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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls mittels eines eindimensionalen, in digitaler Schaltungstechnik realisierten Wellenleiters.
Einrichtungen zur Erzeugung künstlichen Nachhalls lösen das unverhallte Signal regellos dispersiv auf. Sie sollen daher eine dichte, unregelmässige Pol- und Nullstellenverteilung haben, um Flatterechos und Klangfärbungen zu vermeiden. Vorzugsweise soll der Frequenzgang der Hallzeit mit zunehmender Frequenz abnehmen.
Neben den bekannten Einrichtungen zur Erzeugung von künstlichem Nachhall, wie Hallraum, Hallplatte und Torsionswellenleiter ist es in letzter Zeit möglich geworden, elektronische hallerzeugende Einrichtungen in Digitaltechnik aufzubauen. Die Vorteile digitaler Einrichtungen zur Erzeugung künstlichen Halls gegenüber den herkömmlichen elektromechanischen Hallerzeugern sind ihre Unabhängigkeit von Umgebungseinflüssen, die Programmierbarkeit aller Hallparameter, ihre mechanische Robustheit und nicht zuletzt die Möglichkeit, sie nahtlos in ein digitales Studio zu integrieren.
An dieser Stelle wäre zu bemerken, dass elektronische Einrichtungen zur Erzeugung künstlichen Nachhalls, wie sie beispielsweise in der US-PS Nr. 4, 215, 242 und ebenso in der US-PS Nr. 3, 992, 582 beschrieben sind, mit Verzögerungseinrichtungen arbeiten, die als ladungsgekoppelte Einrichtung oder als Eimerkettenleitung bezeichnet werden und die Aufgabe haben Analogsignale verzögert fortzuleiten. Eine Eimerkettenleitung oder eine ladungsgekoppelte Anordnung findet auch bei der Nachhalleinrichtung gemäss der GB-PS Nr. 2, 047, 508 Verwendung. Ebenfalls auf rein analoger Basis arbeitet die in der DE-OS 2360983 beschriebene Nachhalleinrichtung.
Aus der DE-OS 2719276 ist ferner ein elektronisches Nachhallgerät bekanntgeworden, bei dem zur Erzeugung von künstlichem Hall schnelle Rechner bzw. digitale Signalprozessoren verwendet werden, die das Übertragungsverhalten eines Raumes in Echtzeit simulieren. Ein solcher Signalprozessor besteht aus einem Analog-Digitalwandler, der das unverhallte Eingangssignal abtastet und in Pulscodemodulation umsetzt, einem spezifisch für die Verhallung konstruierten schnellen Rechner, der die codierten Abtastwerte verarbeitet und einem Digital-Analog-Wandler, der die Rechenresultate wieder in ein kontinuierliches Signal umsetzt. Bis jetzt sind Hallgeräte bekanntgeworden, in denen Resonatoren hoher Güte digital simuliert werden. Als Resonator dient eine Schleife, die sich aus einer digitalen Verzögerungsanordnung, einem digitalen Dämpfungsglied und einem Addierer zusammensetzt.
Die Dämpfung erfolgt durch Multiplikation des rückgekoppelten Signals mit einem Dämpfungsfaktor, der aus Stabilitätsgründen kleiner als 1 sein muss. Die Impulsantwort ist eine periodische, exponentiell abklingende Impulsfolge, und der Frequenzgang entspricht dem eines periodischen Kammfilters, dessen Eigenresonanzen als ganzzahlige Vielfache auftreten. Diese Periodizität ist der wesentliche Nachteil der Resonatoren und bewirkt, dass sie mit grossen Schleifenverzögerungen ein Flatterecho und mit kleinen Schleifenverzögerungen eine starke Klangfärbung erzeugen. Nach dem Stand der Technik gibt es folgende Möglichkeiten, diese beiden unerwünschten Effekte abzuschwächen :
1.
Man zapft die Schleifenverzögerungsanordnung an mehreren Stellen an, multipliziert die an den Anzapfungen auftretenden Signale mit unterschiedlichen Koeffizienten und fasst sie additiv zu einem Ausgangssignal zusammen.
