DE19840147C2

DE19840147C2 - Verfahren zur automatischen Steuerung einer Tonwiedergabeeinrichtung und eine Tonwiedergabeeinrichtung

Info

Publication number: DE19840147C2
Application number: DE19840147A
Authority: DE
Inventors: Iacov Grinberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: DE19840147A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung einer Tonwiedergabeeinrichtung, wie z. B. Fernsehapparate, Empfänger, Tonbandgeräte, CD- Player, sowie die Konstruktion solcher Einrichtungen.

Es ist bereits ein Verfahren zur automatischen Steuerung einer Tonwiedergabeeinrichtung, mit einem elektroakustischen Wandler und einem System für die Zufuhr eines elektrischen Signals zum Wandler, wobei das Signal so gesteuert wird, daß die Lautstärke des Tons des Wandlers zu bestimmten Tageszeiten einen maximalen, voreinstellbaren Wert nicht übersteigt, bekannt (siehe DE 35 45 191 A1).

Die Steuerung wird in dem bekannten Verfahren durch die Begrenzung des Energieflusses zum Wandler verwirklicht. Aber eine solche Steuerung nur durch die Begrenzung des Energieflusses ist zwar effektiv, doch sehr grob. Ein gleich starker Energiefluß auf verschiedenen Frequenzen verursacht Geräusche, die für den Menschen verschieden laut klingen. In den höher entwickelten Einrichtungen wäre es also zweckmäßig, diese Tatsache zu berücksichtigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Steuerung der Tonwiedergabe einrichtung so zu verbessern, dass die Wahrscheinlichkeit Nachbarn und andere unbeteiligte Personen beim Betrieb der Ton wiedergabeeinrichtung zu belästigen, weiter sinkt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Begrenzung der Lautstärke der Energiefluß des Signals so gesteuert wird, daß

- der durch das menschliche Ohr hörbare Tonfrequenzbereich in Teiltonfrequenzbereiche aufgeteilt wird,
- der Energiefluß des Signals in diesen Teiltonfrequenzbereichen gemessen wird,
- die erhaltene Werte mit Koeffizienten die die Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs in entsprechenden Teiltonfrequenzbereichen widerspiegeln multipliziert werden,
- und die erhaltenen Produkte summiert werden.

Wenn der Fernsehapparat in dem Gemeinschaftsraum eines Altersheims benutzen wird, sollte man auch die Tatsache berücksichtigen, daß ältere Leute in der Regel höhere Frequenzen einfach nicht mehr wahrnehmen, und die ganze Lautstärke auf diesen Frequenzen einfach umsonst verlorengeht. Auch wenn es um einen bestimmten Benutzer geht, sollte seine persönliche Hörempfindlichkeit auf verschiedenen Frequenzen Beachtung finden. Das heißt also, daß:

- Koeffizienten der Empfindlichkeit verwendet werden, die für den Durchschnitt einer Menschengruppe spezifisch sind, oder
- Koeffizienten der Empfindlichkeit verwendet werden, die für einen bestimmten Benutzer spezifisch sind.

Aber auch Lautsprecher und Kopfhörer haben in den seltensten Fällen eine gleichmäßige Charakteristik und wandeln einen gleich starken Energiefluß auf z. B. 100 Hz und 15.000 Hz in Töne verschiedener Lautstärke um. Auch sind diese Charakteristiken von Lautsprechern und Kopfhörern von Gerät zu Gerät verschieden. Auch diese Tatsache sollte in den modernen Geräten berücksichtigt werden. Das heißt, daß es zweckdienlich ist auch dieser Fakt zu berücksichtigen. Das heißt, daß:

- die Produkte für die Teiltonfrequenzbereiche vor der Summenbildung mit Koeffizienten, die die Effektivität der Wiedergabe des Wandlers in entsprechenden Teiltonfrequenzbereichen widerspiegeln, multipliziert werden.

In den meisten Häusern gibt es eine Hausordnung und ihr zufolge darf die Lautstärke zu einer bestimmten Zeit nicht einen bestimmten Wert überschreiten. Aber die bereits bekannten Verfahren ermöglichen es nur, die Lautstärke automatisch für verschiedene Betriebsarten (Schlummerbetrieb und Weckerbetrieb) einzustellen (siehe DE 40 10 792 A1). Um die Forderungen der Hausordnung einwandfrei zu erfüllen, wäre es zweckdienlich, die maximale Lautstärke auch abhängig von der Tageszeit einzustellen.

