CH646286A5 - Einrichtung fuer tonwiedergabe in einem raum mit einer unabhaengigen schallquelle. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für Tonwiedergabe in einem Raum mit einer unabhängigen Schallquelle, wobei mit Hilfe eines Tonaufnehmers eine von dem Pegel dieser Schallquelle abhängige Regelspannung erhalten wird, die die Verstärkung und die Frequenzkennlinie im Tonwiedergabekanal beeinflusst. Insbesondere ist an eine Einrichtung zu denken, bei der die unabhängige Schallquelle durch Umgebungslärm, wie z.B. in einer Bahnhofhalle, einem Fussballstadion u.dgl., gebildet wird. Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich aber auch zur Anwendung in einem Raum, z.B. einem Restaurant, in dem die unabhängige Schallquelle durch das Publikum und/oder durch Hintergrundmusik gebildet wird.

Einrichtungen der oben beschriebenen Art werden in den DE-OS 24 56 445 und 24 56 468, der GB-PS 596 778 und den US-PS 4,061,874 und 4,061,875 beschrieben. In den darin beschriebenen bekannten Einrichtungen wird bei zunehmender Stärke der unabhängigen Schallquelleder Verstärker auf einen höheren Pegel eingestellt, wobei insbesondere die Frequenzlinie derart geändert wird, dass innerhalb verschiedener Frequenzintervalle die Stärke des von dem Tonwiedergabekanal erzeugten Tons stets die der unabhängigen Schallquelle übersteigt.

Die bekannten Einrichtungen sind ziemlich kompliziert und in verschiedenen Fällen ist der Energieverbrauch unnötig hoch. Die Erfindung bezweckt, durch eine Kombination von Massnahmen, von denen einige an sich aus den oben genann-5 ten Literaturstellen bekannt sind, eine erhebliche Verbesserung anzugeben. Die Einrichtung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass der Tonwiedergabekanal in mindestens zwei Zweige aufgespaltet ist, von denen ein Zweig die Tonübertragung nicht oder nahezu nicht beeinflusst, während minde-io stens ein anderer Zweig eine zu niedriger Tonfrequenz abfallende Übertragungskennlinie sowie einen Dynamikkompressor enthält, wobei die Ausgänge der Zweige einer Vorrichtung zur Umwandlung der Ausgangssignale dieser Zweige mit einem veränderlichen Verhältnis in ein einziges Signal zuge-15 führt werden, wobei dieses Verhältnis von der genannten Regelspannung gesteuert wird, und dass Mittel vorgesehen sind, durch welche die erzeugte Regelspannung nicht oder nahezu nicht von dem den Tonwiedergabekanal passierenden Signal beeinflusst wird.

20 Der Erfindung liegen die folgenden Erwägungen zugrunde: Solange im betreffenden Raum der Pegel der unabhängigen Schallquelle - der Einfachheit halber als der Störschallpegel bezeichnet, obgleich ähnliches für Hintergrundmusik zutrifft - verhältnismässig niedrig ist, kann mit einem 25 Tonwiedergabeverstärker hoher Wiedergabegüte ein genügend starker Ton erzeugt werden, um den Störschallpegel zu übersteigen. Wenn der Störschallpegel ansteigt muss auch der Verstärker auf einen höheren Pegel eingestellt werden.

Versuche haben ergeben, dass die Verständlichkeit von 30 Sprache im wesentlichen durch den Frequenzinhalt des Sprechsignals über 1000 Hz bestimmt wird, während die Leistung des Sprechsignals im wesentlichen durch den Frequenzinhalt unter 1000 Hz bestimmt wird. Wenn der Störschallpegel zunimmt, kann die Verständlichkeit des Sprechsignals 35 durch Verstärkung des Sprechsignals über 1000 Hz auf einen den Störschallpegel für Frequenzen über 1000 Hz überschreitenden Pegel erhalten bleiben. Der Niederfrequenzinhalt des Sprechsignals unter 1000 Hz kann unverändert gelassen oder gegebenenfalls geschwächt werden, so dass dieser Teil des 40 Sprechsignals im Störschall verschwindet. Ähnliches trifft für die Wiedergabe von Musik durch die Vorrichtung zu. Die Grenzfrequenz zwischen dem im wesentlichen die Leistung bestimmenden Gebiet und dem im wesentlichen die Verständlichkeit bestimmenden Gebiet ist hier etwa 500 Hz. 45 Im Gegensatz zu dem Gedanken, der einigen der genannten Literaturstellen zugrunde liegt, wird in der Einrichtung nach der Erfindung der erzeugten Schallpegel also nicht in jedem der Frequenzintervalle dem Störschallpegel angepasst, sondern wird die Kombination von Verstärkung und Dyna-50 mikkompression der hohen Töne und von Schwächung der niedrigen Signaltöne angewendet. In diesem Bereich niedriger Töne wird der erzeugte Ton also - jedenfalls was die schwächeren Stellen anbelangt - in der Regel unterhalb des Störschallpegels bleiben, aber, wie Versuche ergeben haben, findet 55 Maskierung des Störschalls hauptsächlich im Bereich der höheren Töne, im Falle von Sprache also von etwa 1000 Hz an, statt. Dadurch wird man also mit einem Verstärker verhältnismässig niedriger Leistung auskommen können, weil die zu verarbeitende Signalamplitude durch Unterdrückung der 60 niedrigen Frequenzen (die in der Regel die grösste Amplitude aufweisen) und ausserdem durch Dynamikkompression noch nur wenig zunimmt. Diese Unterdrückung der Töne niedriger Frequenz trägt in einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung dazu bei, die von dem Störschallpegel abhängige 65 Regelspannung von dem über den Tonwiedergabekanal erzeugten Schall praktisch unabhängig zu machen. Wenn diese Regelspannung nämlich mit diesem erzeugten Schall zunehmen würde, könnten Unstabilitäten dadurch auftreten, dass

