DE1168663B - Method and device for changing the acoustic properties of a room - Google Patents
Method and device for changing the acoustic properties of a roomInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der akustischen Eigenschaften eines Raumes Es wurde gefunden, daß die Anpassung der Hörempfindung von den akustischen Eigenschaften der Umgebung abhängt. Wenn die Art der akustischen Umgebung auch keine meßbaren Gefühlserscheinungen gibt, so bestimmt sie aber dennoch eine Gesamtheit kontrollierbarer physiologischer Reaktionen. So ist beispielsweise die fröhliche Stimmung zu erklären, die Personen in einem Raum mit Nachhall empfinden, und das Gefühl des Erstickens in einem Raum mit starker Schalldämpfung.Method and device for changing the acoustic properties of a room It has been found that the adaptation of the auditory perception from the acoustic Properties of the environment depends. If the type of acoustic environment is also no gives measurable emotional phenomena, it nevertheless determines a totality controllable physiological reactions. Such is the happy one, for example Explain the mood people experience in a room with reverberation, and that Choking sensation in a room with strong soundproofing.
Die angenehme Empfindung in nachhallenden Räumen wird durch das relative Ausschalten dunkler Töne bewirkt und besser noch durch das Vorherrschen von hellen Tönen gegenüber den dunklen Tönen. Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen bestimmten akustischen Umgebungshintergrund zu schaffen, auf den sich die Geräusche, die klangliche Aktivität und hauptsächlich die Stimmen der Personen überlagern, die sich in dem betreffenden Raum befinden.The pleasant sensation in reverberant rooms is determined by the relative Switching off dark tones has the effect of, and better still, the predominance of light tones Tones versus dark tones. An object of the invention is to provide a specific to create acoustic background on which the noises, the sonic Activity and mainly the voices of the people who are in the the room concerned.
Ausgehend von einem bekannten Verfahren zur Änderung der akustischen Eigenschaften eines Raumes, bei dem im Raum vorhandene akustische Schwingungen in elektrische Signale verwandelt werden, diese Signale allein oder zusammen mit elektrisch erzeugten oder von einem Speicherträger abgetasteten Hintergrundsignalen verstärkt werden und diese verstärkten und in ihrem Frequenzgang beeinflußten elektrischen Signale . über einen elektroakustischen Wandler wieder in den Raum als Schall abgestrahlt werden, kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß die Beeinflussung des Frequenzganges der elektrischen Signale nach einer ersten Charakteristik erfolgt, falls sie unter einem vorgegebenen Pegel liegen, und nach einer zweiten, von der ersten verschiedenen Charakteristik erfolgt, falls sie über dem vorgegebenen Pegel liegen.Based on a known method for changing the acoustic Properties of a room in which acoustic vibrations in the room are in electrical signals are transformed, these signals alone or together with electrical background signals generated or sampled from a storage medium are amplified and these are amplified and their frequency response is influenced by electrical Signals. emitted back into the room as sound via an electroacoustic transducer are, the inventive method is characterized in that the influencing the frequency response of the electrical signals is based on a first characteristic, if they are below a predetermined level, and after a second, of the first different characteristic takes place if it is above the predetermined level lie.
Es tritt daher ein übergang von einem ersten auf einen zweiten akustischen Zustand ein, der periodisch jedesmal wiederholt wird, wenn ein akustisches Signal auftritt. Das akustische Signal, das die Erscheinung des Übergehens vom ersten zum zweiten Zustand auslöst, kann von einer äußeren Quelle gesendet werden, beispielsweise von einem Tonband, oder es kann sich auch um die eigene Stimme einer Person handeln, die sich in dem in Betracht gezogenen Raum befindet.There is therefore a transition from a first to a second acoustic State on which is repeated periodically each time an acoustic signal is heard occurs. The acoustic signal that indicates the transition from the first to the second condition triggers can be sent from an outside source, for example from a tape, or it can be someone's own voice, which is located in the room under consideration.
Bei einem jeden der beiden akustischen Zustände kann in dem Raum ein gewünschter akustischer Hintergrund überlagert werden. Sowie das akustische Signal, der Ton oder das Geräusch einen gewissen Wert erreicht, der von dem festgelegten Schwellwert abhängt, verschwindet der erste akustische Zustand schnell, um durch den zweiten akustischen Zustand ersetzt zu werden.In each of the two acoustic states, a desired acoustic background can be superimposed. As well as the acoustic signal, the tone or noise reaches a certain value different from that set Depending on the threshold value, the first acoustic state disappears quickly to get through the second acoustic state to be replaced.
