DE69025047T2 - Audio-Begrenzer mit spannungsgesteuerter multiplexierter Rückkoplung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Audiosysteme mit Spannungstrennung, um das Zerhacken in einem Verstärker zu vermeiden und besonders auf ein Audiosystem mit einem Tonverstärker, der sich an einer von dem Hauptaggregat entfernten Stelle befindet, in der das Eintreten des Zerhackens des Audiosignals im Tonverstärker ermittelt wird und eine Reduzierung im Audiosignal in dem Hauptaggregat hervorruft, um weiteres Zerhacken zu vermeiden. Das Patent EP-A-0 434 266 vom gleichen Patentinhaber wird den Leser interessieren, da es ein Schriftstück ist, wie es im Artikel 54 (3) EPC definiert wird.
• Hochleistungsfähige Audiosysteme für Fahrzeuge verfügen typischerweise über einen Tonverstärker, der sich an einer entfernten Stelle von dem Hauptaudioaggregat auf dem Armaturenbrett befindet, wo es für die Fahrzeuginsassen nicht sichtbar ist. Ein an entfernter Stelle angebrachter Tonverstärker ist hinsichtlich des Armaturenbretts platzsparend und reduziert das Wärmevolumen, das sonst in dem Hauptaggregat erzeugt würde.
• Das entsprechende Patent handelt von einer Spannungstrennungs-Vorrichtung, in der das Tonverstärker-Zerhacken in der Ferntonverstärkerstufe eine Reduzierung im Signal am Vorverstärker in dem Hauptaggregat bewirkt. Auf diese Weise wird das Zerhacken im wiedererzeugten Audiosignal beseitigt, ohne dass eine andere Verformung hinzukäme, die sich aus der Benutzung separater Trenner innerhalb Ieder Serienverstärkerstufe ergibt. Eine andere Vorrichtung zur Verhinderung von Zerhacken wird in US-A-4581589 erörtert.
• Im entsprechenden Patent wird ein, durch einen Zerhackerdetektor in der Fernstufe erzeugtes Zerhackersignal an eine Verstärkungsschaltung im Hauptaggregat übermittelt, wobei ein entsprechendes Schaltkabel, das sich zwischen der Fernstufe und dem Hauptaggregat befindet, benutzt wird. Das Schaltkabel befindet sich daher in einem Kabelbaum enthalten, welcher das Hauptaggregat und die Fernstufe verbindet. Jedoch könnte sich das Hinzufügen eines anderen Kabels in den Kabelbaum als nachteilig erweisen, da die Kosten for das Kabel, die Dimensionen des Kabelbaums und die Kompliziertheit problematisch sind.
• Deshalb ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Zerhacker- Rückkopplungssignal von einer Fernverstärkerstufe an ein Hauptaggregat zu übermitteln, ohne die Dimensionen des Kabelbaums, der beide verbindet, zu vergrössern.
• Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Methode und einen Apparat anzubieten, um eine Vielzahl von Fern-Verstärkerschaltsignalen auf einem einzigen Schaltkabel im Kabelbaum zu vervielfachen.
• Diese und andere wichtige Ziele der Erfindung werden durch die Vervielfachung des Zerhacker-Rückkopplungssignals mit dem Dämpfungssignal, das ebenfalls vom Hauptaggregat zur Fernstufe übermittelt wird, um das Funktionieren des Tonverstärkers während Zeitspannen zu unterbinden, in denen kein geeignetes Audiosignal vom Hauptaggregat abgegeben wird. Derartige Zeitspannen enthalten Zeitabschnitte, in denen ein Radio durch Abtasten abgestimmt oder ein Kassettenleser wieder aufgespult wird. Die Vervielfachung dieser beiden Signale erweist sich als besonders vorteilhaft, da es kein Zeitproblem zwischen den beiden Signalen gibt, das heisst, wenn der Tonverstärker gedämpft wird, ist kein Zerhackersignal notwendig.
