine Versorgungsspannungsquelle V+ gezeigt. Für den Audioverstärker 110' ist eine separate Versorgungsspannungsquelle V`+ vorgesehen.
Der Lautsprecher 130 ist zusätzlich zum Audioverstärker 110 auch an den Audioverstärker 110' angeschlossen, sodass die beiden Audioverstärker 110, 110' parallelgeschaltet sind.
In dem gezeigten Fall ist der Audioverstärker 110 aktiv geschaltet, der Audioverstärker 110' hingegen inaktiv. Dies ist an den entsprechenden Stellungen bzw. Schaltzuständen der jeweils als Öffner ausgebildeten Ausgangsrelais 114 zu sehen. Die beiden Audioverstärker 110, 110' sind hierbei nun Teil einer Audioverstärkeranordnung 301, die beispielhaft zudem eine (nur schematisch dargestellte) Schaltung 305 aufweist. Mittels dieser Schaltung 305 ist es möglich, wenn der Audioverstärker 110 aktiv geschaltet ist, den Audioverstärker 110' inaktiv zu schalten, z.B. durch Öffnen von dessen Ausgangsrelais 114.
Damit liegt am Lautsprecher 130 nur das vom aktiven Audioverstärker 110 ausgegebene Signal U_A an, es kann ein regulärer Betrieb erfolgen. Wenn nun z.B. ein Defekt im Audioverstärker 110 oder dessen Verstärkereinheit 112 auftritt, oder dessen Spannungsversorgungsquelle V+ wegbricht, wird der Audioverstärker 110 inaktiv, das Ausgangsrelais 114 (des Audioverstärkers 110) öffnet (weil z.B. keine Spannung mehr anliegt), sodass der Audioverstärker 110 kein Signal mehr ausgibt. Mittels der Schaltung 305 kann dies erfasst werden und das Ausgangsrelais 114 des Audioverstärkers 110' kann automatisch geschlossen werden. Damit gibt jetzt der Audioverstärker 110' das Signal U_A, das er auf gleiche Weise wie zuvor der Audioverstärker 110 aus dem anliegenden Eingangssignal U_E erzeugt, aus.
Die Schaltung 305 ist im einfachsten Fall z.B. eine statische Meldeleitung, mit der durch ein „High-Signal“ der aktive Audioverstärker den anderen Audioverstärker in Standby schaltet. Im Fehlerfall wird die Meldeleitung auf „Low“ gezogen (bzw. bei Komplettausfall erfolgt dies passiv durch Ausfall der internen Versorgungsspannung). Die Schaltung 305 kann aber auch durch eine Datenkommunikation erfolgen, auch kann dies eine übergeordnete Überwachungseinheit sein.
In 4 ist schematisch eine erfindungsgemäße Beschallungsanlage 400 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Beschallungsanlage 400 ist ähnlich derjenigen aus 3, jedoch ist anstelle des Audioverstärkers 110 ein Audioverstärker 410 mit Verstärkereinheit 412 vorgesehen, das Ausgangsrelais 214 ist jedoch als Umschalter ausgebildet. Zusätzlich ist ein weiterer Audioverstärker 410' vorgesehen, der in seiner Funktion und auch im Aufbau zwar grundsätzlich gleichartig wie der Audioverstärker 410 ist. Wie in 3 ist für den Audioverstärker 410 eine Versorgungsspannungsquelle V+ gezeigt. Für den Audioverstärker 410' ist eine separate Versorgungsspannungsquelle V`+ vorgesehen. Beide Audioverstärker sind Teil einer Audioverstärkeranordnung 401.
Der Lautsprecher 130 ist hier mit beiden Anschlüssen mit den Leitungen 132, 134 an die beiden Verstärkungsausgangsanschlüsse 116 der beiden Audioverstärker 410, 410' angeschlossen, die beiden Masseausgangsanschlüsse 118 sind mittels einer Leitung 136 verbunden.
Ergänzend ist ein weiterer Lautsprecher 130` angedeutet, der parallel zum Lautsprecher 130 an die beiden Audioverstärker 410, 410` angeschlossen ist, sodass dieser ebenfalls darüber angesteuert werden kann. Es versteht sich, dass auf diese Weise noch weitere Lautsprecher und insbesondere eine ganze Lautsprecherlinie angeschlossen werden können.
