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Vorrichtung zur Verbesserung der Hörbarkeit und Verständlichkeit einer
elektroakustischen Tonwiedergabe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung
der Hörbarkeit und Verständlichkeit einer elektroakustischen Tonwiedergabe in einer
Umgebung, in der externe Störgeräusche vorhanden sind.
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Die Wiedergabe von Musik und Sprache über Lautsprecher erfolgt häufig
in einer Umgebung, die einen Störpegel aufweist, der die Hörbarkeit und Verständlichkeit
der wiedergegebenen akustischen Signale vermindert. So erden z.B. die Lautsprecherdurchsagen
auf Bahnhöfen immer dann schwer verstndlich, wenn Züge einlaufen. In; Flugzeug werden
die über Bordlautsprecher durchgegebenen
Informationen durch den
Lärm der Triebwerke und die Vibrationen der Flugzeugteile stark gestört Auch die
Sprach- und Musikwiedergabe im fahrenden Auto ist sehr unbefriedigend. Wird das
Autoradio oder ein anderes Wiedergabegerät eingeschaltet oder eingestellt, während
das Auto noch stillsteht odr langsam fährt> so muß die vorgenommene Einstellung
geändert werden, wenn das Fahrzeug mit größerer Geschwindigkeit fährt, weil die
Motor-und Fahrgeräusche eine erhebliche Lautstärke annehmen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der
die Hörbarkeit und Verständlichkeit bei der Tonwiedergabe elektroakustischer Signale
bei unterschiedlichen Pegeln des Störgeräusches verbessert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindunggemß vorgeschlagen, daß in
den elektrischen Übertragungsweg der wiederzugebenden Signale ein Verstärker geschaltet
ist, daß ein das Vorhandensein bzw. die Stärke der Störgeräusche feststellender
Detektor vorgesehen ist, und daß der Detektor die Verstärkung der wiederzugebenden
Signale bzw. einzelner Frequenzbereiche, in Abhängigkeit von der Stärke der Störgeräusche,
verändert.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt eine selbsttätige Umschaltung
auf größere Wiedergabeschallstärke und/oder auf Anhebung einzelner Frequenzbereiche,
wenn der Störgeräuschpegel eine solche Höhe erreicht hat, daß die anrangs gewählte
Grundeinstellung nicht mehr ausreicht, um eine ausreichende Verständlichkeit zu
gewährleisten.
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Im einfachsten Falle ist der Verstärker, der z.B. einen
fest
eingestellten Verstärkungsfaktor besitzt, durch einen von dem Detektor gesteuerten
Schalter überbrückbar. Ist das Störgerausch relativ leise, dann ist der Verstärker
überbrückt und damit unwirksam. Es erfolgt die normale Übertragung mit der in üblicher
Weise einstellbaren Lautstärke. Übersteigt der Geräuschpegel die eingestellte Schaltschwellew
dann trennt der Detektor durch-Betätigung des Schalters die Überbrückung des Verstärkers
auf, so daß dieser in die Übertragungskette eingeschaltet ist und eine Anhebung
des Pegels des Nutzsignales bewirkt. Das Ergebnis ist eine Erhöhung der Wiedergabeschallstärke-des
Nutzsignalesß die dem verstärkten Störsignal angepaßt ist.
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In vielen Fällen ist die das Störgeräusch verursachende Gerüschquelle
eine Maschine. Dies ist z.B. im Kraftfahrzeug-der der Fall, wo ein wesentlicher
Anteil der Storgeräusche vom Motorenlärm verursacht wird. In solchen Fällen kann
der Detektor ein an die als Geräuschquelle wirkende Maschine angeschlossenes Gerät
sein, das ein Steuersignal erzeugt, welches in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit
oder der Belastung der Maschine variiert. Dabei geht man davon aus, daß der Lärm
der Maschine umso größer ist, je schneller die Maschine läuft bzw. Je stärker ihre
Belastung ist. Ist die Maschine die dominierende Geräuschqelle, so kann die Einschaltung
der zusätzlichen Verstärkung in den Übertragungsweg von der Maschine abgeleitet
werden.
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Der Detektor kann beispielsweise ein-an die Maschine angeschlossener
Drehzahlmesser oder ein Geschwindigkeitsmesser sein. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
in
Verbindung mit einem Autolautsprecher eingesetzt, dann kann das Tachometersignal
des Kraftfahrzeuges vorzugsweise als Detektorsignal verwertet werde, um die Lautstärke
und/oder die Dynamik zu beeinflussen.
