DE3320751A1 - Circuit arrangement for automatically adapting the volume of a loudspeaker to an interfering noise level prevailing at the loudspeaker location - Google Patents
Circuit arrangement for automatically adapting the volume of a loudspeaker to an interfering noise level prevailing at the loudspeaker locationInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung zum selbsttätigen AnpassenCircuit arrangement for automatic adaptation
der Lautstärke eines Lautsprechers an einen am Lautsprecherort herrschenden Störgeräuschpegel Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Anpassen der Lautstärke eines Lautsprechers an einen am Lautsprecherort herrschenden Störgeräuschpegel, insbesondere für mobile Rundfunkempfänger, wie Autoradios od. dgl., der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.the volume of a loudspeaker to a prevailing at the loudspeaker location Background noise level The invention relates to an automatic circuit arrangement Adjusting the volume of a loudspeaker to the one prevailing at the loudspeaker location Background noise level, especially for mobile radio receivers, such as car radios or Like., The genus defined in the preamble of claim 1.
Mit einer solchen Schaltungsanordnung wird die Lautstärke entsprechend dem Geräuschpegel in der Umgebung des Lautsprechers so eingestellt, daß der Wiedergabepegel des Lautsprechers, also der Nutzsignalpegel, immer um einige Dezibel (dB) höher liegt als der Störgeräuschpegel. Dadurch wird das vom Lautsprecher abgestrahlte Nutzsignal von dem Hörenden, unabhängig von dem jeweiligen Stärkegrad der Umweltgeräusche, in etwa immer gleich laut empfunden. Insbesondere für den mobilen Betrieb des beispielsweise mit einem Rundfunkempfänger verbundenen Lautsprechers bedeutet dies eine wesentliche Verbesserung des Bedienungskomforts, da der Hörende nicht mehr gezwungen ist, bei häufig wechselndem Störgeräuschpegel ständig die Lautstärke des Lautsprechers nachzustellen.With such a circuit arrangement, the volume becomes corresponding the noise level in the vicinity of the speaker is set so that the playback level of the loudspeaker, i.e. the useful signal level, is always a few decibels (dB) higher lies than the background noise level. This is what emits from the loudspeaker Useful signal from the listener, regardless of the strength of the ambient noise, always felt about the same loud. Especially for the mobile operation of the example With a loudspeaker connected to a radio receiver, this means an essential Improved ease of use, as the listener is no longer forced to Constantly adjusting the volume of the loudspeaker to frequently changing background noise levels.
Für die einwandfreie Funktion der Schaltungsanordnung ist es jedoch erforderlich, -diese am Empfangsort, z.B. nach Einbau in ein Kraftfahrzeug, abzustimmen, da die Schaltungskonstanten der Schaltungsanordnung von der gegenseitigen Zuordnung von Mikrofon und Lautsprecher und von der Art des Aufstellungsortes, z.B. des Kraftfahrzeuginnenraums, abhängig ist. Die richtige Abstimmung der Schaltungsanordnung läßt sich daran erkennen, daß ein Einfluß des Lautsprechersignals auf die Lautstärkeeinstellung nicht mehr wahrgenommen werden kann.However, it is necessary for the circuit arrangement to function properly necessary to coordinate these at the receiving location, e.g. after installation in a motor vehicle, because the circuit constants of the circuit arrangement depend on the mutual assignment the microphone and loudspeaker and the type of installation location, e.g. the interior of the vehicle, is dependent. The correct coordination of the circuit arrangement can be recognized by that the loudspeaker signal no longer influences the volume setting can be perceived.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art (DE-OS 29 42 331) ist daher einem durch einen Gleichrichter und ein Quadriernetzwerk realisierten Gegenspannungsverstärker ein Abstimmglied zugeordnet, mit welchem die Spannungsverstärkung so lange verändert werden kann, bis der Einfluß des Lautsprechersignals in der dem Lautstärkeregler zugeführten Stellgröße vollständig kompensiert ist.In a known circuit arrangement of this type (DE-OS 29 42 331) is therefore one implemented by a rectifier and a squaring network Counter-voltage amplifier assigned a tuning element, with which the voltage gain can be changed until the influence of the loudspeaker signal in the dem Volume control supplied manipulated variable is fully compensated.
Eine solche vor Ort durchzuführende Abstimmung der Schaltungsanordnung ist aufwendig und erfordert eigens dafür geschultes Fachpersonal, so daß der Einbau von z.B. mit einer solchen Schaltungsanordnung ausgerüsteten Autoradios nicht in jeder Autowerkstatt zufriedenstellend durchgeführt werden kann. Zum anderen muß für eine optimale Funktion der Schaltungsanordnung die Abstimmung an sich ändernden Bedingungen des Aufstellungsortes, z.B. des Kraftfahrzeuginnenraums, angepaßt werden. So ist bei voll-besetztem Kraftfahrzeug gegenüber einem leeren Kraftfahrzeuginnenraum unter Umständen eine Veränderung im Abgleich der Schaltungsanordnung erforderlich, damit diese optimal arbeitet.Such coordination of the circuit arrangement to be carried out on site is complex and requires specially trained personnel, so that the installation of e.g. car radios equipped with such a circuit arrangement are not in any auto repair shop can be done satisfactorily. On the other hand, must for optimal functioning of the circuit arrangement, the tuning is changing Conditions of the installation site, e.g. the vehicle interior, can be adapted. This is the case with a fully occupied vehicle compared to an empty vehicle interior a change in the alignment of the circuit arrangement may be necessary, so that these works optimally.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der erforderliche Abgleich der Schaltungsanordnung nach Anbringung von Lautsprecher und Mikrofon am Einbauort automatisch erfolgt und sich bei veränderten Umweltbedingungen selbsttätig korrigiert.The invention is based on the object of a circuit arrangement to improve the type mentioned in such a way that the necessary adjustment the circuit arrangement after the loudspeaker and microphone have been installed at the installation site takes place automatically and corrects itself automatically if the environmental conditions change.