Dieser Schaltung entspricht ein in Serie geschaltetes Kammfilter mit unregelmässigem Fre- quenzgang, das die Klangfärbung mindert.
2. Man verwendet mehrere parallel und/oder in Serie geschaltete, unterschiedliche Resonato- ren, deren individuelle Klangfärbungen sich bis zu einem gewissen Grad gegenseitig maskie- ren.
3. Man ergänzt die in Punkt 2 beschriebene Anordnung durch eine Rückkopplungsschleife.
Es entsteht dadurch ein mehrfach rückgekoppeltes Hallsystem mit einer unregelmässigen
Eigenresonanzverteilung. Eine solche Schaltungsstruktur ist aber nur in der Analogfilter- technik realisierbar. In der Digitalfiltertechnik tritt eine als Grenzzyklus bezeichnete
Störung auf. Grenzzyklen sind numerische Unstabilitäten, die durch ein sich Aufschaukeln des bei der Multiplikation unvermeidlichen Rundungsfehlers verursacht werden. Sie machen sich als leise Pfeiftöne bemerkbar, die auch nach dem Abklingen des sie auslösenden
Signals nicht verschwinden.
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Ein weiterer Nachteil des Resonatorhalls ist der unbeeinflussbare flache Hallzeitfrequenz- gang. Digitale Resonatoren haben nämlich die Eigenschaften, dass alle ihre Eigenresonanzen gleich schnell abklingen.
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine elektronische Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls zu schaffen, die unter Verwendung digitaler Schaltungsanordnungen die
Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Einrichtung wenigstens zwei
Leitungsabschnitte unterschiedlicher Länge enthält, die zwischen einer Eingangsklemme und einer
Ausgangsklemme der Einrichtung angeordnet sind, wobei jeder Leitungsabschnitt aus zwei parallel zueinander verlaufenden digitalen Verzögerungsanordnungen besteht, eine für jede Fortpflanzungs- richtung, und dass jeweils wenigstens ein Zweitoradapter und/oder ein Dreitoradapter der Wellen- digitalfiltertechnik zwischen zwei nebeneinanderliegenden Leitungsabschnitten angeordnet ist, wobei zwei Tore eines der Adapter je mit einem der zwei einander zugekehrten Enden dieser beiden Lei- tungsabschnitte verbunden sind, wobei im Falle der Verwendung eines Dreitoradapters das abhän- gige Tor mit einem digitaltechnisch realisierten frequenzabhängigen Absorber abgeschlossen ist.
Demnach weist die erfindungsgemässe Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls einen digital realisierten Wellenleiter auf, der aus vielen verschieden langen, verlustlosen Abschnitten mit gleicher Ausbreitungskonstante besteht und über dessen Gesamtlänge mehrere frequenzabhängige
Absorber verteilt sind. Zur Hallerzeugung wird der eindimensionale Wellenleiter mit dem zu ver- hallenden Signal beaufschlagt, das sich auf diesem mit konstanter Geschwindigkeit ausbreitet.
Trifft es dabei auf eine Verbindungsstelle eines Zwei- oder Dreitoradapters zwischen zwei Lei- tungsabschnitten, so wird das Signal im Adapter nicht nur abgeschwächt, sondern auch in einen durchlaufenden und einen reflektierten Anteil aufgespalten. Dies wiederholt sich, bis nur noch reflektierte Anteile übrigbleiben.
Die Absorber, die die Adapter abschliessen, sind in den eindi- mensionalen Wellenleiter eingefügte Verlustwiderstände, die zur Beeinflussung ihres Frequenzganges von Kapazitäten oder Induktivitäten überbrückt sind. Diese Absorber bestimmen damit den Hall- zeitfrequenzgang der Einrichtung.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich folgendermassen zusammenfassen : a) Durch die gegenseitige Verkopplung der Leitungsabschnitte, die den Resonatoren der herkömmlichen digitalen Halleinrichtungen entsprechen, treten keine ganzzahligen Fre- quenzvielfachen der Eigenresonanzen auf. b) Trotz der engen Verkopplung der Leitungsabschnitte sind keine Grenzzyklen möglich. c) Über die Absorber ist eine Beeinflussung des Hallzeitfrequenzganges möglich.
