DE1257208B

DE1257208B - Selbsttaetiger Lautstaerkeregler fuer eine elektroakustische Lautsprecheranlage

Info

Publication number: DE1257208B
Application number: DES94137A
Authority: DE
Inventors: Fujio Suganuma
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-04-30
Filing date: 1963-04-30
Publication date: 1967-12-28

Description

Selbsttätiger Lautstärkeregler für eine elektroakustische Lautsprecheranlage Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Lautstärkeregler für eine elektroakustische Lautsprecheranlage zur Erzielung eines konstanten Verhältnisses von Nutzschall und Störschall (konstanten Störabstandes) in einem mit Grundgeräusch behafteten Raum mittels eines im Raum angebrachten Mikrophons, dessen Ausgangsspannung nach Kompensation des Lautsprecherschalls zur Regelung des Niederfrequenzverstärkers dient.
Bei derartigen selbsttätigen Lautstärkereglern ist es bekannt, das Grundgeräusch durch ein Mikrophon aufzunehmen und den Niederfrequenzverstärker des Lautsprechers durch das verstärkte Signal zu regeln. Um eine akustische Rückkopplung mit dem vom Lautsprecher ausgestrahlten Schall zu verhindern, wird hierbei der Lautsprecherschall durch ein vom Verstärkerausgang abgenommenes Signal kompensiert. Die resultierende Regelspannung wird dem Gitter einer Regelröhre im Verstärker zugeführt. Hierbei ist es aber schwierig, einen ausreichenden Regelbereich zu erzielen und tatsächlich einen vorgeschriebenen Schallpegel stets beizubehalten.
Gemäß einer bekannten Anlage wird im Falle, daß Störschall und Nutzschall gemeinsame Frequenzen aufweisen und sowohl der Störschall als auch der Nutzschall auf das Mikrofon gelangen können, ein Frequenzband des Störschalls ausgewählt, das keine Frequenzen des Nutzschalls enthält. Dieses Frequenzband darf nur über den Regelkanal, nicht aber über den Nutzkanal übertragen werden. Diese genannte Bedingung ist aber in der Praxis kaum erfüllbar.
Es ist auch bekannt, die gefürchtete akustisch;, Rückkopplung grundsätzlich durch Kompensation des Lautsprecherschalls im Regelkanal zu vermeiden. In der Praxis stößt eine solche Kompensation aber bei großem Störabstand auf große Schwierigkeiten. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten hat man bereits die Messung des Grundgeräuschs nur in solchen Zeitpunkten vorgenommen, in welchen der Lautsprecher keine akustische Energie abgibt. Es fragt sich jedoch, ob nicht bei einem solchen Vorgehen erhebliche Störeffekte durch das ständige Umschalten hervorgerufen werden und außerdem die Wahl der richtigen Zeitkonstanten des Abtastvorgangs und des Speichervorgangs nicht zu kompliziert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung beateht darin, einen selbsttätigen Lautstärkerc-gler auf der Grundlage der Kompensation des Lautsprecherschalls im Regelkanal zu schaffen unter Verwertung der an sich bekannten Lautstärkeregelung durch einen lichtempfindlichen Halbleiter und unter Vermeidung der aus den bekannten Anlagen festgestellten Nachteile und Schwierigkeiten.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an die Eingangsklemmen der Verstärkerschaltung die Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes und eines Photowiderstandes angeschlossen ist, daß die Klemmen des Photowiderstandes mit dem Eingang des Verstärkers für den Lautsprecher verbunden sind, daß ein Teil der Eingangsspannung des Lautsprechers auf einen Zweiweggleichrichter gegeben wird, daß die Ausgangsspannung des Mikrophons auf einen zweiten Zweiweggleichrichter gegeben wird und daß die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Gleichrichter in solchem Sinne einer Lampe zugeführt wird, die den Photowiderstand belichtet, daß bei zunehmender Ausgangsspannung des Mikrophons auch die Eingangsspannung des Lautsprechers zunimmt.
Da der Widerstandswert eines Photowiderstandes in Abhängigkeit von der Belichtung bekannt ist, kann die Belichtungskurve ohne Schwierigkeit so gewählt werden, daß keine Verzerrung des geregelten Signals eintritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben.
An die Eingangsklemmen 0 und 1 ist die Reihenschaltung eines Widerstandes R und eines Photowiderstandes S angeschlossen. Die am Photowiderstand S abfallende Spannung wird dem Hauptverstärker AM zugeführt. An diesem ist der Lautsprecher Sp angeschlossen, während ein Teil der Ausgangsspannung des Hauptverstärkers über den einstellbaren Widerstand Ri und den Hilfsverstärker AI auf einem Transformator T, gegeben wird. Dieser speist einen Gleichrichter Bi. Das vom Mikrophon Mc aufgenommene Signal (Nutzton und Raumgeräusch) wird dem Gleichrichter B2 über den veränderbaren Widerstand R." den Verstärker A., und den Transformator T., zugeführt. Die Ausgänge der Gleichrichter sind mit in Reihe geschalteten Widerständen R, und R4 abgeschlossen. Der Anschluß ist hierbei so vorgenommen, daß an den Enden der Reihenschaltung die Differenz der beiden Gleichspannungen auftritt. Der Kondensator C wird mit der so erhaltenen Gleichspannungsdifferenz beaufschlagt. Die Ausgangsspannung des Kondensators C wird vom Gleichstromverstärker An verstärkt und auf die Lampe L gegeben. Die Lampe L belichtet den Photowiderstand S. Der Widerstandswert von S ändert sich ungefähr proportional zur Belichtung durch die Lampe L.
Wenn der Lautsprecher Sp und das Mikrophon Mc an den gewünschten Stellen des zu beschallenden Raumes fest angebracht sind, stellt man die Widerstände R, und R_., auf den optimalen Störabstand ein. Die Lampe L wird dann mit einer Spannung gespeist, die proportional zum Unterschied zwischen dem Mittelwert der Nutzspannung und dem Mittelwert der Summe von Nutzspannung und Raumspannung ist. Damit nimmt der Photowiderstand S einen dem Rauschanteil entsprechenden Widerstandswert an.
Wenn nun bei konstantem Raumgeräusch der Eingangspegel an den Klemmen 0 und 1 zunimmt, so steigt auch die Klemmenspannung des Ausgangswiderstandes Rß entsprechend. Ist die Zeitkonstante der Schaltung richtig gewählt, so ändert sich die Ausgangsspannung des Verstärkers AD, die Betriebsspannung der Lampe L und die damit abgegebene Lichtmenge nimmt zu, der Widerstandswert von S sinkt, und die Eingangsspannung des Hauptverstärkers AM nimmt entsprechend ab. Damit bleibt die Lautstärke konstant. Dasselbe gilt bei einer Verringerung der Eingangsspannung an den Klemmen 0 und 1.
Ist dagegen der Eingangspegel an den Klemmen 0 und 1 konstant, und der Geräuschpegel nimmt zu, so steigt die Klemmspannung des Ausgangswiderstandes R4. Dadurch verringert sich die Eingangsspannung des Verstärkers AD, die Belichtung des Photowiderstandes S nimmt ab, und die Eingangsspannung des Hauptverstärkers Am erhöht sich, wodurch die Lautstärke größer wird und der Störabstand konstant bleibt. Entsprechendes gilt bei einer Abnahme des Rauschpegels.
Es hat sich also ergeben, daß der Störabstand unabhängig von der Schwingungsphase und der Frequenz der einzelnen Komponenten des Signals und des Grundgeräusches und von den relativen Lagen des Lautsprechers und des Mikrophons konstant gehalten wird. Da ferner die Klemmenspannung eines Photowiderstandes in Spannungsteilerschaltung zur Regelung der Eingangsspannung des Hauptverstärkers dient, verhält sich der Photowiderstand wie ein rein Ohmscher Widerstand, und es können keine Verzerrungen der Eingangsspannung des Verstärkers auftreten.
Die Erfindung ist z. B. zur Übertragung von Reden und Ansprachen in einem Versammlungsraum geeignet, da hier die gefürchtete akustische Rückkopplung zwischen dem Mikrophon des Redners und den Lautsprechern völlig ausgeschaltet werden kann.