• Noch spezifischer liefert die Erfindung ein Audiosystem zur Verstärkung eines Audiosignals, bestehend aus einem Hauptchassis, einer Fernverstärkerstufe, einer Dämpfungsschaltleitung und mindestens einer Audioleitung. Die Dämpfungsschaltleitung übermittelt ein Dämpfungssignal vom Hauptchassis zur Fernverstärkerstufe. Das Hauptchassis enthält eine Vorverstärkervorrichtung, eine Dämpfungsschaltvorrichtung, eine Spannungskomparatorvorrichtung und eine Verstärkungsschaltorrichtung. Die Vorverstärkervorrichtung verstärkt das Audiosignal. Die Dämpfungsschaltvorrichtung ist an die Dämpfungsschaltleitung angeschlossen, um die Dämpfungsschaltleitung mit einer ersten Spannung anzutreiben, um einen Dämpfungszustand des Audiosystems zu verursachen und um die Dämpfungsschaltleitung mit einer zweiten Spannung anzutreiben, um einen ungedämpften Zustand des Audiosystems herzustellen. Die Spannungskomparator-Vorrichtung ist an die Dämpfungsschaltleitung angeschlossen, um eine, auf der Dämpfungsschaltleitung auftretende Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen und um ein Verstärkungsreduzierungssignal zu erzeugen, das von dem Ergebnis des Vergleichs abhängt. Die Verstärkungsschaltvorrichtung ist an die Vorverstärkervorrichtung und an die Spannungskomparator-Vorrichtung angeschlossen, um die Stärke des Audiosignals am Ausgang der Vorverstärkervorrichtung als Ansprechen auf das Verstärkungsreduzierungssignal zu reduzieren. Die Stärke des Audiosignals am Ausgang der Vorverstärkervorrichtung kann durch eine Reduzierung der Verstärkung der Vorverstärkervorrichtung reduziert werden oder als Alternative durch eine Abschwächung des Audiosignals am Eingang der Vorverstärkervorrichtung reduziert werden.
• Die Fernverstärkerstufe enthält eine Tonverstärkervorrichtung, eine Verstärkerdämpfungsvorrichtung und eine Zerhackerdetektorvorrichtung. Die Tonverstärkervorrichtung ist an die Audioleitung angeschlossen, um das Audiosignal durch eine im wesentlichen konstante Verstärkung zu verstärken. Die Verstärkerdämpfungsvorrichtung ist an die Tonverstärkervorrichtung und an die Dämpfungsschaltleitung zur Dämpfung einer Audioabgabe der Tonverstärkervorrichtung angeschlossen als Ansprechen auf die erste Spannung, die auf der Dämpfungsschaltleitung auftritt. Die Zerhackerdetektor-Vorrichtung ist an die Tonverstärkervorrichtung und an die Dämpfungsschaltleitung angeschlossen, um die Dämpfungsschaltleitung mit einer dritten Spannung anzutreiben, jedesmal wenn sich aus der konstanten Verstärkung des Audiosignals ein Signalzerhacken ergibt. Die Referenzspannung hat eine Stärke zwischen derjenigen der zweiten und dritten Spannung.
• Die Erfindung wird ietzt näher als Beispiel, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen
• Figur 1 ein Blockschaltplan ist, der die Audioverstärkerauslegung mit begrenzter Spannung nach der entsprechenden Erfindung darstellt.
• Figur 2 ein Blockschaltplan ist, der das Rückkopplungssystem mit vervielfachter Spannung nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
• Figur 3 ist ein Wellenformplan, der das Funktionieren nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
• Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist ein Hauptchassis 10 durch einen Kabelbaum 11 an eine Fernverstärkerstufe 12 angeschlossen. Die Fernverstärkerstufe 12 treibt einen Lautsprecher 13 an. Das Hauptchassis 10 enthält eine Programmquelle 14, die vorzugsweise einen Radioabstimmer enthält, der an eine Antenne 15 angeschlossen ist, einen Kassettenleser, eine CD-Anlage oder ähnliches. Ein Audiosignal wird von der Programmquelle 14 über eine Audioleitung 16 an einen spannungsgesteuerten Verstärker (VCA) 18 geleitet. Obwohl vier Audiosignale, die den hinteren und vorderen Stereosignalen entsprechen, wirklich vorhanden sein können, wird nur eine einzige Audioleitung 16 dargestellt, um die Erklärung zu vereinfachen. VCA 18 ist vorzugsweise als Teil einer Ton/Lautstärke-Schaltung im integrierten Schaltkreis 17 enthalten, wie zum Beispiel ein von Phlips hergestellter TDA1524A. Ein Schaltkreis 20 ist an den Ton/Lautstärke-Schaltkreis 17, sowie die Programmquelle 14 angeschlossen und überwacht die Funktion und kann zum Beispiel einen Mikroprozessor enthalten. Die Schaltung 20 liefert ausserdem ein Dämpfungssignal auf einer Leiting 22 in den Kabelbaum 11. VCA 18 übermittelt das verstärkte Audiosignal an die Fernstufe 12 übel eine Audioleitung 23 im Kabelbaum 11.
