| Dokumentenidentifikation |
DE102005027278A1 28.12.2006 |
| Titel |
Vorrichtung zum Prüfen von Lautsprechern auf Funktionsfähigkeit |
| Anmelder |
AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE |
| Erfinder |
Kränzler, Alfred, 86698 Oberndorf, DE |
| DE-Anmeldedatum |
14.06.2005 |
| DE-Aktenzeichen |
102005027278 |
| Offenlegungstag |
28.12.2006 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
28.12.2006 |
| IPC-Hauptklasse |
H04R 29/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
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| Zusammenfassung |
Zum Prüfen eines Lautsprechers auf Funktionsfähigkeit wird ein erstes Mikrofon (12) auf den zu prüfenden Lautsprecher (16) ausgerichtet. Ein in vorbestimmter Ortsbeziehung zu dem ersten Mikrofon (12) stehendes zweites Mikrofon (14) ist bei auf dem Lautsprecher (16) ausgerichteten ersten Mikrofon (12) am Lautsprecher (16) vorbei ausgerichtet, so dass es die Umgebungsgeräusche erfasst. Es ist eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, welche die Lautstärke, die das erste Mikrofon (12) aufnimmt oder erfasst, mit der Lautstärke vergleicht, die das zweite Mikrofon (14) aufnimmt.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Lautsprechern
auf Funktionsfähigkeit.
Zur Prüfung von Lautsprechern werden üblicherweise eine
Vielfalt von Signalen auf diese Lautsprecher gegeben, mit einem Mikrofon aufgenommen
und ausgewertet. Eine solche Prüfung ist in der DE
196 12 981 A1 beschrieben.
Unter manchen Umständen ist eine solche Prüfung jedoch zu
aufwendig. Es genügt festzustellen, ob der Lautsprecher als solcher funktionsfähig
ist, also in Ordnung ist oder nicht. Beispielsweise kann in der Automobilindustrie
ein in eine Fahrzeugkabine eingebauter Lautsprecher daraufhin zu überprüfen
sein, ob er korrekt eingebaut ist und funktioniert. Bisher erfolgt eine solche Kontrolle
durch einen Werksangehörigen, der eine einfache Hörprobe vornimmt. Die
Prüfung des Lautsprechers erfolgt also rein subjektiv.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein objektives Verfahren zum Prüfen
von Lautsprechern auf Funktionsfähigkeit zu ermöglichen, indem eine Verrichtung
zum Prüfen von Lautsprechern auf Funktionsfähigkeit bereitgestellt wird,
die den Gesamtvorgang automatisiert.
Eine solche Vorrichtung wird gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt
und ein solches Verfahren wird gemäß Patentanspruch 9 bereitgestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein erstes Mikrofon
auf, das auf einen Lautsprecher ausrichtbar ist und ein in vorbestimmter Ortsbeziehung
zu dem ersten Mikrofon stehendes zweites Mikrofon, das bei auf den Lautsprecher
ausgerichtetem ersten Mikrofon am Lautsprecher vorbei ausgerichtet ist, so dass
es die Umgebungsgeräusche erfasst.
Unter vorbestimmter Ortsbeziehung ist hier jede Beziehung zu verstehen,
die von dem zweiten Mikrofon aufgenommene Signale in eine Sachbeziehung zu von dem
ersten Mikrofon aufgenommenen Signale setzen lässt. Es geht hierbei darum,
dem Begriff des Umgebungsgeräusches durch die feste Ortsbeziehung zu definieren.
Ist das erste Mikrofon auf den Lautsprecher ausgerichtet, so erfasst das zweite
Mikrofon Geräusche neben dem Lautsprecher, die als Umgebungsgeräusche
interpretiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Vergleichseinrichtung
zum Vergleichen der Lautstärke auf, die das erste Mikrofon aufnimmt, mit der
Lautstärke, die das zweite Mikrofon aufnimmt.
