WO2019201814A1 - Lautstärken-regeleinrichtung für eine audioanlage - Google Patents

Lautstärken-regeleinrichtung für eine audioanlage Download PDF

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WO2019201814A1
WO2019201814A1 PCT/EP2019/059561 EP2019059561W WO2019201814A1 WO 2019201814 A1 WO2019201814 A1 WO 2019201814A1 EP 2019059561 W EP2019059561 W EP 2019059561W WO 2019201814 A1 WO2019201814 A1 WO 2019201814A1
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resistors
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volume control
switch
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PCT/EP2019/059561
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Christoph HUMMEL
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Ammann Consulting & Trading Gmbh
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    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/007—Protection circuits for transducers

Definitions

  • Volume control device for an audio system
  • the invention relates to a volume control device for an audio system according to the preamble of claim 1.
  • Volume control devices for audio systems serve for automatic regulation of the predetermined maximum peaks of the volumes, which are particularly useful in large installations at events in halls, open airs or in discotheques, recording studios or the like. be set.
  • a limitation of the sound pressure level as noise protection or it can also serve to protect the audio equipment used in particular the speaker. Due to the level limitation of the average level, a thermal or, in the case of short-term level peaks, mechanical overloading of the loudspeakers can be prevented.
  • the output level is changed by limiting the amplitude of a voltage of the audio signal to a certain value. This is determined by the threshold of the amplitude, i. the limiter leaves the signals unchanged up to this threshold.
  • the threshold of the amplitude i. the limiter leaves the signals unchanged up to this threshold.
  • the invention has for its object to provide a volume control device for an audio system, with which the above disadvantages are eliminated and by means of the limiting control of the audio signal is carried out on an analog basis.
  • At least one switching device could be provided on the lines before or after instead of a switching device between the primary windings.
  • this Schait comprises a number of serially connected by lines ohmic resistors, where a switch is associated with each resistor.
  • switches which can be actuated by the electronic control device, the resistors can be individually switched on or bridged, and thus the total resistance from the input to the output of the switching device can be changed stepwise as a function of the required volume change.
  • this electronic control device is assigned a multiplexer, which is controlled by the microprocessor and which individually opens or closes the switches of the switching device. Due to the number of switches and resistors, the possible number of stages, each with a different total resistance, is detected by the multiplexer and from this the corresponding stage can be selected by a selective actuation of the switches.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an audio system with a volume control device according to the invention
  • Fig. 2 is a block diagram of the volume control device with a
  • FIG. 3 is a block diagram of a switching device of the volume control device of FIG. 2; FIG. and
  • FIG 4 shows two diagrams with the approximately sinusoidal profile of an audio signal of the sound source on the left above and on the right at the maximum value.
  • Fig. 1 shows schematically an audio device 10, which is in the voriie- ing embodiment, one in a disco. It consists of a sound source 11, for example a CD player, a mixing console 12, a signal transmitter 21 with a volume control device, an active crossover 13, final amplifiers 14a, 14b, 14c, 14d and loudspeakers 15a. 15b, 15c, 15d.
  • the Audioaniage can of course be constructed with a different number of components, such as speakers, etc.
  • the mixer 12 can be operated by a DJ and the sounds in a conventional manner changed in various ways and also the volume level can be set as desired.
  • a CD player another type of memory can also be used as the sound source, such as a laptop, smartphone or other storage devices.
  • an audio system 10 is also suitable for other applications primarily in the professional field, such as in events in halls or open airs with live music performances or in music recording studios or the like with microphones as sound sources.
  • this audio system can be configured differently than shown. So the number as well as the performance of the amplifiers as well as the loudspeakers can be different. With the crossover 13 who the speakers 15a to 15d fed differently depending on their pitches, the frequencies or other factors.
  • it is provided as a digital switch 13. But it could also be designed as an analog and thus as passive acting switch, but which would be more suitable for smaller systems in the home area. With this switch 13, the frequencies are filtered out before the power amplifiers and fed to the final stages for amplification.
  • the signal transmitter 21 is designed as a galvanically separated transformer with two primary windings 24, 24 'on the input side and two secondary windings 25, 25' on the output side. He is at the entrance via lines 22, 23 connected to the sound source 11.
  • the volume control device 20 can be used between the two primary windings 24, 24 'of the signal transformer 21.
  • the volume control device 20 at least one preferably between the primary windings 24, 24 'replaceable switching device 30 with a number of resistors 31 a to 31 n , 32 a to 32 n , the switch 33 ai to 33 bn on or over - can be bridged, and an electronic control device 26 is provided with a microprocessor 27, as is also apparent from Fig. 3.