der Wiedergabeverstärker bei dieser Frequenz auf eine noch höhere Verstärkung eingestellt werden würde, wodurch die Regelspannung wieder grösser wird, usw.

Zum Erzeugen einer solchen Regelspannung stehen grundsätzlich drei Möglichkeiten zur Verfügung, die einzeln oder kombiniert angewandt werden können:

Erstens kann das elektrische Signal im Wiedergabekanal gleichgerichtet und von der vom Tonaufnehmer erzeugten Spannung subtrahiert werden, so dass die erzeugte Differenzspannung im wesentlichen für den Störschallpegel allein ein Mass ist. In der Praxis wird diese gleichgerichtete Spannung als Schwellwertspannung einem Verstärker für die von dem Tonaufnehmer erzeugte Spannung zugeführt, so dass dieser Verstärker nur noch die dem Störschallpegel entsprechende Spannung durchlässt.

Zweitens kann in den Kanal der Regelspannung eine Speicherschaltung aufgenommen werden, die die Regelspannung auf einem Wert fixiert, der der von dem Tonaufnehmer erzeugten Spannung entspricht, und zwar vor dem Zeitpunkt, zu dem in dem Wiedergabekanal ein Signal erzeugt wird. Das elektrische Signal im Wiedergabekanal wird dazu z.B. wieder detektiert und mit der so erzeugten detektierten Spannung wird der Kanal zwischen dem Tonaufnehmer und der genannten Speicherschaltung unterbrochen.

Drittens kann in den Kanal des Tonaufnehmers ein Filter aufgenommen werden, das nur jene Frequenzen durchlässt, die vom Wiedergabekanal nicht oder nahezu nicht durchgelassen werden. Da, wie oben angegeben, der Wiedergabekanal bei zunehmender Regelspannung in stets geringerem Masse die niedrigen Töne durchlassen wird, können die dem genannten Filter zu stellenden Anforderungen unter Umständen verringert werden. Als Erweiterung dieses Verfahrens können in den Wiedergabekanal ein oder mehrere auf bestimmte Funktionen abgestimmte Sperrfilter und in dem Regelspannungskanal entsprechende Durchlassfilter aufgenommen werden, so dass die im Regelspannungskanal durchgelassenen Frequenzen den vom Wiedergabekanal nicht durchgelassenen Frequenzen entsprechen.

Die beschriebenen Verfahren weisen alle ihre besonderen Vor- und Nachteile auf, wobei durch eine geeignete Kombin-tion eine optimale Wiedergabevorrichtung erhalten werden kann.

So ist das erste Verfahren nicht ohne weiteres in Räumen mit starkem Nachhall anwendbar, weil der Tonaufnehmer ausser einem akustischen Signal, das dem elektrischen Signal im Wiedergabekanal entspricht, auch noch eine oder mehrere Reflexionen dieses Signals aufzeichnet.

Das zweite Verfahren eignet sich weniger gut zur Anwendung in Räumen mit sich stark änderndem Störschallpegel, weil der tatsächliche Störschallpegel stark von dem Störschallpegel zu dem Zeitpunkt, zu dem die Regelspannung.auf einem festen Wert fixiert wurde, abweichen kann.

Das dritte Verfahren verursacht durch die Verwendung der genannten Sperrfilter eine - wenn auch geringe - Unna-türlichkeit in der Wiedergabe. Dieses Verfahren ergibt aber für die am meisten vorkommenden Anwendungen die günstigste Möglichkeiten und wird daher nachstehend ausführlich beschrieben.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 die Energieverteilung an verschiedenen Punkten im Schaltbild der Fig. 1, und

Fig. 3 bis 6 detaillierte Ausarbeitungen verschiedener Teile des Schaltbildes nach Fig. 1.