Naturgemäß muss bei funktionierendem Lautsprecher, wenn
dieser eingeschaltet ist, die Lautstärke, die das erste Mikrofon aufnimmt,
welches auf den Lautsprecher ausgerichtet ist, größer sein als die Umgebungslautstärke,
wobei die Umgebungslautstärke einen Anteil von Signalen aus dem Lautsprecher
auf indirektem Wege (nach Reflexion etc.) umfasst. Ist der Lautstärkeunterschied
zwischen den beiden Lautstärken gleich Null, so funktioniert der Lautsprecher
nicht.
Bevorzugt wird ein Mindestlautstärkeunterschied zwischen dem
ersten und dem zweiten Mikrofon vorgegeben. Die Vergleichseinrichtung gibt dann
ein Signal ab, welches kennzeichnet, dass der Lautsprecher in Ordnung ist, wenn
mindestens der Mindestlautstärkeunterschied vorliegt und gibt bevorzugt sonst
ein Signal ab, das kennzeichnet, dass der Lautsprecher nicht in Ordnung ist. Das
Signal kann einem Signallicht oder einer akustischen Anzeige zugeführt sein.
Das Signallicht leuchtet auf oder die akustische Anzeige ertönt, wenn der Lautsprecher
aufgrund des Lautstärkeunterschiedskriterium in Ordnung ist. Ein weiteres Lichtsignal
auf einem anderen Signallicht oder ein anderes akustisches Signal kann abgegeben
werden, wenn der Lautsprecher aufgrund des Lautstärkeunterschiedskriteriums
nicht in Ordnung ist.
An der Vorrichtung kann insbesondere ein Regler (ein Potentiometer)
vorgesehen sein, an dem der Lautstärkeunterschied vorgebbar ist. Ein typischer
Lautstärkeunterschied wird als Pegel gemessen (in dB) und beträgt 5 dB.
Auch andere Werte zwischen 2 und 10 dB oder bevorzugt zwischen 3 und 8 dB sind sinnvoll.
In der Vorrichtung kann in Anpassung an die Art des zu prüfenden
Lautsprechers ein Bandpassfilter zuschaltbar sein, so dass bei einem Hochtöner
besonders die hohen Frequenzen untersucht werden und bei einem Tieftöner besonders
die tiefen Frequenzen. Umgebungsgeräusche anderer Frequenzen auf dem zweiten
Mikrofon müssen nicht mit entsprechenden Frequenzen auf dem ersten Mikrofon
verglichen werden, wenn der Lautsprecher diese Frequenzen überhaupt nicht bevorzugt
abgibt.
Die vorbestimmte Ortsbeziehung der beiden Mikrofone kann eine normale
parallele Beabstandung von zwei Mikrofonen beinhalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist das zweite Mikrofon gegenüber dem ersten Mikrofon leicht gekippt, in einem
Winkel von 15 bis 60 Grad, bevorzugt von 30 bis 45 Grad. Hierbei sollte das zweite
Mikrofon im Wesentlichen dieselbe Richtcharakteristik wie das erste Mikrofon haben.
Das erste Mikrofon kann auch eine eingeschränkte Richtcharakteristik
haben, während das zweite Mikrofon eine Kugelcharakteristik haben kann.
Die Kippung des zweiten Mikrofons gegenüber dem ersten Mikrofon
bewirkt, dass das zweite Mikrofon unmittelbar neben dem ersten Mikrofon vorgesehen
sein kann und dennoch nur die Umgebungssignale erfasst und nicht direkt von dem
Lautsprecher herrührende Signale. Die Vorrichtung kann daher extrem kompakt
gebaut sein. Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Vorrichtung als tragbares
Gerät ausgebildet. Das tragbare Gerät ist beispielsweise mit Batterie
betrieben und verfügt über einen Einschalttaster, so dass es nur arbeitet,
wenn der Taster herabgedrückt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen eines
Lautsprechers auf Funktionsfähigkeit kommt es insbesondere darauf an, dass
die von dem ersten Mikrofon erfasste Lautstärke, die der von dem zu prüfenden
Lautsprecher abgegebenen Lautstärke entspricht, zeitgleich mit der Umgebungslautstärke
gemessen wird, welche das zweite Mikrofon aufnimmt, so dass die von dem Lautsprecher
abgegebene Lautstärke und die Umgebungslautstärke in einer Vergleichseinrichtung
miteinander verglichen werden können.
