WO2009007322A2 - Wiedergabeeinrichtung und verfahren zum kalibrieren einer wiedergabeeinrichtung - Google Patents

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Mario Manninger
Helmut Theiler
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Austriamicrosystems Ag
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Definitions

  • the invention relates to a display device and a method for calibrating a display device.
  • audio players are often offered in which a playback of the audio signals such as music is done via headphones or earphones.
  • a playback on conventional speakers is possible.
  • the described reproduction options have in common that an electrical signal can be converted via a sound transducer into an acoustic signal or sound.
  • headphones or earphones which are operated for example in the ear canal of the human ear, the reacted sound acts almost directly on the sensory organs of the ear. If the sound level generated by the transducer exceeds certain levels, or if human hearing is affected for a prolonged period of time at certain levels, this may result in hearing loss. Especially with children, it can lead to increased health damage, as these often underestimate the risk of hearing damage.
  • the sound level generated by a connected loudspeaker or headphones attempts are made to limit the sound level generated by a connected loudspeaker or headphones. This can be achieved, for example, by limiting a volume control of the playback device to a certain value.
  • this limit is only valid for a certain head- or headphone type and results from a value for a maximum sound level and an associated rms value of an input signal at the input of the headphones at this sound level.
  • the volume gain of the reproducing apparatus can be limited to a value at which the rms value of the input signal of the headphone or the speaker is not exceeded.
  • a measurement of the corresponding signals and the derivation of the maximum value for the volume setting are made before the delivery of the playback device in the laboratory.
  • the operation of the playback device uses a headphone or speaker other than that for which the corresponding volume limit has been determined, it may happen that, for example due to a different type of headphone or speaker used, the sound level is too high despite the volume limit which in turn can lead to hearing loss.
  • An object of the invention is to provide a display device in which a limitation of a sound level for different connectable sound transducer is simplified possible. It is also an object of the invention to provide a method for calibrating a display device, which can be used to avoid hearing damage when using the display device simplified.
  • a display device includes an output port to which a sound transducer and an amplifying means having an adjustable gain factor having an output coupled to the output terminal. Furthermore, a control device is provided for setting the amplification factor as a function of a sound level.
  • Sound level can be emitted from a sound transducer connected to the output terminal during operation of the display device and depends on a voltage at the input of the sound transducer.
  • control device can set the amplification factor at the amplification device such that it outputs an output voltage at its output such that the sound transducer just connected, for example a loudspeaker or headphones, emits a sound level which does not exceed a predefined or specifiable limit value , Thus, hearing damage due to high sound levels can be prevented.
  • the control device has a measuring device via which at least one parameter can be determined in the case of the sound transducer connected to the output connection during operation of the display device. From the at least one parameter, in turn, a dependence of the sound level on the voltage at the input of the sound transducer can be derived.
  • a signal source such as a current source or a voltage source can be provided in the measuring device, for example, which outputs a signal to the terminals of the sound transducer via the output connection.
  • a corresponding response signal which results at the terminals of the sound transducer, can be used as a measurement signal from a measuring device be recorded.
  • the measuring device is thus able to determine the least one parameter from the emitted source signal and the resulting measurement signal.
  • control device is set up to determine a maximum permissible amplification factor of the amplification device and / or a maximum permissible voltage at the output of the amplification device as a function of a maximum value of the sound level for the connected sound converter and to set it on the amplification device.
  • an output current or an output power of the amplification device can also be determined as a function of the maximum value of the sound level.
  • control device has a memory device in which a value can be stored that is derived from the maximum permissible amplification factor and / or the maximum permissible voltage. Accordingly, the controller may derive or recover corresponding adjustment values for the amplification means from the at least one stored value. For example, different values for different connectable sound transducers can be stored in the memory device, it being possible, during operation of the display device, to determine and use the value for the gain setting suitable for the connected sound transducer.
  • the measurement in the measuring device can be done as a DC signal measurement, so that, for example, a DC impedance of the transducer is measured.
  • the signal source outputs a pulse-shaped source signal or a source signal with alternating components such as, for example, alternating voltage components or alternating current components, so that the measuring device can record a pulse response, a step response or another transient signal as the resulting measurement signal.
  • alternating components such as, for example, alternating voltage components or alternating current components
  • the measuring device can have an analog-to-digital converter for measuring the resulting signal, which can be suitable both for a DC signal measurement and for the measurement of transient signals with alternating components.
  • the measuring device From the at least one parameter which is determined by the measuring device, it is possible to deduce the type of the connected sound transducer. With the information thus obtained, for example, from a value table, English look up table, a corresponding gain setting for the amplification device can be read with which a predetermined limit value for a sound level to be output can be maintained.
  • the display device is provided for operation with a sound transducer, which is a
  • the measuring device is able to read out the identification unit via a corresponding signal and, on the basis of the read-out information, which includes, for example, the at least one parameter, to make the corresponding settings on the amplifying device.
  • the at least one parameter comprises a digital identification word.
  • the playback device can be operated with a sound transducer, which is embodied, for example, as a headphone or earphone, wherein a microphone is provided or integrated in the headphone or earphone.
  • the playback device has for this purpose an additional input terminal to which the microphone is connected.
  • the measuring device can be activated via a signal at
  • Input terminal which is generated by the microphone, determine a current or current sound level in the headphones or earphones.
  • the control device can if necessary make a corresponding adjustment of the gain setting and / or the amplification factor. For example, a low-pass filtering or an averaging or an integration of a current sound level can be performed.
  • At least one parameter of a sound transducer which is connected to an amplification device of the display device, is determined.
  • a reference variable is derived from the at least one parameter.
  • the reference value indicates a dependence of a sound level on a voltage at an input of the sound transducer.
  • a maximum output voltage can be determined as a function of a maximum permissible sound level and the reference value.
  • the amplification device is set such that the determined maximum output voltage is not exceeded.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a display device with a connected sound transducer
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a display device with connected sound transducer
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a display device with a connected sound transducer
  • FIG. 4 shows a first exemplary embodiment of a sound transducer
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a sound transducer
  • Figure 6 shows a third embodiment of a sound transducer
  • Figure 7 shows an embodiment of a control device with a connected transducer with integrated microphone.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a display device 1, which has an output terminal 2, to which a sound transducer 3 is connected.
  • the reproduction device 1 comprises an amplification device 200 with an adjustable amplification factor, which can be controlled via a control signal at a control input 215 of the amplification device 200.
  • the amplifying means has a signal output 210 coupled to the output terminal 2.
  • the reproduction device 1 further comprises a control device 100, which has a control output 115, which is coupled to the control connection 215 of the amplification device 200.
  • the control device 100 additionally has a connection 110 which is coupled to the output 210 or the output connection 2.
  • the control device 100 serves to set the amplification factor of the amplification device 200 via the connections 115, 215.
  • the amplification factor is set as a function of a sound level which is emitted or emitted by the sound transducer 3 during operation of the illustrated arrangement.
  • the sound level depends on a voltage at the input 30 of the sound transducer 3, which is coupled to the output terminal 2.
  • the dependence of the sound level which is emitted by the sound transducer 3 as a function of the voltage at the terminal 30, can also be referred to as sensitivity, and depends, among other things, individually on the type of construction, design and lower parameters of each connected sound transducer 3 from.
  • the sound transducer 3 may comprise, for example, a conventional loudspeaker or a headphone or earphone.
  • the reproducing device 1 is comprised, for example, of an audio player such as an MP3 player, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA) or other device having a music playing function and / or a sound reproducing function.
  • an audio player such as an MP3 player, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA) or other device having a music playing function and / or a sound reproducing function.
