DE2731971A1

DE2731971A1 - Verfahren und einrichtung zur steuerung bzw. regelung einer nutzschallquelle

Info

Publication number: DE2731971A1
Application number: DE19772731971
Authority: DE
Inventors: Dieter Eller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2731971B2; IT7825641A0; IT1097222B; FR2397750A1; GB2001220A; JPS5430817A

Description

2731971 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch Patentanwälte

Diplom-Physiker I Dr. Walter Andrejewski

"' Diplom-Ingenieur

Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur

Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltfakte: ^q 149/Wl¹Mt-W 43 Essen 1,Theaterpla»z 3, Postf 789

29. Juni 1977

Patentanmeldung
Dieter Eller
Hellweg 36
4300 Essen 14

Verfahren und Einrichtung zur Steuerung bzw. Regelung einer Nutzschallquelle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer Nutzschallquelle in einem durch Störschall beaufschlagten Schallfeld. Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Die Erfindung geht damit davon aus, daß in einer als Schallfeld bezeichneten Umgebung zum Zweck der Nachrichtenübermittlung,

809883/0523

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-4-

Unterhaltung oder dergleichen Nutzschall ausgestrahlt werden soll, und zwar aus einer Nutzschallquelle, die aus einem Lautsprecher oder einem anderen geeigneten Schallerzeuger besteht und von der lediglich vorausgesetzt wird, daß sie eine Steuerung bzw. Regelung zuläßt. Weiter geht die Erfindung davon aus, daß das Schallfeld durch Störschall beaufschlagt ist, der die Wahrnehmbarkeit bzw. Verständlichkeit des Nutzschalls beeinträchtigt. Das ist beispielsweise in Fabrikationsräumen der Fall, wo Maschinenlärm sich als Störschall auswirkt, die beschriebene Situation besteht beispielsweise auch in Kraftfahrzeugen, bei denen ein Autoradio als Nutzschallquelle und Fahrgeräusche aller Art als Störschall in Erscheinung treten. Wenn im übrigen nachfolgend von Nutzschall bzw. Störschall die Rede ist, so sind stets die entsprechenden Schallintensitäten gemeint.

Unter konstanter Störschallbeaufschlagung ist es ohne weiteres möglich, durch Verstärkung des Nutzschalls einen Störabstand herzustellen, der Verständlichkeit des Nutzschalls gewährleistet. In der Praxis, insbesondere z. B. beim Betrieb eines Autoradios, unterliegt der Störschall aber beträchtlichen Intensitätsschwankungen. Eine diesen Schwankungen entsprechende manuelle Nachführung des Nutzschallpegels ist nicht nur lästig sondern auch ungenau, überdies führt sie - zumindest bei der Bedienung eines Autoradios - zu einer erheblichen Verkehrsgefährdung, weil dadurch die Aufmerksamkeit vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird. Es kommt ein weiterer Gesichtspunkt hinzu: Wenn der Störschall nach einer vorübergehenden Zunahme wieder abnimmt, so wird bei manueller Einstellung der Nutzschallpegel im allgemeinen nicht wieder entsprechend reduziert werden, weil eine Gewöhnung an die insgesamt erhöhte Schallbeaufschlagung eingetreten ist. Das hat zur Folge, daß in einem solchen Schallfeld ein - bezogen auf den

809883/0523

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

. 6-

tatsächlichen Störachall - unnötig hoher NutESchallpcgcl vorliegt, '.as aus verschiedenen, darunter euch EGdizinisch-physiologischen Gründan schädlich ist.

-or Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, -ronach stets, insbeconuero bei zeitlich veränderlicher StCrschallbeaufschlagung, ein in akustischer und physiologischar Hinsicht angeneesenor ?;utsschallpe <jcl selbsttätig und genau gawShrleistet werden kann. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe «ugrunde, tino zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Einrichtung anzugeben.