Es sei erwähnt, dass aus der DE-OS 2027303 die Dreitoradapter an sich bekannt sind, siehe
Fig. 18 und 20. Diese Veröffentlichung zeigt aber nicht eine Einrichtung zum Erzeugen künstlichen Nachhalls.
Die Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls kann auch einen Zweitoradapter der Wellendigitalfiltertechnik enthalten, die zwischen zwei nebeneinander liegenden Leitungsabschnitten angeordnet sind, wobei die zwei Tore des Zweitoradapters je mit einer der zwei einander zugekehrten Enden dieser zwei Leitungsabschnitte verbunden sind.
Auf diese Weise kann ebenfalls eine Reflexion an einer Stelle erreicht werden. Weiter können Leitungsabschnitte unterschiedlichen Wellenwiderstandes realisiert werden.
Auch hier sei erwähnt, dass die Zweitoradapter an sich bekannt sind aus der DE-OS 2027303, siehe Fig. 15. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden des Wellenleiters gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zweitoradapters oder eines Dreitoradapters miteinander verbunden sind. Indem man die Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls"kreisringförmig"ausführt, kann eine noch viel bessere Diffusität des Nachhalls erreicht werden, da nicht nur die beiden Fortpflanzungsrichtungen miteinander über die Dreitoradapter und/oder die Zweitoradapter gekoppelt sind, sondern auch jede Fortpflanzungsrichtung an sich rückgekoppelt ist.
Der Eingang einer nicht "kreisring- förmigen" Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist derart, dass die Einrichtung mit einer Eingangsklemme versehen ist, die mit einem ersten Eingang einer an sich bekannten Addieranordnung verbunden ist, siehe DE-OS 2360983, wobei der Ausgang dieser Addieranordnung
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mit dem Eingang für die eine Fortpflanzungsrichtung an einem Ende des Wellenleiters und der
Ausgang für die andere Fortpflanzungsrichtung am selben Ende des Wellenleiters mit einem zweiten
Eingang der Addieranordnung verbunden sind.
Der Ausgang dieser Ausführungsform ist derart, dass am andern Ende des Wellenleiters der
Ausgang mit einer Ausgangsklemme versehen ist, die entweder unter Zwischenschaltung eines Ab- sorbers oder aber unmittelbar mit dem Eingang am selben Ende des Wellenleiters verbunden ist.
Der Eingang einer "kreisringförmigen" Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist derart, dass zwischen zwei nebeneinander liegenden Leitungsabschnitten eine erste und eine zweite Addieranordnung vorgesehen sind, eine für jede Fortpflanzungsrichtung, wobei für jede
Fortpflanzungsrichtung der Ausgang der Verzögerungsleitung des einen Leitungsabschnittes mit einem ersten Eingang der Addieranordnung und der Ausgang dieser Addieranordnung mit dem Ein- gang der Verzögerungsleitung des andern Leitungsabschnittes verbunden sind, und einem zweiten
Eingang der beiden Addieranordnungen ein Eingangssignal zugeführt werden kann.