• Die Fernverstärkerstufe 12 enthält einen Tonverstärker 25, der an seinem Eingang das Audiosignal von der Leitung 23 erhält. Die Fernstufe 12 ist an die Dämpfungsleitung 22 angeschlossen, so dass die Abgabe des Tonverstärkers 25 als Ansprechen auf das Dämpfungssignal untersagt ist.
• Ein Zerhackerdetektor 26 auf der Fernstufe 1 2 ist an den Ausgang des Tonverstärkers 25 und an eine Leitung 24 im Kabelbaum 11 angeschlossen. Ein Zerhackersignal wird auf der Leitung 24 von einem Zerhackerdetektor 26 an eine Verstärkerschaltung 21 im Hauptchassis 10 übertragen. Die Verstärkerschaltung 21 ist ausserdem an die Leitung 1 6 am Eingang des VCA 18 angeschlossen.
• Im Betrieb wird das Auftreten von Zerhacken im Tonverstärker 25 durch den Zerhackerdetektor 26 ermittelt, der ein Zerhackersignal an die Verstärkungsschaltung 21 über die Leitung 24 schickt. Als Ansprechen auf das Zerhacken vermindert die Verstärkungsschaltung 21 das Audiosignal, das an den Eingang des VCA 1 8 geleitet wurde, durch ein genügendes Volumen, um das Zerhacken zu unterbinden. Jedoch mag das Einfügen eines zusätzlichen Kabels in den Kabelbaum 11 unter den oben erwähnten Voraussetzungen nicht wünschenswert sein.
• Nach der vorliegenden Erfindung erweist sich ein zusätzliches Schaltkabel im Kabelbaum 11 als überflüssig, da die Dämpfungsschaltleitung auf die, im allgemeinen auf Figur 2 dargestellte Weise verviefacht wird. Die vorliegende Erfindung profitiert von der Tatsache, dass, wenn der Tonverstärker gedämpft wird, kein Zerhacken stattfinden kann. Deshalb wird ein Spannungsvervielfältigungs-Schema, das drei unterschiedliche Spannungsniveaus auf der Schaltleitung 22 benutzt, verwendet. Spezifisch stellt die erste Spannung einen Zustand mit gedämpftem Tonverstärker, eine zweite Spannung einen ungedämpften und nicht Verstärkungs-reduzierten Zustand dar und eine dritte Spannung stellt einen ungedämpften und Verstärkungsreduzierten Zustand dar.
• Wie auf Figur 2 dargestellt, enthält das Hauptchassis 10 eine Verstärkerdämpfungsschaltung 30, die an die Schaltleitung 22 angeschlossen ist. Die Fernstufe 12 enthält einen Dämpfungsschaltkreis 31, der an die Schaltleitung 22 angeschlossen ist, um das von der Dämpfungsschaltung 30 übertragene Dämpfungssignal zu erhalten. Der Dämpfungsschaltkreis 31 ist ausserdem an einen Tonverstärker 25 angeschlossen, um die Abgabe des Tonverstärkers 25 als Ansprechen auf das Dämpfungssignal zu unterbinden, um zum Beispiel eine falsche Audioabgabe während der Radioabstimmung oder des schnellen Vorwärts- und Rückwärtsabspulens der Kasseue zu vermeiden.