Im Blockschaltbild nach Fig. 1 wird ein wiederzugebendes

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Signal einem Eingangspunkt 1 zugeführt und passiert dann eine Filterschaltung A - im Schaltbild als zwei hintereinander liegende Sperrfilter dargestellt-, wonach das Signal zwei parallele Zweige B durchläuft, von denen einer aus einem Ver-5 stärker 2 mit hoher Wiedergabegüte und der andere aus nacheinander einem Verstärker 3, einem Hochpassfilter 4 und einem Dynamikkompressor 5 besteht.

Die Ausgangssignale an den Punkten 6 und 7 werden dann in einem veränderlichen Verhältnis in einer Summier-io Vorrichtung zusammengefügt, die im Schaltbild als ein Potentiometer 8 dargestellt ist, dessen Schieber 9 mit dem Eingang eines Endverstärkers 10 mit Tonwiedergeber (Lautsprecher) 22 verbunden ist. Das Teil Verhältnis - im Schaltbild die Lage des Schiebers 9 - wird mit Hilfe der unter der gestrichelten Li-i5 nie in Fig. 1 dargestellten Schaltung geregelt. Es ist aber auch möglich, in jeden der Kanalzweige 6,7 einen regelbaren Verstärker aufzunehmen. Kombination der beiden Signale kann dann entweder elektrisch oder akustisch durch Lautsprecher in jedem Zweig herbeigeführt werden. Dieser Schaltungsteil 20 unter der gestrichelten Linie in Fig. 1 besteht aus einem Schallaufnehmer 11 - im allgemeinen enem Mikrophon -, einem Verstärker 12 und einer Filterschaltung C, die nur jene Frequenzen durchlässt, die von der Filterschaltung A unterdrückt werden, und die im Schaltbild als zwei parallele Filter 25 13 und 14 dargestellt ist, deren Ausgangssignale mit Hilfe von Gleichrichtern 15 und 16 gleichgerichtet, dann über eine Schwellenvorrichtung D, namentlich Schwellenverstärker 17 und 18, einer Schaltung 19 die das grössere der zwei Signale zu einer Speichervorrichtung E durchlässt, die einen Kompa-30 rator 47 und einen Vorwärts/Rückwärtszähler 49 enthält, dessen Ausgang nach Verstärkung eine Regelspannung am Punkt 21 erzeugt. Diese Regelspannung könnte auf elektro-mechanischem Wege die Lage des Schiebers 9 steuern, aber in der Praxis ist die Anwendung eines elektrisch gesteuerten 35 elektronischen Potentiometers 8,9 zu bevorzugen.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Der Schallaufnehmer 11 ist derart in dem Raum, in dem Schall wiedergegeben werden muss, angeordnet, dass er 40 Schallsignale von unabhängigen Schallquellen auffängt, die oben der Einfachheit halber mit «Störschall» bezeichnet wurden, obwohl auch an Hintergrundmusik u.dgl. zu denken ist. Unvermeidlich wird der Schallaufnehmer 11 auch einen Teil des Schalls auffangen, der vom Wiedergabekanal 1-10 er-45 zeugt wird. Durch Anwendung der Filterschaltungen A und C wird nun erzielt, das die von den Filterschaltung C durchgelassenen Signale praktisch nur dem Störschallpegel entsprechen, weil ja die Filterschaltung A im Wiedergabekanal 1-10 Signale gleicher Frequenzen unterdrückt wie die Filterschal-50 tung C durchlässt.

Bei zunehmenden Störschallpegel werden auf diese Weise an den Ausgängen der Schwellenvorrichtungen 17 und 18 Signale zunehmender Stärke erzeugt, die dem Störschallpegel in jedem der von den Filtern 13 bzw. 14 durchgelassenen Fre-55 quenzbereiche entsprechen. In einfachster Form kann man mit einem einzigen Filter, z.B. dem Filter 13, auskommen, das eine verhältnismässig hohe Frequenz durchlässt. Wenn aber zu erwarten ist, dass im betreffenden Raum das Schallspektrum des erzeugten Störschalls einen derartigen Charakter be-60 sitzt, dass das von diesem Filter 13 durchgelassene Signal manchmal für den gesamten Störschallpegel nicht massgebend ist, muss der Störschall mit Hilfe des Filters 14 auch noch bei dieser (diesen) (anderen) Frequenz(en) erfasst werden, die für diesen Pegel entscheidend ist (sind). Dann wird 65 mit Hilfe einer Schaltung 19 das stärkste der die Kanäle 13, 15,17 und 14,16,18 durchlaufenden Signale zum Erzeugen der Regelspannung am Punkt 21 abgetrennt. Wenn der Störschall auch Niederfrequenzkomponenten, d.h. Frequenzen

