DE69825422T2

DE69825422T2 - Audiosystem mit tonsignalverarbeitungsschaltung

Info

Publication number: DE69825422T2
Application number: DE69825422T
Authority: DE
Inventors: Maria Ronaldus AARTS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: MY122113A; WO1999025151A1; EP0958710A1; KR100560319B1; KR20000069917A; EP0958710B1; CN1249891A; TW393872B; JP2001507912A; DE69825422D1; CN1153504C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oberwellengenerator zum Erzeugen von Oberwellen eines Audiosignals.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Schaltungsanordnung zum Verarbeiten eines Audiosignals, wobei diese Schaltungsanordnung die nachfolgenden Elemente umfasst:

– einen Eingang zum Empfangen des Audiosignals,
– einen Ausgang zum Liefern eines Ausgangssignals,
– einen Oberwellengenerator, wie oben erwähnt, der mit dem Eingang gekoppelt ist, und
– Addiermittel, die mit dem Eingang sowie mit dem Oberwellengenerator gekoppelt sind zum Liefern einer Summe des Audiosignals und der erzeugten Oberwellen zu dem Ausgang.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Audiosystem, das die nachfolgenden Elemente umfasst:

– eine Signalquelle,
– einen Lautsprecher,
– eine Schaltungsanordnung, wie oben erwähnt, deren Eingang mit der Signalquelle gekoppelt ist und deren Ausgang mit dem Lautsprecher gekoppelt ist.

Ein Oberwellengenerator und ein denselben benutzendes Audiosystem nach der vorliegenden Erfindung ist aus EP-A 546 619 bekannt.
Seit der Erfindung des elektrodynamischen Lautsprechers gibt es ein Bedürfnis nach einer größeren akustischen Leistung, insbesondere bei niedrigen Frequenzen. Oft aber, beispielsweise bei Fernsehgeräten oder bei tragbaren Audiogeräten ist diese akustische Leistung stark begrenzt durch die geringe Abmessungen der Lautsprecher. Es ist bekannt, dass dieses Dilemma dadurch gelöst werden kann, dass ein psychoakustisches Phänomen angewandt wird, das oft als virtuelle Tonhöhe oder als fehlender Grundton bezeichnet wird, was die Illusion einer höheren Basswiedergabe erweckt, während der Lautsprecher nicht mehr Leistung bei diesen niedrigen Frequenzen ausstrahlt. Diese Illusion kann dadurch geschaffen werden, dass NF-Töne, die in dem Audiosignal vorhanden sind, die aber durch einen kleinen Lautsprecher nicht wiedergegeben werden können, durch Oberwellen dieser Töne ersetzt werden. Die Oberwellen stellen nun die NF-Töne dar, Bei dem bekannten Audiosystem wird ein NF-Band eines Audiosignals selektiert und dem bekannten Oberwellengenerator zugeführt zur Erzeugung von Oberwellen des selektierten Signals. Die erzeugten Oberwellen werden danach zu dem Audiosignal hinzugefügt. Auf diese Weise wird die NF-Perzeption des Audiosignals verbessert. Bei dem bekannten Audiosystem wird ein Zweiweggleichrichter als Oberwellengenerator verwendet, der nur gerade Oberwellen erzeugt. Ein Nachteil des Zweiweggleichrichters ist, dass die Amplitude der erzeugten Oberwellen mit der Anzahl Oberwellen schnell sinkt, beispielsweise gegenüber der zweiten Harmonischen, ist die Amplitude der vierten, sechsten und achten Harmonischen um 14 dB, 21 dB bzw. 26 dB niedriger. Wegen dieser Reduktion in der Amplitude der erzeugten Oberwellen kann der Effekt der virtuellen Tonhöhe bei dem bekannten Audiosystem nicht völlig ausgenutzt werden.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Oberwellengenerator zu schaffen, der imstande ist, Oberwellen eines Audiosignals zu erzeugen, deren Amplituden einander im Wesentlichen entsprechen.
