DE69013404T2 - Audioverstärker mit Spannungsbegrenzung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Verstärkung von Tonsignalen und auf ein Verfahren zur Spannungsbegrenzung des verstärkten Tonsignales.
• Typische Tonwiedergabesysteme beinhalten eine Verstärkungsstufe mit regelbarer Verstärkung, gefolgt von einem Leistungsverstärker mit fester Verstärkung, die einen Ausgangssignalumformer, wie einen Lautsprecher, speist. Eine der Stufe mit regelbarer Verstärkung zur Verfügung gestellte Speuerspannung steuert das vom Zuhörer gehörte Ausgabevolumen. Die Stufe mit regelbarer Verstärkung enthält üblicherweise eine Klangregelung zur Änderung der jeweiligen Verstärkung von Bass- und/oder Höhenfrequenzbereichen.
• Ein wichtiges Ziel bei der Konstruktion von Tonsystemen ist es, bei der Tonwiedergabe eine minimale Verzerrung zu erzielen. Verzerrungen treten jedoch immer auf, besonders bei hohen Schallpegeln. Übersteigt die Größe des von der Verstärkungsstufe mit regelbarer Verstärkung an den Leistungsverstärker gelieferte Signal einen bestimmten Pegel, wird der Leistungsverstärker übersteuert. Diese Situation tritt ein, wenn das Eingangssignal an den Leistungsverstärker, das um die feste Verstärkung des Leistungsverstärker multipliziert wird, sich dem Speisespannungspegel, der an den Leistungsverstärker geliefert wird, nähert. Das hat zur Folge, daß der Leistungsverstärker gesättigt wird und Signalspitzen des Tonsignales durch das Begrenzen verzerrt werden.
• Das Problem der Leistungsverstärkerbegrenzung ist in Tonsystemen für Kraftfahrzeuge schwieriger. Dem Leistungsverstärker steht weniger Spannungskopfhöhe (d.h. Sicherheitsspanne) zur Verfügung, da das Kraftfahrzeug auf eine Elektrospannung von 12 Volt beschränkt ist. Obwohl ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler verwendet werden kann, um eine höhere Gleichstromspannung zu erhalten, sind solche Wandler verhältnismäßig teuer. Ferner wird in der Kraftfahrzeugumgebung eine Baßanhebung zur Verdeckung von Straßen- und Motorgeräuschen mit niedriger Frequenz, die das Begrenzen im Baßbereich des Tonsignals wahrscheinlicher machen, benötigt.
• Um Begrenzen zu vermeiden, ist bekannt, daß Spannungsbegrenzung oder -verdichtung an den Eingang eines Verstärkers zu verwenden. Bei Evans und andere, U.S. Patent 4 048 573 vergleicht ein HiFi-Tonverstärker die Verstärkereingabe mit dem Rückkopplungssignal des Verstärkers. Das Eingangssignal wird abgeschwächt, wenn übermäßige Signale entweder im Eingang oder bei der Rückkopplung erkannt werden. Der daraus resltierende Verstärker ist breitbandig begrenzt, d.h. obwohl die Signale mit großer Amplitude, die die Begrenzung verursachen,sich im wesentlichen nur in einem begrenzten Frequenzbereich befinden können, werden alle Frequenzen abgeschwächt, was eine "Atmungs"-wirkung zur Folge hat. Ein lautes Baßsignal kann also die Volumenreduzierung eines ruhigeren Höhensignals verursachen.
• Bei Mestorovic, U.S. Patent 4 233 566 wird das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen. Übersteigt das Ausgangssignal den Bezugswert, verringert ein spannungsgesteuerter Dämpfungsregler das Eingangssignal zum Leistungsverstärker. Dieses System zeigt gleichermaßen Atmungseffekte, die von seiner Breitbandannäherung verursacht werden.
