DE3200973A1 - Elektronische klangverteilungsanlage - Google Patents

Description

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Elektronische Klangverteilungsanlage

Die Erfindung betrifft eine elektronische Klangverteilungsanlage. Anlagen dieser Art sind insbesondere für die Erzeugung von Hintergrundmusik, für Vergnügungslokale, Geschäftshäuser usw. geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Montage und den Betrieb derartiger elektronischer Klangverteilungsanlagen zu verbessern und zu vereinfachen.

Die bisher bekannten Anlagen sind insbesondere mit folgenden Nachteilen behaftet:

1. Schwierigkeiten bei der Festlegung der Form einer Anlage, vor allem wenn die Leistungsverstärker zentral angeordnet sind, da dann schwierige Berechnungen angestellt werden müssen, um die Impedanzen der Verbindungsleitungen zu den Klangverteilern zu koppeln, damit diese den Leistungsverstärker richtig belasten, und damit die Leistung angemessen auf die verschiedenen Verteiler aufgeteilt wird, vor allem wenn die Klangverteiler eine unterschiedliche Leistung haben; sie dürfen jedoch in keinem Fall den zentralen Verstärker überlasten. Dieses Problem wird noch erschwert, wenn

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das Klangvolumen der verschiedenen Verteiler getrennt geregelt werden soll; dann müssen sehr großvolumige Wickelpotentiometer verwendet werden, wodurch ein beträchtlicher Leistungsverlust entsteht, die die Impedanzen der Anlage aus dem Gleichgewicht bringen und beim Betrieb zahlreiche Geräusche verursachen und deren Lebensdauer sehr kurz ist, was zu zahlreichen Störungen führt. Diese Anlagen haben außerdem eine geringere Klangqualität wegen der verwendeten Leitungstransformatoren und der darin auftretenden Verluste und zwar entweder bei niedrigen Impedanzen durch höheren Stromfluß und Querschnittsverluste der Stromleiter, oder bei hohen Impedanzen durch schlechtere Leistung zwischen den Stromleitern und damit durch die höhere Spannung, die in diesen übertragen werden müssen.

2.- Schwieriger Einbau, bei vorbeschriebener Anlage eindeutig gegeben; bei den Anlagen mit dezentraler Verstärkung erfolgt der Einbau normalerweise mit zahlreichen Leitern, wodurch die Montage kompliziert wird und damit die Gefahr verbunden ist, daß bei irgendwelchen Anschlußfehlern das gesamte Material beschädigt wird, vor allem wenn die Anlage mit der Einspeisung aus dem Stromnetz zusammen mit den anderen Leitern verteilt wird; bei einem Fehler in letzterem Fall ist eine Zerstörung des gesamten Anlagenmaterials unvermeidlich.

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Um die vorstehend aufgezeigten Nachteile und Probleme zi! korrigieren, wurden die erfindungsgemäßen Verbesserungen entwickelt; hinzu kommen außerdem zahlreiche Vorteile.

Hauptmerkmal des Systems ist neben der dezentralisierten Verstärkung die übertragung der niederohmigen Klangsignale, die Versorgung der Verstärker mit Niederspannungsgleichstrom und die Einspeisung des Fernbedienungssignals der Anlage zur Bedienung irgendeines Verteilers über eine einzige Leitung mit nur zwei Leitungsdrähten. Aus all dem ergibt sich eine größere Sicherheit, denn es wird mit Niederspannung, z.B. 24V Gleichstrom gearbeitet, wodurch keinerlei Gefahr für den Menschen gegeben ist und die Geräte sogar in Badezimmern eingebaut werden können.

Ausgehend von einer dezentralisierten Verstärkung ergibt sich eine bessere Qualität der Klangfrequenz, da ein Signal sehr niedriger Impedanz mit einer beträchtlichen Modulationsspannung übertragen wird, z.B.

