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Die
Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zum Bestimmen, ob
eine digitale oder analoge Audio-Signalverarbeitungsvorrichtung
an die Detektionsvorrichtung angeschlossen ist; ein Mikrofon mit einer
derartigen Detektionsvorrichtung; einen XLR-Stecker mit einer derartigen
Detektionsvorrichtung und ein Audio-Signalverarbeitungsgerät mit einer
derartigen Detektionsvorrichtung.
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Es
sind Mikrofone mit sowohl einem analogen als auch Mikrofone mit
einem digitalen Ausgang bekannt. Die Schnittstelle eines Mikrofons
mit analogem Ausgang ist in der Norm IEC 268 und die Schnittstelle
eines digitalen Mikrofons ist in der Norm AES 42 beschrieben.
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Bei
den bekannten Mikrofonen unterscheidet man zwischen elektrodynamischen
Schallwandlern und Mikrofonen mit elektrostatischen Schallwandlern.
Die elektrodynamischen Schallwandler geben in der Regel das unverstärkte Ausgangssignal
unmittelbar an nachfolgende Audio-Signalverarbeitungs geräte weiter.
Derartige Mikrofone benötigen
daher keine interne oder externe Speisespannung.
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Die
Mikrofone mit elektrostatischen Schallwandlern, wie beispielsweise
Kondensator- oder Elektretmikrofone, benötigen hingegen eine interne oder
externe Spannungsversorgung zum Betrieb ihres internen Verstärkers. Das
von dem elektrostatischen Schallwandler kommende Signal wird verstärkt und
dann den nachfolgenden Audio-Signalverarbeitungsgeräten zugeführt.
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Die
nachfolgenden Audio-Signalverarbeitungsgeräte können beispielsweise Mikrofon-
(Vor-) Verstärker,
Verstärker,
Mischpulte, Aufnahmegeräte mit
Magnetband, Hard-Disk-Recorder, sogenannte auf der Bühne stehende
Stageboxen sowie andere Signalverarbeitungsgeräte enthalten, welche Verstärker, Analog/Digital-Wandler
(DAC), Filter oder dergleichen aufweisen. Zur Reduzierung der für die Mikrofone
benötigten
Kabel, hat es sich in vielen Bereichen eingebürgert, die Stromversorgung
der Mikrofone mit einer sogenannten Phantomspeisung gemäß IEC 268
sicherzustellen. Dabei wird das Kabel zwischen Mikrofon und der
nachfolgenden Signalverarbeitung, welches üblicherweise zur Übertragung der
Audiosignale von dem Mikrofon zu der nachfolgenden Signalverarbeitung
verwendet wird, ebenfalls zur Bereitstellung der Signalspannung
für das
Mikrofon durch die nachfolgende Signalverarbeitung verwendet. Diese
Spannung beträgt
bei analogen Mikrofonen und analogen Signalverarbeitungsgeräten 48 Volt.
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Für Mikrofone
mit digitalem Signalausgang ist jedoch in der oben erwähnten Norm
AES 42 eine Versorgungsspannung von 10 Volt festgeschrieben. Diese
Versorgungsspannung für
den digitalen Signalausgang eines Mikrofons wird, wie oben beschrieben,
von dem nachfolgenden Signalverarbeitungsgerät über das Kabel zwischen dem
Mikrofon und dem Signalverarbeitungsgerät zur Verfügung gestellt. Die Norm für die digitale
Schnittstelle zwischen Mikrofon und Signalverarbeitungsgerät (AES 42)
sieht ferner eine Übertragung
eines Dialogprotokolls (DPP) zur Statusbestimmung und Einstellung
der entsprechenden Parameter, wie beispielsweise Samplerrate, Trittschallfilter
und dergleichen, vor.
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DE 196 06 261 C2 zeigt
ein Mikrofon mit einem zugeordneten Verstärker, welcher zwischen dem
Schallwandler des Mikrofons und einem Abgleich-Oszillator umschalten kann. Sowohl die
Signale von dem Mikrofon
1 als auch die Signale von dem Oszillator
2 werden
entsprechend der Schalterstellung des Umschalters
3 an
einen Analog/Digital-Wandler
6 weitergeleitet, welcher
die analogen Signale in digitale Signale umwandelt. Somit wird lediglich
zwischen zwei verschiedenen analogen Signalen unterschieden.
