CS229611B2

CS229611B2 - Sound producing system with a reduced driving

Info

Publication number: CS229611B2
Application number: CS397177A
Authority: CS
Inventors: Geza Ing Balogh; Geza Ing Kerti; Barnabas Ing Kiss; Emil Ing Sesztak
Original assignee: Elektroakusztikai Gyar
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1984-04-16
Also published as: SU667178A3; DD130523A5; PL116860B1; HU172630B

Description

229 911229 911

Vynález se týká ozvučovacího systému se sníženým vybuzením,kde mezi mikrofony p zářiče zvuku jsou vestavěny zesilovače, ze-jména zesilovače s nastavitelným zesílením.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a reduced-excitation sound system, where amplifiers are built-in between the sound emitter microphones, in particular amplifiers with adjustable gain.

Jak je známo, základní požadavek na elektroakustický řetězec,kterým se uskutečňuje zvýšení úrovně zvuku, je ten, aby programbyl v ozvučovaném prostoru reprodukován s odpovídající úrovní akus-tického tlaku. Obvyklé uspořádání mikrofon-ze silo v ač-zářič zvuku-ozvučovaný pr os tor-mikrofon, tvoří uzavřený elektroakustický řetě-zec. Takový systém, pokud je dosaženo určité úrovně akustickéhotlaku, je samovybuditelný. Vybuzení, kromě toho, že systém nenízpůsobilý k přenosu zvuku, také ničí prvky akustického řetězce,škodlivé vybuzení vzniká také v těch případech, když mikrofon jeumístěn bezprostředně vedle zářiče zvuku. V prostorách, kde je dlouhá ozvěna, například ve sportovních halách, a zvuková energiepřitom může klesat 2 až Sx, bývá sklon k akustickému vybuzení většíAs is known, the basic requirement for an electroacoustic chain by which an increase in sound level is realized is that the program be reproduced in the sound space with a corresponding level of acoustic pressure. A conventional microphone-silo arrangement in a sound-sounding microphone is a closed electroacoustic chain. Such a system, if a certain level of acoustic pressure is achieved, is self-inducing. Excitation, in addition to not being able to transmit sound, also destroys elements of the acoustic chain, harmful excitation also arises when the microphone is placed next to the sound emitter. In areas where there is a long echo, for example in sports halls, and the sound energy may drop 2 to Sx, the tendency to acoustic excitation is greater

Další potíž se objevuje u šiř okop ásového ozvučovacího systé-mu, pokud kmitočet buzení se vyskytuje v oblasti nad nejvyšáímještě slyšitelným kmitočtem. V takových případech není pracovníkobsluhující zařízení schopen rozeznat, zda elektroakustický řetě-zec je schopný provozu a dochází k tomu, že vybuzení poškozuje zá-řiče zvuku.A further difficulty occurs with the wide band sound system if the excitation frequency occurs in the area above the highest audible frequency. In such cases, the operator's equipment is unable to tell if the electroacoustic chain is operable and the excitation is causing damage to the sound emitters.

TaKé dochází k tomu, že sighál programu - řeč - zpěv - dosa-huje okamžitou výši signálu - maximální signál, která leží o 10 229 611 až 12 03 výše než užitná hodnota signálu. kELuvící osoba snadno mě-ní svou vzdálenost před mikrofonem a reproduktorem. To všechnojsou činitelé, na které musí být pozornost obsluhujícího pracovní-ka zaměřena, pokud nastavuje velikost zesílení zvuku ještě předvybuzením.Also, the program sighale - speech - singing - reaches the current signal level - the maximum signal that lies 10 229 611 to 12 03 higher than the signal value. the sliding person easily changes his distance in front of the microphone and speaker. All the factors that the operator's attention must be focused on if he adjusts the amount of sound amplification by pre-excitation.

Zesílení elektroakustického řetězce A musí být voleno tak,aby mělo nízkou hodnotu, aby systém ve všech výše jmenovaných pří-padech nebyl nestabilní; to znamená, aby nebyl vybudit-elný. Protoje často hodnota zesílení nízká, a proto nezbytná úroveň akustic-kého tlaku v případech běžných provozních podmínek nemůže být za-jištěna.The amplification of the electroacoustic chain A must be selected to have a low value so that the system is not unstable in all of the above cases; that is, it is not excitable. Therefore, often the gain value is low and therefore the necessary sound pressure level in the case of normal operating conditions cannot be ensured.

