DE202008016233U1

DE202008016233U1 - Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung für ein Audiosystem

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Publication number: DE202008016233U1
Application number: DE200820016233
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2018-12-09

Abstract

Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung, welche enthält: einen Entzerrer-Satz (2) und einen Kalibrierer, wobei der Entzerrer-Satz (2) eine Mehrzahl von Einstellschaltungen (23) enthält, wobei der Kalibrierer mit einem Frontend von dem Entzerrer-Satz (2) verbunden ist und eine Frequenzsteuerschaltung (21), einen Signalgenerator (22), eine Verstärkerschaltung (41), eine Vergleichsschaltung (42) und eine Anzeigeschaltung (44) enthält, wobei
der Signalgenerator (22) elektrisch mit den Einstellschaltungen (23) von dem Entzerrer-Satz (2) und der Frequenzsteuerschaltung (21) verbunden ist;
die Frequenzsteuerschaltung (21) eine Referenzfrequenz (26) und eine Mehrzahl von Testfrequenzen (27) bereitstellt;
die Verstärkerschaltung (41) mit einem Mikrofon (4) verbunden ist und elektrisch mit der Vergleichsschaltung (42) verbunden ist;
die Vergleichsschaltung (42) elektrisch mit der Anzeigeschaltung (44) über einen Komparator (43) davon verbunden ist und dazu ausgelegt ist, eine Referenzspannung (46) aufzunehmen; und
der Entzerrer-Satz (2) mit einem Lautsprecher (3) verbunden ist, wobei
die Frequenzsteuerschaltung (21) dazu gesteuert ist, die Referenzfrequenz (26) zum...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Audiosysteme und genauer gesagt auf einen Analogschaltungsentwurf von einer Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung für ein Audiosystem, welches eine Vorkalibrierung von einem Audiosystem erlaubt.
Eine Entzerrer- oder Klangsteuerung wird für gewöhnlich in einem Audiosystem zur Korrektur oder zur Entzerrung des Frequenzverhaltens von einem Signal verwendet. Wie in 1 gezeigt, wenn ein Audio-Abspielgerät, wie beispielsweise ein CD-Abspielgerät, ein DVD-Abspielgerät oder ein AM/FM-Radiotuner oder jegliche weitere Klangquelle, ein Audiosignal an das Eingabeende von einem Entzerrer ausgibt, werden die Frequenz und Amplitude von dem Audiosignal durch den Entzerrer eingestellt, wird dann das ausgegebene Signal an eine Lautstärkesteuerschaltung gesendet, wird dann das Signal durch einen Audioverstärker verstärkt, um einen Lautsprecher für eine Audioausgabe anzutreiben. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Benutzer die Amplitude von jeder vorbestimmten Frequenz unabhängig von einem Akustik-Ausgleich manuell einstellen. Reguläre Audiosysteme können ein Einstellmittel zur Hochfrequenzsteuerung, Mittelfrequenzsteuerung, Tieffrequenzsteuerung, Klangsteuerung oder Grafik-Entzerrer-Klangsteuerung haben, jedoch erlauben sie keinerlei Kalibrierung. Ein Benutzer kann ein Audiosystem manuell gemäß seinen eigenen persönlichen Präferenzen kalibrieren. Dieses Kalibrierverfahren kann kein ausgeglichenes Frequenz- und Amplitudenverhalten erzielen. Bei regulären Audiowiedergabevorrichtungen, insbesondere Lautsprecher, ist es schwierig, ein ausgeglichenes Frequenzverhalten zu erlangen. Insbesondere kann eine Stehwelle bei einem Tieffrequenzband in einem Raum entsprechend einer spezifischen Frequenz an einer konstanten Position verbleiben, welches Schwankungen bei einer Klangstärke, das heißt eine Ausbildung von einer Wellenspitze und einem Wellental im Raum, bewirkt. Diese Schwankung führt zu einer Amplitudenstörung. Sie bewirkt ein unbehagliches Hörerlebnis. Dieses Problem besteht bei regulären Audiosystemen und ist schwierig zu beheben.