  • PDA personal digital assistant
  • the controller 100 may be used to set a maximum allowable gain on the gain device 200.
  • the control device can also determine a maximum permissible voltage at the output 210 of the amplification device 200 and adjust it at the amplification device 200, wherein the respective setting is based on a predetermined maximum value of a sound level. In other words, due to the settings of the control device 100, the maximum value of the sound level in the presence of the maximum permissible voltage at the output 210 is not exceeded.
  • the terminal 110 one or more parameters, ie determine at least one parameter of the sound transducer 3, from which can derive the corresponding necessary gain settings for the amplifying device 200 sen to comply with the condition of maximum sound level.
  • control device 100 has a storage device, not shown here in which one or more parameters are stored for one or more connectable sound transducers.
  • a storage device not shown here in which one or more parameters are stored for one or more connectable sound transducers.
  • By appropriate programming of the control device it can be determined, for example, that it selects from the storage device a specific parameter or parameter set which corresponds to a connected or to be connected sound transducer.
  • a dependent on the type of the transducer 3 setting can be made in the playback device 1, each ensures that when a match between set and connected type of transducer a maximum sound level is not exceeded.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a playback device 1 with a sound transducer 3.
  • the amplification device 200 has a digital-to-analog converter 220 and a downstream amplifier 230 whose output is coupled to the output 210 of the amplification device 200.
  • the control device 100 comprises a measuring device 120, which has a signal source 130 and a measuring device 140.
  • the measuring device 140 is designed, for example, as an analog-digital converter.
  • the controller 100 further includes a digital signal processor 160 to which a memory device 150 is connected.
  • the signal processor 160 is further coupled to the control terminal 115 as well as to the signal source 130 and the measuring device 140.
  • the signal source 130 and the measuring device 140 each have a first connection 131, 141, which are coupled to the output connection 2 or the connection 110 of the control device 100.
  • a respective second terminal 132, 142 of the signal source 130 and the measuring device 140 is electrically connected to a reference potential terminal.
  • the amplification device 200 and the sound transducer 3 are also coupled to the reference potential connection 4.
  • the digital-to-analog converter 220 in the amplification device 200 is used, for example, for converting digitally present audio signals which are to be reproduced into corresponding analog audio signals. These can be amplified by the downstream amplifier 230 to the respectively required output level.
  • the setting of the amplification factor at the amplification device 200 may, for example, be digital, so that a corresponding adjustment word can be output directly and / or without further conversion from the digital signal processor 160.
  • the gain factor may be made by programming the digital-to-analog converter 220 appropriately.
  • a gain setting can also be made on the downstream amplifier 230. It is desirable that there be a unique relationship between the adjusted gain and the voltage output by the gain device 200.
  • the amplification device 200 can be provided for the reproduction or amplification of a plurality of reproduction channels.
  • the amplifying device 200 has a second digital-to-analog converter with a downstream amplifier, which is arranged parallel to the illustrated digital-to-analog converter 220 and the amplifier 230.
  • at least one parameter of the sound transducer 3 can be determined for the measuring device 120, wherein the at least one parameter comprises, for example, an impedance of the sound transducer.
  • information about the relationship between the sound level and the corresponding voltage at the output terminal 2 or at the input 30 of the sound transducer for different types of sound transducers can be stored in the memory device 150, with an assignment to a parameter being present, at least corresponds to a parameter that can be determined via the measuring device 120.
  • the measured parameter or parameters can now be compared with the parameters stored in the memory device 150 in order to detect whether the connected sound transducer 3 corresponds to a sound transducer which can be considered to be known according to the memory device 150.
  • the corresponding gain settings may be read from the memory unit 150 and used to adjust the gain device 200.
  • a standard gain setting may be selected in which, for example, a maximum output voltage of the amplifier 200 is so low that conventional sound transducers are not expected to produce sound levels that cause hearing damage could.
  • a safety factor may be provided in this case, which limits the output voltage of the amplification device 200 to a specified factor based on a theoretically maximum possible output voltage, such as one-tenth of the theoretically maximum possible output voltage.
  • the dependence of the sound level on the voltage at the input of the sound transducer ie the sensitivity of the sound transducer
  • the dependence of the sound level on the voltage at the input of the sound transducer can be predetermined for different types of sound transducers, for example by means of a calibration, and stored together with the one or more parameters in the memory device 150, wherein the parameters of the respectively connected sound transducer 3 can be determined during operation of the display device 1 via the measuring device 120.
  • the sensitivity of the connected sound transducer is not directly determined by the measuring device 120, but instead a parameter which, with the aid of previously determined values, enables a clear inference to the sensitivity of the connected sound transducer. Since even in the event that the connected transducer is not known, a safety limitation of the output voltage or the sound level, hearing damage can be prevented or the risk of hearing damage can be significantly reduced.
  • an impedance of the connected sound transducer 3 is determined by the measuring device 120.
  • the signal source can emit a current which results in a voltage across the terminals 30, 31 of the sound transducer 3.
  • This voltage can be detected by the measuring device 140, for example by analog-to-digital conversion of the applied voltage, so that an impedance value can be determined from the known output current and the measured voltage.
  • the just described impedance measurement can also be performed by delivering a voltage signal and measuring a resulting current.
  • the signal source 130 is on
  • Output 131 from a direct current which accordingly results in a measured DC voltage across the terminals 30, 31 of the transducer 30.
  • a DC impedance is determined in the connected sound transducer 3.
  • the signal source 130 outputs at the output 131 a pulsed current signal, which accordingly also comprises alternating current components. This results accordingly in a voltage response at the input
  • the AC components comprises.
  • the voltage response of the sound transducer 3 at the input 141 can be detected as a transient signal via the analog-to-digital converter 140 in order to determine, for example, an alternating-current impedance in the sound transducer 3.
  • the transient signal recorded by the measuring device 140 can also be compared with stored transient curves of known sound transducers so that a specific sound transducer can be uniquely identified by the transient course of its voltage response. The evaluation of the measured signals or transient curves can be carried out via the signal processor 160.
  • the source signal output by the signal source 130 may also be a signal with alternating components such as alternating current components.
  • alternating components such as alternating current components.
  • a two-tone signal, English dual-tone signal or a multi-tone signal is emitted, which sine waves of two or several different frequencies.
  • two or more sinusoidal vibrations of different frequencies may be superimposed in the source signal.
  • the source signal may thus have different frequency components. This in turn results in a voltage response at the input 30, 31 of the sound transducer 3, which comprises AC components and can be recorded by the analog-to-digital converter 140. Accordingly, the measurement signal may also have different frequency components.
  • the determination of the respectively connected type of sound transducer and the provision of the corresponding amplification settings can be effected, for example, when the reproduction device 1 is switched on or at a point in time at which the connection of a respective sound transducer is detected.
  • Such a detection can be realized, for example, by a corresponding contact in a connector provided for a connection of the sound transducer.
  • gain settings can also be stored in the memory device 150, which can be retrieved by appropriate programming.
  • transducers such as headphones may be classified into different classes, with a particular class indicating a range of maximum sound levels with respect to an effective input voltage VRMS. The corresponding class can be permanently set by programming the control device.
  • Table 1 shows possible parameters that can be stored in the memory device 150 for different classes of sound transducers. Table 1
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a display device 1.
  • the amplification device 200 comprises a digital-to-analog converter 220, which is used, for example, for converting digitally present audio data, and a downstream amplifier 230. Both the digital Analog converter 220 as well as the amplifier 230 can be adjusted in their output level, for example via a gain factor.