Es ist bereits eine Tonwiedergabeeinrichtung, mit einem elektroakustischen Wandler und einem System für die Zufuhr eines elektrischen Signals zum Wandler, einer Einrichtung für die Begrenzung der Lautstärke zu bestimmten Tageszeiten auf einen maximalen, voreinstellbaren Wert sowie einem Analysier- und Vergleichsblock (AVB) mit einem ersten Eingang der mit dem Ausgang des Systems verbunden ist und einem zweiten Eingang der mit dem Ausgang eines Blocks für Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) verbunden ist, und einem Ausgang der entweder

- mit dem ersten Eingang eines Dämpfers verbunden ist dessen zweiter Eingang mit einem zweiten Ausgang des Systems verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem Wandler verbunden ist;
- oder mit dem Eingang des Systems verbunden ist, wobei der zweite Ausgang des Systems mit dem Wandler verbunden ist, bekannt (siehe DE 35 45 191 A1).

Um mit der bekannten Tonwidergabeeinrichtung das vorgeschlagene Verfahren zu verwirklichen, braucht diese Einrichtung folgende Weiterentwicklungen:

- der Analysier- und Vergleichsblock (AVB) enthält einen Teiler, der den Tonfrequenzbereich in Teiltonfrequenzbereiche aufteilt, wobei
- der Eingang des Teilers mit dem Eingang des Analysier- und Vergleichsblocks (AVB),
- der Ausgang des Teilers mit dem Eingang des Energieflußmeßblocks,
- der Ausgang des Energieflußmeßblocks mit dem ersten Eingang des Multiplizierblocks,
- der zweite Eingang des Multiplizierblocks mit dem Ausgang eines Blocks für Hörkoeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen,
- der Ausgang des Multiplizierblocks mit dem Eingang eines Summators,
- der Ausgang des Summators mit dem ersten Eingang eines Vergleichers,
- der zweite Eingang des Vergleichers mit dem Ausgang des Blocks für Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) und
- der Ausgang des Vergleichers mit dem Ausgang des Analysier- und Vergleichsblocks (AVB) verbunden sind;
- die Tonwidergabeeinrichtung weist einen Block für durchschnittliche Hörkoeffizienten und einen Block für individuelle Hörkoeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen auf und der zweite Eingang des ersten Multiplizierblocks ist mit den Ausgängen der beiden Koeffizientenblöcke über Schalter verbunden;
- die Tonwiedergabeeinrichtung weist einen zweiten Block für Koeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen auf, der die Wiedergabeeffizienz des Wandlers, wie eines Lautsprechers oder Kopfhörers berücksichtigt, auf und der zweite Eingang eines zweiten Multiplizierblocks ist mit dem Ausgang des zweiten Blocks verbunden;
- zwei zweite Blöcke sind mit dem zweiten Eingang des zweiten Multiplizierblocks durch Schalter verbunden;
- die Tonwiedergabeeinrichtung enthält einen Block, der den autorisierten Zutritt zum Block für die Eingabe der maximalen Lautstärke ermöglicht.
- der Eingang des Blocks für die Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) ist mit einem Ausgang des Tageszeitsgebers verbunden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des vorgeschlagenen Apparats, in dem das vorgeschlagene Verfahren verwirklicht worden ist, Variante mit Rückmeldung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des vorgeschlagenen Apparats, in dem das vorgeschlagene Verfahren verwirklicht worden ist, Variante mit Dämpfer;

Fig. 3 Variante des Anschlusses des Blocks der Koeffizienten der Empfindlichkeit und des Blocks der Koeffizienten, die die Effektivität der Wiedergabe des Tons durch die verschiedenen Wandler in entsprechenden Teiltonfrequenzbereichen widerspiegeln.

