DE10136676A1

DE10136676A1 - Protecting audio amplifier against overheating, e.g. for vehicle-mounted system, involves reducing output power of amplifier for low frequency components if operating temperature reaches or exceeds threshold

Info

Publication number: DE10136676A1
Application number: DE2001136676
Authority: DE
Inventors: Stefan Gierl; Christoph Benz; Michael Zeller
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH; Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH; Harman Becker Automotive Systems Becker Division GmbH
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-20

Abstract

The method involves regulating the output power of the audio amplifier (V) downwards if the operating temperature of the amplifier reaches or exceeds a predefined threshold value. When the threshold value is reached or exceeded only the amplification of the low frequency signal components of the audio signal (A1) is regulated, e.g. by reducing bass boost. The amplifier temperature is preferably sensed by an NTC device (F). Frequency response is controlled using DSP, with the temperature sensor output being digitized to produce a control signal (RS) for input to a signal processor. The audio signals with modified spectral energy are converted back to analog form to feed the audio power amplifier. An Independent claim is also included for an audio amplifier.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Audioverstärkers vor Überhitzung, wobei die Ausgangsleistung des Audioverstärkers heruntergeregelt wird, wenn die Betriebstemperatur des Audioverstärkers einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. The invention relates to a method for protecting a Audio amplifier from overheating, the output power of the Audio amplifier is turned down when the Operating temperature of the audio amplifier a predetermined threshold exceeds.

Die Erfindung betrifft weiter einen Audioverstärker, bei welchem die Verstärkung in Abhängigkeit von seiner Temperatur regelbar ist. The invention further relates to an audio amplifier which is the gain depending on its temperature is adjustable.

Audioverstärker, die z. B. in ein Kraftfahrzeug eingebaut sind, können wegen der häufig in einem Fahrzeug herrschenden hohen Temperaturen bei voller Aussteuerung auf unzulässig hohe Temperaturen erwärmt werden, welche sogar die im Audioverstärker eingebauten Halbleiterbausteine zerstören können. Audio amplifier, the z. B. installed in a motor vehicle are, because of the often prevailing in a vehicle high temperatures at full control to impermissibly high Temperatures are heated, which even those in Audio amplifier built-in semiconductor devices can destroy.

Um Audioendverstärker vor Überhitzung zu schützen, ist es bekannt, die gesamte Ausgangsleistung des Audioverstärkers herunterzuregeln, wenn die Betriebstemperatur des Audioverstärkers den höchstzulässigen Wert erreicht oder übersteigt. Diese Maßnahme schützt zwar den Audioendverstärker wirkungsvoll vor Beschädigung oder gar Zerstörung, hat aber den Nachteil, daß die Lautstärke deutlich wahrnehmbar verringert wird, was den Klangeindruck bei lauten Umgebungsgeräuschen, wie z. B. während der Fahrt in einem Kraftfahrzeug, erheblich beeinträchtigt. To protect audio power amplifiers from overheating, it is known the total output power of the audio amplifier down when the operating temperature of the Audio amplifier reaches or exceeds the maximum permissible value. This The measure effectively protects the audio power amplifier Damage or even destruction, but has the disadvantage that the volume is noticeably reduced, which the Sound impression with loud ambient noises, such as B. while driving in a motor vehicle, considerably impaired.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einerseits einen Audioverstärker vor unzulässiger Erwärmung zu schützen, andererseits aber eine möglichst hohe Lautstärke halten zu können. It is therefore an object of the invention, on the one hand To protect audio amplifiers from excessive heating, on the other hand but to be able to keep the volume as high as possible.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß bei Erreichen oder Überschreiten des vorgebbaren Schwellwertes nur die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile im Audiosignal heruntergeregelt wird. In procedural terms, this task is carried out with specified features solved in that when reaching or If the predefinable threshold value is exceeded, only the gain the low-frequency signal components in the audio signal is turned down.

Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe bei einem Audioverstärker mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß nur die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile im Audiosignal herunterrregelbar ist, wenn die Betriebstemperatur des Audioverstärkers einen vorgebbaren Schwellwert erreicht oder überschreitet. In terms of device, this task becomes with an audio amplifier solved with the features specified in claim 4, that only the amplification of the low-frequency signal components in Audio signal can be reduced when the operating temperature of the audio amplifier reaches a predefinable threshold value or exceeds.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei der Erfindung nicht die gesamte Ausgangsleistung des Audioverstärkers verringert, wenn unzulässig hohe Temperaturen erreicht werden. Vielmehr wird erfindungsgemäß nur die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile im Audiosignal verringert. In contrast to the prior art, the invention not the total output power of the audio amplifier reduced if unacceptably high temperatures are reached. Rather, according to the invention, only the amplification of the low-frequency signal components in the audio signal reduced.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß in einem Audiosignal die tieffrequenten Signalanteile üblicherweise die größten Amplituden und daher auch den größten Energieanteil aufweisen. Es genügt daher in vielen Fällen, nur die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile zu verringern, um eine unzulässig hohe Erwärmung des Audioverstärkers wirkungsvoll zu verhindern. Bei dieser Maßnahme bleiben trotz wirksamen Schutzes vor Überhitzung das volle Klangbild und die volle Lautstärke weitgehend erhalten. The invention is based on the knowledge that in one Audio signal the low-frequency signal components usually the largest amplitudes and therefore also the largest energy component exhibit. It is therefore sufficient in many cases, only that Amplification of the low-frequency signal components to reduce a impermissibly high heating of the audio amplifier prevent. This measure remains effective despite Protection against overheating the full sound and the full Volume largely preserved.