Es ist ein Verfahren bekannt, bei welchem unabhängige Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Signalgenerator, ein Spektrum-Analysator, ein Testmikrofon, ein Grafik-Entzerrer, ein Audioverstärker, ein Lautsprechersystem, usw., gemeinsam zum Testen und Kalibrieren eines Audiosystems verwendet werden. Jedoch sind diese Testsysteme teure Systeme. Der Betrieb von diesen Testsystemen erfordert eine spezielle Technologie. Lediglich professionelle Techniker können diese Systeme verwenden. Daher werden diese Systeme für gewöhnlich für Testraumverhalten, wie beispielsweise in einem Konzertsaal, Opernsaal oder auf der Bühne, bei der Korrektur von der Wandkrümmung, Modifikation von Polstermaterialien oder Installation von akustischen Diffusern oder akustischen Absorptionsmaterialien verwendet, um Stehwellen zu reduzieren und eine Hörwirkung zu verbessern. Jedoch sind diese professionellen Testvorrichtungen teuer und erfordern viel Installationsraum, welches durch einen herkömmlichen Benutzer nicht erschwinglich ist.
Es ist bekannt, dass ein Audiosystem gut kalibriert sein muss, um eine genaue Klangwirkung bereitzustellen. Jedoch ist die Entzerrer- und Klangsteuerung von einem regulären Audiosystem lediglich für eine Einstellung gemäß den Benutzerpräferenzen bereitgestellt.
Daher ist es wünschenswert, ein Audiosystem bereitzustellen, welches die zuvor genannten Probleme beseitigt und eine perfekte Wiedergabe des ursprünglichen Klanges erzielt.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der Umstände ausgeführt.
Die grundlegende Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters liegt in der Bereitstellung von einer Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung für ein Audiosystem, welche das Problem von einer unausgeglichenen Amplitude und einer Stehwellen-Interferenz, welche durch die Lautsprecher von dem Audiosystem verursacht werden, löst, und welche den Raum reduziert, in welchem das Audiosystem installiert werden muss, wodurch somit die Hör-Klangqualität verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Um diese Aufgabe und weitere Aufgaben von der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Mikrofon dazu verwendet, um einen Lautsprecher-Ausgabeklang entsprechend jedem vorbestimmten Frequenzpunkt zum Vergleich mit einem jeweiligen Referenzwert aufzunehmen, so dass die Amplitude von jedem Frequenzpunkt entzerrt wird, wodurch eine Amplitudenstörung aufgrund von Diskrepanzen in Audiosystemen, Lautsprechern oder des Raumes beseitigt wird. Mittels der Anwendung von der Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung ist das Ausgabe-Frequenzspektrum (Frequenz und Amplitude) von der Audioausgabe des Audiosystems nahe dessen von dem ursprünglichen Klang.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
1 ein Blockdiagramm von einem Audiosystem gemäß dem Stand der Technik,
2 ein Blockdiagramm von einem Audiosystem, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
3 eine Vorderansicht von einem Front-Bedienfeld des Audiosystems, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und
4 einen Schaltplan von einem Teil des Audiosystems, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Bezug nehmend auf 2 bis 4 enthält ein Audiosystem ein Gehäuse (s. 3). Das Gehäuse hat darin eine Mehrzahl von Signalverbindungen 11, einen Eingabesignal-Schalter 12 zum Auswählen von einer von den Signalverbindungen 11 als eine Audiosignaleingabe, einen Leistungsschalter 13, einen Entzerrer-Satz 2, welcher eine Mehrzahl von Einstellschaltungen 23 bereitstellt, eine Audio-Ausgabevorrichtung, beispielsweise ein Lautsprecher 3, welcher elektrisch mit dem Entzerrer-Satz 2 verbunden ist, eine Lautstärke-Steuerschaltung 31 zum Regeln der ausgegebenen Klanglautstärke von dem Lautsprecher 3 und einen Audioverstärker 32 zum Verstärken eines eingegebenen Audiosignals zur Ausgabe über die Audio-Ausgabevorrichtung, beispielsweise der Lautsprecher 3, installiert.