Entsprechend kann die Vergleichseinrichtung aufgrund eines vorgegebenen
Mindestlautstärkeunterschieds zwischen den zu prüfenden Lautsprechern
und der Umgebung ein Signal abgeben, das kennzeichnet, ob der Lautsprecher in Ordnung
ist oder nicht.
Bei dem tragbaren Gerät wird eines der ortsfesten Mikrofone zur
Prüfung des Lautsprechers auf Funktionsfähigkeit auf den Lautsprecher
ausgerichtet, und das andere Mikrofon zielt neben den Lautsprecher. Dadurch, dass
die beiden Mikrofone zueinander ortsfest vorgesehen sind, ergibt sich bei Ausrichtung
des ersten Mikrofons auf den Lautsprecher eine typische Ausrichtung des zweiten
Mikrofons auf eine Umgebung des Lautsprechers. Hierbei wird von typischen Richtcharakteristiken
von Lautsprecher und Mikrofon ausgegangen.
Die Erfindung wird nun nachfolgend näher unter Bezug auf die
beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
1 eine als tragbares Gerät ausgebildete erfindungsgemäße
Vorrichtung bei Ausrichtung auf einen zu prüfenden Lautsprecher,
2 eine Prinzipschaltung des Geräts gemäß
1 bei analogem Aufbau und
3 eine Prinzipschaltung des Geräts gemäß
1 bei digitalem Aufbau.
In 1 ist als tragbares Gerät
10 eine Vorrichtung zum Prüfen eines Lautsprechers auf Funktionsfähigkeit
gezeigt. Das Gerät ist hier als länglicher Kasten dargestellt, an dessen
einem Ende, welches dem Lautsprecher zuzuwenden ist, zwei Mikrofone 12
und 14 vorgesehen sind. Das erste Mikrofon 12 steht senkrecht
von dem Gerät 10 weg. Das zweite Mikrofon 14 steht in einem
Winkel von hier etwa 30 Grad zum ersten Mikrofon. Die beiden Mikrofone sollen dieselbe
Richtcharakteristik haben, die hier ellipsenförmig angedeutet ist. Alternativ
kann das zweite Mikrofon 14 eine kugelförmige Richtcharakteristik
haben und das erste Mikrofon 12 eine Keulencharakteristik. Das tragbare
Gerät 10 ist hier auf einen Lautsprecher 16 ausgerichtet
dargestellt. Bei dieser Ausrichtung weist die Richtcharakteristik des ersten Mikrofons
12 (deren Mitte ist strichpunktiert angedeutet) direkt auf das Zentrum
des Lautsprechers 16. Die Richtcharakteristik des zweiten Lautsprechers
14, welche ebenfalls strichpunktiert angedeutet ist, ist bei der vorschriftsgemäßen
Ausrichtung des ersten Mikrofons 12 auf den Lautsprecher 16 an
den Lautsprecher 16 vorbeigeführt, d. h. sie führt neben den
Lautsprecher und erfasst somit die Umgebungsgeräusche.
Das tragbare Gerät 10 ist batteriebetrieben und wird
über einen Einschalttaster 18 eingeschaltet. Das Gerät arbeitet
nur dann, wenn der Taster 18 niedergedrückt ist. Es gibt der zuvor
eingeschaltete oder aktive Lautsprecher 16 Schall ab. An dem ersten Mikrofon
12 kommt Schall von dem Lautsprecher 16 zuzüglich von Umgebungsgeräuschen
an, an dem zweiten Mikrofon 14 kommen ausschließlich Umgebungsgeräusche
an. Über einen Regler 20 kann nun ein Mindestlautstärkeunterschied
vorgegeben werden, ab dem der Lautsprecher 16 als funktionsfähig gilt.
Ein typischer Wert hierfür beträgt 5 dB. Der Regler 20 kann beispielsweise
eine Skala von zwischen 2 dB und 15 dB aufweisen.