Diese Aufgabe wird dadurch erfüllt, dass der Oberwellengenerator einen Integrator zum Integrieren eines Audiosignals aufweist, mit dem Rückstellmittel zum Zurücksetzen des Integrators zu Rückstellzeiten gekoppelt sind.
Durch Integration des Audiosignals und durch Rücksetzung des integrierten Signals zu Rückstellzeiten wird eine nicht symmetrische Wellenform erhalten, die gerade sowie ungerade Oberwellen aufweist, wodurch die Amplitude der erzeugten Oberwellen relativ mit der Anzahl Oberwellen langsam abnimmt. Folglich gibt es in dem Audiosystem nach der vorliegenden Erfindung einen relativ starken Effekt der virtuellen Tonhöhe. Weiterhin werden, weil die Amplitude der erzeugten Oberwellen proportional zu der Amplitude des Audiosignals ist, von dem Oberwellengenerator keine störenden Verzerrungen in das Ausgangssignal eingeführt.
Eine Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Rückstellmittel derart ausgebildet sind, dass der Integrator entsprechend einer Rückstellperiode periodisch rückgestellt wird. Durch diese Maßnahme wird die Erzeugung von Oberwellen periodisch wiederholt, wodurch auf diese Weise ein konstanter Strom von Oberwellen in dem Ausgangssignal geschaffen wird.
Eine weitere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Rückstellmittel einverleibt sind, so dass die Rückstellperiode in Abhängigkeit von der Periode des Audiosignals bestimmt werden kann. Dies ist eine einfache Ausführungsform des Audiosystems nach der vorliegenden Erfindung.
Eine andere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Rückstellmittel derart ausgebildet sind, dass der Integrator während wenigstens eines Teils der Rückstellperiode rückgestellt wird. Durch diese Maßnahme ist es möglich, dass vermieden wird, dass bestimmte Teile des Audiosignals integriert werden, beispielsweise diejenigen Teile, bei denen die Amplitude des Audiosignals negativ ist.
Eine weitere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Rückstellmittel derart ausgebildet sind, dass der Integrator rückgestellt wird, wenn das Audiosignal einen Schwellenwert kreuzt. Dadurch kann Integration derjenigen Teile des Audiosignals, die über einen bestimmten Schwellenwert hinaussteigen, vermieden werden.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Oberwellengenerator nach der vorliegenden Erfindung einen Gleichrichter zum Gleichrichten des Audiosignals, wobei der Gleichrichter mit dem Integrator derart gekoppelt ist, dass das gleichgerichtete Signal durch den Integrator integriert wird. Durch diese Maßnahme tragen auch die negativen Teile des Audiosignals zu der Amplitude der erzeugten Oberwellen bei.
Einige NF-Töne, die von dem Audiosystem nach der vorliegenden Erfindung wiedergegeben werden, werden von Menschen empfunden als hätten diese Töne eine höhere Lautstärke als die der entsprechenden NF-Töne, die in dem Audiosignal vorhanden sind.
Zum Kompensieren dieses unerwünschten Artefakts weist eine weitere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung das Kennzeichen auf, dass der Integrator derart ausgebildet ist, dass er die Amplitude des integrierten Signals begrenzt. Auf diese Weise kann die empfundene Lautstärke der NF-Töne gesteuert werden, vorzugsweise derart, dass die empfundene Lautstärke der ursprünglichen Lautstärke im Wesentlichen entspricht.
Eine andere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass der Integrator derart ausgebildet ist, dass die Integration in Abhängigkeit von der Amplitude des integrierten Signals gestoppt wird. Dies ist eine einfache und effektive Ausführungsform zur Begrenzung der Amplitude des integrierten Signals und folglich der empfundenen Lautstärke der NF-Töne.