Diese Aufgabe ist bei einer Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.In the case of a circuit arrangement, this task is the one in the preamble of claim 1 defined type according to the invention by the features in the characterizing part of claim 1 solved.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erfaßt der Sensor eine in der Differenzspannung noch vorhandenen vom Lautsprechersignal herrührende Nutzspannungskomponente. Der Stellsignalgenerator erzeugt in Abhängigkeit von dieser festgestellten Nutzspannungskomponente ein Stellsignal für den Spannungsverstärker, das dessen Spannungsverstärkung so verändert, daß die Nutzspannungskomponente in der Differenzspannung oder Stellgröße reduziert wird. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis die Nutzspannungskomponente in der Differenzspannung verschwunden ist, die Stellgröße für den Lautstärkeregler also nur noch von der Amplitude der vom Störgeräusch herrührenden Spannungskomponente abhängig ist. Es ist leicht einzusehen, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sich erneut selbsttätig abgleicht, wenn durch Veränderung des Umgebungsortes des Mikrofons, z.B, Veränderung im Kraftfahrzeuginnenraum, die Gewichtung von Lautsprechersignal und Störgeräusch, die sich im Mikrofon quadratisch addieren, sich ändert.In the circuit arrangement according to the invention, the sensor detects a useful voltage component still present in the differential voltage resulting from the loudspeaker signal. The control signal generator generates as a function of this determined useful voltage component a control signal for the voltage amplifier, which its voltage amplification so changed that the useful voltage component in the differential voltage or manipulated variable is reduced. The process is repeated until the useful voltage component has disappeared in the differential voltage, the manipulated variable for the volume control so only from the amplitude of the voltage component resulting from the background noise is dependent. It is easy to see that the circuit arrangement according to the invention automatically adjusts itself again if the Microphones, e.g. changes in the vehicle interior, the weighting of loudspeaker signals and background noise, which add up to the square in the microphone, changes.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2. Durch Vergleich der Größe der Differenzspannung am Ausgang der Summierschaltung während einer in der Lautsprechereingangsspannung auftretenden Pause mit der Größe der Differenzspannung vor und nach dieser Pause läßt sich in einfacher Weise die Nutzspannungskomponente im Differenzsignal erkennen. Ist eine solche vorhanden, so wird sich eine Spannungsdifferenz ergeben.An advantageous embodiment of the invention results from the claim 2. By comparing the magnitude of the differential voltage at the output of the summing circuit during a pause in magnitude that occurs in the loudspeaker input voltage the differential voltage before and after this pause can be in a simple manner the Recognize the useful voltage component in the difference signal. If there is one, so there will be a voltage difference.
Ist keine Nutzspannungskomponente vorhanden, die Differenzspannung oder Stellgröße also nur von der Störgeräuschamplitude abhängig, so wird sich in einer Pause in der Lautsprechereingangs- oder Nutzspannung keine Veränderung der Differenzspannung ergeben.If there is no useful voltage component, the differential voltage or manipulated variable depends only on the background noise amplitude, then in a break in the loudspeaker input or useful voltage does not change the Result in differential voltage.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 3. Durch diese schaltungstechnischen Maßnahmen läßt sich die Vergleichsschaltung auf einfache Weise realisieren. An jeder Flanke des Pausenerkennungssignals wird eine Spannungsänderung in der Differenzspannung erfaßt. Ist die Schaltungsanordnung nicht abgeglichen, und eine Nutzspannungskomponente in der Differenzspannung enthalten, so wird die Differenzspannung bei Beginn einer Pause und bei Ende einer Pause sich ändern, und zwar mit jeweils gegensinniger Charakteristik. Bei zu niedrig eingestellter Spannungverstärkung im Spannungsverstärker wird die Differenzspannung bei Pausenbeginn fallen und bei Pausenende ansteigen, während sie bei zu hoch eingestellter Spannungsverstärkung bei Pausenbeginn ansteigt und bei Pausenende fällt. Die Differenzspannungsänderung ist also ein Anzeichen für das Vorhandensein einer Nutzspannungskomponente im Differenzsignal. Der Komparator erfaßt das Vorzeichen der Spannungsänderung und gibt ein entsprechendes Ausgangssig- nal an den Stellsignalgenerator.An advantageous embodiment of the invention results from the claim 3. These circuitry measures allow the comparison circuit realize in a simple way. At each edge of the pause detection signal, a voltage change is detected in the differential voltage. Is the circuit arrangement not balanced, and contain a useful voltage component in the differential voltage, so the differential voltage at the beginning of a pause and at the end of a pause is itself change, each with opposite characteristics. If it is set too low The voltage gain in the voltage amplifier becomes the differential voltage at the start of the pause fall and increase at the end of the pause, while they increase if the voltage gain is set too high increases at the beginning of the break and falls at the end of the break. The difference in voltage change is therefore an indication of the presence of a useful voltage component in the difference signal. The comparator detects the sign of the voltage change and outputs a corresponding one Output signal nal to the control signal generator.