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Störgeräuschabhängige Lautstärkensteuerung
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Die erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen
Anpassen des Wiedergabepegels des Nutzsignals (Nutzsignalpegel) an den Störgeräuschpegel
am Wiedergabeort für eine eiektroakustische Ubertragungsanlage, insbesondere in
Kraftfahrzeugen, mit einem Steuerglied für den Nutzsignalpegel, eine Speicherstufe
für eine dem Steuerglied zugeführten Steuerspannung, einem am Wiedergabeort angeordreten
Mikrophon, einer Schalteinrichtung zum Verbinden des Mikrofons mit der Speicherstufe
und einer rkennungsschaltung für den Nutzsignalpegel, die einen Schließimpuls an
die Schalteinrichtung abgibt, wenn der Nutzsignalpegel gleich oder annähernd Null
ist.
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Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art (DT-PS 813 168) findet
bevorzugt Anwendung bei Lautsprecheranlagen, insbesondere auf Bahnhofsgeländen,
wo es erforderlich ist, daß der vom Lautsprecher entwickelte Nutzaignalpegel im
Verhältnis zu dem Störgeräuschpegel der Umgebung um eine konstante dB-Zahl, z. B.
40 dB, höher liegt, da in diesem Fall die Verständlichkeit des vom Lautsprecher
ausgesandten Nutzsignals in Form der Ansage stets gleichbleibend ist. Diese Schaltungsanordnung
beruht auf dem Prinzip, den Störgeräuschpegel dadurch zu erfassen, daß ein Mikrofon
am Wiedergabeort Nutzsignal und Störgeräusch gemeinsam erfaßt und zur Trennung von
Nutzsignal und Störgeräusch eine dem Störgeräuschpegel entsprechende Steuerspannung
für das Steuerglied nur dann dem Mikrofon entnommen wird, wenn der Nutzsignalpegel
Null oder hinreichend klein ist, also der Lautsprecher keine akustische Energie
abgibt.
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Bei der tibertragung von Sprechpassagen mittels der mit einer solchen
Schaltungsanordnung versehenen Übertragungsanlage, arbeitet diese Schaltungsanordnung
einwandfrei, da immer genügend Sprechpausen vorhanden sind, in welchen diskontinuierlich
eine Messung des Geräuschpegels erfolgen und eine entsprechende Steuerspannung für
das Steuerglied zur instellung des Nutzsignalpegele gewonnen werden kann. Dient
jedoch
die Übertragungsanlage auch zur Übertragung und Wiedergabe von Musikstücken, so
ist zu berücksichtigen, daß Musikstücke nur wenige oder überhaupt keine Pausen,
also Zeitpunkte, in denen der Lautsprecher keine akustische Energie abstrahlt, besitzen.
Voraussetzung für eine einigermaßen brauchbare Funktion der Schaltungsanordnung
ist aber, daß die diskontinuierliche Messung des Störgeräuschpegels und Anpassung
der Steuerspannung für das Steuerglied an den gemessenen Geräuschpegel mindestens
alle 5 sec. vorgenommen wird. Dies ist bei einer Vielzahl von Musikstücken infolge
der nur spärlich vorhandenen Pausen nicht möglich, so daß die bekannte Schaltungsanordnung
in dieser Art für Übertragungsanlagen, die auch der Übertragung und Wiedergabe von
Musik dienen, nicht geeignet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie auch in Übertragungsanlagen
verwendet werden kann, die auch oder vorwiegend zur Übertragung von Musikstücken
beliebiger Art dienen, wie z. B. vorwiegend in Kraftfahrzeugen enge baute Rundfunkgeräte.
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Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß die Erkennungsschaltung ein schmalbandiges Frequenzfilter aufweist, das aus
dem Frequenzbereich des Nutzsignals nur ein schmales Frequenzband zur erkennung
des Nutzsignalpegele freigibt.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Benutzung eines sehr schmalen
Frequenzgebietes zur Nutzsignalerkennung treten praktisch in allen Musikstücken
relativ häufig pausen auf, deren zeitlicher Abstand weniger als 5 sec betriigt.
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Das ausgewählte Frequenzgebiet liegt in demjenigeti Bereich, in dem
sich der Störgeräuschpegel am stärksten ändert. ei Kraftfahrzeugen z. B. ändert
sich der Geräuschpegel zwischen 100 Hz und 4 kHz um 20 dß, wobei bei etwa 400 Hz
der @egel-@@stieg weitgehend linear ist. Der durch das schmalb@ dige
Frequenzfilter
ausgewählte Frequenzbereich für die Erkennungsschaltung wird daher in dem Bereich
von etwa 400 IIz liegen.
