DE1762823A1 - Automatische Lautstaerkenregelung von elektroakustischen Beschallungsanlagen - Google Patents

Description

• Automatische Lautstärkeregelung von elektroakustischen Beschallungsanlagen

  Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen

  Rei-elunF=- der Lautstärke von elektroakustischen L3eschallungs-

  -n1=@gen in Abh#ingigkeit vom akustischen Stör,-Pegel

  -er zu beschallenden Umgebung.

  Lher@ill,wo eine geräuscherfüllte L)nil,£rebung auf elektroakusti-

  s.^i:=m Wege bes@Ir.allt werden soll, tritt die r.!otwen-igkeit auf,

  -ibg(-#strahlte Lautstärke dem it@Srgeräuscr,-Fegel anzupassen;

  fei Veränderungen des Stör-Pegels muß diese nachgeregelt wer-

  häufig wechselndem Pegel muß die Lnutstirke entweder

  I@r::-:tant so hoch eingestellt werden,daß auch bei maximalem

  t''r»:-eräusch die Verst@indlichkeit erhalten blei.L t,was jedoch

  l:ni !:leinen Störnegeln als unangenehm laut ernhfunden wird,

  @@1F@r es muß dauernd von linnd nachreguliert werden,was sehr

  1*-3:;tiif bzw. sogar jef#ihrlich ablenkend sein k=ann (z.R. im

  fayirenden Kraftfahrzeug) .Eine Einrichtung zur automatischen

  f?ei,(-lizng erfaßt selbstt§tiö st,;indig den Peirel de:> Störgeräu-

  @:r.hes in der zu beschallenden Umgebung und bemißt danach die

  Lautstärke der Beschallungsanlage.