Bylo zjištěno, že velikost zesílení k vybuzení elektroakustického řetězce je závislá na kmitočtovém rozsahu ozvučovacího sys-tému a ozvučovacího prostoru, směrové charakteristice mikrofonua reproduktoru a na jejich kmitočtové závislosti. Bylo také zjiš-těno, že v daném prostoru musí být určitá časová prodleva, aby vy-buzení vzniklo. íáimoto bylo zjištěno, že nebezpečí vybuzení se silně potlačí, pokud fáze signálu zvukového kmitočtu se změní tím,že do ozvučovacího řetězce je zabudovaná jednotka v čase proměnné-ho zpožňovače a jednotka regulovatelného zpožňovače, přičemž regu-lovatelný zpožňovač obsahuje elektroakustický měnič, který jezkonstruován na gradientním principu.It has been found that the amplification gain for the electroacoustic chain is dependent on the frequency range of the sound system and the sound space, the directional characteristics of the microphone and the frequency dependence of the speaker. It has also been found that there must be a certain time lag in the space to generate excitation. It has been found that the risk of excitation is greatly suppressed if the phase of the sound frequency signal is changed by incorporating into the sound chain a unit at the time of the variable delay and the controllable delay unit, wherein the controllable delayer comprises an electroacoustic transducer which is constructed at gradient principle.

Nevýhody současného stavu proto do značné míry odstraňujeozvučovací systém, sestavený podle vynálezu, jehož podstatou je,že mezi mikrofony a zářiče je v sérii zapojen zesilovač se zpožďo-vacím členem s nastavitelným zpožděním, mezi nimiž je zapojen dal-ší zpožčfovací člen, jehož zpoždění je měnitelné v rytmu infrazvu-ku, přičemž mikrofony jsou opatřeny akustickým obracečem fáze hmo-tově odporového typu a zářiče zvuku jsou opatřeny akustickým obra-cečem fáze odporově kapacitního typu. - 4 - 229 611The disadvantages of the present state are therefore largely eliminated by the loudspeaker system according to the invention, the principle being that between the microphones and the emitters an amplifier with an adjustable delay delay element is connected in series, between which another delay member is connected, the delay of which is the microphones are provided with an acoustic resistive phase reverser and the sound emitters are provided with an acoustic phase resistive capacitor type. - 4 - 229 611

Velmi výhodné je také.to provedení vynálezu, jehož podstatouje, že na řídicí vstup zpožďovacího členu je buň bezprostředněnebo přes amplitudový modulátor zapojen alespoň jeden řídicí gene-rátor s měnitelným kmitočtem, přičemž na druhý vstup amplitudové--.x, xuuculátoru je připojen generátor synchronizačních pulsů. Výhodou ozvučovacího systému podle vynálezu je, že vzhledemk současnému známému ozvučovacímu systému lze hladinu akustickéhotlaku zvýšit. Stabilita ozvučovacího systému v daném prostoru ne-bo části prostoru se zvětšuje a lze ji optimálně nastavit zpožďo-vací jednotkou s časovou prodlevou v čase proměnnou, eventuálněnestavením hodnoty jednotkou posunující fázi nebo zbrzděním abso-lutní hodnoty zesílení a fáze V řetězci. Dosažitelný zisk vzhledemk systému sestaven éínu z tlakového mikrofonu, zesilovače a obvyklé-ho reproduktoru je nejméně 12 dB, často až 20 dB. Tyto hodnotyjsou samozřejmě závislé na akustických vlastnostech prostoru a napožadovaném kmitočtovém rozsahu ozvučovacího systému - takzvanékorekce tónového zabarvení, které jsou založeny na vylučování jed-notlivých úseků přenášeného pásma, významně ovlivňují buzení dané-ho systému.It is also highly preferred that at least one variable frequency control generator is connected to the control input of the delay member via a amplitude modulator, wherein a synchronization generator is connected to the second amplitude input. pulses. An advantage of the sound system according to the invention is that, due to the current known sounding system, the level of acoustic pressure can be increased. The stability of the sound system in a given space or part of the space is increased and can be optimally adjusted by a time delay delay unit variable, possibly by setting a phase shifting unit or by inhibiting the absolute gain and phase values in the chain. The gain achieved with respect to the system assembled from the pressure microphone, amplifier and conventional speaker is at least 12 dB, often up to 20 dB. Of course, these values depend on the acoustic properties of the space and the desired frequency range of the sound system - the so-called tone color correction, which is based on the elimination of individual portions of the transmitted band, significantly affects the excitation of the system.

Další zvýšení úrovně akustického tlaku podle vynálezu se za-jistí tím, že zářič zvuku je sestaven z více nad sebou uspořáda-ných reproduktorů do tvaru zvukového sloupce.A further increase in the sound pressure level of the invention is ensured by the fact that the sound emitter is composed of a plurality of stacked speakers in the form of a sound column.