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß eine Vergleichsschaltung
für die Pegelschwankungen des Nutzsignals und des Mikrofonsignals vorgesehen ist,
die einen Schließimpuls an die Schalteinrichtu1lg abgibt, wenn die Pegel schwankungen
des Mikrofonsigrzals größer als die des Nutzsignals sind. tlierbei wird von der
Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei der Addition zweier inkohärenter Signale der
Gesamtpegel nur von den Pegelschwankulzgen des stärkeren Signals abhängt. Zur Messung
des Störgeräuschpegels und Gewinnung einer Steuerspannung für das Stellglied ist
man damit nicht allein auf die Pausen des Nutzsignals angewiesen, sondern kann auch
dann eine entsprechende Steuerspannung dem Steuerglied zuführen, wenn zwischen zwei
Pausen der Pegel des Störgeräusches anwächst. Die Qualität der Steuerung des Wiedergabepegeis
durch die Schaltungsanordnung wird wesentlich verbessert, da nunmehr nicht nur in
den in einem zeitlichen
Abstand von weniger als 5 sec auftretenden
Pausen ein Meßwert zur Steuerung des Steuergliedes für den Nutzsignalpegel zur Verfügung
steht, sondern auch eine änderung des Störgeräuschpegels zwischen diesen Pausen
erfaßt und in einen Meßwert zur Steuerung des Steuergliedes umgesetzt wird.
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Damit wird eine Annäherung an die Steuerqualität einer kontinuierlich
arbeitenden steuerung des Nutzsignalpegels erreicht, ohne daß der technische Aufwand
erforderlich ist, der bei einer kontinuierlichen Steuerung des Steuergliedes für
den Nutzsignalpegel durch die Messung des vom Nutzsignalpegels getrennten Störgeräuschpegele
erforderlich wäre.
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tsach einer weiteren Ausführungsform der erfindung ist der Vergleichsschaltung
ein schmalbandiges Frequenzfilter vorgeschaltet. Dies ermöglicht den Erkennungsbereich
der Vergleichsschaltung auf den Erkennungbereich der Pausenerkennung abzustimmen,
so daß auch die Erkennung der Pegelschwankungen in dem Frequenzbereich erfolgt,
in der sich der Geräuschpegel am stärksten ändert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorteilhaft,
daß das der Vergleiohsschaltung zugeführte Nutzsignal hinter dem schmalbandigen
Frequenzfilter der Erkennungsschaltung abgenommen ist. Damit wird ein zusätzliches
gleichartigee Frequenzfilter eingespart.
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Nach einer weiteren Aueführungsform der Erfindung weist die Vergleichsschaltung
eine Regeleinrichtung zum Anpassen des mittleren Pegels von Nutz- und Mikrofonsignal
und einen Komparator zum Vergleich der Pegel schwankungen der angepaßten Signale
auf. Diese Anpassung der mittleren flegel ermöglicht den exakten Vergleich der Pegelschwankungen
beider Signale.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist eine Regelschaltung
zum Absenken der Steuerspannung in der Speicherstufe in Abhängigkeit vom Verhältnis
Nutzaignalpegel zum Störgeräuschpegel auf. Dadurch wird eine Verminderung des
Nutzsignalpegels
und damit der Lautstärke des LautsprécXe'VW der Übertragungsanlage für den Fall
erreicht, daß der Nutzsignalpegel bereits stärker als der Störgeräuschpegel eingestellt
ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindung weist dabei in vorteilhafter
Weise die hegelschaltung einc Erkeniiungs stufe für Pegelschwankungen des Nutzeignals,
eine mit der Speicherstufe verbundene Entladungsschaltung, die durch ein Steuersignal
am Ausgang der Erkennungsstufe aktivierbar ist, und eine mit der Erkennungsatufe
und der Vergleichsschaltung verbundene Torschaltung auf, die das Steuersignal für
die Entladungaechaltung nur dann freigibt, wenn die Vergleichs schaltung keinen
Schließimpuls abgibt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schalteinrichtung
zwei nacheinander zeitlich verzögert angesteuerte elektronische Schalter auf, die
zwischen Mikrofon und Speicherstufe in Reihe geschaltet sind. Hierdurch werden negative
Einflüsse von Einschwingvorgängen sowie das Durchschalten bei zu kuren Pausen verhindert.
Die Verzögerungszeit, mit welchen der zweite Schalter gegenüber dem ersten verzögert
geschlossen wird, beträgt ca. das 20fache der Periodendauer der Erkennungsfrequenz.