  • the playback device 1 further includes the signal source 130, which in this embodiment as a power source for Output of a test current I test is formed.
  • the current source 130 can be embodied as a direct current source or as a pulsed current source.
  • the measuring device 140 designed as an analog-to-digital converter is provided. Such an analog-to-digital converter 140 can also be used for other measuring tasks, such as the measurement of a chip temperature or the monitoring of supply voltages.
  • control device 100 which for example,
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a sound transducer 3 with a first and a second reproduction channel, which is illustrated by loudspeakers 310, 320 for a stereo signal, by way of example.
  • the right channel speaker 310, R is connected to a first terminal 30 and a second terminal 31.
  • the second loudspeaker 320, L is accordingly connected to a third terminal 32 and to the common second terminal 31. Between the first and the third terminal 30, 32 an impedance element 315 is provided.
  • the output terminal 2 has a first pad 20 for a first playback channel coupled to the terminal 30 of the acoustic transducer 3, a second pad 22 for a second playback channel coupled to the terminal 32, and a third pad 21 for a common one Reference voltage, which is coupled to the reference potential terminal 4 and the terminal 31.
  • the sound transducer 3 comprises in this embodiment, for example, a headphone or earphone.
  • the further impedance element 315 is provided whose impedance value corresponds, for example, to a specific sensitivity or from which, as explained above, a sensitivity of the sound transducer 3 or the loudspeakers 310, 320 can be deduced.
  • the impedance value of the impedance element 315 can be measured or determined, for example, via the measuring device 120, which is illustrated in detail in FIG. 1 and explained in detail there. With a corresponding evaluation of the determined impedance value of the impedance element 315, in turn gain settings for the amplification device 200 can be derived, for example by comparison with values stored in the memory device 150. In other words, can be coded by the impedance value of the impedance element 315, a certain sensitivity of the transducer 3. It is desirable that the coding for sound transducers from different manufacturers is uniform.
  • the impedance of the first and / or the second loudspeaker 310, 320 between the third contact point 21 and the first and / or the second contact point 22 can also be determined and used to derive the gain settings.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a sound transducer 3.
  • an identification unit is provided between the first and the second connection 30, 31 of the loudspeaker 310, in which, for example, a digital identification word is stored. Controlled for example by a corresponding high-frequency signal, which is generated by the signal source 130, the Identification unit in one embodiment, the digital identification word as a corresponding high-frequency voltage signal between the terminals 30, 31 back. This can be detected by the measuring device 140 and evaluated by the signal processor 160. The digital identification word can be used to read out corresponding gain settings from the memory unit 150. In a further embodiment, the digital identification word itself contains information about the sensitivity of the sound transducer 3 or the loudspeakers 310, 320.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a sound transducer 3, wherein, with reference to FIG. 5, in this exemplary embodiment the identification unit 330 is provided between the terminations 31, 32, ie the connections of the second loudspeaker 320.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a control device 100 and a sound transducer 3, in which the sound transducer 3 comprises, in addition to the loudspeakers 310, 320, a microphone 340 which is coupled to a microphone connection 33.
  • the reproduction device 1 or the control device 100 additionally comprises an input connection 5, which is coupled to the microphone connection 33.
  • the signal source 130 and the measuring device 140 of the measuring device 120 are connected to the input terminal 5.
  • the microphone 340 is for example integrated with one of the speakers rather 310, 320 together in a headphone.
  • a sound level which is generated by the respective loudspeaker can be determined. Due to the design of the Headphone should be ensured that the level in the microphone 340 is proportional to the sound level in the ear.
  • the measured sound level can accordingly be compared with a maximum permissible sound level in order to make a corresponding adjustment of the gain settings.
  • FIG. 7 can also be combined with the previously described embodiments.

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Abstract

In einer Wiedergabeeinrichtung (1) sind ein Ausgangsanschluss (2), an den ein Schallwandler (3) anschließbar ist, eine Verstärkungseinrichtung (200) sowie eine Steuerungseinrichtung (100) vorgesehen. Die Verstärkungseinrichtung (200) weist einen mit dem Ausgangsanschluss (2) gekoppelten Ausgang (210) auf. Ein Schallpegel ist von einem im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung (1) an den Ausgangsanschluss (2) angeschlossenen Schallwandler (3) in Abhängigkeit einer Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) abgebbar. Die Steuerungseinrichtung (100) kann einen Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinrichtung (200) als Funktion einer Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) einstellen. Dazu weist die Steuerungseinrichtung (100) eine Messeinrichtung (120) mit einer Signalquelle (130) zum Abgeben eines Quellsignals und einer Messvorrichtung (140) zum Aufnehmen eines Messsignals als Funktion des Quellsignals auf,die jeweils mit dem Ausgangsanschluss (2) gekoppelt sind. Die Messeinrichtung (120) ist eingerichtet, bei dem Schallwandler (3) in Abhängigkeit des Messsignals wenigstens einen Parameter zu bestimmen, aus dem sich die Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) ableiten lässt.

Description

Beschreibung
Wiedergabeeinrichtung und Verfahren zum Kalibrieren einer Wiedergabeeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Wiedergabeeinrichtung sowie ein Verfahren zum Kalibrieren einer Wiedergabeeinrichtung.
Heutzutage werden vielfach Audiospieler angeboten, bei denen eine Wiedergabe der Audiosignale wie zum Beispiel Musik über Kopfhörer oder Ohrhörer erfolgt. Jedoch ist auch eine Wiedergabe über herkömmliche Lautsprecher möglich. Den beschriebenen Wiedergabemöglichkeiten ist dabei gemeinsam, dass ein elektrisches Signal über einen Schallwandler in ein akusti- sches Signal oder Schall umgesetzt werden können. Bei der
Nutzung von Kopfhörern oder Ohrhörern, welche beispielsweise im Gehörgang des menschlichen Ohrs betrieben werden, wirkt der umgesetzte Schall nahezu direkt auf die Sinnesorgane des Ohrs ein. Wenn der Schallpegel, der von dem Schallwandler er- zeugt wird, bestimmte Werte überschreitet oder bei bestimmten Werten über einen längeren Zeitraum auf das menschliche Gehör einwirkt, kann dies zu Gehörschäden führen. Speziell bei Kindern kann es dabei vermehrt zu Gesundheitsschäden kommen, da von diesen die Gefahr von Gehörschäden vielfach unterschätzt wird.
Aus diesem Grund wird bei derzeitigen Wiedergabegeräten zur Wiedergabe von Audiosignalen versucht, den Schallpegel, welcher von einem angeschlossenen Lautsprecher oder Kopfhörer erzeugt wird, zu begrenzen. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass ein Lautstärkeregler des Wiedergabegeräts auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Dieser Grenzwert ist aber beispielsweise nur für einen bestimmten Kopfhö- rer bzw. Kopfhörertyp ermittelt und ergibt sich aus einem Wert für einen maximalen Schallpegel und einem zugehörigen Effektivwert eines Eingangssignals am Eingang des Kopfhörers bei diesem Schallpegel. Dementsprechend lässt sich der Laut- stärkeregier des Wiedergabegeräts auf einen Wert begrenzen, bei dem der Effektivwert des Eingangsignals des Kopfhörers bzw. Lautsprechers nicht überschritten wird. Eine Messung der entsprechenden Signale und das Herleiten des Maximalwerts für die Lautstärkeeinstellung werden dabei vor Auslieferung des Wiedergabegeräts im Labor vorgenommen.