Eine weitere Ausführungsform des Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass der Integrator derart ausgebildet ist, dass eine Integration in Abhängigkeit von der Amplitude oder der Frequenz des integrierten Signals angepasst wird. Durch diese Maßnahme kann die Amplitude des integrierten Signals allmählich begrenzt werden, wodurch eine geschmeidige Steuerung der empfundenen Lautstärke der NF-Töne ermöglicht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Audiosystems nach der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum Verarbeiten eines Audiosignals nach der vorliegenden Erfindung,
3 ein Blockschaltbild eines Oberwellengenerators nach der vorliegenden Erfindung,
4 eine erste Ausführungsform eines Integrators, der in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann,
5 eine Schaltungsanordnung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, wobei ein Integrator und Rückstellmittel kombiniert werden,
6 und 7 eine zweite bzw. dritte Ausführungsform eines Integrators zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung,
8 und 9 eine erste und zweite Ausführungsform einer Begrenzers, der in der vorliegenden Erfindung mit dem Integrator, wie beispielsweise in den 4 und 5 dargestellt, verwendet werden kann,
10 Diagramme mehrerer Wellenformen a .... g, erzeugt in Reaktion auf ein sinusförmiges Eingangssignal, das einem Oberwellengenerator nach der vorliegenden Erfindung zugeführt wird.
In den Figuren sind identische Teile durch dasselbe Bezugszeichen angegeben.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Audiosystems nach der vorliegenden Erfindung. Das Audiosystem umfasst eine Signalquelle 10, die über eine Schaltungsanordnung 12 und einen Verstärker 14 mit einem Lautsprecher 16 gekoppelt ist. Die Signalquelle 10 kann das Signal von einer CD, von einer Kassette herleiten oder es kann ein empfangenes Signal oder jede beliebige Audioquelle sein. Die Schaltungsanordnung 12 verarbeitet das von der Signalquelle 10 gelieferte Signal derart, dass NF-Töne, die in dem Audiosignal vorhanden sind, die aber nicht von dem Lautsprecher 16 wiedergegeben werden können, und zwar wegen der begrenzten Größe, werden durch Oberwellen dieser Töne ersetzt. Diese Oberwellen, die von dem Lautsprecher 16 wiedergegeben werden können, erwecken die Illusion einer höheren Basswiedergabe. Dieses psychoakustisches Phänomen wird oft als virtuelle Tonhöhe oder als fehlender Grundton bezeichnet. Das Audiosignal, das von der Schaltungsanordnung 12 verarbeitet wird, wird danach von dem Verstärker 14 verstärkt. Dieses verstärkte Signal wird danach von dem Lautsprecher 16 wiedergegeben.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung 12 zur Verarbeitung eines Audiosignals nach der vorliegenden Erfindung. Die Schaltungsanordnung 12 umfasst einen Eingang 20 zum Empfangen eines Audiosignals und einen Ausgang 26 zum Liefern eines Ausgangssignals. Die Schaltungsanordnung 12 umfasst weiterhin einen Oberwellengenerator 22, der mit dem Eingang 20 gekoppelt ist und Addiermittel 24, die mit dem Eingang 20 und dem Oberwellengenerator 22 gekoppelt sind zum Liefern der Summe des Audiosignals und des Ausgangssignals des Oberwellengenerators 22 zu dem Ausgang 26.
In der Schaltungsanordnung 12 zum Verarbeiten eines Audiosignals kann ein erstes Filter zwischen den Eingang 20 und den Oberwellengenerator 22 eingefügt werden. Vorzugsweise ist dieses erste Filter derart ausgebildet, dass es NF-Anteile in dem Audiosignal durchlässt, die von dem Lautsprecher 16 nicht wiedergegeben werden können, während gleichzeitig störende DC-Anteile in dem Audiosignal gesperrt werden. Es ist ebenfalls möglich, in der Schaltungsanordnung zwischen den Oberwellengenerator 22 und die Addiermittel 24 ein zweites Filter einzufügen. Durch dieses zweite Filter kann die Anzahl Oberwellen, die von dem Lautsprecher 16 wiedergegeben werden, gesteuert werden. Weiterhin kann in der Schaltungsanordnung 12 zwischen den Eingang 20 und die Addiermittel 24 ein drittes Filter eingefügt werden. Vorzugsweise wird dieses dritte Filter dazu benutzt, diejenigen NF-Anteile in dem Audiosignal zu sperren, die von dem Lautsprecher nicht wiedergegeben werden können, wodurch auf diese Weise eine Überlastung des Lautsprechers 16 vermieden wird.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines Oberwellengenerators 22 nach der vorliegenden Erfindung. Der Oberwellengenerator 22 umfasst einen Eingang 30 zum Empfangen eines Audiosignals und einen Ausgang 38 zum Liefern eines Ausgangssignals. Der Oberwellengenerator 22 umfasst weiterhin einen Integrator 34 und, damit gekoppelt, ein Rückstellmittel 36. Der Integrator 34 integriert das von dem Eingang 30 empfangene Audiosignal und liefert das integrierte Signal an dem Ausgang 38. Die Rückstellmittel 36 sind derart ausgebildet, dass der Integrator 34 zu Rückstellzeiten zurückgesetzt wird. Auf diese Weise umfasst das Ausgangssignal ungerade sowie gerade Oberwellen, wodurch die Amplituden dieser Oberwellen einander im Wesentlichen entsprechen. Weiterhin werden, weil die Amplitude der erzeugten Oberwellen zu der Amplitude des Audiosignals proportional ist, von dem Oberwellengenerator 22 keine störenden Verzerrungen eingeführt.