  Speziell für den Funkemf)f'rjrig in fahrenden KrFiftf'firrr@zcufrf@n

  ist es bekannt,die Laut-t#irke von der Drehzfjlildes Motors

  abh#irii,ig zu machen (LAS L 1U7715) ,oder über die Drehzahl einer

  in der Kühlluft rotierenden Luftschraube in Abhlrii#il;kei t von

  der Fahrgeschwindigkeit zu regeln.Ferner ist bekannt,die Lautstgrke über ein an das Gaspedal gekoppeltes Potentiometer einzustellen (s. deutsche Patente 665786,693839 und 694579).
• Diese Einrichtungen sind nur in Kraftfahrzeugen sinnvoll zu verwenden und ziehen jeweils nur eine Möglichkeit der vielf.ö1tigen Ursachen für den Lörm im fahrenden Kraftwagen in Betracht.
• Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde,die-Lautst;'rke einer elektroakustischen Beschallungsanlage automatisch dem akustischen Stör-Pegel der zu beschallenden Umgebung anzupassen,wobei die Funktionsweise der Einrichtung un:nbhöngic von der Art der verwendeten Tonauelle sein sollferner soll die Einrichtung die Lautst=irke unabh.@ngig von der H5he der Tonquellenspannung dem Störgeriusch-Pegel der Umgebung anpassen. .
• Diese Aufgabe wird erfindungsgem.Aß dadurch #elöst,daß die Lnutst@irkeregel ung vom Störgeröusch-Pegel der zu bescrnllenden Umgebung abhMngig gemacht wird,und dnß der AussteuerungsgrAd der von einer Gleichspannung bestimmt wird,die von einer durch eine elektroakustische Messung des Stör,-erMusch-Pegels erhaltenen Wechselspannung vermittels Verstörkung,Gleichrichtung und Integration nbgeleitet wird.Durch Verbindung der Pegelmessung mit einer niederfrequenzseitigen Regelung der LautstMrke ist die Regelung wirksam für alle zugeschalteten Tonauellen.Zweckmößig geschieht die elektroakustische :Kessung des Störgeräusch-Pegels zur Vermeidung einer akustischen Rückkopplung über ein Mikrofon mit Richtcharakter.Soll nur das Geräusch von Lärmqucllen,die sich außerhalb eines zu beschallenden abgeschlossenen Raumes (z.R. Inneres eines Kraftwagens) befinden,erfaßt werden,kann die Messung des Pegels beim Durchgang des Geräuschs durch die Außenwände des Raumes über ein Körperschall-Igikrofon erfolgen.Eine Freauenzbewertung des Störgeräuschs kann durch eine geeignete Form des Frequenzgangs von Mikrofon und Verstärkung erreicht werden.
• Soll bei der Bemessung der Lautstärke die Höhe der Tonquellenspannung berücksichtigt werden,muß zur Kompensierung von Schwankungen der Größe der Tonquellenspannung die Differenz aus einer lautstärkeabhängigen und einer gerMuschpegelebhängigen Meßspannung auf einen einstellbaren konstanten Wert geregelt werden derart,daß bei steigendem Geräusch-Pegel die Lautstärke zunimmt und umgekehrt.Diese Anordnung bietet eine Anpassung der Lautstärke an den Pegel des Störgerguschs,wobei die Lautstärke nicht von der Höhe der Tonauellenspannung abhängt.Zus4tzlich benötigt diese Anordnung jedoch eine Einrichtung,die für einen Bereich der Tonquellenspannung unterhalb einer einstellbaren Schwelle die Regelung mittels@einer Trigger-Schaltung blockiert und auf eine mittlere Lautst#irke festlegt.Dadurch wird bei Sendersuche,Sendepause,Platten-Wechsel oder sonstigen Unterbrechungen ein Hochregeln während der Pause vermieden. Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert.
• Ausführungsbeispiel 1 gewährleistet die automatische Anpassung der Lautstärke an den Störger:iusch-Pegel der zu beschallenden Umgebung unabhängig von der Art der verwendeten Tonauelle.Das vom "Zikrofon M gelieferte Signal U., wird von den Trensistorstufen Trl und Tr2 in der üblichen Weise verstärkt, die Steilheit der Verstärkung regelt Potentiometer Pl.Der Arbeitspunkt von Transistor Tr3 ist über die Widerstände R7 und R8 so eingestellt,daß er bei UM= 0 gesperrt ist und bei Uri $ 0 nur von den positiven Halbwellen geöffnet wird (Gleichrichtung).Der Kondensator C4 erhält über Potentiometer P2 eine einstellbare Vorspannung,die bei Ansteigen von ULI über R9 und Tr3 im Takt der positiven Halbwellen abgebaut wird (Integration).Die Spannung am Kondensator C4 stellt somit ein* :,a ß für den Pegel des vom :"Zikrofon erfaßten Störgeräusches dar. Transistor Tr4 bildet zusammen mit dem Widerstand R13 den gleichspannungsgesteuerten Spannungsteiler für die vom Vorverstärker der Wiedergabeanlage kommende Tonfreauenzspannung, die sich wegen und R12 nur in positiven Spannungsbereichen bewegt.R14 dient als Gegenkopplung und zusammen mit R15 und C7 zur Anhebung tiefer Frequenzen bei kleinem Teilerverhältnis.Transistor Tr4 bezieht seinen Basisstrom über R4 von C4. Mit Potentiometer P2 kann die Spannung Am Kondensator C4 so vorgewählt werden,daB das Teilerverhältnis Tr4/R13 die für den kleinsten vorkommenden Störgeräusch-Pegel angemessene Lautst#3rke l iefert.Für steigendes l,.ikrofonsignal U", sinkt die ...

  Spannung von C4 immer weiter ab (Zeitkonstante über R9 varia-

  bel),und das Teilerverhältnis Tr4/R13 nimmt zu. Sinkt UM -

  wieder ab,verkleinert sich der Entladestrom über R9 und Tr",

  J

  codaß C4 über Potentiometer P2- wieder auf eine höhere Spannung

  nachgeladen werden kann,was eine Verkleinerung des Teilerver-

  h,;iltnisses Tr4/R13 zur Folge hat.Da das Teilervehältnis Tr4/R13

  direkt die Lautstirke bestimmt,-folgt diese damit der Höhe der

  Mikrofonspannung L,rI und somit der Höhe des Störgeräusch-Pegels.

