DE3045722C2 - Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei Tonwiedergabegeräten - Google Patents
Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei TonwiedergabegerätenInfo
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Description
14. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die
Vorgabespannung (Uo) zwischen zwei Grenzpegeln veränderbar ist von denen der eine der minimalen
Verstärkung bzw. maximalen Dämpfung des elektronischen Lautstärkestellers (10) entspricht und der
andere durch die maximal gewünschte automatische Lautstärkeanhebung vorgegeben ist
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei
Tonwiedergabegeräten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Tonwiedergabegeräten wie Rundfunkempfängern und Tonband-Abspielgeräten wird die Abhörlautstärke gewöhnlich mittels eines Potentiometers eingestellt. Anstelle eines Potentiometers, an dem ein
Bruchteil der NF-Signalspcnnunfe abgegriffen wird, werden bei modernen Tonwiedergabegeräten elektronische Lautstärkesteller verwendet, deren Verstärkung
bzw. Dämpfung durch eine Steuergleichspannung einstellbar ist Die Steuergleichspannung wird von
einem einstellbaren Spannungsteiler abgegriffen, der eine stabilisierte Konstantspannung auf einen der
gewünschten Abhörlautstärke entsprechenden Spannungswert herunterteilt
Für viele Anwendungsfälle ist es erwünscht zusätzlich zu der manuellen Einstellung der gewünschten
Abhörlautstärke eine selbsttätige Lautstärkesteuerung in Abhängigkeit von Umweltparametern vorzunehmen.
Cin besonderes Beispiel von dem in der folgenden Beschreibung ausgegangen wird, sind Rundfunkempfänger und Tonband-Abspielgeräte für Kraftfahrzeuge. In
Kraftfahrzeugen treten Umweltgeräusche auf, die in hohem Maße von dem jeweiligen Fahrzustand des
Kraftfahrzeugs abhängig sind. Bei hoher Geschwindigkeit oder bei mit hoher Drehzrhl laufendem Motor ist
der Grundgeräuschpegel im Fahrzeuginneren wesentlich höher als bei geringer Geschwindigkeit bzw.
geringen Motordrehzahlen. Die z.B. bei Fahrtantritt eingestellte Grundlautstärke reicht dann bei schnellerer
Fahrt nicht aus, um den Grundgeräuschpegel innerhalb des Fahrzeugs zu übertönen. Die Abhörlautstärke muß
dann nachgeregelt werden.
Aus der DE-AS 12 57 208 ist es bereits bekannt, die
Nachregelung der Abhörlautstärke selbsttätig vorzu-
nehmen, indem die Umweltgerausche durch ein
Mikrofon erfaßt und zur Ableitung eines Steuersignals herangezogen werden, durch das die Abhörlautstärke
nachgeregelt wird. Da durch die nachgeregelte Lautstärke der von dem M ikrofon erfaßte Schallpegel weiter
ansteigt, wird von den Lautsprecheranschlüssen e?f Signal abgegriffen, das der Steuerspannung überlagert
wird, um den vom Lautsprecher erzeugten Schallanteil auszugleichen. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung
treten unangenehme Lautstärkesprünge auf, die Φτ-rh Modulationspausen des Tonsignals bedingt sind.
Bei einer aus der DE-OS 29 04 920 bekannten Schaltungsanordnung üum selbsttätigen Anpassen der
Lautstärke an den Geräuschpegel der Umgebung wird der Geräuschpegel ebenfalls mittels eines Mikrofons
erfaßt und zu Ableitung eines Steuersignais ausgewertet Durch eine dynamische Ankopplung des Lautsprechereingangs
an den Eingang des zugeordneten, den Lautstärkeregler steuernden Stellgliedes soll
erreicht werden, daß ein Ansteigen der Lautsprecher-Eingangsspannung eine Gegenspannung zu der an das
Stellglied angelegten Stcuerspannung hervorruft Dadurch
sollen die in Modulationspausen au/tretenden Lautstärkeschwankungen auf ein erträgliches Maß
herabgemindert werden. Um eine Obersteuerung des Tonfrequenzverstärkers zu verhindern, ist bei der
bekannten Schaltungsanordnung ferner vorgesehen, die Eingangsgröße des den Lautstärkeregler steuernden
Stellgliedes auf einen vorgegebenen Spannungspegel zu begrenzen, der einer maximalen Ausgangsleistung der
Tonfrequenzstufe entspricht.
Aus der DE-OS 19 65 442 ist es ferner bekannt, als Parameter zur Nachregelung der Lautstärke die
Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs heranzuziehen.