Die Haupteigenschaft des Audiosystems von der vorliegenden Anmeldung liegt in dessen Audio-Kalibrierung. Das Audiosystem enthält einen Testschalter 14, welcher elektrisch mit dem Kalibrierer verbunden ist, und eine Testlampe 15, welche elektrisch mit dem Testschalter 14 verbunden ist. Das Gehäuse von dem Audiosystem hat ferner darin eine Mikrofonbuchse 40 zur Verbindung mit einem externen Mikrofon 4 und eine Verstärkerschaltung 41, welche innerhalb des Gehäuses befestigt ist und mit der Mikrofonbuchse 40 für eine Klangpegel-Steuerschaltung 47 elektrisch verbunden ist, installiert.
Zur Vorkalibrierung wird der Testschalter 14 umgelegt, um das Kalibriersignal einzuschalten. Wie in 2 gezeigt, ist der Testschalter 14 elektrisch mit einem Signalgenerator 22 verbunden. Das durch den Signalgenerator 22 erzeugte Signal wird an die Einstellschaltungen 23 von dem Entzerrer-Satz 2 übertragen. Der Signalgenerator 22 ist elektrisch mit einer Frequenzsteuerschaltung 21 verbunden, welche eine Referenzfrequenz 26 und eine Mehrzahl von Testfrequenzen 27 bereitstellt. Es sind jeweils Starttasten 24 und 28 elektrisch mit der Referenzfrequenz 26 und den Testfrequenzen 27 verbunden. Es sind jeweils Startanzeigelampen 25 und 29 elektrisch mit den Starttasten 24 und 28 verbunden, um einen Betriebsstatus anzuzeigen. Zunächst stellt die Referenzfrequenz 26 ein Klangsignal bereit. Die Lautstärke von diesem Klangsignal ist über die Lautstärkesteuerschaltung 31 einstellbar. Der Benutzer stellt die Lautstärkesteuerung gemäß der Klanglautstärke ein, welche über den Lautsprecher 3 ausgegeben wird und von dem Benutzer gehört wird. Ferner wird das von dem Lautsprecher 3 ausgegebene Klangsignal über die Luft übertragen und durch das Mikrofon aufgenommen.
Das Mikrofon 4 kann ein breitbandiges professionelles Equipment sein. Das eingegebene Klangsignal von dem Mikrofon 4 wird über die Verstärkerschaltung 41 verarbeitet, an welcher eine Vergleichsschaltung 42 und eine Anzeigeschaltung 44 elektrisch verbunden sind. Die Vergleichsschaltung 42 stellt das Eingabeklangsignal einem Komparator 43 zum Vergleich mit einer Referenzspannung 46 bereit. Die Anzeigeschaltung 44 zeigt das Vergleichsergebnis, welches von dem Komparator 43 erlangt wird, mittels Anzeigelampen 45 an, welche unterschiedlichen Anzeigewerten entsprechen (s. 3). Alternativ kann die Anzeigeschaltung 44 dazu ausgelegt sein, um das Vergleichsergebnis mittels einer LED oder einer LCD-7-Digit-Segmentanzeige, welche einer IC-Steuerung unterliegt, anzuzeigen.
Wenn die Anzeige von der Referenzfrequenz den Nullpunkt nicht anzeigt (keine Anzeige von der entsprechenden Lampe oder des Digit-Wertes), wird die Klangpegel-Steuerschaltung 47 betrieben, welche elektrisch mit der Verstärkerschaltung 41 verbunden ist, um die Lautstärke von dem Mikrofon 4 zu regeln, wodurch die Anzeige-Ablesung auf Null eingestellt wird, um die Referenzfrequenz einzustellen. Danach wird der Klang von den Testfrequenzen getestet und deren Lautstärke einzeln geregelt.