Die Tonwiedergabeeinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 schließt den Lautsprecher 1 ein, welcher die für die Tonerzeugung benötigten Signale von dem System 2 bekommt, mit dem er durch die Leiter 3 verbunden ist. Das System 2 ist dabei ein Teil von einem Radio, Fernsehapparat, Tonbandgerät usw. Die Signale für die Tonerzeugung gehen zum Teiler 4, der den ganzen Tonfrequenzenbereich, in dem das menschliche Ohr hört, in Teiltonfrequenzbereiche aufteilt, und vom Teiler 4 weiter zum Energieflußmeßblock 5, der den Energiefluß in diesen Teiltonfrequenzbereichen mißt und die so erhaltenen Werte zu dem ersten Multiplizierblock 6 schickt Block 6 bekommt die Hörkoeffizienten entweder von dem Block 7 (durchschnittliche menschliche Koeffizienten) oder von dem Block 8 (individuelle Koeffizienten des Benutzers). Die Blöcke 7 und 8 sind dabei durch den Umschalter 9 mit dem Block 6 verbunden. Der Block 6 multipliziert die von dem Block 5 erhaltenen Werte mit den erhaltenen Hörkoeffizienten und sendet die so gewonnenen Produkte weiter an den zweiten Multiplizierblock 10. Der Block 10 bekommt die Koeffizienten der Umwandlung des Signals in Ton von dem Block 11 (Koeffizienten für den Lautsprecher 1) oder von dem Block 12 (Koeffizienten für den Kopfhörer 13). Die Blöcke 11 und 12 sind dabei durch den Umschalter 14 mit dem Block 10 verbunden. Der Block 10 multipliziert die von dem Block 6 erhaltenen Werte mit den erhaltenen Koeffizienten und sendet die so gewonnenen Produkte weiter, zu dem Summator 15. Dieser addiert die erhaltenen Werte miteinander und schickt die Summe weiter an den Vergleicher 16.

Die Blöcke 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 15 und 16 kann man zusammen mit ihren Verbindungen als den Analysier- und Vergleicherblock (gestrichelt umkreist) betrachten.

Zudem bekommt der Vergleicher 16 ein zweites Signal, das von dem Block 17 für die Eingabe der maximale Werte für die Lautstärke kommt. Diese Werte können entweder stabil sein oder sich in Abhängigkeit von der Tageszeit verändern. In dem letzten Fall bekommt der Block die laufenden Daten zu der Tageszeit von dem Block 18, dem Tageszeitgeber. Um zu verhindern, daß Kinder die Daten in dem Block 17 eigenmächtig verändern, gibt es den Block 19 für den autorisierten Zutritt zu dem Block 17.

Der Vergleicher 16 vergleicht die Daten von dem Block 15 mit denen von dem Block 17 und sendet die Daten dieses Vergleichs entweder zurück zu dem System 2 (Fig. 1) oder zu dem Dampfer 20 (Fig. 2). Das System 2 vermindert das Signal, das zu dem Lautsprecher 1 bzw. dem Kopfhörer 13 geht, der Dämpfer 20 dämpft, falls es nötig ist, das Signal, das zu dem Lautsprecher 1 bzw. dem Kopfhörer 13 geht.

Die durchschnittlichen menschlichen Hörkoeffizienten sind im Block 7 und die Koeffizienten der Umwandlung des Signals in Ton für den eingebauten Lautsprecher im Block 11 gespeichert; diese beiden Arten von Koeffizienten sollen bereits in der Fabrik gespeichert werden sein. Die individuellen Hörkoeffizienten und die Koeffizienten der Umwandlung des Signals iu Tun für einen beliebigen Kopfhörer oder einen zusätzlichen Lautsprecher soll der Benutzer selbst in die Blöcke 8 bzw. 12 eingeben.

An der Fig. 3 sind die anderen Anschlüsse des Blocks 8 und 12 gezeigt.

In diesem Fall ist der Ausgang des Blocks 7 mit dem zweiten Eingang des Blocks 6 und der Ausgang des Blocks 8 durch den Schalter 21 mit dem Eingang des Blocks 7 verbunden. Der Ausgang des Blocks 11 ist mit dem zweiten Eingang des Blocks 10 verbunden, und der Ausgang des Blocks 12 durch den Schalter 22 mit dem Eingang des Blocks 11. In den Blöcken 8 und 12 befinden sich in diesem Fall die "Korrekturkoeffizienten".