Bestimmte Tonsignale, insbesondere Verkehrsdurchsagen beim Abhören von Verkehrsfunksendern über
den Rundfunkempfänger, sollen auf einen Pegel angehoben werden, der sich deutlich von dem
Abhörpegel abhebt, der zuvor zum Abhören irgendeines Programms eingestellt wurde. Bei einer relativ
niedrig eingestellten Grundlautstärke ist z. B. im Falle einer Verkehrsdurchsage eine Lautstärkeerhöhung um
1OdB oder mehr erwünscht. Eine Pegelanhebung von 10 dB würde jedoch bei höherer Grundlautstärke
bereits zur Übersteuerung der Verstärkerstufen führen. Andererseits würde eine geringere Pegelerhöhung von
z. B. 2—3 dB, die auch bei hoher Grundlautstärke nicht zu unzulässigen Übersteuerungen führen würde, bei
niedrig eingestellter Grundlautstärke als völlig unzureichend empfunden werden. Ähnlich problematisch ist die
geschwindigkeitsabhängige Lautstärkesteuerung. Eine ohnehin bereits laut eingestellte Darbietung bedarf nur
einer geringen zusätzlichen Lautstärkeanhebung, während eine z. B. bei Fahrantritt im Stillstand des
Fahrzeugs relativ leise eingestellte Darbietung mit steigender Geschwindigkeit wesentlich lauter eingestellt
werden muß, um sich ausreichend von den zunehmenden Fahrgeräuschen abzuheben.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung
von Tonsignalen bei Tonwiedergabegeräten, die bei gering eingestellter Grundlautstärke eine den
Bedürfnissen gerecht werdende Pegelanhebung gewährleistet, bei relativ hoch eingestellter Grundlautstärke
jedoch eine Übersteuerung vermeidet. Dies soljedoch mit geringem Aufwand erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs t gelöst
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen,
insbesondere bei Tonwiedergabegeräten in Krafcfahrzeugen,
enthält einen elektronischen Lautstärkesteller, dessen Verstärkung bzw. Dämpfung durch eine
Sieuergteichspannung einstellbar ist, und einen einstellbaren
Spannungsteiler, der eine an ihn angelegte Vorgabespannung auf einen Spannungswert teilt, von
dem die Steuerspannung abgeleitet ist und der einer am Spannungsteiler eingestellten Grundlautstärke entspricht;
die Vorgabespannung ist in Abhängigkeit von wenigstens einem die Lautstärkebeeinflussung bestimmenden
Parameter innerhalb eines Bereiches, dessen Grenzen minimaler bzw. maximaler unverzerrter
Lautstärke entsprechen, veränderlich.
Der wenigstens eine Parameter ist insbesondere ein von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängiges
Steuersignal. Ein solches Steuersignal läßt sich mit geringem Aufwand vom Geschwindigkeitsmesser des
Kraftfahrzeugs ableiten.
Gemäß einer anderen Ausführtjngsform wird als
Parameter ein Signal verwendet das den Grundgeräuschpegel in der Umgebung des Abhörorts wiedergibt
Dieses Signal kann z. B. durch ein geeignet angeordnetes Mikrofon erzeugt werden. Diese Ausfühningsform
hat den Vorteil, daß zusätzlich zu den geschwindigkeitsabhängigen Umgebungsgeräuschen
auch solche Geräusche berücksichtigt werden, die bei geringerer Geschwindigkeit auftreten, z. B. bei höheren
Motordrehzahlen oder bei von außen in das Kraftfahrzeug eindringenden Umweltgeräuschen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden wenigstens zwei Parameter zur automatischen Laut- V
Stärkesteuerung ausgewertet nämlich ein geschwindig-' keits- oder geräuschpegelabhängiger Parameter und ein
für bestimmte Tonsignale charakteristischer Parameter, insbesondere ein Kennungssignal, das die Übertragung
wichtiger Informationen begleitet. Ein solches Kennungssignal wird z. B. als sogenannte »Durchsagekennung«
von Verkehrsfunksendern bei Verkehrsdurchsage ausgestrahlt.
