DE3220758A1 - Method for automatic adaptation of the volume and dynamic range of electroacoustic signals to the noise level occurring at the listening location - Google Patents

Method for automatic adaptation of the volume and dynamic range of electroacoustic signals to the noise level occurring at the listening location

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DE3220758A1
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level

Abstract

By means of a control circuit with a relatively short control time, the level of the radiated useful signal is adjusted so that it follows the sum of the levels of the noise and the original useful signal, whereby simultaneous volume adaptation and dynamic range compression of the useful signal depending on the noise level with minimal additional sound pressure imposed on the listener and minimal reduction in reproduction fidelity are achieved. The circuit arrangement according to the invention provides an amplifier with a control component as a control route in the transmission path of the useful signal, while the control parameter is derived from the difference between the sum of the input level and the mean noise level on the one hand and the output level on the other hand.

Description

Verfahren zur selbsttätigen Anpassung der LautstärkeProcedure for automatic volume adjustment

und der Dynamik elektroakustischer Signale an den am Hörort auftretenden Störschallpegel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Anpassung der Lautstärke und der Dynamik elektroakustischer Signale an den am Hörort auftretenden Störschallpegel.and the dynamics of electroacoustic signals to those occurring at the listening location Background noise level The invention relates to a method for automatic adaptation the volume and dynamics of electroacoustic signals at the listening location Noise level.

Die Wiedergabe elektroakustischer Signale erfolgt in der Praxis stets unter gleichzeitiger Anwesenheit mehr oder weniger lauter Störgeräusche oder Fremdsignale.In practice, electroacoustic signals are always reproduced with the simultaneous presence of more or less loud noises or external signals.

In vielen Fällen wird die Verständlichkeit und Hörqualität stark herabgesetzt, so etwa beim Betrieb eines Autoradios im fahrenden Fahrzeug, bei Durchsagen auf Bahnhöfen während der Einfahrt eines Zuges, bei Sprachübertragungen auf Veranstaltungen und Konferenzen durch Beifalls-, Mißfallenskundgebungen und Umweltgeräusche, insbesondere bei Veranstaltungen im Freien.In many cases, intelligibility and hearing quality are greatly reduced, for example when operating a car radio in a moving vehicle, with announcements Stations during the arrival of a train, during voice transmissions at events and conferences by rallies of applause, disapproval and environmental noises, in particular at outdoor events.

Eine selbsttätig arbeitende Schaltung zur Anpassung des Signals an den Störschallpegel ist in vielen Fällen angebracht, insbesondere dann, wenn die Höhe dieses Pegels sich häufig und stark ändert.An automatically working circuit for adapting the signal to the noise level is appropriate in many cases, especially when the The level of this level changes frequently and strongly.

Bekannte Schaltungen arbeiten nach Verfahren, die eine Multiplikation der eingehenden Signalspannung mit einer dem Störschallpegel korrelierten Spannung beinhalten. Dadurch wird das Nutzsignal bei zunehmendem Störschall zusätzlich verstärkt. In einer bekannten Schaltung (DE-PS 2904 920 C2) wird die maximale Verstärkung durch eine zusätzliche Hilfsschaltung in Abhängigkeit von der Aussteuerbarkeit des Leistungsverstärkers begrenzt. Eine andere bekannte Schaltung (DE-OS 2456 445) enthält einen wahlweise in Reihe zu der eigentlichen Regelschaltung zu betreibenden Dynamik-Kompressor.Known circuits work according to methods that involve multiplication the incoming signal voltage with a voltage correlated to the noise level include. As a result, the useful signal is additionally amplified as the background noise increases. In a known circuit (DE-PS 2904 920 C2) the maximum gain is through an additional auxiliary circuit depending on the controllability of the power amplifier limited. Another known circuit (DE-OS 2456 445) contains an optional dynamic compressor to be operated in series with the actual control circuit.