Für gewöhnlich wird 1000 (1 k) Hz als Referenzfrequenz eingestellt, und wird der Frequenzbereich 16 Hz bis 20 KHz oder das Tieffrequenzband 18–180 Hz mittels eines Drittel-Oktave-Bandfilters in 18, 23, 29, 36, 45, 57, 72, 90, 114, 143 und 180 Hz Frequenzpunkte unterteilt. Bei einem regulären Audio-Equipment ist es am schwierigsten, dass das Tieffrequenzverhalten von den Lautsprechern gut eingestellt ist. Ferner beeinflusst die Distanz zwischen dem Lautsprecher und der Rück wand die Lautstärke von dem Tieffrequenzklang. Um den Komplexitätsgrad von der Schaltung zu verringern, verarbeitet eine vorliegend bevorzugte Ausführungsform lediglich Tieffrequenzen. Die Klanglautstärke (Wellenamplitude) schwankt mit den Frequenzen in Relation zu dem Audiosystem und der Raum-Stehwelle. Mittels einer Einstellung der Einstelltasten von den Einstellschaltungen 23 entsprechend der jeweiligen Frequenzen wird das Ablesen von der Anzeige der Anzeigeschaltung 44 jeweils auf Null eingestellt. Nachdem die Einstellung vorgenommen ist, wird der Testschalter 14 ausgeschaltet. Danach wird das Audio-Abspielgerät-Signal mit dem kalibrierten Entzerrer-Satz 2 verbunden und dann durch den Audioverstärker 32 zur Ausgabe über die Lautsprecher 3 verstärkt.
Wie in 4 gezeigt, ist der Signalgenerator 22 ein Wien-Brückensignalgenerator, welcher einen Operationsverstärker OP und ein Paar von Widerständen 241 und 222 zur Leistungssteuerung enthält, wobei die Frequenzsteuerschaltung 21 eine RC-Brückenschaltung enthält, welche einen Widerstand 211 und einen Kondensator 212 enthält. Der Signalgenerator 22 ist elektrisch mit einer Mehrzahl von Riegelschaltern 213 verbunden. Mittels einer Änderung des Wertes von dem Widerstand 211 oder dem Kondensator 212 wird die Oszillationsfrequenz in Relation geändert. Die Werte von den Kondensatoren 231 und Spulen 232 von den Einstellschaltungen 23 von dem Entzerrer-Satz 2 bestimmen die Frequenz. Die Spulen 232 und Kondensatoren 231 von dem Entzerrer-Satz 2 entsprechen den Oszillationsfrequenzen von der Frequenzsteuerschaltung 21. Die einstellbaren Widerstände von den Einstellschaltungen 23 von dem Entzerrer-Satz 2 können nach rechts gerichtet eingestellt werden, um die Verstärkung zu erhöhen, oder nach links gerichtet eingestellt werden, um die Verstärkung zu reduzieren.
Der Teil von der Vergleichsschaltung 42, dem Komparator 43, der Anzeigeschaltung 44, der Anzeigelampe 45 und der Referenzspannung 46 von dem in 4 gezeigten Schaltplan ist ein vereinfachter Schaltungsaufbau in Relation zu dem in 2 gezeigten Blockdiagramm.
Zusammengefasst fügt die Erfindung eine Mikrofonschaltung und eine Vergleichsschaltung hinzu, um einen halb-automatischen Modus aufzubauen, wodurch es einem Benutzer ermöglicht wird, die Null-Ablesung von der Referenzfrequenz zur Referenzfrequenz-Einstellsteuerung und Null-Ablesung-Einstellsteuerung von jedem Frequenzpunkt einzustellen, so dass das Audiosystem und das Raumverhalten für ein ausgeglichenes Frequenzspektrumverhalten nahezu standardisiert sind, wodurch eine Vorkalibrierung trotz einer Raum- oder Audiosystem-Diskrepanz ermöglicht wird. Daher unterscheidet sich die freie Einstellung der Klangsteuerung von der vorliegenden Erfindung vollständig von dem Entwurf aus dem Stand der Technik, das heißt, dass die Erfindung es ermöglicht, dass das Audiosystem hinsichtlich einer Raumumgebung kalibriert wird, um das Frequenzspektrum für beste Höreindrücke auszugleichen. Mittels der Anwendung von der vorliegenden Erfindung kann das Frequenzverhalten in jeglichen Raumdimensionen ausgeglichen werden, wodurch eine perfekte Wiedergabe des ursprünglichen Klanges erzielt wird.