Das Ausschalten der Schalter erfolgt unverzögert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Erkennungsschaltung
eine als schmalbandiges Frequenzfilter geschaltete Phase-Lock- Loop (PLL) und mindestens
einen der PLL nachgeschalteten, als schwellwertabhängiger Schalter ausgebildeten
Impulsgeber auf, dessen Ausgang der Ausgang der Erkennungsschaltung ist. Der schwellwertabhängige
Schalter kann vorzugsweise ein Schmitt-Trigger sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindung ist zwischen Mikrofon
und Speicherstufe ein zweites, zu dem schmalbandigen Frequenzfilter der Erkennungsachaltung
gleiches
Frequenzfilter angeordnet. Damit ist gewährleistet, daß
eine Drift in der Durchlaßkurve die Funktion der SchaltugsUnordnung nicht gefährden
kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dabei das zweite
Frequenzfilter eine als schmalbandiges Frequenzfilter geschaltete PLL, die zwischen
dem ersten und dem zweiten elektronischen Schalter in Reihe mit diesen angeordnet
ist.
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Diese zweite PLL im Mikrofonkanal stimmt in allen Selektionseigenschaften
mit der ELL im Nutzaignalkanal überein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an der Speicherstufe
eine gleichgerichtete, dem Logarithmus der Mikrofonausgangsapannung entsprechende
Steuerspannung für das Stellglied abnehmbar. Diese Steuerspannung steht am Ausgang
der PLL im Mikrofonkanal an, die einen logarithmischen Ausgang besitzt, und wird
durch Schließen des zweiten elektronischen Schalters auf die Speicherstufe übertragen.
Durch diese logarithmische Steuerung des Stellgliedes für den Nutzsignalpegel, wird
der Nutzsignalpegel so geändert, daß der subjektiv empfundene Abstand des Nutzsignals
zu dem Störgeräusch konstant bleibt.
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Nach einer weiteren Auaführungsform der Erfindung weist die Speicherstufe
einen Kondensator und einen im Eingang hochohmigen Trennverstärkerauf,adessen Eingang
der Kondensator angeschlossen ist. Hierdurch wird eine Speicherzeit für die über
den elektronischen Schalter auf den Kondensator gegebene Steuerspannung von mehreren
Minuten in der gewünschten Genauigkeit erzielt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Mikrofonausgang
und erstem elektronischen Schalter ein Hochpaß eingeschaltet. Dieser Hochpaß verhindert,
daß der in der tJbertragungsanlsge angeordnete Verstärker für das Nutzsignal durch
tiefe Frequenzen übersteuert wird und die dadurch entstehenden Oberwellen als Störgeräusch
erkannt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Steuerglied
ein digitales Stellglied zur stufenweisen legen etnstellung des Nutzsignals in Abhängigkeit
von der Steuerspannung in der Speicherstufe auf. Dies hat den Vorteil, daß die ochaltungsanordnung
im gewünschten Rahmen definiert aufgebaut werden kann, obwohl sie ohne ltückmeldung
arbeitet.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dabei das
Stellglied zwischen Demodulator und NF-Verstärker der Übertragungsanlage eingeschaltet
und sein Steuereingang über einen Stufenschalter und einem Analog-Digital-Wandler
mit dem Ausgang der Speicherstufe verbunden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß
zwischen Stellglied und NF-Verstärker eine Additionsstufe und zwischen Demodulator
und Stellglied ein NF-ilochpaß eingeschaltet ist und daß zusätzlich der Ausgang
des Demodulators mit der Additionsstufe verbunden ist. In der Additionsstufe werden
nun das direkte Nutzsignal im unveränderten Pegel und das über den NF- Hochpaß in
der Frequenz beeinflußte Signal addiert. Das Nutzsignal steht im Ruhezustand unbeeinflußt
am NF-Verstärker an. Bei Erhöhung der Lautstärke kann über den NF-iiochpaß ein beliebiger
Frequenzgang eingestellt werden. Dadurch ist sichergestellt, daß nur wesentliche
Frequenzgebiete angehoben werden, nämlich die höheren Frequenzen, und eine dbersteuerung
des NF-Verstärkers durch die tieferen Frequenzgebiete, die sowieso verdeckt werden,
nicht erfolgt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorteilhaft
das der Erkennungsschaltung bzw der Brkennungs-und Vergleichsschaltung zugeführte
Nutzsignal am Ausgang des Stellgliedes abgenommen. Dadurch wird eine Übersteuerung
des NF-Verstärkers in jedem Fall vermieden.
