DE10113088A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Beschallungssystems - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Beschallungsanlagen, bei welchen von einer analogen Signalquelle ausgehende Signale verstärkt und an die einzelnen Lautsprecher einer Beschallungsanlage übermittelt und von diesen ausgegeben werden. Um ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Betreiben einer solchen Beschallungsanlage bereitzustellen, die einen erheblich geringeren apparativen Aufwand haben und gleichzeitig auch einfachere und weniger aufwendige Möglichkeiten bieten, den ausgegebenen Schall auch im Verhältnis zu Umgebungsgeräuschen besser zu kontrollieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die von der Signalquelle (5) ausgehenden Signale digitalisiert und über ein digitales Netzwerk (3, 4) an Schnittstellen (2) einzelner Lautsprecher (1) oder Gruppen von Lautsprechern (1) übermittelt, ausgewertet, in analoge Signale zurückgewandelt werden und dann über den bzw. die Lautsprecher (1) ausgegeben werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Beschal­ lungsanlagen, bei welchen von einer analogen Signalquelle ausgehende Signale verstärkt und an die einzelnen Lautsprecher einer Beschallungsanlage übermittelt und von diesen ausgegeben wer­ den. Eine solche Beschallungsanlage hat also in der Regel eine Mehrzahl von Lautsprechern, die von mindestens einer Leitstelle ansteuerbar bzw. aktivierbar sind. Dabei sollen allerdings auch Be­ schallungsanlagen umfaßt sein, die nicht nur von einer einzigen Leitstelle aus aktivierbar sind, son­ dern gegebenenfalls auch von mehreren verschiedenen Punkten aus gesteuert und in Betrieb genommen werden können. Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind hinlänglich bekannt, z. B. von Flughäfen und Bahnhöfen, Kaufhäusern und Einkaufszentren, Schulen, Büro- und Konferenzgebäuden.

Die herkömmlichen Beschallungssysteme sind relativ aufwendig, da sie normalerweise eine voll­ ständige Verkabelung von einer oder mehreren Leitstellen aus erfordern, die sämtliche Lautsprecher erfassen muß. Wenn darüber hinaus noch einzelne Lautsprecher oder Lautsprechergruppen separat von den übrigen Lautsprechern angesprochen werden sollen, so sind zusätzliche Steuerleitungen erforderlich, um gezielt einzelne Lautsprecher ein- oder auszuschalten, damit eine Durchsage nur über einen Teil der Lautsprecher der gesamten Anlage ausgegeben wird, wenn z. B. diese Durchsa­ ge nur für einen begrenzten Teil von Personen erfolgt, die sich in dem betreffenden Bereich befin­ den. Dies ist z. B. bekannt von den einzelnen Bahnsteigen von Bahnhöfen, wo oftmals Ansagen, die einen auf einem bestimmten Bahnsteig einfahrenden oder ausfahrenden Zug betreffen, nur über die entlang dieses Bahnsteigs angeordneten Lautsprecher erfolgen.

Es versteht sich, daß dies bei der Erstellung und Planung des gesamten Lautsprechersystems einen erheblichen zusätzlichen Aufwand verursacht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei den mei­ sten herkömmlichen Systemen die Leitstelle keinerlei Kontrolle darüber hat, ob die von den Laut­ sprechern ausgehenden Schallsignale für die Personen, für die sie bestimmt sind, auch gut ver­ ständlich sind.

So kommt es beispielsweise auf Bahnhöfen durchaus vor, daß Fahrgäste auf einem Bahnsteig über die dort installierten Lautsprecher eine Information erhalten sollen, daß sie aber diese Information nicht verstehen können, weil beispielsweise auf einem Nachbargleis gerade ein Zug ein- oder durch­ fährt. Der Sprecher oder die Sprecherin in der entsprechenden Leitstelle nimmt jedoch dies nicht wahr. Dies sorgt in der Regel für Verärgerung bei den Fahrgästen, insbesondere wenn sie dadurch wichtige Informationen nicht erhalten, so daß sie womöglich einen auf ein anderes Abfahrtsgleis verlegten Zug verpassen. In anderen Situationen werden wiederum Lautsprecher als sehr lästig empfunden, wenn sie Sprachinformationen oder auch Musik im Verhältnis zu den Umgebungsge­ räuschen übermäßig laut wiedergeben. Auch dies wird zumindest bei großen Beschallungssystemen von einer Leitstelle aus in der Regel nicht erfaßt und kontrolliert.