Der Spannungsteiler kann ein manuell auf die gewünschte Grundlautstärke einstellbares Potentiometer
sein. Diese Ausführungsform zeichnet 3ich durch geringen Aufwand aus. Gemäß einer anderen Ausführungsform,
die einen hohen Bedienungskomfort bietet, ist der Spannungsteiler jedoch als Digital/Analog-Wandler
ausgebildet, der ein digitales Grundlautstärke-Steuersignal in die Steuerspannung umsetzt. Das
digitale Grundlautstärke-Steuersignal wird z. B. von einer zentralen Prozessoreinheit geliefert. Als Digital/
Analog-Wandler ist insbesondere ein R-2R-Widcrstanckpetzwerk
geeignet; ein solches Netzwerk ist z. B. in Tietze und Schenk. 3. Aufl. 1976, S. 601, beschrieben.
In weiterer Avsbildung der Erfindu^ wiro die
Vorgabespannung von einem Spannungsteiler abgeleitet, der eine Konstantspannung in Abhängigkeit von
dem zu berücksichtigenden Parameter auf einen der Vorgabespannun^, entsprechenden Wert unterteilt.
Dieser Spannungsteiler enthält vorzugsweise einen Festwiderstand und einen mit diesem in Reihe
geschalteten, in Abhängigkeit von dem Parameter veränderlichen Widerstand. Der veränderliche Widerstand
ist gemäß einer besonderen Ausführungsform als Konstan.siromschaivUiig ausgebildet, die den Strom
durch den Spannungsteiler in Abhängigkeit von dem Parameter steuert. Wenn zwei verschiedene Parameter
7U berücksichtigen sind, so besteht der veränderliche
Widerstand vorzugsweise aus zwei parallelgeschalteten Konstantstromschaltungen, die gemeinsam den Strom
durch den Spannungsteiler steuern, wobei die erste Konstantstromschaltung eine Steuerung in Abhängigkeit
von dem ersten Parameter und die andere eine Steuerung in Abhängigkeit von dem zweiten Parameter
vornimmt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht eine selbsttätige Lautstärkesteuerung, die über den
gesamten Lautstärkeeinstellbereich mit zunehmender Grundlautstärke degressiv wirksam ist. Mit zunehmender
Grundlautstärke wird also die Lautstärkeanhebung geringer. Wegen der geringen Lautstärkeanhebung bei
bereits hohen Grundlautstärkepegeln werden Übersteuerungen vermieden. Andererseits ist bei geringer
Grundlautstärke stets eine ausreichende Pegelanhebung gewährleistet.
Gemäß der Erfindung wirH also die Stetierspannung
für den mit variabler Verstärkung bzw. Dämpfung arbeitenden elektronischen Lautstärkesteller von einem
Spannungsteiler abgegriffen, der nicht eine stabilisierte Konstantspannung herunterteilt, wie dies sonst üblich
ist, sondern eine bereits von den zu berücksichtigenden Parametern abhängige Vorgabespannung auf die
Steuerspannung herunterteilt. Auf diese Weise steht für jeden Wert der Vorgabespannung der gesamte
Einstelibereich des Spannungsteilers zur Verfugung. Die
Vorgabespannung ändert sich jedoch innerhalb eines festgelegten Bereiches. Wenn der Wert der Vorgabespannung
in die Nähe der einen Bereichsgrenze gelangt, die der maximalen Lautstärkeeinstellung entspricht,
sind nur noch geringe zusätzliche Lautstärkeanhebungen möglich. In der Nähe des anderen Endes des
Bereichs, welches einer niedrigen Grundlautstärke bzw. der Lautstärke Null entspricht, kann die Vorgabespannung
in Abhängigkeit von dem zu berücksichtigenden Parameter auf einen beliebigen Wert zwischen der.
beiden Bereichsgrenzen eingestellt werden, der einer als optimal empfundenen Lautstärkeanhebung entspricht.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und
aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der Problematik der zusätzlichen Lautstärkeanhebung in Abhängigkeit
von Umgebungsparametern:
F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines elektronischen Lautstärkestellers:
Fig 3 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Schaltungsanordnung;
F i g. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Schaltungsanordnung; und
F i g. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung.
Bei dem in F i g. 1 gezeigten Diagramm wird von einer Verstärkerstufe in einem Tonwiedergabegerät
ausgegangen, das ein übliches Potentiometer aufweist, an dem ein Bruchteil der Tonsignalspannung abgegriffen
wird, der von der Drehstellung des Schleifers abhängt Wenn zwischen dem Drehwinkel und dem
relativen Signalpegel ein logarithmischer Zusammenhang vorausgesetzt wird, so ergibt sich bei logarithmischer
Einteilung der den relativen Pegel darstellenden Ordinate und linearer Einteilung der den Drehwinkel
darstellenden Abszisse eine Gerade »a«, die den Verlauf des relativen Pegels in Abhängigkeit von dem
Drehwinkel darstellt Die Obersteuerungsgrenze ist willkürlich bei einem relativen Pegel von 55 dB
angenommen. Wie das Diagramm in F i g. 1 zeigt, ist bei einem Drehwinkel von 270° ein Pegel von 55 dB und
somit die Übersteuerungsgrenze erreicht. Die Gerade »a« entspricht also der am Lautstärkesteller eingestellten Grundlautstärke.
