DE4017596A1 - Vorrichtung zur automatischen lautstaerkesteuerung in fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Lautstärke­ steuerung für Tongeräte in Fahrzeugen.

Bei Tongeräten in Fahrzeugen ist das wiedergegebene Tonsignal häufig leise durch die Überlagerung von Motorgeräusch und dem sogenannten Straßengeräusch, das durch das Abrollen der Reifen auf der Straße entsteht. Bisher waren Tongeräte verfügbar, die so ausgelegt waren, die Ausgangslautstärke entsprechend dem Umgebungsgeräusch in einem Fahrgastraum zu steuern.

Fig. 2 zeigt ein solches Gerät zur automatischen Lautstärke­ steuerung in einem Fahrzeug, welches eine Signalquelle H bein­ haltet, wie z.B. einen Tuner oder ein Tonbandgerät und einen Adapter A, um die Lautstärke automatisch zu kontrollieren. Die Haupteinheit H beinhaltet in erster Linie eine Tonsignalquelle 1 eines Tonsignals, das von einem Tonbandgerät oder einem Tu­ ner wiedergegeben wird, und einen ersten Lautstärkesteuerkreis 2, um die Größe des Ausgangstonpegels der Signalquelle 1 zu steuern. Ein Mikrophon 3 ist an geeigneter Stelle im Fahrgast­ raum angebracht, um den Geräuschpegel aufzunehmen. Ein Tiefpaßfilter 4 verstärkt das Ausgangssignal des Mikrophons 3 und läßt nur die niederfrequenten Anteile durch. Das Ausgangs­ signal des Tiefpaßfilters 4 wird einem Geräuschdetektor 5 zu­ geführt, der ein Gleichstromsignal erzeugt, das für den Ge­ räuschpegel indikativ ist. Ein Tonsignaldetektor 7 empfängt das Ausgangssignal des Lautstärkesteuerkreises 2, um die Hüll­ kurve des Tonsignals zu erfassen. Eine Schaltung zur relativen Erfassung des Pegels 8 (Subtrahierglied) vergleicht die Größe des Ausgangssignals des Detektors 7 mit dem Signal des Ge­ räuschdetektors 5 und erzeugt ein relativiertes Ausgangssig­ nal, welches seinerseits mit einem A/D-Wandler in ein Digital­ signal gewandelt wird. Das Ausgangsignal des A/D-Wandlers 9 wird einem Mikroprozessor 10 zugeführt, der ein Lautstärke­ steuersignal erzeugt. Eine zweite Lautstärkesteuerschaltung 12 empfängt das Ausgangssignal der ersten Lautstärkesteuerschal­ tung 2 und steuert die Größe des Ausgangssignals der Lautstär­ kesteuerschaltung 2 entsprechend dem Lautstärkesteuersignal.

Bei dem beschriebenen, dem Stand der Technik entsprechenden Gerät zur automatischen Lautstärkesteuerung, wird die Lautstärkesteuerung 2 durch den Benutzer derart gesteuert, daß der Eingangspegel zur Lautstärkesteuerschaltung 12 eingestellt wird. Dieser eingestellte Pegel (Sollwert) legt einen ge­ wünschten Lautsprecherausgangspegel fest. Die Lautstärkesteu­ erschaltung 12 wird durch den Mikroprozessor 10 entsprechend dem Ausgang der Detektorschaltung 8 für den Relativpegel der­ art gesteuert, daß der Ausgang der Schaltung 12 durch bzw. über einen Ausgangspegel hinweg nach- und vorgestellt wird, der dem Eingangspegel hierzu entspricht. Damit wird der Aus­ gang des Lautsprechers über den gewünschten Lautsprecheraus­ gangspegel hinweg zurück- und vorgestellt bzw. durch Rück- und Vorstellung eingestellt entsprechend dem Geräuschpegel der Um­ gebung.

Man sollte beachten, daß das Tonsignal durch die zwei Laut­ stärkesteuerschaltungen läuft, die in Serie geschaltet sind und gewöhnlich auf elektronischer Basis arbeiten. Diese Schal­ tungen müssen rauscharm ausgelegt sein und dürfen kein soge­ nanntes Knack-Geräusch erzeugen, wenn sie zur Steuerung eines Tonsignalpegels eingesetzt sind. Solche Schaltungen sind not­ wendigerweise teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lautstärkesteuerung in Fahrzeugen zu schaffen, mit der das Ausgangssignal eines Tongerätes geräuschfrei und verzerrungs­ frei wiedergegeben wird, bei gleichzeitig niedrigen Kosten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand der Zeichnung be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Realisation der vorlie­ genden Erfindung zeigt, und

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Gerät entsprechend dem Stand der Technik zeigt.

Wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Mikrophon 3 an geeigneter Stelle im Fahrgastraum eines Fahrzeuges plaziert, um das Umgebungsgeräusch, wie z.B. das Straßengeräusch und das Geräusch des Motors, aufzunehmen. Das Ausgangssignal des Mikrophons 3 wird einem Tiefpaßfilter 4 zu­ geführt, das nur die tiefen Frequenzanteile im Mikrophonaus­ gang durchläßt. Das Ausgangssignal des Filters 4 wird dann ei­ nem Geräuschdetektor 5 zugeführt, der ein dem Geräuschpegel entsprechendes Gleichstromsignal erzeugt. Das Tiefpaßfilter 4 und der Geräuschempfänger 5 bilden eine Geräuscherfassungsein­ heit 6. Eine Tonsignalquelle 1 liefert ein Tonsignal, z.B. von einem Tuner oder einem Tonbandgerät zu einer Lautstärke-Steu­ erschaltung 2, deren Ausgang sowohl an einen Ausgangsanschluß als auch eine Pegelsteuerschaltung 13 geführt wird. Ein Ton­ signaldetektor 7 empfängt ein Ausgangssignal der Pegelsteuer­ schaltung 13 und erzeugt ein Gleichstromsignal, das dem Pegel des Tonsignals entspricht. Die Pegelsteuerschaltung 13 und der Tonsignaldetektor 7 bilden eine Pegelerfassungseinheit 15. Ei­ ne Detektorschaltung 8 zum Erfassen des relativen Pegels (Subtrahierglied), vergleicht den Pegel des Ausgangs des De­ tektors 7 mit dem des Geräuschdetektors 5, um ein relatives Ausgangssignal (drittes Signal) zu erzeugen, das dann in ein digitales Signal durch einen A/D-Wandler 9 gewandelt wird. Ein Mikroprozessor 10 erhält einen Befehl, der indikativ ist für den vom Benutzer durch eine externe Eingangsvorrichtung 14 eingestellten Wert eines gewünschten Lautsprecherpegels und liefert ein erstes Signal, um den Ausgangspegel der Lautstär­ kesteuerschaltung 2 durch den gewünschten Sollwert ent­ sprechend dem Ausgang des A/D-Wandlers 9 nach- und vorzustel­ len bzw. einzuregeln. Die Einstellung des Ausgangspegels der Schaltung 2 wird nicht in direktem Verhältnis zur Änderung des Umgebungsgeräuschpegels ausgeführt, sondern um einen Wert, der kleiner ist als die Änderung des Geräuschs. Der A/D-Wandler 9 und der Mikroprozessor 10 bilden eine Steuereinheit 11. Der A/D-Wandler 9 erzeugt auch ein zweites Ausgangssignal, welches die Pegelsteuerschaltung 13 derart steuert, daß das Ausgangs­ signal der Schaltung 18 ansteigt oder abnimmt entsprechend ei­ ner Abnahme oder einem Anstieg des relativen Ausgangssignals der Schaltung 8 zur Erfassung des Relativpegels. Da die Pegel­ steuerschaltung 13 den Ausgang der Lautstärkesteuerung 2 emp­ fängt, wird der Ausgang der Pegelsteuerschaltung 13 durch ei­ nen Wert hindurch zurückgestellt und vorgestellt, welcher dem eingestellten Wert bzw. Sollwert der Schaltung 2 entspricht. Wenn der Sollwert relativ hoch ist, wird der Ausgang der Pegelsteuerschaltung 13 durch einen relativ hohen Pegel hin­ durch zurück- und vorgestellt, während bei einem relativ nied­ rigen Sollwert der Ausgang der Pegelsteuerschaltung 13 durch einen relativ niedrigen Pegel zurück- und vorgestellt wird. Es ist zu beachten, daß das Tonsignal nur durch eine Lautstärke­ steuerschaltung läuft im Gegensatz zum Stand der Technik, wo das Tonsignal durch die beiden in Reihe geschalteten Lautstär­ keschaltungen läuft, wobei sich sein Signalrauschverhältnis verschlechtert. Die Pegelsteuerschaltung muß nicht geräuscharm ausgelegt sein, da das Ausgangssignal der Pegelsteuerschaltung 13 nicht die Tonqualität des Lautsprechers beeinflußt.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Erfindung erläutert.

Die Detektorschaltung 8 für den relativen Pegel gibt an den A/D-Wandler 9 ein Signal (erstes Signal), entsprechend der Differenz der Pegel und Polarität zwischen den Ausgangssigna­ len des Geräuschdetektors 5 und dem Tonsignaldetektor 7 ab. Der Mikroprozessor 10 gibt ein Signal (erstes Signal) an die Lautstärkesteuerschaltung 2 so, daß der gewünschte Lautspre­ cherausgangspegel, der vom Benutzer gefordert wird, einge­ stellt wird und steuert den Ausgangspegel der Lautstärkesteu­ erschaltung 2 zurück und vorwärts durch den gewünschten Laut­ sprecherausgangspegel gemäß dem Ausgangssignal des A/D-Wand­ lers 9. Der A/D-Wandler 9 erzeugt auch ein Signal (zweites Signal) und sendet dieses an die Pegelsteuerschaltung 13 in der Weise, daß das Ausgangssignal der Pegelsteuerschaltung 2 abnimmt, wenn das Ausgangssignal der Lautstärkesteuerung 2 an­ steigt und das Ausgangssignal der Pegelsteuerschaltung 13 an­ steigt, wenn das Ausgangssignal der Lautstärkesteuerschaltung 2 abnimmt. Hierdurch wird der Ausgangspegel der Schaltung 13 im wesentlichen auf einem Pegel gehalten, der dem eingestell­ ten Wert bzw. Sollwert der Lautstärkensteuerschaltung 2 ent­ spricht ohne Berücksichtigung des Ausgangspegels des Geräusch­ detektors 5.

