DE3013832C2 - Tonfrequenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tonfrequenzeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einer herkömmlichen, in einem Kraftfahrzeug einzubauenden Tonfrequenzeinrichtung wird eine Kraftfahrzeugbatterie als deren Speisequrlle benutzt. Wenn daher ein Mehrfach Verstärkersystem benutzt wird, bei dem cm einziger Vorverstärker ein Paar von Leistungsverstärkern ansteuert sind die eingangsseitigen Erdpunkle der Leistungsverstärker gemeinsam in dem Vorverstärker verbunden, und sie bilden eine in Fig, I gezeigte Erdungsschleife. Rausehkontpunenten, die infolge der Schleife der Speisequelle Überlagert sind, das heißt Rauschen und wellige Komponenten eines Signals, die von dem Kraftfahrzeug erzeugt werden, werden den Eingangsanschlüssen der Leistungsverstär> ker zugeführt Dadurch wird die Rauschkomponente von den LeisfUrtgsverstärkern verstärkt Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Ausgangssignal e, des Vorverstärkers A, der in einer Musikquelle, wie einem Kassettenrecorder oder einem Radiogerät, die in dem Kraftfahrzeug eingebaut sind, enthalten ist, an die Eingangsanschlüsse /| und J₂ eines Paars von Leistungsverstärkern B_x und Bi gegeben, die getrennt von der Musikquelle vorgesehen sind. Ausgangsanschlüsse O\ und O₂ der jeweiligen Leistungsverstärker B\ und B₂ sind mit einem Paar von Lautsprechern SPi und SP₂ verbunden, um diese zu speisen.

Dieser Schaltungsaufbau bildet das sogenannte Mehrfachsystem. Wenn in diesem Fall der physikalische Abstand zwischen dem Vorverstärker A und z. B. dem Leistungsverstärker B₂ erheblich ist, so ergibt sich eine Impedanz in einem Pfad, der sich zwischen einem Erdungsanschluß E_A des Vorverstärkers und einem Erdungsanschluß E₂ des Leistungsverstärkers B₂ erstreckt durch die Ströme fließen, die durch Rauschen eines Unterbrechers, eines Zündsystems oder einer anderen Rauschquelle des Kraftfahrzeuges stammen.

Dadurch wird ein äquivalentes Rauschsignal e_n in Reihe mit dem Ausgangssignal e, des Vorverstärkers A zwischen dem Signalausgangsanschluß Ο_Λ des Vorverstärkers A und dem Eingangsanschluß I₂ des Leistungsverstärkers B₂ eingeleitet, das von den Leistungsverstär- kern verstärkt wird, um die Lautsprecher zu speisen.

Da außerdem ein Teil der Hauptströme der Leistungsverstärker über den Erdungskreis fließt, wird auch eine wellige Spannung in Reihe zwischen dem Ausgangsanschluß Oa des Vorverstärkers A und dem Eingangsanschluß /? des Leistungsverstärkers B₂ eingeleitet, wodurch ÜL-r Klirrfaktor heraufgesetzt wird.

Um diese Probleme zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, einen Leitungsübertrager zwischen dem Vorverstärker A und dem Leistungsverstärker B; ein/uschalten, um den Erdungsschleifenkreis aufzutrennen, jedoch ist ein Leitungsübertrager gewöhnlich schwer und groß in seinen Abmessungen, und e:n Leitungsübertrager mit guten Hochfrequenzeigenschaften ibt sch' teuer. LSe Anzahl der Leitungsübertrager m.iß ver«jro!Jert we'df n, wenn zwei oder mehr Leistung-./s'-^tärker benutzt werden.