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 5.Das zwischen Komparator und Torglied angeordnete Bewertungsglied sorgt dafür, daß die bei nicht abgeglichenerSchaltungsanordnung gegensinnige Charakteristik der Spannungsänderung in der Differenzspannung bei Pausenanfang und Pausenende das vom Integrierglied erzeugte Stellsignal für den Spannungsverstärker gleichsinnig beeinflußt. Bei Verwendung eines invertierenden Integrierglieds ist für das Integrierglied das Ausgangssignal des Komparators am Pausenende, also bei Nichtpausenerkennung, zu invertieren, während bei Verwendung eines nichtinvertierenden Integrierglieds das Ausgangssignal des Komparators am Pausenanfang, also bei Pausenerkennung, zu invertieren ist. In beiden Fällen wird das vom Integrierglied ausgegebene Stellsignal am Anfang und Ende der Pause gleichsinnig verändert. Die Veränderung des Stellsignals wird mit jeder Pausenerkennung solange durchgeführt, bis die Nutzspannung am Ausgang des Spannungsverstärkers eine solche Größe erreicht hat, daß in der Summierschaltung die vom Lautsprechersignal herrührende Nutzspannungskomponente im Mikrofonausgangssignal vollständig kompensiert ist. Die Schaltungsanordnung ist damit abgeglichen und die Lautstärkeregelung allein vom Störgeräuschpegel abhängig.An advantageous embodiment of the invention results from the claim 5. The evaluation element arranged between the comparator and the gate element ensures that that when the circuit arrangement is not balanced, the characteristic of the Voltage change in the differential voltage at the start and end of the pause that of Integrating element generated control signal for the voltage amplifier influenced in the same direction. When using an inverting integrator, this is for the integrator Output signal of the comparator at the end of the pause, i.e. when the pause is not recognized invert, while when using a non-inverting integrator the To invert the output signal of the comparator at the beginning of the pause, i.e. when the pause is detected is. In both cases, the control signal output by the integrator is at the beginning and at the end of the break changed in the same direction. The change in the control signal is carried out with each pause detection until the useful voltage at the output of the voltage amplifier has reached such a size that in the summing circuit the useful voltage component in the microphone output signal resulting from the loudspeaker signal is fully compensated. The circuit arrangement is aligned with it and the Volume control depends solely on the background noise level.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 8, die eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Realisierung von Sensor und Stellsignalgenerator zeigt. Ist die Schaltungsanordnung abgeglichen, also die Stellgröße ausschließlich vom Störgeräuschpegel abhängig, so haben die Ausgangsspannungen der beiden Differenzierglieder die geringste Ähnlichkeit. Die Korrelationsfunktion ist etwa Null. Ein Verändern des Stellsignals erfolgt nicht. Ist die Spannungsverstärkung des Gegenspannungsverstärkers zu niedrig eingestellt, so nimmt die Korrelationsfunktion zu positiven Werten zu. Im Extremfall (bei Spannungsverstärkung Null) korrelieren die Ausgangsspannungen der Differenzierglieder gleichphasig, die Korrelationsfunktion zeigt ein Maximum. Das Stellsignal nimmt seinen größten Wert an. Im umgekehrten Fall, bei zu hoch eingestellter Spannungsverstärkung werden die Ausgangsspannungen der Differenzierglieder sich ebenfalls mit zunehmender Spannungsverstärkung ähnlicher, liegen jedoch gegenphasig zueinander. Die Korrelationsfunktion strebt einem Minimum zu, das Einstellsignal wird verkleinert.An advantageous embodiment of the invention results from the claim 8, which is another advantageous option for realizing a sensor and an actuating signal generator shows. If the circuit arrangement is adjusted, i.e. only the manipulated variable The output voltages of the two differentiating elements depend on the background noise level the slightest resemblance. The correlation function is approximately zero. A change of There is no control signal. Is the voltage gain of the Counter-voltage amplifier set too low, the correlation function decreases too positive values too. In extreme cases (with zero voltage gain) correlate the output voltages of the differentiators in phase, the correlation function shows a maximum. The control signal assumes its greatest value. In the reverse If the voltage gain is set too high, the output voltages the differentiators are also more similar with increasing voltage gain, are however out of phase with each other. The correlation function strives for a minimum closed, the setting signal is reduced.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 10. Bei Differenziergliedern, die lediglich das Vorzeichen der Spannungsänderungen am Eingang und Ausgang der Summierschaltung erfassen, läßt sich der Korrelator durch ein EX-OR-Gatter und ein invertierendes Integrierglied realisieren.An advantageous embodiment of the invention results from the claim 10. In the case of differentiators, which only have the sign of the voltage changes detect at the input and output of the summing circuit, the correlator lets through realize an EX-OR gate and an inverting integrator.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild der Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Anpassen der Lautstärke eines Lautsprechers an einen im Kraftfahrzeuginnenraum herrschenden Störgeräuschpegel für ein Autoradio, Fig. 2 ein Schaltbild einer Pausenerkennungsschaltung der Schaltungsanordnung in Fig. 1, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Anpassen der Lautstärke eines Lautsprechers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 4 jeweils ein Schaltbild eines Korre-und 5 lators in Fig. 3 gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.The invention is based on the exemplary embodiments shown in the drawing described in more detail below. 1 shows a circuit diagram of the circuit arrangement for automatically adjusting the volume of a loudspeaker to one in the vehicle interior prevailing background noise level for a car radio, Fig. 2 is a circuit diagram of a pause detection circuit the circuit arrangement in Fig. 1, Fig. 3 is a block diagram of a circuit arrangement for automatically adjusting the volume of a loudspeaker according to another Embodiment, FIG. 4 each shows a circuit diagram of a corrector and generator in FIG. 3 according to a first and second exemplary embodiment.