Die Rückstellzeiten können durch die Rückstellmittel 36 verschiedenartig ermittelt werden. Die Rückstellmittel 36 können die Rückstellzeiten in Abhängigkeit von einigen Eigenschaften des Audiosignals ermitteln, beispielsweise in Abhängigkeit von der Periode, der Amplitude oder der Nulldurchgänge. Es ist ebenfalls möglich, dass die Rückstellmittel 36 die Rückstellzeiten in Abhängigkeit von ähnlichen Eigenschaften des Ausgangssignals bestimmen. Weiterhin können die Rückstellmittel 36 die Rückstellzeiten in Abhängigkeit von dem Audiosignal sowie von dem Ausgangssignal bestimmen. Es dürfte einleuchten, dass bei einer spezifischen Ausführungsform des Oberwellengenerators 22 nach der vorliegenden Erfindung nur eine der beiden Verbindungen 35 und 37 vorhanden ist.
Der Oberwellengenerator 22 kann weiterhin einen Gleichrichter 32 umfassen, der das von dem Eingang 30 empfangende Audiosignal gleichrichtet.
4 zeigt eine erste Ausführungsform eines Integrators 34, der bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann. Der Integrator 34 umfasst einen Eingang 40 zum Empfangen eines Eingangssignals und einen Ausgang 52 zum Liefern eines Ausgangssignals. Der Integrator 34 umfasst weiterhin einen Operationsverstärker 50, dessen positiver Eingang geerdet ist. Ein Widerstand 48, ein Kondensator 46 und ein Schalter 44 sind zueinander parallel geschaltet und koppeln den negativen Eingang des Operationsverstärkers 50 mit dem Ausgang. Dieser negative Eingang des Operationsverstärkers 50 wird ebenfalls über einen Widerstand 42 mit dem Eingang 40 gekoppelt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 50 ist mit dem Ausgang 52 des Integrators 34 gekoppelt. Der Schalter 44 wird von dem Rückstellsignal RST gesteuert, das von den Rückstellmitteln 36 derart erzeugt wird, dass der Schalter 44 in den Rückstellzeiten geschlossen ist.
Es dürfte einem Fachmann einleuchten, dass das an dem Eingang 40 empfangene Eingangssignal durch diese Ausführungsform des Integrators 34 integriert wird, wodurch das integrierte Signal dem Ausgang 52 zugeführt wird. Der Integrator wird zurückgesetzt, d.h. der Kondensator 46 wird entladen und das Ausgangssignal wird auf Null zurückgesetzt, wenn der Schalter 44 geschlossen wird.