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Weitere Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindung
sind Gegenstand der Unterarisprüche, auf die
hier ausdrücklich
Bezug genommen wird.
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Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
nachstehend im einzelnen beschrieben. is zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild der
Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und figur 2 ein Blockschaltbild
der Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Die Schaltungsanordnung in Figur 1 weist ein Steuerglied 1 für den
Nutzsignalpegel, eine Speicherstufe 2 für eine dem Steuerglied zugeführten Steuerspannung,
ein am Wiedergabeort angeordnetes Mikrofon 3, eine Schalteinrichtung 4 zum Verbinden
des Mikrofons 3 mit der Speicherstufe 2 und eine brkennungsschaltung 5 für den Nutzaignalpegel
auf, die einen Schließimpuls an die Schalteinrichtung 4 abgibt, wenn der Nutzsignalpegel
gleich oder annähernd lull ist.
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Die Erkennungsechaltung 5 besteht aus einer als schmalbandiges Frequenzfilter
geschaltete Phase-LoCk-Loop.(PLL) 6 und einem der PLL 6 nachgeschalteten, als schwellwertabhängigen
Schalter ausgebildeten lipulageber 7. Dieser Impulsgeber 7 ist vorzugsweise ein
Schmitt-Trigger. Die PLL 6 erkennt die Pausen im Nutzsignalpegel in einem sehr schmalen
Frequenzgebiet bei etwa 400 Ha. In diesem schmalen Frequenzgebiet weisen Mueikstücke
jeglicher Art Pausen auf, die weniger als 5 sec voneinander Abstand haben.
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Das Mikrofon 3 ist am Wiedergabeort eo aufgehängt, daß weder Eigenresonansen
im Erkennungegebiet auftreten können, noch daß Körperschall aufgenommen wird. Das
Mikrofon 3 empfängt am Wiedergabeort das Störgeräusch und das Nutzsignal. Das
Mikrofonsignal
wird zunächst verstärkt und auf einen Hochpaß 8 gegeben, der die tiefenPrequenzen
im Mikrofonsignal ausfiltert. Im Mikrofonkanal ist dem Hochpaß 8 die Schalteinrichtung
4 nachgeschaltet, die intervallweise auf einen Schließimpuls der Erkennungsachaltung
5 hin das Mikrofon 3 mit der Speicherstufe 2 verbindet.
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Die Schalteinrichtung 4 besteht aus einem ersten elektronischen Schalter
9 und aus einem zweiten elektronischen Schalter 10, die in Reihe geschaltet sind.
Zwischen den beiden elektronischen Schaltern 9 und 10 ist eine als schmalbandiges
Frequenzfilter geschaltete zweite PLL 11 angeordnet. Diese PLL 11 stimmt in allen
Selektionseigenschaften mit der PLL 6 in der Erkennungsschaltung 5 über ein und
besitzt einen logarithmischen Ausgang, der eine Gleichspannung liefert, die logarithmisch
proportional zur Amplitude der Eingangsfrequenz ist. Die Ausgangs spannung der PLL
11 wird verstärkt und über den geschlossenen zweiten elektronischen Schalter 10
auf die Speicherstufe 2 gegeben. Die Steuerelektrode des zweiten elektronischen
Schalters 10 ist über eine Zeitverzögerungsstufe 12 an den Ausgang des Impulsgebers
7 der Erkennung schaltung 5 angeschlossen, während die Steuerelektrode des ersten
elektronischen Schalters 9 direkt mit dem Ausgang des Impulagebere verbunden ist.
Sobald die Erkennungsschaltung 5 in dem Erkennungsfrequenzgebiet des Nutzsignals
eine Pause feststellt, das heißt einen Nutzaignalpegel der Null oder hinreichend
klein ist, 80 gibt der Impulsgeber 7 einen Impuls an den ersten elektronischen Schalter
9 und an die Verzögerungestufe 12 der Schalteinrichtung 4 ab. Am Ausgang der PLL
11 baut sich eine Gleichepannung auf, die dem Logarithmus der Mikrofonspannung proportional
ist. Nach einer durch die Zeitverzögerungsstufe 12 bestimmten Zeitspanne schließt
der zweite elektronische Schalter 10 und die Auegangsapannung der PLL 11 wird auf
die Speicherstufe 2 weitergegeben. Die verzögerte Durchechaltung des zweiten elektronischen
Schalters 10 stellt sicher, daß sich die Gleichspannung
am Ausgang
der PLL 11 bereits aufgebaut hat, wenn der zweite elektronische Schalter 10 schließt.