• Sondermeyer, U.S. Patent 4 318 053, offenbart einen Verstärker, der den Verstärkungsfaktor verringert, wenn die Begrenzung eine bestimmte Schwelle erreicht. Ein Schwellenwertdetektor lädt einen Kondensator, der dann in einen Verstärker mit regelbarer Verstärkung gemäß dem Prozentsatz der Begrenzung des Ausgangssignals des Verstärkers entladen werden kann. Dieses System hat den Nachteil, daß die Begrenzung über den gesamten Frequenzbereich des Verstärkers erfolgt, selbst nach dem Auftreten eines großen Amplitudensignals von engen Frequenzen.
• Der Aufsatz von Noble und anderen, Ein Zweifachband Tonbegrenzer, erschienen im Journal of the Audio Engeneering Society, (Zeitschrift der Gesellschaft für Tontechnik), Band 17, Nr. 6, Dezember 1969, Seiten 678-684, beschreibt ein Begrenzungssystem, bei dem das Tonsignal in getrennte Pfade für Baßfrequenzen und höhere Frequenzen aufgeteilt wird.
• Nach dem Auftreten eines Spitzenpegels wird die Verstärkung in jedem Pfad verringert, wobei die verringerte Verstärkung während der Erholungszeit des Begrenzers aufrecht erhalten wird. Noble und andere führen aus, daß die Erholungszeit kurz sein sollte, um die dynamische Verzerrung zu minimieren. Harmonische Verzerrung und Intermodulationsverzerrung benötigen jedoch eine längere Auslösezeit, um die Verzerrung zu minimieren. Noble und andere begegnen diesen widersprüchlichen Ergebnissen mit der Schaffung verschiedener Auslösezeiten in jedem Pfad. Bei den Baßfrequenzen wird die Verzerrung also durch die Schaffung einer längeren Auslösezeit verringert, während die Verzerrung bei höheren Frequenzen durch eine kurze Auslösezeit minimiert wird. Der Schwellenwert für das Auslösen der Begrenzung ist in jedem Frequenzbereich jedoch derselbe.
• Der Zweifachband-Begrenzer in Noble und andere hat das Problem, daß ein Phasenteiler und Bandpaßfilter zur Aufteilung des Tonsignal in getrennte Bänder benötigt werden, und daß diese getrennten Bänder im Ausgang zusammengemischt werden müssen. Diese Elemente addieren ihre eigene Verzerrung zum Signal hinzu und verteuern so den Verstärker.
• US-A-4 517 534 offenbart Schaltkreisdetektoren, die im allgemeinen eine Entladediode beinhalten, die in einer Rückkopplungsschleife eines Operationsverstärkers angeordnet ist, so daß die Haltezeit des Systems durch den Detektorpegel unbeeinträchtigt bleibt. Diese Schaltkreise können auch einen Leiter beinhalten, um einen dynamisch geregelten Lade- und/oder Entladepfad in Verbindung mit einer Verstärkungsvorrichtung für das aktive Signal zu schaffen.
• US-A-3 848 091 beschreibt ein Verfahren zur Anbringung eine Prothesenvorrichtung zur Schaffung einer Ausgleichsverstärkung für gehörgeschädigte Personen. Das Verfahren beinhaltet Schritte zur Bestimmung der absoluten Schwelleninformation und der Information darüber, wann der Ton Unbehagen bereitet und zur Kopplung des Gegenstandes zu einer Haupthörhilfe, die ein Filternetzwerk beinhaltet, das so ausgewählt wurde, daß es sich im Allgemeinbereich der Scharfhörschwäche befindet, wie es aus der obigen Information bestimmt wurde. Dann geben Zwangswahl-Paarvergleich-Techniken die erforderliche Information zur Auswahl der geeigneten Filter-, Filterverstärkungs- und Flachverstärkungsparameter, die als ein einziges Filternetzwerk in einer Prothesevorrichtung verwendet werden.
• Demgemäß ist es ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verstärkung des Tonsignals ohne Begrenzung des Leistungsverstärkers und ohne die Wahrnehmung des "Atmens", zu schaffen wobei nicht begrenzende Frequenzen aufgrund von Begrenzen in einem anderen Frequenzbereich gedämpft werden.
• Es anderes Ziel der Erfindung ist es, die Höhe der wahrgenommenen Tonleistung, die in einem Tonsystem eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht, zu vergrößern.
• Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Spannungsbegrenzung für ein Tonsignal zu schaffen, ohne daß die Bandteilung des Tosnsignal notwendig wird.
• Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, wie in Anspruch 1 gekennzeichnet und eine entsprechendes Verfahren wie in Anspruch 12 gekennzeichnet.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben; dabei ist:
• Figur 1 eine grafische Darstellung einer Wellenform, die die Wirkung des Begrenzens zeigt;
• Figur 2 ein Plott, der den Frequenzgehalt eines beispielhaften Tonsignals zeigt;
• Figur 3 ein Blockschaltbild, das eine erste Anwendungsform einer spannungsbegrenzenden Anordnung der Erfindung zeigt;
• Figur 4 ein Blockschaltbild, das eine alternative Anwendungsform einer spannungsbegrenzenden Anordnung der Erfindung zeigt; und
• Figur 5 zum Teil ein Blockschaltbild und zum Teil eine schematische Darstellung, die die vorliegenden Erfindung detaillierter zeigt.
• Zunächst bezugnehmend auf Figur 1, in welcher eine Wellenform gezeigt wird, um die Wirkungen der Amplitudenbegrenzung zu veranschaulichen. Das Toneingangssignal an den Leistungsverstärker hat eine Amplitude, die den Leistungsverstärker übersteuert und veranlaßt dessen Ausgang während des Zeitraumes 12 begrenzt zu werden, anstatt die gewünschte Wellenform 11 zu schaffen.
• Figur 2 zeigt ein typisches Frequenzleistungsspektrum eines in einem Kraftfahrzeug wiedergegebenen Tonprogramms. Daher hat das Spektrum 15 eine Baßerhöhung im Baßbereich 16, die größer ist als der durchschnittliche Pegel des Höhengehaltes im Höhenbereich 17. Die Verwendung von Breitbänden früherer Patente, die das gesamte Spektrum des Signaltyps begrenzten, hat übermäßiges "Atmen" im Programmaterial und eine offensichtliche Verringerung in der dem Tonsystem zur Verfügung stehenden Gesamtausgangsleistung verursacht.
• Eine bevorzugte Anwendungsform der Erfindung wird in Figur 3 gezeigt, die eine Tonquelle 20 beinhaltet, die ein Tonsignal an einen spannungsgesteuerten, breitbandvolumigen Verstärker (VCA) 21. Das Signal wird dann von der Baßfrequenz VCA 22 und einem Leistungsverstärker 23 weiter verstärkt, bevor es an einen Lautsprecher 24 ausgegeben wird. Ein Begrenzungsdetektor 25 ist mit dem Leistungsverstärker 23 zum zur Erfassung des Einsetzens der Begrenzungsverzerrung verbunden. Eine Begrenzungssignal vom Begrenzungsdetektor 25 ist mit der Baßbegrenzungsschleife 26 und einer Volumenbegrenzungsschleife 27 verbunden. Die Baßbegrenzungsschleife 26 erhält eine Steuerspannung für den Baßpegel, abhängig von der Regelung des Bedieners. Der Ausgang der Baßbegrenzungsschleife 26 ist mit dem spannungsgesteuerten Eingang der Baßfrequenz VCA 22 verbunden. Gleichermaßen erhält die Schallvolumenbegrenzungsschleife 27 einen Volumenpegel und schafft einen Ausgang an den spannungsgesteuerten Eingang der Breitbandlautstärke VCA 21.
• Im Betrieb wird ein an die Breitbandlautstärke VCA 21 gelieferte Tonsignal breitbandig verstärkt, um eine gewünschte Verstärkung zu schaffen. Das breitbandig verstärkte Signal wird an die Baßfrequenz VCA 22 geliefert, die dem Baßfrequenzanteil des Tonsignals eine weitere Verstärkung zuführt, während es die mittleren/hohen Frequenzanteile des Tonsignals im wesentlichen unverändert läßt.