Der Ausgang dieser "kreisringförmigen" Ausführungform ist erfindungsgemäss so gestaltet, dass gesehen in der einen Fortpflanzungsrichtung der Ausgang einer Verzögerungsleitung eines
Leitungsabschnittes mit einem ersten Eingang einer dritten Addieranordnung verbunden ist und gesehen in der andern Fortpflanzungsrichtung der Ausgang einer Verzögerungsleitung eines Lei- tungsabschnittes mit einem zweiten Eingang der dritten Addieranordnung verbunden ist, wobei an einem Ausgang dieser dritten Addieranordnung das Ausgangssignal zur Verfügung steht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der "kreisringförmigen" Einrichtung gemäss der Erfin- dung werden die beiden Eingangssignale für die zwei Eingänge der dritten Addieranordnung der- art von den Verzögerungsleitungen abgenommen, dass die Zeitverzögerung zwischen der ersten Ad- dieranordnung und der dritten Addieranordnung in der dazugehörigen Fortpflanzungsrichtung ge- sehen, gleich der Verzögerungszeit zwischen der zweiten Addieranordnung und der dritten Addier- anordnung in der entgegengesetzten Fortpflanzungsrichtung gesehen ist. Diese symmetrische Aus- führungsform hat den Vorteil, dass das unverhallte Signal und dessen periodisch mit der Verzögerung der Umlaufzeit in der Einrichtung auftretende Echos kompensiert werden können.
Dazu werden die jeweils den dritten Addieranordnungen abgenommenen verhallten Signale einem Differenzverstärker zugeführt, so dass nach der Differenzbildung im wesentlichen nur noch diffuse Signalanteile vorhanden sind.
Der frequenzabhängige Absorber kann einer Eintorschaltung entsprechen, die aus einer digitaltechnisch realisierten Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Kapazität aufgebaut ist. Es kann aber auch der frequenzabhängige Absorber einer Eintorschaltung entsprechen, die aus einer digitaltechnisch realisierten Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Kapazität oder eines ohmschen Widerstandes und einer Induktivität gebildet wird.
Eine digitale Eintorschaltung, die die Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Induktivität realisiert, kann beispielsweise aus der Kettenschaltung eines Addierers, eines Verzögerungsgliedes, eines Multiplizierers und eines zweiten Addierers bestehen, wobei der Ausgang des Multiplizierers mit dem zweiten Eingang des ersten Addierers verbunden ist und der Ausgang des Verzögerungsgliedes über einen Vorzeicheninverter mit dem zweiten Eingang des zweiten Addierers in Verbindung steht.
Eine andere Variante zur Nachbildung der Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Kapazität besitzt dieselbe Kettenschaltung wie vorstehend beschrieben, sie unterscheidet sich jedoch dadurch, dass zwischen dem ersten Addierer und dem Verzögerungsglied ein Vorzeicheninverter eingefügt ist.
Die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Kapazität lässt sich durch eine digitale Eintorschaltung realisieren, die aus der Kettenschaltung eines Addierers, eines Multiplizierers, eines zweiten Addierers, eines Vorzeicheninverters und eines Verzögerungsgliedes besteht, wobei der Ausgang der Eintorschaltung über einen Vorzeicheninverter mit dem zweiten Eingang des ersten Addierers verbunden ist und der Eingang der Eintorschaltung über einen Vorzeicheninverter mit dem zweiten Eingang des zweiten Addierers in Verbindung steht.
Eine weitere Möglichkeit der digitalen Nachbildung der Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Induktivität mittels einer digitalen Eintorschaltung unterscheidet sich von
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der vorstehend beschriebenen Kettenschaltung dadurch, dass der Ausgang des zweiten Addierers unmittelbar mit dem Eingang des Verzögerungsgliedes verbunden ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert : Es zeigen Fig. 1 einen Leitungsabschnitt eines digital realisierten eindimensionalen Wellenleiters, Fig. 2 eine Stossstelle zwischen zwei Wellenleitern, Fig. 3a einen seriellen Dreitoradapter, Fig. 3b einen parallelen Dreitoradapter, die Fig. 4a und 4b einen Absorber mit parallelgeschaltetem Blindwiderstand und ohmschem Widerstand, die Fig. 4c und 4d einen Absorber mit in Serie geschaltetem Blindwiderstand und ohmschem Widerstand, Fig. 5 ein aus zwei Abschnitten unterschiedlichen Wellenwiderstands bestehendes Leitungsstück, Fig. 6 die Blockschaltung des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 7a die digitale Schaltung des Aufsprechpunktes im ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 7b die digitale Schaltung der Hallabnahme im ersten Ausführungsbeispiel, Fig.