Zwar sind bereits Beschallungssysteme bekannt, bei denen über Mikrofone eine Kontrolle der durch die Lautsprecher abgegebenen Schallsignale erfolgt, wobei auch Störgeräusche erfaßt werden kön­ nen, jedoch erfordert dieses einen erheblichen zusätzlichen apparativen Aufwand, weil die von ent­ sprechenden Mikrofonen aufgenommenen Signale verstärkt und separat an die Leitstelle zurückge­ leitet werden müssen.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Betreiben einer solchen Beschallungsanlage bereitzustellen, die einen erheblich geringeren apparativen Aufwand haben und gleichzeitig auch einfachere und weniger aufwendige Möglichkeiten bieten, den ausgegebenen Schall auch im Verhältnis zu Umge­ bungsgeräuschen besser zu kontrollieren.

Hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die von der Signalquelle ausgehenden Signale digitalisiert und über ein digitales Netzwerk an die Schnitt­ stellen einzelner Lautsprecher oder auch von Gruppen von Lautsprechern übermittelt, ausgewertet, in analoge Signale zurückgewandelt und über den bzw. die entsprechenden Lautsprecher ausgege­ ben werden.

Digitale Netze, wie z. B. Teile des Telefonnetzes, das Internet, sogenannte "Intranets" und auch klei­ nere lokale Netze, wie z. B. das Ethernet, sind in der Zwischenzeit nahezu allgegenwärtig, so daß man in vielen Fällen auf bereits bestehende Netze zurückgreifen kann, wenn eine entsprechende Beschallungsanlage installiert werden soll. Auf jeden Fall kann man aber die Beschallungsanlage mit dem Aufbau entsprechender digitaler Netze, die auch anderen Zwecken als der Beschallung dienen, kombinieren.

Es versteht sich, daß bei einem solchen Beschallungssystem in der Regel jedem einzelnen Laut­ sprecher oder auch jeweils einer Gruppe von Lautsprechern eine Schnittstelle zugeordnet sein soll­ te, an welcher die digitalisierten Daten erfaßt, gegebenenfalls ausgewertet und in analoge Signale zurückverwandelt werden, die dann über den betreffenden Lautsprecher ausgegeben werden.

Vorzugsweise enthalten die digitalisierten Daten neben den zuvor digitalisierten Analogsignalen, die den ursprünglich eingegebenen Schallsignalen entsprechen, zusätzlich auch digitale Steuersignale, durch deren Auswertung die dezentralen Lautsprecher oder Lautsprechergruppen in einer ge­ wünschten Weise gesteuert werden.

Dabei versteht es sich, daß die sogenannte "Leitstelle" nicht eine einzige, zentrale Stelle sein muß, sondern daß eine solche Leitstelle aufgrund der bekannten Eigenschaften digitaler Netze an einer beliebigen Stelle dieses Netzes angeordnet sein kann und daß insbesondere auch mehrere ver­ schiedene Leitstellen in diesem digitalen Netz vorhanden sein können, wobei gegebenenfalls selbst­ verständlich zwischen diesen verschiedenen Leitstellen eine Koordinierung stattfinden muß, um die gleichzeitige Ausgabe von Signalen verschiedener Leitstellen über dieselben Lautsprecher zu ver­ meiden.

Die zusätzlichen Steuerinformationen sind insbesondere Adreßinformationen, wobei jedem einzel­ nen Lautsprecher oder zumindest jeder Schnittstelle, der gegebenenfalls auch mehrere Lautspre­ cher zugeordnet sein können, eine digitale Adresse zugeordnet ist, die im allgemeinen auch als IP- Adresse (IP = Internet Protocol) bezeichnet wird. Ein wesentlicher Auswerteschritt besteht bei diesen Anlagen darin, festzustellen, ob bestimmte Schallsignale überhaupt über einen bestimmten Lautsprecher oder über eine Gruppe von Lautsprechern ausgegeben werden soll. Dies erfolgt ein­ fach dadurch, daß den entsprechenden Schallsignalen auch die jeweilige Adresse der Lautsprecher oder Lautsprechergruppen zugeordnet werden, über die die Signale ausgegeben werden sollen.