• Fehlt die Begrenzung werden die Steuerspannung für die Lautstärke und die Steuerspannung für den Baßpegel direkt jeweils an die spannungsgesteuerten Eingänge der Breitbandlautstärke VCA 21 und der Baßfrequenz VCA 22 hingeführt. Tritt eine Begrenzung ein, werden diese Pegelsteuerspannungen durch die Begrenzungsschleifen verringert
• Die Begrenzungsschleifen schaffen unabhängig zu aktivierende Schwellen, so daß die von großamplitudigen Baßsignalen verursachte Spannungsbegrenzung kein Atmen des gesamten Tonsignals verursachen. Wird also eine erste Prüfschärfenschwelle der Begrenzung (d.h. ein Zeitintegral der Zeit, während welcher die Begrenzung erkannt wird) durch den Begrenzungsdetektor 25 einmal angegeben, beginnt die Baßbegrenzungsschleife 26, die dem spannungsgesteuerten Eingang der Baßfrequenz VCA 22 zugeführte Spannung zu verringern. Als ein Ergebnis wird die Baßerhöhung im Tonsignal weggenommen. Dies ist annehmbar, da die Empfindlichkeit des Ohres für niedrige Frequenzen größer ist als bei hohen Signalpegeln. Bei verringerter Verstärkung der Baßfrequenz VCA 22 können hohe Eingangssignalpegel die auf große Breitbandverstärkung zurückzuführen sind, immer noch eine Begrenzung, wie sie vom Begrenzungsdetektor 25 erkannt werden, verursachen.
• Eine höhere Integrationsschwelle für die fortgesetzte Begrenzung bei hohen Signalpegeln wird von der Lautstärkebegrenzungsschleife 27 verwendet. Die an den spannungsgesteuerten Eingang der Breitbandlautstärke VCA 21 gelieferte Steuerspannung für die Lautstärkepegel wird also als Antwort auf Begrenzungssignale verringert, die vom Programmgehalt irgendwo im Tonfrequenzbereich des Systems, einschließlich des Baßbereiches verursacht werden.
• Ein weiteres Merkmal der Begrenzungsschleifen der Figur 3 liegt in ihren getrennten Auslösezeiten. Fällt also die Höhe der vom Begrenzungsdetektor 25 erkannten Begrenzung einmal unter den Grenzschwellenwert der Lautstärkebegrenzungsschleife 27, kehrt die vom Benutzer eingestellte Steuerspannung für den Lautstärkepegel fast sofort zur Breitbandlautstärke VCA 21 zurück. Im Gegensatz dazu hält die Baßbegrenzungsschleife 26 die Begrenzung des Baßfrequenzbereiches aufrecht, nachdem die Begrenzung während eines relativ langen Zeitraumes, wie ungefähr .1 Sekunde oder länger unter den unteren Schwellenwert fällt. Dadurch wird eine harmonische Verzerrung im Tonsignal vermieden.
• Die Baßbegrenzungsschleife 26 und die Lautstärkebegrenzungsschleife 27 nehmen bevorzugt die Form von Integratorschaltkreisen an, so daß ihre jeweiligen Pegelbefehlsspannungen im Verhältnis zu Zeitintegralen des Begrenzungssignales verändert werden. Mit anderen Worten wird der Baßpegelbefehl während der Zeiten, zu denen der Begrenzungsdetektor 25 das Auftreten der Begrenzung meldet, deintegriert und wird nach Aufhören der Begrenzung auf den vom Benutzter eingestellten Pegel wiederintegriert. Gleichermaßen wird der Lautstärkepegel deintegriert, wenn die Schwelle der Lautstärkenbegrenzungsschleife 27 erreicht ist, die Spannungsverringerung geht jedoch langsamer vor sich. Die Reintegration des Lautstärkepegels geschieht bei der Lautstärkenbegrenzungsschleife 27 schneller, was ihrer kürzeren Auslösezeit zuzuschreiben ist.