Diese Aufgebe wird durch die Erfindung in verfahrenor2ä"ßiger Hinsicht dadurch gelöst, daß der Störschall von Nutsschall getrennt gc?r.ess<sn wird und daß die Nutzschallqnelle oo gesteuert bzw. geregelt wird, daß bei zunehrxmder Intensität des gemessenen Störoehalls die Intensität des abgegebenen Nutznchalls zu- ;iisi33t. - Die .Messung d©3 Stfirschalls kann in üblicher ΐ.-eise und wit Üblichen Geraten, i eispiolsweise ifit einers geeigneten Mikrophon erfolgen. Dabei ist zu beachten, j«3 die Messung in einom Schallfeld erfolgt, ;.as sowohl von Kutzschall als auch ^?n Störschall beaufschlagt ist. um eine eindeutige Bestisrsung des jeweils richtigen Nutzschallpegels zu ercägllchen, lehrt die Erfindung, daß der Störr.chall vom >iut2schall getrennt gemessen wird, i ie das praktisch erfolgen kann, ' ird nachfolgend ausführlich beschrieben.

Die Erfindung 13ßt sich ira Rahmen einer Steuerung oder einer Regelung verwirklichen. Im Bahnen der Erfindung meint dabei "Steuern", >'aß der Nutzechallpegel aufgrund einer vorgegebenen (gegebenenfalls durch Versuche ermittelten) Beziehung nach Art

809883/QS23 ORIGINAL INSPECTED

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

einer Kennlinie entsprechend dem jeweils gemessenen Störschall festgelegt wird. Das geschieht praktisch mit einer entsprechenden Einrichtung, der diese Kennlinie bauartgemäß eingeprägt ist. Mit "Regeln" ist gemeint, daß aus dem gemessenen Störschall eine Führungsgröße abgeleitet wird, daß der gleichfalls gemessene Nutzschall mit der Führungsgröße verglichen wird, und daß das Ergebnis dieses Soll- / Istwert-Vergleichs zur Einstellung des Nutzschallpegels herangezogen wird. In jedem Fall erfolgt die Nutzschalleinstellung so, daß eine Zunahme des gemessenen Störschalls zu einer Zunahme des abgegebenen Nutzschalls führt, so daß im Ergebnis ein bestimmter, unter Umständen auch von den Schallintensitäten abhängiger Störabstand eingehalten werden kann. Aufgrund physiologischer Tatsachen empfiehlt es sich dabei, daß der abgegebene Nutzschall zu dem gemessenen Störschall proportional mit wählbarem Intensitätsverhältnis ist. In diesem Fall ist der (in logarithmischen Einheiten, beispielsweise in dB angegebene) Störabstand bei allen Störschallbeaufschlagungen konstant. Bei sehr großem Schwankungsbereich (d. h. bei starker Dynamik) der Störschallbeaufschlagung kann es in diesem Fall aber dazu kommen, daß verhältnismäßig frühzeitig die Aussteuerungsgrenze der Nutzschallquelle erreicht wird. In diesem Fall empfiehlt es sich daher, wenn mit zunehmendem Störschall das Intensitätsverhältnis von Nutzschall zu Störschall - beispielsweise logarithmisch - abnimmt. - Im übrigen wird zweckmäßigerweise die Möglichkeit vorgesehen, unabhängig von der erläuterten Steuerung bzw. Regelung auch eine manuelle Einstellung des Nutzschalls vorzunehmen. Damit kann ein (beispielsweise auf den Fall fehlenden StörschaUs bezogener) Ausgangs-Nutzschallpegel eingestellt werden, von dem ausgehend unter Störschallbeaufschlagung die Steuerung bzw. Regelung erfolgt.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche Abtrennung des