Ein weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung enthält zwei an den Eingängen und Ausgängen jeweils miteinander verbundene, einen Verstärker, ein Filter und vor dem Ausgang eine Torschaltung enthaltende Verstärkerkanäle, deren Torschaltungen von einer auf die Höhe des Eingangssignals ansprechenden Kippschaltung wechselweise geöffnet werden, und deren Filter verschiedene Charakteristiken aufweisen, und bei der mit den Eingängen der Verstärkerkanäle und der Kippschaltung ein elektrischer Generator zur Erzeugung von Hintergrundgeräuschen sowie ein Mikrofon verbunden ist, im ersten Verstärkerkanal nach dem Filter und vor der Torschaltung eine einen Verstärker und einen Lautsprecher enthaltende erste Ausgangsstufe und am gemeinsamen Ausgang der beiden Verstärkerkanäle eine zweite Ausgangsstufe angeschlossen ist, welche einen Verstärker und einen Lautsprecher enthält. Diese Vorrichtung enthält vorzugsweise eine Anzahl von Einstellorganen, mittels denen der Ausgang des Generators für Hintergrundgeräusche, der Ausgang des Mikrofons, die Verstärkung der einzelnen Kanäle und Ausgangsstufen sowie der Auslösepegel und die Zeitverzögerung der Kippeinrichtung verstellt werden kann. Ebenfalls können gemäß der Erfindung zwischen den einzelnen Stufen der Vorrichtung geeignete Anpassungsverstärker oder Impedanzwandler eingeschaltet werden.Another object of the invention is to provide an apparatus to carry out the procedure. This device contains two at the entrances and outputs connected to each other, an amplifier, a filter and before the output a gate circuit containing amplifier channels, their gate circuits alternately by a trigger circuit that responds to the level of the input signal opened, and their filters have different characteristics, and at the one with the inputs of the amplifier channels and the flip-flop circuit is an electrical one Generator for generating background noise and a microphone is connected, an amplifier in the first amplifier channel after the filter and before the gate circuit and a first output stage including a loudspeaker and at the common output of the two amplifier channels a second output stage is connected, which includes an amplifier and a speaker. This device preferably contains a number of setting members by means of which the output the generator for background noise, the output of the microphone, the amplification of the individual channels and output stages as well as the trigger level and the time delay the tilting device can be adjusted. Also according to the invention suitable matching amplifiers or between the individual stages of the device Impedance converters are switched on.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung können auf zahlreichen Anwendungsgebieten verwendet werden. So kann mittels der Erfindung eine mehr oder minder mit dem gewünschten Pegel widerhallende oder aber auch mehr oder minder gedämpfte Umgebung geschaffen werden. Auf diese Weise kann ein sich besonders für eine Fremdsprache eignendes Klangklima, beispielsweise ein Klima französischer Sprache, englischer Sprache usw. geschaffen werden. Die gehörmäßige Anpassung und Aufbereitung der Stimmen der Personen, die sich in diesem Raum befinden, ergibt sich dadurch automatisch.The method and the device according to the invention can be used in numerous ways Areas of application are used. Thus, by means of the invention, a more or less reverberant at the desired level or more or less attenuated Environment to be created. In this way one can especially choose a foreign language A suitable sound climate, for example a climate in French or English Language etc. are created. The auditory adaptation and preparation of the voices of the people who are in this room will automatically result.
Wenn eine freundliche akustische Umgebung geschaffen wird, kann die in dieser Umgebung lebende Person in ihrer Spannkraft gekräftigt werden.If a friendly acoustic environment is created, the person living in this environment can be strengthened in their resilience.