5 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, wobei ein Integrator 34 und ein Rückstellmittel 36 kombiniert werden. Diese Schaltungsanordnung umfasst einen Eingang 64 zum Empfangen eines Eingangssignals und einen Ausgang 66 zum Liefern eines Ausgangssignals. Die Schaltungsanordnung umfasst weiterhin die Elemente nach 4, die gebraucht werden zur Integration des Eingangssignals, d.h. die Widerstände 42 und 48, den Operationsverstärker 50 und den Kondensator 46. Der Schalter 44 wird mit Hilfe des Transistors 62 implementiert. Weil die Basis dieses Transistors 62 über einen Inverter 60 mit dem Eingang 64 gekoppelt ist, ist der Transistor 62 leitend (d.h. der Schalter 44 ist geschlossen und der Integrator wird zurückgesetzt) wenn das Eingangssignal negativ ist. Anderseits, wenn das Eingangssignal positiv ist, ist der Transistor 62 nicht leitend, d.h. der Schalter 44 ist offen.
Einige NF-Töne, die von dem Audiosystem nach der vorliegenden Erfindung wiedergegeben werden, werden von Menschen erfahren, als hätten sie eine größere Lautstärke als die der entsprechenden NF-Töne, die in dem Audiosignal vorhanden sind. Um diesen unerwünschten Artefakt zu kompensieren kann der Integrator 34 derart ausgebildet werden, dass er die Amplitude des integrierten Signals begrenzt. Auf diese Weise kann die empfundene Lautstärke der NF-Töne gesteuert werden, vorzugsweise derart, dass die empfundene Lautstärke der ursprünglichen Lautstärke im Wesentlichen entspricht.
8 und 9 zeigen die erste und zweite Ausführungsform eines Begrenzers, der benutzt werden kann zum Begrenzen des Bereichs des Ausgangssignals eines Integrators 34, wie beispielsweise in den 4 und 5 dargestellt. In den 8 und 9 umfasst der Begrenzer einen invertierenden Verstärker, der aus einem Eingang 90, einem Ausgang 102, einem Operationsverstärker 100 und zwei Widerständen 92 und 98 besteht. Der absolute Wert der Spannungsverstärkung dieses invertierenden Verstärkers entspricht dem Widerstandswert des Widerstandes 98 geteilt durch den Widerstandswert des Widerstandes 92. In dem Begrenzer nach 8 vermeiden zwei Dioden 94 und 96, die parallel zu einander geschaltet sind, das ein Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers bestimmte Spannungsgrenzen übersteigt. Weil der positive Eingang des Operationsverstärkers 100 geerdet ist, ist die Spannung an dem negativen Eingang ebenfalls Null (virtuelle Erde). Auf diese Weise ist die Diode 94 leitend, wenn das Ausgangssignal negativ ist, d.h. wenn das Eingangssignal, das von dem Eingang 90 empfangen wird, positiv ist. Auf dieselbe An und Weise ist die Diode 96 leitend, wenn das Ausgangssignal positiv ist, d.h. wenn das Eingangssignal negativ ist. Auf diese Weise wird, wenn Siliziumdioden verwendet werden, der Bereich des Ausgangssignals zwischen etwa –0,6 und +0,6 Volt begrenzt.
In dem Begrenzer nach 9 wird die Aufgabe, zu vermeiden, dass das Ausgangssignal des invertierenden Verstärkers bestimmte Spannungsgrenzen übersteigt, durch zwei Zener-Dioden 110 und 112 durchgeführt. In diesem Fall ist die Zener-Diode 110 leitend, wenn das Ausgangssignal positiv ist und die Zener-Diode 112 ist leitend, wenn das Ausgangssignal negativ ist. Auf diese Weise wird der Bereich des Ausgangssignals zwischen etwa der invertierten Zener-Spannung der Zener-Diode 110 und der Zener-Spannung der Zener-Diode 112 begrenzt.
