DE4021969A1 - Automatische lautstaerkenregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Lautstärkenregelung zur Verwendung bei einer im Fahrzeug eingebauten Audio­ anlage.

In einem laufenden Fahrzeug meint der Fahrer, der von den Lautsprechern der im Fahrzeug eingebauten Audioanlage wieder gegebenen Schall habe herabgesetzte Lautstärke. Dieses Phäno­ men wird durch die Maskierung des Schalls durch Geräusch ver­ ursacht, das im Laufzustand des Fahrzeugs in den Fahrgast­ raum eindringt.

Eine typische Lösung für dieses Problem des abgesenkten Schallvolumens im Fahrgastraum besteht darin, Schall hinzu­ zufügen als simulierte Reflexion des durch die fahrzeugeige­ ne Audioanlage erzeugten Schalls. Da der Pegel des Effekt­ schalls niedriger liegt als der des direkt von den Lautspre­ chern kommenden Schalls, kann auch der hinzugefügte Effekt­ schall immer noch durch Rauschen maskiert werden, das von dem laufenden Fahrzeug herrührt. Dadurch wird das Ziel, den Effektschall zu dem Audiosignal hinzuzufügen, nicht er­ reicht.

Es ist auch nicht möglich, das Problem dadurch zu lösen, daß der Effektschall vorher in seinem Pegel angehoben wird. Dann wird immer, wenn das Fahrzeug vorübergehend anhält, dem Fahr­ gast durch den außerordentlich hohen hinzugefügten Effekt-Schall­ pegel ein unangenehmes akustisches Gefühl vermittelt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine au­ tomatische Lautstärkenregelung zu schaffen, die hinzugefüg­ ten Effektschall vor Maskierung durch die im Laufzustand in den Fahrgastraum eindringenden Geräusche schützt und einen natürlichen Klang des von den Lautsprechern wiedergegebenen Schalls auch dann vermittelt, wenn das Fahrzeug zeitweise anhält.

Die erfindungsgemäße automatische Lautstärkenregelung ent­ hält ein Mittel zum Erfassen des Signal-Pegels eines von der fahrzeugeigenen Audioanlage erhaltenen Audiosignals, ein Mittel zum Erfassen des Geräusch-Pegels der bei der Fahrt in die Kabine eindringenden Geräusche, ein Steuersignal-Erzeu­ germittel, welches ein Steuersignal erzeugt durch Berechnun­ gen gemäß dem Audiosignal-Pegel und dem Fahrgeräusch-Pegel, ein erstes mit variablen Gewinn verstärkendes Mittel, das das Audiosignal verstärkt unter Benutzung einer durch das Steuer­ signal bestimmten Gewinngröße, ein Effektschall-Erzeugermit­ tel, das ein Effektschall-Signal aufgrund des Audiosignals erzeugt, ein zweites variables Verstärkermittel, welches das Effektschall-Signal verstärkt mit einem durch das Steuersig­ nal bestimmten Gewinn und ein Addiermittel, welches die Aus­ gangssignale des ersten und des zweiten variablen Verstärker­ mittels zum Ausgangssignal addiert. Eine derartig aufgebaute automatische Lautstärkenregelung erfaßt den Pegel des direkt von der kraftfahrzeugeigenen Audioanlage kommenden Audiosig­ nals und den der Laufgeräusche, verstärkt individuell das (Direktschall)-Audiosignal und das Effektschall-Signal mit einem Gewinn, der durch die Differenz der beiden Pegel be­ stimmt ist, und mischt die verstärkten Signale.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 und 3 Schaubilder der Kompensation des (Direktschall) Audiosignals und des Effektschall-Signals bezüglich des Geräuschsignalpegels.

Nach Fig. 1 wird ein Audiosignal von einer Audiosignalquelle wie einem Kassettengerät einem VCA (voltage controlled ampli­ fier = spannungsgesteuerter Verstärker) 1 und einer Effekt­ schall-Erzeugerschaltung 2 zugeführt. Die Effektschall-Erzeu­ gerschaltung 2 umfaßt eine Vielzahl von Verzögerungselemen­ ten für das anliegende Audiosignal, je einen Abschwächer (Dämpfer) an jedem Ausgang jedes Verzögerungselements, und einen Addierer, der die Ausgangspegel der Dämpfer addiert. Die Effektschall-Schaltung 2 erzeugt ein Reflexionsschall-Signal als Effektschall-Signal. Ein VCA3 ist mit dem Aus­ gang der Effektschall-Erzeugerschaltung 2 verbunden. Die Aus­ gangspegel der VCA1 und 3 werden durch einen Addierer 4 ad­ diert. Das Ausgangssignal des Addierers 4 wird dann das Aus­ gangssignal dieses Kreises.

Das anliegende Audiosignal wird auch einer Signalpegel-Erfas­ sungsschaltung 5 zugeführt. Die Signalpegel-Erfassungsschal­ tung 5 enthält einen Gleichrichter 5a, der das anliegende Au­ diosignal gleichrichtet, eine Glättungsschaltung 5b, die das gleichgerichtete Signal glättet und eine logarithmische Wand­ lerschaltung 5c, die das geglättete Signal in ein Signal mit logarithmischen Werten wandelt. Die Schaltung 5 gibt ein Gleichspannungssignal aus, das den Pegel des anliegenden Au­ diosignals anzeigt.

Ein Mikrophon 6 ist im Fahrzeug angebracht. Das Ausgangssig­ nal des Mikrophons 6 wird einer Rauschpegel-Erfassungsschal­ tung 7 zugeführt. Wie die Signalpegel-Erfassungsschaltung 5 enthält auch die Rauschpegel-Erfassungsschaltung 7 einen Gleichrichter 7a, eine Glättungsschaltung 7b und eine loga­ rithmische Wandlerschaltung 7c.