  M

  Durch Potentiometer P1 ist die Steilheit der Lautst-Irke-inderung

  bei variierendem Pegel des ätörgerluschs individuell wählbar.

  Ausführungsbeispiel 2 berücksichtigt bei der Bemessung der

  t"auts-törke zusätzlich die Höhe der von der verwendeten Ton-

  ruelLe gelieferten Tonfrequenzspannung.An den Anschlüssen des

  Lautsprechers L wird die Lautsprecherspannung t? L über ein

  hoch-ihmiges Potentiometer P1 abgenommen.Transistor Trl ist

  Eber die '"Jiderstände R1 und R2 so eingestellt,daß er für UL= 0

  gesperrt ist und für ULt 0 nur von den positiven Halbwellen

  ge@;ffnet wird.Transistor Tr? wird dadurch so #jngesteuert,daß

  er für UL= 0 voll geöffnet und für IJi!$ 0 im Takt der FIalb-

  wellen mehr oder weniger geschlossen wird (Gleichrichtung).

  Die Spannung des Kondensators C2 wird bestimmt durch die

  Einstellung des Potentiometers P?,dem Widerstand R7 und dem

  Zustand des Transistors Tr2 derart,daß für UL= 0 die Konden-

  satorspannung minimal ist (R7 parallel unterem Zweig von P?),

  und für den Maximalwert von UL die Kondensatorspannung maxi-

  mal ist (entsprechend Stellung von P? ).Die Gleichspannung des

  Kondensators C2 ist damit ein integrales Maß für die Größe der am Lautsprecher anliegenden `Nechselspannung und damit für die vom Lautsprecher abgestrahlte Lautst-irke.Der variable Spannungsteiler bei Transistor Tr7 bestimmt gleichspannungs- , abh§ngig den Anteil der vom VorverstMrker der Wiedergabeanlage gelieferten Tonfrequenzspannung,mit dem die Endstufe angesteuert werden soll.Wird dieses gleichspannungsabhängige Lautstörkepotentiometer von der lautst§rkeabhAngigen #,;Ießspannung des Kondensators C? gesteuert (Basiswiderstand R17),entsteht ein Regelkreis,der bestrebt ist,die Lautsprecherspannung UL und damit die abgegebene J,jutst§rke konstant zu halten. Die konstant einzuhaltene LautstArke kann über das Potentiometer P2 vorgewählt werden.Gleichzeitig beeinflußt auch die Spannung U", des Mikrofons ::! in der bereits oben beschriebenen 1V1 Weise die Spannung des Kondensators C2 derart,daß bei steigendem Störgeröusch-Pegel-die Spannung verringert wird und umgekehrt.Die Restspannung des Kondensators C? stellt somit die Differenz zwischen der lautst7irkeabilängigen und der störger.öuschabhiingigen I,:4eßgleichspannung dar,die vom Regelkreis konstant gehalten wird.DHs bedeutet,daß die Differenz zwischen abgegebener Lautstärke und St5rgeräusch-Pegel gegen Schwankungen der Lautstirke,verursacht von Änderungen der Höhe der Tonquellenspannung,und gegen Schwankungen des Störgeröusch-Pegels auf Konstanz geregelt wird.
• Der Arbeitspunkt von Transistor Tr ist über die WiderstMnde R23 und R ?4 so eingestellt,daß nur die positiven Halbwellen der vom Vorverstärker kommenden Tonfrequenzspannung den Transistor öffnen.Dadurch wird der Kondensator C9 so geladen,daß seine Spannung bei Absinken der Tonfrequenzspannung ansteigt, und bei Erreichen der Kippspannung des Triggers Tr9,Tr10 diesen zum Kippen bringt.Dad urch wird über TNiderstand R6 Transistor Tr3 geöffnet,der entsprechend dem Teilerverhältnis R3,R4 und R5 den Transistor Tr2 in eine Stellung bringt, der einer abgegebenen mittleren Lautstärke entspricht.Dadurch wird vermieden,daß bei Absinken der vom Vorverstärker gelieferten Tonfreqüenzspannung unter einen vom Potentiometer P4 bestimmten Minimalwert die Regelung "volle Lautstärke" einstellt.