Die Gerade »b« in F i g. 1 entspricht einer Anhebung der Grundlautstärke um 1OdB, wie sie z.B. beim
Empfang einer Verkehrsdurchsage vorgenommen werden soll. Die Gerade »b« schneidet die Übersteuerungsgrenze
in einem Punkt B, der einem Drehwinkel von etwa 220° entspricht. Fig. I zeigt also unmittelbar,daß
bei einem größeren Drehwinkel die Übersteuerungsgrenze überschritten wird, wenn eine Verkehrsdurchsage
erfolgt.
Die Geraden c—f stellen zusätzliche geschwindigkeitsabhängige
Lautstärkeanhebungen um jeweils 5 dB dar. Im Drehwinkel 0° beträgn die Gesamtanhebung
gemäß Kurve WW für sehr hohe Fahrtgeschwindigkeiten
30 dB. Die Übersteuerungsgrenza wird dann bereits bei
einem Drehwinkel von wenig mehr als 100" im Punkt F
erreicht. Dies bedeutet, daß im praktischen Fahrbetrieb ein Drehwinkel des Potentiometers von ca. 120" nicht
überschritten werden darf, wenn Übersteuerungen vermieden werden sollen. Der verfügbare Einstellbereich
für die Grundlautstärke wird also wesentlich eingeschränkt.
Fig.? zeigt die von der Steumpannung abhängige
Dämpfung, die mit einem elektronischen Lautstärkesteller variabler Dämpfung erreicht wird. Bei einer
Gleichspannung von 5 V beträgt z. B. die Dämpfung —60dB, während sie bei einer Gleichspannung von
2,5V -3OdB beträgt. Die vorstehend zu Fig. 1
gemachten Ausführungen gelten analog für elektronisehe Lautstärkesteller mit der in F i g. 2 gezeigten
Kennlinie. Dem Drehwinke* 0" entspricht dann die Steuerspannung 5 V, und einem Drehwinkel 270°
entspricht die Steuerspannung 0 V.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä-Ben Schaltungsanordnung wird nun unter Bezugnahme
auf F i g. 3 beschrieben.
Das Tonfrequenz- bzw. NF-Eingangssignal wird an einen elektronischen Lautstärkesteller 10 angelegt, der
symbolisch als von einem Kasten umrahmtes Potentiometer dargestellt ist. Es handelt sich um eine Schaltung
mit variabler Verstärkung bzw. Dämpfung, die durch eine Steuergleichspannung Uc eingestellt wird. Diese
Steuerspannung Uc wird an einem Spannungsteiler 12 abgegriffen, der als von einem Kasten umrahmtes
Potentiometer dargestellt ist. Die Spannung Uc wird am Schleifer des Potentiometers abgegriffen, desse1" Fußpunkt
an Masse liegt, und dessen drittem Anschluß eine Vorgabespannung Uo zugeführt wird. Diese Vorgabespannung
Uo wird von einem als Emitterfolger geschalteten Transistor 14 geliefert Der Kollektor des
Transistors 14 ist mit einem Pol /Jam der Versorgungsspannung verbunden. Die Basis des Transistors 14 ist an
den Verbindungspunkt von zwei in Reihe geschalteten Widerständen R10, R12 angeschlossen, während das
andere Ende des Widerstands Λ 10 an eine stabilisierte Gleichspannung Usab und das andere Ende des
Widerstands R12 mit Masse verbunden ist
Zu dem Widerstand R 12 sind zwei zum leichteren Verständnis umrahmt dargestellte Konstantstromschaltungen
16, 18 parallelgeschaltet Die erste Konstantstromschaitung 16 enthält einer Transistor 20, dessen
Emitter über einen Widerstand R 3 nach Masse geschaltet ist und dessen Kollektor am Verbindungs-
punkt der Widerstände R 10 und R 12 angeschlossen ist.