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Als Detektor kann ferner ein Mikrophon oder dgl. verwendet werden.
Dabei muß man jedoch darauf achten, daß das Mikrophon keinen maßgeblichen Anteil
des DJutzsignales aufnimmtßwodurch eine Rückkopplung zustande käme.
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Das Mikrophon muß vorwiegend oder ausschließlich auf die Störgeräusche
ansprechen. In Flugzeugen oder in der Nähe starker Arbeitsmaschinen erfolgt die
Übertragung der Störgeräusche zu einem großen Anteil als Körperschall. In solchen
Fällen eignen sich als Detektoren Körperschallmikrophone, die kaum oder überhaupt
nicht auf die Nutzsignale reagieren, die durch die Atmosphärenluft übertragen werden.
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Wird das Störsignal dagegen, ebenso wie das Nutzsignal, durch die
Atmosphärenluft übertragen, so kann zur Ermittlung des Störsignalpegels in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung eine die Tonwiedergabe periodisch kurzzeitig unterbrechende
Schalteinrichtung vorgesehen sein, wobei der Detektor ein Mikrophon ist, das während
der Unterbrechungen der Tonwiedergabe in Abhängigkeit von dem dann noch vorhandenen
Geräusch eine Einstellung des Verstärkers vornimmt. Auf diese Weise verhindert man
durch Zeitselektion eine Rückwirkung des Nutzsignales auf das Störschall-Mikrophon.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Schalteinrichtung vorzusehen,
die in Abhängigkeit von dem Signalpegel
der wiedergegebenen Signale
die Einstellung des Verstärkers durch den Detektor nur dann veranlaßt, wenn der
Signalpegel unterhalb einer Schaltschwelle liegt. Die Verstärkungseinstellung erfolgt
dabei z.B.
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in den'Pausen der Musikübertragung oder an den leisen Stellen. Die
Vorrichtung ermittelt dabei in Abwesenheit des Nutzsignals oder bei sehr schwachem'Nutzsignai
den vorhandenen Störpegel und stellt das Verstärkungsverhalten hierauf ein.
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Ein anderes Problem besteht in dem Frequenzverhalten der bei einem
Störsignalpegel erforderlichen Verstärkung.
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Die menschliche Hörschwelle stellt sich in der Regel erst in absolut
ruhiger Umgebung (Laborbedingung) ein.
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Ein Hören unter normalen Umweltbedingungen findet immer bei Vorliegen
einer im Vergleich zur Hörschwelle mehr oder weniger angehobenen Mithörschwelle
und gleichzeitig mit-verschobenen Kurven gleicher Lautheit statt.
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Die Kurven gleicher Lautheit werden dabei in demjenigen Frequenzbereich
zusammengedrängt> in dem sich auch das Störsignal befindet. Die Zusammendrängung
ist umso stärker, je stärker die Anhebung ist. Zudem liegen die der Schwelle benachbarten
Lautstä.rkekurven dichter zusammengedrängt als die Kurven höherer phon-Werte. Die
Folge dieser Erscheinungen ist, daß sich bei Anwesenheit eines Störschalles ein
Schallvorgang für den Horer subjektiv in seiner Lautstärke (Lautheit), in seiner
Dynamik (Lautheitsunterschiede) und in seiner Klangfarbe (Klangverteilung) ändert.
Das kann so weit gehen, daß ein an sich verständlicher Nutzschall (Sprache, Musik
oder sonstige akustische Informationen) durch all diese Veränderungen in seiner
Deutlichkeit und Verständlichkeit
beeintrachtigt wird.
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Durch eine Analyse der Störgeräusche lassen sich Daten gewinnen, mit
deren Hilfe erfindungsgemäß die wiederzugebenden akustischen Signale in ihrem Schallpegel
und gegebenenfalls in ihrer Dynamik und/oder in der Stärke einzelner Frequenzbereiche
so verändert werden, daß die Hörbarkeit und Verständlichkeit wesentlich verbessert
wird.