7c eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels mit symmetrischer Hallaufsprache und -abnahme, Fig. 8 die Blockschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 9a die digitale Schaltung des Aufsprechpunktes im zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 9b die digitale Schaltung der Hallabnahme im zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt die Ausbreitung der Signale auf dem eindimensionalen Wellenleiter und dessen digitale Schaltung. Da ein Wellenleiter-l-die Signale in beiden Richtungen überträgt, besteht dessen digitale Schaltung aus zwei parallelen Verzögerungsanordnungen, wobei die Verzögerungsglieder --2-- das von links nach rechts laufende und die Verzögerungsglieder --3-- das von rechts nach links laufende Signal übertragen. Die in den Leitungsabschnitten eintretenden (hinlaufenden Signale) werden mit al und a2 und die aus dem Leitungsabschnitt austretenden (reflektierten) Signale werden mit bl und b2 bezeichnet.
Die in Fig. 2 dargestellte Stossstelle zeigt die Aufspaltung des Signals al in einen an der Stossstelle reflektierten Signalanteil bl und einen sie durchlaufenden Signalanteil b2. Eine solche Aufspaltung des Signals entsteht sowohl an den Wellenleiteranzapfungen bzw. Dreitoren durch die unvermeidliche Fehlanpassung als auch an den Übergängen zwischen Wellenleitern ungleichen Wellenwiderstandes.
Fig. 3a zeigt einen seriell angezapften Leitungsabschnitt --11, 12-- (der ideale Übertrager --13-- ist prinzipiell nicht notwendig und wurde nur der Anschaulichkeit halber eingefügt).
Die digitale Realisierung einer seriellen Anzapfung wird als serieller Dreitoradapter bezeichnet und besteht aus den Addierern --14, 15,16 und 17--, dem Vorzeicheninverter --18-- und dem Multiplizierer --19--. Das Wellenwiderstandsverhältnis zwischen der angezapfen und anzapfenden 2Zo
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angezapfen Leitung, Z 1 der Wellenwiderstand der anzapfenden Leitung).
Fig. 3b zeigt den parallel angezapften Leitungsabschnitt --20, 21--.
Die digitale Realisierung einer parallelen Leitungsverknüpfung wird als paralleler Dreitoradapter bezeichnet und besteht aus den Addierern --22, 23,24, 25--, den Vorzeicheninver-
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sprechenden Leitwerte der angezapften und anzapfenden Leitung). Selbstverständlich können die Dreitoradapter auch zwischen Leitungsabschnitten unterschiedlichen Wellenwiderstandes eingefügt werden. Eine solche Anordnung bringt aber keine besonderen Vorteile und wirkt sich ungünstig auf die Rechenzeit und den Störabstand aus, da der Dreitoradapter in diesem Fall einen zusätzlichen Multiplizierer benötigt.
Fig. 4a zeigt einen Absorber mit steigendem Absorptionsfrequenzgang, der aus der Parallelschaltung einer Induktivität --33-- und eines ohmschen Widerstandes --32-- besteht und dessen digitale Schaltung sich aus den Addierern --34, 35--, dem Vorzeicheninverter --36--, dem Ver- zögerungsglied --37--, und dem Multiplizierer --38-- zusammensetzt.
Fig. 4b zeigt einen Absorber mit fallendem Absorptionsfrequenzgang, der aus der Parallelschaltung einer Kapazität --39-- und eines ohmschen Widerstandes --40-- besteht und dessen digitale Schaltung sich von der oben beschriebenen Schaltung nur durch einen zusätzlichen Vor- zeicheninverter --42-- unterscheidet.
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Fig. 4c zeigt einen Absorber mit steigendem Absorptionsfrequenzgang, der sich aus einem ohmschen Widerstand --46-- und einer dazu in Serie geschalteten Kapazität --47-- zusammen- setzt.