Es ist auch möglich, Klimata oder Umgebungen maximaler Entspannung zu schaffen, oder auch Klimata, die von denjenigen verschieden sind, in denen die Person gewöhnlich lebt.It is also possible to have climates or environments of maximum relaxation to create, or climates that are different from those in which the Person usually lives.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung kann für die rationelle Verwendung von allen Räumen angewendet werden, indem insbesondere die Möglichkeit vorgesehen wird, sie akustisch angenehm zu gestalten. Das Verfahren nach der Erfindung kann insbesondere angewendet werden, um eine keimtötende Umgebung zu schaffen, und zwar dadurch, daß die gesendeten Frequenzen in geeigneter Weise gewählt werden, wobei eine Zerstörung oder Tötung der im Raum vorhandenen Mikroben eintritt.The method and the device according to the invention can be used for rational use of all spaces can be applied by especially the Possibility is provided to make it acoustically pleasant. The procedure according to the invention can in particular be applied to a germicidal environment to create, in that the transmitted frequencies in a suitable manner be chosen, with a destruction or killing of the microbes present in the room entry.
Das Verfahren kann auch für die Behandlung verschiedener Allergien verwendet werden. Werden die akustischen Eigenschaften eines Raumes verändert, d. h. werden die Frequenzen der Umgebung abgeändert, so kann die Ursache einer Allergie zum Verschwinden gebracht und diese dadurch unterdrückt werden.The procedure can also be used for treating various allergies be used. Are the acoustic properties of a room changed, i. H. if the frequencies of the environment are changed, the cause of an allergy can be to disappear and these are thereby suppressed.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die schematische Zeichnung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Prinzipschema eines Geräts zur Änderung der akustischen Eigenschaften eines Raumes.Further advantages and features of the invention emerge from the following Description of an embodiment with reference to the schematic drawing. The single figure of the drawing shows a basic diagram of a device for change the acoustic properties of a room.
Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform enthält das Gerät eine Eingangsstufe 1, die ein Mikrofon 3, einen darauf folgenden Verstärker 4 und eine Reglervorrichtung 5 zur Empfindlichkeitsregelung des Mikrofons umfaßt. Parallel zu dieser Eingangsstufe ist ein Generator für elektrische Signale 55 angeordnet, der ein Generator für weißes Rauschen, oder auch ein Tonbandgerät oder jeder beliebige andere Generator sein kann, und über einen Regler 56 für die Ausgangsleitung mit dem Eingang eines Impedanz-Anpassungsverstärkers 7 verbunden ist, an dem der Ausgang der Eingangsstufe 1 angeschlossen ist.According to the illustrated embodiment, the device includes a Input stage 1, a microphone 3, a subsequent amplifier 4 and a Control device 5 for sensitivity control of the microphone includes. Parallel a generator for electrical signals 55 is arranged at this input stage, the a white noise generator, or even a tape recorder or any other can be another generator, and via a regulator 56 for the output line with is connected to the input of an impedance matching amplifier 7, at which the output connected to input stage 1.
Der Ausgang des Verstärkers 7 ist an die parallelgeschalteten Eingänge der beiden Kanäle 10 und 20 angeschlossen, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt sind. Der erste Kanal 10 enthält eine Reglervorrichtung 11 für den Verstärkerfaktor des Kanals, einen Verstärker 12, ein Filter 13, dessen Ansprechkurve mit Hilfe des Reglerknopfes 14 verstellt werden kann und eine Torschaltung 15, während der zweite Kanal 20 in gleicher Art und Weise eine Reglervorrichtung 21 für den Verstärkungsfaktor, einen Verstärker 22, ein Filter 23, dessen Ansprechkurve mit Hilfe des Reglerknopfes 24 verstellt werden kann und eine Torschaltung 25 umfaßt. Die Ausgänge der Torschaltungen 15 und 25 sind zusammengeschaltet und mit dem Eingang einer ersten Ausgangsstufe 140 verbunden, die einen Verstärker 141, eine Leistungsreglervorrichtung 142 und einen Lautsprecher 143 aufweist.The output of the amplifier 7 is connected to the parallel-connected inputs of the two channels 10 and 20, which are shown by dashed rectangles. The first channel 10 contains a control device 11 for the gain factor of the channel, an amplifier 12, a filter 13, the response curve of which can be adjusted with the aid of the control knob 14, and a gate circuit 15, while the second channel 20 has a control device 21 in the same way for the gain factor, an amplifier 22, a filter 23, the response curve of which can be adjusted with the aid of the control knob 24 and a gate circuit 25 comprises. The outputs of the gate circuits 15 and 25 are interconnected and connected to the input of a first output stage 140 , which has an amplifier 141, a power control device 142 and a loudspeaker 143.