Eine Vergleichseinrichtung in dem tragbaren Gerät 10
ermittelt nun, ob der Lautstärkepegel an dem Mikrofon 12 und
14 derart ist, dass der Unterschied mindestens dem an dem Regler
20 eingestellten Dezibelwert entspricht, oder ob dies nicht der Fall ist.
Die Vergleichseinrichtung gibt entsprechend ein Signal ab, ob der Lautsprecher
16 als in Ordnung zu betrachten ist oder als nicht in Ordnung. Es ist eine
erste LED 22 vorgesehen, die aufleuchtet, wenn der Lautsprecher gemäß
dem Lautstärkeunterschiedskriterium in Ordnung ist, und eine zweite LED
24 ist vorgesehen, die aufleuchtet, wenn der Lautsprecher 16 gemäß
dem Lautstärkeunterschiedskriterium nicht in Ordnung ist.
Wird beispielsweise als minimale Differenz der Umgebungslautstärke
zur Lautsprecherlautstärke 5 dB eingegeben, so beträgt bei einer Umgebungslautstärke
von 70 dB, welche das Mikrofon 14 aufnimmt, der Grenzwert für die
von dem Mikrofon 12 aufgenommene Lautstärke 75 dB. Beträgt die
von dem zweiten Mikrofon 14 aufgenommene Umgebungslautstärke 78 dB,
so bewirkt ein am Regler 20 eingestellte Unterschied von 5 dB, dass ein
Grenzwert für die Lautstärke des Lautsprechers 16 am Mikrofon
12 83 dB beträgt. Da das tragbare Gerät 10 immer dann
funktioniert, wenn der Einschalttaster niedergedrückt ist, leuchtet entweder
die Leuchtdiode 22 oder die Leuchtdiode 24 auf. Es ist damit sofort
ablesbar, ob der Lautsprecher 16 gemäß dem vorgegebenen Kriterium
funktioniert oder nicht.
Um eine Anpassung an bestimmte Lautsprechertypen vorzunehmen, ist
ein Bandpassfilter zuschaltbar, so dass die Analyse nur bei vorbestimmten typischen
Lautsprecherfrequenzen erfolgt. Der Bandpass kann über einen einfachen Schalter
26 ein- und ausgestellt werden.
Das Innenleben des tragbaren Geräts 10 ist in der
2 dargestellt. Hier sind gegenüber der
1 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
Herzstück des tragbaren Geräts 10 ist ein Komparator (eine Vergleichseinheit)
28 mit zwei Eingängen, an denen zwei analoge Signale ankommen, die
die Lautstärke repräsentieren, welche die Mikrofone 12 und
14 und nachgeordnete Verstärker 31 und 32 aufnehmen,
wobei diese Signale eventuell einen Bandpass durchlaufen haben (je nach Stellung
des Schalters 26). Der Komparator 28 vergleicht die beiden einkommenden
einlaufenden Signale anhand eines Unterschiedskriteriums, welches über den
Regler 20 eingegeben ist. Der Komparator 28 hat zwei Ausgänge,
wobei eine erste Leuchtelektrode 22 angesteuert ist, wenn dem Unterschiedskriterium
aufgrund der Einstellung am Schalter 20 genügt ist, d. h. wenn der
Lautsprecher 16 in Ordnung ist (in der Figur als i.O. abgekürzt),
und der Komparator 28 steuert eine zweite Leuchtelektrode 24 an,
wenn der eingestellte Mindestunterschied 20 zwischen den Lautstärken
an den Lautsprechern 12 und 14 unterschritten ist, d. h. Lautsprecher
16 als nicht in Ordnung („n.i.O.") anzusehen ist.
3 zeigt eine Abwandlung, in dem anstelle eines analogen
Komparators ein Mikrocontroller 30 mit Analog/Digitalwandlern AD1 und AD2
vorgesehen ist. Der Regler 20 ist hier als Kodier-Schalter ausgeführt,
wobei der Lautstärkeunterschied binär definiert wird. Es stehen
16 Stufen zur Verfügung (mit den Eingängen D1 bis D4). Auch hier
ist ein Bandpass vorgesehen.
