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Einrichtung zur automatischen Lautstärkeanpassung eines
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akustischen Signalgebers an den Umgebungsgeräuschpegel
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Lautstärkeanpassung eines
akustischen Signalgebers an den Umgebungsgeräuschpegel, insbesondere zur automatischen
Lautstärkeanpassung eines Kraftfahrzeugrundfunkempfängers, -plattenspielers, -recorders,
-fernsprechers, -funkgeräts oder dergl. an die Motor- und Fahrgeräusche des Kraftfahrzeugs.
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Wenn man in einem Kraftfahrzeug den Rundfunkempfänger eingeschaltet
hat, dann ist es oft erforderlich, daß die Lautstärke des Rundfunkempfängers nachgestellt
werden muß, weil sich der Geräuschpegel im Kraftfahrzeug verändert und bei dem veränderten
Geräuschpegel die vorher eingestellte Lautstärke entweder als zu stark oder zu schwach
empfunden wird, jenachdem ob sich der Geräuschpegel erhöht oder erniedrigt hat.
Besonders häufig ist es erforderlich, die Lautstärke des Rundfunkempfängers im Kraftfahrzeug
bei Ausfahrten aus Ortschaften und beim Einfahren in die Ortschaften sowie im innerstädtischen
Verkehr an den Verkehrssignalampeln zu ändern, weil hier besonders deutliche Änderungen
des Umgebungsgeräuschpegels eintreten. Wenn sich das Kraftfahrzeug im angehaltenen
Zustand befindet, dann ist die Lautstärke oft zu groß, während andererseits die
Rundfunksendungen beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs im Motorlärm untergehen.
Dem Fahrer ist es in der Regel, insbesondere im Stadtverkehr und beim Überholen,
nicht möglich, die Lautstärke des Rundfunkempfängers laufend nachzustellen, da er
sich auf den Straßenverkehr konzentrieren muß.
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Um die Rundfunksendungen unabhängig von Außengeräuschen lückenlos
im Kraftfahrzeug verfolgen zu können,
ist es daher notwendig, die
Lautstärke des Rundfunkempfängers automatisch anzupassen, und zwar entsprechend
dem Lautstärkepegel, der durch die Motor- und Fahrgeräusche verursacht wird.
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Ähnli.che Bedingungen treten auch beim Betrieb eines Plattenspielers,
eines Recorders, eines Fernsprechers, eines Funkgeräts oder dergl. in Kraftfahrzeugen
auf.
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Darüberhinaus können die erwähnten Schwierigkeiten im Prinzip auch
bei anderen akustischen Signalgebern auftreten, die innerhalb eines sich stark ändernden
Umgebungsgeräuschpegels betrieben werden. So können beispielsweise Meß- und Warneinrichtungen,
die in einer Umgebung vorgesehen sind, in der sich der Geräuschpegel stark ändert,
z.B. dadurch, daß Maschinen zu unterschiedlichen Zeiten ein- und ausgeschaltet werden,
eine laufende Anpassung der Lautstärke der abgegebenen Signale an den Umgebungsgeräuschpegel
erfordern. Diese Schwierigkeit tritt z.B. bei Flughäfen oder in der Nähe von Flughäfen
auf, da hier durch das Starten und den Abflug sowie durch den Anflug und das Landen
von Flugzeugen, insbesondere Düsenmaschinen, laufend erhebliche Änderungen des Umgebungsgeräuschpegels
verursacht werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, einen akustischen Signalgeber,
wie z.B. einen Kraftfahrzeugrundfunkempfänger, in der Stärke seines akustischen
Signals automatisch an den Umgebungsgeräuschpegel, z.B. an die Motor- und Fahrgeräusche
eines Kraftfahrzeugs, anzupassen. Diese Einrichtung soll insbesondere so ausgebildet
werden, daß sie in jeden akustischen Signalgeber,
und wenn dieser
sich in einem Kraftfahrzeug befindet, in jedem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.
Dabei soll die Bedienung des akustischen Signalgebers, insbesondere des Kraftfahrzeugrundfunkempfängers,
nicht komplizierter als bisher werden; es soll vielmehr möglich sein, die Lautstärke
einmal einzustellen, d.h. die Differenz der Lautstärke des akustischen Signalgebers
zum Umgebungsgeräuschpegel festzulegen, und danach soll die erfindungsgemäße Einrichtung
dafür sorgen, daß der gewählte Abstand bei wechseindem Umgebungsgeräuschpegel erhalten
bzw. konstant bleibt.