  • a measuring device 28A, 28B and evaluation device 31 of the audio signal is integrated, which comprises a plurality of operational amplifiers, a comparator 29, which is constructed as a window discriminator and comprises an optocoupler.
  • the voltage UE of the generated input signal of the sound source at the primary windings 24, 24 ' is measured by the operational amplifiers and compared with reference voltages (setpoints) in a window area by the comparator 29 and when the maximum value of the optocoupler exceeds a corresponding signal at the Microprocessor 27 delivered.
  • the microprocessor 27 is preferably composed of a main processor for the actual regulation of the volume of the sound source of the audio system and of other processors communicating with the main processor, for which microcontroller can be advantageously used. These are in particular RISC controllers, each with a reduced instruction set and thus work quickly and clearly. Such RISC controllers are also suitable for a display for indicating the volume levels and, in addition, one each for the two signal converters. carrier 21 with two primary windings 24, 24 'and one each Druckeinrich device 30 is provided.
  • the electronic control device 26 is associated with a multiplexer, which is controlled by the microprocessor 27 and thereby the switch 33 ai to 33 n of the switching device 30 opens or closes individually.
  • these switches are counted forward or backward by the multiplexer in a simple operation, so that the switching device 30 with the resistors becomes high-impedance or low-impedance depending on the strength of the audio signal.
  • the volume or its voltage UE at the signal transmitter 21 evaluating microprocessor 27 is programmed so that it controls the multiplexer and through this the switches gradually change the total resistance of the input A to the output B of the switching device 30, wherein due to the number of Switches 33 ai to 33 b n and resistors results in the possible number of stages, each with a different total resistance, which are detected in the microprocessor in operative connection with the multiplexer and the latter of the corresponding stages can be selected by a selective control of the switch.
  • Fig. 3 shows the switching device 30 with a number of serially connected by lines 34 ohmic resistors 31 a to 31 ⁇ , 32 a to 32 n and these associated switches 33 ai to 33 b n, where ⁇ at only a part of these resistors and switches are illustrated.
  • Each resistor 31 a to 31 n , 32 a to 32 n is a switch 33 a to 33 b n assigned.
  • the switching device 30 are a certain number, for example, 31 resistors 31 a to 31 n , 32 a to 32 n all rows connected in series with each other by conductors 34 and it extends each line management 35, 37 along and next to these resistors ,
  • a number of resistors 31 a to 31 n as a first cascade, for example, 31 of 320 ohms, and subsequently a number of resistors 32 a to 32 n as a second cascade, for example 15 of 20 ohms, are provided from the switches 33 ai to 33 bn are individually switchable or bridged.
  • the high-resistance resistors 31 a to 31 n are piat yield as a first cascade in series and a parallel to this running wiring 35. There are switches 33 ai to 33 at each between the line guide 35 and the conductor 34 between the resistors this verbin dend arranged.
  • the lower resistance resistors 32 a to 32 n as a second cascade are equally arranged in their longitudinal direction one behind the other in a coaxial axis and it is placed parallel to this axis extending wiring 37, wherein the switches 33 ⁇ 1 to 33 bn each between the wiring 37th and a conductor 34 between two resistors these are arranged connecting.
  • the first resistor 31 a and a wiring 35 are coupled to the input A, while the last resistor 32 n and the wiring 37 to the output B.
  • the switches are advantageous except the first switch 33 ai of the resistors 31 a to 31 n and the first switch 33 bi of the following resistors 32 a to 32 n off.
  • the audio signal is conducted at normal volume without resistance through the line guides 35, 37 of the switching device 30.
  • the microprocessor 26 is programmed to always count up and down on actuation of the switches.
  • the Swissmanen resistors are always first 32 ai to 33 bn one after the other is switched to 32 on by the switch 33 bi, and only when they are all turned on, a high-value resistor 31 n via the switch 33 to be switched and at the same time bridged lower resistance again.
  • a high-value resistor 31 n via the switch 33 to be switched and at the same time bridged lower resistance again.
  • the second high-impedance resistor is switched on and at the same time bridges the low-resistance resistors again.
  • the multiplexer switches to the other state with the highest resistance value, at which only these two first switches 33 ai and 33 bi must be switched off and the other switches also remain in the switched-off state.
  • the adjacent switch can be switched on and the switched-on switch can be switched off, so that in turn only two switches have to be actuated.
  • All of this regulation may be dependent on the decrease or increase in the audio signal from the microprocessor 27 due to the continuously measured Signal voltage UE be festgestegt.
  • the very short signal peaks can be extended by milliseconds and thus reliably detected by the microprocessor.
  • an approximately analog attenuation of an exceeded maximum volume can be achieved in cooperation with the signal transformer with the primary and secondary windings.
  • This maximum volume can be adjusted to the standard level or to any value.