In der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist mit 10 der Lautsprecher eines Autoradios und mit 11 ein im Niederfrequenzteil des Rundfunkempfängers angeordneter Lautstärkeregler bezeichnet. Im Niederfrequenzteil vor oder hinter dem Lautstärkeregler ist üblicherweise der Lautstärkesteller, hier nicht dargestellt, angeordnet. Der Lautstärkeregler 11 ist hier als Multiplizierer ausgebildet, kann aber ebenso ein Spannungsverstärker sein. Üblicherweise ist der Lautstärkesteller und der Lautstärkeregler zu einem integrierten Verstärker zusammengefaßt, wie er in der DE-OS 29 04 920 (Fig. 2) beschrieben ist.In the circuit arrangement shown in Fig. 1, 10 is the Speakers of a car radio and with 11 one in the low frequency part of the radio receiver arranged volume control called. In the low frequency part before or after the volume control is usually the volume control, not shown here, arranged. The volume control 11 is designed here as a multiplier, can but also be a voltage booster. Usually the volume control is and the volume control combined into an integrated amplifier, like him in DE-OS 29 04 920 (Fig. 2) is described.
Die Schaltungsanordnung weist ein Mikrofon 12 auf, das sowohl das Lautsprechersignal als auch das Störgeräusch im Fahrgastraum des Autos erfaßt. Das Mikrofon 12 ist entweder ebenso wie die Schaltungsanordnung im Radiogehäuse oder in dessen Nähe angeordnet. Das Mikrofon 12 erzeugt entsprechend dem aufgenommenen Störgeräusch und Lautsprechersignal eine Ausgangsspannung, die sich aus einer vom Störgeräusch und einer vom Lautsprechersignal herrührenden Spannungskomponente zusammensetzt. Der Ausgang des Mikrofons 12 ist über einen Mikrofonverstärker 13 mit Gleichrichter, in welchem vorzugsweise auch eine Quadrierung der Eingangsspannung vorgenommen wird, mit einer Summierschaltung 14 verbunden. Der zweite, negierte Eingang der Summierschaltung 14 ist mit dem Ausgang eines steuerbaren Spannungsverstärkers 15 verbunden1 der eingangsseitig mit dem Eingang des Lautsprechers 10 bzw. Ausgang des Lautstärkereglers 11 verbunden ist und der ebenfalls eine Gleichrichtung und Quadrierung seiner Eingangsspannung durchführt. Der Ausgang der Summier- schaltung 14 ist mit dem Steuereingang des Lautstärkereglers 11, im vorliegenden Fall mit dem zweiten Eingang des Multlplizierers, verbunden.The circuit arrangement has a microphone 12, which has both the The loudspeaker signal as well as the background noise in the passenger compartment of the car are detected. That Microphone 12 is either just like the circuit arrangement in the radio housing or arranged in its vicinity. The microphone 12 generates according to the recorded Noise and loudspeaker signal an output voltage that results from one of the Noise and a voltage component resulting from the loudspeaker signal. The output of the microphone 12 is via a microphone amplifier 13 with a rectifier, in which the input voltage is preferably also squared, connected to a summing circuit 14. The second, negated input of the summing circuit 14 is connected to the output of a controllable voltage amplifier 15 of the on the input side with the input of the loudspeaker 10 or output of the volume control 11 is connected and also rectifies and squares its input voltage performs. The output of the summing circuit 14 is with the control input of the volume control 11, in the present case with the second input of the multiplier, tied together.