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Die Einrichtung nach der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst
wird, zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch einen Schallfühler zum Umwandeln der
Umgebungsgeräusche, insbesondere der Motor- und Fahrzeuggeräusche eines Kraftfahrzeugs,
in elektrische Signale; sowie einen an den Ausgang des Schallfühlers angekoppelten
Steuersignalgeber zum Erzeugen eines Steuersignals in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal
des Schallfühlers; und eine an den Ausgang des Steuersignalgebers angekoppelte Steuereinrichtung
zum Steuern der Lautstärke des akustischen Signalgebers, insbesondere der Lautstärke
eines Kraftfahrzeugrundfunkempfängers, in Abhängigkeit von dem Steuersignal.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß die Steuereinrichtung einen Optokoppler aufweist, dessen Lichtemissionselement,
insbesondere eine lichtemittierende Diode, an den Steuersignalgeber angekoppelt
ist und dessen Photowiderstand als lautstärkesteuernder Widerstand in der Schaltungsanordnung
des akustischen Signalgebers vorgesehen ist. Auf diese Weise werden schaltungstechnische
Schwierigkeiten, die sich aus
der Kopplung des akustischen Signalgebers,
beispielsweise des Kraftfahrzeugrundfunkempfängers, und der erfindungsgemäßen Einrichtung
ergeben, indem sie sich gegenseitig in nachteiliger Weise beeinflussen können, ausgeschaltet.
Mit dem erwähnten Optokoppler werden diese Schwierigkeiten in hervorragender Weise
überwunden, und ein solcher Optolcoppler erfüllt die an die vorstehend erwähnte
Kopplung gestellten Anforderungen optimal.
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Im einzelnen kann die Steuereinrichtung einen dem Optokoppler vorgeschalteten
Gleichstromverstärker aufweisen, dessen Eingang an den Ausgang des Steuersignalgebers
und dessen Ausgang an den Eingang des Lichtemissionselements, insbesondere der lichtemittierenden
Diode, des Optokopplers angekoppelt ist.
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Der Steuersignalgeber kann einen Gleichrichter aufweisen, dessen
Eingang a den Schallfühler und dessen Ausgang an den Eingang der Steuereinrichtung
angekoppelt ist.
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In den zule-tz-t genannten Fällen ist der Ausgang des Gleichrichters
vorzugsweise an den Eingang des Gleichstromverstärkers angekoppelt ;und der Eingang
des Gleichrichters kann über einen Niederfrequenzverstärker an den Ausgang des Schallfühlers
angekoppelt sein.
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Zum Eins-tellen des Abstands zwischen der Lautstärke der Signale
des akustischen Signalgebers, z.B. des Kraftfahrzeugrundfunkempfängers, und dem
Umgebungsgeräuschpegel ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
je eine Verstelleinrichtung zum umgebunOsgeräuschpegelunabhängigen Verändern des
Ausgangssignals des Niederfrequenzverstärkers und/oder des Steuersignalgebers und/
oder der
Steuereinrichtung vorgesehen. Diese Verstelleinrichtung
kann im Gleichstromverstärker als variabler Widerstand und/ oder im Gleichrichter
als Potentiometer vorgesehen und ein das Gleichstrom-Ausgangssignal des Gleichrichters
bzw. des Gleichstromverstärkers veränderndes, einstellbares Element sein.
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Der Optokoppler kann räumlich entweder in der Steuereinrichtung oder
im akustischen Signalgeber angeordnet sein, wenn beide nicht baulich zu einer Einheit
vereinigt sind.
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In Fällen, in denen die erfindungsgemäße Einrichtung als gesonderte
bauliche Einheit, z.B. nachträglich, eingebaut wird, läßt sich der Abschirmungsaufwand,
der zur Abschirmung der Leitung erforderlich ist, die vom Niederfrequenzverstärker
des Kraftfahrzeugrundfunkempfängers zum Photowiderstand des Optokopplers führt,
verkl.einern, wenn man eine lichtemittierende Diode größerer Leistung verwendet.