Offenkundig führt die Lautstärkeregelung nach dem bekannten Verfahren schnell an die Grenzen der zur Verfügung stehenden Ubertragungsleistung beziehungsweise eines erträglichen Schalldrucks. Insbesondere gilt das für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, wo die Verstärkerleistung begrenzt ist, ein übermäßiger Anstieg des Gesamt-Schalldrucks unter anderem aus Gründen der Verkehrssicherheit nicht wünschenswert erscheint und die Höhe des Geräuschpegels häufig und in weiten Grenzen schwankt. Infolge eines hohen Störschallpegels wird der für die Signalwiedergabe zugängliche Dynamikbereich eingeschränkt. Ein bloßes Erhöhen der Verstärkung führt dazu, daß leise Signale weiterhin überdeckt bleiben, während laute Signale, die einer zusätzlichen Verstärkung nicht in gleichem Umfang bedürften, ein auffälliges Ansteigen des Gesamt-Schalldrucks hervorrufen und damit die von dem Störschall verursachte Unannehmlichkeit noch verstärken. Das Zuschalten eines Dynamik-Kompressors mit bekannter Funktionsweise würde der Tatsache Rechnung tragen, daß der zur Verfügung stehende Dynamik-Bereich verringert ist. Zugleich bedeutet die Dynamik-Kompression aber auch eine Verminderung der Wiedergabetreue, die bei geringerem Störschallpegel nicht in gleichem Ausmaß in Kauf genommen werden muß.Obviously, the volume control works according to the known method quickly to the limits of the available transmission capacity, respectively a tolerable sound pressure. This applies in particular to use in motor vehicles, where amplifier power is limited, an excessive increase in total sound pressure among other things for reasons of traffic safety appears undesirable and the level of the noise fluctuates frequently and within wide limits. As a result of one The dynamic range accessible for signal reproduction becomes high noise level restricted. Simply increasing the gain will result in quiet signals continue to remain covered up while loud signals require additional amplification not required to the same extent, a noticeable increase in the total sound pressure cause and thus increase the inconvenience caused by the background noise. Switching on a dynamic compressor with a known mode of operation would be the Take into account the fact that the available dynamic range is reduced is. At the same time, dynamic compression also means a reduction in fidelity, which are not accepted to the same extent in the event of a lower background noise level got to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verständlichkeit und Hörqualität bei wechselnden Störschallpegeln unter möglichst geringer zusätzlicher Schalldruck-Belastung des Hörers und unter möglichst geringer Minderung der Wiedergabetreue zu verbessern.The invention is based on the object of comprehensibility and Hearing quality with changing background noise levels with the lowest possible additional Sound pressure exposure of the listener and with the least possible reduction in fidelity to improve.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsmäßigen Schaltungsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out with a generic circuit arrangement the characterizing features of claim 1 solved.

Durch die additive Verknüpfung des Störschallpegels mit dem Pegel des Nutzsignals wird eine Dynamik-Kompression bei gleichzeitiger Lautstärke-Erhöhung erzielt, die nur in dem Maß auftritt, wie es die Höhe des Störschallpegels erfordert. Wenn dieser absinkt, wird in entsprechendem Maß die volle Dynamik des Nutzsignals wiederhergestellt. Die Beeinträchtigung der Wiedergabetreue bleibt weitgehend unbemerkt. Auch die Lautstärkeanpassung erfolgt kaum merklich, so daß eine zusätzliche Betonung des Störschalls durch starke Vergrößerung der Gesamt-Schalldrucks vermieden wird.Through the additive linking of the background noise level with the level of the useful signal is a dynamic compression with a simultaneous increase in volume achieved, which occurs only to the extent that the level of the background noise requires it. If this drops, the full dynamic range of the useful signal is achieved accordingly restored. The impact on fidelity goes largely unnoticed. The volume adjustment is also barely noticeable, so that additional emphasis noise is avoided by greatly increasing the total sound pressure.

Die Mittelwertbildung der dem Störschallpegel entsprechenden Größe UF kann mit relativ kurzer Zeitkonstante erfolgen, so daß die Verständlichkeit auch bei schnell wechselndem Störschallpegel gut gesichert wird.The averaging of the quantity corresponding to the background noise level UF can be done with a relatively short time constant, so that the intelligibility also is well secured in the event of rapidly changing background noise levels.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 3. Durch die Zusammenfassung jeweils mehrerer Bestandteile einer prinzipiellen Schaltungsanordnung in wenige Gruppen, die mehrere Funktionen zugleich erfüllen, kann der erforderliche Schaltungsaufwand gering gehalten werden.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claim 3. By combining several components of a principle Circuit arrangement in a few groups that fulfill several functions at the same time, the required circuit complexity can be kept low.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 4. Durch die Summierung der Eingangs- und Ausgangsspannungen bei mehrkanaliger Anwendung wird eine einheitliche Anpassung erzielt, die an der Gesamtheit der Nutzsignale orientiert ist. Es ist andererseits auch daran gedacht, bei einer nach Frequenzbereichen geteilten Mehrwege-Übertragung eine Frequenzgangbeeinflussung vorzunehmen, wenn die spektrale Zusammensetzung des Störschalls dies sinnvoll erscheinen läßt, indem eine unterschiedliche Aufteilung der Stellgröße auf die verschiedenen Stellglieder vorgesehen wird.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claim 4. By summing the input and output voltages for multi-channel A uniform adaptation is achieved using the totality of the useful signals is oriented. On the other hand, it is also thought of in a frequency range split multipath transmission to influence the frequency response, if the spectral composition of the interfering sound makes this appear sensible by a different distribution of the manipulated variable to the various actuators is provided.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen 5 und 6. Durch die Anwendung des bekannten Verfahrens der Zweiweggleichrichtung kann die Regelzeit auf die Hälfte verkürzt werden.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claims 5 and 6. By using the known method of full-wave rectification the control time can be reduced by half.