  • the control device 20 is integrated in the system so that it automatically turns on generating sounds and automatically func tioned. Depending on your needs, it could also be manually switched on and off bar.
  • Fig. 4 shows two diagrams with the time t as the abscissa and the voltage U E as the ordinate with an approximately sinusoidal waveform of an audio signal Kiangetti 11, in the left diagram a Spit zensignal 40 above the maximum value m, while in the right diagram, the peak signal 40 'is reduced to the maximum value m.
  • a peak signal 41 is reduced in the prior art by compression, in which the signal is no longer sinusoidal, but flattened.
  • the invention is sufficiently demonstrated with the above embodiments. But you could still be configured by other variants.
  • the number and strength of the resistors in the switching device could be varied depending on the audio system.
  • the arrangement of the resistors or the switches could also be different. see, for example, that all are arranged the same.
  • at least one switching device could be assigned to each of the two lines 22, 23. This would also suffice a primary or secondary winding.

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Abstract

Eine Lautstärken-Regeleinrichtung für eine Audioanlage, welche eine Klangquelle aufweist, sind die erzeugten Signale derselben zu zwei Primärwicklungen (24, 24') eines Signalübertragers (21) leitbar, bei dem eine Mess- und Auswerteeinrichtung (28A, 28B) der Lautstärke integriert ist. Es sind wenigstens eine zwischen den Primärwicklungen (24, 24') einsetzbare Schalteinrichtung (30) mit einer Anzahl von Widerständen, die durch Schalter zuschaltbar oder überbrückbar sind, vorgesehen. Zudem ist eine elektronische Steuervorrichtung (26) mit einem Mikroprozessor (27) vorhanden, welche die Schalter der Schalteinrichtung (30) in Abhängigkeit der gemessenen Lautstärke derart betätigt, dass die festlegbare maximale Lautstärke der Audioanlage nicht oder nur kurzzeitig überschritten bzw. reduziert wird. Damit kann die Lautstärke auf analoger Basis praktisch ohne Veränderung seiner Form reguliert werden.

Description

Lautstärken-Regeleinrichtung für eine Audioanlage
Die Erfindung betrifft eine Lautstärken-Regeleinrichtung für eine Audio- anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lautstärken-Regeleinrichtungen bei Audioaniagen dienen für eine auto matische Regulierung der vorgegebenen maximalen Spitzen der Laut- stärken, welche insbesondere bei grossen Anlagen bei Events in Hallen, Open Airs oder in Diskotheken, Aufnahmestudios oder dergleichen ein- gesetzt werden. Damit kann eine Begrenzung des Schalldruckpegels als Lärmschutz oder es kann auch zum Schutz der verwendeten Audiogeräte insbesondere der Lautsprecher dienen. Durch die Pegelbegrenzung des Durchschnittpegels kann eine thermische bzw. bei kurzzeitigen Pegel- spitzen eine mechanische Überlastung der Lautsprecher verhindert wer den.
Es sind beispielsweise Breitbandkompressorschaltungen in der Tontech nik für Audioanlagen bekannt, bei denen Einzelsignale einer Musikmi schung veränderbar sind. Damit können auch Lautstärken geregelt wer- den, wenn diese bestimmte Maximalwerte übersteigen. Nachteilig bei solchen Kompressoren sind die Verformung der Tonsignale und der An- reicherung von Obertönen, welche von einem Hörer als störend empfun den werden.
Bei ebenfalls bekannten Limitern oder Begrenzern als Komponenten von Audioanlagen wird der Ausgangspegel durch Begrenzen der Amplitude einer Spannung des Audiosignals auf einen bestimmten Wert verändert. Dieser wird durch den Schwellenwert der Amplitude festgelegt, d.h. der Limiter lässt die Signale bis zu diesem Schwellenwert unverändert. Bei starker Übersteuerung entstehen statt sinusförmige Signale annähernd Rechtecksignale und durch die harmonischen Verzerrungen unerwünsch- te Obertöne. Je stärker diese Übersteuerung erfolgt, umso rechteckiger wird das reduzierte Ausgangssignal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautstärken- Regeleinrichtung für eine Audioanlage zu schaffen, mit der die obigen Nachteile behoben werden und mittels der die Begrenzungssteuerung des Audiosignals auf analoger Basis erfolgt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Mit dieser wenigstens einen vorzugsweise zwischen die Primärwicklun gen einsetzbaren erfindungsgemässen Schalteinrichtung mit einer An- zahl von Widerständen, die durch Schalter zuschaltbar oder überbrück- bar sind, und dieser elektronischen Steuervorrichtung mit einem Mikro- prozessor kann die festlegbare maximale Lautstärke der Audioanlage in Abhängigkeit der gemessenen Lautstärke auf analoger Basis praktisch ohne Veränderung seiner Form reguliert werden.