Wenn im Betrieb des Wiedergabegeräts jedoch ein anderer Kopfhörer oder Lautsprecher verwendet wird, als der, für den die entsprechende Lautstärkebegrenzung ermittelt wurde, kann es dazu kommen, dass zum Beispiel aufgrund anderer Bauart des verwendeten Kopfhörers oder Lautsprechers trotz der Lautstärkebegrenzung ein zu hoher Schallpegel abgegeben wird, der wiederum zu einem Gehörschaden führen kann.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wiedergabeeinrichtung anzugeben, bei der eine Begrenzung eines Schallpegels für verschiedene anschließbare Schallwandler vereinfacht möglich ist. Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Wiedergabeeinrichtung anzugeben, mit dem sich Gehörschäden beim Benutzen der Wiedergabeeinrichtung vereinfacht vermeiden lassen.
Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbil- düngen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Wiedergabeeinrichtung einen Ausgangsanschluss, an den ein Schall- wandler anschließbar ist, und eine Verstärkungseinrichtung mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor, die einen mit dem Ausgangsanschluss gekoppelten Ausgang aufweist. Ferner ist eine Steuerungseinrichtung zum Einstellen des Verstärkungs- faktors in Abhängigkeit eines Schallpegels vorgesehen. Der
Schallpegel ist dabei von einem im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung an den Ausgangsanschluss angeschlossenen Schallwandler abgebbar und hängt von einer Spannung am Eingang des Schallwandlers ab.
Die Steuerungseinrichtung kann dabei den Verstärkungsfaktor an der Verstärkungseinrichtung so einstellen, dass diese an ihrem Ausgang eine Ausgangsspannung so abgibt, dass der gerade angeschlossene Schallwandler, also zum Beispiel ein Laut- Sprecher oder Kopfhörer, einen Schallpegel abgibt, der einen vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwert nicht überschreitet. Somit können Gehörschäden aufgrund zu hoher Schallpegel verhindert werden.
Die Steuerungseinrichtung weist eine Messeinrichtung auf, über die sich bei dem im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung an den Ausgangsanschluss angeschlossenen Schallwandler wenigstens ein Parameter bestimmen lässt. Aus dem wenigstens einen Parameter kann wiederum eine Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang des Schallwandlers abgeleitet werden .
In der Messeinrichtung kann dazu beispielsweise eine Signalquelle wie eine Stromquelle oder eine Spannungsquelle vorge- sehen sein, welche über den Ausgangsanschluss ein Signal auf die Anschlüsse des Schallwandlers gibt. Ein entsprechendes Antwortsignal, welches an den Anschlüssen des Schallwandlers resultiert, kann als Messsignal von einer Messvorrichtung aufgenommen werden. Die Messeinrichtung ist somit in der Lage, den wenigsten einen Parameter aus dem abgegebenen Quellsignal und dem resultierenden Messsignal zu bestimmen.
Beispielsweise ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, einen maximal zulässigen Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinrichtung und/oder eine maximal zulässige Spannung am Ausgang der Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit eines Maximalwerts des Schallpegels für den angeschlossenen Schall- wandler zu bestimmen und an der Verstärkungseinrichtung einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Ausgangsstrom beziehungsweise eine Ausgangsleistung der Verstärkungseinrichtung in Abhängigkeit des Maximalwerts des Schallpegels festgelegt werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Steuerungseinrichtung eine Speichereinrichtung auf, in der ein Wert gespeichert werden kann, der von dem maximal zulässigen Verstärkungsfaktor und/oder der maximal zulässigen Spannung abgeleitet ist. Dementsprechend kann die Steuerungseinrichtung entsprechende Einstellungswerte für die Verstärkungseinrichtung aus dem wenigstens einen gespeicherten Wert ableiten oder zurück gewinnen. Beispielsweise lassen sich in der Speichereinrichtung verschiedene Werte für verschiedene anschließbare Schallwand- ler ablegen, wobei im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung der jeweils für den angeschlossenen Schallwandler passende Wert für die Verstärkungseinstellung ermittelt und verwendet werden kann.
Die Messung in der Messeinrichtung kann als Gleichsignalmessung erfolgen, sodass beispielsweise eine Gleichstromimpedanz des Schallwandlers gemessen wird. In einer anderen Ausführungsform gibt die Signalquelle ein pulsförmiges Quellsignal oder ein Quellsignal mit Wechselanteilen wie beispielsweise Wechselspannungsanteilen oder Wechselstromanteilen ab, sodass die Messvorrichtung eine Impuls- antwort, eine Sprungantwort oder ein anderes transientes Signal als resultierendes Messsignal aufnehmen kann. Beispielsweise lassen sich somit eine komplexe Impedanz des Schallwandlers und/oder eine Übertragungsfunktion des Schallwandlers bestimmen. Die Messvorrichtung kann zur Messung des re- sultierenden Signals einen Analog-Digital-Wandler aufweisen, welcher sowohl für eine Gleichsignalmessung als auch für die Messung von transienten Signalen mit Wechselanteilen geeignet sein kann.
Aus dem wenigstens einen Parameter, welcher von der Messeinrichtung ermittelt wird, lässt sich auf den Typ des angeschlossenen Schallwandlers zurückschließen. Mit der so gewonnenen Information kann beispielsweise aus einer Wertetabelle, englisch look up table eine entsprechende Verstärkungsein- Stellung für die Verstärkungseinrichtung ausgelesen werden mit der ein vorgegebener Grenzwert für einen abzugebenden Schallpegel eingehalten werden kann.
In einer Ausführungsform ist die Wiedergabeeinrichtung zum Betrieb mit einem Schallwandler vorgesehen, welcher eine
Identifikationseinheit aufweist, in der Informationen über den Typ des Schallwandlers gespeichert sind. Die Messeinrichtung ist in diesem Fall in der Lage, über ein entsprechendes Signal die Identifikationseinheit auszulesen und anhand der ausgelesenen Information, welche beispielsweise den wenigstens einen Parameter umfasst, die entsprechenden Einstellungen an der Verstärkungseinrichtung vorzunehmen. Beispielswei- se umfasst der wenigstens eine Parameter ein digitales Iden- tifikationswort .
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Wiedergabeein- richtung mit einem Schallwandler betrieben werden, der beispielsweise als Kopfhörer oder Ohrhörer ausgeführt ist, wobei in dem Kopfhörer oder Ohrhörer ein Mikrofon vorgesehen oder integriert ist. Die Wiedergabeeinrichtung weist dazu einen zusätzlichen Eingangsanschluss auf, an den das Mikrofon ange- schlössen ist. Die Messeinrichtung kann über ein Signal am
Eingangsanschluss, welches von dem Mikrofon erzeugt wird, einen aktuellen bzw. momentanen Schallpegel im Kopfhörer oder Ohrhörer ermitteln. Anhand des ermittelten Schallpegels oder eines davon, zum Beispiel durch Filterung, abgeleiteten Sig- nals kann die Steuerungseinrichtung bei Bedarf eine entsprechende Anpassung der Verstärkungseinstellung und/oder des Verstärkungsfaktors vornehmen. Beispielsweise kann auch eine Tiefpassfilterung oder eine Mittelwertbildung oder eine Integration eines momentanen Schallpegels vorgenommen werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Wiedergabeeinrichtung wird wenigstens ein Parameter eines Schallwandlers, der an eine Verstärkungseinrichtung der Wiedergabeeinrichtung angeschlossen ist, ermit- telt. Aus dem wenigstens einen Parameter wird eine Bezugsgröße abgeleitet. Die Bezugsgröße gibt dabei eine Abhängigkeit eines Schallpegels von einer Spannung an einem Eingang des Schallwandlers an. Eine maximale Ausgangsspannung lässt sich als Funktion eines maximal zulässigen Schallpegels und der Bezugsgröße ermitteln. Die Verstärkungseinrichtung wird derart eingestellt, dass die ermittelte maximale Ausgangsspannung nicht überschritten wird. Somit kann eine Einstellung einer Verstärkungseinrichtung in einer Wiedergabeeinrichtung derart angepasst für einen jeweils angeschlossenen Schallwandler vorgenommen werden, dass ein bestimmter Schallpegel in dem Schallwandler im Betrieb nicht überschritten wird. Auf diese Weise lässt sich die Gefahr von Gehörschäden, die aus zu hohen Schallpegeln resultieren, vermindern.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei- spielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- bzw. wirkungsgleiche Elemente tragen gleiche Bezugszeichen.
Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung mit angeschlossenem Schallwandler,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung mit angeschlossenem Schallwandler,
Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung mit angeschlossenem Schallwandler,
Figur 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schallwand- lers,
Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers,
Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers und Figur 7 ein Ausführungsbeispiel einer Steuerungseinrichtung mit angeschlossenem Schallwandler mit integriertem Mikrofon .
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung 1, welche einen Ausgangsanschluss 2 aufweist, an die ein Schallwandler 3 angeschlossen ist. Die Wiedergabeeinrichtung 1 umfasst eine Verstärkungseinrichtung 200 mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor, welcher über ein Steuersignal an einem Steuereingang 215 der Verstärkungseinrichtung 200 gesteuert werden kann. Die Verstärkungseinrichtung weist einen Signalausgang 210 auf, der mit dem Ausgangsanschluss 2 gekoppelt ist. Die Wiedergabeeinrichtung 1 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 100, die einen Steu- erausgang 115 aufweist, welcher mit dem Steueranschluss 215 der Verstärkungseinrichtung 200 gekoppelt ist. Die Steuerungseinrichtung 100 weist zudem einen Anschluss 110 auf, der mit dem Ausgang 210 bzw. dem Ausgangsanschluss 2 gekoppelt ist .
Die Steuerungseinrichtung 100 dient dabei zum Einstellen des Verstärkungsfaktors der Verstärkungseinrichtung 200 über die Anschlüsse 115, 215. Das Einstellen des Verstärkungsfaktors erfolgt in Abhängigkeit eines Schallpegels, der bei Betrieb der dargestellten Anordnung von dem Schallwandler 3 abgegeben wird bzw. abgegeben werden kann. Der Schallpegel hängt dabei von einer Spannung am Eingang 30 der Schallwandlers 3 ab, der mit dem Ausgangsanschluss 2 gekoppelt ist. Die Abhängigkeit des Schallpegels, der von dem Schallwandler 3 in Abhängigkeit der Spannung am Anschluss 30 abgegeben wird, kann auch als Sensitivität, englisch sensitivity, bezeichnet werden und hängt unter anderem individuell von Bauart, Bauform und wei- teren Parametern des jeweils angeschlossenen Schallwandlers 3 ab .
Der Schallwandler 3 kann beispielsweise einen herkömmlichen Lautsprecher oder einen Kopfhörer oder Ohrhörer umfassen. Die Wiedergabeeinrichtung 1 ist zum Beispiel von einem Audiospieler wie einem MP3-Player, einem Mobiltelefon, einem Personal- Digital-Assistent (PDA) oder einem anderen Gerät mit Musikwiedergabefunktion und/oder Tonwiedergabefunktion umfasst.
Um beispielsweise bei einem Betrieb mit einem Kopfhörer die Gefahr von Gehörschäden zu verringern, kann die Steuerungseinrichtung 100 dazu verwendet werden, einen maximal zulässigen Verstärkungsfaktor an der Verstärkungseinrichtung 200 einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung auch eine maximal zulässige Spannung am Ausgang 210 der Verstärkungseinrichtung 200 bestimmen und an der Verstärkungseinrichtung 200 einstellen, wobei die jeweilige Einstellung auf einem vorher festgelegten Maximalwert eines Schallpegels basiert. Anders ausgedrückt ergibt sich durch die Einstellungen der Steuerungseinrichtung 100, dass der Maximalwert des Schallpegels beim Vorliegen der maximal zulässigen Spannung am Ausgang 210 nicht überschritten wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerungseinrichtung
100 über den Anschluss 110 einen oder mehrere Parameter, also wenigstens einen Parameter des Schallwandlers 3 bestimmen, aus dem sich die entsprechenden notwendigen Verstärkungseinstellungen für die Verstärkungseinrichtung 200 ableiten las- sen, um die Bedingung des maximalen Schallpegels einzuhalten.
In einer anderen Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung 100 eine hier nicht dargestellte Speichereinrichtung auf, in der ein oder mehrere Parameter für einen oder mehrere anschließbare Schallwandler gespeichert sind. Durch eine entsprechende Programmierung der Steuerungseinrichtung kann beispielsweise festgelegt werden, dass diese aus der Spei- chereinrichtung einen bestimmten Parameter oder Parametersatz auswählt, welcher einem angeschlossenen oder anzuschließenden Schallwandler entspricht. Somit kann in der Wiedergabeeinrichtung 1 eine vom Typ des Schallwandlers 3 abhängige Einstellung vorgenommen werden, die jeweils dafür sorgt, dass bei Übereinstimmung zwischen eingestelltem und angeschlossenem Typ von Schallwandler ein maximaler Schallpegel nicht überschritten wird.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wieder- gabeeinrichtung 1 mit einem Schallwandler 3. Die Verstärkungseinrichtung 200 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Digital-Analog-Wandler 220 und einen nachgeschalteten Verstärker 230 auf, dessen Ausgang mit dem Ausgang 210 der Verstärkungseinrichtung 200 gekoppelt ist.
Die Steuerungseinrichtung 100 umfasst eine Messeinrichtung 120, welche eine Signalquelle 130 und eine Messvorrichtung 140 aufweist. Die Messvorrichtung 140 ist beispielsweise als Analog-Digitalwandler ausgeführt. Die Steuerungseinrichtung 100 umfasst ferner einen digitalen Signalprozessor 160, an den eine Speichereinrichtung 150 angeschlossen ist. Der Signalprozessor 160 ist ferner mit dem Steueranschluss 115 sowie mit der Signalquelle 130 und der Messvorrichtung 140 gekoppelt. Die Signalquelle 130 und die Messvorrichtung 140 weisen jeweils einen ersten Anschluss 131, 141 auf, der mit dem Aus- gangsanschluss 2 bzw. dem Anschluss 110 der Steuerungseinrichtung 100 gekoppelt sind. Ein jeweils zweiter Anschluss 132, 142 der Signalquelle 130 und der Messvorrichtung 140 ist mit einem Bezugspotentialanschluss elektrisch verbunden. Auch die Verstärkungseinrichtung 200 und der Schallwandler 3 sind mit dem Bezugspotentialanschluss 4 gekoppelt.
Der Digital-Analog-Wandler 220 in der Verstärkungseinrichtung 200 dient beispielsweise zum Umsetzen digital vorliegender Audiosignale, welche wiedergegeben werden sollen, in entsprechende analoge Audiosignale. Diese können von dem nachgeschalteten Verstärker 230 auf den jeweils notwendigen Aus- gangspegel verstärkt werden. Die Einstellung des Verstärkungsfaktors an der Verstärkungseinrichtung 200 kann beispielsweise digital erfolgen, so dass ein entsprechendes Einstellwort direkt und/oder ohne weitere Wandlung von dem digitalen Signalprozessor 160 abgegeben werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel lässt sich der Verstärkungsfaktor durch entsprechende Programmierung des Digital-Analog- Wandlers 220 vornehmen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verstärkungseinstellung an dem nachgeschalteten Verstär- ker 230 vorgenommen werden. Es ist dabei wünschenswert, dass eine eindeutige Beziehung zwischen dem eingestellten Verstärkungsfaktor und der von der Verstärkungseinrichtung 200 abgegebenen Spannung besteht.