Weitere Steuersignale können z. B. Informationen über Lautstärke und frequenzabhängige Verstär­ kungsfunktionen enthalten.

Die betreffenden Lautsprecher sind vorzugsweise Aktivlautsprecher, die eine eigene, das heißt von der Leitstelle unabhängige, Stromversorgung, Verstärkung und Regelung aufweisen. Die intelligen­ ten Schnittstellen weisen zweckmäßigerweise nicht nur eine Auswertelogik auf, durch welche die in den digitalisierten Daten enthaltenen Steuerdaten ausgewertet und umgesetzt werden, sondern die auch zu einer unabhängigen Steuerung der ausgegebenen Schallsignale in der Lage sind. So kön­ nen z. B. die in der unmittelbaren Umgebung eines Lautsprechers oder einer Lautsprechergruppe auftretenden Umgebungsgeräusche erfaßt, digitalisiert und direkt in einem Mikroprozessor der je­ weiligen Schnittstelle z. B. derart verarbeitet werden, daß den auszugebenden Schallsignalen noch zusätzliche Signale überlagert werden, die z. B. zu den Umgebungsgeräuschen inverse Schallsigna­ le sind.

Selbstverständlich können entsprechende Rückkopplungssignale, die man z. B. durch Mikrofone oder Schalldruckmesser in der Nähe eines Lautsprechers oder einer Lautsprechergruppe erhält, nach der Digitalisierung auch über das digitale Netz zurück an eine Leitstelle gegeben werden, die dann daraus notwendige Steuerinformationen ableitet und ebenso die Lautstärke aufgrund des Rückkopplungssignales anpassen oder auch inverse Signale zu Umgebungsgeräuschen hinzufügen kann. Bei kleineren Netzen ist eine solche zentrale Lösung durchaus realisierbar, bei größeren Netzwerken ist jedoch die dezentrale Lösung vorzuziehen.

Zweckmäßigerweise wird für die digitalisierten Daten der sogenannte MP-3- oder der H323- Standard verwendet. Diese Standards sind für die Komprimierung und Übermittlung digitalisierter Schalldaten allgemein üblich und bewährt und ermöglichen eine schnelle Übertragung ohne Zeitver­ zögerung und mit hoher Qualität.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Beschallungsanlage, die über ein digitales Netzwerk angesteuert wird und

Fig. 2 eine schematische Detailansicht eines Lautsprechers mit einer zugeordneten Schnittstelle.

Man erkennt in Fig. 1 eine Leitstelle, die auch als Schall-Netzwerkmanagementsystem (SNMS) bezeichnet wird. Diese Leitstelle ist mit einer Steuereinheit ausgestattet, die über Hard- und Soft­ ware eine gezielte Ansteuerung ganz bestimmter Lautsprecher oder Lautsprechergruppen ermög­ licht. Über eine Schnittstelle 6 ist diese Leitstelle 5 mit einem Netzwerk 3 verbunden, wobei das Netzwerk 3 z. B. das Internet oder ein Intranet sein kann. Mit 4 ist ein lokales Netzwerk, z. B. ein Ethernet, bezeichnet. Es versteht sich, daß die Leitstelle 5 auch direkt mit dem Ethernet 4 verbun­ den sein kann oder daß auch die einzelnen Lautsprecher 1 bzw. deren Schnittstellen 2 direkt mit dem Internet oder Intranet 3 verbunden sein können.