Die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile wird heruntergeregelt, wenn die Temperatur des Audioverstärkers einen vorgebbaren Schwellwert erreicht oder überschreitet. Nimmt die Temperatur wieder unkritische Werte an, so wird die Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile wieder bis zum eigentlich richtigen Wert erhöht. The amplification of the low-frequency signal components is turned down when the temperature of the audio amplifier a Predeterminable threshold value reached or exceeded. Take that Temperature again uncritical values, so the Amplification of the low-frequency signal components up to actually correct value increases.

Die Regelung der Verstärkung der tieffrequenten Signalanteile kann z. B. in einem dem Audioverstärker vorgeschalteten digitalen Signalprozessor erfolgen, der von einem Regler gesteuert wird. Der Regler wertet das von einem Temperaturfühler gelieferte Meßsignal aus, der die Temperatur an einer geeigneten Stelle des Audioverstärkers mißt. Vorzugsweise wird für den Temperaturfühler ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, ein sog. NTC-Widerstand, vorgesehen. The regulation of the amplification of the low-frequency signal components can e.g. B. upstream of the audio amplifier digital signal processor, which is controlled by a controller becomes. The controller evaluates this from a temperature sensor Delivered measurement signal, the temperature at a suitable Place of the audio amplifier measures. Preferably for the Temperature sensor is a resistor with negative Temperature coefficient, a so-called NTC resistor, provided.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Audioendverstärkergruppe wird die Erfindung näher beschrieben und erläutert. Based on the embodiment shown in the figure audio amplifier group according to the invention becomes the invention described and explained in more detail.

Das analoge Audiosignal A1 liegt am Eingang eines ersten Analog-Digital-Wandlers ADW1, dessen Ausgang mit dem Eingang eines digitalen Signalprozessors DSP verbunden ist. Der Ausgang des digitalen Signalprozessors DSP ist mit dem Eingang eines Digital-Analog-Wandlers DAW verbunden, dessen Ausgang an den Eingang eines Verstärkers V angeschlossen ist. An die Ausgänge des Verstärkers V sind mehrere Lautsprecher L angeschlossen. Der Ausgang eines Temperaturfühlers F, der an einer geeigneten Stelle des Verstärkers V zur Messung der Betriebstemperatur angeordnet ist, ist mit dem Eingang eines zweiten Analog- Digital-Wandlers ADW2 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Reglers R verbunden ist. Der Ausgang des Reglers R ist mit dem Steuereingang des digitalen Signalprozessors DSP verbunden. The analog audio signal A1 is at the input of a first one Analog-digital converter ADW1, the output of which is connected to the input a digital signal processor DSP is connected. The exit of the digital signal processor DSP is connected to the input one Digital-to-analog converter DAW connected, the output of which Input of an amplifier V is connected. To the exits of the amplifier V several speakers L are connected. The output of a temperature sensor F connected to a suitable one Position of the amplifier V for measuring the operating temperature is arranged with the input of a second analog Digital converter ADW2 connected, the output of which Input of a controller R is connected. The output of the regulator R is with the control input of the digital signal processor DSP connected.

Der Temperaturfühler F, z. B. ein NTC-Widerstand, mißt an einer geeigneten Stelle die Betriebstemperatur des Audioverstärkers V und liefert ein analoges Meßsignal AM an den Eingang des zweiten Analog-Digital-Wandlers ADW2. Das vom zweiten Analog-Digital-Wandler ADW2 erzeugte digitale Meßsignal DM wird dem Eingang des Reglers R zugeführt, dessen Ausgangssignal RS den digitalen Signalprozessor DSP steuert, in welchem die tieffrequenten Signalanteile des vom ersten Analog-Digital- Wandler ADW1 gelieferten digitalen Audiosignales D1 in Abhängigkeit von der gemessenen Betriebstemperatur des Verstärkers V gedämpft werden. Der digitale Signalprozessor DSP liefert daher bei kritischen Betriebstemperaturen des Audioverstärkers V ein digitales Audiosignal D2, dessen tieffrequente Signalanteile gedämpft sind oder, mit anderen Worten ausgedrückt, kleinere Amplituden aufweisen, als es eigentlich der Fall sein sollte. Der Digital-Analog-Wandler DAW wandelt dieses im tieffrequenten Teil stärker gedämpfte digitale Audiosignal D2 in ein analoges Audiosignal A2 um, welches der Verstärker V verstärkt und den Lautsprechern L zuführt. The temperature sensor F, z. B. an NTC resistor, gauges a suitable place the operating temperature of the Audio amplifier V and delivers an analog measurement signal AM to the input of the second analog-digital converter ADW2. The second Analog-digital converter ADW2 generated digital measurement signal DM is fed to the input of the controller R, whose output signal RS controls the digital signal processor DSP, in which the low-frequency signal components from the first analog-digital Converter ADW1 supplied digital audio signals D1 in Depends on the measured operating temperature of the amplifier V can be damped. The digital signal processor DSP delivers therefore at critical operating temperatures of the audio amplifier V is a digital audio signal D2, the low-frequency Signal components are damped or, in other words, have smaller amplitudes than is actually the case should. The digital-to-analog converter DAW converts this low-frequency part more attenuated digital audio signal D2 into an analog audio signal A2, which the amplifier V amplified and feeds the speakers L.