3 Wirkvolt, womit sich, da beide Faktoren konjugiert werden, eine große Immunität gegen parasitäre Geräusche und äußere Störsignale ergibt; außerdem ist die Impedanz der Verteiler gegenüber der Leitung erhöht, da diese ihren eigenen Verstärker eingebaut haben, und damit sind die darin fließenden Ströme sehr niedrig, so daß keine Verluste beim übertragenen Signal auftreten. Aufgrund dieser Merkmale besteht darüberhinaus

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keine Gefahr einer Impedanzkopplung und es wird eine größere Gebrauchsdauer erzielt, da die Steuerung· der niederohmigen Signale bei sehr niedrigen Werten erfolgt.

Die Anlage ermöglicht die Fernsteuerung der zentralen Musikanlage von einem jeden Verteiler aus, d.h. bei Einschalten irgendeines Musikverteilers wirkt dieser auf die Zentrale in der Weise, daß diese das ihr zugeordnete Musikgerät einschaltet und dieses solange eingeschaltet bleibt, solange ein Verteiler in Betrieb ist. Sobald alle Verteiler ausgeschaltet sind, schaltet sich auch das der Zentrale zugeordnete Musikgerät aus.

Ein Teil des Systems wurde so ausgelegt, daß es als Zentrale arbeitet und sehr vielseitig ist, da es 1. die Verteiler mit niedriger Gleichspannung versorgt; 2. d*.S niederohmige Signal auf die Speisespannung der Verteiler moduliert, das dann von diesen verstärkt wird; 3. die an die Zentrale angeschlossene Musikanlage fernsteuert, sobald sie feststellt, daß irgendein Verteiler in Betrieb ist; 4. die Anpassung des von der Musikanlage ankommenden Signals an das in der Serie bestimmte Modulationsniveau übernimmt, so daß fast jedes Mono- oder Stereogerät an die Zentrale angeschlossen werden kann, von einem Vorniveau von 100 mV z.B. bis zum Ausgang· eines Leistungsverstärkers, der z.B. bis zu 100 W erreichen kann; 5. außerdem

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eine Schaltung enthält, welche das Modulationsniveau am Ausgang anzeigt, womit die Empfindlichkeit der* . Zentrale eingestellt werden kann; 6. ebenfalls eine "Inbetrieb"s-Anzeige der Fernsteuerung enthält, einen Schalter zum Einschalten von der Zentrale aus und einen zweiten diesem Schalter zugeordneten Anzeiger, sowie einen weiteren Anzeiger, der angibt, ob die Zentrale an das elektrische Stromversorgungsnetz angeschlossen ist.

Der größte Vorzug dieses Systems ist außerd'em der einfache Einbau, der mit lediglich einem leicht

zu verbergenden Paralleldraht bei oberflächenverlegten 15

Anlagen erfolgt; der Anschluß der Verteiler ist sehr

einfach, normalerweise einfach durch Druck und das gesamte System ist außerdem vollkommen geschützt; bei den Verteilern besteht keinerlei Gefahr der Verwechslung der Polarität, wenn eine Leitung nicht richtig angeschlossen ist, funktionieren sie nicht; durch einen einfachen Austausch der Leitungsdrähte wird der korrekte Betrieb .erreicht.Die Zentrale ist gegen Kurzschlüsse in der Leitung und gegen zu hohe Temperaturen im Falle einer zu langen überlastung geschützt; in solchen Fällen erfolgt automatisch die Abschaltung; das System ist sofort wieder funktionsbereit wenn die Unregelmäßigkeit behoben ist. Auch die Verstärker und Verteiler sind voll gegen zu hohe Temperaturen, gegen Kurzschlüsse an ihren Ausgängen und gegen Überlastungen geschützt.

Zum besseren Verständnis dieser Patentschrift ist eine Zeichnung beigefügt, auf welcher ein Ausführungsbeispiel der Anlage dargestellt ist, die patentrechtlich geschützt werden soll, nur als Beispiel dient und somit keinerlei Einschränkung irgendwelcher Art darstellt.

In dieser Zeichnung ist

Abb.l ein Blockschaltbild der Zentrale,

Abb.2 ein Blockschaltbild des Verteilers.