• Wie in Figur 4 gezeigt ist kann für mittlere/höhere Frequenzbereiche ein dritter Spannungsbegrenzungsrückkopplungsmechanismus eingeschlossen werden, der auf ähnliche Weise wirkt wie die Baßbegrenzungsschleife. Die Höhenfrequenz VCA 28 empfängt also das breitbandige lautstärkengeregelte Verstärkersignal und liefert den Höhenfrequenzen eine wählbare Verstärkung, während die Baßfrequenzen unverändert bleiben. Eine Höhenbegrenzungsschleife 29 empfängt das Begrenzungssignal vom Begrenzungsdetektor 25 und empfängt eine Befehlsspannung für den Höhenpegel, je nach Regelung des Tonsystembenutzers. Die Grenzschwelle und die Auslösezeit der Höhenbegrenzungsschleife 29 läge jeweils zwischen denen für die Lautstärkenbegrenzungsschleife und für die Baßbegrenzungsschleife. Diese Anwendungsform schafft unter Begrenzungsbedingungen bei der Verstärkung des Tonsignals einen natürlicheren Spektralausgleich.
• Bezugnehmend auf Figur 5, in welcher eine detaillierte Verwirklichung der vorliegenden Erfindung geziegt wird, einschließlich eine VCA 30, die vorzugsweise einen von Phillips hergestellten TDA 1524A Stereoton/Lautstärkensteuerkreis enthalten kann. VCA 30 empfängt von einer (nicht abgebildeten) Tonquelle ein Stereopaar von den Toneingängen 31 und 32. Die Stereoausgänge werden geliefert, nachdem sie aufeinanderfolgend durch einen lautstärkegesteuerten Verstärker und darin tiefen- und höhengeregelte Verstärker passieren. Die Stereoausgänge 33 und 34 sind mit einem Überblendnetzwerk gekoppelt, um vordere und hintere, linke und rechte Kanäle zum Beispiel unter Verwendung eines herkömmlichen Brückenschaltkreises zu erzeugen. Die vorderen Stereosignale werden an ein Paar Eingänge in einem Leistungsverstärker 36 geliefert. Die hinteren Stereosignale werden an ein Paar Eingänge in einem Leistungsverstärker 37 geliefert. Die Leistungsverstärker 36 und 37 können vorzugsweise aus einem integrierten Schaltkreis TDA 652 bestehen, bei dem es sich um einen Stereo/Brückenverstärker mit von SGS/Thompson Microelectonics hergestelltem Begrenzungsdetektor handelt. Die verstärkten Ausgänge des Leistungsverstärkers 36 sind mit einem Lautsprecherpaar 41 und 43, jeweils über ein Paar von Kopplungskondensatoren 40 und 42 verbunden. Die verstärkten Ausgänge des Leistungsverstärkers 37 sind mit einem Lautsprecherpaar 45 und 47, jeweils über ein Paar von Kopplungskondensatoren 44 und 46 verbunden. Die Begrenzungsdetektorausgänge 50 und 51 der Verstärker 36 und 37 sind jeweils mit einem Übergang 52 verbunden, der mit einer Baßschleife 70 und einer Lautstärkenschleife 75 gekoppelt ist.
• VCA 30 enthält ferner einen Lautstärkenregeleingang 66, der mit einer Lautstärkenregelspannungsquelle 61 verbunden ist. Die Baßregelquelle 61 enthält eine Klemme 62 die eine Bezugsspannung VREF empfängt, ein Paar Widerstände 63 und 65 und ein Potentiometer 64, alle in Reihe geschaltet.
• Der einstellbare Kontakt des Potentiometers 64 ist mit dem Baßregeleingang 60 verbunden. Durch Änderung der Einstellung des Potentiometers 64 regelt ein Benutzer die Baßverstärkung von VCA 30. Gleichermaßen enthält die Lautstärkensteuerquelle 67 eine Klemme 68 die eine Bezugspannung VREF empfängt und ein Potentiometer 69, das zwischen der Klemme 68 und der Masse angeschlossen ist. Der einstellbare Kontaktarm des Potentiometers 69 ist über einen Kopplungswiederstand mit dem Lautstärkenregeleingang 66 verbunden und erlaubt mit dem Benutzer die Lautstärkenverstärkung von VCA 30 zu regeln.