An diesen Verbindungspunkt ist auch der Kollektor eines Transistors 22 der zweiten Konstantstromschaltung
18 angeschlossen, und der Emitter dieses Transistors 22 ist ebenfalls über einen Widerstand Λ 4
nach Masse geschaltet. Die Basis des Transistors 20 ist an den Verbindungspunkt von zwei in Reihe geschalteten
Widerständen R\,R2angeschlossen,die zusammen
einen Spannungsteiler bilden. Ein Ende dieses Spannungsteilers ist mit Masse verbunden, während das
andere Ende an einen Signaleingang 24 angeschlossen ist, der ein Steuersignal DK empfängt. Dieses
Steuersignal DK wird aus einer Empfängerschaltung gewonnen, die vorzugsweise mikroprozessorgesteuert
ist. Das Steuersignal DK ist stets dann vorhanden, wenn der Sender, uf den der Empfänger eingestellt ist, ein
bestimmtes Kennungssignal sendet, das als Durchsagekennung bezeichnet wird. Vorzugsweise handelt es sich
bei dem Steuersignal DK um ein digitales Signal, das zwei konstante Signalpegei, nämlich digital »ö« und
digital »1« annehmen kann.
Die Basis des Transistors 22 ist mit einem Eingangsanschluß 26 verbunden, der ein Steuersignal
Δ V empfängt. Dieses Steuersignal Δ V ist ein geschwindigkeitsabhängiges
Signal, dessen Signalpegel z. B. proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, in
das die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eingebaut ist. Dieses Signal Δ Vkann leicht vom Geschwindigkeitsmesser
des Kraftfahrzeugs abgeleitet werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das dem Anschluß 26 zugeführte Steuersignal von dem Geräuschpegel
in der Umgebung der Schaltungsanordnung abhängig. Ein solches geräuschabhängiges Signal
kann z. B. von einem geeignet plazierten Mikrofon erzeugt werden.
Der aus den Widerständen R 10 und R 12 gebildete Spannungsteiler und der Wert der Spannung Ustab sind
so bemessen, daß bei fehlendem Steuersignal DK und dem Wert 0 des Steuersignals Δ Vaxt Vorgabespannung
Uo einen Wert hat, der für die Einstellung maximaler Dämpfung des elektronischen Lautstärkestellers 10
erforderlich ist, z.B. +5V (s. Fig.2). Die Konstantstromschaltungen
16,18 sind so bemessen, daß die durch sie bewirkte Spannungsreduzierung an der Basis des
Transistors 14 eine Vorgabespannung Uo zur Folge hat, die auf einen Wert abgesenkt ist, welcher der maximal
gewünschten automatischen Lautstärkeanhebung aufgrund des Steuersignals DK und zusätzlich des
Steuersignals Δ V entspricht. Die Vorgabespannung Uo ist also innerhalb des Bereiches zwischen einem
Grenzpegel für maximale Dämpfung und einem Grenzpegel für maximale Lautstärkeanhebung veränderbar,
und zwar unabhängig von dem eingestellten Teilerverhältnis des Spannungsteilers 12.
Unter Bezugnahme auf F i g. 5 wird nun die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
erläutert
In Fig.5 hat die Abszisse zwei verschiedene
Teilungen, von d<;nen zunächst die untere Teilung
betrachtet wird, die den Drehwinkel des im Spannungsteiler 12 enthaltenen Potentiometers von 0—270°
angibt Die Stellungen 0° und 270° sind in Fig.3
ebenfalls angegeben. Es soll zunächst eine mittlere Stellung dieses Potentiometers betrachtet werden, die
einem Drehwinkel von etwa 90° entspricht Die Vorgabespannung Uo wird durch den Spannungsteiler
12 auf einen bestimmten Wert der Steuerspannung Uc heruntergeteilt, die bewirkt daß der elektronische
Lautstärkesteller 10 einen relativen Pegel von etwa 20 dB einstellt. Dabei ist vorausgesetzt, daß kein
Steuersignal DK vorhanden ist und das Steuersignal Δ V den Wert Null oder einen sehr kleinen Wert hat. Unter
diesen Bedingungen hat die Vorgabespannung Uo einem maximalen Wert von z. B. +5 V. Die bei diesem
maximalen Wert der Vorgabespannung Uo in Abhängigkeit von der Drehstellung des Potentiometers
erreichten relativen Pegel sind im Diagramm der F i g. 5
ίο als Gerade »al« eingezeichnet. Diese Gerade »al«
entspricht der Geraden »a«\m Diagramm der Fig. 1.