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Die Speicherstufe 2 besteht aus einem Kondensator 13 und aus einem
Trennverstärker 14 mit einem sehr hochohmigen Eingang.
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Der Kondensator 13 ist an den Eingang des Trennverstärkers angeschlossen.
Sobald der zweite elektronische Schalter 10 schließt, wird der Kondensator 13 sehr
schnell auf die am Ausgang der PLL 11 anstehende Gleichspannung aufgeladen.
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Die Hochohmigkeit des Trennverstärkers 14, an dessen Aus gang die
im Kondensator 13 gespeicherte Steuerspannung für das Stellglied 1 abgefragt wird,
garantiert eine Speicherzeit der Kondensatorspannung für mehrere Minuten in der
gewünschten Genauigkeit. Das Öffnen der elektronischen Schalter 9 und 10 erfolgt
gleichzeitig ohne Verzögerung. Das Steuerglied 1 für den Wiedergabepegel des Nutzsignals,
auch Lautatärkensteller genannt, weist ein digitales Stellglied 15 zur stufenweisen
Pegeleinetellung auf. Es ist als digital gesteuertes Widerstandsnetzwerk ausgebildet
und wird von dem Ausgang des Trennverstärkers 14 der Speicherstufe 2 über einen
Analog-Digital-Wandler 16 und einen Stufenschalter 17 angesteuert. Damit der Analog-Digital-Wandler
definiert angesteuert werden kann wird die Ausgangsspannung des Trennverstärkere
in einem Spannungsteiler 18 auf definierte Endwerte justiert. Am Ausgang des Spannungsteilers
18 ist die Ausgangsspannung des Trennverstärker8 als Dauerinformation auf einen
Pegel von 2 - 4 V umgesetzt.
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Das digitale Stellglied 15 ist über einen NF-Hochpaß 19 an den Ausgang
des Demodulatore 20 einerUbertragungsanlage angeschlossen. Der Ausgang des Stellgliedes
15 ist einer Additiorisstufe 21 zugeführt. Das Nutzsignal wird hinter dem Demodulator
20 aufgeteilt und über den NF-Hochpaß 19, der gleichzeitig eine Verstärkung von
20 dB macht, und über das Stellglied 15 der Additionsstufe 21 und zum andern direkt
der Additionsstufe 21 zugeführt. In der Additionsetufe werden nun das direkte Signal
im unveränderten Pegel und das über den Hochpaß in der
Frequenz
beeinflußte Signal addiert. Im ungeregelten Zustand ist der Ausgangspegel nach dem
Stellglied 15 Null.
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Auf den der Additionsstufe 21 nachgeschalteten NF- Verstärker 22 gelangt
nur das unbeeinflußte Signal. Das Stellglied 15 ist so ausgelegt, daß es in der
ersten Stufe das im NF-Hochpaß 19 um 20 dB verstärkte Signal um den gleichen Betrag
wieder absenkt. Diese Absenkung wird in dem weiteren Steuerverlauf stufenweise wieder
aufgehoben. Bei dieser Anordnung wird gewährleistet, daß das Signal im Huhezustand
unbeeinflußt am NF-Verstärker steht. Bei Erhöhung der Lautstärke, also bei Anhebung
des Nutzsignalpegels durch das Stellglied 15 kann über den NF-Hochpaß 19 ein beliebiger
Frequenzgang eingestellt werden. Dadurch ist sichergestellt, daß nur wesentliche
requenzgebiete angehoben werden und eine Übersteuerung des 1F-Verstärxers 22 durch
Frequenzgebiete, die sowieso verdeckt werden, nicht erfolgt. Bei elektroakustischen
Übertragungsanlagen in Kraftfahrzeugen, wie Hundfunkempfängern, liegen die Fahrzeuggeräusche
im tieferen Frequenzgebiet. Daher wird der NF-Hochpaß 19 so eingestellt, daß nur
die höheren Frequenzen durch die l,autstärkensteuerung angehoben werden, nicht aber
die tiefenFrequenzen des Nutzsignals. An dem NF-Verstärker 22 ist schließlich ein
Lautsprecher 23 angeschlossen, der das elektrische Nutzaignal in ein akustisches
Signal umwandelt.
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Das der Erkennungsschaltung 5 zugeführte Nutzsigtlal kann prinzipiell
hinter dem Demodulator 20 der Übertragungsanlage abgenommen werden. Um eine Ubersteuerung
in jedem Fall zu vermeiden, ist jedoch es vorteilhaft, das der iCrkennungsschaltung
5 zugeführte Nutzsignal am Ausgang des Stellgliedes 15 abzunehmen.