Dann kann der Optokoppler um eine Stufe des Niederfrequenzverstärkers des Rundfunkempfängers
weiter zu dessen Ende hin verschoben werden, da der Photowiderstand dann kleinere
Widerstandswerte annehmen kann. Störspannungen werden dann nicht mehr so stark verstärkt.
Gleichzeitig wird Ln diesem Falle noch eine Erweiterung des Steuerbereichs erzielt.
Hierzu sind Leuchtdioden mit Leistungen von etwa 500 mW im gelben bis grünen Bereich
des Lich-tes erforderlich. Eine Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung
zeichnet sich aus durch eine das Lichtemissionselement, insbesondere die lichtemittierende
Diode, beim Einschalten der Einrichtung zur automatischen Lautstärkeanpassung kurzzeitig
iiberbrückende Einschaltimpuls- Unterdrückungsschaltung, Durch eine solche Schal-tung
wird der beim Einschalten der erfindungsgemäßen Einrichtung entstehende Stromstoß
durch die
lichtemittierende Diode und das dadurch bedingte kurze
"Aufbrüllen" des Rundfunkempfängers unterdriickt. Diese Einschaltimpuls-Unterdrückungsschaltung
kann ein vom Einschaltimpuls der Einrichtung gesteuerter, elektronischer Schalter
sein, der z.B. im wesentlichen aus einem Transistor besteht, der so geschaltet ist,
daß die lichtemittierende Diode während des Auftretens des Einschaltimpulses durch
diesen Transistor überbrückt wird und deshalb im Moment des Einschaltens noch nicht
aufleuchtet. Dabei kann die Grundlautstärke, die mit der oben erwähnten Verstelleinrichtung
eingestellt worden ist, erhalten bleiben, die verändert werden würde, wenn man das
genannte "Aufbrüllen" des Rundfunkemp'ängers durch ein Ein-Aus-Potentiometer mildert
bzw. verhindert, was zudem noch einen zusätzlichen Bedienungsaufwand bedingen würde.
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Der Schallfühler, insbesondere ein dynamisches Mikrofon, ist bei
einer in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen erfindungsgemäßen Einrichtung vorzugsweise
im Motorraum des Kraftfahrzeugs angebracht, damit zwischen dem akustischen Signalgeber,
z.B. dem Rundfunkempfänger, und der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Rückkopplung
auftritt.
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Diese unerwwnschte Rückkopplungswirkung würde sich ergeben, wenn der
störende Schallpegel des Motors und der Fahrgeräusche im Wageninneren gemessen und
zur Steuerung der automatischen Lautstärkeanpassung gelangen würde. Diese automatische
Einrichtung würde dann nämlich die Lautstärke des Runkfunkempfängers ebenfalls mitverarbeiten
und infolgedessen die letztere Lautstärke anschwellen lassen und dadurch wiederum
die erfindungsgemäße Einrichtung beeinflussen, so daß sich der Rundfunkempfänger
selbst auf seine Höchstlautstärke "hinaufschaukeln" würde.
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Der Schalifühler soll einen großen Aufnahmewinkel, in dem die Geräusche
registriert werden, besitzen, wozu er, insbesondere wenn er als dynamisches Mikrofon
ausgebildet ist, in schalldämmendem Material, vorzugsweise synthetischem Schaumstoff,
eingepackt ist und außerdem zweckmäßigerweise am Rand des Motorraums und schräg
nach unten und zu dessen Mitte ausgerichtet angebracht wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis
3 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 2 ein in näheren Einzelheiten ausgearbeitetes Schaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung; und Fig. 3 eine Schaltung
zur elektronischen Unterdrtlckung des Einschaltimpulses, mit der ein "AufbrUllen"
der akustischen Signalquelle verhindert wird.
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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, wonach die erfindungsgemäße
Einrichtung einen Schallfühler 1, z.B.
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ein dynamisches Mikrofon, aufweist, dessen Ausgang an einen Niederfrequenzverstärker
2 angekoppelt ist, der die aus dem Umgebungsgeräuschpegel gewonnenen elektrischen
Signale verstärkt. Der Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 2 ist an den Eingang
eines Gleichrichters 3 angeschlossen, in welchem die Niederfrequenzsignale innen
Gleichstrom bzw.
