DE4210707C2

DE4210707C2 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Lautsprechers abhängig vom Störpegel der Umgebung

Info

Publication number: DE4210707C2
Application number: DE19924210707
Authority: DE
Inventors: Peter Gruetzmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-28
Filing date: 1992-03-28
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2012-03-29
Also published as: DE4210707C1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Lautsprechers abhängig vom Störpegel der Umgebung, wobei der Lautsprecher mittelbar oder unmittelbar mit einer Spannung U_L be trieben wird, die aus einer eingehenden Signalspannung U_S und aus einer Spannung U_M, die durch Aufnahme der Störgeräusche und Anteilen des vom Lautsprecher abgestrahlten Nutzsignals und deren aku stische/elektrische Umformung entsteht, hergestellt wird.

Ein derartiges Verfahren gehört zum technischen Gebiet der elektronischen Regelungstechnik u. a. für audio-vi suelle Geräte der Unterhaltungselektronik und der Kommunikationstechnik. Bei den dort angewandten automa tischen Regelungsverfahren wird häufig die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der jeweils zu regelnden Größe, beispielsweise der Verstärkung bzw. Dämpfung der Lautstärke, als Ausgangsgröße für die Er zeugung einer entsprechend entgegenwirkenden Einstell größe genutzt, wie dies in der DE-OS 24 37 697 be schrieben ist. Bei diesem sog. Differenzverfahren bleibt aber unberücksichtigt, daß z. B. die notwendige Erhöhung der Verstärkung bzw. der Dämpfung zur Ausrege lung einer bestimmten Lautstärkendifferenz abhängig ist von der absoluten Größe der Lautstärke, denn eine be stimmte Lautstärkedifferenz erfordert bei großer Laut stärke eine geringere (Nach-)Verstärkung als bei klei nerer Lautstärke. Aus der Lautstärkedifferenz läßt sich die für eine hörrichtige Verständlichkeit erforderliche Einstellgröße für die Verstärkungsänderung dadurch nicht gewinnen.

Bei den bekannten Einrichtungen zum manuellen Verstel len der Lautstärke eines Lautsprechers erfordert dieses ein vom veränderlichen Störpegel abhängiges, diskonti nuierliches, zeitlich nachführendes Verstellen, was bei ständiger Notwendigkeit zum manuellen Verstellen, die Konzentration auf den eigentlichen Empfang und andere Verrichtungen beeinträchtigt und z. B. sich bei Fahr zeugführern verkehrssicherheitsmindernd auswirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Laut sprechers abhängig vom Störpegel der Umgebung zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch diese Maßnahmen wird ein Verfahren geschaffen, bei dem die Laut stärkedifferenz in das umgekehrt proportionale Ver hältnis zur Größe der Lautstärke gesetzt wird. Dieses sog. Quotientenverfahren kann für eine modulare Ein richtung zur automatischen Regelung der Lautstärke ei nes Lautsprechers abhängig vom veränderlichen akusti schen Störpegel der Umgebung eingesetzt werden.

Bei veränderlichem Störpegel in der Umgebung eines Lautsprechers beispielsweise infolge Verkehrslärms und/oder in Fahrzeugen erfordert die hörrichtige Ver ständlichkeit eine entsprechende Erhöhung oder Absen kung der Lautstärke des Lautsprechers.

Mit veränderlichem Störpegel gibt der Lautsprecher das Nutzsignal U_L automatisch regelnd mit entsprechend ver änderter Intensität wieder, so daß die hörrichtige Ver ständlichkeit kontinuierlich erhalten bleibt.

Werden die Störgeräusche im Wirkungsbereich des Laut sprechers aufgenommen, sind in den aufgenommenen Ge räuschen auch Anteile des vom Lautsprecher abgestrahl ten Nutzsignals enthalten. Außerdem ist die hörrichtige Verständlichkeit vom Verhältnis aus der Pegeldifferenz zwischen Nutzsignal plus Störgeräusch und dem Pegel des Nutzsignals abhängig. Um die Regelung vom Verhältnis zwischen Störpegel und Anteilen des vom Laut sprecher abgestrahlten Nutzsignals sowie vom Pegel des Nutzsignals abhängig zu machen, wird erfindungsgemäß die Multiplikation mit der Spannung U_Q als Quotient aus den Effektivwerten der gleichgerichteten Span nung U_M und der gleichgerichteten Spannung U_L, mit der der Lautsprecher betrieben wird, durchgeführt.

Als erfindungsgemäße Variante dieses Verfahrens kann die Quotientenbildung auch durch Subtraktion der Pegel werte in dB aus den Effektivwerten der gleich gerichteten Spannungen U_M und U_L und die Multiplikation auch durch Addition der Pegelwerte in dB der Signal spannung U_S und der Einstellspannung U_Q z. B. mittels eines elektronischen Potentiometers mit entsprechender logarithmischer Einstellcharakteristik durchgeführt wer den.