In der Summierschaltung 14 werden die beiden Eingangsspannungen, also die verstärkte Mikrofonausgangsspannung und die verstärkte Lautsprechereingangsspannung,gegensinnig addiert. Die am Ausgang der Summierschaltung 14 anstehende Differenzspannung wird als Stellgröße dem Lautstärkeregler 11 zugeführt und im vorliegenden Fall mit der Nutzspannung im Niederfrequenzteil multipliziert. Ist diese vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung zum Anpassen der Lautstärke des Lautsprechers 10 an den am Ort des Mikrofons 12 herrschenden Störgeräuschpegel abgestimmt bzw. abgeglichen, so wird die Lautstärke des Lautsprechers 10 mit zunehmendem Störgeräuschpegel vergrößert bzw. mit abnehmendem Störgeräuschpegel reduziert, so daß der Störabstand des Lautsprechersignals vom Störgeräusch in etwa konstant bleibt und der Kraftfahrzeuginsasse das Rundfunkprogramm stets gleich gut hören kann.In the summing circuit 14, the two input voltages, so the amplified microphone output voltage and the amplified loudspeaker input voltage, in opposite directions added up. The differential voltage present at the output of the summing circuit 14 is supplied as a manipulated variable to the volume control 11 and in the present case with the Usable voltage multiplied in the low frequency part. Is this described above Circuit arrangement for adapting the volume of the loudspeaker 10 to the on-site of the microphone 12 prevailing background noise level matched or balanced, so the volume of the loudspeaker 10 is increased as the background noise level increases or reduced with decreasing noise level, so that the signal-to-noise ratio of the loudspeaker signal from the background noise remains approximately constant and the vehicle occupant the radio program can always hear equally well.
Zum selbsttätigen Abstimmen oder zum selbsttätigen Abgleich der Schaltungsanordnung ist ein Abgleichkreis 16 vorgesehen, der einerseits am Steuereingang 17 des Spannungsverstärkers 15 und andererseits am Ausgang der Summierschaltung 14 angeschlossen ist. Der Abgleichkreis 16 weist einen Sensor 18 zum Erfassen einer vom Lautsprechersignal herrührenden Nutzspannungskomponente in der Differenzspannung auf. Dem Sensor 18 ist ein Stellsignalgenerator 19 nachgeschaltet, der aufgrund des vom Sensor 18 ausgegebenen Ausgangssignals, das als Eingangssignal am Stellsignalgenerator 19 anliegt, ein Stellsignal für den Spannungsverstärker 15 erzeugt, das die Spannungsverstärkung des Spannungsverstärkers 15 im Sinne einer Verkleinerllng der Nutzspannungskomponente in der Differenzspannung verändert.For automatic tuning or for automatic balancing of the circuit arrangement a balancing circuit 16 is provided, on the one hand at the control input 17 of the voltage amplifier 15 and on the other hand at the output of the summing circuit 14 is connected. The adjustment circle 16 has a sensor 18 for detecting a signal originating from the loudspeaker Useful voltage component in the differential voltage. The sensor 18 is a control signal generator 19 connected downstream, which due to the output signal output by the sensor 18, which is applied as an input signal to the control signal generator 19, a control signal for the Voltage amplifier 15 generated, that the voltage gain of the Voltage amplifier 15 in the sense of a reduction in the useful voltage component changed in the differential voltage.
Insoweit wie hier beschrieben, stimmt die Schaltungsanordnung im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mit' der in Fig. 1 überein. Gleiche Schaltungselemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.In so far as described here, the circuit arrangement is correct in the exemplary embodiment according to FIG. 3 with the one in FIG. The same circuit elements are therefore with provided with the same reference numerals.
In dem Abgleichkreis 16 gemäß Fig. 1 weist der Sensor 18 eine Pausenerkennungsschaltung 20 und eine von dieser aktivierbare Vergleichsschaltung 21 auf. Die im einzelnen in Fig. 2 dargestellte Pausenerkennungsschaltung 20 ist eingangsseitig an dem Lautsprechereingang und ausgangsseitig an der Vergleichs schaltung 21 angeschlossen. Die Pausenerkennungsschaltung 20 weist einen einen Schwellwertschalter bildenden Komparator 22 auf, dessen Eingang über einen Entkopplungskondensator 23, eine Diode 24 und einen Widerstand 25 mit dem Eingang des Lautsprechers 10 bzw. des Spannungsverstärkers 15 verbunden ist. Zwischen Kondensator 23 und Diode 24 ist eine weitere Diode 48 mit ihrer Katode angeschlossen.Ein Glättungskondensator 26 ist der Reihenschaltung der Dioden 26,48 parallel geschaltet.In the adjustment circuit 16 according to FIG. 1, the sensor 18 has a pause detection circuit 20 and a comparison circuit 21 that can be activated by this. The in detail The pause detection circuit 20 shown in FIG. 2 is on the input side at the loudspeaker input and connected on the output side to the comparison circuit 21. The pause detection circuit 20 has a comparator 22 forming a threshold value switch, the input of which via a decoupling capacitor 23, a diode 24 and a resistor 25 with the input of the loudspeaker 10 or the voltage amplifier 15 is connected. Another diode 48 with its cathode is located between the capacitor 23 and the diode 24 A smoothing capacitor 26 is the series connection of the diodes 26,48 connected in parallel.