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Um den zusätzlichen Schwierigkeiten zu begegnen, die entstehen, wenn
der Störschall auf bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche innerhalb des Tonfrequenzgebietes
beschränkt ist, ist in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung der Frequenzgang
des Verstärkers innerhalb des Tonfrequenzgebiets nicht konstant und weist in Abstimmung
mit der Spektralverteilung des Störgeräusches bei solchen Frequenzen Anhebungen
auf, bei denen das Störgeriusch die größte Intensit-it besitzt. Ein derartiger Frequenzgang
läßt sich mit Filtern im allgemeinen ohne größere Schwierigkeiten realisieren. Beispielsweise
kann der Verstärker auch mit einem Rückkopplungszweig versehen sein, in den ein
Filter geschaltet ist, um auf diese Weise ein Aktivfilter zu bilden. Ist das Spektrum
des Störschalls bekannt, dann kann ein festes Filter verwandt werden, das eine entsprechende
Anhebung der Verstärkung des Nutzsignals bei denjenigen Frequenzen verursacht, bei
denen das Störsignal die größte Intensität bzw. Leistung hat. Zusätzlich oder alternativ
kann der Detektor einen Dynamikkompressor steuern, der ebenfalls in die Signalkette
eingeschaltet ist und bei größerem Störsignalpegel die Dynamik des Nutzsignals vermindert.
Dadurch
wird der Unterschied zwischen den lauten Tönen und den leisen Tönen des Nutzsignals
verringert.
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Die frequenzselektive Pegelanhebung bzw. Pegelnachfuhrund, die mit
der Frequenzgangbeeinflussung im Übertragungsweg identisch list, bietet den Vorteil,
daß der Ausbauchung der phon-Nurven entsprechend nur die in diesem Bereich liegenden
Frequenzanteile verstarkt wiedergegeben werden. Dabei ist jedoch zu beachten daß
die Pegelanhebung nicht mit der gleichen Stärke vorgenommen werden darf, mit der
der Störscha.ll in dem betreffenden Frequenzbereich auftritt. Infolge der Zusammendrängung
der phon-Kurve würde dies zu einer Überbetonung der Klanganteile in diesem Frequenzbereich
führen.
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Im Rahmen der Erfindung wird daher vorgeschlagen, im Frequenzbereich
des Störschalls die Verstärkung der Klanganteile des Nutzschalls mit einem mittleren
Wert vorzunehmen. So kann üeispielsweise für je 25 dE Störschalldruckpegel eine
Schalldruckpegelerhöhung des Nutzschalls von 10 dB in dem entsprechenden Frequenzbereich
erfolgen. Dies erlcjpricht also einem Pegelverhältnis von 10 : 4. Da infolge der
normalen UmgebungEeräusche -ohne zusätzlichen Störschall - die subjektiv angenehme
Einstellung im allgemeinen bei ca. 55 phon Umgebungsschall vorgenommen wird, hat
der Einsatzpunkt.der selektiven Nachregelung mit dem Verstärkungsfaktor 10 : 4 erst
etwa bei diesem Pegel einzusetzen.
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Störgeräusche sind in ihrem spektralen Aufbau und Pegel nicht in allen
Fällen über eine längere Zeit hinweg konstant. Es kann daher notwendig sein, die
Störgeräusche fortwährend oder in bestimmten zeitlichen Abständen
zu
analysieren, um nach Maßgabe der so gewonnenen Regeldaten das Übertragungsverhalten
der elektroakustis^herì Übertragungskette entsprechend anzupassen. Hierzu kann vorgesehen
sein, daß mehrere Verstärker, mit je einem Frequerjzfilter in Reihe liegend, parallelgeschaltet
sind, und daß zwischen jedem Verstärker und das zugehorige Frequenzfilter ein mit
der Schalteinrichtung gekoppelter Umschalter geschaltet ist, der den Ausgang des
Frequenzfilters kurzzeitig mit einem Speicher verbindet, dessen Ausgang mit einem
Regeleingang des Verstärkers verbunden ist. Die Filter, die normalerweise mit dem
Nutzsignal beaufschlagt werden und an die Verstärker angeschlossen sind, werden
kurzzeitig an ein Störschallmikrophon oder dgl. angeschlossen, um die Spektralverteilung
des Störsehalls zu analysieren. Jedem Filter ist ein Speicher nachgeschaltet, der
das von dem Filter durchgelassene Signal speichert und den Regeleingang des Verstärkers
damit beaufschlagt. Auf diese Weise wird an allen Verstärkern derjenige Verstärkungsfaktor
eingestellt, der dem Störschall,der in dem entspechenden Frequenzbereich ermittelt
wurde, angepaßt ist.