• Die Baßschleife 70 enthält einen Widerstand, dessen eines Ende mit dem Baßregeleingang 60 und dessen anderes Ende durch einen Kondensator 72 mit der Masse verbunden ist. Die Verbindung des Widerstands 71 und des Kondensators 72 ist mit der Begrenzungsdetektorverbindung 52 über eine in einer Richtung wirkende Vorrichtung, wie die Diode 73 verbunden, um es dem Strom zu ermöglichen von dem RC-Integrierglied, das vom Widerstand 71 und vom Kondensator 72 gebildet wird, an die Begrenzungsdetektorausgänge 50 und 51 zu fließen.
• Die Lautstärkenschleife 75 beinhaltet einen Kondensator 76, der zwischen den Lautstärkenregeleingang 66 und die Masse angeschlossen ist. Ein Widerstand wird zwischen den Kondensator 76 und die Anode einer Diode 78 geschaltet, dessen Kathode mit der Begrenzungsdetektorverbindung 52 verbunden ist.
• Im Betrieb liefern die Leistungsverstärker 36 und 37 bis zum Einsetzen der Begrenzung eine feste Verstärkungsstufe der Stereotonsignale. Die Begrenzungsdetektoren 50 und 51 enthalten bevorzugt Stromableitevorrichtungen, die bei Erkennen einer Begrenzung, einen Pfad zur Masse schaffen.
• Gibt es keine Begrenzung werden die durch die Benutzerregelungen 61 und 67 geschaffenen Spannungssignale jeweils von den Kondensatoren 72 und 76 gespeichert. Mit anderen Worten integriert jeder Kondensator die Steuerspannung bis die Kondensatorspannung gleich der Steuerspannung ist. Tritt Begrenzung auf, wird die Begrenzungsdetektorverbindung 52 mit der Masse verbunden und wird eine Stromableitevorrichtung, schaltet also die Dioden 73 und 78 (d.h. vorwärts vorspannen) ein. Da der Kondensator nur durch die Diode 73 entlädt, deintegriert er die an die Baßsteuerung 60 gelieferte Spannung schnell. Da der Kondensator 76 durch den Widerstandd 77 und die Diode 78 entlädt, verringert er die Spannung der Lautstärkenregelung in 66 langsamer, verursacht also eine höhere Integrationsschwelle zur Verringerung der breitbandigen Verstärkung in VCA 30. Danach, wenn die Begrenzung aufhört und die Begrenzungsdetektorverbindung 52 nicht länger eine Stromableitevorrichtung bildet,schalten sich die Dioden 73 und 78 aus (d.h. sie werden rückwärts vorgespannt) und veranlassen die Kondensatoren 72 und 76, die Steuerspannungen wiederzuintegrieren. Da sich der Kondensator direkt aus dem Potentiometer 69 und dem Widerstand 80 lädt, wird die Steuerspannung an der Lautstärkenregelung 66 mit einer kürzeren Auslösezeit als die Spannung an der Baßregelung 60 erneut gespeichert, da sich der Kondensator durch den Widerstand 71 wiederauflädt, der so ausgewählt wurde, daß er einen größeren Widerstand hat als der Widerstand 80.
• VCA enthält ferner einen (nicht abgebildeten) Höhenregeleingang, der von einem (nicht abgebildeten) Höhenregelpotentiometer gesteuert wird. Eine Höhenbegrenzungsschleife ähnlicher Art kann eingeschlossen werden, so daß ihre Laderate zwischen den Laderaten der Baßschleife 70 und der Lautstärkenschleife 75 liegt, und ihre Entladerate zwischen den Entladeraten der Baßschleife 70 und der Lautstärkenschleife 75. Die Höhenschleife würde weiter über eine Diode mit der Begrenzungsdetektorverbindung gekoppelt sein. Eine Höhenbegrenzungsschleife könnte zum Beispiel ein Paar in Reihen geschalteter Widerstände enthalten, mit einem Kondensator, der zwischen die Verbindung der Widerstände und die Masse gekoppelt ist. Der Kondensator würde also durch einen Widerstand geladen und durch den anderen Widerstand entladen, und so die dazwischenliegenden Lade- und Entladeraten ergeben.