VJie bei genauer Prüfung dieser Zeichnung festgestellt werden kann, besteht die Anlage aus einem Zentralmodul -1-, Abb. 1, an den verschiedene Klangquellen,

z.B. Tonbandgerät, Tuner, Verstärker usw. über die Eingänge -Z- an den Schaltkreis -3- angeschlossen werden können, der als variierbarer Dämpfer und als Kanalsummierer bei Stereoanlagen dient, so daß die an die Zentrale angeschlossene" Musikanlage, deren Klangniveau innerhalb eines breiten Bereichs variabel sein kann, an ein konstantes Niveau angepaßt werden kann. Von hier aus geht das Klangsignal über einen Eingangsschutzkreis - 4-, der verhindert, daß der Eingang vor allem bei auf maximale Empfindlichkeit eingestelltem variierbaren Dämpfer - 3 überlastet wird; damit wird die Zerstörung der elektronischen Bauteile des nachfolgenden Verstärkers -5- verhindert, der das Signal auf das geeignete Niveau korrigiert und verstärkt und außerdem die Übertragungsimpedanz senkt, um im Anschluß daran das Signal zum Schiüsseltei1 des Systems -6- zu bringen, der Schaltung, welche das Klang-

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signal der Speisespannung der Verteiler überlagert. Im Schaltkreis -6-, gestützt auf einer typischen stabilisierten Spannungsquelle, der zum beseren Verständnis in mehrere Blöcke aufgeteilt ist, gelangt das vom Verstärker -5- kommende niederohmige Signal in einen Differential verstärker -7-, der dieses Signal mit einer Referenzspannung vergleicht, die nötigenfalls verändert werden kann und der den Schaltkreis -10-versorgt; eine Änderung dieser Referenz bewirkt eine Änderung der Gleichspannung am Ausgang, so daß "mittels des Schaltkreises -10- der Ausgang auf den gewünschten Wert, z.B. 24V eingestellt werden kann. Nachdem dieser Schaltkreis außerdem seine Spannung vom Ausgang abnimmt, wird er dahin tendieren, den Mittelwert des Ausgangs zu stabilisieren, womit er automatisch den höhe-

2Q ren Verbrauch bei Zuschaltung weiterer Verteiler kompensiert. Vom Differentialverstärker -7- aus steuert die Ausgangsspannung einen Leistungskreis -8-, der mit der Speiseleitung in Reihe liegt; wenn daher die vom Schaltkreis -7- angelieferte Spannung konstant ist, ist auch der Ausgang des Leistungskreises -8-konstant; da jedoch die vom Schaltkreis -7- angelieferte Spannung 1. durch die durchschnittliche Änderung des darin stattfindenden Verbrauchs und 2. durch das vom Schaltkreis -7- gelieferte niederohmige Signal, variabel ist, und dieser das wiederum an seinem Ausgang anzeigt, wird am Ausgang des Leistungskreises -8- außer einer Spannung mit einem durchschnittlich stabilen Wert ein

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überlagertes niederohmiges Signal mit einer sehr niedrigen Ausgangsimpeaanz erzielt, was der Zweck dieser Erfindung ist. Außerdem gehört dazu ein Schutzkreis -9-, der den Strom am Ausgang von einem vorgegebenen Wert aus begrenzt, damit im Falle eines Kurzschlusses in der Leitung, kein Schaden am Schaltkreis -8- entsteht; der Schutz -9- mißt außerdem auch die Temperatur des Leistungskreises, indem er dessen Ausgangsstrom bezüglich der Temperatur begrenzt und ihn bei Erreichen eines gefährlichen Wertes sogar s'perrt. Am Ausgang des Schutzkreises -9- ist ein Schaltkreis -11- angeordnet, der über eine Anzeigevorrichtung,

z.B. LED's, Instrumente, Messen, usw. hinsichtlich des

auf die Ausgangsleitung -12- gegebenen Modulationsniveaus informiert, so daß über den variierbaren Eingangsdämpfer -3- das Standardniveau des Systems eingestellt 20

werden kann. Kurz vor dem Ausgang zur Leitung -12-befindet sich eine Sicherung als zusätzlicher Schutz.

