DE3624031C2

DE3624031C2 -

Info

Publication number: DE3624031C2
Application number: DE19863624031
Authority: DE
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1986-07-16
Publication date: 1989-09-14
Also published as: JPS6217225U; GB8616823D0; US4742310A; GB2179807A; DE3624031A1; JPH054334Y2; GB2179807B

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Audiogerätes in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist aus der DE-PS 27 03 249 bekannt.

Diese Druckschrift beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Anpassung der Lautstärke eines Autoempfängers in Abhängigkeit vom Fahrgeräusch, mit einem Mikrofon, das das Geräusch aufnimmt und ein elektrisches Signal abgibt, das über einen Verstärker, einen Gleichrichter und eine ein zeitliches Nacheilen der gleichgerichteten Spannung bewirkende Schaltung einem Stellglied zur Einstellung der Verstärkung zugeführt wird, das im Niederfrequenzkanal des Empfängers liegt. Die das zeitliche Nacheilen der gleichgerichteten Spannung bewirkende Schaltung weist zwei verschiedene Zeitglieder auf, von denen das eine beim Anstieg und das andere beim Abfall des vom Geräuschpegel abhängigen elektrischen Signals wirksam ist. Die Auswahl, welches der Zeitglieder wirksam gemacht wird, besorgt ein Schalttransistor in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem von dem Geräuschpegel abhängigen elektrischen Signal und der niederfrequenten Ausgangsspannung des Empfängers. Man erreicht hierdurch, daß bei zunehmendem Umgebungsgeräuschpegel die Lautstärke des von der Schaltungsanordnung gesteuerten Audiogerätes verhältnismäßig langsam zunimmt, beim schnellen Abnehmen des Umgebungsgeräuschpegels, wie beispielsweise durch das schnelle Abbremsen des Fahrzeugs verursacht, die Lautstärke des Audiogerätes jedoch entsprechend schnell, d. h. schneller als beim Zunehmen, abnimmt.

Die bekannte Schaltungsanordnung erfordert hierfür eine relativ große Anzahl von Bauelementen und ist entsprechend kompliziert aufgebaut.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einer geringen Zahl von Bauelementen aufgebaut ist und sich Änderungen im Umgebungsgeräusch bei Verminderung des Pegels desselben schnell angleicht, bei einer Zunahme des Umgebungsgeräuschpegels jedoch verhältnismäßig langsam reagiert.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs. Dieser enthält zugleich die Alternativen, wonach das von der Regeleinrichtung gesteuerte Audiogerät zur Lautstärkeregelung ein bei zunehmendem Umgebungsgeräusch entweder zunehmendes oder abnehmendes Lautstärkesteuersignal benötigt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung eines Zeitkonstantenkreises in einer automatischen Lautstärkeregeleinrichtung für ein Audiogerät zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 eine Schaltung eines logarithmischen Kompressors, der dem Zeitkonstantenkreis nach Fig. 1 vorangeschaltet sein kann.

Gemäß Fig. 1 empfängt der Eingangsanschluß EINGANG eines Zeitkonstantenkreises ein Gleichspannungssignal, das sich in Abhängigkeit vom Umgebungsgeräuschpegel ändert. Vom Ausgangsanschluß AUSGANG des Zeitkonstantenkreises 7 wird ein Gleichspannungssignal abgegeben, dessen Pegel sich entsprechend einer Zeitkonstante ändert, die beim Ansteigen des Eingangssignals anders ist als beim Abfallen desselben. Der Ausgangsanschluß ist mit einem elektrischen Lautstärkeregelkreis eines Audiogerätes (nicht dargestellt) verbunden.

Der Zeitkonstantenkreis 7 enthält einen Operationsverstärker 7 a, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem Eingangsanschluß des Kreises verbunden ist. Zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 7 a und den invertierenden Eingangsanschluß desselben ist eine Diode D ₂ geschaltet. An den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 7 a ist weiterhin eine RC-Schaltung aus einem Widerstand R ₁ und einem Kondensator C ₁ angeschaltet. Der Kondensator C ₁ liegt mit seinem nicht mit dem Widerstand R ₁ verbundenen Anschluß auf einem Bezugspotential. Zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 7 a und den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R ₁ und dem Kondensator C ₁ ist eine weitere Diode D ₁ geschaltet. Der genannte Verbindungspunkt ist zugleich der Ausgang des Zeitkonstantenkreises.