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DE 42 07 447 A1 zeigt
ein Audio-Signalverarbeitungsgerät,
welches eine Detektionsvorrichtung zum Erfassen von extern angeschlossenen
Geräten aufweist.
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DE 196 00 404 A1 zeigt
einen Detektor zum Feststellen des Vorhandenseins von Sprache. Dieser Sprachdetektor
dient dazu, das Vorhandensein eines Sprachsignals gegenüber einem
Hintergrundlärm
zu bestimmen.
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DE 44 27 396 A1 betrifft
ein Verfahren zum Verarbeiten von digitalen und analogen Eingangssignalen.
Hierbei sind Schaltmittel S1, S2 vorgesehen, um zwischen digitalen
und analogen Eingangssignalen umzuschalten.
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Üblicherweise
werden die bereits für
analoge Mikrofone verwendeten XLR-Stecker und -Kabel ebenfalls für die digitalen
Mikrofone verwendet. Damit ergeben sich jedoch in der Praxis gewisse
Probleme bei der Handhabung von sowohl analogen als auch digitalen
Mikrofonen und Audio-Signalverarbeitungsgeräten. Insbesondere
kann es dabei zu einer Verwechselung von digitalen und analogen
Mikrofonen kommen, was zu einer nicht unerheblichen Unsicherheit
bei der Handhabung dieser Mikrofone führt. Dies kann vor allen Dingen
dann zu Problemen führen,
wenn die Nutzer nicht genügend
Zeit haben, die jeweiligen Mikrofone oder Signalverarbeitungsgeräte dahingehend
zu testen, ob sie für
den analogen oder digitalen Betrieb ausgelegt sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es somit, die Einsatzmöglichkeiten von digitalen und
analogen Mikrofonen sowie analogen oder digitalen Signalverarbeitungsgeräten zu erweitern.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Detektionsvorrichtung zum Bestimmen, ob
eine analoge oder digitale Audio-Signalverarbeitungsvorrichtung
an die Detektionsvorrichtung angeschlossen ist, gemäß den unabhängigen Anspruch
1, 2, 10 für
ein Mikrofon mit einer derartigen Detektionsvorrichtung; für einen XLR-Stecker mit einer
derartigen Detektionsvorrichtung und für eine Mikrofonempfangsvorrichtung
mit einer derartigen Detektionsvorrichtung gelöst.
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Die
Erfindung beruht dabei auf dem Gedanken, eine Detektionsvorrichtung
vorzusehen, welche in der Lage ist, zu unterscheiden, ob ein angeschlossenes
Mikrofon oder Audio-Signalverarbeitungsgerät auf analoger oder digitaler
Basis arbeitet. Entsprechend dieser Bestimmung wird ein analoger
oder digitaler Anschluss ausgewählt.
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Folglich
wird eine Detektionsvorrichtung vorgesehen, welche eine Erfassungseinrichtung,
eine Bestimmungseinrichtung und eine Auswahleinrichtung aufweist.
Die Erfassungseinrichtung erfasst ein der Detektionsvorrichtung
zugeführtes
externes Signal und leitet dieses Signal an die Bestimmungseinrich tung
weiter. Die Bestimmungseinrichtung ermittelt, ob das erfasste externe
Signal von einer analogen oder digitalen Audio-Signalverarbeitungsvorrichtung übermittelt
wurde und gibt ein entsprechendes Bestimmungssignal an die Auswahleinrichtung
weiter. Die Auswahleinrichtung wählt
dann entweder einen analogen oder digitalen Anschluss in Abhängigkeit
von dem Bestimmungssignal aus.
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Unter
Zuhilfenahme der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung
kann der Anwender digitale und analoge Mikrofone sowie Audio-Signalverarbeitungsgeräte ohne
weiteres kombinieren. Somit ist in jedem Fall ein sicherer Betrieb
ohne Störungen
ermöglicht.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung weist die Detektionsvorrichtung einen
ersten Anschluss auf. An dem analogen und digitalen Anschluss kann
ein analoges und digitales Ausgangssignal eines Mikrofons angeschlossen
werden. Die Auswahleinrichtung gibt das über den ausgewählten Anschluss
empfangene Signal eines Mikrofons dann an den Anschluss aus.