Um die durch Benutzung eines i.ei iingsijbertrag'-is bedingten Probleme zu losen, wurde fire in f-i g. 2 gezeigte Schaltung votgeschlagci Wh? in F-1 g. 2 gezeigt ist, wird das Ausgangssitnia! e, des einzigen Vorverstärkers A über ein Paar ν ir finste'lbnrcn Speisewiderstäfiden Λι und K: an die f.nigange eines Paars von D.fferenzverstärkern D jnd l\ gegeben, die zum Auftrennen (',es F.rdungsKreisev lewen , dienen. Dj < heißt, der SignalausgangsansthliiU Ο_Λ des Vorverstär kers A ist über die einstellbarer Speisewiderstände Wi und /?» mit den positiven Eingangsanschlüssen der Differenzverstärker [)·, unü /> jeweil«· verbunden Die Ausgangsanschlüsse der Differenzverstärker sind mit den Eingangsansrhlüssen /1 und /? der Leistungsverstärker Β-, und B: icweils verbunden, und der Lrdanschluß Et, des Vorverstärkers ,4 ist mit den negativen Eingangsanschlussen der Differenzverstärker Il und D₃ verbunden. Die Ausgangsanst hliisse der Pifterenzver stärker sind mit den Eingangsanschlüssen Λ ur.d I₇ Jer Leistungsverstärker B\ und B₂ verbunden. Gemeinsame Erdanschlüsse Eo 1 und Eo 2 der Differenzverstärker sind mit den Erdanschlüssen E\ und Ei der Leistungsverstärker B\ und B₂ jeweils verbunden. Andere Bauele· mente und Verbindungen sind in F i g. 2 die gleichen, wie sie auch in F i g. 1 gezeigt sind. Dieser Schaltungsaufbau ist für die Beseitigung der vorerwähnten Probleme sehr wirkungsvoll.

Bei der in Fig.2 gezeigten Schaltung wird die zwischen den Anschlüssen E_A und Ei erzeugte Rauschspannung e_n unmittelbar zwischen dem negativen Eingangsanschluß des Differenzverstärkers D₂ und dem gemeinsamen Erdanschluß E_D2 des gleichen Differenzverstärkers addiert Andererseits wird an seinen negativen Eingangsanschluß ein Signal E, + e_r, gegeben, wobei e„ die Rauschspannung und e/ eine über einen Widerstandsabgriff gesteuerte Spannung der Ausgangssignalspannuwg e,des Vorverstärkers A ist Da in diesem Falle die Signale e„ und e/ + e„ die gleiche Phasenlage haben, erscheint ein Signal K (e! + e„-e„)= K ■ e/ am Ausgang des Differenzverstärkers D₂, wobei K der Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers D₂ ist.

Daher wird die Rauschspannung e„ vom Differenzverstärker Eh vollständig beseitigt Dieses ist auch bei dem anderen Differenzverstärker D\ anwendbar.

Es wird daher ein Signal, das allein dem Ausgangssignal e, des Vorverstärkers A entspricht, den Leistungsverstärkern B-, und B₂ zugeführt, und es ist möglich, die Lautsprecher SP\ und SP₂ ohne Rauschen zu betreiben, die als Belastung geschaltet sind.

Es gibt jedoch Fälle, bei denen nur einer der Leistungsverstärker Si und B₂ nach dem Wunsch eines Benutzers verwendet werden soll. In diesem Fall wird der Ausgang eines der Differenzverstärker, z. B. D₂, geöffnet wodurch der Erdanschluß Fo, eir schwim mendes Potential erhält.

Bei dem Scbaltungsaufbau, bei dem die Speisespan nudg V der Fahrzeugbatterie unmittelbar an den positiver. Speiseanschluß des Differenzverstärker Z> gegeben wird, kann der schwimmende Potentialzustan^ des Erdanschlusses Eni unerwünschte Rauschqjei! η bedingen, die die gesamte Schaltung über Schleifen beeinflussen, die von der Speisespannungsleitung üKt interne Schaltungselemente, unterschiedliche Eingänge von diesen und den Eingangsanschluß des Dfferenzver stärkers Eh erstrecken

Aufgabe der Erfindung ist es, dieses durch den schwimmenden Potentialzustand des Erdungsanschlusses von einem der Differenzverstärker bedingte Problem bei einem in einem Kraftfahrzeug einzubauenden MehrfachStereosystem durch Hinzufügen einer einzigen Schaltung zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorspannschaltupg gelöst, die den Erdanschluß mn dent schwimmenden Potential auf Erdpotential vorspannt.

