DD145985A1 - ARRANGEMENT FOR CENTRALIZED SIGNAL DISTRIBUTION BY A LARGE SPEAKER SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung dient dem Einspiel von Tonsignalen in groeszeren Saelen oder Freilichtauditorien mit veraenderbarer Ortung der Signalquelle, sogenannte Panoramabeschallung. Das Ziel der Erfindung ist es, sowohl die Ortung als auch den Schalldruckpegel zu verbessern bzw. den Aufwand zu verringern und das Springen zu vermeiden. Die Erfindung nutzt fuer jedes Tonsignal, das gleich zu orten ist, eine Verzoegerungskette mit zeitlich gestaffelten Ausgaengen, die ueber unterschiedliche Daempfungs- oder Verstaerkungsmittel mit je einem Eingang einer Schaltmatrix verbunden sind. Die Lautsprecher sind mit umschaltenden Ausgaengen d. Schaltmatrix verbunden, wobei die Daempfung und Verzoegerung mit zunehmender Entfernung vom zu ortenden Lautsprecher steigt. Moegliche Anwendungsgebiete sind Theater, Freilichtbuehnen, Konzert- und Kultursaele.The invention serves the input of sound signals in larger Saelen or open-air auditoriums with veraenderbarer location of the signal source, so-called panoramic sound. The aim of the invention is to improve both the location and the sound pressure level and to reduce the effort and to avoid jumping. The invention uses for each sound signal, which is to locate the same, a Verzoegerungskette with staggered outputs, which are connected via different Daempfungs- or Verstaerkungsmittel with one input of a switching matrix. The speakers are with switching outputs d. Switching matrix connected, wherein the damping and delay increases with increasing distance from the speaker to be located. Possible areas of application are theaters, open-air stages, concert and cultural centers.
Description
α*) Titel der Erfindung. α *) Title of the invention.
Anordnung aur örtlich veränderlichen Signal verteilung, übesr eine GroßlautsprecheranlageArrangement with locally variable signal distribution, above a large loudspeaker system
b) inwenclungsgebiet der Erfindungb) within the scope of the invention
Die Erfindung besieht sich auf das Gebiet; der Großlautspre-'oh.eranlagens bei denen eine veränderbare Ortung dei? virtuellen· Sonquelle gefordert wird? was vielfach als Panoramabeschallung beselohnet wirde Die Anwendung ist in großen Räumeη$ Sälen und Freilicht audit orien möglich«The invention is directed to the field; the Großlautspre-'oh.eranlagen s where a changeable location dei? virtual · Son Source is required? which is often offered as a panoramic sound e The application is possible in large rooms and halls and open-air auditoria «
o) Charakteristik der bekannten technischen Lösungeno) Characteristic of the known technical solutions
Die .bekannten technischen Lösungen ermöglichen ein um ein Auditorium laufendes -Schallsignalj indem sswe ckent sprechend verteilte LautSprecher bswe LautSprechergruppen nacheinander eingeschaltet; werden oder eine Yerteilungsänderung der suge-» führten Soliaileistung erfolgt.» Um dabei Sprünge der georteten Tönque'ij.Q bu vermeiden f sind unterschiedliche Überblendve.r~ fahren (z.B. DD-PS 198 046) bekannt.The .bekannten technical solutions enable a current to an auditorium -Schallsignalj by SSWE ckent speaking distributed speaker bsw e loudspeaker groups are sequentially turned on; or a Yerteilungsänderung the suge- "led solia performance is done." In order to avoid jumps of the localized Tönque'ij.Q bu f are different Überblendve.r ~ drive (eg DD-PS 198 046) known.