• Das Vorstehende beschreibt ein Tonsystem für ein Kraftfahrzeug, einschließlich einer Spannungsbegrenzung, die die Begrenzung des Leistungsverstärkerausgangs verhindert, dabei Atmungseffekte sowie jede Wahrnehmung verringerter Tonleistung vermeidet. Die Spannungsbegrenzung wird auch ohne Wahrnehmung eines verringerten Baßgehaltes im Tonsignal erreicht, was einer Begrenzungsannäherung in zwei Schritten zuzuschreiben ist, der zuerst jede Tiefenanhebung wegnimmt und dann eine weitere Begrenzung des Breitbandsignalsals Antwort auf das fortgesetzte Auftreten von Begrenzungssignalen veranlaßt. Außerdem wird die Begrenzung mit preiswerten Bestandteilen und ohne Phasenteilung oder Bandfilterung erreicht.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Verstärkung eines Tonsignals, gekennzeichnet durch spannungsgesteuerte Verstärkermittel (30) zur Aufbringung einer ersten Verstärkung auf einen Breitband-Frequenzbereich des genannten Tonsignals als Antwort auf ein Lautstärkenregelsignal und zur Aufbringung einer zweiten Verstärkung auf einen begrenzten Frequenzbereich des Bereiches des genannten Tonsignals als Antwort auf ein Klangregelsignal, durch Lautstärkeneingangsmittel (67), die mit dem genannten spannungsgesteuerten Verstärkermittel (30) gekoppelt sind, um das genannte Lautstärkenregelsignal als Antwort auf eine Benutzereingabe zu erzeugen, Klangeingangsmittel (61), die mit dem genannten spannungsgesteuerten Verstärkermittel (30) gekoppelt sind, um das Klangregelsignal als Antwort auf eine Benutzereingabe zu erzeugen, durch einen Leistungsverstärker (36,37), der mit dem genannten spannungsgesteuerten Verstärkermittel (30) gekoppelt ist, Begrenzungsdetektormittel (36,37), die mit dem genannten Leistungsverstärker gekoppelt sind, zur Erzeugung eines Begrenzungssignals, das für das Auftreten der Begrenzung des genannten Leistungsverstärkers kennzeichnend ist, durch Lautstärkenschleifenmittel (75), das zwischen das genannte Begrenzungsdetektormittel und das genannte spannungsgesteuerte Verstärkermittel (30) gekoppelt ist zur Änderung des genannten Lautstärkenregelsignals, um die genannte erste Verstärkung im Verhältnis zu einem ersten Zeitintegral des genannten Begrenzungssignals zu verringern, und durch Klangschleifenmittel (70), die zwischen das genannte Begrenzungsdetektormittel und das genannte spannungsgesteuerte Verstärkermittel (30) gekoppelt ist zur Veränderung des Klangregelsignals, um die zweite Verstärkung im Verhältnis zu einem zwieten Zeitintegral des genannten Begrenzungssignales zu verringern, wobei die genannten Zeitintegrale eine Verringerung des genannten zweiten Verstärkung verursachen, bevor eine Verringerung der genannten ersten Verstärkung bei Auftreten einer Begrenzung veranlaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das genannte Lautstärkenschleifenmittel (75) eine erste Verstärkung mit einem verringerten Wert über eine erste Auslösezeit nach der Unterbrechung des genannten Begrenzungssignals aufrecht erhält und bei welcher das genannte Klangschleifenmittel (70) die genannte zweite Verstärkung auf einem verringerten Wert über eine zweite Auslösezeit nach der Unterbrechung des genannten Begrenzungssignals aufrecht erhält, wobei die erste Auslösezeit kürzer als die zweite Auslösezeit ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das genannte Lautstärkenschleifenmittel (75) ein erstes Integrierglied (70,77) enthält und bei welcher das genannte Klangschleifenmittel (70) ein zweites Integrierglied (71,72) enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher das genannte Lautstärkenschleifenmittel (75) und das genannte Klangschleifenmittel (70) ferner jeweils erste und zweite in einer Richtung wirkende Vorrichtungen (78,73) beinhalten, um die jeweiligen Integrierglieder mit den genannten Begrenzungsdetektormitteln zu koppeln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der genannte begrenzte Frequenzbereich einem Baßanteil des genannten Tonsignals entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher das genannte erste Integrierglied (76,77) eine schnellere Laderate als das genannte zweite Integrierglied (71,72).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 6, bei welcher das genannte erste Integrierglied (76,77) eine langsamere Entladerate als das genannte zweite Integrierglied (71,72).