Man erkennt in Fig. 1 mehrere Lautsprecher 1, wobei jeder dieser Lautsprecher 1 auch für eine ganze Gruppe von Lautsprechern stehen kann. Jedem Lautsprecher oder jeder Lautsprechergruppe ist eine Schnittstelle 2 zugeordnet, die wiederum eine individuelle IP-Adresse hat. Schallsignale, z. B. eine Durchsage über ein Mikrofon 12, die von der Leitstelle 5 ausgehen, werden digitalisiert und über die Schnittstelle 6 in das Netz 3 und von dort in das Netz 4 weitergeleitet. Diese z. B. nach dem MP-3-Standard komprimierten und digitalisierten Daten enthalten auch Adreßinformationen, durch welche gezielt einzelne der Lautsprecher oder Lautsprechergruppen 1 angesprochen werden. In der intelligenten Schnittstelle 2 werden die auf dem Netz 4 übermittelten Daten erfaßt und die Schnitt­ stelle 2 prüft dabei, ob aufgrund der in diesen Daten enthaltenen Adreßinformationen der ihr zuge­ ordnete Lautsprecher 1 bzw. die entsprechende Gruppe von Lautsprechern 1 diese Signale ausge­ ben soll. Wenn dies der Fall ist, so werden die digitalisierten Daten durch die Schnittstelle in analoge Daten umgewandelt und über den Lautsprecher 1 ausgegeben, wobei in den digitalisierten Daten weitere Steuersignale, z. B. über die Lautstärke und Klangfarbe, enthalten sein können. Die einzel­ nen Lautsprecher oder Lautsprechergruppen 1 sind daher vorzugsweise Aktivlautsprecher oder aber sie weisen als Gruppe einen gemeinsamen Verstärker auf, der die analogen Daten entsprechend den Steuersignalen verarbeitet. Zweckmäßigerweise enthält jede der Schnittstellen 2 auch einen Prozessor, wie man deutlicher in Fig. 2 erkennt. In Fig. 2 ist die einem Lautsprecher 1 zugeordne­ te, intelligente Schnittstelle 2 nochmals vergrößert und mit mehr Details dargestellt. Wie man sieht, enthält die Schnittstelle 2 zunächst eine Ethernet-Schnittstelle 11, unter der Annahme, daß das be­ treffende Netz, an welches hier die einzelnen Lautsprecher 1 angekoppelt sind, ein Ethernet ist. Die über das Ethernet bzw. einen entsprechenden Eingang empfangenen Daten werden in einem Pro­ zessor 10 weiterverarbeitet, das heißt in erster Linie nach reinen Schalldaten und Steuerdaten ge­ trennt. Die Schalldaten werden in einen Digital/Analog-Wandler 7 weitergeleitet und werden dann nach entsprechender Verstärkung durch den Lautsprecher 1 ausgegeben. Nicht dargestellt ist ein entsprechender Verstärker und dessen Ansteuerung durch den Prozessor 10.

An der Schnittstelle 2 sind zusätzlich noch ein Mikrofon 8 und ein Db-Meter 9 vorgesehen, welche z. B. Umgebungsgeräusche oder den von den Lautsprechern ausgehenden Schalldruck erfassen. Die Ausgangssignale von Mikrofon 8 und Db-Meter 9 werden oder sind vorzugsweise ebenfalls digi­ talisiert und werden entweder durch den Prozessor 10 verarbeitet oder aber über das Netzwerk zu­ rück an die Leitstelle 5 geleitet.

Vorzugsweise verarbeitet der Prozessor diese Daten selbst, indem er z. B. von dem Mikrofon 8 auf­ genommene Umgebungsgeräusche analysiert und dann den über den Digital/Analog-Wandler aus­ gegebenen Schallsignalen zusätzliche Signale überlagert, die dem Inversen der vom Mikrofon 8 aufgenommenen Umgebungsgeräusche entsprechen. Auf diese Weise werden Umgebungsgeräu­ sche unterdrückt und die gewünschten Schallsignale, die von dem Lautsprecher 1 ausgehen, sind besser verständlich. Die Lautstärke des Lautsprechers 1 kann über die mit Hilfe des Db-Meters 9 gemessenen Signale gesteuert werden.

Der Verwendung des MP-3- oder H323-Standards hat dabei den Vorteil, daß die Schallsignale prak­ tisch ohne Zeitverzögerung und in sehr guter Sprach- bzw. Klangqualität übermittelt und ausgesen­ det werden.

Der Aufwand, das heißt das Erstellen eines digitalen Netzes, ist vergleichsweise gering, zumal sol­ che digitalen Netze oft ohnehin schon vorhanden sind oder nur einer geringfügigen Erweiterung bedürfen oder aber auch anderweitig nutzbar sind.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße System auch auf andere Bereiche, wie z. B. Video­ überwachungsanlagen, Feuermeldesysteme, etc. übertragen werden kann.