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unter etwa 500 bis 1000 Hz, enthält, ist es sehr wünschens- Für die genannten Frequenzen sind diejenigen Werte gewählt,

wert, trotz der Tatsache, dass die Verständlichkeit des den die für das zu erwartende Störschallspektrum am kennzeich-Wiedergabekanal passierenden Signale im wesentlichen durch nendsten sind. Der Effekt dieser Filter auf das Ausgangssi-

den Frequenzbereich oberhalb dieser Frequenzen bestimmt gnal des Verstärkers 3 ist in Fig. 2 durch eine gestrichelte Li-

wird, auch in diesem Niederfrequenzbereich den Störschall 5 nie angegeben. Unter Umständen kann für die niedrigere Fre-

abzutasten. Dies findet seinen Grund darin, dass diese nieder- quenz ein so niedriger Wert gezählt werden, dass das Kippen frequenten Störschallkomponenten die hochfrequenten Si- der Kurve U7 in bezug auf die Kurve U3 zusätzlich zu der Ver-

gnalkomponenten maskieren und die Verständlichkeit der meidung akustischer Unstabilitäten beiträgt.

Sprache beeinflussen. Die Filterschaltung A muss die Signale nämlich so stark

Die Regelspannung am Punkt 21 bestimmt das Verhält- io schwächen, dass beim Fehlen von Störschall der Energiepegel nis, in dem die Signale an den Punkt 6 bzw. 7 den Endverstär- des bei dieser Sperrfrequenz erzeugten Signales noch nicht im-

ker 10 erreichen. Im Falle eines niedrigen Störschallpegels stände ist, eine Regelspannung über den Kanal 11-21 (Fig. 1)

wird der Endverstärker mit dem Punkt 6 verbunden, so dass zu erzeugen. Ein Signal an der Eingangsklemme 1 wird näm-

über den Verstärker 2 eine Tonwiedergabe hoher Güte erhal- lieh in der Filterschaltung A um eine gewisse Anzahl dB ge-

ten wird. Wenn jedoch der Störschallpegel zunimmt, wird am 15 schwächt werden, dann über die Verstärker 2 und 10 den

Punkt 21 eine allmählich grösser werdende Regelspannung Tonwiedergeber (Lautsprecher) 22 erreichen, von dort vom erzeugt, wodurch das Signal am Punkt 7 in zunehmendem Tonaufnehmer 11 aufgefangen werden, nach Verstärkung im Masse den Verstärker 10 erreicht. Dieses Signal weist in bezug Verstärker 12 in der Filterschaltung C wieder um eine gewisse auf das Signal am Punkt 6 eine Anzahl deutlicher Unter- Anzahl dB erhöht werden und in der (den) Gleichrichterstu-

schiede auf: Erstens ist der Pegel insgesamt beträchtlich hö- 20 fe(n) 15 ( 16) detektiert werden. Das dann erzeugte Signal darf her. Zweitens werden die hohen Töne zusätzlich angehoben. (bei der vorausgesetzten Abwesenheit von Störschall) die

Drittens werden die niedrigen Töne erheblich geschwächt. Schwell(n) der Stufe(n) 17 (bzw. 18) nicht überschreiten; denn Viertens wird das gesamte Signal einer Dynamikkompression dann darf keine Regelspannung am Punkt 21 erzeugt werden,

unterworfen. Wenn wohl ein Regelsignal infolge des Signals durch den

Fig. 2 zeigt eine Abbildung des Pegels des Signals am 25 Wiedergabekanal 1-10 erzeugt werden würde, würde dies

Punkt 7 im Vergleich mit dem Signal am Punkt 6. Als Abs- nämlich eine zunehmende Amplitude der Signale am Laut-zisse ist die Frequenz in Hz und als Ordinate die Signalenergie Sprecher 22 ergeben, wodurch Gefahr vor akustischen Unsta-

pro Terz in dB aufgetragen. Die Kurve U6 stellt die Energie- bilitäten entstehen könnte. Auch darf kein Regelsignal wäh-

verteilung normaler Sprechsignale am Punkt 6 dar. Infolge rend der stärksten Signalstellen auftreten, die in der Praxis die der Signaldynamik schiebt sich die ganze Kurve U6 noch hin 30 schwächsten um einige dB übersteigen können.