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In Figur 2 ist das Blockschaltbild eines zweiten AusfUhrungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Anpassen des Wiedergabepegels
des Nutzsignals an den Störgeräuschpegel am Wiedergabeort dargestellt. Diese
Schaltungsanordnung
gemäß Figur 2 enthält komplett die Schaltungsanordnung der Figur 1 und zusätzlich
weitere Schaltungselemente wie eine Vergleichsschaltung 24 und eine Regelachaltung
25. Die übereinstimmenden Schaltungselemente in figur 1 und 2 wurden mit gleichen
Bezugszahlen gekennzeichnet. So ist das am Wiedergabeort aufgehängte Mikrofon 3
wiederum über den Hochpaß 8, die Schalteinrichtung 4 mit der Speicherstufe 2 verbunden.
Der Ausgang der Kondensator 13 und Trennverstärker 14 enthaltenden Speicherstufe
2 ist wiederum über einen Spannungsteiler 18,einen Analog-Digital-Wandler 16 mit
dem Steuerglied 1 verbunden, das aus einem digitalen Stellglied 15 und einem Stufenschalter
17 besteht. Das digitale Stellglied 15 ist in gleicher Weise-wie in der Schaltungsanordnung
gemäß Figur 1 zwischen dem Demodulator 20 der Übertragungsanlage und dem den Lautsprecher
23 steuernden NF-Verstärker 22 unter Zwischenschaltung eines NF- Hochpasses 19 bzw.
einer Additionsetufe 21 eingeschaltet. Die Schaltungselemente 18, 16, 1,20,19,21
und 22 sind in Figur 2 der Obersichtlichkeit halber nicht dargestellt und lediglich
durch ihre Bezugs~ zeichen markiert. Auch die Erkennungsschaltung 5 der Schaltungsanordnung
gemäß Figur 2 ist im Aufbau und Funktionsweise identisch der in Figur 1 beschriebenen.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordung in Figur 2 ist insoweit die gleiche wie
die der Schaltungsanordnung in Figur 1, als die Erkennungsschaltung 5 ebenfalls
die Pausen des Nutzsignals in einem schmalen Frequenzbereich bei 400 Hz des Nutzsignals
erkennt und entsprechend einen Schließimpuls auf die Schalteinrichtung 4 abgibt,
wodurch eine Lautstärkenbeeinflussung des Nutzsignals,genau.wie zu Figur 1 beschrieben,
erfolgt. Die Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 weist demgegenüber eine Verbesserung
der Lautstärken8teuerung, d.
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h. der Pegeleinstellung des lutcaignale in Abhängigkeit von dem Störgeräuschpegel
auf, da in dieser Schaltungsanordnung der Schalteinrichtung 4 nicht nur dann ein
Schließimpuls zugeführt wird, wenn die Xrkennungsschaltung 5 eine Pause im Nutasignalpegel
feststellt - was in einem zeitlichen Abstand von weniger als 5 sec erfolgt -, sondern
die
Schalteinrichtung 4 auch dann einen Schließimpuls erhält, wenn sich der Störgeräuschpegel
zwischen zwei von der Erkennungsschaltung 5 erfaßten Meßwerten wesentlich ändert.
Hierzu weist die Schaltungsanordnung eine Vergleichsschaltung 24 für die Pegelschwankungen
des Nutzsignals und des Mikrofonsignals auf, die einen Schließimpuls an die Schalteinrichtung
abgibt, wenn die Pegelschwankungen des Mikrofonsignals größer als die des Nutzsignals
sind. Mit dieser zusätzlichen Meßschaltung nutzt man den Effekt aus, daß bei der
Addition zweier inkohärenter Signale, hier Nutzsignal und Störgeräusch, der Gesamtpegel
nur von den Pegel schwankungen des stärken Signals abhängt. Ist das stärkere Signal
das Nutzsignal, so wird der Gesamtpegel durch das Nutzsignal bestimmt. Die Pegelschwankungen
des Nutzsignals und des Mikrofonsignale wird damit gleichgroß, und die Vergleichsschaltung
wird keinen Schließimpuls an die Schalteinrichtung abgeben. Ist hingegen das stärkere
Signal das Störgeräusch, so wird der Pegel des Mikrofonsignals wesentlich größer
sein als der von der Vergleichsschaltung erkannte Pegel des Nutzsignals und die
Vergleichsschaltung erzeugt ein Schließimpuls. Damit sowohl die Schließimpulse der
Vergleichsschaltung 24 als auch die Schließimpulse der Erkennungsschaltung 5 an
die Schalteinrichtung 4 gelangen können, sind die Ausgänge der Vergleichsschaltung
24 und der Erkennungsschaltung 5 an ein ODER-Gatter 26 angeschlossen, dessen Ausgang
mit der Schalteinrichtung 5 verbunden ist.