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eine Gleichspannung umgeformt werden. Der Niederfrequenzverstärker
und der Gleichrichter bilden zusammen einen Steuersignalgeber 4, an dessen Ausgang
5 ein Steuersignal zur Verfügung steht, dessen Größe von dem Umgebungsgeräuschpegel
abhängt.
Das am Ausgang 5 des Steuersignalgebers 4 erhaltene Steuersignal wird dem Eingang
eines Gleichstromverstärkers 6 eingegeben, mit dem die lichtemittierende Diode LED
ausgesteuert wird, die den einen Bestandteil eines Optokopplers 7 bildet, und deren
Lichtemission, die durch Pfeile 8 angedeutet ist, einen photoelektrischen Widerstand
LDR beeinflußt, der den anderen Teil des Optokopplers 7 darstellt.
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Der Photowiderstand LDR ist in die Leitung 9 eines Rundfunkempfängers
10 eingeschaltet, die vom Demodulator zum Niederfrequenzverstärker dieses Rundfunkempfängers
führt. Infolgedessen wird die Lautstärke des Rundfunkempfängers in Abhängigkeit
von der Lichtemission der lichtemittierenden Diode LED verändert, welche ihrerseits
vom Umgebungsgeräuschpegel abhängt.
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Der Gleichstromverstärker 6 und der Optokoppler 7 bilden zusammen
die Steuerungseinrichtung 11, mit der das Steuersignal des Steuersignalgebers 4
so angewandt wird, daß es, wie bereits erwähnt, die Lautstärke des Rundfunkempfängers
10 in Abhängigkeit vom Umgebungsgeräuschpegel verändert.
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Zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Umgebungsgeräuschpegel
und der Lautstärke des Rundfunks ist ein Potentiometer P im Gleichrichter 3 vorgesehen.
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wie die Fig. 2 zeigt, auf die nachstehend in näheren Einzelheiten
und unter Erläuterung ihrer Arbeitsweise eingegangen wird.
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Das Geräuschsignal tritt am Mikrofon M auf und wird von ihm in elektrische
Wechselspannungen umgewandelt
und dem dreistufigen Niederfrequenzverstärker
2, bestehend aus Tj, T2, T3, über eine abgeschirmte Leitung zur Verstärkung zugeführt.
Über den Kondensator C1 gelangt die durch M erzeugte Wechselspannung an die Basis
von T1. So fließt keine Gleichspannung durch M, so daß dessen Wicklung nicht zerstört
werden kann. Der Transistor arbeitet, wie alle anderen in dieser Anordnung, in Emitter-Schaltung.
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In dieser Schaltungsart bildet der Emitter des Transistors den Punkt,
in den der Basis- und der Kollektorstrom fließen (T2 4)oder von dem sie kommen (T1).
In Emitter-Schaltung hat Jeder Transistor eine besonders hohe Leistungsverstärkung,
d.h. es werden sowohl Ströme als auch Spannungen verstärkt. Der kleine Basisstrom
steuernden um den Faktor 100 (bei T1) größeren Kollektor- und Emitterstrom, und
gleichzeitig erfolgt am Arbeitswiderstand R1 im Kollektorkreis ein Spannungsabfall,
hervorgerufen durch den Kollektorstrom. Da das Produkt aus Strom und Spannung die
Leistung ergibt, ist die Gesamt- oder Leistungsverstärkung groß. Sie schwankt bei
Transistoren zwischen 1 000 und 105 (Quelle 2). Die Emitterschaltung bietet für
einen Mikrofonverstärker noch einen weiteren Vorteil: Ihr Eingangswiderstand ist
klein. Da er vom Emitterwiderstand abhängt, aber bei leitendem Transistor mindestens
10 Ohm beträgt (Quelle 2), und da im Emitterkreis von T1 kein Widerstand ist, liegt
er bei etwa 1000 Ohm für den durch P2 schwach leitend eingestellten T1.
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Der Kondensator C1 muß groß gewählt werden, damit die tiefen Töne
an ihm keinen großen Widerstand zu überbrücken haben. Mit etwa 1 Kiloohm ist der
Sollabschlußwiderstand für ein dynamisches Mikrofon (Tauchspule) richtig bemessen
(Quelle 3). T1 hat noch die Eigenschaft, wenig Rauschen zu verursachen.