Eine Vorrichtung zur automatischen Lautstärkesteuerung ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung weist eine Lautstärke­ steuerung auf, um ein Tonsignal von einer Tonsignalquelle zu empfangen, wobei die Lautstärkesteuerung den Ausgangspegel steuert entsprechend einem ersten Signal, das dieser zugeführt wird, einen Pegeldetektor, um den Ausgangspegel der Lautstär­ kesteuerung zu empfangen, wobei der Pegeldetektor einen seiner Ausgangspegel steuert entsprechend einem zweiten Signal, das diesem zugeführt wird. Eine Geräuscherfassungseinheit dient der Erfassung des Umgebungsgeräusches in einem Fahrgastraum eines Autos, um ein Geräuschsignal auszugeben, das dem Ge­ räuschpegel der Umgebung entspricht. Eine Relativ- Pegeldetek­ torschaltung ist vorgesehen, um den Ausgangspegel der Pegelde­ tektorschaltung mit dem Geräuschsignal zu vergleichen, und um ein drittes Signal zu erzeugen, das eine relative Größe zwi­ schen dem Ausgangspegel des Pegeldetektors und dem Geräusch­ signal anzeigt. Eine Steuerschaltung ist vorgesehen, um das erste und das zweite Signal entsprechend dem dritten Signal auszugeben. Das zweite Signal verursacht, daß der Ausgangspe­ gel des Pegeldetektors abfällt, wenn der Ausgangspegel der Lautstärkesteuersachaltung anwächst. Das zweite Signal verur­ sacht, daß der Ausgang des Pegeldetektors ansteigt, wenn der Ausgangspegel der Lautstärkesteuerungsschaltung abfällt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur automatischen Lautstärkesteuerung in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lautstärkesteuerung (2) vorgesehen ist, um ein Tonsignal von einer Tonsignalquelle (1) zu empfangen, wo­ bei die Lautstärkesteuerung (2) einen Ausgangspegel ih­ rerseits entsprechend einem ersten Signal, das dieser zu­ geführt wird, steuert,
daß eine Pegelerfassungseinheit (15) vorgesehen ist, die einen Ausgangspegel der Lautstärkesteuerung (2) empfängt, wobei die Pegelerfassungseinheit (15) einen ihrer Aus­ gangspegel entsprechend einem eingelegten zweiten Signal steuert,
daß eine Geräuscherfassungseinrichtung (3) vorgesehen ist, die das Umgebungsgeräusch im Fahrgastraum eines Au­ tos erfaßt und ein Geräuschsignal abgibt, das dem Umge­ bungsgeräuschpegel entspricht,
daß ein Detektor (8) zur Erfassung eines Relativpegels vorgesehen ist, und den Ausgangspegel der Pegelerfas­ sungseinheit (15) mit dem Geräuschsignal vergleicht, um ein drittes Signal abzugeben, das eine relative Größe zwischen dem Ausgangspegel der Pegelerfassungseinheit (15) und dem Geräuschsignal anzeigt, und
daß eine Steuerung vorgesehen ist, die das erste Signal und das zweite Signal entsprechend dem dritten Signal abgibt, wobei das zweite Signal den Ausgangspegel der Pegelerfassungseinheit (15) abfallen läßt, wenn der Ausgangspegel der Lautstärkesteuerung (2)ansteigt, und das zweite Signal verursacht, daß der Ausgang der Pegel­ erfassungseinheit (15) ansteigt, wenn der Ausgangspegel der Lautstärkesteuerung (2) abfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal das Ansteigen des Ausgangssignals der Lautstärkesteuerung (2) verursacht, wenn das Ge­ räuschsignal größer ist als der Ausgangspegel der Pegel­ erfassungseinheit (15) und daß das erste Signal das Aus­ gangssignal der Lautstärkesteuerung (2) abfallen läßt, wenn das Geräuschsignal kleiner ist als der sogenannte Ausgangspegel der Pegelerfassungeinheit (15).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung ein Signal von einer externen Ein­ richtung (14) erhält, um einen gewünschten Ausgangspegel der Lautstärkesteuerung (2) einzustellen und daß der Aus­ gangspegel der Lautstärkesteuereinrichtung hin und her eingestellt wird durch bzw. über den eingestellten Wert bzw. Sollwert entsprechend dem dritten Signal.