An den Referenzeingang des Komparators 22 ist eine Referenzspannung gelegt, die etwas über den Rauschpegel des Nutzsignals liegt. Die Pausenerkennungsschaltung 2O erkennt Pausen in der Nutzspannung oder Lautsprechereingangsspannung, während die Vergleichsschaltung 21 die Differenzspannungswerte während der detektierten Pausen und vor und hinter den Pausen detektiert und miteinander vergleicht. Bei Ungleichheit der Differenzspannungswerte vor und während bzw. während und hinter einer Pause in der Nutzspannung gibt die Vergleichsschaltung 21 ein Ausgangssignal an den nachgeschalteten Stellsignalgenerator 19. Die an dem Ausgang der Summierschaltung 14 angeschlossene Vergleichs schaltung 21 weist einen Komparator 27 auf, dessen Eingang mit der Differenzspannung am Ausgang der Summierschaltung 14 und dessen RePerenzspannungseingang mit dem Mittelwert der Differenzspannung am Ausgang der Summierschaltung 14 belegt ist. Hierzu ist der Eingang des Komparators 27 unmittelbar mit dem Ausgang der Summierschaltung 14 verbunden, während der Referenzspannungseingang an ein dem Ausgang der Summierschaltung 14 parallel geschaltetes Integrierglied 28 aus Widerstand 29 und Kondensator 30 angeschlossen ist, und zwar an dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand 29 und Kondensator 30. Am Ausgang des Kanparators 27 ist über ein Bewertungsglied 37 ein Torglied 31 angeordnet, das von der Pausenerkennungsschaltung 20 derart gesteuert ist, daß das bewertete Kanparatorausgangssingal jeweils mit Beginn und Ende einer Pause in der Nutzspannung am Ausgang 32 und damit am Eingang 33 des Stellsignalgenerators 19 ansteht. Hierzu ist der Steuereingang des Torgliedes 31 an dem Ausgang eines EX-OR-Gatters 34 angeschlossen, dessen einer Eingang unmittelbar mit dem Ausgang der Pausenerkennungsschaltung 20 und dessen anderer Eingang mit einem dem Ausgang der Pausenerkennungsschaltung 20 parallel geschaltetem RC-Glied 35 verbunden ist, und zwar mit dem den Widerstand des RC-Glied 35 zugekehrten Kondensatoranschluß.A reference voltage is applied to the reference input of the comparator 22 placed, which is slightly above the noise level of the useful signal. The pause detection circuit 2O detects pauses in the useful voltage or loudspeaker input voltage while the comparison circuit 21 the differential voltage values during the detected Breaks and before and after the breaks are detected and compared with each other. at Inequality of the differential voltage values before and during or during and after a pause in the useful voltage, the comparison circuit 21 gives an output signal to the downstream control signal generator 19. The output of the Summing circuit 14 connected comparison circuit 21 has a comparator 27, the Input with the differential voltage at the output of the summing circuit 14 and its Reference voltage input with the mean value of the differential voltage at the output of the Summing circuit 14 is occupied. For this purpose, the input of the comparator 27 is direct connected to the output of the summing circuit 14, while the reference voltage input to an integrator connected in parallel to the output of the summing circuit 14 28 of resistor 29 and capacitor 30 is connected, namely at the connection point between resistor 29 and capacitor 30. At the output of Kanparators 27 is about an evaluation element 37 a gate element 31 arranged by the pause detection circuit 20 is controlled in such a way that the evaluated Kanparatoringangssingal each with Beginning and end of a pause in the useful voltage at output 32 and thus at the input 33 of the control signal generator 19 is pending. The control input of the gate element is used for this purpose 31 connected to the output of an EX-OR gate 34, one input of which is directly with the output of the pause detection circuit 20 and its other input with an RC element connected in parallel to the output of the pause detection circuit 20 35 is connected, namely with the resistor of the RC element 35 facing capacitor terminal.
Der Stellsignalgenerator 19 weist ein invertierendes Integrierglied 36 auf, dessen Ausgangsspannung das Stellsignal bildet. Das zwischen dem Ausgang des Komparators 27 und dem Eingang des Torgliedes 31 angeordnete Bewertungsglied 37 ist von der Pausenerkennungsschaltung 20 derart gesteuert, daß das Ausgangssignal des Komparators 27 bei pausenerkennung unverände: und bei Nichtpausenerkennung invertiert an das invertierende Integrierglied 36 gelangt. Ist das Integrierglied 36 nicht invertierend ausgebildet, so muß das Bewertungsglied 37 umgekehrt arbeiten und das Ausgangssignal des Komparators 27 nur bei Pausenerkennung invertieren. Im Falle eines invertierenden Integriergliedes 36 - wie in Fig. 1 -ist das Bewertungsglied 37 als EX-OR-Gatter 38 ausgebildet, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Komparators 27 und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der Pausenerkennungsschaltung 20 unterbunden ist.The control signal generator 19 has an inverting integrator 36, the output voltage of which forms the control signal. That between the exit of the comparator 27 and the input of the gate element 31 arranged evaluation element 37 is controlled by the pause detection circuit 20 so that the output signal of comparator 27 unchanged with pause detection: and if there is no pause detection reaches the inverting integrator 36 inverted. Is the integrating link 36 is not designed to be inverting, the evaluation element 37 must work in reverse and invert the output signal of the comparator 27 only when a pause is detected. in the In the case of an inverting integrator 36 - as in FIG. 1 - is the evaluation element 37 designed as an EX-OR gate 38, one input of which is connected to the output of the comparator 27 and its other input with the output of the pause detection circuit 20 prevented is.