Wenn nun ein Steuersignal DK an den Anschluß 24 angelegt wird und das Vorhandensein einer Durchsagekennung
anzeigt, so liegt an der Basis des Transistors 20
is eine erhöhte Spannung an, die zu einer Erhöhung des
durch den Transistor 20 fließenden Stroms führt. Da die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors 20 parallel
zu dem Widerstand R 12 geschaltet ist, sinkt die an die Basis des Transistors 14 angelegte Spannung. Folglich
sinkt auch die Vorgabespannung Uu. Dadurch wird die
Steuerspannung Uc um einen proportionalen Wert vermindert. Da bei geringerer Steuerspannung Uc der
elektronische Lautstärkesteller 10 eine geringere Dämpfung des Tonsignals verursacht, führt das
Vorhandensein eines Steuersignals DK somit zu einer Pegelanhebung. Diese Pegelanhebung ist im Diagramm
der Fig. 5 als Gerade »öl« eingezeichnet. Wie das
Diagramm zeigt, wird bei der Drehstellung 90° des Potentiometers eine Pegelanhebung von ca. 7 dB
bewirkt. Ein Vergleich der Geraden »al« und »öl«
zeigt unmittelbar, daß bei einer geringeren Drehstellung des Potentiometers die Pegelanhebung stärker ist,
nämlich maximal 1OdB beim Drehwinkel 0°, und bei größeren Drehwinkeln degressiv abnimmt, um bei
einem Drehwinkel von 270° schließlich den Wert Null zu erreichen. Die im Diagramm der F i g. 5 willkürlich
gewählte Übersteuerungsgrenze wird dabei nicht oder nur unwesentlich überschritten.
Sobald das Steuersignal DK entfällt bzw. seinen Digitalwert »0« annimmt, liegt die Basis des Transistors
20 wieder auf Massepotential, so daß an der Basis der Transistors 14 wieder die volle Spannung ansteht, deren
Wert durch das Teilerverhältnis der Widerstände R 10 und R12 und durch den Wert der stabilisierten
Gleichspannung Uslab bestimmt wird. Die Abhängigkeit
des relativen Pegels von der Drehstellung des Potentiometers folgt dann wieder der Geraden »a 1« in
Fig. 5.
Wenn das dem Anschluß 26 zugeführte Steuersignal Δ Keinen Signalpegel erreicht, der die Schwellspannung
der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 22 überschreitet wird dieser Transistor leitend. Folglich fließt
über seine Kollektor-Emitter-Strecke ein Strom parallel zu dem Strom im Widerstand R12, so daß die Spannung
an der Basis des Transistors 14 sinkt Folglich sinkt auch die Vorgabespannung Uo auf einen niedrigeren Wert,
und dies führt zu einer proportionalen Änderung der Spannung Uc Da eine niedrigere Steuerspannung Uc
eine geringere Dämpfung des elektronischen Lautstärkestellers 10 zur Folge hat wird bei unveränderter
Drehstellung des Potentiometers der relative Pegel angehoben. Diese Pegelanhebung ist im Diagramm der
Fig.5 als Gerade »el« eingezeichnet Diese Gerade stellt als Beispiel den Fall dar, daß sowohl eine
Pegelanhebung aufgrund eines vorhandenen Steuersignals DK als auch eine geschwindigkeitsabhängige
zusätzliche Pegelanhebung vorhanden ist In diesem Falle liegen beide Konstantstromschaltungen 16, 18
parallel zum Widerstand R 12. Bei der im Diagramm der Fig.5 betrachteten Drehstellung des Potentiometer
von 909 betragt die gesamte Pegelanhebung etwa 10 dB,
wovon ca. 7 dB auf die Anhebung aufgrund des Steuersignals DK und ca. 3 dB auf die geschwindigkeitsabhängige Pegelanhebung entfallen. Bei höheren
Signalpegeln des Steuersignals Δ V wird die Vorgabe-•pannung Uo weiter vermindert, bis zu einem Wert, der
ftlr den Drehvinkel 90° des Potentiometers eine Pegelanhebung von etwa 2OdB bewirkt. In dem
Diagramm der F i g. 5 sind weitere Geraden »</1«, »e 1«
und »/Ί« gezeigt, die den relativen Pegel in Abhängigkeit von den Drehstellungen des Potentiometers für
höhere Signalpegel des Steuersignals Δ V wiedergeben. Diese Geraden sind jedoch nur als Beispiele aufzufassen.