Auch wenn in Figur 2 schematisch nur ein einzelner Verstärkerpfad für einen Wiedergabekanal dargestellt ist, kann die Verstärkungseinrichtung 200 für die Wiedergabe beziehungsweise Verstärkung mehrerer Wiedergabekanäle vorgesehen sein. Beispielsweise weist die Verstärkungseinrichtung 200 dazu ei- nen zweiten Digital-Analog-Wandler mit nachgeschaltetem Verstärker auf, der zu dem dargestellten Digital-Analog-Wandler 220 und dem Verstärker 230 parallel angeordnet ist. Für die Messeinrichtung 120 kann, wie zuvor kurz erläutert, wenigstens ein Parameter des Schallwandlers 3 bestimmt werden, wobei der wenigstens eine Parameter beispielsweise eine Impedanz des Schallwandlers umfasst. Des weiteren können in der Speichereinrichtung 150 Informationen über die Abhängigkeit zwischen Schallpegel und entsprechender Spannung am Aus- gangsanschluss 2 bzw. am Eingang 30 des Schallwandlers für verschiedene Typen von Schallwandlern abgespeichert sein, wobei jeweils eine Zuordnung zu einem Parameter vorliegt, wel- eher dem wenigstens einen Parameter entspricht, der sich über die Messeinrichtung 120 ermitteln lässt. Der oder die gemessenen Parameter können nun mit den der Speichereinrichtung 150 gespeicherten Parametern verglichen werden, um zu erkennen, ob der angeschlossene Schallwandler 3 einem Schallwand- ler entspricht, der gemäß der Speichereinrichtung 150 als bekannt angesehen werden kann.
Für den Fall einer Übereinstimmung können die entsprechenden Verstärkungseinstellungen aus der Speichereinheit 150 ausge- lesen werden und zur Einstellung der Verstärkungseinrichtung 200 verwendet werden. Wenn jedoch der angeschlossene Schallwandler 3 nicht als ein bekannter Schallwandler erkannt werden kann, kann eine Standardverstärkungseinstellung ausgewählt werden, bei der beispielsweise eine maximale Ausgangs- Spannung der Verstärkungseinrichtung 200 so gering ist, dass mit üblichen Schallwandlern keine Schallpegel zu erwarten sind, welche zu Gehörschäden führen könnten. Beispielsweise kann in diesem Fall ein Sicherheitsfaktor vorgesehen werden, der die Ausgangsspannung der Verstärkungseinrichtung 200 auf einen festgelegten Faktor bezogen auf eine theoretisch maximal mögliche Ausgangsspannung begrenzt, wie zum Beispiel auf ein Zehntel der theoretisch maximal möglichen Ausgangsspannung . Die Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang des Schallwandlers, also die Sensitivität des Schallwandlers kann für verschiedene Typen von Schallwandlern vorab bestimmt werden, beispielsweise mittels einer Kalibrierung, und zusam- men mit dem einen oder den mehreren Parametern in der Speichereinrichtung 150 abgelegt werden, wobei die Parameter des jeweils angeschlossenen Schallwandlers 3 im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung 1 über die Messeinrichtung 120 ermittelt werden können.
Anders ausgedrückt wird durch die Messeinrichtung 120 nicht direkt die Sensitivität des angeschlossenen Schallwandlers ermittelt, sondern eine Kenngröße, die unter zu Hilfenahme vorher ermittelter Werte einen eindeutigen Rückschluss auf die Sensitivität des angeschlossenen Schallwandlers ermöglicht. Da auch für den Fall, dass der angeschlossene Schallwandler nicht bekannt ist, eine Sicherheitsbegrenzung der Ausgangsspannung bzw. des Schallpegels erfolgt, können Gehörschäden verhindert bzw. die Gefahr von Gehörschäden deutlich verringert werden.
Beispielsweise wird durch die Messeinrichtung 120 eine Impedanz des angeschlossenen Schallwandlers 3 bestimmt. Dazu kann die Signalquelle einen Strom abgeben, welcher in einer Span- nung über den Anschlüssen 30, 31 des Schallwandlers 3 resultiert. Diese Spannung kann von der Messvorrichtung 140 er- fasst werden, beispielsweise durch Analog-Digitalwandlung der anliegenden Spannung, sodass sich aus dem bekannt abgegebenen Strom und der gemessenen Spannung ein Impedanzwert bestimmen lässt. Selbstverständlich kann die eben beschriebene Impedanzmessung auch durch Abgabe eines Spannungssignals und Messen eines resultierenden Stroms durchgeführt werden.
In einem Ausführungsbeispiel gibt die Signalquelle 130 am
Ausgang 131 einen Gleichstrom ab, welcher dementsprechend in einer zu messenden Gleichspannung über den Anschlüssen 30, 31 des Schallwandlers 30 resultiert. Anders ausgedrückt wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Gleichstromimpedanz in dem angeschlossenen Schallwandler 3 bestimmt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel gibt die Signalquelle 130 an dem Ausgang 131 ein gepulstes Stromsignal ab, welches dementsprechend auch Wechselstromanteile umfasst. Dies resul- tiert dementsprechend in einer Spannungsantwort am Eingang
30, 31 des Schallwandlers 3, die Wechselspannungsanteile umfasst. Beispielsweise kann über den Analog-Digitalwandler 140 die Spannungsantwort des Schallwandlers 3 am Eingang 141 als transientes Signal erfasst werden, um daraus beispielsweise eine Wechselstromimpedanz im Schallwandler 3 zu bestimmen. Das transiente Signal, welches von der Messvorrichtung 140 aufgenommen wird, kann jedoch auch mit gespeicherten tran- sienten Verläufen bekannter Schallwandler verglichen werden, sodass sich ein bestimmter Schallwandler eindeutig durch den transienten Verlauf seiner Spannungsantwort identifizieren lässt. Die Auswertung der gemessenen Signale bzw. transienten Verläufe kann über den Signalprozessor 160 erfolgen.
Das von der Signalquelle 130 abgegebene Quellsignal kann auch ein Signal mit Wechselanteilen wie beispielsweise Wechselstromanteilen sein. Beispielsweise wird von der Signalquelle 130 ein Zweitonsignal, englisch dual tone signal oder ein Multitonsignal abgegeben, welches Sinusschwingungen zweier oder mehrerer unterschiedlicher Frequenzen umfasst. Anders ausgedrückt können in dem Quellsignal zwei oder auch mehrere Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz überlagert sein. Das Quellsignal kann somit verschiedene Frequenzkomponenten aufweisen. Dies resultiert wiederum in einer Spannungsantwort am Eingang 30, 31 des Schallwandlers 3, die Wechselspannungsanteile umfasst und von dem Analog-Digitalwandler 140 aufgenommen werden kann. Dementsprechend kann auch das Messsignal verschiedene Frequenzkomponenten aufweisen.
Die Bestimmung des jeweils angeschlossenen Typs von Schallwandler und das Vornehmen der entsprechenden Verstärkungseinstellungen kann beispielsweise bei einem Einschalten der Wiedergabeeinrichtung 1 oder zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem das Anschließen eines jeweiligen Schallwandlers detektiert wird. Eine derartige Detektion kann beispielsweise durch einen entsprechenden Kontakt in einer für einen Anschluss des Schallwandlers vorgesehenen Steckverbindung realisiert werden .