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Um die unterschiedlichen Pegelechwankungen von Nutzsig nal und Mikrofonsignal
erkennen und vergleichen zu können, weist die Vergleichsschaltung eine Regeleinrichtung
27 zum Anpassen des mittleren Pegels von Nutz- und Mikrofonsignal und einen Komparator
28 zum Vergleich der Pegelschwankungen der angepaßten Signale auf. Diese Anpassung
der mittleren Pegel beider Signale ist notwendig,
um die Pegel
schwankung einwandfrei miteinander vergleichen zu können. Die Regeleinrichtung weist
einen Regelverstärker 29 auf, dem das hinter dem Hochpaß 8 abgegriffene Mikrofonsignal
zugeführt wird. Der Regelverstärker wird nunmehr derart gesteuert, daß der mittlere
l'egel des Ausgangsignais des Regelverstärkers dem mittleren Pegel des Nutzaignals
entspricht.
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Hierzu wird das Ausgangssignal des Regelverstärkers über den Gleichrichter
30 gleichgerichtet und einem Komparator 31 zugeführt, dem andererseits das hinter
der PLL 6 abgegriffene und über einen Gleichrichter 32 gleichgerichtete Nutzsignal
zugeführt wird. Der Ausgang des Komparator 31 wird auf den Regelverstärker 29 zurückgeführt.
Ein Eingang des Komparators 28 ist über einen Kondensator 33mit dem Ausgang des
Gleichrichters 30 und der andere Eingang des Komparators 28 über einen Kondensator
34 mit dem Ausgang des Gleichrichters 32 verbunden.
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Der Komparator steht also über die Kondensator 33 und 34 und den Gleichrichtern
30 und 32 mit dem Ausgang des Regelverstärkers 29 bzw. mit dem Ausgang der PLL 6
in Verbindung. Der Ausgang des Komparators 28 ist der Ausgang der Vergleichsschaltung
24 und, wie vorstehend bereits erwähnt, mit einem Eingang des Odergatters 26 verbunden.
Sobald der Geräuschpegel größer ist als das Nutzsignal, sind die Pegelschwankungen
des Mikrofonsignals größer als die Pegelschwankungen des Nutzsignals. An dem einen
Eingang des Komparators 28 liegt über den Gleichrichter 30 und den Kondensator 33
eine höhere Gleichspannung an als an dem über den Kondensator 34 mit dem Nutzsignal
verbundenen Eingang. Der Komparator gibt einen Impuls ab, der über das Odergatter
26 der ichalteinrichtung 4 zugeführt wird und diese veranlaßt zu schließen, so daß
in der im Mikrofonkanal angeordneten PLL 11 eine dem Logarithmus derMEmaMns«Dnzg
entsprechende Steuerspannung gebildet und der Speicherstufe 2 zugeführt wird. Entsprechend
der sich ändernden Steuerspannung in der Speicherstufe 2 wird die Pegeleinstellung
des Nutzeignals, also die Lautstärke, geändert. Der Abgriff des Nutzsignals für
die Vergleichsschaltung 24 erfolgt deshalb hinter der lLL 6 der rkennungsschal
tung
5, damit die Vergleichsschaltung 24 die Pegelschwankungen im gleichen Frequenzbereich
erkennt, in welchem die Pausenerkennung durchgeführt wird.