und her. Von dem Verstärker 3 wird ein Signal U3 erzeugt, Der Filterschaltung A wird daher die Mindestanforde-das einige 10 dB stärker als das Signal U6 ist. Von dem Filter rung gestellt, dass es während der stärksten Signalstellen diese 4 werden die niedrigen Töne in bezug auf die hohen Töne ge- Signale bei der betreffenden Sperfrequenz noch bis unterhalb schwächt, so dass die Kurve U7, die das Signal am Punkt 7 des Störschallpegels schwächt. Wenn nun der Störschallpegel darstellt, aus der Kurve U3 dadurch abgeleitet werden kann, 35 ansteigt, wodurch auch das Eingangssignal des Verstärkers 10 dass die letztere Kurve um einen Punkt in der Nähe von etwa allmählich von U6 zu U7 übergeht, steigt auch das von diesem 500 Hz (und zwar weit unterhalb der Frequenz, für die das Filter durchgelassene Signal an, so dass eine vergrösserte menschliche Ohr die höchste Empfindlichkeit aufweist) ge- Möglichkeit einer akustischen Unstabilität zu erwarten ist. kippt wird. Die hohen Tonfrequenzen sind dadurch derart Wenn die Sperrfrequenz aber derart niedrig gewählt wird, stark erhöht, dass ihr Energieinhalt bedeutender als der der 40 dass die Zunahme hinter der der Zunahme des Störschallpe-niedrigen Töne wird. Bei starken Signalstellen könnte daher gels zurückbleibt - dies ist also unbedingt unter dem Schnieder Endverstärker 10 zu einem unerwünscht hohen Wert aus- punkt der Kurve N und U7 in Fig. 2 der Fall -, wird die ergesteuert werden, aber dies wird durch Anwendung des Dy- zeugte Regelspannung im wesentlichen durch den Störschall-namikkompressors 5 vermieden, der den dynamischen Be- pegel bestimmt und ist die Gefahr vor akustischen Unstabili-reich des Signals U7 auf einige dB beschränkt. 45 täten vermieden.

Im Vergleich zu der Energieverteilung N einer Störschall- Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Parallelquelle, z.B. Umgebungslärm, wird daher eine Tonwiederga- zweige B nach Fig. 1. Das von der Filterschaltung A durchge-bestärke erhalten, die im Bereich der hohen Töne in erhebli- lassene Signal Vj passiert einerseits einen Verstärker mit wenig chem Masse den Störschallpegel übersteigt, während dagegen Verzerrung 25, der dem Verstärker 2 in Fig. 1 entspricht. Der im Bereich der niedrigen Töne die Tonwiedergabestärke we- 50 Verstärker 3 nach Fig. 1 ist ein Operationsverstärker 26, z.B. nigstens während der schwachen Stellen weit unterhalb des vom Typ TDA 1034 (Philips). Die Wirkung des Filters 4 wird Störschallpegels bleiben kann. Dadurch wird nahezu ohne mit Hilfe eines Gegenkopplungskreises 27 in Form eines RC-höhere Aussteuerung des Endverstärkers 10 verhindert, dass Netzwerks, das von etwa 1000 Hz an einen Abfall zu niedri-der Störschall das gewünschte Signal maskiert; auf diese gen Frequenzen von 6 dB pro Oktave herbeiführt. Wenn er-Weise wird eine gute Verständlichkeit des wiederzugebenden 55 wartet wird, dass der im Raum vorhandene Störschall wenig-Tones gewährleistet. stens etwa den Charakter von rosa Rauschen, d.h. etwa ein

Nachstehend werden verschiedene Stufen im Schaltbild flaches Leistungsspektrum aufweist, wird das Netzwerk 4 von nach Fig. 1 im einzelnen beschrieben. etwa 1000 Hz eine ansteigende Frequenzkurve zu höheren

Die Sperrfilterschaltung A ist als Leiternetzwerk mit L- Frequenzen bis zu z.B. 8 kHz von 6 dB/Oktave haben. Das

C-Parallelkreisen in dem Längszweig und L-C-Reihenkrei- 60 Netzwerk 4 bewirkt dann ein Kippen der Kennlinie U3 zu der sen in den Querzweigen ausgeführt, derart, dass zwei in Reihe Kennlinie U7, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn aber erwartet geschaltete TAbschnitte erhalten werden (siehe Fig. 3), von wird, dass der im Raum vorhandene Störschall einen denen der erste sperrend für ein Frequenzband mit einer ver- Sprachecharakter, also etwa ein Leistungsspektrum aufweist,

hältnismässig hohen mittleren Frequenz, z.B 3000 Hz, und wie es in Fig. 2 durch U3 dargestellt ist, kann man mit einem der zweite sperrend für ein Frequenzband mit einer viel nied- 65 Netzwerk 4 auskommen, das für ansteigende Frequenzen von rigeren mittleren Frequenz, z.B. 600 Hz, wirkt. Dem Filter etwa 1000 Hz an eine flache Frequenzkennlinie aufweist. In werden in der Praxis Operationsverstärker vor- und nachge- diesem Frequenzbereich kann nämlich lediglich durch Ände-

ordnet, um eine gute Impedanzanpassung zu ermöglichen. rung der Verstärkung und ohne dass eine Frequenzkorrektur

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der Frequenzkennlinie des den Kanal 7 durchlaufenden Si- Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 47 gibt gnals durchgeführt wird, bewirkt werden, dass das wiederzu- dem Zähler 49 den Befehl, vorwärts zu zählen, wenn die gebende Signal über den Störschallpegel hinaussteigt. Spannung am Eingang 46 grösser als die am Eingang 48 ist,

Die Dynamikkompression wird mit Hilfe der integrierten und rückwärts zu zählen, wenn das Umgekehrte der Fall ist.