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das genannte Lautstärkeneingangsmittel (67) ein Regelpotentiometer für Lautstärke (69) enthält, und bei welchem das genannte Klangeingangsmittel (61) ein Regelpotentiometer für Bässe (64) enthält.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das genannte Tonsignal ein Stereosignal ist, und bei welchem der genannte Leistungsverstärker (36,37) vordere und hintere Stereotonausgangssignale schafft, wobei die genannte Vorrichtung ferner ein Überblendnetzwerk (35) beinhaltet, das das genannte spannungsgesteuerte Verstärkermittel und das genannte Leistungsverstärkermittel koppelt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das genannte spannungsgesteuerte Verstärkermittel ferner einen Eingang für die Höhenregelung zur Regelung der Höhensignalverstärkung enthält, wobei die genannte Vorrichtung ferner eine Spannungsquelle für die Höhenregelung verbunden ist, ein drittes Integrierglied, das mit dem genannten Eingang für die Höhenregelung zum Empfang der Ladung von der genannten Spannungsquelle für die Höhenregelung verbunden ist, und eine dritte in einer Richtung wirkende Vorrichtung beinhaltet, die das genannte dritte Integriergleid mit dem genannten Begrenzungsdetektormittel koppelt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher das genannte dritte Integrierglied eine Laderate hat, die zwischen den Laderaten der genannten ersten und zweiten Integriergliedern liegt, und eine Entladerate hat, die zwischen den Entladeraten der genannten ersten und zweiten Integriergliedern liegt.

12. Verfahren zur Verstärkung eines Tonsignal, gekennzeichnet durch die Aufbringung einer ersten Verstärkung an einen Breitband-Frequenzbereich des genannten Tonsignals als Antwort auf ein Lautstärkenregelsignal und zur Aufbringung einer zweiten Verstärkung an einen begrenzten Frequenzbereich des genannten Tonsignals als Antwort auf ein Klangregelsignal, wobei das genannte Lautstärkenregelsignal als Antwort auf eine Benutzereingabe erzeugt wird, wobei das genannte Klangregelsignal als Antwort auf eine Benutzereingabe erzeugt wird, wobei ein Begrenzungssignal erzeugt wird, das für das Auftreten der Begrenzung in einem Leistungsverstärker kennzeichnend ist, der mit einem spannungsgesteuerten Verstärkermittel zur Aufbringung von ersten und zweiten Verstärkungen gekoppelt ist, wobei das genannte Lautstärkenregelsignal verändert wird, um die genannte erste Verstärkung im Verhältnis zu einem ersten Zeitintegral des genannten Begrenzungssignales zu verringern, und das genannte Klangregelsignal verändert wird, um die genannte zweite Verstärkung im Verhältnis zu einem zweiten Zeitintegral des genannten Begrenzungssignales zu verringern, wobei die genannten Zeitintegrale eine Verringerung der genannten zweiten Verstärkung verursachen, bevor eine Verringerung der genannten ersten Verstärkung bei Auftreten einer Begrenzung veranlaßt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner die Aufrechterhaltung der genannten ersten Verstärkung auf einem verringerten Wert über eine erste Auslösezeit nach der Unterbrechung des gekannten Begrenzungssignales und die Aufrechterhaltung der gekannten zweiten Verstärkung auf einem verringerten Wert über eine zweite Auslösezeit nach der Unterbrechung des genannten Begrenzungssignales beinhaltet, wobei die erste Auslösezeit kürzer als die zweite Auslösezeit ist.