In dem gezeigten Fall ist der Audioverstärker 410 aktiv geschaltet, der Audioverstärker 410' hingegen inaktiv. Dies ist an den entsprechenden Stellungen bzw. Schaltzuständen der jeweils als Umschalter ausgebildeten Ausgangsrelais 214 zu sehen. Die beiden Audioverstärker 410, 410` sind hierbei nun Teil einer Audioverstärkeranordnung 401, die beispielhaft zudem eine Schaltung 405 aufweist, die im Grunde ähnlich der Schaltung 305 sein kann. Mittels dieser Schaltung 405 ist es möglich, wenn der Audioverstärker 410 aktiv geschaltet ist, den Audioverstärker 410' inaktiv zu schalten, z.B. durch Umschalten von dessen Ausgansrelais 214.
Damit liegt am Lautsprecher 130 (und ebenso am Lautsprecher 130`) nur das vom aktiven Audioverstärker 410 ausgegebene Signal U_A an, es kann ein regulärer Betrieb erfolgen. Wenn nun z.B. ein Defekt im Audioverstärker 410 oder dessen Verstärkereinheit 112 auftritt, oder dessen Spannungsversorgungsquelle V+ wegbricht, wird der Audioverstärker 410 inaktiv, das Ausgangsrelais 214 (des Audioverstärkers 410) schaltet um (weil z.B. keine Spannung mehr anliegt), sodass der Audioverstärker 410 kein Signal mehr ausgibt. Mittels der Schaltung 405 kann dies erfasst werden und das Ausgangsrelais 214 des Audioverstärkers 410` kann automatisch geschlossen (bzw. umgeschaltet) werden. Damit gibt jetzt der Audioverstärker 410` das Signal U_A aus, das er auf gleiche Weise wie zuvor der Audioverstärker 410 aus dem anliegenden Eingangssignal U_E erzeugt.
Optional kann vorgesehen sein, dass der Audioverstärker 410' ein invertiertes Signal ausgibt. Das Eingangssignal U_E kann z.B. im Audioverstärker (z.B. DSP) gleichphasig oder gegenphasig (analog oder digital durch entsprechende Signalverarbeitung) verstärkt werden, womit die Polarität zwischen Ausgangs- und Eingangssignal ausgedrückt wird. Eine gegenphasige Verstärkung ist hier mit einem Minus-Symbol angedeutet (beim Audioverstärker 410'), eine gleichphasige Verstärkung mit einem Plus-Symbol (beim Audioverstärker 410). Diese Ausführungsform erlaubt dann gleichzeitig auch einen bevorzugten Parallelbetrieb, wie er unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wird.
In 5 ist schematisch eine erfindungsgemäße Beschallungsanlage 500 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Beschallungsanlage 500 ist ähnlich derjenigen aus 4, jedoch sind anstelle der Audioverstärkers 410, 410' hier Audioverstärker 510, 510' mit Verstärkereinheit 512 bzw. 512' vorgesehen, beide Ausgangsrelais 214 sind aber auch hier als Umschalter ausgebildet. Beide Audioverstärker sind Teil einer Audioverstärkeranordnung 501.
Beide Audioverstärker 510, 510' können in ihrer Funktion und auch im Aufbau zwar grundsätzlich gleichartig sein, allerdings gibt einer davon ein invertiertes Signal aus, wie dies auch bei 4 beschrieben wurde. Der zusätzliche Lautsprecher 130' ist hier nicht gezeigt, kann aber ebenso vorgesehen sein.
In dem gezeigten Fall sind beide Audioverstärker 510, 510` aktiv geschaltet, und zwar derart, dass jeweils ein Signal U'_A ausgegeben wird, das z.B. nur den halben Wert eines eigentlichen gewünschten Pegels (Spannungswert) aufweist. Durch die Reihenschaltung und den invertierten Betrieb liegt damit am Lautsprecher 130 trotzdem der volle Pegel an.
Die beiden Audioverstärker 510, 510` sind hierbei nun Teil einer Audioverstärkeranordnung 501, die beispielhaft zudem eine Schaltung 505 aufweist. Wenn nun z.B. ein Defekt im Audioverstärker 510 oder dessen Verstärkereinheit 512 auftritt, oder dessen Spannungsversorgungsquelle V+ wegbricht, wird der Audioverstärker 510 inaktiv, das Ausgangsrelais 214 (des Audioverstärkers 512) schaltet um (weil z.B. keine Spannung mehr anliegt), sodass der Audioverstärker 510 kein Signal mehr ausgibt. Mittels der Schaltung 505 kann dies erfasst werden und der Audioverstärkers 510` kann automatisch derart geschaltet werden, dass er das Signal mit vollem Pegel ausgibt; am Lautsprecher 130 liegt damit weiterhin der volle Pegel an.