Im Prinzip könnte wenigstens je eine Schaiteinrichtung bei den Leitungen vor bzw. nach statt eine Schalteinrichtung zwischen den Primärwicklun- gen vorgesehen sein.
Sehr vorteilhaft umfasst diese Schaiteinrichtung eine Anzahl von seriell durch Leitungen miteinander verbundenen ohmschen Widerstände, wo bei jedem Widerstand ein Schalter zugeordnet ist. Durch diese von der elektronischen Steuervorrichtung betätigbaren Schalter können die Wi derstände einzeln zugeschaltet oder überbrückt werden und damit der Gesamtwiderstand vom Ein- zum Ausgang der Schaiteinrichtung stufen- weise in Abhängigkeit der erforderlichen Lautstärkenänderung verändert werden.
Dieser elektronischen Steuervorrichtung ist im Rahmen der Erfindung ein Multiplexer zugeordnet, welcher vom Mikroprozessor angesteuert wird und der die Schalter der Schaiteinrichtung einzeln öffnet oder schliesst. Aufgrund der Anzahl von Schaltern und Widerständen ist die mögliche Anzahl von Stufen mit je einem unterschiedlichen Gesamtwiderstand von dem Multiplexer erfasst und von diesem die entsprechende Stufe durch eine selektive Ansteuerung der Schalter wählbar ist. Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Audioaniage mit einer erfindungsge- mässen Lautstärken-Regeleinrichtung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Lautstärken-Regeleinrichtung mit einer
Schalteinrichtung integriert in einem Signalübertrager nach Fig. 1
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schalteinrichtung der Lautstärken- Regeleinrichtung nach Fig. 2; und
Fig. 4 zwei Diagramme mit dem annähernd sinusförmigen Verlauf ei- nes Audiosignais der Klangquelle links über und rechts auf dem Maximalwert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Audioaniage 10, bei der es sich im voriie- genden Ausführungsbeispiel um eine solche in einer Diskothek handelt. Sie besteht aus einer Klangquelle 11 , zum Beispiel einem CD-Player, aus einem Mischpult 12, einem Signalübertrager 21 mit einer Lautstär- ken-Regeleinrichtung, einer aktiven Frequenzweiche 13, aus Endverstär kern 14a, 14b, 14c, 14d und aus Lautsprechern 15a, 15b, 15c, 15d. Die Audioaniage kann selbstverständlich mit einer unterschiedlichen Anzahl von Komponenten, wie Lautsprecher etc., aufgebaut sein.
Das Mischpult 12 kann von einem DJ bedient und die Klänge auf her- kömmliche Weise in verschiedener Hinsicht verändert und dabei auch der Lautstärkenpegel wunschgemäss eingestellt werden. Anstelle eines CD-Players kann auch eine andere Speicherart als Klangquelle benutzt werden, wie beispielsweise ein Laptop, Smartphone oder andere Speä- chergeräte. Eine solche Audioanlage 10 eignet sich selbstverständlich auch für ande- re Anwendungen primär im professionellen Bereich, wie bei Veranstal- tungen in Hallen oder Open Airs mit Live-Musikauftritten oder in Musik- Aufnahmestudios oder dergleichen mit Mikrophonen als Klangquellen.
Der Aufbau dieser Audioanlage kann anders als gezeigt ausgestaltet sein. So können die Anzahl als auch die Leistung der Verstärker sowie der Lautsprecher unterschiedlich sein. Mit der Frequenzweiche 13 wer den die Lautsprecher 15a bis 15d in Abhängigkeit von ihren Tonhöhen, den Frequenzen oder andern Faktoren unterschiedlich gespiesen. Vorteilhaft ist sie als digitale Weiche 13 vorgesehen. Sie könnte aber auch als eine analoge und damit als passiv wirkende Weiche ausgebildet sein, die aber eher für kleinere Anlagen im Homebereich geeignet wäre. Mit dieser Weiche 13 werden die Frequenzen vor den Endstufen ausgefiltert und den Endstufen zur Verstärkung zugeführt.
Gemäss Fig. 2 ist der Signalübertrager 21 als ein galvanisch getrennter Transformator mit eingangsseitig zwei Primärwicklungen 24, 24‘ und ausgangsseitig zwei Sekundärwicklungen 25, 25' ausgebildet. Dabei ist er beim Eingang via Leitungen 22, 23 mit der Klangquelle 11 verbunden. Die Lautstärken-Regeleinrichtung 20 ist zwischen den beiden Primärwicklungen 24, 24' des Signalübertragers 21 einsetzbar.