Bei iaiorßnung einer größeren Anzahl von Lautsprechern erfolgt; das Überblenden dadurch? daß bei der Weiterschaltung je?/eiis nur ein mehr oder weniger kleiner Teil dar Lautsprecher gleichseitig umgeschaltet: wird und ein. anderer Teil erst nach .einex? Zeitversb'gerung (iPeohnisohe Mitteilungen des RFZ, Hj/1977, S6 53). .When a larger number of speakers are used; the fading thereby ? that only one more or less small part of the loudspeaker switched on the same side when switching on / off, is and becomes. other part only after. Zeitversb'erung (iPeohnisohe messages of the RFZ, Hj / 1977, p 6 53). ,
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Der erste Facht eil der bekannten Unordnungen besteht darin, daß ein Springen des wandernden Sοhallsignals umso stärker wahrgenommen wird? je näher die Zuhörerplätze den Lautsprechern "benachbart, sind und je weniger Lautsprecher bzw« Lautsprechergruppen vorhanden sind. Dadurch s±nd? besoge» auf eine bestimmte Raumgröße, Einschränkungen der Zahl der Hörerplätse bsw* ein Mehraufwand an Lautsprechern erforderlicheThe first part of the known disorders is that the jumping of the traveling sound signal is perceived all the more strongly. closer adjacent the listener places the speakers "are and the less speakers or" speaker groups are present. This s ± nd? besoge "bsw to a particular room size, restrictions on the number of Hörerplätse * involving more speakers required
Ein weiterer Nachteil besteht darin^ daß sich unterschiedliche Lautspreehertypen und Einbautedingungen der Lautsprecher als sprunghafte Klangfarbenänderungen bei der ·Weiterschaltung bemerkbar machen«, Die Vermeidung' dieser Nachteilwirkungen ist nur auf Kosten der Raumgestaltung und mit Mehraufwand möglich»Another disadvantage is that different speaker types and mounting conditions of the loudspeakers are noticeable as sudden sound color changes in the handover. "The avoidance of these disadvantages is only possible at the expense of interior design and with additional effort."
Drittens ist di© jev^ells empfundene Lautstärke eines umlaufenden Schallsignals stark'von der jeweiligen Entfernung des Zuhörers von-den jeweils eingeschalteten Lautsprechern abhängig und kann bei großen Auditorien sehr große Schwankungen aufweisen© Diesem Nachteil, läßt sich nur durch Konzentration der Zuhörerplätze auf den mittleren Raumbereich oder bei Freiliohtauditorien durch größere Lautsprecherabstände (und •»Leistungen) begegnen, was wieder den Aufwand erhöhtβ Thirdly, the perceived loudness of a circulating sound signal is strongly dependent on the respective distance of the listener from the respective loudspeakers and can show very large fluctuations in large auditoriums Space or in Freiliohtauditorien by larger speaker distances (and • »benefits) encounter, which again increases the effort β
Ferner muß jede der Lautsprechergruppen für die gesamte abzustrahlende Schalleistung ausgelegt sein? weil jeweils nacheinander nur eine Lautsprechergruppe eingeschaltet ist und den Schallpegel bestimmt. Damit ist entweder ein verringerter Sohalldruckpegel oder ein erhöhter; Aufwand verbunden»Furthermore, must each of the speaker groups be designed for the entire sound power to be radiated? because in each case only one group of loudspeakers is switched on one after the other and determines the sound level. This is either a reduced Sohalldruckpegel or increased; Effort connected »
d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention
Ziel der Erfindung 1st es? sowohl die Ortung; als auch den Schalldruckpegel au verbessern bzw«, den Aufwand su verringern und das Springen su vermeiden« Dabei-sollen Einschränkungen der Raumausnutzung für Zuhörerplatte und Gestaltung vermieden werden* *The aim of the invention is it ? both the location; as well as to improve the sound pressure level au, "reduce the effort below and avoid the jumping su" in this case, restrictions of the space utilization for listener plate and design should be avoided * *
e) Darlegung des Wesens der Erfindimge) Explanation of the nature of the invention
Ausgehend von dieser Zielstellung, ergibt; die Analyse derBased on this objective, results; the analysis of