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Der richtige Arbeitspunkt des Transistors wird mit dem Potentiometer
P2 eingestellt, dessen Spannungsversorgung stabilisiert sein soll (z.B. durch Diode).
Er liegt bei Siliciumtransistoren zwischen 0,6 und 0,7 V Basis-Emitter-Spannung
(Quelle 1). Gleichzeitig wird für den richtigen mittleren Basisstrom von T2 gesorgt,
da die Basis im Kollektorkreis von T1 liegt. R1 hat stabilisierende Funktion, da
er zu T2 parallel liegt und so Kollektorstromänderungen von T1 auf sich und T2 aufteilt.
Dem Arbet.tswiderstand R1 liegt der Kondensator C1 parallel. Er hat die Aufgabe,
mittlere Tonfrequenzen ab 500 Hz weitgehend kurzzuschließen, so daß sie nicht von
T2 weiter verstärkt werden. Da durch das Dämmmaterial im Pkw nur die dumpfen und
damit tiefen Töne des Motorgeräusches ins Innere des Wagens gelangen, können auch
nur sie sich störend auswirken, und nur sie sollen von der Steuerung verarbeitet
werden. Weil das Mikrofon nicht im Wageninneren sitzen darf, soll dieser Kondensator
das Dämmaterial elektronisch nachahmen. Er entstört nebenbei die Schaltung von den
Zündimpulsen der Zündkerzen. Von T2, der mit T1 galvanisch oder gleichstromgekoppelt
ist, damit tiefe Töne durch keinen Kondensator geschwächt werden, wird die Wechselspannung
weiter verstärkt. Die galvanische Kopplung wird möglich, weil T1 ein npn-Typ und
T2 ein pnp-Typ ist, d.h. ihre Polaritäten sind einander entgegengesetzt, wie schon
aus dem Schaltplan ersichtlich ist. So kann der Kollektorstrom von T1 Uber die Basis-Emitter-Strecke
von T2 nach + fließen. T2 verstärkt dabei Tonfrequenzspannung und -strom nochmals,
so daß ein kleiner 8 Ohm-Lautsprecher hinter C3 schon betrieben werden kann. Im
Schaltbild 1 war hier die Verstärkung schon abgeschlossen. Die Wechselspannung konnte
aber die gleichartigen Dioden D1 und D2 nicht immer richtig arbeiten lassen. Bei
leise laufendem Motor war kein Einsetzen der Steuerung erkennbar; sie setzte erst
bei lauterem Motor ein, dann meist sprunghaft. Dieses Verhalten
läßt
sich mit der Kennlinie von Germaniumdioden erklären. Sie benötigen eine gewisse
Mindestspannung, damit sie leiten.
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Die Jetzt genügend große Wechselspannung wird durch C4 von der Gleichspannung,
von der sie bisher getragen wurde, getrennt und Uber den Ein-Aus-Schalter S1 a dem
Einweg-Gleichrichter zugeführt. Er besteht aus den Dioden D1 und D2 und dem Lautstärke-Potentiometer
P mit Serienwiderstand Rß. Ein Doppelweg-Gleichrichter würde den Kollektorkreis
von T3 zu stark belasten, so daß die Wechselspannung am Gleichrichter durch Spannungsabfall
an R3 stark sinken würde und die Dioden nicht mehr richtig arbeiten würden.
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Der verwendete Einweg-Gleichrichter entspricht der Hälfte eines Grätz-Gleichrichters,
wobei der Potentiometerabgriff den Pluspol darstellt. Die Verbindung von C4 mit
den Dioden ist dann der Wechselspannungsanschluß und hinter D2 der Minuspol. Dieser
Gleichrichter liefert einen pulsierenden Gleichstrom.
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Dieser Gleichrichter liefert einen pulsierenden Gleichstrom. SteuertT3
gerade bei einer negativen Halbwelle durch, so wird der negative Anschluß von C4
positiv durch den Spannungsabfall an R3. Die Folge ist, daß sich die andere Platte
von C4 negativ aufladen muß. Dabei kann sie nur durch D1 Elektronen aufnehmen. Bei
einer positiven Halbwelle an T3 lädt sie sich um; sie wird positiv. Dabei pumpt
die Kondensatorplatte die Überschüssige, vorher aufgenommene, negative Ladung durch
D2 zum Transistor T4. Da D1 für negative Ladungen in Sperrichtung gepolt liegt,
kann die Ladung nicht auf anderem Wege abgebaut werden.