Erfindungsgemäss ist für die Lautstärken-Regeleinrichtung 20 wenigstens eine vorzugsweise zwischen die Primärwicklungen 24, 24' ersetzbare Schalteinrichtung 30 mit einer Anzahl von Widerständen 31a bis 31 n, 32a bis 32n, die durch Schalter 33ai bis 33bn zuschalt- oder über- brückbar sind, und eine elektronische Steuervorrichtung 26 mit einem Mikroprozessor 27 vorgesehen, wie dies auch aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Diese vom Mikroprozessor 27 steuerbare Steuervorrichtung 26 betätigt in Abhängigkeit der gemessenen Lautstärke die Schalter 33ai bis 33bn der Schalteinrichtung 30 derart, dass vorzugsweise die festlegbare maximale Lautstärke bei den Lautsprechern 15a bis 15d der Audioanlage 10 nicht oder nur kurzzeitig überschritten wird im Prinzip kann aber auch eine bestimmte Lautstärke, die nicht maximal sein muss, eingeregelt werden.
Es ist zu diesem Zwecke eine Messeinrichtung 28A, 28B und Auswer- teeinrichtung 31 des Audiosignals integriert, die mehrere Operationsver stärker, einen Komparator 29, der als Fensterdiskriminator aufgebaut ist und einen Optokoppler umfasst. Es wird dabei von den Operationsver stärkern die Spannung UE des erzeugten Eingangssignals der Klangquel le bei den Primärwicklungen 24, 24' gemessen und vom Komparator 29 mit Referenzspannungen (Sollwerten) in einem Fensterbereich vergli chen und bei Übersteigen eines Maximalwertes vom Optokoppler ein entsprechendes Signal an den Mikroprozessor 27 geliefert.
Der Mikroprozessor 27 setzt sich vorzugsweise aus einem Hauptprozes sor für die eigentliche Regelung der Lautstärke der Klangquelle der Au- dioaniage sowie aus weiteren mit dem Hauptprozessor kommunizierenden Prozessoren zusammen, für die vorteilhaft Mikrocontroller verwend- bar sind. Bei diesen handelt es sich insbesondere um RISC-Controller, die jeweils mit einem reduzierten Befehlssatz und damit schnell und übersichtlich arbeiten. Solche RISC-Controller sind auch für ein Display zur Anzeige der Lautstärken und zudem je einer für die zwei Signalüber- trager 21 mit je zwei Primärwicklungen 24, 24‘ und je einer Schalteinrich tung 30 vorgesehen.
Der elektronischen Steuervorrichtung 26 ist ein Multiplexer zugeordnet, welcher vom Mikroprozessor 27 angesteuert wird und dabei die Schalter 33ai bis 33 n der Schalteinrichtung 30 einzeln öffnet oder schliesst. Vor- zugsweise werden diese Schalter durch den Multiplexer in einem einfa chen Vorgang vor- oder rückwärts gezählt, so dass die Schalteinrichtung 30 mit den Widerständen je nach der Stärke des Audiosignals hochoh- miger bzw. niederohmiger wird.
Der die Lautstärke bzw. deren Spannung UE beim Signalübertrager 21 auswertende Mikroprozessor 27 ist derart programmiert, dass er den Multiplexer ansteuert und durch diesen die Schalter stufenweise den Ge- samtwiderstand vom Eingang A zum Ausgang B der Schalteinrichtung 30 verändern, wobei sich aufgrund der Anzahl von Schaltern 33ai bis 33bn und Widerständen die mögliche Anzahl von Stufen mit je einem unter- schiedlichen Gesamtwiderstand ergibt, welche im Mikroprozessor in Wirkverbindung mit dem Multiplexer erfasst und von letzterem die ent- sprechenden Stufen durch eine selektive Steuerung der Schalter wählbar sind.
Fig. 3 zeigt die Schalteinrichtung 30 mit einer Anzahl von seriell durch Leitungen 34 miteinander verbundenen ohmschen Widerständen 31 a bis 31 ^, 32a bis 32n sowie diesen zugeordneten Schaltern 33ai bis 33bn, wo¬ bei nur ein Teil von diesen Widerständen und Schaltern veranschaulicht sind. Jedem Widerstand 31a bis 31 n, 32a bis 32n ist dabei ein Schalter 33a bis 33bn zugeordnet. Durch diese von der elektronischen Steuervor- richtung 26 einzeln betätigbaren Schaltern und entsprechenden Lei- tungsführungen 35, 36, 37 können die Widerstände zugeschaltet oder überbrückt werden.