Gemäß der Erfindung wird also bei einer in einem Kraftfahrzeug einzubauenden Tonfrequenzeinrichtung mit einer Mehrfach-Verstärkeranlage, die einen einzigen Vorverstärker, mehrere Leistungsverstärker und eine entsprechende Anzahl von Differenzverstärkern aufweist, von denen jeder zwischen einen Ausgangsanschluß des Vorverstärkers und einen Eingangsanschluß eines jeden der Leistungsverstärker geschaltet ist, erfindungsgemäß eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen mindestens eines der Erdanschlüsse der Leistungsverstärker auf ein Potential vorgesehen, das im wesentlichen gleich dem Erdpot.Titial ist. wenn dieser eine Anschluß unbeschaltet, also offen ist

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Aüsführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer herkömmlichen, in einem Kraftfahrzeug einzubauenden M&hrfachstereo- Verstärkeranlage,

Fig.2 ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels der herkömmlichen, in einem Kraftfahrzeug einzubauenden Mehrfachstereo-Verstärkeranlage und

Fig.? ein Blockschaltbild eines Aushjhrungsbeisp-els der Erfindung.

In F i g. 3, die ähnlich der F i g. 2 ist ist eine Diode 1 zwischen den Erdanschluß £02 des Differenzverstärkers D₂ und die Erdungsleitung E_A des Vorverstärkers A geschaltet wobei die Anode der Diode 1 mit dem Anschluß Ed 2 verbunden ist.

Andererseits kann auch eine Diode Γ zwischen den Erdanschluß Ed 2 des Differenzverstärkers D₂ und den Erdanschluß Ed 1 des Differenzverstärkers D\ geschaltet werden, v/obei die Anode der Diode Γ mit dem Erdanschluß £02 verbunden ist wie dieses mit

is gestrichelten Linien dargestellt ist

Wenn eine dieser Diodenschaltungen benutzt wird, und wenn der Differenzverstärker Di keine Belastung hat das heißt sein Ausgangsanschiuß in einem offenen Zustand befindet, wird der Erdanschluß £02 ebenfalls geöffnet, das heißt er gelangt in einen Zustand mit schwimmendem Potential, wie di -.'S zuvor in Verbindung mit F i g. 2 erläutert wurde. Da je ioch die positive Speisespannung V an die Speiseleitung gegeben wird, wird die Diode 1 oder Γ über die internen Schaltungselemente in Durchlaßrichtung vorgespannt, so d;-3 das Potential an dem Erdanschluß Ed2 nahezu gleich dem Erdpotential wird und in diesem Fall auf einen Wert gelangt, der um etwa 0,6 Volt höher als das Erdpotential ist, was die Durchlaßspannung der Diode

jo ist. Der Differenzverstärker Eh kann daher auch ohne Belastung im Gleichspannungssinne normal arbeiten, so daß er nicht die anderen Schaltungen beeinflußt und auch kein Rauschen erzeugt

Wenn die Differenzverstärker D\ und Eh belastet sind, das heißt, wenn die Lautsprecher SP\ und SP₂ über die Leistungsverstärker B\ und B₂ mit den Ausgängen der Differenzverstärker D\ und D₂ jeweils verbunden sind, wie dieses gezeigt ist, befinden sich die Erdanschlüsse der Differenzverstärker D\ und D₂ und oes Vo, verstarkers A gleichstrommäßig im wesentlichen auf Erdpoten tial. Die Diode 1' befindet sich daher nicht in ihrem leitenden Zustand, und die Erdleitung, mit der die Diode verbunden ist, gelangt in ihren offenen Zustand. Dieser Zustand entsprich! der Schaltung der Fig. 2. Die Wirkung der Diodenverbindung auf die gesamte Schaltung kann daher vernachlässigt werden. Wechselstrommäßig wird die Erdanschlußschaltung gleich der ohne Diode, solange der Wechselspannungssignalpegel in dem Erdanschiußkreis nicht die Durchlaßspannung, das heißt die Schwellwertspannung, der Diode übersteigt.