Insgesamt wird im Rahmen der Erfindung damit eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit vorgeschlagen, eine Beschallungsanlage zumindest hinsichtlich der Audioverstärker redundant auszulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019208461 A1 [0002]

Claims

Beschallungsanlage (400, 500) mit einem Lautsprecher (130) und zwei Audioverstärkern (410, 410`, 510, 510'), wobei jeder Audioverstärker (410, 410`, 510, 510`) ein Ausgangsrelais (214), das in einen Verstärkerausgangsanschluss (116) des jeweiligen Audioverstärkers mündet, und einen Masseausgangsanschluss (118) aufweist, wobei jeder von zwei Anschlüssen des Lautsprechers (130) jeweils an einen der Verstärkerausgangsanschlüsse angeschlossen ist, wobei die Masseausgangsanschlüsse (118) der zwei Audioverstärker (410, 410`, 510, 510`) miteinander und/oder mit Masse verbunden sind.
Beschallungsanlage (400, 500) nach Anspruch 1, die derart ausgebildet ist, dass die zwei Audioverstärker an voneinander verschiedene Spannungsversorgungsquellen (V+, V`+) anschließbar sind.
Beschallungsanlage (300, 400, 500) nach Anspruch 2, wobei die zwei Audioverstärker an voneinander verschiedene Spannungsversorgungsquellen (V+, V`+) angeschlossen sind, wobei die zwei verschiedenen Spannungsversorgungsquellen zwei verschiedene Netzspannungsversorgungen oder eine Netzspannungsversorgung und eine autarke Spannungsversorgungsquelle umfassen.
Beschallungsanlage (400, 500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zur Verwendung in einer Public-Adress-Beschallungsanlage oder einer professionellen Beschallungsanlage eingerichtet ist.
Beschallungsanlage (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem oder mehreren weiteren Lautsprecher (130`), die jeweils parallel zu dem Lautsprecher (130) an die Verstärkerausgangsanschlüsse (116) angeschlossen sind.
Beschallungsanlage (400, 500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgangsrelais (214) jeweils den Verstärkerausgangsanschluss (116) mit dem Masseausgangsanschluss (118) des Audioverstärkers verbinden, wenn der jeweilige Audioverstärker inaktiv ist.
Beschallungsanlage (400, 500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zwei Audioverstärker (410, 410`, 510, 510`) so eingerichtet sind, dass einer der zwei Audioverstärker am Verstärkerausgangsanschluss (116) ein gegenüber dem anderen Audioverstärker invertiertes Signal ausgibt.
Verfahren zum Betreiben einer Beschallungsanlage (400, 500) mit einem Lautsprecher (130), zwei Audioverstärkern (410, 410,' 510, 501`) mit jeweils einem Ausgangsrelais (214), das jeweils in einen Verstärkerausgangsanschluss (116) des jeweiligen Audioverstärkers mündet, wobei an die Verstärkerausgangsanschlüsse (116) der Lautsprecher (130) angeschlossen ist, wobei jeder der zwei Audioverstärker (410, 410`, 510, 501') jeweils derart betrieben wird, dass, wenn er aktiv ist, das Ausgangsrelais (214) geschlossen ist, sodass ein Signal (U'_A, U_A) an dem Verstärkerausgangsanschluss anliegt, und wenn er inaktiv ist, das Ausgangsrelais derart geschaltet ist, sodass kein Signal an dem Verstärkerausgangsanschluss (116) anliegt, wobei, wenn zumindest einer der zwei Audioverstärker aktiv geschaltet ist, und, wenn ein aktiv geschalteter Audioverstärker inaktiv wird, der jeweils andere Audioverstärker automatisch derart betrieben wird, dass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss ein Signal mit einer höheren Ausgangsspannung als zuvor anliegt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, wenn einer der zwei Audioverstärker aktiv geschaltet ist, der jeweils andere Audioverstärker inaktiv geschaltet ist, und, wenn ein aktiv geschalteter Audioverstärker inaktiv wird, der jeweils andere Audioverstärker automatisch aktiv geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die zwei Audioverstärker in vorgegebenen und/oder regelmäßigen, zeitlichen Abständen zwischen aktiv und inaktiv umgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, wenn die zwei Audioverstärker jeweils aktiv geschaltet sind, sodass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss (116) jeweils ein Signal (U'_A) mit geringerer als einer vollen Ausgangsspannung anliegt, und einer der zwei aktiv geschalteten Audioverstärker inaktiv wird, der jeweils andere Audioverstärker automatisch derart betrieben wird, dass am jeweiligen Verstärkerausgangsanschluss ein Signal mit einer höheren Ausgangsspannung als zuvor, insbesondere der vollen Ausgangsspannung, anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem eine Beschallungsanlage (300, 400, 500) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben wird.