Die Begrenzer, wie in den 8 und 9 dargestellt, können mit dem Integrator 34 gekoppelt sein, wie beispielsweise in 4 dargestellt. Die Kopplung kann beispielsweise derart effektuiert werden, dass der Ausgang 52 des Integrators 34 mit dem Eingang 90 des Begrenzers verbunden wird, wodurch auf diese Weise eine Begrenzung des Ausgangssignals des Integrators 34 geschaffen wird. Es ist ebenfalls möglich, den Ausgang 102 des Begrenzers mit dem Eingang 40 des Integrators 34 zu koppeln, wodurch auf diese Weise eine Begrenzung des Eingangssignals des Integrators 34 geschaffen wird. Weiterhin ist es möglich, die Funktion des Begrenzers mit der des Integrators 34 zu kombinieren. Zwei Beispiel einer derartigen Kombination sind in den 6 und 7 dargestellt. 6 zeigt die Kombination des Begrenzers nach 8 mit dem Integrator 34, wie in 4 dargestellt. Die Kombination des Begrenzers nach 9 mit dem Integrator 34, wie in 4 dargestellt, ist in 7 dargestellt.
Der Integrator 34, wie beispielsweise in 4 dargestellt, kann auch derart ausgebildet sein, dass eine Integrationszeitkonstante in Abhängigkeit von der Amplitude des integrieren Signals angepasst wird. Durch diese Maßnahme kann die Amplitude des integrierten Signals allmählich begrenzt werden, wodurch auf diese Weise eine geschmeidige Steuerung der empfundenen Lautstärke von NF-Tönen ermöglicht wird. Diese Anpassung der Integrationszeitkonstanten kann durch Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes 42 und/oder der Kapazität des Kondensators 46 erzielt werden. Der effektive Widerstandswert des Widerstandes 42 kann geändert werden, beispielsweise dadurch, dass ein oder mehrere Widerstände mit dem Widerstand 42 parallel oder in Reihe geschaltet wird. Die effektive Kapazität des Kondensators 46 kann beispielsweise dadurch geändert werden, dass ein oder mehrere Kondensatoren mit dem Kondensator 46 parallel oder in Reihe geschaltet wird.
10 zeigt Diagramme mehrerer Wellenformen a ... g, erzeugt in Reaktion auf ein sinusförmiges Eingangssignal, das einem Oberwellengenerator 22 nach der vorliegenden Erfindung zugeführt wird. In diesen Diagrammen ist das Eingangssignal durch eine gezogene Linie angegeben und die erzeugte Wellenform ist durch eine gestrichelte Linie angegeben. Die Wellenform a in 10 kann von dem Oberwellengenerator 22 nach der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, wobei das Eingangssignal gleichgerichtet ist, bevor es integriert wird, wobei der Integrator 34 durch die Rückstellmittel 36 am Ende jeder Periode des Eingangssignals zurückgesetzt wird. Die Wellenformen b und c können von dem Oberwellengenerator 22 auf gleiche Weise erzeugt werden, wobei für die Wellenform b der Integrator 34 am Ende jeder zweiten Periode des Eingangssignals zurückgesetzt wird, und für die Wellenform c wird der Integrator 34 bei jedem Nulldurchgang des Eingangssignals zurückgesetzt. Die Wellenform d kann von dem Oberwellengenerator 22 erzeigt werden, wobei der Oberwellengenerator 22 die Kombination des Integrators 34 und der Rückstellmittel 36, wie in 5 dargestellt, umfasst. In diesem Fall enthält der Oberwellengenerator 22 keinen Gleichrichter 22.
Die Wellenformen e, f und g in 10 können von dem Oberwellengenerator 22 nach der vorliegenden Erfindung auf gleiche Weise wie oben für a beschrieben, erzeugt werden. Die Wellenform e wird von dem Oberwellengenerator 22 erzeugt, der vorgesehen ist zum Stoppen der Integration in Abhängigkeit von der Amplitude des integrierten Signals. In diesem Fall kann der Oberwellengenerator 22 einen Integrator 34 enthalten, wie in den 6 und 7 dargestellt, oder einen Integrator 34, wie in 4 dargestellt, in Kombination mit einer Begrenzungsschaltung, wie beispielsweise in den 8 und 9 dargestellt.