Claims

Patentanspruch: Selbsttätiger Lautstärkeregler für eine elektroakustische Lautsprecheranlage zur Erzielung eines konstanten Verhältnisses von Nutzschall und Störschall (konstanten Störabstandes) in einem mit Grundgeräusch behafteten Raum mittels eines im Raum angebrachten Mikrophons, dessen Ausgangsspannung nach Kompensation des Lautsprecherschalls zur Regelung des Niederfrequenzverstärkers dient, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß an die Eingangsklemmen (0, 1) der Verstärkerschaltung die Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes (R) und eines Photowiderstandes (S) angeschlossen ist, daß die Klemmen des Photowiderstandes mit dem Eingang des Verstärkers (AM) für den Lautsprecher (Sp) verbunden sind, daß ein Teil der Eingangsspannung des Lautsprechers auf einen Zweiweggleichrichter (Bi) gegeben wird, daß die Ausgangsspannung des Mikrophons (Mc) auf einen zweiten Zweiweggleichrichter (Bz) gegeben wird und daß die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Gleichrichter in solchem Sinne einer Lampe (L) zugeführt wird, die den Photowiderstand (S) belichtet, daß bei zunehmender Ausgangsspannung des Mikrophons auch die Eingangsspannung des Lautsprechers zunimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 654 884, 693 839, 723 578, 813168, 545 200; deutsche Auslegeschrift Nr. 1118 260; schweizerische Patentschrift Nr. 236 665.