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Die Amplitude des Wechselstroms bestimmt die Größe der transportierten
Ladung und damit die Spannung U über T4 BE und den Kondensatoren C5 und C6 nach
der Formel U = und den Strom durch R6 und T4(BE) hindurch nach I = Der Kondensator
C5 hat die Aufgabe, den pulsierenden Gleichstrom zu glätten. Die Spannung über genügend
groß bemessenem C5 entspricht dem Scheitelwert der pulsierenden Gleichspannung,
sofern er nicht zu stark zwischen den impulsartigen Halbwellen über R6 entladen
wird. Dann sinkt nämlich die Spannung zwischen den Halbwellen nach der e-X-Funktion
ab.
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Der parallel zum Kondensator C5 liegende, regelbare Widerstand R6
dient der Einstellung der Steuerungsstärke. Da er parallel zur Basis-Emitter-Strecke
des Steuertransistors liegt, kann man über ihn einen beliebigen Teil des gleichgerichteten
Wechselstroms abfließen lassen.
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Gleichzeitig ändert sich auch die Spannung über diesem Widerstand
und damit an der Basis-Emitter-Strecke von T4, da die an den Dioden abfallende Spannung
durch die erhöhte Stromabnahme zunimmt. Dabei gilt die Beziehung UD1,2 2 Rad R6+T4BE
R ist ca. 300 Ohm.
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1,2 Bei vorgegebener Lautstärke am Mikrofon läßt sich also die Aussteuerungsstärke
des Steuertransistors und damit die Steuerungsstärke der Schaltung einstellen. Wegen
unterschiedlicher Dämmung und unterschiedlich lauter Motoren der einzelnen Autofabrikate
ist von Wagentyp zu Wagentyp ein anderer, experimentell zu bestimmender Wert für
R6 einzusetzen. Mathematisch ausgedrückt, läßt sich mit dem
Widerstand
R6 die Steigung m der Steuerungsgeraden y = mx + b einstellen. Die Gerade wird durch
Wertepaare, jeweils bestehend aus der Eingangswechselspannung an C1 und dem Leitwert
des LDR, bestimmt.
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Der schon angesprochene Kondensator C6 bewirkt -ähnlich wie R5 bei
T3 - eine Gegenkopplung, aber nur gegen zu schnelle Spannungsänderungen an der Basis
von T4.
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Eine Spannungsänderung an der Basis mit steigender Tendenz gegenüber
dem Emitterpotential des Steuertransistors hat zur Folge, daß durch den erhöhten
Spannungsabfall an W und der Leuchtdiode LED der negative Anschluß von C6 positiver
wird. Der positive Anschluß muß dabei um den Betrag der Spannungsänderung im Kollektorkreis
negativer werden. Dazu muß er Ladung aufnehmen, so daß an der Basis von T4 nicht
die volle Spannungsänderung wirksam werden kann.
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Dem Steuerungstransistor T4 wird an der Basis also bei einer Spannungs-
und Stromänderung Spannung und Strom allmählich zugeführt bzw. entzogen, da C6 sich
in Abhängigkeit von der Spannungsänderung am Kollektor umlädt.
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Der Regelungsstrom und die -spannung wirken durch T4 verstärkt auf
die LED, die Je nach Typ in einem Bereich von ca. 1 bis 2,6 V leuchtet und 10 bis
80 mA Strom durchlassen kann. Mit zunehmender Spannung verkleinert sie ihren Widerstand.
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Das emittierte Licht wird hier von einem Fotowiderstand aufgefangen,
der bei Bestrahlung seinen Widerstand von Co auf bis zu 100 Ohm verkleinern kann.
Auch hier liegt wieder eine Proportionalität vor. T)er in der Schaltung eingesetzte
Fotowiderstand besteht aus Cadmiumsulfid und Silicium, das bei Lichteinwirkung aus
dem Cadmiumsulfid freigesetzte Elektronen zusätzlich erhält und dadurch besser leitet.