Mängelursa.ohen? daß alle Mängel auf der veränderlichen Zuführung des S e hall signal s "beruhen und nur mit dessen Beseitigung vollständig zu vermeiden sinde Die Aufgabe der Erfindung "besteht danach la einer Ausnutzung des Gesetz-es der ersten Wellenfront für die veränderliche Ortung der Schallquellen ira gesaraten Wirkungsbereich einer Großlautsprecheranlage mit mehreren Lautsprechern bswe LautSprechergruppen 9 Sohalt- bzw* Üborblenärnitteln sowie Yerstärkungs- "bzw» DämpfungseleraenteHoMangelursa.ohen ? that all defects of the variable feed of the S e hall signal s "is based and only with their disposal completely avoided are e The object of the invention," then there la a utilization of the law, it gesaraten the first wave front for the variable positioning of the sound sources ira area of influence of a large loudspeaker system having multiple loudspeakers bsw e loudspeaker groups Sohalt- 9 or * Üborblenärnitteln and Yerstärkungs- or "" DämpfungseleraenteHo
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tonsignalquellen bsw0 durch Mischung verknüpfte Gruppen von EOnslgnalquelleh am Eingang einer Yerzögeruagsketi,e liegen· deren mehrere zeitgestaffelte Ausgänge mit einer· entsprcohen- &βώ. Zalü von primären Anschlüssen einer Schaltmatrix verbunden sindj deren sekundäre -Anschlüsse mit 5eweils einem Lautsprecher bzwe einer Laut Sprechergruppe verbunden sind;, daß in der Sohaltraatrix jeweils "benachbarte Ausgänge der Yersögerungsketten und benachbarte Lautsprecher mit benachbarten primären und sekundären Matrixanschi«ssen verbunden sind und daß die Versö'gerungssseiten benachbarter Ausgänge der Versö» gerungsketten jeweils etwas größer sind als die Laufseitdifferenaen von zwei benachbarten Lautsprechern zum nächstgelegenen-Hb'rerplata6 This object is achieved according to the invention in that the sound signal sources bsw 0 are groups of sound sources connected by mixing at the input of a Yerzögeruagsketi, e · whose multiple time-staggered outputs with a · entsprcohen- & βώ. Zalü connected of primary terminals of a switching matrix sindj their secondary ports with 5 ewe il s a speaker or e a connected speaker group ;, that connected in the Sohaltraatrix each "adjacent outputs of the Yersögerungsketten and adjacent speaker with adjacent primary and secondary Matrixanschi" SEN and that the versification sides of adjacent outputs of the versification chains are each slightly larger than the running side differentials of two adjacent loudspeakers to the nearest Hb'erplata 6
Zwischen die Ausgänge der Terzögerungsketten und die zugeordneten primären Sehaltmatrixanochlüsse können in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung; Dämpfungs~ bswe Yerstä"rkungsmitt;el mit gestaffelt einstellbarer Dämpfung bzw» Verstärkung' eingeschaltet sein«,Between the outputs of the delay cells and the associated primary Sehaltmatrixanochlüsse can in an advantageous embodiment of the invention; Attenuating and amplifying means, with staggered adjustable attenuation or amplification being switched on,
Weiterhin kann die Schaltmatrix für das gleichzeitige Zuschalten mehrerer au ortender Lautsprecher Umschaltkontakte enthalten, deren umschaltender Kontakt; jeweils den. sekundären Anschluß der S ο halt matrix darstellt;, während die direkt; mit den Laut-Sprechern-verbundenen sekundären Anschlüsse an einem umschaltenden Kontakt liegen^ der bei Betätigung mit einem primären -Anschluß verbunden istf der der geringsten Verzögerung zugeordnet ist*Furthermore, the switching matrix for the simultaneous connection of several au ortender speakers switch contacts contain their switching contact; each one. secondary connection of the S ο halt matrix represents, while the direct; with the loudspeaker-connected secondary connections to a switching contact ^ which, when actuated, is connected to a primary connection f which is associated with the least delay *
Let st lieh können auch, mehrkanalige Tonsignalquellen realisiert, werden, indem sie mit einer der Kanalwahl., entsprechenden .Ansahl von Verzögerungsketten und Sohaltinatritaen verbunden werden«It is also possible to realize multichannel audio sources by connecting them with an appropriate number of delay chains and so-called content channels. "