Alternativ oder zusätzlich können in der Speichereinrichtung 150 auch Verstärkungseinstellungen abgelegt sein, welche durch entsprechende Programmierung abgerufen werden können. Beispielsweise können Schallwandler wie zum Beispiel Kopfhö- rer in verschiedene Klassen eingeteilt werden, wobei eine bestimmte Klasse einen Bereich von maximalen Schallpegeln in Bezug auf eine effektive Eingangsspannung VRMS angibt. Die entsprechende Klasse kann durch Programmierung der Steuerungseinrichtung fest eingestellt werden.
Tabelle 1 zeigt mögliche Parameter, welche in der Speichereinrichtung 150 für verschiedene Klassen von Schallwandlern abgelegt werden können. Tabelle 1
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Beispielsweise ergibt sich mit den Werten der Tabelle 1 für einen Schallwandler der Klasse 2 ein Schallpegel von 100 dB für eine effektive Eingangsspannung von 1 Volt. Bei einem maximal zulässigen Schallpegel von 90 dB ergibt sich somit eine maximale zulässige effektive Ausgangsspannung der Verstärkungseinrichtung von 0,316 Volt. Schallwandler anderer Klassen resultieren in entsprechend anderen Werten, die beispielhaft in der Tabelle 1 angegeben sind.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung 1. Die Verstärkungseinrichtung 200 umfasst wie in dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 einen Digital- Analog-Wandler 220, der beispielsweise zum Umsetzen digital vorliegender Audio-Daten verwendet wird, sowie einen nachgeschalteten Verstärker 230. Sowohl der Digital-Analog-Wandler 220 als auch der Verstärker 230 können bezüglich ihres Ausgangspegels, beispielsweise über einen Verstärkungsfaktor, eingestellt werden.
Die Wiedergabeeinrichtung 1 weist ferner die Signalquelle 130 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Stromquelle zur Abgabe eines Teststrom Itest ausgebildet ist. Die Stromquelle 130 kann dabei als eine Gleichstromquelle oder als eine gepulste Stromquelle ausgeführt sein. Zur Aufnahme des resultierenden Messsignals ist die als Analog-Digital-Wandler aus- geführte Messvorrichtung 140 vorgesehen. Ein derartiger Analog-Digital-Wandler 140 kann auch für andere Messaufgaben verwendet werden, wie zum Beispiel die Messung einer Chiptemperatur oder die Überwachung von Versorgungsspannungen.
Weitere Elemente der Steuerungseinrichtung 100, welche zur
Figur 2 ausführlich erläutert ist, sind aus Übersichtsgründen in Figur 3 nicht dargestellt. Im Übrigen entsprechen aber die Funktionen insbesondere der Stromquelle 130 und des Analog- Digital-Wandlers 140 den zur Figur 2 beschriebenen.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers 3 mit einem ersten und einem zweiten Wiedergabekanal, der beispielhaft durch Lautsprecher 310, 320 für ein Stereosignal dargestellt ist. Der Lautsprecher für den rechten Kanal 310, R ist an einen ersten Anschluss 30 und an einen zweiten Anschluss 31 angeschlossen. Der zweite Lautsprecher 320, L ist dementsprechend an einen dritten Anschluss 32 und an den gemeinsamen zweiten Anschluss 31 angeschlossen. Zwischen dem ersten und dem dritten Anschluss 30, 32 ist ein Impedanzele- ment 315 vorgesehen. Der Ausgangsanschluss 2 weist eine erste Kontaktstelle 20 für einen ersten Wiedergabekanal auf, die mit dem Anschluss 30 des Schallwandlers 3 gekoppelt ist, eine zweite Kontaktstelle 22 für einen zweiten Wiedergabekanal, die mit dem Anschluss 32 gekoppelt ist, sowie eine dritte Kontaktstelle 21 für eine gemeinsame Bezugsspannung, die mit dem Bezugspotentialanschluss 4 und dem Anschluss 31 gekoppelt ist. Der Schallwandler 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel einen Kopfhörer oder Ohrhörer. Zusätzlich zu den Impedanzen, welche aus den elektrischen Eigenschaften der Lautsprecher 310, 320 resultieren, ist das weitere Impedanzelement 315 vorgesehen, dessen Impedanzwert beispielsweise einer bestimmten Sensitivität entspricht bzw. aus dem sich, wie zuvor erläutert, eine Sensitivität des Schallwandlers 3 bzw. der Lautsprecher 310, 320 herleiten lässt. Der Impedanzwert des Impedanzelements 315 kann beispielsweise über die Messeinrichtung 120, welche in Figur 1 dargestellt und dort ausführlich erläutert ist, gemessen bzw. ermittelt werden. Mit einer entsprechenden Auswertung des ermittelten Impedanzwerts des Impedanzelements 315 können wiederum Verstärkungseinstellungen für die Verstärkungseinrichtung 200 abgeleitet werden, beispielsweise durch Vergleich mit in der Speichereinrichtung 150 gespeicherten Werten. An- ders ausgedrückt kann durch den Impedanzwert des Impedanzelements 315 eine bestimmte Sensitivität des Schallwandlers 3 kodiert sein. Dabei ist es wünschenswert, dass die Kodierung für Schallwandler verschiedener Hersteller einheitlich ist.
Zusätzlich zur Bestimmung des Impedanzwerts des Impedanzelements 315 kann auch die Impedanz des ersten und/oder des zweiten Lautsprechers 310, 320 zwischen der dritten Kontaktstelle 21 und der ersten und/oder der zweiten Kontaktstelle 22 bestimmt werden und zur Herleitung der Verstärkungsein- Stellungen herangezogen werden.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers 3. In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 30, 31 des Lautsprechers 310 eine Identifikationseinheit vorgesehen, in der beispielsweise ein digitales Identifikationswort gespeichert ist. Gesteuert beispielsweise durch ein entsprechendes hochfrequentes Signal, welches von der Signalquelle 130 erzeugt wird, gibt die Identifikationseinheit in einer Ausführungsform das digitale Identifikationswort als entsprechend hochfrequentes Spannungssignal zwischen den Anschlüssen 30, 31 zurück. Dieses kann von der Messvorrichtung 140 erfasst und von dem Signal- prozessor 160 ausgewertet werden. Das digitale Identifikationswort kann dabei dazu verwendet werden, um entsprechende Verstärkungseinstellungen aus der Speichereinheit 150 auszulesen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das digitale Identifikationswort selbst Informationen über die Sensitivi- tat des Schallwandlers 3 bzw. der Lautsprecher 310, 320.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers 3, wobei, mit Verweis auf Figur 5, in diesem Ausführungsbeispiel die Identifikationseinheit 330 zwischen den An- Schlüssen 31, 32 vorgesehen ist, also den Anschlüssen des zweiten Lautsprechers 320.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Steuerungseinrichtung 100 und eines Schallwandlers 3, bei dem der Schall- wandler 3 zusätzlich zu den Lautsprechern 310, 320 ein Mikrofon 340 umfasst, das an einen Mikrofonanschluss 33 gekoppelt ist. Die Wiedergabeeinrichtung 1 bzw. die Steuerungseinrichtung 100 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich einen Eingangsanschluss 5, der mit dem Mikrofonanschluss 33 ge- koppelt ist. Ferner sind die Signalquelle 130 und die Messvorrichtung 140 der Messeinrichtung 120 an den Eingangsanschluss 5 angeschlossen.