Die Betriebsweise dieses Zeitkonstantenkreises wird nachfolgend erläutert. Wenn sich im Betrieb das Fahrzeug nicht bewegt und das Umgebungsgeräusch extrem schwach ist, dann wird die Eingangsspannung V ₁ durch die Verstärkung der vorangehenden Stufen auf etwa die Hälfte der Versorgungsspannung des Operationsverstärkers 7 a eingestellt. Es sei bemerkt, daß in Kraftfahrzeugen eine einzige Batterie verwendet wird, so daß diese halbe Spannung die Hälfte der Spannung V _cc der Fahrzeugbatterie ist. Als Folge davon ist die Spannung V _c, die vom Operationsverstärker 7 a an den Kondensator C ₁ gelegt wird, etwa ¹/₂mal V _cc.

Wenn dem Zeitkonstantenkreis ein logarithmischer Kompressor vorangeschaltet ist, wie später noch unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, wird die Spannung am Eingang des Zeitkonstantenkreises vermindert, wenn der Laufgeräuschpegel des Fahrzeugs steigt. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 7 a wird daher um die Sperrspannung über der Diode D ₂ gegenüber der Spannung am Eingangsanschluß vermindert. Da der alte Wert von V _c höher als der neue Wert von V ₁ ist, wie durch den Operationsverstärker 7 a verstärkt, wird die Entladung des Kondensators C ₁ über die Diode D ₁ gesperrt, weil jene nun in Sperrichtung vorgespannt ist. Statt dessen wird der Kondensator C ₁ über den Widerstand R ₁ und die in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode D ₂ entladen.

Es sei angenommen, daß die Spannung am Eingangsanschluß gleich V ₁ ist und die Spannung über dem Kondensator C ₁ gleich V _c ist. Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 7 a ist V ₁. Der durch den Widerstand R ₁ fließende Strom wird dann (V _c - V ₁)/R ₁, was der Entladestrom des Kondensators C ₁ ist. Wenn man die Zeitkonstante der RC-Schaltung aus Widerstand R ₁ und Kondensator C ₁ auf einen großen Wert festsetzt, dann wird die Abnahmegeschwindigkeit der Spannung am Kondensator C ₁ klein. Selbst wenn das Fahrgeräusch sprunghaft ansteigt, wird die Spannung am Ausgangsanschluß des Zeitkonstantenkreises nur sanft abgesenkt.

Die vorangehende Beschreibung ist auf den Fall gerichtet, daß der Zeitkonstantenkreis eine mit zunehmendem Umgebungsgeräusch abnehmende Ausgangsspannung liefert. Umgekehrt, wenn der Situation Rechnung getragen werden soll, bei der die Ausgangsspannung des Zeitkonstantenkreises mit zunehmendem Umgebungsgeräuschpegel ansteigen soll, brauchen nur die Anoden und Kathoden der Dioden D ₁ und D ₂ miteinander vertauscht, d. h. die Dioden umgepolt zu werden.

In einem Zustand, in dem das Umgebungsgeräusch sehr groß ist und die Spannung V _c über dem Kondensator C ₁ sehr niedrig ist, steigt die Spannung am Eingangsanschluß des Kreises auf etwa ¹/₂mal V _cc, wenn die Fahrgeschwindigkeit plötzlich vermindert und das Fahrzeug schließlich ganz angehalten wird. Da die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 7 a jedoch die sehr niedrige Spannung V _c ist, bewirkt der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 7 a, daß der Kondensator C ₁ sich sprunghaft über die nun in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode D ₁ auflädt, so daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 7 a sehr schnell auf V _cc ansteigt. In diesem Falle ändert sich daher die Spannung am Ausgangsanschluß der Schaltung im wesentlichen so schnell wie der Pegel des Laufgeräusches abfällt. Dementsprechend wird die Lautstärke des von der Ausgangsspannung gesteuerten Audiogerätes im wesentlichen ebenso schnell vermindert, wie das Fahrzeug abbremst, so daß die Fahrgäste nicht belästigt werden.

Wie schon erwähnt, kann vor den Eingang des Zeitkonstantenkreises ein logarithmischer Kompressor geschaltet sein. In Fig. 2 ist ein solcher logarithmischer Kompressor dargestellt, dessen Ausgang mit einer Temperaturkompensationsschaltung, bestehend aus einem Transistor Q ₂ und einem Widerstand R ₄ sowie einem Ausgangspufferverstärker, bestehend aus einem Operationsverstärker OP-VERST. 2 und Widerständen R ₅ und R ₆ verbunden ist. Weder die Temperaturkompensationsschaltung noch der Pufferverstärker sind im Hinblick auf die vorliegende Erfindung wesentlich und werden daher nicht weiter erläutert.