In der Schalteinrichtung 30 sind eine bestimmte Anzahl, beispielsweise 31 Widerstände 31a bis 31 n, 32a bis 32n allesamt reihenweise in Serie miteinander durch Leiter 34 verbunden und es erstreckt sich je eine Lei- tungsführung 35, 37 entlang und nebenan bei diesen Widerständen. Da von sind eine Anzahl von Widerständen 31a bis 31n, als eine erste Kas- kade beispielsweise 31 mit 320 Ohm, und nachfolgend eine Anzahl von Widerständen 32a bis 32n als eine zweite Kaskade zum Beispiel 15 mit 20 Ohm, vorgesehen, die von den Schaltern 33ai bis 33bn jeweils einzeln zuschaltbar oder überbrückbar sind.
Die hochohmigeren Widerstände 31a bis 31 n sind als erste Kaskade in Reihe und einer parallel zu diesen verlaufenden Leitungsführung 35 piat- ziert. Es sind dabei Schalter 33ai bis 33an jeweils zwischen der Leitungs führung 35 und dem Leiter 34 zwischen den Widerständen diese verbin dend angeordnet.
Die niederohmigeren Widerstände 32a bis 32n als zweite Kaskade sind gleichermassen in ihrer Längsrichtung hintereinander in einer koaxialen Achse angeordnet und es ist eine parallel zu dieser gebildeten Achse verlaufende Leitungsführung 37 platziert, wobei die Schalter 33^1 bis 33bn jeweils zwischen der Leitungsführung 37 und einem Leiter 34 zwi schen zwei Widerständen diese verbindend angeordnet sind.
Der erste Widerstand 31a und die eine Leitungsführung 35 sind mit dem Eingang A, indes der letzte Widerstand 32n sowie die Leitungsführung 37 mit dem Ausgang B gekoppelt. Durch diesen vom Mikroprozessor 26 gesteuerten Multiplexer der Schalt- einrichtung 30 können folgende Umschaltungen bzw. Schaltzustände der Widerstände herbeigeführt werden:
Im Normalzustand sind die Schalter mit Vorteil ausser dem ersten Schal- ter 33ai der Widerstände 31a bis 31n und dem ersten Schalter 33bi der nachfolgenden Widerstände 32a bis 32n ausgeschaltet. Damit wird das Audiosignal bei normaler Lautstärke ohne Widerstand durch die Lei- tungsführungen 35, 37 der Schalteinrichtung 30 geleitet.
Der Mikroprozessor 26 ist so programmiert, dass stets ein Vor- und Rückwärtszählen beim Betätigen der Schalter erfolgt. Es werden dabei immer zuerst die niederohmigeren Widerstände 32ai bis 32an durch die Schalter 33bi bis 33bn einer nach dem andern zugeschaltet, und erst wenn diese alle eingeschaltet sind, wird ein hochohmiger Widerstand 31 n via den Schalter 33an zugeschaltet und gleichzeitig die niederohmigeren Widerstände wieder überbrückt. In der Folge werden wiederum einer nach dem andern der niederohmigeren Widerstände zugeschaltet, bis diese alle wirken, und dann wird der zweite hochohmige Widerstand ein geschaltet und gleichzeitig die niederohmigeren Widerstände wieder überbrückt.
Dies kann folglich bis zum Erreichen eines Maximalwiderstandes aller zugeschalteten hochohmigen Widerstände 31a bis 31 n und der niede rohmigen Widerstände 32a bis 32n in einer entsprechenden Anzahl von Stufen herbeigeführt werden. Bei dem genannten Beispiel mit 5 niede- rohmigen ä je 20 Ohm und 31 hochohmigen Widerständen ä je 320 Ohm ergeben sich somit insgesamt 16 x 32, also 512 Stufen, wobei die 16. Stufe jeweils durch das Einschalten des Widerstandes mit 320 Ohm nach den 15 Stufen der 20 Ohm Widerstände, und die 32 Stufen durch die nach dem Einschalten aller Widerstände mit 320 Ohm plus dem nochmaligen Zuschaiten der 15 niederohmigen Widerstände ermöglicht wird. Alle diese 512 Stufen sind jeweils um 20 Ohm, so dass eine annähernd analoge Veränderung des Audiosignals erzielt werden kann.
Bei einem Überschreiten der maximalen Lautstärke schaltet der Multiple- xer in den anderen Zustand mit dem höchsten Widerstandswert, bei dem einzig diese beiden ersten Schalter 33ai und 33bi ausgeschaltet werden müssen und die übrigen Schalter ebenfalls im ausgeschalteten Zustand verbleiben. Dies hat den Vorteil, dass diese Schalteinrichtung sehr schnell vom Normalzustand auf den maximalen Widerstandswert wech- seln kann, bei dem das Audiosignal durch alle Widerstände fliesst und damit ausreichend abgeschwächt wird.