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Gegebenenfalls kann, um die ständige Umschaltung der Filter zu vermeiden,
vorgesehen sein, daß mehrere Verstärker, mit je einem Frequenzfilter in Reihe liegend,
parallelgeschaltet sind, und daß ein Mikrophon mit einer zweiten Gruppe von Frequenzfiltern
verbunden ist, von denen jedes an den Regeleingang eines der Verstär ker angeschlossen
ist. Die einem Verstärker zugeordneten Frequenz filter der ersten Gruppe und der
zweiten Gruppe entsprechen einander. Feines ist jeweils für den Nutzschall und ein
anderes für den Störschall bestimmt.
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An den Verstärkern wird die für den durch die Filter bestimmten Frequenzbereich
erforderliche Verstärkung entweder periodisch in bestimmten Zeitabständen oder kontinuierlich
eingestellt.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an
einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Diagrarnm in dem Kurven gleicher Lautheit einmal
ohne Störgeräusche und einmai nach Voradaption mit einem Ton von 800 Hz abgebildet
sind.
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Fig. 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, bei dem zwischen einem oder zwei Störzuständen umgeschaltet werden
kann.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwischen zwei
Störzuständen mit. unterschiedlichen Stör-Frequenzgängen umgeschaltet werden kann.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung
einer Frequenzanalyse des Störschalles, und zur Realisierung einer entsprechenden
Verstärkungskurve für den Nutzschall, und Fig. 5 zeigt eine Alternative zum Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4.
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In Fig. 1, die dem Buch "Gehör, Stimme, Sprache" O.F. Ranke und H.
Lullies, Springer-Verlag 1953,
Seite 136 entnommen ist, ist auf
der Abszisse logarithmiseh die Frequenz aufgetragen und auf der Ordinate ebenfalls
logarithmisch der Schalldruck. Die gestrichelten Kurven sind Kurven gleicher Lautheit,
ohne das Vorhandensein von Störschall, und die durchgezogenen Linien sind Kurven
gleicher Lautheit nach einer Voradaption mit einem 800 Hz-Ton der eingezeichneten
Lautstärke.
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Man erkennt deutlich, daß die Hörschwelle in der Nähe des 800 Hz-Tones
erheblich heraufgesetzt ist, und daß die darüber liegenden Kurven gleicher Lautheit
in diesem Frequenzbereich zusammengedrückt sind.
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Der Verlauf derartiger Kurven für andere Störschall-Signale läßt sich
durch Messungen ohne weiteres ermitteln.
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Die Differenz der Ordinatenpunkte zwischen einer durchgezogenen Linie
und der zugehörigen gestrichelten Linie gibt für jede Frequenz dasjenige Maß an,
um das der Nutzschall in Anwesenheit von Störschall verstärkt werden müßte, um ebensogut
hörbar zu sein, wie in Abwesenheit von Störschall und ohne Verstärkung.
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Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild zeigt eine Schaltungsanordnung
für eine elektroakustisehe Wiedergabeeinriehtung mit selbsttätig einsehaltbarer
Pegelanhebung.
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Eine Nutzsignalquelle 10, bei der es sich beispielsweise um ein Mikrophon
11, ein Tonbandgerät 12 oder ein Rundfunkgerät 13 handeln kann, ist mit ihrem Ausgang
an einen Dynamikkompressor 14 angeschlossen. Der Dynamikkompressor 14 ist durch
eine Leitung 15 überbrückbar.
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Ein Umschaltkontakt 16 schaltet den Eingang eines nachgeschalteten
Verstärkungsnetzwerks
17 alternativ an die Leitung 15 oder an den Ausgang des Dynamikkompressors 14.
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Auch das Verstärkungsnetzwerk 17 ist durch eine Leitung 18 überbrückbar.
Ein weiterer Umschaltkontakt 19 verbindet'die nachfolgende Leitung 20 entweder mit
der vom Umschaltkontakt 16 kommenden Leitung 18 oder mit dem Ausgang des Verstärkungsnetzwerks
17. Leitung 20 führt über einen von Hand einsteilbaren Pegelregier 21, z.B. ein
Potentiometer, zu einem Endverstärker 22 und einem Lautsprecher 23. Handelt es sich
bei dem Pegelregler um einen solchen mit gehörrichtiger Lautsterkeregelung, so wird
zweckmäßigerweise dafür gesorgt, daß die durch ihn bewirkte Frequenzgangbeeinflussung
beim Einschalten des Verstärkungsnetzwerks 17 abgeschaltet wird.