In Verbindung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 3 ist dadurch die Funktionsweise der Schaltungsanordnung in dem Sinne verbessert, daß die bewirkte Veränderung des Nutzsignals vom Hörer nicht als auffallend oder lästig bemerkt wird.In connection with the features of claims 1 to 3 is thereby the operation of the circuit arrangement improved in the sense that the caused Changes in the useful signal are not noticed by the listener as noticeable or annoying.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 7. Durch die Zuführung der Größe UF in der Form einer Spannung über einen als Potentiometer ausgebildeten einstellbaren Spannungsteiler wird dem Hörer die Möglichkeit gegeben, die Regelsteilheit seinen Hörgewohnheiten entsprechend einzustellen.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claim 7. By supplying the size UF in the form of a voltage over an adjustable voltage divider designed as a potentiometer is provided to the listener given the opportunity to adjust the steepness according to his listening habits to adjust.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen 8 und 9. Unter der Zielsetzung einer möglichst hohen Wiedergabetreue ist für das Stellglied eine Schaltungsanordnung zu fordern, die geringe Verzerrungen und einen großen Fremdspannungsabstand aufweist. Ein Photowiderstand erfüllt diese Forderungen in bester Weise. Da Photowiderstände in aller Regel eine nicht-lineare Kennlinie aufweisen, können sie zumeist nur in einem Regelkreis, wie er hier vorliegt, zum Vorteil eingesetzt werden.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claims 8 and 9. With the aim of the highest possible fidelity a circuit arrangement is required for the actuator that has low distortion and has a large signal-to-noise ratio. A photoresistor fulfills this Claims in the best possible way. Since photoresistors are usually non-linear Have characteristic, they can mostly only be used in a control loop, as it is here, can be used to advantage.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 10. Gegenüber anderen Verfahren zur Gewinnung eines mit dem Störschallpegel in Beziehung stehenden Signals hat die Verwendung eines Mikrofons den Vorteil, daß tatsächlich alle Komponenten des Störschalls erfaßt werden. Dem steht der Nachteil gegenüber, daß auch das Nutzsignal in die Mikro- fonspannung eingeht. Das bekannte Verfahren, mittels einer vom Lautsprecherausgang abgenommenen Gegenspannung aus der Mikrofonspannung den Anteil des Störschallpegels herauszulösen, führt bei multiplizierenden Schaltungsanordnungen nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen, weil bereits eine geringe Mitkopplung zu einem Aufschaukeln der Lautstärke führen kann. Bei dem erfindungsmäßigen Verfahren der additiven Verknüpfung besteht diese Gefahr im Prinzip zwar auch, aber erst für einen wesentlich höheren Mitkopplungsgrad. Das an sich bekannte Prinzip kann deshalb bei der erfindungsmäßigen Anordnung mit besonders guten Ergebnissen eingesetzt werden.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claim 10. Compared to other methods for obtaining one with the background noise level related signal, the use of a microphone has the advantage that actually all components of the background noise are recorded. That is the disadvantage opposed to the fact that the useful signal also goes into the micro- phone tension is received. The known method, by means of a counter voltage taken from the loudspeaker output extracting the component of the background noise level from the microphone voltage leads to multiplying circuit arrangements do not always produce satisfactory results, because even a small amount of positive feedback leads to a build-up of the volume can. In the inventive method of additive linking, this exists In principle there is also a risk, but only for a significantly higher degree of positive feedback. The principle known per se can therefore be used in the arrangement according to the invention particularly good results can be used.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 11. Insbesondere in Kraftfahrzeugen tritt der weitaus größte Teil des Störschalls im Bereich sehr niedriger Frequenzen auf.A particularly advantageous development of the invention results from claim 11. In particular in motor vehicles, the vast majority of the Noise in the range of very low frequencies.

Erfahrungsgemäß kommt es in diesem Frequenzbereich bereits bei langsamer Fahrt zu großen Pegelschwankungen, die von den Fahrzeuginsassen nicht in vollem Maß bemerkt werden, weil das menschliche Gehör für tiefe Frequenzen ein stark vermindertes Lautstärkeempfinden aufweist. Auch wird der Informationsgehalt des Nutzsignals kaum beeinträchtigt, so daß die Schaltungsanordnung auf Störschall tiefer Frequenz weniger stark ansprechen sollte. Die Bewertung des Mikrofonsignals durch ein Filter ist deshalb angebracht.Experience has shown that in this frequency range it already occurs at slower speeds Driving to large fluctuations in level, which are not fully felt by the vehicle occupants Degree to be noticed because the human hearing for low frequencies is a greatly diminished Has volume perception. The information content of the useful signal is also scarcely increased impaired, so that the circuit arrangement is less sensitive to low-frequency noise should respond strongly. The evaluation of the microphone signal by a filter is therefore appropriate.