Schaltung 28 vom Typ NE 570 B (Philips) erhalten. Das Si- 5 Die dem Eingang 48 zugeführte Ausgangsspannung (am gnal am Eingang 29 wird dabei einer Vollweggleichrichtung Punkt 50) des Zählers 49 folgt auf diese Weise der Spannung unterworfen und die so erhaltene Regelspannung regelt die am Eingang 46, so dass der Zähler 49 als Speicherschaltung

Signalverstärkung derart, dass bei zunehmender Signalampli- für die Spannung am Eingang 46 wirkt. Diese Ausgangsspan-

tude die Verstärkung abnimmt. Mit einer integrierten Schal- nung wird über ein RC-Netzwerk 51 geführt, bevor die Regel-

tung dieses Typs kann der dynamische Bereich des Signals um 10 Spannung an die Leitung 21 nach Fig. 1 geliefert wird.

einen Faktor 4 herabgesetzt werden. Das elektronische Poten- Dieses Netzwerk sorgt dafür, dass der vom Wiedergabe-tiometer oder die Summierschaltung 8-9 der Fig. 1 ist eine in- kanal erzeugte Schallpegel bei abfallendem Störschallpegel tegrierte Schaltung 30 vom Typ 30 vom Typ TDA 1074 (Phi- nicht allzu plötzlich abfallt; denn das menschliche Ohr stellt lips). Das Ausgangssignal des Verstärkers 25 (Verstärker 2 in sich auch erst nach einer gewissen Zeit auf den herabgesetzten Fig. 1) wird dem einen Eingang 31 dieser integrierten Schal- i5 Schallpegel ein. In vielen praktischen Fällen wird man mit tung 30 zugeführt, während das Ausgangssignal des Kom- nur einem einzigen Filter A bzw. C (Fig. 3 bzw. Fig. 5) aus-pressors 28 (stufe 5 in Fig. 1) einem anderen Eingang 32 dieser kommen können, das eine verhältnismässig hohe Frequenz integrierten Schaltung 30 zugeführt wird. Die Regelspannung unterdrückt bzw. anhebt. Durch die Art der Störschallquelle am Punkt 21 in Fig. 1 wird dem Anschlusspunkt 33 der inte- kann sich die Notwendigkeit ergeben, auch ein zweites Filter, grierten Schaltung 30 zugeführt, so dass am Punkt 34 dieser 2o das auf eine verhältnismässig niedrige Frequenz abgestimmt Schaltung eine Spannung erzeugt wird, deren Grösse in einem ist, anzuwenden. Versuche haben nämlich ergeben, dass nie-Teilverhältnis, das durch die Regelspannung am Punkt 33 be- derfrequenter Störschall mit Frequenzen, die unter der stimmt wird, von den Signalspannungen an den Punkten 31 Grenze von 1000 Hz liegen, dennoch im Frequenzbereich und 32 abhängig ist. Eine mögliche Ausführungsform jedes über 1000 Hz maskierend wirken und dort die Verständlich-der Filter 13 und 14 in Fig. 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Jedes Fil- 25 keit herabsetzen können, Dadurch, dass der niederfrequente ter enthält zwei parallelgeschaltete Zweige zu dem Ausgang Störschall unter 1000 Hz gemessen und der Pegel des den eines Operationsverstärkers 37, wobei in einem Zweig der Wiedergabekanal durchlaufenden Signals in bezug auf Fre-Operationsverstärker 36 angeordnet ist. Die Verstärker 36 quenzen über 1000 Hz einem zunehmenden niederfrequenten und 37 sind mit Gegenkopplungskreisen 38 bzw. 39 versehen, Störschall angepasst, d.h. erhöht wird, bleibt die Verständ-die eine hohe selektive Verstärkung für nur jene Frequenzen 30 lichkeit des ges genannten Signals erhalten. Auch kann es für aufweisen; für die der entsprechende Teil der Filterschaltung eine bessere Schallwiedergabe erwünscht sein, für den Hoch-A (Fig. 3) eine starke Sperrwirkung aufweist. frequenzbereich über 1000 Hz mehrere solcher Filter zu ver-Als Abwandlung dieser Ausführungsform kann eine der- wenden, die nach irgendeinem Zeitschema abwechselnd einartige selektive Verstärkung auch mit Hilfe eines Differenz- geschaltet werden. Dabei kann man mit einer Filterschaltung Verstärkers erhalten werden, dessen einem Eingang das in 12 35 A auskommen, das ausser der einen niedrigeren Frequenz verstärkte Signal des Tonaufnehmers 11 unmittelbar und des- (z.B. 250 Hz) abwechselnd eine höhere Frequenz (z.B. 1. 600 sen anderem Eingang dasselbe Signal über ein Filter zuge- Hz, 2. 500 Hz und 3. 150 Hz) unterdrückt, wobei die betref-führt wird, das der an Hand der Fig. 3 beschriebenen Filter- fenden Filterelemente mittels eines sequentiellen Schalters Schaltung A ähnlich ist. Das Differenzsignal dieser beiden Si- wechselweise eingeschaltet werden. Die Filterschaltung C ist gnale weist dann eine Frequenzkennlinie auf, die die Inverse 40 dabei zu mehreren wechselweise eingeschalteten Abschnitten der der Filterschaltung A ist. (Auf analoge Weise kann jeder 13,14 erweitert, die je die Signale mit den zugehörigen Fre-Teil der Filterschaltung A durch einen Differenzverstärker er- quenzen anheben, gleichrichten und den Schwellenvorrich-setzt werden, in dessen einen Zweig eine Schaltung der in Fig. tungen zuführen, wonach die Schaltung 19, das ebenfalls zu 5 beschriebenen Art aufgenommen ist). diesen mehreren auf jeden dieser Kanäle ansprechenden Ein-