Die Erfindung ist insbesondere für einen Audioendverstärker einer in ein Kraftfahrzeug eingebauten Audioanlage geeignet. Bezugszeichenliste ADW1 Analog-Digital-Wandler
ADW2 Analog-Digital-Wandler
AM analoges Meßsignal
A1 analoges Audiosignal
A2 analoges Audiosignal mit gedämpften tieffrequenten Signalanteilen
DAW Digital-Analog-Wandler
DM digitales Meßsignal
DSP digitaler Signalprozessor
D1 digitales Audiosignal
D2 digitales Audiosignal mit gedämpften tieffrequenten Signalanteilen
F Temperaturfühler
L Lautsprecher
R Regler
RS Ausgangssignal des Reglers
V Audioverstärker
The invention is particularly suitable for an audio power amplifier of an audio system installed in a motor vehicle. LIST OF REFERENCE NUMBERS ADW1 analog to digital converter
ADW2 analog-to-digital converter
AM analog measurement signal
A1 analog audio signal
A2 analog audio signal with damped low-frequency signal components
DAW digital-to-analog converter
DM digital measurement signal
DSP digital signal processor
D1 digital audio signal
D2 digital audio signal with damped low-frequency signal components
F temperature sensor
L speaker
R controller
RS output signal from the controller
V audio amplifier

Claims

1. A method for protecting an audio amplifier (V) against overheating, the output power of the audio amplifier (V) being regulated down when the operating temperature of the audio amplifier (V) reaches or exceeds a predefinable threshold value, characterized in that when the predefinable threshold value is reached or exceeded only the gain of the low-frequency signal components in the audio signal (A1) is reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Operating temperature of the audio amplifier (V) by means of a Temperature sensor (F) is measured.

3. The method according to claim 2, characterized in that the analog audio signal (A1) by means of a first analog-digital Converter (ADW1) into a digital audio signal (D1) is converted to the receipt of a digital Signal processor (DSP) is fed that the digital output signal (D2) of the digital signal processor (DSP) the input a digital-to-analog converter (DAW) is supplied, the analog output signal (A2) the input of the Audio amplifier (V) is supplied, that of which the temperature of the audio amplifier (V) measuring temperature sensor (F) generated analog measurement signal (AM) by means of a second Analog-to-digital converter (ADW2) is digitized, its Output signal - the digital measurement signal (DM) - the input a controller (R) is supplied, the output signal (RS) the amplification or attenuation of the low-frequency Signal components of the digital audio signal (D1) in digital signal processor (DSP) regulates.

4. Audio amplifier (V), in which the gain in Is adjustable depending on its temperature, characterized in that only the Amplification of the low-frequency signal components in the Audio signal (A1) can be reduced when the Operating temperature of the audio amplifier (V) a predetermined Threshold reached or exceeded.

5. Audio amplifier (V) according to claim 4, characterized in that the analog audio signal (A1) at the input of a first analog Digital converter (ADW1), whose output is connected to the Input of a digital signal processor (DSP) is connected, that the output of the digital signal processor (DSP) with connected to the input of a digital-to-analog converter (DAW) is whose output is connected to the input of the audio amplifier (V) is connected to the audio amplifier (V) Temperature sensor (F) is provided, the output of which with the Input of a second analog-digital converter (ADW2) is connected, and that the output of the second analog-digital Converter (ADW2) with the input of a controller (R) is connected, the output of which is connected to the control input of the digital signal processor (DSP) is connected.

6. Method or audio amplifier according to one of the Claims 1-5, characterized in that for the Audio amplifier (V) a power amplifier is provided or at the outputs of which at least one loudspeaker (L) is or is connected.

7. The method according to claim 2, 3 or 6 or amplifier according to Claim 5 or 6, characterized in that for the Temperature sensor (F) a resistor with negative Temperature coefficient, a so-called NTC resistor, is provided or is.