809883/0523

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-Si-

Störschalls aus der im Schallfeld vorhandenen überlagerung von Stör- und Nutzschall erfolgt aufgrund von bestimmten Annahmen über Eigenschaften und/oder Herkunft und/oder zeitliches Auftreten des Störschalls. Beispielsweise wird bei einem Kraftfahrzeug der Störschall, der sich im wesentlichen ais Roll-, Motor- und Windgeräuschen zusammensetzt, vor allem durch die Karosserie übertragen, während der von einem Autoradio erzeugte Nutzschall sich als Luftschall ausbreitet. In diesem Fall kann eine Trennung von Stör- und Nutzschall bereits dadurch erreicht werden, daß der Störschall als Körperschall gemessen wird. Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht darauf, daß die Frequenzspektren von Nutz- und Störschall bekannt sowie im wesentlichen gleichbleibend sind und daß Frequenzbereiche existieren, in denen die Spektren sich nicht überlappen. In diesem Fall kann der Störschall dadurch abgetrennt werden, daß er in einem Frequenzbereich gemessen wird, in dem kein Nutzschall erzeugt wird. So kann beispielsweise durch entsprechende Bandbreitenbegrenzung dafür gesorgt werden, daß Nutzschall nur bis zu einer bestimmten Grenzfrequenz erzeugt wird, während jenseits dieser Grenzfrequenz mit ausreichender Intensität vorliegender Störschall ausgefiltert und gemessen wird.

Eine weitere, durch die Erfindung vorgesehene Möglichkeit für die Abtrennung des Störschalls besteht darin, daß die Nutzschallquelle für vorbestimmte Meßintervalle ausgetastet und der Störschall während der Meßintervalle gemessen wird. Dabei wird durch kurzzeitige Unterdrückung des Nutzschalls die getrennte Messung des Störschalls ermöglicht. Die Häufigkeit der Meßintervalle richtet sich vor allem danach, wie stark die Störschallbeaufschlagung schwankt. Die Meßintervalle werden hinsichtlich ihrer Dauer in der Regel so kurz bemessen, daß sie - unter Berücksichtigung

809883/0523

Andrejewslci, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

ihrer Häufigkeit - nicht als störend wahrgenommen werden. Als günstiger Wert hat sich eine Dauer der Meßintervalle von ca. 10 Millisekunden bewährt. Im übrigen ist selbstverständlich nach bekannten Grundsätzen der Nachrichtentechnik der Zusammenhang zwischen Häufigkeit und Dauer der Meßintervalle einerseits und Meßgenauigkeit andererseits zu berücksichtigen. Es sei schon hier bemerkt, daß diese Arbeitsweise sich ganz besonders günstig im Rahmen einer Regelung verwirklichen läßt, weil dabei nur mit einem einzigen Meßempfänger gearbeitet werden muß.

In jedem Fall ist sorgfältig darauf zu achten, daß bei der Störschallmessung nicht in unkontrollierter Weise auch Nutzschall erfaßt wird, weil das durch positive Rückkopplung zu Störungen führen kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Steuer- bzw. Regeleinwirkung auf die Nutzschallquelle mit zunehmender Dauer der Störschallbeaufschlagung zunimmt. Das läßt sich praktisch sehr einfach dadurch verwirklichen, daß im Steuer- bzw. Regelkreis entsprechende Zeitkonstanten vorgesehen werden. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß es unerwünscht ist, wenn bereits jeder kurze Störimpuls (beispielsweise Türenknallen, Hupen usw.) einen Steuer- bzw. Regeleffekt herbeiführt. Dagegen ist bei lang andauernder Störschallbeaufschlagung das Ausmaß der Steuer- bzw. Regeleinwirkung praktisch konstant, nämlich maximal nach Maßgabe des gewählten Intensitätsverhältnisses zwischen abgegebenem Nutzschall und gemessenem Störschall.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht geht die Erfindung aus von einer Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens der eingangs be-