Die Verwendung eines der Gehörempfindlichkeit nachgebildeten Filters, etwa Filter A nach DIN 5045 oder Geräuschspannungsfilter nach DIN 45405, führt jedoch nicht zu den gewünschten Ergebnissen, weil einerseits schon geringe Schallpegel in dem durch die Bewertung hervorgehobenen Frequenzbereich dem Hörer stark auffallen, während andererseits die dadurch hervorgerufene Mikrofonspannung noch sehr klein ist und ihre Weiterverarbeitung vermeidbare Probleme aufwirft. Hinzu kommt, daß der in durchschnittlichen Programm-Signalen (Musik, Sprache) auf diesen Frequenzbereich entfallende Anteil in aller Regel wesentlich größer ist als der Störschallanteil, so daß das Herauslösen des Letzteren aus dem Mikrofonsignal erschwert wird.The use of a filter that simulates hearing sensitivity, filter A according to DIN 5045 or noise voltage filter according to DIN 45405, however, does does not produce the desired results because, on the one hand, the sound level is already low in the frequency range highlighted by the evaluation, the listener is noticeable, while on the other hand the resulting microphone voltage is still very small is and hers Further processing poses avoidable problems. In addition, the average program signals (music, speech) on This frequency range allotted proportion is generally much greater than the interfering sound component, so that the latter is extracted from the microphone signal is made more difficult.

Die in Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Erhöhen der Fahrtgeschwindigkeit, auftretende Verschiebung des Störschallspektrums zu höheren Frequenzen führt zu besonders deutlichen Pegelunterschieden im Bereich oberhalb von 200 Hertz, die im allgemeinen auch die Zunahme im Bereich besonderer Hörempfindlichkeit ( 1 bis 4 kHz) gut repräsentieren. Es wird deshalb vorgeschlagen, das in Anspruch 11 bezeichnete Filter für die Mikrofonspannung einzusetzen. Der zur Differenzbildung herangezogene Anteil der Ausgangsspannung UL muß im Prinzip einer ähnlichen Filterung unterzogen werden, wenn die Differenzbildung das gewünschte Ergebnis bringen soll. Dabei ist zusätzlich der für tiefe Frequenzen abnehmende Wirkungsgrad von kleinen Lautsprechern, wie sie in Kraftfahrzeugen zumeist verwendet werden, zu berücksichtigen.In motor vehicles, especially when increasing the driving speed, occurring shift of the background noise spectrum to higher frequencies leads to particularly clear level differences in the range above 200 Hertz, which in the generally also the increase in the area of special hearing sensitivity (1 to 4 kHz) represent well. It is therefore proposed that indicated in claim 11 Use filters for the microphone voltage. The one used to calculate the difference The proportion of the output voltage UL must in principle be subjected to a similar filtering if the difference formation is to bring the desired result. It is In addition, the efficiency of small loudspeakers, which decreases for low frequencies, how they are mostly used in motor vehicles.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be described below with reference to the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 2.Fig. 1 shows a schematic representation of the circuit arrangement according to claim 2.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach Anspruch 6.Fig. 2 shows an embodiment of the circuit arrangement according to Claim 6.

Fig. 3 veranschaulicht anhand eines Amplitudendiagramms die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.3 illustrates the mode of operation with the aid of an amplitude diagram the circuit arrangement according to the invention.

Fig. 4 verdeutlicht anhand eines Schalldruckdiagramms die durch das Verfahren nach Anspruch 1 erzielte Dynamik-Anpassung.Fig. 4 uses a sound pressure diagram to clarify the through the Method according to claim 1 achieved dynamic adaptation.

In Fig. 1 liegt im Ubertragungsweg des am Eingang (10) anliegenden Nutzsignals der mit einem Stellglied versehene Verstärker (13). Das Stellglied ist in der Zeichnung durch das Pfeilsymbol angedeutet. Die am Eingang und am Ausgang (12) der Schaltungsanordnung auftretende Signalspannung wird durch die Gleichrichter (14 bzw. -15) in entgegengesetzter Polarität gleichgerichtet. Die Ausgänge der Gleichrichter und der Eingang (11), an dem eine dem Störschallpegel entsprechende Spannung anliegt, sind mit einer summierenden und integrierenden Schaltung (16) verbunden, deren Ausgang mit dem Stellglied verbunden ist. Je nach Ausführung des Stellglieds ist die Polung der gleichgerichten Spannungen des Eingangs- und des Ausgangssignals sowie der dem mittleren Störschallpegel entsprechenden Spannung so gewählt, daß ein Ansteigen des Störschallpegels eine Erhöhung des Verstärkungsfaktors bewirkt, während eine Vergrößerung der Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangs-Signalpegel einer solchen Erhöhung entgegenwirkt.In Fig. 1 is in the transmission path of the input (10) Useful signal of the amplifier (13) provided with an actuator. The actuator is indicated in the drawing by the arrow symbol. The ones at the entrance and the exit (12) the signal voltage occurring in the circuit arrangement is through the rectifier (14 or -15) rectified in opposite polarity. The outputs of the rectifiers and the input (11) to which a voltage corresponding to the noise level is applied, are connected to a summing and integrating circuit (16), the output of which is connected to the actuator. The polarity depends on the design of the actuator the rectified voltages of the input and output signals as well as the dem voltage corresponding to the mean noise level selected so that an increase of the background noise level causes an increase in the amplification factor, while a Increase the difference between the input and output signal level of such Counteracts increase.