Die Anpassung der Reglereigenschaften an die akusti schen Gegebenheiten erfolgt erforderlichenfalls mittels einstellbarer P-, I- und/oder D-Anteile entweder in Stufen oder kontinuierlich.

Damit im Nullbereich der Spannungen U_S und U_L, z. B. durch Sendepause, Suchlauf oder Sprachpause beim Verfahrensschritt der Quotientenbildung aus U_M und U_L keine unbestimmten Werte entstehen, ist eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 2 vorgese hen. Vorzugsweise wird dabei so vorgegangen, daß das Verfahren ganz oder teilweise mit analogen und oder digitalen Größen durchgeführt wird und dabei deren teilweise logarithmische Abhängigkeit zur Vereinfachung genutzt wird.

In einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens erfolgt die Aufnahme der Störgeräusche und/oder eines Geräusches, daß sich aus den Störge räuschen und Anteilen aus dem vom Lautsprecher abge strahlten Nutzgeräusch zusammensetzt, beispielsweise mit einem an sich bekannten Elektret-Mikrophon.

Die Bildung der Effektivwerte erfolgt bei spielsweise in an sich bekannten, entsprechend beschal teten integrierten RMS-Convertern, die zusätzlich dB-Ausgänge besitzen. Die Multiplikation oder das Verstel len der Verstärkung der eingehenden Signalspannung US erfolgt zweckmäßigerweise mit einem an sich bekannten Multiplizierer oder elektronischen logarithmischen Po tentiometer (bei dB-Pegelgrößen), wie in der Rechner technik oder Audiotechnik üblich. Die Quotientenbildung oder Differenzbildung (bei dB-Pegelgrößen) wird am be sten in an sich bekannter Weise mittels entsprechend beschalteter Dividierer bzw. Operationsverstärker vor genommen.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Einrichtung im Gehäuse des Gerätes untergebracht ist, mit dem es inte griert werden soll, daß aber das Mikrophon am oder au ßerhalb dieses Gehäuses angebracht ist, am besten in der Nähe des Zuhörers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert:
Das Mikrophon 6 der Einrichtung nach Zeichnung nimmt die Störgeräusche und Anteile der vom Lautsprecher 5 abgestrahlten Nutzgeräusche auf. Die Spannungen UM und UL werden in an sich bekannten RMS-Konvertern 7a und 7b in quadratische Mittelwerte (Effektivwerte) umge wandelt. Anschließend werden sie dem Dividierer 9 zwecks Quotientenbildung oder zur Differenzbildung der Pegelwerte (in dB) dem Operationsverstärker 9 zuge führt, die ihrerseits aus einer vorverstärkten Si gnalspannung U_S im Multiplizierer oder elektronischen logarithmischen Einsteller 3 die verstärkte Spannung U_L herstellen. Die Spannung U_L wird vor Einleitung in den Lautsprecher mittels Leistungsverstärker 4 verstärkt. Die Ansteuerung der elektronischen Speicherung 8a und 8b während des Zeitraumes fehlender Signalspannungen U_S und U_L, z. B. durch Sendepause, erfolgt mittels einer Steuerlogik 10. Die Einstellung der Grundlautstärke er folgt mit dem Einstellpotentiometer 11.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Regelung der Lautstärke eines Lautsprechers abhängig vom Störpegel der Umgebung, wobei der Lautsprecher mittelbar oder unmittelbar mit einer Spannung U_L betrieben wird, die aus einer eingehenden Signalspannung (U_S) und aus einer Spannung U_M, die durch Aufnahme der Störgeräusche und Anteilen des vom Lautspre cher abgestrahlten Nutzsignals und deren aku stische/elektrische Umformung entsteht, hergestellt wird, wobei die Spannung U_L durch Multiplikation der eingehenden Signalspannung (U_S) mit einer Einstellspannung (U_Q) hergestellt wird und die Einstellspannung (U_Q) gleich dem Quotienten aus den Effektivwerten der bei den gleichgerichteten Spannungen U_M und U_L ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Spannung U_L im Bereich Null bei der Quotientenbildung aus U_M und U_L die Einstell spannung (U_Q) mittels elektronischer Speicherung des zeitlich vorangegangenen Spannungswertes bis zum Zeitpunkt nach dem Verlassen des Nullbereichs gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß es ganz oder teilweise mit analogen und/oder digitalen Größen durchgeführt wird und da bei deren teilweise logarithmische Abhängigkeit zur Vereinfachung genutzt wird.