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Abgleichkreises 16 ist wie folgt: Der Komparator 27 der Vergleichsschaltung 21 detektiert das Vorzeichen der Spannungsänderung im Differenzsignal. Durch das EX-OR-Gatter 34 wird das Torglied 31 immer mit der Anfangs- und der Endfianke eines Pausenerkennungssignals der Pausenerkennungsschaltung 20 kurz aufgesteuert. Ist die Spannungsverstgrkung des Spannungsverstärkers 15 zu niedrig eingestellt, so wird die Differenzspannung bei Auftreten einer Pause in der Nutzspannung abfallen und bei Ende einer Pause wieder ansteigen. Für die Zeit der oeffnung des Torgliedes 31 würde somit am Ausgang 32 der Vergleichsschaltung 21 ein negativer und ein positiver Spannungsimpuls anstehen. Der positive Impuls am P«usenende wird nach dem vorher Gesagten von dem EX-OR-Gatter 38 jedoch invertiert, während der negative Impuls unverändert bleibt, so daß an den Eingang des Integriergliedes 36 jeweils ein negativer Impuls gelangt. Durch den Impuls am Pausenanfang und am Pausenende wird jeweils die Ausgangsspannung des Integriergliedes. 36- erhöht und damit das Stellsignal für den Spannungsverstärker 15 vergrößert. Die Spannungsverstärkung wird vrgrößert, wodurch sich wiederum die in der Differenzspannung enthaltene Nutzspannungskomponente verkleinert. Der Vorgang wiederholt sich mit jeder Pauset,erkennung in der Eingangs spannung des Lautsprechers lOso lange, bis die in der Ausgangsspannung ds Mikrofons 12 enthaltene, vom Lautsprechersignal herrührende Nutzspannungskomponente durch die von deS Spannungsverstärker 15 erzeugte Nutzspannung in der' Summierschaltung 14 vollständig kompensiert wird und die Ausgangs- oder Differenzspannung der Summierschaltung 14 nunmehr ausschließlich von der Amplitude des Störgeräusches abhängig ist. Im Falle der zu hoch eingestellten Spannungsverstärkung erfolgt der vorstehend beschriebene Vorgang der Stellsignalerzeugung umgekehrt und die Spannungsverstärkung des Spannungsverstärkers 15 wird reduziert.The mode of operation of the adjustment circuit 16 described above is as follows: The comparator 27 of the comparison circuit 21 detects the sign the change in voltage in the differential signal. Through the EX-OR gate 34, the gate element 31 always with the start and end of a pause detection signal of the pause detection circuit 20 opened briefly. Is the voltage gain of the voltage amplifier 15 to is set low, the differential voltage is set when a pause occurs in the useful voltage drop and rise again at the end of a break. For the time the opening of the gate element 31 would thus be at the output 32 of the comparison circuit 21 a negative and a positive voltage pulse are pending. The positive impulse at the end of the pause, however, the EX-OR gate 38 inverts according to what has been said before, while the negative pulse remains unchanged, so that at the input of the integrator 36 each receives a negative pulse. By the impulse at the beginning of the break and on The end of the pause is the output voltage of the integrator. 36- elevated and thus the control signal for the voltage amplifier 15 is increased. The voltage gain is enlarged, which in turn increases the useful voltage component contained in the differential voltage scaled down. The process is repeated with each pause, recognized in the entrance voltage of the loudspeaker lo long until the in the output voltage of the microphone 12 contained, originating from the loudspeaker signal useful voltage component the useful voltage generated by the voltage amplifier 15 in the 'summing circuit 14 is fully compensated and the output or differential voltage of the summing circuit 14 now depends exclusively on the amplitude of the background noise. in the In the event that the voltage gain is set too high, the one described above takes place The process of generating the control signal is reversed and the voltage amplification of the voltage amplifier 15 is reduced.
In deW in Fig. 3 dargestellten Abgleichkreis 16' weist der Sensor 18' ein am Ausgang der Summierschaltung 14 angeschlossenes erstes Differenzierglied 40 und ein -an dem Eingang der Summierschaltung 14 bzw. an dem Ausgang des Spannungsverstärkers 15 angeschlossenes zweites Differenzierglied 41 auf. Der Stellsignalgenerator 19' ist als Korrelator 42 ausgebildet, dessen Ausgangsspannung das Stellsignal bildet.In the balancing circuit 16 'shown in FIG. 3, the sensor 18 'a first differentiating element connected to the output of the summing circuit 14 40 and a -at the input of the summing circuit 14 or at the output of the voltage amplifier 15 connected second differentiating element 41. The control signal generator 19 ' is designed as a correlator 42, the output voltage of which forms the control signal.
Üblicherweise weist der Korrelator 42 - wie in Fig. 5 dargestellt - einen Multiplizierer 43, dessen beiden Eingänge jeweils mit einem der Differenzierglieder -40,41 verbunden sind, und einen dem Multiplizierer43 nachgeschalteten Integrator 44 auf, dessen Ausgangsspannung das Stellsignal ist. Ist der Integrator 44 inver- tierend, so muß am Ausgang des Integrators 44 noch ein - wie in Fig. 5 strichliniert eingezeichnet -Inverter 45 angeordnet werden. Bei einem wie in Fig. 5 ausgebildeten Korrelator 42 liefern die Differenzierglieder 40,41 die Spannungsänderungen in der Ein- und Ausgangsspannung - der Summierschaltung 14 nach Betrag und Vorzeichen.The correlator 42 usually has - as shown in FIG. 5 - A multiplier 43, the two inputs of which are each connected to one of the differentiating elements -40,41, and an integrator connected downstream of the multiplier43 44, the output voltage of which is the control signal. If the integrator 44 is animal, so must at the output of the integrator 44 a - as shown in Fig. 5 by dashed lines Inverter 45 can be arranged. In the case of a correlator designed as in FIG. 5 42 supply the differentiators 40,41 the voltage changes in the input and Output voltage - the summing circuit 14 according to amount and sign.