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Somit
kann die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung
mit einem Mikrofon sowohl mit einem analogen als auch mit einem
digitalen Ausgang gekoppelt werden, wobei die Detektionsvorrichtung
entweder das analoge oder das digitale Ausgangssignal des Mikrofons
in Abhängigkeit
zu dem externen Signal ausgibt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Detektionsvorrichtung
einen ersten Anschluss auf. Die Auswahleinrichtung gibt ein von dem
ersten Anschluss empfangenes Signal entsprechend dem Bestimmungssignal
an den analogen oder digitalen Anschluss weiter.
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Folglich
kann beispielsweise ein analoges oder digitales Ausgangssignal eines
Mikrofons automatisch mittels der Auswahleinrichtung der entsprechenden
analogen oder digitalen weiteren Signalverarbeitung zugeführt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung
dazu geeignet, die an dem ersten Anschluss anliegende Spannung zu
erfassen. Somit kann die Entscheidung, ob ein analoges oder digitales
Signal an der Detektionsvorrichtung angelegt wird, entsprechend der
Höhe der
anliegenden Spannung getroffen werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung
und die Bestimmungseinrichtung dazu ausgestaltet, ein digitales
Dialogprotokoll zu erfassen und auszuwerten.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nachfolgend
wird die Erfindung detaillierter anhand der Zeichnung erläutert, bei
der:
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1 eine
Detektionsvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
und
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2 eine
Detektionsvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Detektionsvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Diese Detektionsvorrichtung ist insbesondere geeignet
für den
Einsatz mit einem Mikrofon. Sie weist einen ersten Anschluss 7,
eine Erfassungseinrichtung 6, eine Bestimmungseinrichtung 5,
eine Auswahleinrichtung 4 mit einem analogen Anschluss 4a und
einem digitalen Anschluss 4b, einen A/D-Wandler 8 und
einen zweiten Anschluss 9 auf. Der erste Anschluss 7 kann
an ein externes Audio-Signalverarbeitungsgerät angeschlossen werden, während der
zweite Anschluss 9 mit einem externen Mikrofon verbunden
werden kann. Das externe Audio-Signalverarbeitungsgerät liefert
entweder eine Signalspannung von 10 Volt – sofern es sich um einen digitalen
Ausgang handelt – oder
eine Ausgangsspannung von 48 Volt – sofern es sich dabei um einen
analogen Ausgang handelt. Die Erfassungseinrichtung 6 erfasst
die an dem ersten Anschluss 7 anliegende Spannung, welche
für die
analoge oder digitale Betriebsart charakteristisch ist, und leitet
diese an die Bestimmungseinrichtung 5 weiter. In der Bestimmungseinrichtung 5 wird
die Höhe
der anliegenden Spannung ermittelt und an die Auswahleinrichtung 4 weitergeleitet.
Entsprechend der festgestellten Spannung an dem ersten Anschluss 7 wählt die
Auswahleinrichtung den analogen Anschluss 4a aus, wenn
die Spannung 48 Volt beträgt, und den digitalen Anschluss 4b aus,
wenn die Spannung 10 Volt beträgt. Somit wird das analoge
oder digitale Ausgangssignal eines Mikrofons entsprechend der Tatsache
ausgewählt,
ob das extern angeschlossene Signalverarbeitungsgerät analog
oder digital arbeitet.
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2 zeigt
eine Detektionsvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Diese Detektionsvorrichtung wird vorzugsweise an
oder in den Audio-Signalverarbeitungsgeräten, wie beispielsweise ein
Mischpult oder dergleichen, betrieben. Die Detektionsvorrichtung
weist einen ersten Anschluss 7, eine Erfassungseinrichtung 6,
eine Bestimmungseinrichtung 5 und eine Auswahleinrichtung 4 auf.
Der erste Anschluss 7 ist mit einem externen Mikrofon verbunden
und empfängt
die Ausgangssignale von dem Mikrofon. Diese Signale werden von der
Erfassungseinrichtung 6 erfasst und an die Bestimmungseinrichtung 5 weitergeleitet,
in der bestimmt wird, ob es sich bei den Signalen von dem Mikrofon
um analoge oder digitale Signale handelt. Das Ergebnis wird dann
an die Auswahleinrichtung 4 weitergeleitet, welche anhand
dieser Signale entweder den analogen Anschluss 4a oder
den digitalen Anschluss 4b auswählt und die von dem externen
Mikrofon über
den ersten Anschluss 7 empfangenen Signale an den ausgewählten Anschluss 4a, 4b weiterleitet.