Vynález je podrobně popsán na základě výkresů, kde obr. 1představuje přenosovou charakteristiku velké místnosti - použitýkmitočet kolem 1000 Hz, obr. 2 ukazuje schéma známého ozvučovací-ho systému a obr. 3 až 5 schematicky zobrazují různá provedeníozvučovacího systému podle vynálezu. as obr. 1 je znázorněna přenosová charakteristika velké míst-nosti při Kmitočtu kolem 1000 Hz. Tato charakteristika byla pře- 229 611 vzata z literatury-4»» Trestigiacomo et al.: A frequency snifterfor improving acoustic feedback stability. "Obvod pro posouváníkmitočtu, sloužící ke zlepšení stability akustické zpětné vazby."JAES, sv. 10, č. 2, duben 196 2, str. 110-113 .The invention is described in detail with reference to the drawings, in which: Figure 1 shows a large room transmission characteristic - the frequency used is about 1000 Hz, Figure 2 shows a schematic of a known sound system, and Figures 3 to 5 schematically illustrate various embodiments of a sounding system according to the invention. and FIG. 1 shows a large room transmission characteristic at a frequency of about 1000 Hz. This characteristic was taken over from the literature-4 »Trestigiacomo et al .: A frequency snifter for improving acoustic feedback stability. "Frequency shifting circuit to improve acoustic feedback stability." JAES, vol. 10, No. 2, Apr. 196 2, pp. 110-113.

Maximální hodnota charakteristiky je na obraze označenáa průměrná hodnota V případě uvedeného prostoru je mezi obě- ma hodnotami rozdíl až 12 d3 a vrcholy a maximum charakteristikyse od sebe liší průměrně o 5 Hz.The maximum characteristic value is marked on the image and the average value is between 12 d3 between the two values, and the peaks and maximum characteristics differ by 5 Hz on average.

Na obr. 2 je uveden běžný ozvučovací systém. Směrová charak-teristika použitého mikrofonu 1 je ve většině případů v části pás-ma kulového charakteru nebo kulovému charakteru se blížící, kte-rou určuje série charakteristik naznačených u mikrofonu. Zmíněnákřivka je označena "O". Také směrová charakteristika zářiče 2 zvu-ku je v části pásma, prakticky při nízkých kmitočtech, kulovéhotvaru. Na obrázku je toto znázorněno řadou směrových charakteris-tik. křivka kulového tvaru je také v tomto případě označená e’O".Signál z mikrofonu lze zesílit zesilovačem _3, případně zesilovačem4 s proměnným zesílením pouze na takovou hodnotu, aby nedošlo k vy-buzení. Zvuková vlny vyvolané zářičem 2 zvuku se vrací částečněbezprostředně a částečně po odrazu od okolí z mikrofonu 1 zpět.Poněvadž směrové zakončení mikrofonu 1 a zářiče 2 zvuku se v danémkmitočtovém pásmu blíží kulovému tvaru, ačkoliv mikrofon 1 a zá-řič 2 zvuku jsou postavené tak, že jsou k sobě vzájemně natočené,je bezprostřední· signál v daném kmitočtovém pásmu větší než odra-žený signál; větším signálem vzniká vybuzení. V tomto případě nenípřenosová prostorová charakteristika pro vybuzení významná.FIG. 2 shows a conventional sound system. The directional characteristic of the microphone 1 used is in most cases in a portion of a band of spherical nature or spherical in nature, which determines the series of characteristics indicated by the microphone. The curve is marked "O". Also, the directional characteristic of the sound emitter 2 is in a portion of the band, practically at low frequencies, of a ball forming device. In the figure, this is illustrated by a series of directional characteristics. the spherical curve is also in this case denoted by e'O ". The signal from the microphone can be amplified by amplifier 3, or by amplifier 4 with variable amplification only to such a value that no excitation occurs. The sound waves induced by the sound emitter 2 return partially and partially as the microphone 1 and sound emitter 2 approach the spherical shape in a given frequency band, although the microphone 1 and the sound emitter 2 are positioned so as to be mutually facing each other, the immediate signal is greater than the reflected signal in a given frequency band, a higher signal generates an excitation, in which case the transmission spatial characteristic for excitation is not significant.

Na obr. 3, 4 a 5 jsou zobrazena různá provedení systému sesníženým vybuzením podle vynálezu. Na obr. 3 je mikrofon 1 připo-jen k zářičům 2 přes zesilovač Ji s proměnným zesílením a s možnos- 229 811 ti posunu fáze, pres zpožcíovač o s časovou prodlevou v čase pro-měnnou a pres zesilovač j.Figures 3, 4 and 5 illustrate various embodiments of the reduced excitation system of the present invention. In Fig. 3, the microphone 1 is connected to the emitters 2 via a variable gain amplifier Ji and with the possibility of phase shift, via a time-delay delay-time changer and via an amplifier.

Jiné výhodné provedení je znázorněno na obr. 4, kde mezi mikrofon 1 a zářiče 2 zvuku je vložen zpožcíovač 6, na jehož řídicívstup je přímo připojen řídicí generátor 8.Another preferred embodiment is shown in Fig. 4, wherein a delay 6 is inserted between microphone 1 and sound emitter 2, to which control generator 8 is directly connected to the control output.