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Die Umsehaltkontakte 16 und 19 sind zur Vereinfachung der zeichnerischen
Darstellung als mechanische Schaltkontakte dargestellt. In der Praxis wird man hierfür
elektronische Schalter, z.B. in Form von K ppstufen, verwenden. Die Umsehaltkontakte
16 und 19 werden von einem Detektor 24 gesteuert. Dieser Detektor ist ein Schwellenwertschalter,
der anspriehtß wenn der Störschallpegel einen bestimmten Schwellenwert übersteigt.
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Es sei angenommen, daß es sich bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung
um eine in einem Kraftfahrzeug installierte Anlage handelt. Der Detektor 24 ist
dann zweckmäßigerweise an den Tachometer oder einen Drehzahlmesser des Fahrzeugs
angeschlossen. Bei abgeschaltetem oder im Leerlauf betriebenem Motor nehmen die
Umschaltkontakte 16, 19 die (dargestellte) Ruhelage ein, so daß die angeschlossene
Signalquelle über die Leitungen 15 und 18 direkt mit dem Pegelregler 21 verbunden
sind.
Der Pegeiregler kann nun auf die gewünschte Lautstärke eingestellt werden.
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Erreicht das Fahrzeug eine höhere Geschwindigkeit, bei der die Motor-
und Fahrgeräusche die Verständlichkeit der aus dem Lautsprecher 23 kommenden Signale
wesentlich verschlechtern, dann werden über den Detektor 24 die Umsehaltkontakte
16 und 19 umgeschaltet, so daß in den Ubertragungsweg der Signale der Dynamikkompresor
14 und das Verstärkungsnetzwerk 17 eingeschaltet sind.
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Der Dynamikkompressor 14 hat einen im wesentlichen konstanten Frequenzgang.
Seine Wirkung besteht darin, die Lautstärkeuntersehiede des Nutzsignals zusammenzudrücken,
so daß die Differenz zwischen lauten und leisen Stellen vermindert wird. Derartige
Dynamikkompressoren sind bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht im einzelnen
erläutert zu werden.
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Bei dem Verstärkungsnetzwerk 17 handelt es sich im einfachsten Falle
um einen Verstärker mit fest eingestelltem Verstärkungsfaktor und konstantem Frequenzgang.
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Wenn das Störgerausch vorwiegend in bestimmten Frequenzbereichen auftritt,
kann das Verstärkungsnetzwerk 17 so ausgebildet sein, daß eine verstärkte Pegelanhebung
in diesem Bereich erfolgt. Hat das Motorgeräusch des Fahrzeugs starke Anteile im
unteren Frequenzbereich, dann sollte auch das Verstärkungsnetzwerk 17 in diesem
Frequenzbereich eine erhöhte Anhebung des Nutzsignals bewirken.
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Die Betätigung der Umschaltkontakte 16 und 19 muß nicht notwendigerweise
gleichzeitig erfolgen. Der Detektor
24 kann so ausgebildet sein,
daß er den Umschaltkontakt 16 bei einer höheren Schaltschwelle umschaltet als den
Umschaltkontakt 19 oder umgekehrt.
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Durch die Zuschaltung des Dynamikkompressors 14 und des Verstärkungsnetzwerks
17 erreicht man, daß die Lautstärke am Lautsprecher 23 sich der Fahrgesehwindigkeit
und damit dem Fahrgeräusch anpaßt. Es ist daher nicht notwendig, den Pegelregler
21 nach dem erstmaligen Rinstellen der gewünschten Lautstärke nachzustellen.
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Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Gerätes3 dessen Frequenzgang
sich in Abhängigkeit von der Stärke des Störschalls in mehreren Stufen andert. Es
sei angenommen, daß das Frequenzspektrum des Störschålls sich mit zunehmender Lautstärke
ändert und dabei verschiedene klassifizierbare Störzustände annimmt, deren Spektralverteilung
in einem festen Zusammenhang mit der Anzeige eines Touren- oder Geschwindigkeitsmessers
oder mit anderen mit den akustischen Störungen korrelierten Daten steht.