• Die Fernstufe 12 enthält ferner einen Zerhackerdetektor und einen Antrieb 32, die an den Ausgang des Tonverstärkers 25 und an die Leitung 22 angeschlossen sind. Der Clipdetektor und Antrieb 32 vergleichen die Spitzenabgabespannung des Verstärkers 25 mit einem vorbestimmten Referenzwert, der das Einsetzen des Zerhackens angibt. Jedesmal wenn Zerhacken ermittelt wird, geben der Zerhackerdetektor und der Antrieb 32 eine Spannung an die Schaltleitung 22 ab, die an das Hauptchassis 10 übertragen wird, um anzugeben, dass das Audiosignal am Vorverstärker reduziert werden müsste.
• Das Hauptchassis 10 enthält ausserdem einen Spannungskomparator 33, der an die Schaltleitung 22 und an die Verstärkungsschaltung 21 angeschlossen ist. Der Spannungskomparator 33 ist ebenfalls an ein Terminal 34 angeschlossen, das eine Referenzspannung Vref hat. Der Spannungskomparator 33 vergleicht das Spannungsniveau auf der Schaltleitung 22 mit der Referenzspannung Vref. Die Referenzspannung Vref wird so ausgewählt, dass sie einen Zwischenwert der Stärke der ungedämpften Antriebsspannung und des Signals ist, welches Zerhacken anzeigt, beide werden auf der Schaltleitung 22 jeweils durch die Dämpfungsschaitung 30 und den Zerhackerdetektor und Antrieb 32 angetrieben. Als Ansprechen auf das Zerhackersignal betätigt der Spannungskomparator 33 die Verstärkungsschaltung 21.
• Figur 3 stellt die relativen Spannungen dar, die auf der Schaltleitung 22 bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Audiosystems auftreten. Die Schaltleitung 22 ist bei Null Volt (das heisst, am Erdpotential) während eines Abschnitts 35, wodurch die Abgabe des Verstärkers gedämpft wird. Der Dämpfungsschaltkreis 31 (Figur 2) hat eine Schaltleitungsspannung von ungefähr 5 Volt oder mehr, um einen ungedämpften Betrieb des Tonverstärkers, wie auf Abschnitt 37 dargestellt, zu ermöglichen. Während des Zerhackens erhöhen der Zerhackerdetektor und der Antrieb die Schaltleitungsspannung auf ungefähr 12 Volt, wie sie auf den Figuren 38 und 39 dargestellt wird, dadurch überschreiten sie die Referenzspannung Vref. Auf diese Weise erscheint das Zerhackersignal auf der Schaltleitung 22 als eine Vielzahl von Impulsen, die eine veränderliche Breite und eine veränderliche Erscheinungsfrequenz haben, was von der Stärke des Zerhackens im Tonverstärker abhängt. Die Verstärkungsschaltung reduziert die Verstärkung je nach der Integration dieser Impulse. Später wird die Verstärkerabgabe nochmals am Abschnitt 36 durch eine Dämpfungsschaltung 30 gedämpft, die die Schaltleitung 22 auf das Erdpotential zurückführt.

Claims (7)

1. Ein Audiosystem zur Verstärkung eines Audiosignals bestehend aus einem Hauptchassis (10), einer Fernverstärkerstufe (1 2), einer Dämpfungsschaltleitung (22), die das besagte Hauptchassis (10) und die besagte Fernverstärkerstufe (12) verbindet und mindestens aus einer Audioleitung, die das besagte Audiosignal vom besagten Hauptchassis zur besagten Fernverstärkerstufe verbindet, wobei das besagte Hauptchassis enthält: eine Vorverstärkervorrichtung (17, 18), zur Verstärkung des besagten Audiosignals, eine Dämpfungsschaltvorrichtung, die an die besagte Dämpfungsschaltleitung (22) angeschlossen ist, um die besagte Dämpfungsschaltleitung mit einer ersten Spannung anzutreiben, um einen Dämpfungszustand des besagten Audiosystems hervorzurufen und um die besagte Dämpfungsschaltleitung mit einer zweiten Spannung anzutreiben, um einen ungedämpften Zustand des besagten Audiosystems zu bewirken, einer Spannungskomparatorvorrichtung (33), die an die besagte Dämpfungsschaltleitung (22) angeschlossen ist, um eine auf der besagten Dämpfungsschaltleitung