Další výhodné provedení systému se sníženým vybuzením je pakznázorněno na obr. 5, kde mezi mikrofon 1 a zářiče 2 zvuku je vložen zpožcíovač 6, na jehož řídicí, vstup je připojen amplitudovýmodulátor 7, přičemž na první vstup amplitudového modulátoru 2 j®připojen řídicí generátor 8 a na druhý vstup amplitudového modulátoru 2 Je připojen genrátor j) synchronizačních pulsů.A further preferred embodiment of the reduced excitation system is then shown in Fig. 5, where a delay 6 is inserted between the microphone 1 and the sound emitter 2, to which the amplitude modulator 7 is connected to the control input, wherein the control generator 8 is connected to the first input of the amplitude modulator 2 and the second input of the amplitude modulator 2 is connected to the synchronization pulse generator.

Vzájemný vliv mikrofonu 1 a zářiče 2 zvuku, který lze minimalizovat jejich vzájemným natočením, je patrně ve vztahu dopředudozadu snížen, foto snížení může dosáhnout celkem až 30 d3. Vybu-zaní vzniká odraženými zvukovými vlnami. V tomto případě je přenosová prostorová charakteristika významná. Vybuzení lze tedy určitpři libovolném maximu, /elikost maxima se zmenší nasměrováním mě-niče. ávláště následkem směrového zakončení je odraz menší. V souČasné době se prostorová charakteristika zprůměrňuje pomocí zpož-cíovač e, jehož zpoždění se mění podle taktu infrazvukového sinuso-vého signálu, a to tak, že kmitočet signálu a fázový kmitočet zvukového kmitočtu mění své fáze v čase podle taktu infrazvukovéhosignálu. Takto získatdný výtěžek je zřejmě rozdíl mezi maximem aprůměrem kolem 12 d3. Všeobecným použitím měniče, který pracuje na základě gradientního principu a zpožďovací jednotky, která vy- kazuje v čase proměnné zpoždění, můžeme docílit větší zvýšení než je pouhý matematický součet. Další zvýšení se dosáhne tak, že sepoužije zpožoovací jednotky, jejíž zpoždění se v čase nemění, ale je nastavitelné ručně. Tak mohou být také ovládány fázová poměrysystému. 229 811The interaction of the microphone 1 and the sound emitter 2, which can be minimized by their relative rotation, is likely to be reduced in the forward backward relationship, and the photo reduction can reach a total of up to 30 d3. Excitement arises from reflected sound waves. In this case, the transmission spatial characteristic is significant. Thus, the excitation can be determined at any maximum, and the maximum size is reduced by directing the converter. Due to the directional termination, the reflection is smaller. Nowadays, the spatial characteristic is averaged by the delayer e whose delay varies according to the infrared sinusoidal signal, so that the signal frequency and the phase frequency of the audio frequency change their phases over time according to the infrared signal. The yield thus obtained is probably the difference between the maximum and the average of about 12 d3. By the general use of a transducer based on a gradient principle and a delay unit that shows a variable delay at a time, a greater increase than a mere mathematical sum can be achieved. A further increase is achieved by using a delay unit whose delay does not change over time but is adjustable manually. Thus, the phase ratio of the system can also be controlled. 229 811

Nastavením posunutí fáze lze také seřídit velikost změny fá-ze na požadované optimum# Když doba zpoždění V = 20 ms, je takétento čas maximálně nutná hodnota, čímž je dosažitelná změna fázeo ISO0 při nejnižších kmitočtech# Směrová charakteristika k urču-je *nejhoršíw křivku, která v přenosovém pásmu představuje ne jmenší směrový konec.You can also adjust the phase shift to the desired optimum by adjusting the phase offset. When the delay time V = 20 ms, this time is also the most necessary value, thus achieving a phase change of ISO0 at the lowest frequencies # Directional characteristic to determine * the worst curve, which in the transmission band represents a not less directional end.

Claims

-8- SUBJECT OF VINA 'L -fr-,, 22 »» 11

1. A sound system with a reduced excitation rate and a sound emitter are built-in amplifiers of the name and adjustable amplitude, characterized in that an amplifier is connected in series between the microphones (1) and the emitter (2). 3) with a delayed delay member (5) between which a further delay member (6) is connected, the delay of which is variable in rhythm rhythm, wherein the microphones (1) are provided with an acoustic phase-resistive phase reverser and the sound emitters (2) are provided with an acoustic phase capacitor of the resistive capacitance type.

A sound system according to claim 1, characterized in that at least one variable frequency control generator (8) is connected directly or over-amplitude modulator (7) to the control input of the delay member (6), wherein at the second input A synchronization pulse generator (9) is connected to the amplifier modulator (7).