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Die jeweils angeschlossene Signalquelle 11, 12 oder 13 ist über einen
Umschaltkontakt 25 mit einem Verstärkungsnetzwerk 26 oder einer Leitung 27 verbindbar.
Der Frequenzgang des Verstärkungsnetzwerks 26 ist in Fig. 3 eingezeichnet. Man erkennt,
daß die Verstärkung frequenzunabhängig ist. Im vorliegenden Falle beträgt sie O
dB.
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Leitung 27 führt über einen Dynamikkompressor 28 zu einem weiteren
Umschaltkontakt 29, -der die Verbindung entweder zu einem zweiten Verstärkungsnetzwerk
30 oder
zu einem dritten Verstärkungsnetzwerk 31 herstellt. Die
beiden Verstärkungsnetzwerke 30 und 31 haben frequenzabhängige Verstärkungen, deren
Kennlinien eingezeichnet sind. Die mittlere Verstärkung des Verstärkungsnetzwerks
30 (gestrichelte Linie) beträgt ca. 15 dB und die mittlere Verstärkung des Verstärkungsnetzwerks
31 etwa 25 dB. Die Frequenzverläufe sind jeweils in Anpassung an das Frequenz spektrum
des Störgeräusehs bei entsprechender Lautstärke des Störschalls ausgewählt.
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Die Realisierung von Verstärkungsnetzwerken mit derartigen Frequenzverläufen
kann mit den üblichen Mitteln der Filtertechnik erfolgen.
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Die Ausgänge der Verstärkungsnetzwerke 26, 30, 31 sind zusammengeschaltet
und mit dem Pegelregler 21 verbun, den, der an den Verstärker 22 und über diesen
an den Lautsprecher 23 angeschlossen ist.
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Der Detektor 32 ist an zwei Schwellenwertschalter 33 und 34 mit unterschiedlichen
Schaltschwellen angeschlossen, von denen der Schwellenwertschalter 33 den UmschaXs
kontakt 25 und der Schwellenwertschalter 34 den Umschaltkontakt 29 steuert.
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Die Einstellung der Lautstärke erfolgt am Pegelregler 21 z.B. bei
normalem Umgebungsstörschall, wenn das Verstärkungsnetzwerk 26 über den Umschaltkontakt
25 eingeschaltet ist. Sie kann jedoch auch in jedem anderen Störzustand (einmalig)
erfolgen.
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Beim Einsetzen eines stärkeren Störgeräusches, das durch den Detektor
32 registriert wird, spricht zunächst der
Schwellenwertschalter
33 an und schaltet den Umschaltkontakt 25 auf Leitung 27 um. Hierdurch wird der
Dynamikkompressor 28 zusammen mit dem Verstärkungsnetzwerk 30 wirksam, so daß das
Nutzsignal einer Dynamikkompression und zusätzlich einer frequenzabhängigen Verstärkung
ausgesetzt ist. Bei noch weiterem Ansteigen des Störschallpegels spricht der Schwellenwertschalter
34 an und schaltet anstelle des Verstärkungsnetzwerks 30 das Verstarkungsnetzwerk
31 ein.
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Das Nachführen des Verstärkungsfaktors und die Andertmg der Frequenzgangkurve
muß nicht notwendigerweise mit Schwellenwertschaltern stufenweise erfolgen. Man
kann auch einen kontinuierlich wirkenden Detektor verwenden, der eine Steuerspannung
an ein Verstarkungsnetzwerk liefert, dessen Frequenzgang und Verstärkung sich mit
der Steuerspannung kontinuierlich wandern. In diesem Falle ist das Verstärkungsnetzwerk
standig eingeschaltet und verändert zeine Charakteristik in Abhängigkeit vom Sörpegel.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nutzsignalquelle
10, z.B. ein Rundfunkempfänger, über einen Vorverstärker 35 und einen Umsehaltkontakt
36 mit den Eingängen verschiedener Filter 37 bis 42 verbunden. Das Filter 37 ist
ein Tiefpaßfilter mit einer oberen Grenzfrequenz von 0,5 kHz. Das nächste Filter
38 hat einen Durchlaßbereich von 0,5 bis 1 kHz, das Filter 39 einen Durchlaßbereich
von 1 bis 2 kHz, das Filter 40 einen Durchlaßbereich von 2 bis 4 kHz, das Filter
41 einen Durchlaßbereich von 4 bis 8 kHz und das Filter 42 einen Durchlaßlaßbereich
von 8 bis 16 IcHz. Die Durchlaßbereiehe
der Filter schließen sich
aneinander an und überschneiden sich nicht wesentlich. Zwischen jedes Filter 37
bis 42 und einen nachgeschalteten Regelverstärker 43 ist ein Umschaltkontakt 44
geschaltet. Sämt liche Umsehaltkontakte 4 sind gemeinsam mit dem Umschaltkontakt
36 umschaltbar. In der zweiten Schaltstellung verbinden sie das jeweilige Filter
37 bis 42 über eine Diode 45 mit dem Steuereingang des Verstärkers 43. An diesen
ist ferner ein Kondensator 47 angeschlossen.