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Gleichrichter/ 45 gängen nur die stärkste Regelspannung durchlässt. Schwellwertverstärkerkombinationen 15,17 und 16,18 der Die Speicherschaltung E ist in der Praxis nur dann not-Fig. 1 als zwei identische Schaltungen ausgebildet. Jede dieser wendig, wenn die Regelspannung nach dem vorher beschrie-Schaltungen enthält einen Operationsverstärker 40 (z.B. vom benen zweiten Verfahren auf einem festen Wert fixiert werden Typ TDA 1034 Philips), einen sich daran anschliessenden muss. Dies kann am einfachsten dadurch erzielt werden, dass Vollweggleichrichter 41 und einen zweiten Operationsver- 5" die Filterschaltung A in Fig. 1 von einem von Hand oder elek-stärker 42, z.B. vom gleichen Typ gebildet. Die so am Punkt . tronisch zu betätigenden Schalter 60 überbrückt wird, der zu-43 erzeugte gleichgerichtete Spannung soll die mit dem Wi- gleich die dem Zähler 20 zuzuführenden Taktspannung CI derstand 54 einstellbare Schwellwertspannung überschreiten, ein- oder ausschaltet. Bevor ein Eingangssignal den Klemmen um den Ausgang 55 erreichen zu können. 1 zugeführt wird, wird dieser Schalter eingedrückt und somit Die zwei identischen Schaltungen, von denen eine mit 55 die Filterschaltung A kurzgeschlossen und zu gleicher Zeit die dem Filter 13 in Fig. 1 und die andere mit dem Filter 14, ver- Taktspannung CI ausgeschaltet, so dass die erzeugte Regelbunden ist, werden über eine Schaltung 19 in Fig. 1 (z.B. ein Spannung auf dem dem genannten Zeitpunkt entsprechenden analoges UND-Gatter), das aus den Gleichrichtern 44 bzw. Wert fixiert wird.

45 besteht, mit einem Eingang 46 eines Operationsverstärkers Aus Obenstehendem ist klar geworden, dass es von we-

47 verbunden, dessen anderem Eingang 48 die Ausgangsspan-60 sentlicher Bedeutung ist, ein Regelsignal zu erhalten, das von nung eines Zählers 49 zugeführt wird. Das grössere der den dem den Tonwiedergabekanal durchlaufenden Signal unab-

Gleichrichtern 44 bzw. 45 zugeführten Signale wird auf diese hängig ist. Versuche haben ergeben, dass es zweckdienlich

Weise den Eingang 46 des als Komparator geschalteten Ope- sein kann, bei nicht-idealen Filterschaltungen A und C die rationsverstärkers 47 erreichen und mit der Spannung am Schwellwertspannungen (den Einstellwiderstand 54 in Fig. 6

Eingang 48 verglichen werden. Der Komparator 47 und der 65 und den entsprechenden Einstellwiderstand in der anderen

Zähler 49 wirken somit als die Speicherschaltung E nach Fig. Schaltung) auf einen Wert einstellen zu können, der höher ist,

1. Die wichtigsten Anschlussklemmen sind gemäss der ge- je nachdem das den Wiedergabekanal 1-10 durchlaufende Si-

bräuchlichen Notation nummeriert. gnal höher ist. Um diese Schwellwertspannungen automa-