Die Ausgangssignale der Signalpegel-Erfassungsschaltung 5 und der Geräuschpegel-Erfassungsschaltung 7 werden einer arithmetischen Schaltung zugeführt. Diese arithmetische Schaltung besitzt einen Subtrahierer 9 und Pegelsteuerkreise 10 und 11.

Der Subtrahierer 9 errechnet die Differenz der Ausgangspegel der Signalerfassungsschaltung 5 und der Ger­ äuschpegelerfassungsschaltung 7. Der Ausgangspegel des Sub­ trahierers 9 wird bei einer Steuerklemme des VCA1 über die Pegel-Steuerschaltung 10 zugeführt, und einer Steuerklemme des VCA3 über die Pegel-Steuerschaltung 11.

Bei der wie vorstehend beschrieben aufgebauten automatischen Lautstärkeregelung wird das anliegende Audiosignal als Di­ rektschall-Signal nach Verstärkung durch den VCA1 an eine der beiden Eingangsklemmen des Addierers 4 geführt. Die Ef­ fektschall-Erzeugerschaltung 2 erzeugt ein Effektschall-Si­ gnal, beispielsweise ein Reflexschall-Signal. Das Effekt­ schall-Signal wird nach Verstärkung durch den VCA3 an die andere Eingangsklemme des Addierers 4 geführt.

Der Signalpegel des anliegenden Audiosignals wird durch die Signalpegel-Erfassungsschaltung 5 erfaßt. Die Geräusche im laufenden Fahrzeug werden durch das Mikrophon 6 aufgenommen. Wiederum wird der Signalpegel des Laufgeräusch-Signals vom Mikrophon 6 durch die Geräuschpegel-Erfassungsschaltung 7 erfaßt. Die Differenz zwischen dem Audiosignalpegel und dem Laufgeräusch-Signalpegel im erfaßten Zustand wird durch den Subtrahierer 9 berechnet. Der Gewinn (Verstärkungsfaktor) des VCA1 und der des VCA3 ändern sich mit dem Pegel des durch den Subtrahierer 9 errechneten Differenzsignals. Die Pegelsteuerkreise 10 und 11 sind vorgesehen, damit der Gewinn des VCA1 getrennt von dem des VCA3 eingestellt werden kann. Nachstellungen werden von Hand so vorgenommen, daß z.B. der Gewinn des VCA1 größer als der des VCA3 wird. Wenn beispielsweise der Rauschsignalpegel um 10 dB ansteigt, wird das Direktschall-Signal um 2 dB angehoben und das Ef­ fektschall-Signal um 2,5 dB.

Der Unterschied der Kompensationsgröße durch die VCA1 bzw. VCA3 jeweils für das Direktschall-Signal und das Effekt­ schall-Signal können entweder proportional zum Rauschsignal­ pegel anwachsen, wie in Fig. 2 dargestellt, oder konstant bleiben nach Fig. 3, und zwar bei hohem, mittlerem oder nie­ drigem Schallvolumenpegel.

Bei der automatischen Lautstärkenregelung erfindungsgemäßer Art zur Verwendung bei in einem Fahrzeug eingebauter Audio­ anlage, wie sie vorstehend beschrieben wurde, werden das Au­ diosignal von der Audioanlage und der Pegel der in den Fahr­ gastraum beim Lauf eindringenden Geräusche erfaßt. Die erfaß­ te Pegeldifferenz wird in verschiedene Verstärkungspegel ge­ wandelt, wodurch das Direktschallsignal und das Effekt­ schall-Signal einzeln zur optimalen Synthese verstärkt werden. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn der Effekt­ schall dem wiedergegebenen Schall hinzugefügt wird, mit Hilfe der Anordnung eine Maskierung der Effekttöne durch die Laufgeräusche dadurch unterbunden, daß der Pegel des Effekt­ schall-Signals sich mit dem Laufgeräuschpegel ändert. Der wiedergegebene Schall mit dem hinzugefügten Effektschall kann auch bei laufendem Fahrzeug klar gehört werden. Wenn das Fahrzeug kurz anhält, wird der Effektschall entsprechend reduziert, um zu verhindern, daß die Fahrgäste im Inneren un­ angenehme akustische Eindrücke erfahren, die von dem außer­ ordentlich großen Effektschall-Pegel stammen.

Claims (2)

1. Automatische Lautstärkenregelung zur Verwendung bei einer in einem Fahrzeug angebrachten Audioanlage, gekennzeichnet durch:
Mittel (5) zum Erfassen des Pegels eines Audiosignals aus der eingebauten Audioanlage,
Mittel (6, 7) zum Erfassen des Pegels von Geräuschen, die beim Laufen in das Fahrzeug eindringen;
Steuersignal-Erzeugermittel (10, 11), die je ein Steuersi­ gnal durch Errechnung entsprechend dem Pegel des Audiosi­ gnals und dem der Laufgeräusche erzeugen;
erstes gewinnvariables Verstärkermittel (1), welches das Audiosignal verstärkt mit einem durch das Steuersignal be­ stimmten Gewinn;
Effektschall-Erzeugermittel (2), das ein Effektschall- Signal aufgrund des Audiosignals erzeugt;
zweites variables Verstärkermittel (3), das das Effekt­ schall-Signal mit einem durch das Steuersignal bestimmten Gewinnwert verstärkt, und
Addiermittel (4), welches die Ausgangssignale des ersten und des zweiten variablen Verstärkermittels (1, 3) mitein­ ander addiert.

2. Automatische Lautstärkenregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewinn für das zweite gewinnvaria­ ble Verstärkermittel (3) etwas größer als der Gewinn des ersten gewinnvariablen Verstärkermittels (1) eingestellt ist.