auftretende Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen und um ein Verstärkungsreduzierungssignal zu erzeugen, das vom Verstärkungsschaltvorrichtung (21), die an die besagte Vorverstärkervorrichtung und an die besagte Spannungskomparatorvorrichtung angeschlossen ist, um die Stärke des besagten Audiosignals am Ausgang des besagten Vorverstärkers zu reduzieren, als Ansprechen auf das besagte Verstärkungsreduziernngssignal, die besagte Fernverstärkerstufe (12) bestehend aus : einer Tonverstärkervorrichtung (25), die an die besagte Vorverstärkervorrichtung angeschlossen ist, um das besagte Audiosignal durch eine im wesentlichen konstante Verstärkung zu verstärken, einer Verstärkerdämpfungsvorrichtung (31), die an die besagte Tonverstärkervorrichtung (25) und an die besagte Dämpfungsschaltleitung (22) angeschlossen ist, um eine Audioabgabe der besagten Tonverstärkervorrichtung (25) als Ansprechen auf die erste Spannung, die auf der besagten Dampfungsschaltleitung auftritt zu dämpfen und einer Zerhackerdetektorvorrichtung (32), die an die besagte Tonverstärkervorrichtung (25) und die besagte Dämpfungsschaltleitung (22) angeschlossen ist, um die besagte Dämpfungsschaltleitung (22) mit einer dritten Spannung jedesmal anzutreiben, wenn sich aus der besagten konstanten Verstärkung des besagten Audiosignals ein Signalzerhacken ergibt, wobei die besagte Referenzspannung eine Stärke zwischen derjenigen der besagten zweiten und dritten Spannung hat.

2. Ein System nach Anspruch 1, in dem die besagte zweite Spannung eine Stärke hat, die zwischen derlenigen der ersten und dritten Spannung liegt.

3. Ein System nach Anspruch 1, in dem die besagte Verstärkungsschaltvorrichtung eine Vorrichtung zur variablen Abschwächung der besagten Audiosignaleingabe zur besagten Vorverstärkervorrichtung als Ansprechen auf das besagte Verstärkungsreduzierungs-Signal enthält

4. Ein System nach Anspruch 1, das ausserdem eine Programmquelle zur Erzeugung des besagten Audiosignals enthält.

5. Ein System nach Anspruch 1, ausserdem bestehend aus einem Ausgangslautsprecher, der an die besagte Tonverstärkervorrichtung angreschlossen ist.

6. Eine Methode zur Vermeidung von Verzerrung in einem Audiosystem, bestehend aus einem Vorverstärker auf einem Hauptchassis, der ein Audiosignal über mindestens eine Audioleitung an eine Fernverstärkerstufe abgibt, wobei die besagte Methode folgende Etappen enthält : Erstellung einer Leitungsbahnvorrichtung, um eine einzige Leitungsbahn zwischen dem besagten Hauptchassis und der besagten Fernverstärkerstufe zu begrenzen, Erzeugung eines Zerhackersignals beim Einsetzen von Zerhacken auf der besagten Fernverstärkerstufe, Kontrolle der Abgabe der besagten Fernverstärkerstufe vom besagten Hauptchassis durch ein Dämpfungsschaltsignal, das an die besagte Leitungsbahnvorrichtung vom besagten Hauptchassis an die besagte Fernverstärkerstufe abgegeben wird, indem das besagte Zerhackersignal und das besagte Dämpfungsschaltsignal auf der besagten Leitungsbahnvorrichtung vervielfältigt werden, um das Einsetzen des Zerhackens zum besagten Hauptchassis mitzuteilen und die Stärke des besagten Audiosignals am Ausgang des besagten Vorverstärkers als Ansprechen auf das besagte Zerhackersignal zu reduzieren, wodurch Zerhacken in dem besagten Verstärker vermieden wird.

7. Eine Methode nach Anspruch 6, in welcher das besagte Zerhackersignal durch eine erste Spannung dargestellt wird, die an die besagte Leitungsbahnvorrichtung abgegeben wird und wodurch das besagte Dämpfungsschaltsignal durch eine zweite Spannung dargestellt wird, die an die besagte Leitungsbahnvorrichtung abgegeben wird.