In Fig. 2 ist durch das Minuszeichen angedeutet, daß der im Ubertragungsweg des Nutzsignals liegende Verstärker (24) eine Invertierung bewirkt. Dadurch ist es auf einfache Weise mittels nur eines Gleichrichters möglich , den Pegelunterschied zwischen Eingang (20) und Ausgang (23) zu ermitteln, indem die Signalspannungen vor der Gleichrichtung addiert werden. Bei niedrigster Einstellung des Verstärkungsfaktors sollen sich die Eingangsströme des Gleichrichters gegenseitig aufheben. Dies wird durch entsprechende Bemessung der Eingangswiderstände erreicht; mittels des einstellbaren Widerstands (27) kann ein Abgleich ausgeführt werden. Gemäß Anspruch 6 weist auch die differenzbildende und integrierende Schaltung (26) einen summierenden Eingang auf, dem über die Widerstände (28) auch die Eingangssignale des Gleichrichters zugeführt werden. Die Widerstände sind so bemessen, daß über sie bei negativer Eingangsspannung ein Strom vom halben Betrag des Stromes über den Widerstand (29) fließt, der den Gleichrichterausgang mit dem Summeneingang verbindet. Der resultierende Strom ist stets positiv und entspricht einer Zweiweggleichrichtung. Das wiederum durch das Pfeilsymbol angedeutete Stellglied des Verstärkers (24) ist mit dem Ausgang der integrierenden Schaltung (26) verbunden und so ausgelegt, daß es bei einer in positiver Richtung ansteigenden Spannung an seinem Steuereingang den Verstärkungsfaktor erhöht. Die dem mittleren Störschallpegel entsprechende Spannung UF liegt am Eingang (21) an; sie wird über einen einstellbaren Spannungsteiler geleitet (22), durch den die Regelsteilheit der Schaltungsanordnung beeinflußt werden kann.In Fig. 2 it is indicated by the minus sign that the transmission path of the useful signal lying amplifier (24) causes an inversion. This is it is possible in a simple way by means of only one rectifier to reduce the level difference between input (20) and output (23) to be determined by the signal voltages must be added before rectification. At the lowest setting of the gain factor the input currents of the rectifier should cancel each other out. this will achieved by appropriate dimensioning of the input resistances; using the adjustable With the resistor (27) an adjustment can be carried out. According to claim 6 also has the differentiating and integrating circuit (26) has a summing input on, to which the input signals of the rectifier are also fed via the resistors (28) will. The resistors are dimensioned in such a way that they have a negative input voltage a current of half the amount of the current flows through the resistor (29), which the Rectifier output connects to the sum input. The resulting current is always positive and corresponds to full-wave rectification. That in turn through the The actuator of the amplifier (24) indicated by the arrow symbol is connected to the output of the integrating circuit (26) connected and designed so that it is in a positive The gain factor increases in the direction of increasing voltage at its control input. The voltage UF corresponding to the mean noise level is at the input (21) at; it is passed through an adjustable voltage divider (22) through which the Control slope of the circuit arrangement can be influenced.

Der Schleifer des Potentiometers, das in diesem Ausführungsbeispiel den Spannungsteiler bildet, ist mit dem Differenzeingang der integrierenden Schaltung verbunden.The wiper of the potentiometer, in this embodiment forms the voltage divider, is with the differential input of the integrating circuit tied together.

Es ist ebenfalls möglich, den Schleifer über einen Widerstand mit dem Summeneingang zu verbinden, wenn die Spannung UF als Gleichspannung negativer Polung vorliegt. Diese Variante ist nicht gezeichnet.It is also possible to use the sander with a resistor to be connected to the sum input if the voltage UF is more negative than DC voltage Polarity is present. This variant is not shown.