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tisch diesem Signal durch den Wiedergabekanal anzupassen, Zweig weist eine 6 dB/Oktave von etwa 1000 Hz an zu niedri-kann dieses Signal mit Hilfe eines Detektors 61 detektiert wer- geren Frequenzen abfallende Kurve und über 1000 Hz eine den, wonach die erhaltene Gleichspannung als Schwellwert- flache Kurve auf. Dieser Zweig dient dann dazu, die Einrich-spannung den Stufen 17 und/oder 18 zugeführt wird. Da ein tungen an Störschall in Form von Sprache anzupassen, wie akustisches Signal im allgemeinen eine gewisse Nachhallzeit 5 oben bereits erwähnt wurde. Das Netzwerk 4 des ersten Zweiaufweist, ist es angebracht, den Detektor 61 mit einem Aus- ges 7 weist dann eine Frequenzkennlinie auf, die von etwa 8 gangsfilter 62 mit einer dieser Nachhallzeit angepassten RC- kHz an um 6 dB/Oktave zu niedrigeren Frequenzen abfällt, Zeit zu versehen, so dass die erzeugte Schwellwertspannung während die Verstärkung gleich 1 bei etwa 1000 Hz liegt. Die-mit einer ähnlichen Schwächung wie das akustische Signal ser erste Zweig dient dann dazu, die Vorrichtung an Stör-mit seinem Nachhall selbst abklingt. io schall mit einem flachen Spektrum anzupassen, wie oben be-

Es sei erwähnt, dass sich die Erfindung keineswegs auf die reits angegeben wurde. Die Regelvorrichtung soll nun bestim-in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform beschränkt, bei der men, welche Art Störschall in Raum vorhanden ist, und an die Einrichtung mit zwei Zweigen versehen ist. Die Erfindung Hand dieser Bestimmung ein richtiges Kombinationsverhält-kann auch bei Einrichtungen verwendet werden, die mit ei- nis der Ausgangssignale dieser Kanäle festlegen. Die Bestim-nem Zweig 6, der die Schallübertragung nicht oder nahezu 15 mung des Charakters des Störschalls kann dadurch verwirk-nicht beeinflusst, und z.B. zwei Zweigen 7 versehen sind, die licht werden, dass zwei Kanäle 13,15,17 zum Abtasten bei beide mit einem Netzwerk 4, das eine zu niedriger Tonfre- zwei Frequenzen im Frequenzbereich über 1000 Hz des Stör-quenz abfallende Übertragungskennlinie aufweist, und einem schalls in die Regelvorrichtung eingeführt und die dabei erNetzwerk 5 in Form eines Dynamikkompressors versehen haltenden Werte miteinander verglichen werden.

sind. Die Frequenzkennlinie des Netzwerks 4 im zweiten 20

C

4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

646 286 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung für Tonwiedergabe in einem Raum mit einer unabhängigen Schallquelle, wobei mit Hilfe eines Tonaufnehmers eine von dem Pegel dieser Schallquelle abhängige Regelspannung erhalten wird, die die Verstärkung und die Frequenzkennlinie im Tonwiedergabekanal beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass der Tonwiedergabekanal in mindestens zwei Zweige (6,7) aufgespaltet ist, von denen ein Zweig (6) die Tonübertragung nicht oder nahezu nicht beeinflusst, während mindestens ein anderer Zweig (7) eine zu niedriger Tonfrequenz abfallende Übertragungskennlinie sowie einen Dynamikkompressor (5) enthält, wobei die Ausgänge der Zweige einer Vorrichtung (8,9) zur Umwandlung der Ausgangssignal dieser Zweige mit einem veränderlichen Verhältnis in ein einziges Signal zugeführt werden, wobei dieses Verhältnis von der genannten Regelspannung gesteuert wird, und dass Mittel (A, C) vorgesehen sind, durchweiche die erzeugte Regelspannung (21) nicht oder nahezu nicht von dem den Tonwiedergabekanal passierenden Signal beeinflusst wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungskennlinie des zuletzt genannten Zweiges (7) so eingestellt ist, dass die hohen Tonfrequenzen auf einen Pegel erhöht werden, der gleich dem Pegel des zwischen den hohen und niedrigen Tonfrequenzen liegenden Mitteltonbereiches ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Tonwiederkabekanal wenigstens eine Bandsperre (A) aufgenommen ist, die ein Frequenzband unterdrückt, während in den Kanal zum Erzeugen der Regelspannung ein Bandpass (13,14) aufgenommen ist, der dieses Frequenzband durchlässt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgenannte Frequenzband innerhalb des Frequenzbereiches liegt, in dem der zuletzt genannte Zweig (7) des Tonwiedergabekanals einen erheblichen Abfall in der Übertragungskennlinie zeigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kanal (11 ... 21) zum Erzeugen der Regelspannung eine Schwellenvorrichtung (17,18) aufgenommen ist, deren Schwellwertspannung von dem den Tonwiedergabekanal ( 1... 10) passierenden Signal gesteuert wird.