809883/0523

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

·ήθ

schriebenen Gattung, mit einem aus Signalquelle, daran angeschlossenem Signalverstärker und durch den Signalverstärker gespeister Nutzschallquelle bestehenden Nutzschall-Signalpfad, wobei der Signalverstärker veränderbare Verstärkung aufweist. In dem Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, erfolgt die Verstärkungsveränderung durch manuelle Betätigung, was zu den eingangs erläuterten Unzuträglichkeiten führt. Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung der beschriebenen Gattung gekennzeichnet durch einen Störschallempfänger, der über einen nachgeschalteten Störschall-Meßumsetzer an den Signalverstärker angeschlossen ist, wobei die Verstärkung des Signalverstärkers nach Maßgabe eines vom Störschall-Meßumsetzer abgegebenen Steuer- bzw. Regelsignals veränderlich ist. Bei dem Störschallempfänger kann es sich beispielsweise um ein übliches Mikrophon handeln. Der diesem nachgeschaltete Störschall-Meßumsetzer kann im Einzelfall verschiedene Schaltkreise enthalten. Insbesondere können ein Bandpaß (zur Definition eines bestimmten Störschall-Frequenzbereiches) und/oder ein Gleichrichter und/oder ein zeitkonstantes Glied (beispieleweise in Form eines RC-Gliedes) und/oder ein Verstärker vorgesehen sein. Die Veränderlichkeit der Verstärkung des Signalverstärkers läßt sich auf verschiedene Weise erreichen, beispielsweise schon mit einem durch einen Servomotor betätigtes Potentiometer. Vorteilhaft sind jedoch ohne bewegliche Teile arbeitende Schaltungen mit spannungsabhängiger Verstärkung, die dem Fachmann bekannt sind und sich beispielsweise mit FÄT's, mit Dioden von spannungsabhängiger Sperrschichtkapazität und so weiter verwirklichen lassen. Für die "Kennlinie", d. h. die Beziehung zwischen gemessenem Störschall und abgegebenem Nutzschall, bietet sich zunächst eine lineare Abhängigkeit an. Mit Rücksicht auf die Aussteuerungsgrenze des Signalpfades kann es sich empfehlen, wenn der Anstieg der Kenn-

809883/0523

Andreiewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

linie von einem wählbaren Anfangswert ausgehend abnimmt oder beispielsweise insgesamt logarithmisch verläuft. Im übrigen wird vorteilhafterweise eine Möglichkeit vorgesehen, den Anstieg der Kennlinie wählbar einzustellen.

Im Hinblick auf die Abtrennung des Störschalls aus der im Schallfeld vorliegenden Überlagerung von Nutzschall und Störschall besteht die Möglichkeit zu verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung. Eine erste Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß der Störschallempfänger als Körperschal lmikrophon ausgeführt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Nutzschall-Signalpfad ein Nutzschall-Frequenzfilter enthält und daß der Störschall-Meßumsetzer ein dem Störschal lempf anger nachgeschaltetes Störschall-Frequenzfilter enthält, wobei die Durchlaßbereiche von Nutzschall-Frequenzfilter und Störschall-Frequenzfilter sich nicht überlappen. Daß die Durchlaßbereiche der Frequenzfilter sich "nicht überlappen" sollen, ist praktisch dahingehend zu verstehen, daß (im in Betracht kommenden Frequenzbereich) die Frequenzfilter im Durchlaßbereich des jeweils anderen Filters sehr große (im Einzelfall zu spezifizierende) Dämpfung aufweisen.

Zur Regelung der Nutzschallquelle ist eine erfindungsgemäße Einrichtung weiter gekennzeichnet durch einen Nutzschallempfänger mit nachgeschaltetem Nutzschall-Meßumsetzer, wobei Störschall-Meßumsetzer und Nutzschall-Meßumsetzer an einen Regler angeschlossen sind, wobei die Verstärkung des Signalverstärkers nach Maßgabe eines vom Regler abgegebenen Regelsignals veränderlich ist, und wobei das Regelsignal durch einen Soll- / Istwert-Vergleich zwischen einer vom Störschall abgeleiteten Führungsgröße und dem Nutzschall bestimmt ist. Die Kennlinie, d. h. die