Claims (16)

1. Verfahren zum Betreiben eines Beschallungssystems, bei welchem von einer analogen Si­ gnalquelle (5) ausgehende Signale verstärkt und an Lautsprecher (1) übermittelt und von diesen abgestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Signalquelle (5) ausgehenden Signale digitalisiert und über ein digitales Netzwerk (3, 4) an Schnittstellen (2) einzelner Lautsprecher (1) oder Gruppen von Lautsprechern (1) übermittelt, ausgewertet, in analoge Signale zurückgewandelt werden und dann über den bzw. die Lautsprecher (1) ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den digitalisierten Analog­ signalen zusätzliche digitale Steuersignale an die Schnittstellen (2) übermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Schnittstellen digi­ tale Adressen zugeordnet werden und daß die Steuersignale mindestens ein Adreßsignal enthalten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der an der Schnittstelle (2) eines Lautsprechers (1) oder einer Gruppe von Lautsprechern (1) empfangenen Signale mindestens die Entscheidung umfaßt, ob die zugehörigen Analogsi­ gnale über den oder die dieser Schnittstelle (2) zugeordneten Lautsprecher (1) ausgegeben werden sollen oder nicht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersigna­ le eine Information über die Lautstärke der vom Lautsprecher (1) auszugebenden Signale umfassen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale weitere Klang­ informationen umfassen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die digitali­ sierten Daten der MP-3- oder der H323-Standard verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umge­ bung eines Lautsprechers oder einer gemeinsamen Schnittstelle zugeordneten Gruppe von Lautsprechern (1) Umgebungsgeräusche und/oder der von den Lautsprechern ausgehende Schall erfaßt, digitalisiert und von einem lokalen Mikroprozessor verarbeitet oder gegebe­ nenfalls über das digitale Netz an eine Leitstelle zurück übermittelt werden.

9. Vorrichtung zum Betreiben eines Beschallungssystems mit einer Mehrzahl dezentraler Laut­ sprecher (1), die von mindestens einer Leitstelle aus ansteuerbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lautsprecher (1) über ein digitales Netzwerk mit der mindestens einen Leitstelle (6) verbunden sind.

10. Vorrichtung für das Betreiben eines Beschallungssystems nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das digitale Netz das Internet, ein Intranet, ein Ethernet oder eine Kombi­ nation der vorgenannten Netzwerke ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lautsprecher einer lokalen Schnittstelle zugeordnet ist und daß jeder Schnittstelle eine digitale Adresse zugeordnet ist, über welche der Lautsprecher aktivierbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laut­ sprecher oder mindestens je einer Gruppe von Lautsprechern, die eine gemeinsame Schnittstelle aufweisen, jeweils ein Mikrofon zugeordnet ist, welches sowohl Umgebungsge­ räusche als auch den von dem betreffenden Lautsprecher ausgehenden Schall erfaßt, und daß weitere Einrichtungen vorgesehen sind, durch welche die Mikrofonsignale digitalisiert und an die mindestens eine Leitstelle zurück übermittelt werden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laut­ sprecher oder jeder Schnittstelle eine Auswertelogik zugeordnet ist, welche in der Lage ist, die übermittelten digitalisierten und Steuersignale enthaltenden Signale auszuwerten, um zu entscheiden, ob diese Signale über den oder die der betreffenden Schnittstelle (2) zugeord­ neten Lautsprecher (1) ausgegeben werden sollen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laut­ sprecher oder jeder Schnittstelle ein Mikroprozessor zugeordnet ist, der unter anderem die von einem Mikrofon aufgefangenen und digitalisierten Umgebungsgeräusche erfaßt und in der Lage ist, über einen Schallgenerator entsprechende inverse Schallsignale über den Lautsprecher auszusenden.

15. Vorrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lautspre­ cher oder mindestens Gruppen von Lautsprechern jeweils eine eigene Stromversorgung aufweisen und als Aktivlautsprecher ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laut­ sprecher oder jeder Gruppe von Lautsprechern ein Db-Meßgerät zugeordnet ist.