Der Ausgang des Filters 23 im Kanal 20 ist direkt mit dem Eingang einer zweiten Ausgangsstufe 150 verbunden, die einen Verstärker 151, eine Reglervorrichtung 152 für die Leistung und einen Lautsprecher 153 aufweist.The output of the filter 23 in the channel 20 is connected directly to the input of a second output stage 150 , which has an amplifier 151, a regulator device 152 for the power and a loudspeaker 153.
Das Gerät enthält außerdem einen Hilfskanal 30, der aus einer Einrichtung 31 zur Regulierung des Auslösepegels der Kippeinrichtung, einem Anpassungsverstärker 32, einem Detektor 33 und einer Reglervorrichtung 34 für die Zeitkonstante der Kippeinrichtung 35 besteht, die die Tore 15 und 25 steuert. Zu diesem Zweck sind die Ausgänge 35 a und 35 b dieser Kippeinrichtung über die Leiter 36 und 37 mit den Steuerungseingängen der Torschaltungen 15 und 25 verbunden.The device also contains an auxiliary channel 30, which consists of a device 31 for regulating the trigger level of the tilting device, a matching amplifier 32, a detector 33 and a regulator device 34 for the time constant of the tilting device 35, which controls the gates 15 and 25. For this purpose, the outputs 35 a and 35 b of this tilting device are connected to the control inputs of the gate circuits 15 and 25 via the conductors 36 and 37.
Das Gerät nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Bei Abwesenheit eines akustischen Signals genügender Intensität zur Auslösung der Kippeinrichtung 35 befindet sich letztere in ihrem Ruhezustand, in dem die Torschaltung 15 offen und der Kanal 10 aus seiner Blockierung gelöst ist, während der Kanal 20 im Gegensatz dazu infolge der Sperrung der Torschaltung 25 blockiert ist. In diesem Anfangszustand werden die gesamten Eingangssignale, die einerseits von den elektrischen Signalen stammen, die vom Generator 55 erzeugt werden und andererseits von den akustischen Signalen des in Betracht kommenden Raumes, die vom Mikrofon 3 aufgefangen und von der Eingangsstufe 1 umgewandelt werden, gleichzeitig dem Verstärker 7 zugeführt und gehen durch den ersten Kanal 10, der aus seiner Blockierung gelöst ist. Dabei werden diese Signale in Abhängigkeit von der Frequenzcharakteristik des Filters 13 abgewandelt. Diese Charakteristik kann nach Belieben gewählt werden, um den ersten akustischen Zustand des Raumes oder der Umgebung festzulegen. Diese Signale werden danach durch die Torschaltung 15 zur ersten Ausgangsstufe 140 geführt, so daß der Lautsprecher 143 gemäß der Charakteristik des Filters 13 abgewandelte akustische Signale abgibt.The device according to the invention works as follows: In the absence of an acoustic signal of sufficient intensity to trigger the tilting device 35, the latter is in its idle state, in which the gate circuit 15 is open and the channel 10 is released from its blocking, while the channel 20 in contrast this is blocked due to the blocking of the gate circuit 25. In this initial state, all of the input signals, which originate on the one hand from the electrical signals generated by the generator 55 and on the other hand from the acoustic signals of the room in question, which are picked up by the microphone 3 and converted by the input stage 1, are simultaneously sent to the amplifier 7 and go through the first channel 10, which is released from its blockage. These signals are modified as a function of the frequency characteristics of the filter 13. This characteristic can be selected at will in order to determine the first acoustic state of the room or the environment. These signals are then passed through the gate circuit 15 to the first output stage 140 , so that the loudspeaker 143 emits acoustic signals modified in accordance with the characteristics of the filter 13.
Gleichzeitig werden die Gesamteingangssignale teilweise durch den zweiten Kanal 20 übertragen, d. h. diese Signale gehen durch das Filter 23 und werden entsprechend der Charakteristik dieses Filters abgewandelt, um anschließend zur zweiten Ausgangsstufe 150 geführt zu werden. deren Lautsprecher 153 akustische Signale abgibt, die entsprechend der Frequenzgangcharakteristik des Filters 23 abgewandelt sind.At the same time, the total input signals are partially transmitted through the second channel 20, ie these signals pass through the filter 23 and are modified according to the characteristics of this filter in order to then be fed to the second output stage 150. whose loudspeaker 153 emits acoustic signals which are modified in accordance with the frequency response characteristics of the filter 23.