In Fig. 3 ist auf der Abszisse eine beliebige Zeitfolge und auf der Ordinate der Signalpegel in linearer Darstellung eingetragen. Kurve 30 deutet das Spektrum möglicher Pegel des Nutzsignals am Eingang einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung an. Kurve 31 stellt einen der Höhe des Störschalls entsprechenden Pegel dar. Kurve 32 veranschaulicht die durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bewirkte Pegeländerung und stellt den Signalpegel am Ausgang der Schaltungsanordnung dar. Der Kurvenverlauf im unteren Teil deutet den Bereich an, in dem die aufgrund der Schaltungsauslegung gegebene Höchstgrenze der Verstärkung erreicht ist. In diesem Bereich sehr kleiner Eingangssignale bewirkt die Schaltungsanordnung eine vom Signalpegel unabhängige Verstärkung.In Fig. 3, any time sequence is on the abscissa and on the Ordinate of the signal level plotted in a linear representation. Curve 30 indicates this Spectrum of possible levels of the useful signal at the input of a circuit arrangement according to the invention at. Curve 31 represents a level corresponding to the level of the background noise. Curve 32 illustrates the level change brought about by the circuit arrangement according to the invention and represents the signal level at the output of the circuit arrangement. The curve shape in the lower part indicates the area in which due to the circuit design given maximum limit of the gain is reached. Very smaller in this area The circuit arrangement effects input signals that are independent of the signal level Reinforcement.

In Fig. 4 ist auf der Ordinate der Schalldruckpegel in der dem Höreindruck entsprechenden logarithmischen Bezugseinheit Dezibel dargestellt. Die Abszisse deutet, wie in Fig. 3, wiederum eine beliebige Zeitfolge an.In Fig. 4, the ordinate is the sound pressure level in the auditory impression corresponding logarithmic reference unit decibel. The abscissa indicates as in Fig. 3, again any time sequence.

Kurve 40 weist den Schalldruckverlauf eines unbeeinflußten Nutzsignals aus. Kurve 41 stellt den Störschallpegel dar. Kurve 42 zeigt ein Beispiel eines durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bewirkten Schalldrucksverlaufs. Kleine Signale werden unter Ausnutzung der Verstärkungsmserve der Schaltungsanordnung verstärkt, was durch den parallelen Verlauf der Kurven 40 und 42 im unteren Abschnitt angedeutet ist. Während das unbeeinflußte Nutzsignal zu einem großen Teil durch den Störschall übertönt wird, erreicht das in der Dynamik angepaßte Signal bereits bei relativ kleinem Eingangspegel einen Schalldruck, der den des Störschalls übertrifft.Curve 40 shows the sound pressure curve of an unaffected useful signal the end. Curve 41 represents the noise level. Curve 42 shows an example of one caused by the circuit arrangement according to the invention. Small Signals are amplified using the amplification reserve of the circuit arrangement, which is indicated by the parallel course of the curves 40 and 42 in the lower section is. While the unaffected useful signal is largely due to the background noise is drowned out, the dynamically matched signal already reaches relative With a low input level, a sound pressure that exceeds that of the background noise.

Ein groSes Eingangssignal wird dagegen mit einem nicht wesentlich erhöhten Schalldruck übertragen. Im Diagramm ist dies daran erkennbar, daß dir urve 42 sich im oberen Teil stetig der Kurve 40 annähert. Steigt der Störschallpegel an, beispielsweise auf eine der Kurve 43 entsprechende Höhe, so nimmt das Nutzsignal den in Kurve- 44 angedeuteten Schalldruckverlauf. Die gleiche Auswirkung hat aber auch eine Änderung der Regelsteilheit durch das in der Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 vorgesehene Potentiometer bei gleichbleibendem Störschallpegel.A large input signal, on the other hand, becomes insignificant with one transmit increased sound pressure. This can be seen in the diagram by the fact that dir urve 42 steadily approaches curve 40 in the upper part. If the noise level increases on, for example on one of the curve 43 corresponding Height so the useful signal takes the sound pressure curve indicated in curve 44. The same However, a change in the control steepness caused by the circuit arrangement also has an effect according to claim 7 provided potentiometer with constant noise level.

Claims (12)