Alle beschriebenen Blöcke sind technisch leicht zu verwirklichen, z. B. als Saftware für Mikroprozessoren, die es heute in Radio- und Fernsehapparaten gibt.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Steuerung einer Tonwiedergabeeinrichtung, mit einem elektroakustischen Wandler und einem System für die Zufuhr eines elektrischen Signals zum Wandler, wobei das Signal so gesteuert wird, daß die Lautstärke des Tons des Wandlers zu bestimmten Tageszeiten einen maximalen, voreinstellbaren Wert nicht übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Lautstärke der Energiefluß des Signals so gesteuert wird, daß
der durch das menschliche Ohr hörbare Tonfrequenzbereich in Teiltonfrequenzbereiche aufgeteilt wird,
der Energiefluß des Signals in diesen Teiltonfrequenzbereichen gemessen wird,
die erhaltene Werte mit Koeffizienten die die Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs in entsprechenden Teiltonfrequenzbereichen widerspiegeln multipliziert werden,
und die erhaltenen Produkte summiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Koeffizienten der Empfindlichkeit verwendet werden, die für den Durchschnitt einer Menschengruppe spezifisch sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Koeffizienten der Empfindlichkeit verwendet werden, die für einen bestimmten Benutzer spezifisch sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte für die Teiltonfrequenzbereiche vor der Summenbildung mit Koeffizienten, die Effektivität der Wiedergabe des Wandlers in entsprechenden Teiltonfrequenzbereichen widerspiegeln multipliziert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Tageszeit der Begrenzung der Lautstärke voreingestellt wird.

6. Tonwiedergabeeinrichtung, mit einem elekroakustischen Wandler und einem System (2) für die Zufuhr eines elektrischen Signals zum Wandler, und einer Einrichtung für die Begrenzung der Lautstärke zu bestimmten Tageszeiten auf einen maximalen, voreinstellbaren Wert sowie einem Analysier- und Vergleichsblock (AVB) mit einem ersten Eingang der mit dem Ausgang des Systems (2) verbunden ist und einem zweiten Eingang der mit dem Ausgang eines Blocks (17) für Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) verbunden ist, und einem Ausgang der entweder
mit dem ersten Eingang eines Dämpfers (20) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit einem zweiten Ausgang des Systems (2) verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem Wandler verbunden ist;
oder mit dem Eingang des Systems (2) verbunden ist, wobei der zweite Ausgang des Systems (2) mit dem Wandler verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Analysier- und Vergleichsblock (AVB) einen Teiler (4) enthält der den Tonfrequenzbereich in Teiltonfrequenzbereiche aufteilt, wobei verbunden ist
der Eingang des Teilers (4) mit dem Eingang des Analysier- und Vergleichsblocks (AVB),
der Ausgang des Teilers (4) mit dem Eingang des Energieflussmessblocks (5),
der Ausgang des Energieflussmessblocks (5) mit dem ersten Eingang des Multiplizierblocks (6),
der zweite Eingang des Multiplizierblocks (6) mit dem Ausgang eines Blocks (7, 8) für Hörkoeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen,
der Ausgang des Multiplizierblocks (6) mit dem Eingang eines Summators (15),
der Ausgang des Summators (15) mit dem ersten Eingang eines Vergleichers (16),
der zweite Eingang des Vergleichers (16) mit dem Ausgang des Blocks (17) für Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) und
der Ausgang des Vergleichers (16) mit dem Ausgang des Analysier- und Vergleichsblocks (AVB).

7. Tonwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block (7) für durchschnittliche Hörkoeffizienten und einen Block (8) für individuelle Hörkoeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen aufweist und zweite Eingang des ersten Multiplizierblocks (6) mit den Ausgängen der beiden Koeffizientenblöcke (7, 8) über Schalter (9, 21) verbunden ist.

8. Tonwiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Block (11, 12) für Koeffizienten in verschiedenen Frequenzbereichen aufweist, der die Wiedergabeeffizienz des Wandlers, wie eines Lautsprechers oder Kopfhörers berücksichtigt und der zweite Eingang eines zweiten Multiplizierblocks (10) mit dem Ausgang des zweiten Blocks (11, 12) verbunden ist.

9. Tonwiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zweite Blöcke (11, 12) mit dem zweiten Eingang des zweiten Multiplizierblocks (10) durch Schalter (14, 22) verbunden sind.

10. Tonwiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Block (19) enthält, der den autorisierten Zutritt zum Block (17) für die Eingabe der maximalen Lautstärke ermöglicht.

11. Tonwiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Blocks 17 für Eingabe der maximalen Lautstärke (BEML) mit einem Ausgang des Tageszeitsgebers (18) verbunden ist.