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Eine weitere Verbesserung der Steuerqualität der Schaltungsanordnung
gemäß Figur 2, wird durch die Regelschaltung 25 erzielt, mit welcher die Jteuerspannung
in der Speicherstufe 2 in Abhängigkeit vom Verhältnis Nutzsignalpegel zum Störgeräuschpegel
abgesenkt wird. Diese Regelschaltung tritt dann in Aktion, wenn das Nutzsignal bereits
stärker als das Geräusch eingestellt ist und ruft eine Absenkung des Nutzsignalpegels,
also der Lautstärke, dadurch hervor, daß die Speicherstufe 2 kurzzeitig entladen
wird. hierzu enthält die egelschaltung 25 eine brkennungsstufe 35 für Pegel schwankungen
des Nutzsignals, eine mit der Speicherstufe 2 verbundene Entladungsschaltung 36,
die durch ein Steuersignal am Ausgang der Erkennungsstufe 35 aktivierbar ist, und
eine mit der Erkennungastufe 35 und der Vergleichsschaltung 24 verbundene Torschaltung
37, die das Steuersignal für die ntladungsschaltung 36 nur dann freigibt, wenn die
Vergleichsschaltung 24 keinen Schließimpuls abgibt. Die Torschaltung 37 ist als
UND-Gatter ausgebildet, dessen einerSingang über einen Inverter 38 mit dem Ausgang
des Komparators 28 der Vergleichsschaltung 24, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang
der Erkennungsstufe 35 und dessen Ausgang mit dem Eingang der ntladungsschaltung
36 verbunden ist. Die nrkennungastufe 35 besteht aus einem Komparator 39, dessen
einerlingang mit einem Schwellwertgeber 40 und dessen andererEingang mit dem Eingang
des Komparators 28 der Vergleichaschaltung 24 verbunden ist, dem das Nutzsignal
über den Gleichrichter 32 und Kondensator 34 zugeführt wird.
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Die beiden Eingänge des Komparators 39 sind zusätzlich über einen
Widerstand 41 miteinander verbunden. Dem Ausgang des Komparators 39 ist die Reihenschaltung
eines Widerstandes 42 und eines Kondensators 43 parallel geschaltet, und der Verbindungapunkt
zwischen Widerstand 42 und Kondensator 43 ist an den Eingang des UND-Gatters angeschlossen.
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Ist das Nutzsignal stärker eingestellt als das Störgeräusch, so werden
die Pegel schwankungen des Mikrofonsignals durch das Nutzsignal bestimmt. An den
Eingängen des Komparators 28 liegen gleichgroße Gleichspannungen und der Komparator
28 gibt keinen Schließimpuls an die Schalteinrichtung 4 ab. ueber den Inverter 38
steht somit an dem Eingang des UND-Gatters 37 ein Steuersignal. Haben die Pegelschwankungen
eine bestimmte Größe, so liegen an den Eingängen des Komparators 28 entsprechend
hohe Gleichspannungen. Übersteigt diese Gleichspannung die mit dem Schwellwertgeber
an den Komparator 39 angelegte Gleichspannung, so tritt am Ausgang des Komparators
39 und damit am Ausgang der Erkennungssture 35 ein Signal auf, das an den anderen
Eingang des UND-Gatters 37 gelangt. Die Torschaltung 37 gibt damit ein Steuersignal
an die Entladungsstufe 36 ab, die die Speicherstufe entlädt. Der Entladungevorgang
wird aufgehoben, sobald die Vergleichsschaltung 28 infolge eines gegenüber dem Rutzsignalpegel
größeren Störgeräuschpegels wieder einen Schließimpuls an die Schalteinrichtung
4 abgibt. Ein solcher Schließimpuls am Ausgang des Komparators 28 der Vergleichsschaltung
24 hebt über den Inverter 38 die Durchlässigkeit der Torschaltung au£, eo daß diese
sperrt und die Aneteuerung der Entladungsschaltung 36 durch die Erkennungsstufe
35 unterbricht. Wie bereits vorstehend dargelegt, erfolgt die Pegeleinstellung des
Nutzsignals, also die Lautstärkensteuerung, mittels der an der Speicherstufe 2 abnehmbaren
Steuerspannung in der gleichen Weise wie in der Schaltungsanordnung gemäß Figur
1 beschrieben worden ist.
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Mit der? Schaltungsanordnung gemäß Figur 2 wird eine wesentliche Verfeinerung
der diskontinuierlichen Lautstärkenanpassung des Nutzsignals dadurch gewonnen, daß
neben der identischen Pausenerkennung gemäß der Schaltungsanordnung in Figur 1 noch
zusätzliche Meßwerte zur Steuerung herangezogen werden, die zwischen diesen in seitlichen
Abständen auitretenden Pausen liegen. Es wird eine weitgehende Annäherung an die
Qualität einer kontinuierlichen Messung des Störte~ räuschpegels und kontinuierlichen
Anpassung der Lautstärke
des Nutzsignals erreicht. Für Ubertragungsanlagen
in Kraftfahrzeugen, insbesondere Rundfunkgeräte, ist jedoch die Schaltungsanordnung
gemäß Figur 1 ausreichend, da sich der Geräuschpegel im Fahrzeug nicht plötzlich
ändert und daher kaum bemerkt wird, daß die Messung des Geräuschpegels und die Anpassung
des Wiedergabepegels des Nutzsignals nicht kontinuierlich durchgeführt wird.
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