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Als Detektor dient im vorliegenden Falle ein Mikrophon 48, das über
einen Verstärker 49 von dem Umschaltkontakt 36 an die Filter 37 bis 42 anschließbar
ist.
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Die Umschaltung des Umschaltkontaktes 36 erfolgt mit einer Zeitkonstante,
die zwischen ca. 2 und 3 Sek.
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einstellbar ist. Dabei wird die Nutzsignalquelle 10 jeweils für ca.
3 ms abgeschaltet und der Ausgang des Mikrophonverstärkers 49 während dieser Zeit
an die Eingänge der Filter 37 bis 42 gelegt. Gleichzeitig wird die Ausgangsspannung
der einzelnen Filter zur Gewinnung eines Regelsignals dem jeweiligen Speicherkondensator
47 zugeführt und gelangt damit auch an den Steuereingang 46 des Regelverstärkers
43. Am Ende eines Schaltzyklus, also nach ca. 3 ms, werden die Schaler 7 wieder
in die (gezeichnete) Ruhestellung gebracht, und die Verstärker 43 behalten ihren
durch die Spannungen der Kondensatoren 47 eingestellten Verstärkungsfaktor für den
jeweiligen Frequenzbereich bei, bis die nächste Umschaltung erfolgt. Die durch den
Schaltvorgang auftretenden Spektralanteile werden an den Regelspannungseingängen
der
Verstärker so berücksichtigt, daß keine Fehlregelungen entstehen.
Bei diesem System wird also das Nutzsignal für eine kurze Zeit unterbrocher!, um
den mit dem Mikrophon 48 aufgenommenen Störschall hinsichtlich seines Frequenzspektrums
zu analysieren und die Verstärker 43 für jeden Frequenzbereich entsprechend einzutellen.
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Die Ausgang der Verstärker 43 sind über Widerstände 50 zusammengeschaltet
und mit einem an den Lautsprecher 23 angeschlossenen Verstärker 22 verbunden.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 gleicht demjenigen der Fig. 4,
mit der Ausnahme, daß die Umsehaltkontakte 36 und 44 entfallen. Die Nutzsignalquelle
10 ist über den Verstärker 35 ständig mit den Eingängen der Filter 37 bis 42 verbunden
und diese sind ständig an die zugehörigen Verstärker 43 angeschlossen.
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Das Störschallmikropnon 48 ist beispielsweise ein Körperschallmikrophon
oder es ist in einem von dem Lautsprecher 23 isolierten Raum untergebracht. An den
Verstarker 49 sind zweite Filter 37' bis 42' angeschlossein, die in gleicher Weise
aufgebaut sind wie die Filter 37 und 42. Die Ausgang dieser zweiten Filter sind
jeweils an eine der Dioden 45 angeschlossen, die mit den Steuereingängen 46 der
Verstärker 43 verbunden sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, durch Verwendung eines doppelten Filtersatzes
eine kontinuierliche Regelung der Verstärker 43 zu erzielen. Die Umschaltung zwischen
Nutzschallquelle und Störschallmikrophon entfällt.
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In einer Abwandlung dieser Ausführungsform wird der
zur
Störgeräusehanalyse verwendete zwei. te Filtersatz 37' bis 42' durch einen Suehtonanalysater,
der eine Sweep-Spektralanalyse durchführt, oder durch ein sonstiges durehstimmbares
Filter ersetzt, von dessen Analyseer gebnis die Regelspannungen für die Verstärker
43 abgeleitet werden.