Die Wellenformen f und g illustrieren die Anpassung einer Integrationszeitkonstanten durch den Integrator 34. Um die Wellenform f zu erzeugen wird die Integrationszeitkonstante des Integrators 34 einmal während jeder Periode des Eingangssignals angepasst, wobei diese Anpassung beispielsweise von der Amplitude oder der Frequenz des integrierten Signals abhängig ist. Die Wellenform g kann auf gleiche Weise erzeugt werden, wobei der Integrator 34 während jeder Periode des Eingangssignals zweimal angepasst wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Integrator 34 derart vorzusehen, dass mehr als zwei Anpassungen der Integrationszeitkonstanten unterstützt werden.
Die in den Entitäten nach der vorliegenden Erfindung durchgeführte Signalverarbeitung kann auch durch eine spezielle integrierte Schaltung oder in Software für einen programmierbaren Prozessor durchgeführt werden. Weiterhin kann in dem Integrator 34, wie beispielsweise in 4 dargestellt, auf den Widerstand 48 verzichtet werden. Eine erwünschte Begrenzung der Amplitude des Ausgangssignals des Oberwellengenerators 22 kann auch mit Hilfe einer Multiplikation des Eingangs- oder Ausgangssignals mit einem bestimmten Multiplikationsfaktor erzielt werden.

Claims

Oberwellengenerator (22) zum Erzeugen von Oberwellen eines Audiosignals, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberwellengenerator (22) einen Integrator (34) aufweist zum Integrieren eines Audiosignals und, damit gekoppelt, Rückstellmittel (36) zum Rückstellen des Integrators (34) zu Rückstellzeiten.
Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 1, wobei die Rückstellmittel (36) derart ausgebildet sind, dass der Integrator (34) entsprechend einer Rückstellperiode periodisch rückgestellt wird.
Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 2, wobei die Rückstellmittel (36) derart ausgebildet sind, dass die Rückstellperiode in Abhängigkeit von einer Periode des Audiosignals ermittelt wird.
Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Rückstellmittel (36) derart ausgebildet sind, dass der Integrator (34) während wenigstens eines Teils der Rückstellperiode rückgestellt wird.
Oberwellengenerator (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rückstellmittel (36) derart ausgebildet sind, dass der Integrator (34) rückgestellt wird, wenn das Audiosignal einen Schwellenwert kreuzt.
Oberwellengenerator (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Gleichrichter (32) vorgesehen ist, wobei der Gleichrichter (32) mit dem Integrator (34) derart gekoppelt ist, dass das gleichgerichtete Signal durch den Integrator (34) integriert wird.
Oberwellengenerator (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Integrator (34) derart ausgebildet ist, dass die Amplitude des integrierten Signals be grenzt wird.
Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 7, wobei der Integrator (34) derart ausgebildet ist, dass die Integration in Abhängigkeit von der Amplitude des integrierten Signals beendet wird.
Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Integrator (34) derart ausgebildet ist, dass eine Integrationszeitkonstante in Abhängigkeit von der Amplitude oder der Frequenz des integrierten Signals angepasst wird.
Schaltungsanordnung (12) zum Verarbeiten eines Audiosignals, wobei diese Schaltungsanordnung die nachfolgenden Elemente aufweist: – einen Eingang (20) zum Empfangen des Audiosignals, – einen Ausgang (26) zum Liefern eines Ausgangssignals, – einen Oberwellengenerator (22) nach Anspruch 1, der mit dem Eingang (20) gekoppelt ist, und – Addiermittel (24), die mit dem Eingang (20) sowie mit dem Oberwellengenerator (22) gekoppelt sind zum Liefern einer Summe des Audiosignals und der erzeugten Oberwellen zu dem Ausgang (26).
Audiosystem, das die nachfolgenden Elemente umfasst: – eine Signalquelle (10), – einen Lautsprecher (16), – eine Schaltungsanordnung (12) nach Anspruch 10, deren Eingang (20) mit der Signalquelle (10) gekoppelt ist und deren Ausgang (26) mit dem Lautsprecher (16) gekoppelt ist.
Verfahren zum Verarbeiten eines Audiosignals, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: das Erzeugen von Oberwellen des Audiosignals und das Liefern einer Summe des Audiosignals und der erzeugten Oberwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Oberwellen die Integration des Audiosignals und das Rückstellen eines Ergebnisses der genannten Integration zu Rückstellzeiten umfasst.