Patentansprüche: Verfahren zur selbsttätigen Anpassung der Lautstärke und der Dynamik elektroakustischer Signale an den am Hörort auftretenden Störschallpegel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Größe UL, durch einen Regelkreis mit kurzer Regelzeit so eingestellt wird, daß sie der Summe aus einer Größe soweit diese einen Mindestwert überschreitet, und einer Größe UF, folgt, indem diese Summe als Führungsgröße eingesetzt wird, wobei UNI zum Pegel UN des eingehenden Nutzsignals oder der Summe verschiedener eingehender Nutzsignale, UL, zum Pegel UL des ausgehenden Nutzsignals oder der Summe verschiedener ausgehender Nutzsignale und UFI im wesentlichen zum mittleren Pegel UF des Störschalls in linearer Abhängigkeit stehen und die Regelstrecke gebildet wird durch einen oder mehrere Lautstärkeregler im Ubertragungsweg des Nutzsignals beziehungsweise der verschiedenen Nutzsignale, die in Abhängigkeit von der Größe an ihrem Steuereingang den Verstärkungsgrad verändern. Claims: Method for automatic volume adjustment and the dynamics of electroacoustic signals in relation to the background noise level occurring at the listening location, characterized in that a variable UL, by a control loop with a short control time is set so that it is the sum of a quantity as far as this is a minimum value exceeds, and a variable UF, follows by using this sum as a reference variable where UNI is the level UN of the incoming useful signal or the sum of different incoming useful signals, UL, to the level UL of the outgoing useful signal or the sum different outgoing useful signals and UFI essentially to the middle level UF of the background noise are linearly dependent and the controlled system is formed is controlled by one or more volume controls in the transmission path of the useful signal or the various useful signals that depend on the size change the gain at their control input. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ubertragungsweg des Nutzsignals ein mit einem Stellglied versehener Verstärker geschaltet ist, daß Eingang (10) und Ausgang (12) mit je einer Gleichrichterschaltung verbunden sind, welche Gleichspannungen entgegengesetzter Polarität bilden, daß die Ausgänge der Gleichrichterschaltungen mit einer summierenden und integrierenden Schaltung (16) verbunden sind, die eine kleine Zeitkonstante aufweist, und daß die Spannung UFI gleichfalls der summierenden und integrierenden Schaltung zugeführt wird, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Stellglieds verbunden ist, wobei die summierten Gleichspannungen in der Weise gepolt sind, daß eine Erhöhung der Spannung UF, eine Vergrößerung des Verstärkungsfaktors bewirkt, während eine zunehmende Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangs spannung einer solchen Vergrößerung entgegenwirkt. 2. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that in the transmission path of the useful signal with a Actuator equipped amplifier is connected that input (10) and output (12) are each connected to a rectifier circuit, which DC voltages are opposite Form polarity that the outputs of the rectifier circuits with a summing and integrating circuit (16) are connected which have a small time constant has, and that the voltage UFI likewise the summing and the integrating circuit, the output of which is connected to the control input of the actuator is connected, the summed DC voltages in the manner are polarized that an increase in the voltage UF, an increase in the gain factor causes while an increasing difference between the input voltage and the Output voltage counteracts such an increase. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übertragungsweg des Nutzsignals ein mit einem Stellglied versehener invertierender Verstärker geschaltet ist, dessen Eingang und Ausgang mit einer summierenden Gleichrichterschaltung verbunden sind, wobei die Ausgangsspannung über einen vorzugsweise einstellbaren Spannungsteiler so abgeschwächt wird, daß sich die gegenphasigen Signalspannungen von Eingang und Ausgang bei niedrigster Einstellung des Verstärkungsgrades gerade aufheben, daß der Ausgang der Gleichrichterschaltung mit einer differenzbildenden und integrierenden Schaltung (26) verbunden ist, die eine kleine Zeitkonstante aufweist, daß die Spannung UF, die dem Störschallpegel entspricht, über einen vorzugsweise einstellbaren Spannungsteiler (22) mit der differenzbildenden Schaltung verbunden ist, in der Weise, daß eine Erhöhung von UF eine Vergrößerung des Verstärkungsfaktors bewirkt, während eine zunehmende Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangs spannung einer solchen Vergrößerung entgegenwirkt.3. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that in the transmission path of the useful signal with a Actuator provided inverting amplifier is connected, its input and Output are connected to a summing rectifier circuit, the Output voltage is weakened in this way via a preferably adjustable voltage divider is that the antiphase signal voltages of the input and output at the lowest Adjustment of the gain just cancel that the output of the rectifier circuit is connected to a differentiating and integrating circuit (26) which has a small time constant that the voltage UF, which corresponds to the noise level corresponds, via a preferably adjustable voltage divider (22) with the difference-forming Circuit is connected in such a way that an increase in UF is an increase in size of the gain factor, while an increasing difference between the Input voltage and the output voltage counteracts such an increase. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrkanaliger Ubertragung die verschiedenen Eingangs-Nutzsignale einerseits und die verschiedenen Ausgangs-Nutzsignale andererseits vor der Gleichrichtung durch summierende Schaltungen zusammengefaßt werden, und daß die Steuereingänge der Stellglieder parallel geschaltet werden.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that that with multi-channel transmission the various useful input signals on the one hand and the various useful output signals, on the other hand, before rectification summing circuits are combined, and that the control inputs of the actuators can be connected in parallel. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltungen (14, 15) mit der summierenden und integrierenden Schaltung (16) zu Zweiweggleichrichtern verbunden werden, indem die Eingangssignale der Gleichrichter über Widerstände der Größe a der summierenden Schaltung zugeleitet werden, während die Ausgänge der Gleichrichterschaltungen, die für Signale der ihnen zugeordneten Polarität eine Verstärkung von 4 aufweisen, über Widerstände der Größe - a mit 2 der summierenden Schaltung verbunden sind.5. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the rectifier circuits (14, 15) with the summing and integrating circuit (16) can be connected to full-wave rectifiers by taking the input signals of the rectifier are fed to the summing circuit via resistors of size a, while the outputs of the rectifier circuits that are responsible for signals associated with them Polarity have a gain of 4, across resistors of the size - a with 2 the summing circuit are connected. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (25) und die differenzbildende und integrierende Schaltung (26) zu einem Zweiweggleichrichter verbunden werden, indem die Eingangssignale des Gleichrichters über Widerstände der Größe a auch der differenzbildenden Schaltung zugeleitet werden, während der Ausgang des Gleichrichters, der für negative Eingangsspannung eine Verstärkung von -1 aufweist, über einen Widerstand der Größe - a mit der Folgeschal-2 tung verbunden ist.6. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the rectifier (25) and the difference-forming and integrating circuit (26) can be connected to a full wave rectifier by taking the input signals of the rectifier are also fed to the differential circuit via resistors of size a, while the output of the rectifier, which is a gain for negative input voltage of -1, connected via a resistor of the size - a with the follow-up circuit-2 device is. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe UF in der Form einer Spannung über einen vorzugsweise als Potentiometer ausgebildeten einstellbaren Spannungsteiler dem Regelkreis zugeführt wird.7. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that that the size UF in the form of a voltage across a preferably The adjustable voltage divider designed as a potentiometer is fed to the control circuit will. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied aus einem Optokoppler, bestehend aus einem Photowiderstand und einer Lichtquelle, vorzugsweise einer Leuchtdiode, gebildet wird, der als veränderlicher Widerstand in einem Spannungsteiler in der Weise wirkt, daß bei zunehmendem Lichteinfall die Ausgangs spannung der Spannungsteilers abnimmt.8. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that that the actuator consists of an optocoupler consisting of a photoresistor and a light source, preferably a light emitting diode, is formed, which is more variable Resistance in a voltage divider acts in such a way that with increasing incidence of light the output voltage of the voltage divider decreases. 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied aus einem Optokoppler, bestehend aus einem Photowiderstand und einer Lichtquelle, vorzugsweise einer Leuchtdiode, gebildet wird, der als veränderlicher Widerstand im Gegenkopplungszweig eines Verstärkers in der Weise wirkt, daß bei zunehmendem Lichteinfall der Verstärkungsgrad abnimmt.9. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that that the actuator consists of an optocoupler consisting of a photoresistor and a light source, preferably a light emitting diode, is formed, which is more variable Resistance in the negative feedback branch of an amplifier acts in such a way that at the degree of amplification decreases with increasing incidence of light. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe UF in der Form einer Gleichspannung aus dem Ausgangssignal eines am Hörort vorhandenen Mikrofons gewonnen wird, indem die Differenz zwischen der verstärkten und gleichgerichteten Mikrofonspannung und einem Teil der mit entgegengesetzter Polung gleichgerichteten Nutzsignal-Ausgangsspannung UL durch Summieren der Gleichspannungen über vorzugsweise einstellbare Widerstände auf einen gemeinsamen Summen-Kondensator gebildet wird, wobei die Widerstände so eingestellt sind, daß sich bei- de Gleichspannungen gegenseitig aufheben, wenn das Mikrofon keinen Störschall, sondern lediglich das durch die Ubertragungsanlage abgestrahlte Nutzsignal aufnimmt.10. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 9, characterized characterized in that the variable UF is in the form of a direct voltage from the output signal of a microphone available at the listening location is obtained by calculating the difference between the amplified and rectified microphone voltage and part of the opposite Polarity of rectified useful signal output voltage UL by adding up the DC voltages via preferably adjustable resistors to a common sum capacitor is formed, the resistors are set so that both de DC voltages cancel each other out if the microphone is not background noise but only picks up the useful signal emitted by the transmission system. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofonspannung zusätzlich durch einen Hochpaß gefiltert wird, der eine Ubergangsfrequenz von etwa 200 Hertz aufweist und die Signalamplitude unterhalb dieser Frequenz um 6 Dezibel pro Oktave, sowie unterhalb einer Frequenz von 80 Hertz zunehmend um 12 Dezibel pro Oktave abschwächt, und daß der Anteil der Signalspannung UL durch einen Hochpaß mit der Ubergangsfrequenz 300 Hertz und der Steilheit von -6 Dezibel pro Oktave gefiltert wird.11. Circuit arrangement according to claim 10, characterized in that that the microphone voltage is additionally filtered by a high-pass filter, the one Has transition frequency of about 200 Hertz and the signal amplitude below this frequency by 6 decibels per octave, as well as below a frequency of 80 Hertz increasingly by 12 decibels per octave, and that the proportion of the signal voltage UL through a high-pass filter with a transition frequency of 300 Hertz and a steepness of -6 decibels per octave is filtered. 12. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Widerstände zu einem Potentiometer zusammengefaßt sind, an dessen Schleifer der Summenkondensator angeschlossen ist.12. Circuit arrangement according to claims 10 or 11, characterized in that that the adjustable resistors are combined into a potentiometer whose wiper the summation capacitor is connected.
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