Das Mikrofon 340 ist beispielsweise mit einem der Lautspre- eher 310, 320 gemeinsam in einem Kopfhörer integriert. Durch eine Auswertung des Mikrofonsignals über die Messeinrichtung 120 kann ein Schallpegel, welcher von dem jeweiligen Lautsprecher erzeugt wird, ermittelt werden. Durch die Bauart des Kopfhörers sollte sichergestellt werden, dass der Pegel in dem Mikrofon 340 proportional zu dem Schallpegel im Ohr ist. Der gemessene Schallpegel kann dementsprechend mit einem maximal zulässigen Schallpegel verglichen werden, um eine ent- sprechende Anpassung der Verstärkungseinstellungen vorzunehmen .
Dies ermöglicht eine Regelung der Verstärkungseinstellungen im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung. In einer weiteren Aus- führungsform kann auch ein zweites Mikrofon für den jeweils anderen Lautsprecher vorgesehen werden.
Die in Figur 7 dargestellte Ausführungsform kann auch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Wiedergabeeinrichtung (1), umfassend einen Ausgangsanschluss (2), an den ein Schallwandler (3) anschließbar ist, von dem im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung (1) ein Schallpegel in Abhängigkeit einer Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) abgebbar ist; eine Verstärkungseinrichtung (200) mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor, die einen mit dem Ausgangsanschluss (2) gekoppelten Ausgang (210) aufweist; und eine Steuerungseinrichtung (100) zum Einstellen des Verstärkungsfaktors als Funktion einer Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) ; wobei die Steuerungseinrichtung (100) eine Messeinrichtung (120) mit einer Signalquelle (130) zum Abgeben eines Quellsignals und einer Messvorrichtung (140) zum Aufnehmen eines Messsignals als Funktion des Quellsignals aufweist, die jeweils mit dem Ausgangsanschluss (2) gekoppelt sind; und wobei die Messeinrichtung (120) eingerichtet ist, bei dem im Betrieb der Wiedergabeeinrichtung (1) an den Ausgangsanschluss (2) angeschlossenen Schallwandler (3) in Abhän- gigkeit des Messsignals wenigstens einen Parameter zu bestimmen, aus dem sich die Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) ableiten lässt.
2. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinrichtung (100) eingerichtet ist, einen maximal zulässigen Verstärkungsfaktor der Verstärkungseinrichtung (200) und/oder eine maximal zulässige Spannung am Ausgang (210) der Verstärkungseinrichtung (200) in Abhängigkeit eines Maximalwerts des Schallpegels zu bestimmen und an der Verstärkungseinrichtung (200) einzustellen.
3. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 2, bei der die Steuerungseinrichtung (100) eine Speichereinrichtung (150) aufweist, die eingerichtet ist, wenigstens einen Wert zu speichern, der von dem maximal zulässigen Verstärkungsfaktor und/oder der maximal zulässigen Spannung abgelei- tet ist.
4. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
3, bei der die Messvorrichtung (140) einen Analog-Digital- Wandler aufweist.
5. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
4, bei der die Signalquelle (130) eine Stromquelle umfasst.
6. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Signalquelle (130) eingerichtet ist, das
Quellsignal als ein Gleichsignal abzugeben.
7. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
5, bei der die Signalquelle (130) eingerichtet ist, das Quellsignal als ein pulsförmiges Signal und/oder als Signal mit Wechselanteilen abzugeben.
8. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Ausgangsanschluss (2) aufweist: - eine erste Kontaktstelle (20) für einen ersten Wiedergabekanal eines Schallwandlers (3) ; eine zweite Kontaktstelle (22) für einen zweiten Wiedergabekanal eines Schallwandlers (3) ; und eine dritte Kontaktstelle (21) für eine gemeinsame Bezugsspannung des ersten und des zweiten Wiedergabekanals.
9. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 8, bei der der we- nigstens eine Parameter eine Impedanz des Schallwandlers (3) umfasst und bei der die Messeinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, die Impedanz zwischen der dritten Kontaktstelle (21) und der ersten und/oder der zweiten Kontaktstelle (20, 22) zu bestimmen .
10. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 8, bei der der wenigstens eine Parameter eine durch den Schallwandler (3) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktstelle (20, 22) vorgesehene Impedanz umfasst und bei der die Messeinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, die Impedanz zu bestimmen.
11. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Messeinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Parameter aus einer in dem Schallwandler (3) vorgesehenen Identifikationseinheit (330) auszulesen.
12. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 11, bei der der wenigstens eine Parameter ein digitales Identifikationswort umfasst .
13. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
12, bei der die Steuerungseinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Parameter mit gespeicherten Parametern zu vergleichen und den Verstärkungsfaktor in Abhängig- keit des Vergleichs einzustellen.
14. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
13, bei der der Ausgangsanschluss (2) dazu eingerichtet ist, einen Schallwandler (3) anzuschließen, der einen Kopfhörer oder einen Ohrhörer umfasst.
15. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 14, die zusätz- lieh einen Eingangsanschluss (5) aufweist, an den ein in den Kopfhörer oder Ohrhörer integriertes Mikrophon (340) anschließbar ist, wobei die Messeinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Parameter aus einem Signal am Eingangsanschluss (5) zu ermitteln.
16. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der die Verstärkungseinrichtung (200) einen Digital- Analog-Wandler (220) aufweist, dem wiederzugebende Signale digital zuführbar sind und bei dem der Verstärkungsfaktor di- gital einstellbar ist.
17. Verfahren zum Kalibrieren einer Wiedergabeeinrichtung (1) , umfassend:
Abgeben eines Quellsignals an einen Schallwandler (3), der an eine Verstärkungseinrichtung (200) der Wiedergabeeinrichtung (1) angeschlossen ist;
Aufnehmen eines Messsignals am Eingang des Schallwandlers (3) in Abhängigkeit des Quellsignals;
Ermitteln wenigstens eines Parameters des Schallwandlers (3) in Abhängigkeit des Messsignals, wobei sich aus dem wenigstens einen Parameter eine Abhängigkeit des Schallpegels von der Spannung am Eingang (30, 31, 32) des Schallwandlers (3) ableiten lässt;
Ermitteln einer maximalen Ausgangsspannung als Funktion eines maximal zulässigen Schallpegels und des wenigstens einen Parameters; und
Einstellen der Verstärkungseinrichtung (200) derart, dass die maximale Ausgangsspannung nicht überschritten wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Einstellen ein Ableiten eines Verstärkungsfaktors aus der maximalen Ausgangsspannung und ein Einstellen des Verstärkungsfaktors an der Verstärkungseinrichtung (200) umfasst.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Quellsignal als Gleichsignal abgegeben wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Quellsig- nal als pulsförmiges Signal und/oder als Signal mit Wechselanteilen abgegeben wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem das Ermitteln des wenigstens einen Parameters ein Messen einer Impedanz umfasst.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem das Ableiten der Bezugsgröße ein Vergleichen des wenigstens einen Parameters mit gespeicherten Parametern umfasst und die Ver- Stärkungseinrichtung (200) in Abhängigkeit des Vergleichs eingestellt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem das Ermitteln des wenigstens einen Parameters ein Auslesen des wenigstens einen Parameters aus einer in dem Schallwandler (3) vorgesehenen Identifikationseinheit (330) umfasst.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem der Schallwandler (3) einen Kopfhörer oder einen Ohrhörer umfasst und das Ermitteln des wenigstens einen Parameters ein Auswerten eines Signals umfasst, das von einem in den Kopfhörer oder Ohrhörer integrierten Mikrophon (340) abgegeben wird.
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