Wenn nun von diesem maximalen Widerstandswert langsam zurückge stuft werden soll, so kann dies durch Einschaiten des Schalters 33an und damit wird der Widerstand 31n überbrückt und/oder durch Einschalten des Schalters 33bn und damit der Überbrückung des letzten Widerstan des 32n erfolgen.
Für die weitere Reduktion des Gesamtwiderstandes kann jeweils der be- nachbarte Schalter ein- und der eingeschaltete Schalter ausgeschaltet werden, so dass wiederum jeweils nur zwei Schalter betätigt werden müssen.
Diese ganze Regulierung kann je nach Rückgang bzw. Erhöhung des Audiosignals vom Mikroprozessor 27 aufgrund der laufend gemessenen Signaispannung UE festgetegt werden. Mittels eines Monoflops können die sehr kurzen Signalspitzen um Millisekunden verlängert und damit vom Mikroprozessor sicher erfasst werden.
Mit dieser Anordnung und Schaltung der Schalteinrichtung durch den Multiplexer kann eine annähernd analoge Abschwächung einer überschrittenen maximalen Lautstärke in Zusammenwirkung mit dem Signal- Übertrager mit den Primär- und Sekundärwicklungen erzielt werden. Die- se maximale Lautstärke kann auf den Standardpegel oder aber auf einen beliebigen Wert verstellbar sein.
Die Regeleinrichtung 20 ist derart in der Anlage integriert, dass sie bei Erzeugung von Klängen automatisch einschaltet und selbsttätig funktio niert. Je nach Bedarf könnte sie aber auch manuell ein- und ausschalt bar sein.
Fig. 4 zeigt zwei Diagramme mit der Zeit t als Abszisse und der Spannung UE als Ordinate mit einem annähernd sinusförmigen Verlauf eines Audiosignals der Kiangquelle 11 , bei dem im linken Diagramm ein Spit zensignal 40 über dem Maximalwert m, indes im rechten Diagramm das Spitzensignal 40' auf den Maximalwert m reduziert ist. Andeutungsweise ist noch dargestellt, wie ein Spitzensignal 41 beim Stand der Technik durch Kompression reduziert ist, bei dem das Signal nicht mehr sinus- förmig, sondern abgeflacht ist.
Die Erfindung ist mit den obigen Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch durch weitere Varianten ausgestaltet sein. So könnten zum Beispiel die Anzahl und die Stärke der Widerstän- de in der Schalteinrichtung je nach Audioanlage variiert werden. Auch könnte die Anordnung der Widerstände bzw. der Schalter anders vorge- sehen sein, zum Beispiel, dass alle gleich angeordnet sind. Es könnten auch mehrere Widerstände jeweils mit einem Schalter verbunden sein. im Prinzip könnte statt eine Schalteinrichtung zwischen den Primärwicklungen wenigstens je eine Schalteinrichtung den beiden Leitungen 22, 23 zugeordnet sein. Damit würde auch eine Primär- bzw. Sekundärwicklung genügen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Lautstärken-Regeleinrichtung für eine Audioanlage (10), welche eine Klangqueile (1 1) zum Beispiel ein CD-Player aufweist, wobei die erzeugten Signale der Klangquelle (11) zu vorzugsweise zwei Primärwicklungen (24, 24‘) eines Signalübertragers (21 ) leitbar sind, bei dem eine Mess- und Auswerteeinrichtung (28A, 28B) der Lautstärke integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine vorzugsweise zwischen den Primärwicklungen (24, 24‘) eänsetzbaren Schalteinrichtung (30) mit einer Anzahl von Widerständen (31 a bis 31 n, 32a bis 32n), die durch Schalter (33ai bis 33bn) zuschaltbar oder überbrückbar sind, und eine elektronische Steuervorrichtung (26) mit einem Mikroprozessor (27) vorhanden sind, wobei diese Steuervor- richtung (26) die Schalter (33ai bis 33 n) der Schalteinrichtung (30) in Abhängigkeit der gemessenen Lautstärke derart betätigt, dass die festlegbare maximale Lautstärke der Audioanlage (10) nicht oder nur kurz zeitig überschritten bzw. reduziert wird.
2. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn zeichnet, dass
diese Schalteinrichtung (30) eine Anzahl von seriell durch Leiter (34) miteinander verbundene ohmsche Widerstände (31 a bis 31 n, 32a bis 32n), sowie jeweils Schalter (33ai bis 33bn) umfasst, wobei jedem Wider- Stand ein Schalter zugeordnet ist, und dass durch diese von der elektro- nischen Steuervorrichtung (26) einzeln betätigbaren Schalter (33ai bis 33bn) und entsprechenden Leitungsführungen (35, 37) die Widerstände (31a bis 31 n, 32a bis 32n), zugeschaltet oder überbrückt werden können.
3. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass
in der Schalteinrichtung (30) eine bestimmte Anzahl als eine erste bzw. zweite Kaskade bildende Widerstände (31 a bis 31 n, 32a bis 32n), alle samt reihenweise in Serie angeordnet und durch Leiter (34) paarweise verbunden sind und wenigstens eine Leitungsführung (35, 37) entlang diesen Widerständen vorhanden ist, die mit den jedem Widerstand zuge- ordneten ein- oder ausschaltbaren Schaltern (33ai bis 33 n) und den Lei tern (34) gekoppelt ist.
4. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass
eine Anzahl von Widerständen (31 a bis 31 n), vorzugsweise 31 mit 320 Ohm, für die erste Kaskade und eine Anzahl von Widerständen (32a bis 32n), vorzugsweise 15 mit 20 Ohm, für die zweite Kaskade vorgesehen sind, die von den Schaltern (33a1 bis 33bn) jeweils einzeln zuschaltbar oder überbrückbar sind.
5. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der die Lautstärke auswertende Mikroprozessor (27) derart programmiert ist, dass er den Multiplexer ansteuert und durch diesen die Schalter (33ai bis 33bn) stufenweise den Gesamtwiderstand vom Ein- (A) zum Ausgang (B) der Schalteinrichtung (30) verändern, wobei sich aufgrund der Anzahl von Schaltern und Widerständen die mögliche Anzahl von Stufen mit je einem unterschiedlichen Gesamtwiderstand ergibt, welche vom Mikroprozessor erfasst sind und von diesem die ermittelte Stufe durch entsprechende Steuerung der Schalter wählbar ist.
6. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Widerstände (31a bis 31 n, 32a bis 32n) in Längsrichtung hintereinan- der eine Achse bildend angeordnet sind und eine parallel zu diesen verlaufende Leitungsführung (35, 37) platziert ist, und die Schalter (33bi bis 33bn) jeweils zwischen der Leitungsführung (37) und dem Leiter (34) zwi schen den Widerständen diese verbindend angeordnet sind.
7. Lautstärken-Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass
stets die niederohmigeren Widerstände (32a bis 32n) durch die Schalter (33bi bis 33 n) einer nach dem andern zugeschaltet und erst wenn diese alle eingeschaltet sind, wird ein hochohmiger Widerstand (31 a bis 31 n) via den Schalter (33ai bis 33an) zugeschaltet und gleichzeitig die niede- rohmigeren Widerstände wieder überbrückt.
8. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schalteinrichtung (30) mit einem Ein- (A) und Ausgang (B) versehen ist, bei denen der Anfang bzw. das Ende der Leitungsführung (35, 37) bzw. der Leiter (34) der Widerstände (31 a bis 31 n, 32a bis 32n), angeschlossen sind, und der Ein- und Ausgang zwischen den beiden Primärwicklungen (24, 24‘) anschliessbar ist.
9. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der elektronischen Steuervorrichtung (26) ein Multiplexer zugeordnet ist, weicher vom Mikroprozessor (27) angesteuert wird und dabei die Schal- ter (33ai bis 33bn) der Schalteinrichtung (30) einzeln oder mehrere miteinander öffnet oder schliesst.
10. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der jeweilige Signalübertrager (21) mit der Primär- und Sekundärwicklun- gen (24, 24‘, 25, 25‘) sowie die dazwischengeschaltete Schaiteinrichtung (30) einen annähernd analogen Signalweg der von der Klangquelle (11 ) ausgehenden Signale bilden.
11. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden An- sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mess- und Auswerteeinrichtung (28A, 28B) der Lautstärke mehrere Operationsverstärker, einen Fensterdiskriminator mit einem Komparator und einen Optokoppler umfasst, durch weiche die Spannung des Ein gangssignals bei den Primärwicklungen (24, 24‘) gemessen und bei Übersteigen eines Maximalwertes ein entsprechendes Signal vom Opto koppler an den Mikroprozessor geliefert wird.
12. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden An- sprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
der Mikroprozessor (27) aus einem Haupt-Mikroprozessor für die eigentliche Regelung der Lautstärke der Klangquelle der Audioanlage sowie aus weiteren mit dem Haupt-Mikroprozessor kommunizierenden Microcontrollern besteht, welche einen für ein Display zur Anzeige der Lautstärke sowie je einen für zwei Signalübertrager mit je zwei Primärwicklungen und je einer Schalteinrichtung vorgesehen sind.
13. Lautstärken-Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
diese Regeleinrichtung im Betriebszustand der Audioanlage bei Erzeu- gung von Signalen der Klangqueile selbsttätig funktioniert, oder dass sie manuell ein- und ausschaltbar ist.
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