Wenn der Rauschpegel höher als die Durchlaßspan nung der Diode wird. leicht es aus, die Schwellwertspannu..g durch Schaltung von mehreren Dioden in Reihe /u vergrößern.

Zusammengefaßt reicht es aus. eine Vor„panneinnch tung vorzusehen, die den Erdanschluß eines jeden eier Differenzverstärker, der nicht benutzt wird, auf ein Potential nahe dem Erdpotentidl vorspannt. Die Vorspanneinrichtung kann die Diode oder dergl. aufweisen, die- ein Schalterelement mit einer bestimmten Schwellwertspannung ist, wie dieses gezeigt isi.

Vorstehend wurde die Mehrfachstereo-Anlage gezeigt und beschrieben, die zwei Verstärker benutzt Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung auch bei Anlagen anwendbar ist, die drei Leistungsverstärker oder mehr benutzen. In diesem Fall ist eine Vorspanneinrichtung oder mehrere Vorspanneihrichtungen zwi-

sehen einen Erdanschluß oder mehrere Erdanschlüsse eines Differenzverstärkers oder von Differenzverstärkern geschaltet, der benutzt wird, und ein ErdanschluD oder mehrere Erdanschlüsse eines weiteren Diffefenzverstärkers oder mehrere Differenzverstärker, der benutzt wird. Andererseits kann eine Vorspanneinrichtung zwischen den Erdanschluß des Vorverstärkers und eines Diffefehzvefsläfkers geschaltet werden, der nicht benutzt wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, unerwünschtes Rauschen einer in einem Kraftfahrzeug einzubauenden Tonfrequenzeinrichfuflg im wesentlichen vollständig zu beseitigen, wobei ein sehr einfacher Schaltungsaufbau benutzt wird, wodurch sich ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Tonfrequenzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrfach-Verstärkeranlage, bestehend aus einem einzigen Vorverstärker, mehreren Leistungsverstärkern und einer entsprechenden Anzahl von Differenzverstärkern, von denen jeder zwischen einen Ausgangsanschluß des Vorverstärkers und einen Eingangsanschluß der Leistungsverstärker geschaltet ist, wobei ein Eingangsanschluß der Differenzverstärker mit dem Ausgangsanschluß des Vorverstärkers und der andere Eingangsanschluß der Differenzverstärker mit einem Erdanschluß des Vorverstärkers verbunden sind, so daß jeweils zwischen den Ausgangsanschlüssen der Differenzverstärker und deren Erdanschlüssen erzeugte Signale an die Leistungsverstärker gegeben sind, gekennzeichnet durch eine einen Schwellenwert aufweisende Vorspanneinrichtung (1, V) zum Vorspannen mindestens eines der Erdanschlüsse (Eu By/ der Leistungsverstärker (Bu B₂) auf ein Potential, das im wesentlichen gleich dem Erdpotential ist, wenn dieser eine Erdanschluß sich in seinem geöffneten Zustand befindet

2. Tonfrequenzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (1, 1') eine Diode (1) ist, die zwischen dem einen Erdanschluß (E_D2) des Differenzverstärkers (D₂) und dem Erdanschluß (Ej) des Vorverstärkers (A) vorgesehen ist, wobei die Diode leitend geschaltet wird, wenn eine Spannung zwischen dem einen ErdanschluT des Differenzverstärkers und dem Erdanschluß des Vc-verstä-'iers einen bestimmten Wert übersteigt

J. Tonfrequenzeinnciitung' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (1, V) cmc Diode (V) ist, die zwischen mindestens einem der ErdanschlUsse (Eu Ei) der Leistungsverstärker (B₁. B?) und einem der Erdanschlüsse der übrigen Leistungsverstärker vorgesehen ist, wobei die Diode leitend geschaltet wird, wenn eine Spannung zwischen dem einen Erdanschluß des Leistungsverstärkers und dem ei;.en Erdanschluß des übrigen l.eistungsverstärkj's einen bestimmten Wert übersteigt