Das tragbare Gerät 10 ist besonders einfach zu bedienen,
es muss nur darauf geachtet werden, dass bei eingeschaltetem Lautsprecher
16 das Mikrofon 12 auf den Lautsprecher 16 hin ausgerichtet
ist, so dass das Mikrofon 14 die Umgebungslautstärke erfassen kann.
Kleineren Schwankungen bei der genauen Ausrichtung des Mikrofons
12 wird durch die Tatsache Rechnung getragen, dass der am Regler
20 eingestellte Unterschied nicht einfach Null ist, sondern einem Mindestkriterium
genügt und beispielsweise auf 5 dB eingestellt wird.
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| Anspruch[de] |
Vorrichtung (10) zum Prüfen von Lautsprechern (16)
auf Funktionsfähigkeit,
mit einem ersten Mikrofon (12), das auf einen Lautsprecher (16)
ausrichtbar ist und
mit einem in vorbestimmter Ortsbeziehung zu dem ersten Mikrofon (12) stehenden
zweiten Mikrofon (14), das bei auf den Lautsprecher (16) ausgerichtetem
ersten Mikrofon am Lautsprecher (16) vorbei ausgerichtet ist, so dass es
die Umgebungsgeräusche erfasst und mit
einer Vergleichseinrichtung (28, 30) zum Vergleichen der Lautstärke,
die das erste Mikrofon (12) aufnimmt, mit der Lautstärke, die das
zweite Mikrofon (14) aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mindestlautstärkenunterschied
zwischen dem ersten Mikrofon (12) und dem zweiten Mikrofon (14)
vorgebbar ist, wobei die Vergleichseinrichtung (28, 30) ein Signal
abgibt, das kennzeichnet, dass der Lautsprecher (16) in Ordnung ist, wenn
mindestens der Mindestlautstärkeunterschied vorliegt und bevorzugt sonst ein
Signal abgibt, das kennzeichnet, dass der Lautsprecher (16) nicht in Ordnung
ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Regler (20),
an dem der Mindestlautstärkeunterschied vorgebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Signallicht (22) aufleuchtet, wenn der Lautsprecher (16) aufgrund
des Lautstärkeunterschiedskriterium in Ordnung ist und bevorzugt ein weiteres
Signallicht (24) aufleuchtet, wenn der Lautsprecher (16) aufgrund
des Lautstärkeunterschiedskriteriums nicht in Ordnung ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in Anpassung an die Art des zu prüfenden Lautsprechers (16) ein
Bandpassfilter (26) zuschaltbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Mikrofon (14) in einem Winkel von 15 bis 60 Grad, bevorzugt
30 bis 45 Grad zum ersten Mikrofon (12) steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sie als tragbares Gerät (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das tragbare
Gerät (10) batteriebetrieben ist, über einen Einschalttaster
(18) verfügt und nur arbeitet, wenn der Einschalttaster (18)
herabgedrückt ist.
Verfahren zum Prüfen eines Lautsprechers (16) auf Funktionsfähigkeit,
dadurch gekennzeichnet, dass
zeitgleich ein erstes Mikrofon (12) die von dem zu prüfenden Lautsprecher
(16) abgegebene Lautstärke misst und ein zweites Mikrofon (14)
die Umgebungslautstärke misst,
und dass die von dem Lautsprecher (16) abgegebene Lautstärke und die
Umgebungslautstärke in einer Vergleichseinrichtung (28,
30) miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung
(28, 30) aufgrund eines vorgegebenen Mindestlautstärkeunterschieds
(20) zwischen den zu prüfenden Lautsprechern (16) und der
Umgebung ein Signal abgibt, das kennzeichnet, ob der Lautsprecher (16)
in Ordnung ist oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem
tragbaren Gerät (10) von zwei zueinander ortsfesten Mikrofonen (12,
14) zur Messung der Lautstärke des Lautsprechers (16) ein
Mikrofon (12) auf den zu prüfenden Lautsprecher (16) ausgerichtet
wird und an beiden Mikrofonen (12, 14) zeitgleich gemessen wird.
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