• Ausführungsbeispiel 1 eignet sich besonders für stationäre Wiedergabeanlagen bei nicht häufigem Wechsel von Tonereignissen stark unterschiedlicher Quellenspannung.Hier wird gleichbleibende Veständlichkeit und Lautstärkeempfindung'erreicht bei elektroakustischen Darbietungen aller Art,z.B. bei auf leise Zimmerlautstarke eingestelltem Fernsehton trotz Überfliegens von Düsenflugzeugen (Wohnlage in Einflugschneiße) oder stark wechselnden Verkehrslärms.Ebenso kann die Lautstärke einer Beschallung mit "Hintergrundmusik" dem wechselnden Geräusch-Pegel des zu beschallenden Raums angepaßt-werden. Ausführungsbeispiel 2 findet Verwendung überall da,wo häufiger `Nechsel des Tonereignisses (z.B. Senderwahl) und schwankende Empfangsbedingungen bei stark variierendem StörgerUusch-Pegel ständig andere Lautst4rke-Einstellungen erfordern.Ein typisches Beispiel hierfür ist die 'Niedergabe in einem fahrenden Kraftwagen.Das Fahrgeräusch im Innenreum hat verschiedene, je nach Bauart des 'Hagens unterschiedlich hervortretende Quellen: 1. TvKotorgeröusch (abhängig von Drehzahl,Lastverhöltnissen, Gasdosierung) ?. Ablaufgeräusch der Reifen (abhängig von FahrbAhnbeschaffenheit,Art der Bereifung und Fahrgeschwindigkeit) 3. Mechanische Kraftübertragung (abhängig von eingelegtem Gang und Fahrgeschwindigkeit) 4. Windgeräusche an der Karosserie 5. Fremdgeräusche (Verkehrslärm im dichten Stadtverkehr). Alle Geräusche werden durch die Pegelmessung pauschal erfaßt. Dadurch wird für alle Fahrzustände die Lautst.örke optimal bemessen,unabhöngig von Art und Spannungshöhe der Toncuell.e.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Automatische Lautstörkeregelung von elektroakustischen 3eschallungsanlagen,dadurch gekennzeichnet,daß die Lautst§rkeregelung vom Störgeräusch-Pegel der zu beschallenden Umgebung abhängt,und daß die Aussteuerung der Endstufe durch eine Gleichspannung bestimmt wird,die von einer durch eine elektroakustische Messung des Störgerusch-Pegels_erhaltenen TNechselspannung vermittels Verstärkung, Gleichrichtung und Integration abgeleitet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet,daß die elektroakustische Messung des Störgeräusch-Pegels zur Ver-@ meidung elektroakustischer Rückkopplungen über ein Richt-oder Körperschall-iJikrofon erfolgt.
3. 3. Automatische Lautstärkeregelung von elektroakustischen Reschallungsanlagen,bei der die Lau-tstärkeregelung vom @törgeräusch-Pegel der zu beschallenden Umgebung abhingt, dadurch gekennzeichnet,daß zur Kompensierung von Schwankungen der Größe der Tonquellen-Spannung die Differenz aus einer lautstqrkeabhängigen und einer ger4uschpegelabh?ingigen li-deßspannung auf einen einstellbaren konstanten Wert geregelt wird derart,daß bei steigendem Ger4usch-Pegel die Lautst#irke zunimmt und umgekehrt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet,daß -für einen Bereich der Toncuellen-Spannung unterhalb einer einstellbaren Schwelle die Regelung blockiert und auf eine mittlere LautstIrke festgelegt wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Lautsterke niederfreouenzseitig erfolgt:
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3,dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzbewertung des ')ttirgerMusches durch die Form des Freouenzganges von P,7likro-fon und Versthrkung erfolgt.