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Die vorliegende Anordnung von LED und LDR wird optisch-elektronischer
Koppler oder einfach Optokoppler genannt und gestattet die Kopplung zweier elektrischer
Kreise (Steuerungsschaltkreis und Autoradio) ohne leitende Verbindung. Ohne diesen
Optokoppler wäre eine problemlose Steuerung dieses oder auch eines anderen Radios
nicht möglich.
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Durch den sehr weiten Widerstandsbereich des LDR kann er im Radio
in die Zuleitung vom Lautstärkepotentiometerschleifer (voll aufgedreht) zum NF-Verstärker
gelegt werden.
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Der LDR läßt dann die Tonfrequenzspannung umgekehrt proportional zur
Beleuchtungsstärke an sich abfallen bzw. proportional zu ihr zum Transistor gelangen.
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Der Widerstand R7 dient als Kollektorstrombegren zer, damit die LED
bei voll durchgeschaltetem Steuerungstransistor T4 nicht überlastet wird. Gleichzeitig
teilt sich die Spannung auf die LED und R7 auf.
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Die Lautstärke wird bei eingebauter Lautstärkeautomatik nicht am
ursprünglichen Lautstärkepotentiometer des Radios, sondern am Potentiometer P der
Steuerschaltung eingestellt. Hier wird die Vorspannung der Basis von T4 gegenüber
dem Emitter eingestellt, und durch den Gleichrichter wird zu der voreingestellten
Spannung die gleichgerichtete Wechselspannung addiert. Durch C6 wird sie in ihren
Schwankungen
gedümpft, wie oben beschricben. So ist es möglich, daß sicJi zu jeder beliebigen
eingestellten Vor-Spannung die in Gleichspannung und -strom umgeformte Tonfrequenz
bis auf geringe Verluste durch Arbeitsaufwand gegen die vorhandene Vorspannung addiert.
Mathematisch formuliert, stellt man mit P den Scirnittpunkt b der Steuerungsgeraden
mit der y-Achse ein, wenn die Gerade die Funktion f(x) = mx + b hat und die x-Werte
durch die Eingangswechselspannung und die y-Werte dur£'ii dcn Leitwert des LDR gegeben
sind. Der Wunsch nach konstanter Differenz der Motor- und Radiolautstärke wird auf
diese Weise erfüllt. Die Lautstärke sinkt andererseits auch nicht unter den eingestellten
Petrag.
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Der Widerstand R8 ist nötig, da ein Germaniumtransistor wie T2-4
erst bei 0,1 V Basis-Emitter-Spannung beginnt zu leiten. Die Spannung am rechten
Ende des Lautstärkepotentiometers P soll dann so groß sein, daß die Basis-Emitter-Spannung
von T4 0,1 V knapp übersteigt. Da bei der Lautstärkevorwahl im Stand der Motor meist
leise läuft, ist ein zweiporiger Schalter 51a,b vorgesehen. Mit ilim kann die Automatik
ausgeschaltet werden. Die Veränderung der Vorspannung an T4 von ifand verursacht
nntiirlich ein Gegenkoppeln vonseiten C6, wenn nicht T4 von ihm befreit würde. So
läßt sich die Vorwahl ohne ein bedienungsunfreundliches "Nachziehen" der Steuerung
vornehmen.
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Die Fig. 3 zeigt eine elektronische Einschaltimpuls-Unterdrückungsschaltung
in Form eines elektronischen Schalters, der im wesentlichen aus einem Transistor
T5 besteht, welcher die lichtemittierende Diode LED für die Zeit des kurzen Einschaltimpulses
überbrückt, so daß diese während dieser kurzen Zeit nicht leuchtet.
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Wenn hinter C4 etwa-0,7 V anstehen und am Kollektor von Tlc etwa
0,4 V, dann schaltet T5 durch. Diese Spannungsverhältnisse treten mur beim Einschalten
der Steuerung oder beim Schließen von S1a auf, während des Betriebs wird dieser
Grenzfall nicht wieder erreicht. So wird der Stromstoß beim Einschalten unterdrückt
bzw. über T5 abgeleitet, ansonsten arbeitet die Schaltung so gut wie vorher.
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Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, daß zu Abkürzungszwecken
Widerstände mit R, Kondensatoren mit C, Potentiometer mit P, Schalter mit 5, Dioden
mit 1) und Transistoren mit T, jeweils mit einer angefügten Ziffer, bezeichnet sind.
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Ende der Beschreibung.