Sind die Differenzierglieder 40,41 so ausgebildet, daß sie lediglich das Vorzeichen der Spannungsänderungen in der Ein- und Ausgangs spannung der Summierschaltung 14 detektieren, z.B. bei einer Ausbildung als ein in Fig. 1 beschriebenerKomparator 27, so weist der Korrelator 42 ein EX-OR-Gatter 46 und ein an dessen Ausgang angeschlossenes invertierendes Integrierglied 47 auf. Die beiden Eingänge des EX-OR-Gatters 46 sind mit jeweils einem Ausgang der beiden als Komparatoren ausgebildeten Differenzierglieder 40,41 verbunden, während der Ausgang des invertierenden Integriergliedes 47 mit dem Steuereingang 17 des Spannungsverstärkers verbunden ist.Are the differentiating elements 40,41 designed so that they only the sign of the voltage changes in the input and output voltage of the summing circuit 14, for example in the form of a comparator described in FIG 27, the correlator 42 has an EX-OR gate 46 and one connected to its output inverting integrator 47. The two inputs of the EX-OR gate 46 are each with one output of the two differentiating elements designed as comparators 40,41 connected, while the output of the inverting integrator 47 with the control input 17 of the voltage amplifier is connected.
Die Wirkungsweise des Abgleichkreises 16' ist wie folgt: Ist die Gegenspannungsverstärkung des Spannungsverstärkers 15 zu niedrig eingestellt, so wächst die Ahnlichkeit der Ausgangs spannungen der Differenzierglieder 40,41 zunehmend mit abnehmender Spannungsverstärkung. Im Extremfall (.Snannungsverstär1wn des Spannungsverstärkers 15 ist Null) sind sich die Ausgangsspannungen der Differenzierglieder 40,41 am ähnlichsten und die Korrelationsfunktion weist ein Maximum auf. Entsprechend der Größe der Korrelationsfunktion gibt der Korrelator 42 ein Stellsignal an den Spannungsverstärker 15. Die Spannungsverstärkung wird vergrößert.The mode of operation of the adjustment circuit 16 'is as follows: Is the counter-voltage amplification of the voltage amplifier 15 is set too low, the similarity of the grows Output voltages of the differentiators 40,41 increasingly with decreasing voltage gain. In the extreme case (voltage amplification of the voltage amplifier 15 is zero) are themselves the output voltages of the differentiators 40, 41 are most similar and the correlation function has a maximum. According to the size of the correlation function, the Correlator 42 sends a control signal to voltage amplifier 15. The voltage gain is enlarged.
Ist die Spannungsverstärkung zu hoch eingestellt, so wächst zwar auch die Ähnlichkeit der Ausgangsspannungen der Differenzierglieder 40,41 mit zunehmender Spannungsverstärkung, jedoch sind diese Ausgangsspannungen gegenphasig. Die Korrelationsfunktion wird immer kleiner und strebt schließlich gegen ein Minimum, wenn die vom Mikrofon 12 herrührende Nutzspannungskomponente vernachlässigbar klein ist gegenüber der vom Spannungsverstärker 15 gelieferten Nutzspannung. In diesem Fall verringert sich die Ausgangsspannung des Korrelators 42 und die Spannungsverstärkung des Spannungsverstärkers 15 wird reduziert. Bei abgeglichener Schaltungsanordnung korrelieren die Ausgangssignale der beiden Differenzierglieder 40 und 41 nicht miteinander. Die Korrelationsfunktion ist im wesentlichen Null und ein Stellsignal gelangt nicht an den Spannungsverstärker. Bei der Ausbildung des Korrelators 42'gemäß Fig. 4 steht im Falle der zu geringen Spannungsverstärkung des Spannungsverstärkers 15 am Ausgang des EX-OR-Gatters 46 ein negatives und im Falle der hohen Spannungsverstärkung ein positives Ausgangssignal an. Entsprechend wird die Ausgangsspannung des invertierenden Integrierglieds 47 erhöht bzw. reduziert.If the voltage gain is set too high, it also increases the similarity of the output voltages of the differentiating elements 40,41 with increasing Voltage amplification, but these output voltages are in phase opposition. The correlation function gets smaller and smaller and eventually tends towards a minimum when the microphone 12 resulting useful voltage component is negligibly small compared to the useful voltage supplied by the voltage amplifier 15. In this case it decreases the output voltage of the correlator 42 and the voltage gain of the voltage amplifier 15 is reduced. When the circuit arrangement is balanced, the output signals correlate of the two differentiating elements 40 and 41 are not mutually exclusive. The correlation function is essentially zero and a control signal does not reach the voltage amplifier. In the case of the design of the correlator 42 ′ according to FIG. 4, in the case of the Voltage amplification of the voltage amplifier 15 at the output of the EX-OR gate 46 a negative and, in the case of the high voltage gain, a positive output signal at. Accordingly, the output voltage of the inverting integrator 47 becomes increased or reduced.
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