Die Untersuchung des Diagramms in Fig.5 zeigt
unmittelbar, daß auch die geschwindigkeitsabhängige Pegelanhebung bei zunehmendem Drehwinkel jeweils
geringer wird. Die Wirkung der gescnwindigkciisabhän
gigen Lautstärkeanhebung ist also ebenfalls degressiv. Auch bei gleichzeitig vorhandener Pegelanhebung
aufgrund eines Steuersignals DK und maximaler geschwindigkeilsabhängiger Pegelanhebung wird die
Ubersteuerungsgrenze nicht oder kaum überschritten, selbst wenn der Drehwinkel seinen maximalen Wert
von 270" erreicht Es sei angemerkt, daß die Übersteuerungsgrenze in Fig.5 willkürlich so gelegt
wurde, daß sie ab einem Drehwinkel von etwa 230° von der Geraden »Π« geschnitten wird. Die bei noch
größeren Drehwinkeln auftretende Übersteuerung ist vertretbar und hat die Wirkung, daß die Verstärkerleistung des Tonwiedergabegerätes bei Inkaufnahme eines
geringen Klirrfaktors voll ausgeschöpft wird. Die Übersteuerungsgrenze kann jedoch auch z. B. um etwa
5 dB höher gelegt werden, so daß sie auch von der Geraden »/Ί« nicht geschnitten wird. Im gesamten
Drehwinkelbereich des Potentiometers bzw. Stellbereich des Spannungsteilers 12 treten dann keinerlei
Übersteuerungen auf.
Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet sich von der zuvor anhand von Fig.3 beschriebenen
Ausführungsform durch Jie Ausbildung des Spannungsteilers 12. Alle übrigen Elemente sind unverändert und
bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
Der Spannungsteiler 12 enthält bei der Ausführungsform nach Fig.4 anstelle des Potentiometers einen
Digital/Analog-Wandler, der die Vorgabespannung Uo
entsprechend einem digitalen 5-Bit-Eingangssignal in
die herabgeteilte Steuerspannung Uc umsetzt. Das digitale 5-Bit-Eingangssignal wird dem in dem Spannungsteiler 12 enthaltenen Digital/Analog-Wandler
über Steuerleitungen 28, 30, 32, 34 und 36 aus einem
Mikroprozessor J8 zugeführt. Der Mikroprozessor 38 legt an diese Steuerleitungen 28 bis 36 ein Bitmuster an,
das 32 verschiedene Bitkonfigurationen hat. Diese verschiedenen Bitmuster werden in einem softwaremäßig realisierten 5-Bit Auf/Abwärts-Zähler erzeugt Die
Zählrichtung »Aufwärts« oder »Abwärts« wird durch die Taster 40,42 bestimmt. Wenn der Taster 40 betätigt
ίο wird, ändert der Mikroprozessor 38 die Bitkonfiguration
derart, daß der Digital/Analog-Wandler auf ein geringeres Teilerverhältnis eingestellt wird, also die
Steuerspannung Uc anhebt. Folglich wird der Lautstärkepegel vermindert. Bei Betätigung des Tasters 42
ändert der Mikroprozessor 38 die Bitkonfiguration derart, daß der Digital/Analog-Wandler auf ein
größeres Teilerverhältnis eingestellt wird und ein" niedrigere Steuerspannung Uc abgibt. Mittels des
Tasters 42 wird also der Lautstärkepegel angehoben.
Der den Digital/Analog-Waüdler enthaltende Spannungsteiler 12 bewirkt also eine Teilung der Vorgabespannung Uo in 32 diskreten Stufen, die 32 verschiedenen Werten der Steuerspannung Uc und somit 32
verschiedenen Lautstärkepegeln entsprechen. Um eine
geeignete Wandlerkennlinie zu erreichen, ist der
Digital/Analog-Wandler vorzugsweise als sogenanntes R-2R-Widerstandsnetzwerk ausgebildet das aus der
D/A-Wandlertechnik bekannt ist und daher keiner weiteren Erläuterung bedarf.
In dem Diagramm der F i g. 5 ist parallel zu der den Drehwinkel bei der Ausführungsform von Fig.3
darstellenden Abszisse eine weitere Abszisse eingezeichnet, auf der die 32 diskreten Pegelschritte
dargestellt sind, die durch den Digital/Analog-Wandler
des Spannungsteilers 12 erzeugt werden. Die zuvor
unter Bezugnahme auf den Drehwinkel des Potentiometers erläuterte Arbeitsweise der Schaltungsanordnung
gilt analog für die Ausführungsform nach F i g. 4, wenn anstelle des Drehwinkels die diskreten Pegelschritte
betrachtet werden. Dem als Beispiel betrachteten Drehwinkel von etwa 90° entspricht z. B. der elfte
Pegelschritt. Beim elften Pegelschritt i-eträgt die Pegelanhebung, die durch das Steuersignal DK bewirkt
wird, etwa 7 dB, die zusätzliche geschwindigkeitsabhän
gige Pegelanhebung gemäß der Geraden »el« etwa
3 dB und die maximale Gesamtanhebung gemäß der Geraden »/Ί« etwa 2OdB. Für den untersten Pegelschritt beträgt die Gesamtanhebung entsprechend der
Geraden »/Ί« maximal 30 dB, während sie bei höheren
Pegelschritten degressiv abnimmt und schließlich beim
Pegelschritt 32 den Wert Null erreicht.