Der analoge Anschluss 4a und der digitale Anschluss 4b können an
eine entsprechende Verarbeitung der analogen oder digitalen Signale
in dem Signalverarbeitungsgerät
zur Weiterverarbeitung angeschlossen sein.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
weist ein Mikrofon die Detektionsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
auf. Somit kann das Mikrofon unter Zuhilfenahme der Detektionsvorrichtung bestimmen
bzw. identifizieren, ob es an ein analoges oder digitales Signalverarbeitungsgerät, wie beispielsweise
ein Mischpult, angeschlossen ist. Entsprechend der Identifizierung
stellt das Mikrofon ein analoges Signal entsprechend der IEC 268
Norm oder ein digitales Signal entsprechend der AES 42 Norm bereit,
wenn es an ein analoges bzw. digitales Signalverarbeitungsgerät angeschlossen
ist. Wenn die Erfassungs- und die Bestimmungseinrichtung eine anliegende
Spannung von 10 Volt sowie ein digitales Dialogprotokoll DPP gemäß der AES
42 Norm empfängt,
stellt die Auswahleinrichtung 4 ein digitales Ausgangssignal
entsprechend der AES 42 Norm an dem Anschluss 7 bereit.
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Wenn
eine Spannung von 12 Volt aber kein Dialogprotokoll gemäß der AES
42 Norm erfasst wird, wird ein weiterer Stromtest durchgeführt. Wenn gemäß diesem
Stromtest ein Strom von größer als
15 mA geliefert wird, wird ein digitales Eingangssignal an dem Anschluss 7 angenommen
und ein digitales Ausgangssignal entsprechend der AES 42 Norm wird durch
die Auswahleinrichtung 4 an dem Ausgang 7 bereitgestellt.
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Wird
eine Spannung von größer als
13 Volt, jedoch kein Dialogprotokoll festgestellt, wird ein analoges
Ausgangssignal von der Auswahleinrichtung 4 an dem Anschluss 7 bereitgestellt.
Mit anderen Worten, der analoge Anschluss 4a wird von der
Auswahleinrichtung 4 ausgewählt und an den Anschluss 7 weitergeleitet.
Dieses analoge Ausgangssignal entspricht dabei der IEC 268 Norm,
d. h. es liegt eine Phantomspeisung vor.
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Wenn
eine Spannung von 0 Volt und kein Dialogprotokoll erfasst wird,
wird das analoge Ausgangssignal am Ausgang 4a der Auswahleinrichtung 4 an
den ersten Anschluss 7 weitergeleitet. Dabei wird davon
ausgegangen, dass es sich bei diesem Mikrofon um ein dynamisches
Mikrofon handelt.
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Um
eine Spannung von 0 Volt zu detektieren, weist die Detektionsvorrichtung
eine interne Spannungsversorgung, wie beispielsweise eine Batterie, zur
Versorgung der Vorrichtung auf. Der Detektionskreis mit der internen
Spannungsversorgung kann entweder über einen Schalter an dem Mikrofon
eingeschaltet werden oder aber automatisch beim Einstecken des Mikrofons
in einen XLR-Stecker
eingeschaltet werden.
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Wenn
an dem Anschluss 7 eine Spannung von 0 Volt detektiert
wird, wird das Kapselsignal des Mikrofons direkt von der Auswahleinrichtung
4 zum Anschluss 7 durchgeschaltet.
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Gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die Detektionsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
ferner eine Einheit zur Betriebsspannungserfassung, einen Analog/Digital-Wandler
mit einem Ausgangsprotokoll gemäß der AES
42 Norm auf. Des weiteren weist die Auswahleinrichtung 4 einen
Schalter zum Einschalten bzw. Kontaktieren des analogen oder digitalen
Ausgangs 4a, 4b entsprechend dem detektierten
externen Signalverarbeitungsgerät
auf. Damit wird eine Sendererkennung ermöglicht, d. h. die Detektionsvorrichtung erkennt,
von welchem Gerät
(analog oder digital) das Mikrofon mit der benötigten Spannung versorgt wird.
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Hierbei
ist gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
die Detektionsvorrichtung in dem Gehäuse des Mikrofons angeordnet.