Im Betrieb des logarithmischen Kompressors 6 fließt bei Anliegen eines Eingangssignals V _IN ein Strom der Größe V _IN/R ₃ durch den Widerstand R ₃. Dieser Strom ist somit proportional zum Pegel der Eingangsspannung V _IN. Der invertierende und der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP-VERST. 1 wurden vor der Zuführung des Eingangssignals auf ungefähr gleichem Potential gehalten. Der durch den Widerstand R ₃ fließende Strom fließt in den Kollektor eines Transistors Q ₁. Da dessen Basis mit einem Bezugspotential verbunden ist, werden die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP-VERST. 1 und die Emitterspannung des Transistors Q ₁ um die Basis-Emitter-Spannung V _BE des Transistors Q ₁ gegenüber der Eingangsspannung V _IN herabgesetzt. Es ist bekannt, daß der Kollektorstrom I _c und die Basis-Emitter-Spannung V _BE in einem logarithmischen Abhängigkeitsverhältnis zueinander stehen. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP-VERST. 1 wird daher ein negativer logarithmischer Wert in bezug auf den Eingangsstrom V _IN/R ₃. Das Verhältnis zwischen dem Eingangsstrom V _IN/R ₃ und der Ausgangsspannung V ₀ ist wie folgt:

V ₀ = -kT/q(ln(V _IN/R ₃) - ln(I _e)),

wobei k die Boltzmannsche Konstante, q die elektrische Elementarladung, T die absolute Temperatur und I _e der Emittersättigungsstrom des Transistors Q ₁ sind. Aus der obigen Gleichung geht hervor, daß, wenn V _IN steigt, die Ausgangsspannung in negativer Richtung steigt, d. h. der Ausgang des logarithmischen Verstärkers nimmt ab, wenn der Geräuschpegel steigt.

Dieses Ausgangssignal wird über die schon erwähnte Temperaturkompensationsschaltung und den Pufferverstärker dem Eingang des Zeitkonstantenkreises 7 zugeführt, der somit ein sich in Abhängigkeit vom Pegel des Fahrgeräuschs logarithmisch änderndes Signal erhält.

Claims

1. Einrichtung zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Audiogerätes in einem Fahrzeug, enthaltend ein Mikrofon zur Ermittlung des Umgebungsgeräuschpegels in dem Fahrzeug und zum Umwandeln desselben in ein elektrisches Signal und einen RC-Zeitkonstantenkreis zur Beeinflussung der Lautstärkeregelung, dem das genannte Signal zugeführt und eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die seine Zeitkonstante von der Richtung der Änderung des vorgenannten Signals abhängig macht derart, daß die Zeitkonstante größer ist, wenn der Umgebungsgeräuschpegel ansteigt, als im Falle, bei dem der Umgebungsgeräuschpegel abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstantenkreis (7) ein einziges RC-Glied (R ₁, C ₁) und eine Diode (D ₁) aufweist und die Steuereinrichtung (D ₂) den Kondensatorstrom an dem RC-Zeitglied (R ₁, C ₁) durch dessen Widerstand (R ₁) richtet, wenn der Umgebungsgeräuschpegel steigt, und durch die Diode (D ₁) richtet, wenn der Umgebungsgeräuschpegel fällt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkonstantenkreis (7) enthält:
einen Operationsverstärker (7 a), der das elektrische Signal (V ₁) an seinem nicht-invertierenden Eingang erhält;
einen Widerstand (R ₁), der mit seinem einen Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (7 a) verbunden ist;
einen Kondensator (C ₁), der zwischen ein festes Potential und den anderen Anschluß des Widerstandes (R ₁) geschaltet ist;
eine erste Diode (D ₁), die zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers (7 a) und den Ausgangsanschluß des Zeitkonstantenkreises (7) geschaltet ist; und
eine zweite Diode (D ₂), die zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers (7 a) und den invertierenden Eingang desselben geschaltet ist,
wobei die erste Diode (D ₁) mit ihrer Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (7 a) und die zweite Diode (D ₂) mit ihrer Kathode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (7 a) verbunden sind, wenn das von dem Zeitkonstantenkreis (7) abzugebende Signal bei abnehmendem Eingangssignalpegel zunehmen soll, hingegen die erste Diode (D ₁) mit ihrer Kathode und die zweite Diode (D ₂) mit ihrer Anode mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (7 a) verbunden sind, wenn das von dem Zeitkonstantenkreis (7) abzugebende Signal bei abnehmendem Eingangssignalpegel abnehmen soll.