Die Funktionsweise der Anordnung nach der Erfindung beruht hauptsächlich auf einer neuartigen Ausnutzung des Gesetzes der ersten Wellenfrontβ Der jeweils zu ortende Lautsprecher bawft die Lautspreohergruppe erhält das Signal ohne bzw» mit der kürzesten Verzögerung. Die anderen Lautsprecher erhalten eine Verzögerungszeit zugeordnet, die mit wachsendem Abstand Tora su ortenden Lautsprecher: ebenfalls vergrößert: ist« Dabei müssen die Verzögerungszeiten jeweils etwas größer sein als die Differenz der Laufzeit des Sohalls vom zu ortenden Lautsprecher zu dem den verzögerten Lautsprechern am nächsten gelegenen Hörerplatz und der Laufzeit; des verzögert; abstrahlenden Lautsprechers au dem selben Hörerplatz, Die unterschiedliehe Dämpfung bzw. Verstärkung sorgt dafür, daß äex Schall vom verzögerten Lautsprecher nicht mehr als 6 bis 10 dB lauter an irgendeinem Hör er plat ζ ame ο mint, als der Schall vom zu ortenden'Lautsprecher» The operation of the arrangement according to the invention is based mainly on a novel utilization of the law of the first wave front β The speaker to be located baw ft the loudspeaker group receives the signal without or with the shortest delay. The other loudspeakers are assigned a delay time, which increases as the distance between the Torah and the loudspeaker is increased. The delay times must each be somewhat greater than the difference in the propagation time of the sound from the loudspeaker to be located to the listener's place closest to the delayed loudspeakers and the term; of the delayed; radiating loudspeaker on the same listener seat. The different attenuation or amplification ensures that the sound of the delayed loudspeaker does not murmur more than 6 to 10 dB louder at any listener than the sound from the loudspeaker to be located.
Mit der Hintereinanderschaltung der Matrix~üraschaltkontakte wird erreicht, daß auch bei gleichseitigem Zuschalten mehrerer su ortender Lautsprecher (zeB«, zur Verbreiterung der wahrzunehmenden Abstrahlflache) nur das am wenigsten verzögerte Signal an einem Lautsprecher bzwe einer Lautsprechergruppe liegt; und daß Verbindungen zwischen den Ausgängen der Verzögerungskette vermieden werden«With the series connection of the matrix üraschaltkontakte is reached ~ that even with equilateral connection of several su places loudspeaker (z e B ", to broaden the true increasing emission surface), only the least delayed signal to a speaker or e a speaker group is located; and that connections between the outputs of the delay chain are avoided «
Bin besonderer Vorteil dsr Anordnung nach der Erfindung besteht: darin, daß auch während der Panoramabesohallung; sämtliche der Anlage zugeordneten Lautsprecher gleichzeitig in Betrieb sind und zur Schalleistung beitragen, ohne daß daduroh eine Fehlortung entsteht© Es ist also im Gegensatz zu den bekannten Lösungen nicht notwendig, zur Erhaltung eines bestimmten Sohallpegels, Lautsprecher mit mehrfacher Leistung zu installieren*A particular advantage of the arrangement according to the invention consists in the fact that also during the panorama reading; all loudspeakers associated with the system are simultaneously in operation and contribute to the sound power without daduroh a Fehlortung arises © So it is not necessary in contrast to the known solutions, to maintain a certain Sohallpegels to install speakers with multiple power *
# am # on
f) Ausführungsbeisplelf) Terms of reference
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfülirungsbeispiel näher erläuterto The invention will be explained in more detail below using an Ausfülirungsbeispiel o
Die zugehörige Zeichnung zeigt eine mögliohe Rauinkonfiguration mit Lautsprechern in den Raumbegrenaungsf.lachen (Wänden und Decken) und das Prinzipsohalfbild der Panoramateesohallungsanordnung für elnkanalige Wiedergabe0 The accompanying drawing shows a possible Rauinkonfiguration with speakers in the Raumbegrenaungsf.lachen (walls and ceilings) and the Prinziphalfoohbild of the Panoramateesohallungsanordnung for elnkanalige reproduction 0