Obwohl eine bestimmte Ausführungsform von der Erfindung zum Zwecke der Darstellung detailliert beschrieben wurde, können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang von der Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist die Erfindung, mit Ausnahme durch die anliegenden Ansprüche, nicht zu beschränken.

Claims

Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung, welche enthält: einen Entzerrer-Satz (2) und einen Kalibrierer, wobei der Entzerrer-Satz (2) eine Mehrzahl von Einstellschaltungen (23) enthält, wobei der Kalibrierer mit einem Frontend von dem Entzerrer-Satz (2) verbunden ist und eine Frequenzsteuerschaltung (21), einen Signalgenerator (22), eine Verstärkerschaltung (41), eine Vergleichsschaltung (42) und eine Anzeigeschaltung (44) enthält, wobei der Signalgenerator (22) elektrisch mit den Einstellschaltungen (23) von dem Entzerrer-Satz (2) und der Frequenzsteuerschaltung (21) verbunden ist; die Frequenzsteuerschaltung (21) eine Referenzfrequenz (26) und eine Mehrzahl von Testfrequenzen (27) bereitstellt; die Verstärkerschaltung (41) mit einem Mikrofon (4) verbunden ist und elektrisch mit der Vergleichsschaltung (42) verbunden ist; die Vergleichsschaltung (42) elektrisch mit der Anzeigeschaltung (44) über einen Komparator (43) davon verbunden ist und dazu ausgelegt ist, eine Referenzspannung (46) aufzunehmen; und der Entzerrer-Satz (2) mit einem Lautsprecher (3) verbunden ist, wobei die Frequenzsteuerschaltung (21) dazu gesteuert ist, die Referenzfrequenz (26) zum Empfang durch das Mikrofon (4) auszugeben, um zu ermöglichen, dass die Referenzfrequenz (26) durch die Verstärkerschaltung (41) verstärkt wird, und dann der Vergleichsschaltung (42) für einen Vergleich mit der Referenzspannung (46) bereitgestellt wird, so dass die Anzeigeschal tung (44) das Vergleichsergebnis anzeigt, wobei, wenn das Vergleichsergebnis ungleich Null ist, eine jeweilige Klangpegel-Steuerschaltung (47) von der Verstärkerschaltung (23) auf einen Nullpunkt als Referenzpunkt zum Vergleich eingestellt wird, und die Frequenzsteuerschaltung (21) dann zur Ausgabe der Testfrequenzen (27) zur Einstellung über die jeweiligen Einstellschaltungen (23) von dem Entzerrer-Satz (2) gesteuert wird, so dass die Anzeigeschaltung (44) den jeweiligen Nullpunkt anzeigt, und es dann einem Audio-Abspielgerät ermöglicht wird, ein Klangsignal über den Entzerrer-Satz (2) auszugeben, um zu bewirken, dass der Lautsprecher (3) einen Klang erzeugt.
Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, welche ferner einen Testschalter (14) enthält, welcher elektrisch mit einem Frontend von dem Signalgenerator (22) verbunden ist.
Kombination-Entzerrer- und Kalibrier-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, welche ferner einen Satz von Teststarttasten (24, 28), welche jeweils elektrisch mit der Frequenzsteuerschaltung (21) verbunden sind, um jeweils die Ausgabe von der Referenzfrequenz (26) und den Testfrequenzen (27) zu steuern, und eine Mehrzahl von Startanzeigelampen (25, 29) enthält, welche jeweils elektrisch mit den Teststarttasten (24, 28) verbunden sind, um einen Betriebsstatus von den Teststarttasten (24, 28) anzuzeigen.