809883/0523

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-A-

■ Al-

resultierende Beziehung zwischen gemessenem Störschall und abgegebenem Nutzschall bestimmt sich im einzelnen danach, wie die Ableitung der Führungsgröße erfolgt. Es gilt das vorstehend für den Fall der Steuerung Gesagte.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für die Abtrennung des Störschalls ist dadurch gekennzeichnet, daß im Nutzschall-Signalpfad eine Signalpfad-Torschaltung vorgesehen ist, durch welche der Nutzschall für vorbestimmte Meßintervalle austastbar ist, und daß dem Störschallempfänger eine mit der Signalpfad-Torschaltung synchronisierte Meßpfad-Torschaltung nachgeschaltet ist, durch welche der Störschall nur während der Meßintervalle meßbar ist. Für diese wie für die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen ist in dieser Hinsicht wesentlich, daß dafür gesorgt wird, daß der Meßpfad, d. h. Störschallempfänger und -Umsetzer, nur während der Meßintervalle empfindlich sind.

Die zuletzt beschriebene Ausführungsform läßt sich zur Regelung der Nutzschallquelle dadurch einrichten, daß dem Störschall-Empfänger eine mit der Signalpfad-Torschaltung synchronisierte Multiplex-Einheit mit Störschall-Kanal und Nutzschall-Kanal nachgeschaltet ist, durch welche außerhalb der Meßintervalle der Nutzschall meßbar ist, wobei Störschall-Kanal und Nutzschall-Kanal an einen Regler angeschlossen sind, wobei die Verstärkung des Signalverstärkers nach Maßgabe eines vom Regler abgegebenen Regelsignals veränderlich ist und wobei das Regelsignal durch einen Soll- / Istwert-Vergleich zwischen einer vom Störschall abgeleiteten Führungsgröße und dem Nutzschall bestimmt ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch den besonderen Vorteil aus, daß mit einem einzigen Schallempfänger eine Regelung durchgeführt werden kann, überdies besteht die beispielsweise bei einem Auto-

809883/0523

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

/β-

radio besonders günstige Möglichkeit* daß die gesamte Schaltung einschließlich das Schallempfängera in einem einheitlichen Gehäuse untergebracht werden kann.

tine unabhängig von der beschriebenen Steuerung bzw. Regelung der Nutzschallquelle wirksans Lautatilrkeeinotellung ist im allgemeinen erwünscht und selbstverständlich ir.ör-lich. So kann la Fall der Steuerung der Kutzschallquelle eine Laut3tärkeeln~ yteilung beispielsweise »it einen Potentiometer erfolcen, Cea in üblicher Weise im Signalpfad angeordnet 1st. in Fall einer Regelung der Nutzschallquelle kann eine LautstSrkeeinstellung beispielsweise in Rannen der Ableitung der FUhrungsgrCße aus dem gemessenen Störschall oder durch einstellbare AbschwSchung des gemessenen Hutzschallsignals erfolgen. In jedem Fall empfiehlt es sich aus hörphysiologischen Gründen, daß die LautstSrkeeinstellung nit der Regelung bzw. Steuerung multiplikativ zusam-onvirkt.

Die durch die Erfindung ereichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin« da8 ein Verfahren und einen zu dessen Durchführung geeignete Einrichtung angegeben werden, cie es erlauben, unter eilen Umstanden, insbesondere auch bei zeitlich veränderlicher Beaufschlagung alt Störschall, eine Nutzschallquelle so zu steuern bzw. zu regeln, daß jederzeit selbsttätig und genau ein angemessener Nutzsehallpegel eingehalten wird. Es ISBt sich damit ohne weiteres erreichen, daB der nutzschall mit vorgesehenem Störabstand deutlich wahrnehmbar und verständlich 1st, und daß kurz dauernde Störschallsiftzen nicht zur Folge haben, UaB versehentlich eine physiologisch nachteilige dauernde Schal!überlastung besteht. Das alles ist von besonderer Bedeutung im Einblick auf Autoradios in Kraftfahrzeugen, hei denen durch die er-

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

• ΑΊ-

findungsgemäßen Maßnahmen eine durch Betätigung des Autoradios verursachte Ablenkung der Aufmerksamkeit vom Verkehrsgeschehen weitestgehend vermieden wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Steuerung einer Nutzschallquelle, Fig. 2 eine Einrichtung zur Regelung einer Nutzschallquelle,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur Regelung einer Nutzschallquelle.