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Gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel ist
die Detektionsvorrichtung und wahlweise der Analog/Digital-Wandler 8 in
einem getrennten Gehäuse mit
einem XLR-Stecker angebracht, so dass das Mikrofon über dem
XLR-Stecker mit einem externen Signalverarbeitungsgerät verbunden
werden kann.
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Die
Funktion der Detektionsvorrichtung entspricht dabei der Funktion
der Detektionsvorrichtung gemäß dem ersten
und zweiten Ausführungsbeispiel.
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Gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Detektionsvorrichtung sowie wahlweise der
Analog/Digital-Wandler 8 in einem Female-XLR-Stecker eines
Mikrofonkabels angeordnet. Dabei kann die Detektionsvorrichtung
an dem Female-XLR-Eingang fest für
ein digitales oder analoges Mikrofon eingestellt oder wahlweise
auch umschaltbar ausgeführt
sein.
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Ferner
kann der Female-XLR-Stecker eine Anzeigeneinrichtung aufweisen,
welche entsprechend der Auswahl der Auswahleinrichtung 4 anzeigt,
ob das Mikrofon an einem digitalen oder analogen Signalverarbeitungsgerät angeschlossen
ist.
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Gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist ein in dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel
beschriebenes Mikrofon eine Anzeigeneinrichtung auf, welche anzeigt,
ob das Mikrofon an einem analogen oder digitalen Signalverarbeitungsgerät angeschlossen
ist.
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Gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist ein Audio-Signalverarbeitungsgerät eine Detektionsvorrichtung
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
auf. Dabei überprüft die Detektionsvorrichtung,
ob ein analoges oder digitales Mikrofon an das Audio-Signalverarbeitungsgerät angeschlossen
ist. In diesem Fall wird das Mikrofon als Quelle bzw. Sender angesehen.
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Wenn
die Erfassungseinrichtung 6 und die Bestimmungseinrichtung
50 Volt an dem Anschluss 7 erfasst, wird eine Signalspannung
für ein
dynamisches Mikrofon, d. h. ≥ 10
mV vorgehalten. Anschließend
wird eine ohmsche Prüfung
durchgeführt,
wobei der Widerstand > 200 Ω oder 500 Ω beträgt. Danach
kann eine Signalstatistikprüfung
durchgeführt werden,
um festzustellen, ob es sich bei dem Signal um Sprache oder Musik
handelt. Die Anschaltbedingungen können entsprechend den Eigenschaften des
dynamischen Mikrofons ausgewählt
werden.
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Wenn
durch die Erfassungseinrichtung 6 und die Bestimmungseinrichtung 5 erfasst
wird, dass die Spannung auf 10 Volt ansteigt, wird die ständige Stromaufnahme
geprüft
(12 Volt > 10 mA ≤ 300 mA). Dann
wird der digitale Signalstrom (HP 500 kHz) geprüft. Bei einer Spannung von
12 Volt wird ein digitales Dialogprotokoll an das Mikrofon gesandt.
Wenn die Detektionsvorrichtung anschließend eine positive Antwort
erhält,
wird die Anschaltbedingung für
ein digitales Mikrofon auf der Basis der AES 42 Norm eingestellt.
Wenn jedoch kein Datenstrom erfolgt, wird geprüft, ob die Spannung auf 48
Volt bei einem Strom von ≤ 10
mA steigt. Anschließend
wird eine Einschaltbedingung entsprechend einem analogen Mikrofon
auf der Basis der IEC 268 Norm eingestellt. Gegebenenfalls kann
eine Signalstatistikprüfung durchgeführt werden.
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Bei
HP ≥ 500
kHz wird immer ein digitales Signal von 6 MHz gesendet.
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Die
Erfindung wurde zwar vorstehend nur in Bezug auf kabelgebundene
Mikrofone und Signalverarbeitungsgeräte beschrieben, aber der Einsatz
der Detektionsvorrichtung ist ebenfalls bei drahtlosen Mikrofonsystemen
möglich,
um zu Bestimmen, ob ein analoges oder digitales Mikrofon bzw. Signalverarbeitungsgerät angeschlossen
ist. Hierbei ist es unerheblich, ob die drahtlose Übertragung
analog oder digital erfolgt, da es für die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung
lediglich maßgeblich
ist, welches Signal am Ausgang des Empfängers anliegt.