Fig. 4d zeigt einen Absorber mit fallendem Absorptionsfrequenzgang, der sich aus einem Widerstand --55-- und einer dazu in Serie geschalteten Induktivität --56-- zusammensetzt.
Die frequenzabhängige Absorption erklärt sich daraus, dass beispielsweise bei Überbrückung des Verlustwiderstandes mit einer Induktivität die niederfrequenten Signalanteile mehr oder weni- ger ungehindert über die Induktivität fliessen, wogegen die höherfrequenten Anteile in den Verlustwiderstand gezwängt und dort teilweise absorbiert werden. Der umgekehrte Hallzeitfrequenzgang wird erzielt, indem man die Induktivität durch eine Kapazität ersetzt. Es liessen sich noch zwei weitere Absorbertypen mit einem Serien- oder Parallelschwingkreis als Blindwiderstand hinzufügen, die aber wegen ihres unnatürlichen Absorptionsfrequenzganges keine praktische Bedeutung haben.
Die Basistheorie zu den Absorberschaltungen findet man im "Journal of the Franklin Institute", Vol.300, No.1, Juli 1975, S. 41 bis 58.
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--63-- mitMultiplizierer-69-. Der Multiplizierer dient dazu, die in die Stossstelle hineinlaufenden Signale mit dem Reflexionsfaktor a= (Z-Z)/ (Zo 0 ) zu multiplizieren.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das aus einer stromquellengespeisten, reflektierend abgeschlossenen Leitung besteht, die sich aus den Abschnitten --70, 71,72, 73, 74, 75 und 76-- unterschiedlichen Wellenwiderstandes und unterschiedlicher Länge zusammensetzt. In einem Ab- schnitt --71, 72-- ist seriell ein aus der Parallelschaltung eines Widerstandes --77-- und einer Induktivität --78-- bestehender Absorber eingefügt, einem andern Abschnitt --74, 75-- ist die
Serienschaltung eines Widerstandes --79-- und einer Kapazität --80-- parallelgeschaltet.
Die in Fig. 7a dargestellte digitale Aufsprechschaltung des ersten Ausführungsbeispiels besteht nur aus einem Addierer --81--, der die Summe aus dem reflektierten Signal SR und dem aufge- sprochenen Signal S1 T bildet und dessen Ausgang mit dem Eingang des eindimensionalen Wellenlei- ters verbunden ist.
Fig. 7b zeigt die digitale Abschlussschaltung und die Hallabnahme des ersten Ausführungsbei- spiels, u. zw. wird das verhallte Signal S am Ausgang des Wellenleiters abgenommen und über die Verbindung --82-- in die Leitung zurückgeführt. Es ist ebenfalls möglich, das verhallte Si- gnal SH über einen Absorber ---83--, wie vorgehend beschrieben, in die Leitung zurückzuführen.
Fig. 7c zeigt eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels, bei der das Signal an beiden Enden des Wellenleiters aufgesprochen und abgenommen wird. Das eigentliche Ausgangssignal S H wird durch die Bildung der Differenz der beiden Ausgangssignale im Addierer --84. -- gewonnen.
Die Vorteile der symmetrischen Anordnung werden an Hand des nächsten Ausführungsbeispiels besprochen.
Fig. 8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel, das aus einem"kreisringförmigen", eindimen- sionalen Wellenleiter besteht, der sich aus mehreren Leitungsabschnitten --85 bis 96-- unterschiedlicher Länge und unterschiedlichen Wellenwiderstandes zusammensetzt. Im Abschnitt --86, 87-- ist ein aus einer Induktivität --98-- und einem Widerstand-97-- aufgebauter Absorber seriell eingefügt, in den Abschnitt --89, 90-- ist ein aus einem Widerstand --99-- und einer Kapazität --100-- aufgebauter Absorber seriell eingefügt, an den Abschnitt --93, 94-- ist ein aus einem Widerstand --102-- und einer Kapazität --101-- zusammengesetzter Absorber angeschlossen.