Claims (13)
1. Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei Tonwiedergabegeraten, insbesondere bei Rundfunkempfängern
und Tonband-Abspielgeräten für Kraftfahrzeuge, mit einem elektronischen Lautstärkesteller, dessen
Verstärkung bzw. Dämpfung durch eine Steuergleichspannung einstellbar ist, und mit einem
einstellbaren Spannungsteiler, der eine an ihn angelegte Vorgabespannung auf einen Spannungswert teilt, von dem die Steuerspannung abgeleitet ist
und der einer am Spannungsteiler eingestellten Grundlautstärke entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabespannung (Uo) in
Abhängigkeit von wenigstens einem die automatische Lautstärkesteuerung bestimmenden Parameter
(DK, Δ V? innerhalb eines Bereiches, dessen Grenzen
minimaler bzw. maximaler unverzerrter Lautstärke entspreche" veränderlich ist
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Parameter
«in von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängiges Steuersignal (Δ V)\si.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der wenigstens eine Parameter
ein von dem Grundgeräuschpcgel in der Umgebung des Abhörortes abhängiges Steuersignal ist
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der
wenigstens eine Parameter ein Kennungssignal (DK) ist das die Übertragung bestimmter Tonsignale begleitet
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch j .'kennzeichnet daß
der Spannungsteiler (12) ein manuell auf die gewünschte Grundlautstärke einstellbares Potentiometer ist
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der
Spannungsteiler (12) ein Digital/Analog-Wandler ist
der ein digitales Grundlautstärke-Steuersignal in die Steuerspannung (!/^umwandelt
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Digital/Analog-Wandler
ein R-2R-Widerstandsnetzwerk ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorgabespannung (Uo) von einem weiteren Spannungsteiler abgeleitet ist. der eine Konstantspan-
nung (Us„b) in Abhängigkeit von dem wenigstens
einen Parameter auf einen der Vorgabespannung ((^entsprechenden Wert herunterteilt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der weitere Spannungsteiler SS
einen Festwiderstand (R 10) und einen mit diesem in Reihe geschalteten, in Abhängigkeit von dem
wenigstens einen Parameter veränderlichen Widerstand (R 12,16,18) aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand als Konstantstromschaltung (16, 18) ausgebildet ist, die den Strom durch den weiteren
Spannungsteiler in Abhängigkeit von dem wenigstenseinen Parameter steuert.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand aus zwei parallelgeschalteten Konstantstrom-
schaltungen (16, 18) gebildet ist, die jeweils den
Strom durch den Spannungsteiler in Abhängigkeit von einem ersten bzw. einem zweiten Parameter
(DK, Δ V) steuern.
IZ Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromschaltung (16,18) als Transistorstufe ausgebildet ist,
deren Kollektorelektrode an den Abgriff des weiteren Spannungsteilers und deren Emitterelektrode über einen Festwiderstand (R 3, R 4) an Masse
angeschlossen ist und deren Basiselektrode ein dem wenigstens einen Parameter entsprechendes Steuersignal empfängt
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Basiselektrode über
einen dritten Spannungsteiler (R 1, R 2) an einen Eingangsanschluß (24) angelegt ist, dem das einem
Parameter entsprechende Steuersignal (DK) zugeführt wird.
Priority Applications (1)
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DE19803045722 DE3045722C2 (de) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei Tonwiedergabegeräten |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19803045722 DE3045722C2 (de) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Lautstärkesteuerung von Tonsignalen bei Tonwiedergabegeräten |
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DE3045722A1 DE3045722A1 (de) | 1982-06-09 |
DE3045722C2 true DE3045722C2 (de) | 1989-04-27 |
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1980
- 1980-12-04 DE DE19803045722 patent/DE3045722C2/de not_active Expired
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DE3045722A1 (de) | 1982-06-09 |
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