Sowie ein akustisches Signal mit einer Klangintensität im Raum ertönt, die höher ist als der für das Auslösen der Kippeinrichtung 35 vorgesehene Pegel, beispielsweise wenn eine darin befindliche Person genügend laut spricht, wird ein Anstoßsignal auf die Kippeinrichtung 35 zur Einwirkung gebracht, die letztere in ihren Arbeitszustand bringt. In diesem Zustand wird dann die Torschaltung 15 geschlossen, während die Torschaltung 25 sich öffnet. Daraus ergibt sich, daß der erste Kanal blockiert wird, während der zweite Kanal 20 aus seiner Blockierung freigegeben wird. In diesem zweiten Zustand werden die gesamten Eingangssignale einzig und allein durch den zweiten Kanal 20 übertragen und werden vom Filter 23 entsprechend dessen Frequenzcharakteristik abgewandelt. Die so abgewandelten Signale werden gleichzeitig den beiden nun parallel arbeitenden Ausgangsstufen 140 und 150 zugeleitet, in denen die Lautsprecher 143 und 153 akustische Signale abgeben, die gemäß der Charakteristik des Filters 23 abgewandelt worden sind.As soon as an acoustic signal sounds in the room with a sound intensity that is higher than the level provided for triggering the tilting device 35, for example if a person in it speaks loudly enough, an impulse signal is brought to the tilting device 35 to act, the latter in theirs Working condition brings. In this state, the gate circuit 15 is then closed while the gate circuit 25 opens. It follows that the first channel is blocked, while the second channel 20 is released from its blockage. In this second state, all of the input signals are transmitted solely through the second channel 20 and are modified by the filter 23 in accordance with its frequency characteristics. The signals modified in this way are simultaneously fed to the two output stages 140 and 150 , which now operate in parallel, in which the loudspeakers 143 and 153 emit acoustic signals which have been modified according to the characteristics of the filter 23.
Wenn für besondere Anwendungen die Lautsprecher 143 und 153 für die Wiedergabe von dunklen bzw. hellen Tönen beschaffen sind, dann werden die dunklen Töne demgemäß im ersten akustischen Milieuzustand durch die Charakteristik des Filters 13 beeinflußt, während die hellen Töne durch die Frequenzgangcharakteristik des Filters 23 beeinflußt werden. Beim Auftreten des akustischen Signals mit einem die Auslöseschwelle übersteigenden Pegel geht das Gerät jedoch in seinen zweiten Zustand über, in dem der Lautsprecher für dunkle Töne 143 vom Filter 23 beeinflußte Töne abgibt, wobei diese Beeinflussung insbesondere in einer beträchlichen Schwächung der dunklen Töne bestehen kann, während die vom Lautsprecher für die hohen Töne abgegebenen Laute in der gleichen Weise beeinflußt werden wie im ersten Zustand.If the loudspeakers 143 and 153 are designed for the reproduction of dark or light tones for special applications, then the dark tones are accordingly influenced in the first acoustic environment state by the characteristics of the filter 13, while the light tones are influenced by the frequency response characteristics of the filter 23 will. However, when the acoustic signal occurs with a level exceeding the trigger threshold, the device switches to its second state in which the loudspeaker for dark tones 143 emits tones influenced by the filter 23, which influence can in particular consist of a considerable weakening of the dark tones, while the sounds emitted by the loudspeaker for the high tones are influenced in the same way as in the first state.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, die Lautsprecher der dunklen und der hellen Töne zu vertauschen und die hellen Töne im zweiten akustischen Zustand zu unterdrücken.According to a modified embodiment of the method, it is possible to swap the loudspeakers of the dark and light tones and the light tones to suppress in the second acoustic state.
Die akustischen Eig:nschaften des Raumes werden so bei jedem Erscheinen eines akustischen Signals genügender Intensität periodisch abgewandelt, wobei dieses akustische Signal. ein von einer im Raum befindlichen Person abgegebener Laut sein kann.The acoustic properties of the room are changed every time it appears periodically modified an acoustic signal of sufficient intensity, this acoustic signal. be a sound made by someone in the room can.
Auf diese Art und Weise können die akustischen Eigenschaften eines jeden beliebigen Raumes nach Belieben abgewandelt werden und gewisse Erscheinungen können, wie das vorstehend bereits beschrieben wurde, begünstigt werden.In this way, the acoustic properties of a Any room can be modified at will and certain appearances can, as already described above, be favored.
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