Das nicht verhallte Signal S T wird einem Punkt der Ringleitung --103-- aufgedrückt und breitet sich nach beiden Richtungen aus. Dabei wird es an den Stossstellen bildenden Übergängen teilweise reflektiert und teilweise in den von Induktivitäten und Kapazitäten überbrückten Verlustwiderständen absorbiert. Drückt man der Ringleitung beispielsweise einen Impuls auf, so wird dieser in zwei gegensinnig die Ringleitung durchlaufende Impulse aufgespalten. Beide Impulse
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erreichen die symmetrisch zum Einspeisepunkt angeordneten Abgriffe --104 und 105--gleichzeitig, von wo sie zu einem Subtrahierer --106-- geführt werden, der sie auf Grund der Differenzbildung eliminiert.
Die reflektierten bzw. verhallten Anteile des Impulses werden dagegen vom Subtrahie- rer--106--nicht eliminiert, da die Stossstellen unsymmetrisch zum Einspeisepunkt angeordnet sind. Die beiden gegenläufigen Impulse werden nach einigen Umläufen an den Stossstellen vollstän- dig in reflektierte Anteile zerfasert und liefern dabei das verhallte Signal SH. Es ist leicht ein- zusehen, dass mit so wenig Stossstellen, wie sie das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, kein sehr diffuser Hall erzeugt werden kann. Für eine gute Hallqualität muss sich die Ringleitung aus mindestens fünfzig Leitungsabschnitten unterschiedlichen Wellenwiderstandes und statistisch verteilter Länge zusammensetzen.
Es ist auch eine grössere Anzahl von gleichmässig verteilten Ab- sorbern notwendig, um zu verhindern, dass sich auf der Leitung Taschen bilden, in denen die
Energie kaum absorbiert wird.
Fig. 9a zeigt die digitale Schaltung des Aufsprechpunktes für das zweite Ausführungsbeispiel.
Diese besteht aus den Addierschaltungen--110 und 111--, über die das unverhallte Signal S, symmetrisch in den "kreisförmigen" Wellen leiter --112-- eingespeist wird.
Fig. 9b zeigt die digitale Schaltung der Hallabnahme für das zweite Ausführungsbeispiel.
Es besteht aus einer mit zwei symmetrisch zum Aufsprechpunkt liegenden Abnahmepunkten --113, 114--gegenläufiger Signalfortpflanzungsrichtung verbundenen Addierschaltung --116--, die das unverhallte Signal und dessen Echos auskompensiert, wobei die Zahl der symmetrisch angeordneten
Abnahmepunkte auch grösser als zwei sein kann.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es durch die digitale Realisierung eines von
Stossstellen und Absorbern besetzten eindimensionalen Wellenleiters nunmehr möglich ist, ein Signal diffus und mit programmierbarem Hallzeitfrequenzgang zu verhallen, ohne dass dadurch eine Ver- ringerung des Störabstandes durch Grenzzyklen in Kauf genommen werden muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzeugung künstlichen Nachhalls mittels eines eindimensionalen in digitaler Schaltungstechnik realisierten Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens zwei Leitungsabschnitte unterschiedlicher Länge enthält, die zwischen einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme der Einrichtung angeordnet sind, wobei jeder Leitungsabschnitt aus zwei parallel zueinander verlaufenden digitalen Verzögerungsanordnungen besteht, eine für jede Fortpflanzungsrichtung (2,3) und dass jeweils wenigstens ein Zweitoradapter und/oder ein Dreitoradapter (13) der Wellendigitalfiltertechnik zwischen zwei nebeneinander liegenden Leitungsabschnitten (11,12 und 20,21) angeordnet ist, wobei zwei Tore eines der Adapter (13) je mit einem der einander zugekehrten Enden (11,12 und 20,21)
dieser beiden Leitungsabschnitte verbunden sind, wobei im Falle der Verwendung eines Dreitoradapters (13) das abhängige Tor (10) mit einem digitaltechnisch realisierten frequenzabhängigen Absorber abgeschlossen ist (Fig. l, 3a, 3b).