Die Figuren zeigen - insoweit übereinstimmend - in einem Schallfeld 1 eine Nutzschallquelle 2 in Form eines Lautsprechers, der beispielsweise zu einem Autoradio gehören kann. Das Schallfeld 1, unter dem beispielsweise das innere eines Personenkraftwagens verstanden werden mag, ist durch Störschall 3 beaufschlagt, der durch Wind-, Roll- und Motorgeräusche verursacht wird. In diesem durch Störschall 3 beaufschlagten Schallfeld 1 wird Nutzschall 4 durch die Nutzschallquelle 2 ausgestrahlt, die dazu mit einem Signalverstärker 5 und einer diesen ansteuernden Signalquelle 6 zu einem Nutzschall-Signalpfad 7 zusammengeschaltet ist. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 erfolgt - unter Ausnutzung der spannungsabhängigen Verstärkung des Signalverstärkers 5 - eine Steuerung der Nutzschallquelle 2. Dazu ist im Schallfeld ein Störschallempfänger 8 in Form eines Mikrophons vorgesehen, dem ein Störschall-Meßumsetzer 9 nachgeschaltet ist. Der Störschall-Meßumsetzer 9 umfaßt, wie in der Figur symbolisch dargestellt

809883/0523

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

■ AS-

ist, ein Frequenzfilter 10, einen Gleichrichter 11, ein RC-JfeitkonstenTyTied 12 und einen Verstärker 13. Der Ausgang des Verstärkers 13 ist an einen (in der Figur nicht dargestellten) Schaltkreis mit spannungsabhängiger Verstärkung des Signalverstärkers 5 angeschlossen. Diesem Schaltkreis mit spannungsabhängiger Verstärkung ist aufgrund seiner Auslegung eine bestimmte Kennlinie eingeprägt, die eine eindeutig definierte Beziehung zwischen gemessenem Störschall 3 und abgegebenem Nutzschall 4 gewährleistet. Diese Beziehung ist wählbar und im übrigen so eingerichtet, daß das Verhältnis von Nutzschall 4 zu Störschall 3 mit zunehmenden Schallintensitäten logarithmisch abnimmt.

Um eine genaue Steuerung zu gewährleisten und Rückkopplungseffekte zu vermeiden, sind Störschallempfänger 8 und Störschall-Frequenzfilter 10 so ausgelegt, daß Störschall nur in einem Frequenzbereich empfangen wird, in dem kein Nutzschall erzeugt wird. Dazu ist zusätzlich ein (in der Figur nicht dargestelltes) Nutzschall-Frequenzfilter im Signalverstärker 5 vorgesehen. Zur weiteren Verbesserung der Trennung von Störschall und Nutzschall kann beispielsweise bei einem Autoradio vorgesehen sein, daß der Störschallempfänger 8 als Körperschallmikrophon ausgebildet und akustisch leitend an die Kraftfahrzeugkarosserie angeschlossen ist.

Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Figur 1, mit der eine Regelung der Nutzschallquelle 2 ermöglicht wird. Dazu ist zusätzlich ein Nutzschallempfänger 14 mit nachgeschaltetem Nutzschall-Meßumsetzer 15 vorgesehen. Der Nutzschall-Meßumsetzer 15 ist - wie der Störschall-Meßumsetzer 9 mit Frequenzfilter 10', Gleichrichter 11', RC-ftsitkonstanten-12' und Verstärker 13' aufgebaut, wobei die Durchlaßberei-