Anden Wänden des Raumes I sind etvia im gleiohen Abstand die Lautspreehergruppen 1 bis 8 angeordnet und etv/a in der Mitte der Beoke die Lautsprechergruppen 9 und 10e Die Tonsignalquelle II liegt, am Eingang einer Verzögerungskette 11 und sowohl unverzögert als auch mit den Verzögerungszeiten Δ 4-1 , Δ -j-2 und Δ, + 3 an primären Anschlüssen der ums ehalt "bar en Matrix 12e An den verzögerten Ausgängen der Verzö'gerungskette 11 erhalten die verzögerten Tonsignale über die Dämpfungselemente R1 1 E2; L eine mit größer werdender Veraögerungszeit größere BedärapfungeOn the walls of room I, the loudspeaker groups 1 to 8 are arranged at equal intervals and etv / a in the middle of Beoke the loudspeaker groups 9 and 10 e The sound source II is at the input of a delay chain 11 and instantaneous as well as with the delay times Δ 4-1, Δ -j-2 and Δ, + 3 at primary terminals of the redundant matrix 12 e At the delayed outputs of the delay chain 11, the delayed sound signals are received via the attenuators R 1 1 E 2 ; L a with increasing delay time larger Bedärapfunge
In der Figur ist die Schalimatrix 12 so dargestellt, daß die akustische Ortung sum Lautsprecher 1 erfolgt;* In diesem Falle werden die Tonsignale dem Lautsprecher 1 unverzögerir und ohne Bedämpfung zugeführt, den Lautsprechern 2| 9 und 8 mit der kürzesten Yerzögerungszeit und geringsten Bedämpfung, äen. Lautsprechern 3? 10 und 7 mit mittleren Werten der Yerzögerungsaeit und. Bedampfung und den Lautsprechern 4? 5 und 6 und dan größten Werten von Verzögerung und Dämpfung« Eine Aufgliederung in raeln*. od.er weniger Yers.ögerungs- und Bedampfungswerte 1st aatürlich in gleicher Art möglicli* Auch können anstelle der Dämpfungselemente in alle (auch die unverzögerte) Leitungen su den primären Matrixanschlüssen Verstärker mit gestaffelten Verstärkungen eingeschaltet sein« In the figure, the scarf matrix 12 is shown as having the acoustic location of the loudspeaker 1; in this case, the sound signals are applied to the loudspeaker 1 without delay and without attenuation to the loudspeakers 2 | 9 and 8 with the shortest delay time and lowest damping, äen. Speakers 3? 10 and 7 with mean values of the delay time and. Steaming and the speakers 4? 5 and 6 and the greatest values of delay and damping «A breakdown into raeln *. or less of the delay and vaporization values is, of course, also possible in the same way. * In addition to the damping elements, amplifiers with staggered reinforcements can also be switched on in all (even the undelayed) lines below the primary matrix connections. «
Beim Weitersehalten ("beispielsweise mittels einer Tastatur, einem Drehschalter Oeä») kana eine entsprechende Konfiguration für die Lautsprecher 2? 3? 4j 5? 6; 7 und 8 als au ortender Lautsprecher geschaltet werden,, wodurch.sich eia umlaufendes Signal ergibt«,When continuing (for example by means of a keyboard, a rotary switch Oeä), a corresponding configuration for the loudspeakers 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 can be switched as external loudspeakers, whereby a circulating signal is produced.
Wird eine Schaltung realisiert, bei der gleichzeitig die Lautsprecher 1 und 8 zu orten sind und danaoh 9 und 10 und dann' 4 und 5? so kann damit au oh. ein über'die Decke laufendes Schallereignis aargestellt werden»Is a circuit realized, in which the loudspeakers 1 and 8 are to be located at the same time and then danaoh 9 and 10 and then '4 and 5 ? so can oh so. a sound event going over the ceiling »
Infolge der Auftrennung der Reihenschaltung bei Anschluß der Verzögerungskette wird garantiert^ daß auch bei Mehrfachschaltung keine Doppelkommutierung mit unterschiedlicher Verzögerung des Signals stattfindet. Zur Verdeutlichung dieser Umschaltung sind ein geschalteter Matrixpunkt A und ein ungeschalteter Matrixpunkt B unter der Prinaipschaltung herausgezogen gezeichnet * As a result of the separation of the series connection when connecting the delay chain is guaranteed ^ that even with multiple circuit no double commutation takes place with different delay of the signal. To illustrate this switching, a switched matrix point A and an unswitched matrix point B have been drawn out under the primary circuit *
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