Weitere in die Zentrale eingebaute Schaltungen übernehmen die Funktion der Fernsteuerung der Anlage in der folgenden Weise: Der Schaltkreis -13- zeigt durch den Stromverbrauch aus der Spannungsquelle -15- an, wann irgendein Gerät angeschlossen ist und sendet dann ein Steuersignal zum Schaltkreis -14-, der das Relais -16- schaltet, welches die elektrische Spannungsversorgung, die Netzstecker -17- schließt. Dieser Anschluß wird durch die Meldeleuchte -18-, die aufleuchtet, angezeigt. Außerdem kann die Schaltung des Relais -16-

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bewirkt werden und damit die Steckdose -17- durch manuelle Bedienung des Schalters -19- mit Spannung beaufschlagt werden, ohne daß sich irgendein Verteiler eingeschaltet hat, was wiederum durch Aufleuchten der Meldeleuchte -20- angezeigt wird. Dies ist erforderlich zum Betrieb der an die Zentrale angeschlossenen Musikanlage unabhängig von der Fernsteuerung.

Es gibt außerdem eine Spannungsquelle -15- die das elektrische Netz, normalerweise 120 - 240 V Wechsel strom, in die niedrige Gleichspannung zur Speisung der Verteiler transformiert und außerdem alle elektronischen Schaltungen der Zentrale versorgt und in welche Schutzsicherungen, Netzanschlußanzeiger usw. eingebaut sind.

Vom Zentralmodul -1- ausgehend wird der Klang an die Verteiler -21-, Abb.2 über eine Leitung -12- mit zwei Drähten verteilt, die wie bereits gesagt, außerdem die Versorgung und die Fernbedienung Übernimmt.

Die Verteiler -21-, Abb.2, bestehen aus einem elektronischen Schaltkreis, der die Signale trennt, den Klang verstärkt, regelt und korrigiert, sowie einem oder mehreren Lautsprechern -28- zur Verteilung des Klangs, die im selben Gehäuse wie das übrige Material oder getrennt davon untergebracht sein können.

Im Verteiler -21- kommt das Signal über die Leitung -12-, trifft zuerst auf einen Schutzkreis gegen Polaritätsumkehrung in der Leitung -22- durch Falschanschluß, läuft dann durch den Schalter -23-, welcher

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den Verteiler ein- und ausschaltet, im Anschluß daran gibt es eine Meldeleuchte -24-, die durch Aufleuchten anzeigt, daß der Verteiler in Betrieb ist und daß damit die Fernsteuerung der Zentrale eingeschaltet ist. Danach gelangt die Leitung zu einem Trennkreis -25-, mit identischer Arbeitsweise, jedoch genau umgekehrt wie der Modulationskreis -6-der Zentrale -1-, der einerseits ein niederohmiges gleichspannungsfreies Signal, das zu verstärkende Klangsignal, und andererseits eine stabilisierte Speisespannung ohne Wechselstromanteil für den Verstärker -27- liefert, in welchem das Klangsignal verstärkt wird; nach dem Trennkreis -25- läuft die Leitung durch den Schaltkreis -26-, dort erfolgt über geeignete Steuerelemente die Regelung des Volumens und der Tonstärke; vom Ausgang aus gelangt sie zum Verstärker -27-; dort wird das Klangsignal auf die für den oder die Lautsprecher -28- geeignete Leistung gebracht; diese Lautsprecher können innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angebracht sein.

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronische Klangverteilungsanlage, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Modulgruppe, bestehend aus einer Zentrale der Anlage, an welche die Klangwiedergabe- oder Klangerteugergeräte angeschlossen werden, deren Aufgabe es ist, das Ein- oder Ausschalten dieser Geräte zu steuern und den Rest der Anlage mit Klang- und elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Rest der Anlage aus einem oder mehreren Klangverteilern besteht, die einige Elemente zur Regelung der Klangleistung und des Klangtons und zum Ein- und Ausschalten des Verteilers enthalten, wobei ein Fernbedienungssignal an die Zentrale gegeben wird, bestehend außerdem aus einem Trennkreis, welcher das Klangsignal von dem elektrischen Spannungssignal trennt, aus einem Verstärker, der das Klangsignal auf die für die Lautsprecher geeignete Leistung verstärkt, aus einem Stecker und aus dem oder den genannten Lautsprechern.

2. Klangverteilungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterzentrale über einige Eingänge verfügt, an welche der Klangerzeuger angeschlossen wird, und daß über einen elektronischen Schaltkreis das Klangniveau an einen Standard angepaßt wird und im Anschluß daran die Spannung moduliert, die an die Verteiler geliefert wird, wobei außerdem festgestellt wird,

ob einer dieser Verteiler eingeschaltet ist und danach die Klagerzeugeranlage versorgt.

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3. Klangverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale, die Klangquelleneingänge an einen variierbaren Dämpfungskreis und KanalSummierer angeschlossen werden, wobei das Klangsignal über einen Eingangsschutzkreis und danach zu einem Verstärker gelangt, der das Signal korrigiert und auf ein geeignetes Niveau verstärkt, um es dann in einem geeigneten Zustand zu einem Schaltkreis zu schicken, der das Klangsignal auf die Speisespannung der

Verteiler aufschaltet und der aus einem Differentialverstärker besteht, in dem die Spannung mit einer aus einer geeigneten Schaltung stammenden Referenzspannung verglichen wird; von dem genannten Differentialverstärker aus steuert die Ausgangsspannung einen Leistungskreis, der in Serie mit der Speisespannung geschaltet ist, um außer der Spannung mit einem stabilen Mittelwert ein übergoerdnetes niederohmiges Signal mit einer sehr niedrigen Ausgangsimpedanz zu erhalten, wobei die Spannung und das Signal über einen Schutzkreis zur Ausgangsleitung gehen, welche die Verteiler speist, in welche ein Informationskreis über das in der Ausgangsleitung gegebene Modulationsniveau zwischengeschaltet ist.

4. Klangverteilungsanlage nach einem der· vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zentrale ein Schaltkreis eingebaut ist, dessen Aufgabe die Fernsteuerung der Anlage ist, und der aus einem Spannungssensor besteht, zur Anzeige,

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ob ein Gerät angeschlossen ist, über den dadurch verursachten Stromverbrauch, von wo aus ein Signal an den Fernsteuerungskreis gelangt, zur Betätigung eines Relais, welches das elektrische Netz zuschaltet; außerdem ist eine Ausrüstung vorgesehen zur Umwandlung der Wechselspannung der Speiseleitung in sehr niederwerige Gleichsapnnung zur Speisung der Verteiler und sonsitgen elektronischen Teile.

5. Klangverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klangverteiler über einen eingebauten Verstärker und über einen Schaltkreis verfügen, der das Klangsignal von der elektrischen Spannung trennt, welche die Zentrale über die gleiche Leitung schickt.

6. Klangverteilungsanalge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs- und Signaleingänge bei den Verteilern über einen Schutzkreis gegen Polaritätisumkehrungen in der Leitung geschaltet sind, danach über einen Ein- und Ausschalter der Einheit, der mit Anzeigeleuchte ausgestattet ist, laufen; danach verläuft die Leitung durch einen Trennkreis, der einerseits das niederohmige Signal übernimmt, welches zu den Verstärkern und dann zum Lautsprecher gelangt und andererseits.Speisespannung für den genannten Verstärker liefert.

7. Klangverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in den Verteilern als auch in der Zentrale ein Demodulations- oder Modulationskreis vorhanden ist, gestützt auf die allgemeine Theorie der stabilisierten Stromquellen und zwar sowohl in Reihen- als auch in Parallel- oder in Umschaltschaltkreisen, welcher die Signale mischt oder trennt, wobei die Referenzspannung sich in einen Fall ändert und IQ ini anderen Fall gleich bleibt,

8. Klangverteilungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beibehaltung der vorstehenden Beschreibung durch Hinzufügung eines dritten Drahtes und durch Verdoppelung der Schaltkreise in den Verteilern und in der Zentrale ebenfalls sterophon übertragen werden kann und bei den Verteilern wahlweise ebenfalls einer Programmieruhr hinzugeführt werden kann, parallel zum Schalter geschlossen, das stünd-r liehe "Ein- und Ausschalten desselben damit programmiert werden kann, und ebefalls durch Hinzufügen von einfachen Schaltkreisen, die auf das Einschalten und die Lautstärke des Verteilers wirken, erreicht werden kann, daß neben der Ausstrahlung von Musik die Anlage ebenfalls für Durchsagen und für Aufrufe verwendet werden kann.