809883/0623

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

. /Ve-

ehe der Frequenzfilter 10' sich nicht überlappen. Die Ausgänge von Störschall-Meßumsetzer 9 und Nutzschall-Meßumsetzer 15 sind an die Eingänge eines Reglers 16 angeschlossen, der ein Regelsignal an einen (nicht dargestellten) Schaltkreis mit spannungsabhängiger Verstärkung im Signalverstärker 5 abgibt. Das Regelsignal resultiert durch einen im Regler 16 vorgenommenen Soll- / Istwert-Vergleich zwischen einer Führungsgröße, die von dem mit den Störschallempfänger 8 gemessenen Störschall 3 abgeleitet ist, unrfdem mit dem Nutzschallempfänger 14 gemessenen Nutzschall 4. Eine Lautstärkeeinstellung erfolgt hier vorzugsweise am Regler 16, was jedoch in der Figur nicht dargestellt ist. Im übrigen führt die in der Figur 2 dargestellte Einrichtung ebenso wie die Einrichtung nach Figur 1 zur Einhaltung eines vorbestimmten Störabstands zwischen Störschall 3 und Nutzschall 4, im Fall der Figur 2 allerdings nicht nach Maßgabe einer vorgeprägten Kennlinie sondern nach Maßgabe der mit dem Nutzschallempfänger 14 vorgenommenen Messung des tatsächlich ausgestrahlten Nutzschalls 4.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung einer Einrichtung zur Regelung einer Nutzschallquelle 2. Hier ist im Nutzschall-Signalpfad 7 eine Signalpfad-Torschaltung 17 vorgesehen, durch die der Nutzschall 4 für vorbestimmte Meßintervalle ausgetastet werden kann. Folglich enthält das Schallfeld 1 während dieser Meßintervalle nur Störschall 3 und außerhalb der Meßintervalle die Überlagerung von Störschall 3 und Nutzschall 4. Dieses zeitlich veränderliche Schallfeld 1 wird mit dem Störschallempfänger 8 gemessen, der nun zugleich - nämlich außerhalb der Meßintervalle - zur Messung des Nutzschalls 4 dient. Zur Trennung von gemessenem Stör- und Nutzschall ist dem Störschallempfänger 8 eine Multiplex-Einheit 18 nachgeschaltet, die einen Störschall-Kanal und einen Nutz-

809883/0523

Andrejewslci, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-yi-

schall-Kanal aufweist und mit der Signal-Torschaltung 17 synchronisiert ist. Zur Synchronisation enthält die Multiplex-Einheit 18 einen Zeitgeber, der einerseits die Signal-Torschaltung 17 und andererseits die Verteilung des vom Störschallempfänger 8 abgegebenen elektrischen Signals auf Störschall- bzw. Nutzschall-Kanal steuert. Im übrigen ist nicht dargestellt, daß selbstverständlich auch die Multiplex-Einheit mit Bandpaßfilter, Gleichrichter, RC-zeitkonstanten Glied und Verstärker für die einzelnen Kanäle ausgerüstet sein kann. Im übrigen arbeitet die in Figur 3 dargestellte Einrichtung im wesentlichen wie die Einrichtung gemäß Figur 2, d. h. Nutz- und Störsignal-Kanal sind an einen Regler 16 angeschlossen, der ein Regelsignal an einen Schaltkreis mit spannungsabhängiger Verstärkung im Signalverstärker 5 abgibt.

In den Figuren ist nicht dargestellt, daß das Ausmaß der Steuerbzw. Regeleinwirkung auf die Nutzschallquelle 2 mit zunehmender Dauer der Beaufschlagung durch Störschall 3 zunimmt. Das kann mit den RC-Äeitkonstanten_gliedern erfolgen, die im Zusammenhang mit den Meßumsetzern 9, 15 erläutert worden sind, oder mit einem besonderen, dem Signalverstärker 5 zugeordneten RC-Jeitkonstantengiied.

Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebenen Maßnahmen, insbesondere die Anwendung eines Körperschallmikrophons, die Anwendung von Frequenzfiltern mit nicht überlappenden Durchlaßbereichen und die Austastung des Nutzschalls je nach den Anforderungen des Einzelfalls sowohl getrennt als auch in Kombination miteinander vorgesehen werden können.

809883/0523

Leerseite

Claims

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-4-

Patentansprüche:

Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer Nutzschallquelle in einem durch Störschall beaufschlagten Schallfeld, d adurch gekennzeichnet, daß der Störschall vom Nutzschall getrennt gemessen wird, und daß die Nutzschallquelle so gesteuert bzw. geregelt wird, daß bei zunehmender Intensität des gemessenen Störschalls die Intensität des abgegebenen Nutzschalls zunimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegebene Nutzschall zu dem gemessenen Störschall proportional mit wählbarem Intensitätsverhältnis ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmendem Störschall das Intensitätsverhältnis von Nutzschall zu Störschall logarithmisch abnimmt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Störschall als Körperschall gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Störschall in einem Frequenzbereich gemessen wird, in dem kein Nutzschall erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzschallquelle für vorbestimmte Meßintervalle austastet und der Störschall während der Meßintervalle gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn-

80 9 8 83/05-2:9

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

•a·

zeichnet, daß das Ausmaß der Steuer- bzw. Regeleinwirkung auf die Nutzschallquelle mit zunehmender Dauer der Störschallbeaufschlagung zunimmt.
8. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem auf Signalquelle, daran angeschlossenem Signalverstärker und durch den Signalverstärker gespeister Nutzschallquelle bestehenden Nutzschall-Signalpfad, wobei der Signalverstärker veränderbare Verstärkung aufweist, gekennzeichnet durch einen Störschallempfänger (8), der über einen nachgeschalteten Störschall-Meßumsetzer (9) an den Signalverstärker (5) angeschlossen ist, wobei die Verstärkung des Signalverstärker (5) nach Maßgabe eines vom Störschall-Meßumsetzer (9) abgegebenen Steuer- bzw. Regelsignals veränderlich ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Störschallempfänger (8) ein Körperschallmikrophon ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzschall-Signalpfad (7) ein Nutzschall-Frequenzfilter enthält und daß der Störschall-Meßumsetzer (9) ein dem Störschallempfänger (8) nachgeschaltetes Störschall-Frequenzfilter (10) enthält, wobei die Durchlaßbereiche von Nutzschall-Frequenzfilter und Störschall-Frequenzfilter (10) sich nicht überlappen.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner gekennzeichnet durch einen Nutzschall-Empfänger (14) mit nachgeschaltetem Nutzschall-Meßumsetzer (15), wobei Störschall-Meßumsetzer (9) und Nutzschall-Meßumsetzer (15) an einen Regler (16) angeschlossen sind, wobei die Verstärkung des Signalverstärkers (5) nach Maßgabe eines vom Regler (16) abgegebenen Regelsignals

809883/0523

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

-Yi-

■3·

veränderlich ist, und wobei das Regelsignal durch einen Soll- / Istwert-Vergleich zwischen einer vom Störschall (3) abgeleiteten Führungsgröße und dem Nutzschall (4) bestimmt ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Nutzschall-Signalpfad (7) eine Signalpfad-Torschaltung (17) vorgesehen ist, durch welche der Nutzschall

(4) für vorbestimmte Meßintervalle austastbar ist, und daß dem Störschallempfänger (8) eine mit der Signalpfad-Torschaltung (17) synchronisierte Meßpfad-Torschaltung nachgeschaltet ist, durch welche der Störschall (3) nur während der Meßintervalle meßbar ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Störschall-Empfänger (8) eine mit der Signalpfad-Torschaltung (17) synchronisierte Multiplex-Einheit (18) mit Störschall-Kanal und Nutzschall-Kanal nachgeschaltet ist, durch welche außerhalb der Meßintervalle der Nutzschall (3) meßbar ist, wobei Störschall-Kanal und Nutzschall-Kanal an einen Regler (16) angeschlossen sind, wobei die Verstärkung des Signalverstärkers (5) nach Maßgabe eines vom Regler (16) abgegebenen Regelsignals veränderlich ist und wobei das Regelsignal durch einen Soll- / Istwert-Vergleich zwischen einer vom Störschall (3) abgeleiteten Führungsgröße und dem Nutzschall (4) bestimmt ist.

809883/0523