DE19733300C2 - Verfahren zur elektronischen Nachbildung der Übertragungseigenschaften eines ein Band-Echohall-Gerät umfassendes Klang-Effekt-Gerätes mittels eines programmgesteuerten digitalen oder analogen Signalprozessors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Nach­ bildung der Übertragungseigenschaften eines ein Band- Echohall-Gerät umfassendes Klang-Effekt-Gerätes mittels eines programmgesteuerten digitalen oder analogen Signalprozessors.

In den sechziger Jahren wurde die Musikgruppe "The Shadows" durch zahlreiche Musikstücke bekannt, die sich durch einen besonderen Klang der Gitarren ausgezeichneten. Dieser charak­ teristische Klang wurde durch einen Band-Echohall-Gerät der Firma Vox erzeugt, an das die Gitarren angeschlossen waren. Das Band-Echohall-Gerät besitzt ein umlaufendes Magnetband mit einem Löschkopf, einem Aufnahmekopf und vier Wiedergabe­ köpfen, die im Abstand vom Aufnahmekopf angeordnet sind. Die Übertragungscharakteristik der Köpfe sowie des Bandes geht in die Übertragungseigenschaften des gesamten Band-Echohall- Gerätes ein und damit auch in die Klangcharakteristik der ge­ spielten Musikstücke.

Derartige Band-Echohall-Geräte werden nicht mehr hergestellt und sind deshalb nur noch in einzelnen betriebsfähigen Exemp­ laren vorhanden. Darüberhinaus sind die noch funktionstüchti­ gen Geräte aufgrund der elektromechanischen Funktionsweise Verschleiß unterworfen und aufgrund des Alters anfällig gegen Störungen. Ersatzteile sind ebenfalls nicht mehr erhältlich. Daher ist es nur noch in Ausnahmefällen möglich, den charak­ teristischen Gitarrenklang mit original Vox Band-Echohall- Geräten zu erzeugen.

Da die Musikstücke der "Shadows" auch heute noch beliebt sind, besteht Bedarf, beim Nachspielen der Stücke oder auch bei Neukompositionen, den charakteristischen Gitarrenklang erzeugen und weiter verändern zu können.

Aus der US 5 491 754 ist eine Verfahren und ein System zur Erzeugung von künstlichem Nachhall bei digitalen Audiosigna­ len bekannt. Es dient dazu, Audioaufnahmen aus einem Tonstu­ dio, die aufgrund der Studioakustik oder der synthetischen Erzeugung selbst keinen Raumeffekt besitzen, mit einem räum­ lichen Effekt zu überlagern.

Hierbei werden unterschiedliche Verzögerungen der Signale vorgenommen, die verzögerten Signale rückgeführt und außerdem eine Dämpfung und Filterung der Signale vorgenommen. Die Maß­ nahmen beschränken sich auf eine lineare Verzögerung und eine frequenzabhängige Dämpfung oder Verstärkung der Signale. Eine Veränderung der Frequenz des Originalsignals wird nicht vor­ genommen.

Ferner ist aus der DE 32 31 925 C2 eine Vorrichtung zur Er­ zeugung von Hall für analoge Tonsignale und eine Verfahren zu deren Betrieb bekannt. Zur Erzeugung eines verzögerten Sig­ nalanteils wird das Originalsignal nach Analaog-Digital- Wandlungen unter zyklisch wiederkehrenden Adressen in einen Speicher eingeschrieben, später wieder aus dem Speicher aus­ gelesen und dem unverzögerten Tonsignal aufaddiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragungsei­ genschaften eines ein Band-Echohall-Gerät umfassendes Klang- Effekt-Gerätes elektronisch nachzubilden.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruchs 1 angegebene Ver­ fahren gelöst. Weiterbildung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einer Schaltungsanaly­ se des Vox Band-Echohall-Gerätes sowie auf eingehenden empi­ rischen Versuchen, die durch meßtechnischen und hörphysiolo­ gischen Vergleich von Klangproben an Simulationsschaltungen mit einem Band-Echohall-Gerät aufgefunden und optimiert wur­ den.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß die schlichte Nachbildung der Verzögerungszeiten des Band-Echohall-Gerätes, die durch die Bandgeschwindigkeit sowie durch die örtliche Anordnung der Wiedergabeköpfe in Relation zum Aufnahmekopf bedingt sind, bei weitem nicht ausreicht, eine Klangcharakteristik zu erzeugen, die dem Original entspricht. Erst das Zusammenwir­ ken der einzelnen Komponenten ergibt den charakteristischen Klang.

Dieser läßt sich durch nachfolgende Maßnahmen optimieren und so ununterscheidbar dem Original angleichen.

So ist vorgesehen, daß die Signale im ersten Signalweg einer Verzögerungszeit von 150 ms, im zweiten Signalweg einer Ver­ zögerungszeit von 295 ms, im dritten Signalweg einer Verzöge­ rungszeit von 380 ms und im vierten Signalweg einer Verzöge­ rungszeit von 450 ms unterworfen werden, wobei die Toleranzen maximal +/-10% zu den angegebenen Werten betragen.

Hierdurch werden die Zeltverzögerungen simuliert, die beim Vox Band-Echohall-Gerät das Signal vom Aufnahmekopf zu den vier Wiedergabeköpfen braucht. Das Verzögerungsverhältnis zu­ einander ist nicht variabel und entspricht dem festinstal­ lierten Abstand vom Aufnahmekopf zu den Wiedergabeköpfen des Vox Band-Echohall-Gerätes. Lediglich ein Faktor von +/-10% wäre variierend statthaft als simulierte motorabhängige Ban­ dumlaufgeschwindigkeit. Bei der Tonkopfjustierung des Origi­ nals auftretende Abstandsschwankungen können durch Verschie­ bung der Verzögerungszeiten zwischen dem zweiten und dritten Signalweg um +/-2 ms simuliert werden. Diese Asymmetrie wirkt sich gehörmäßig in einem natürlicheren Hall aus.

Weiterhin ist vorgesehen, daß, die Signale im ersten Signalweg einen Ein-Band-Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 800 Hz bei einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durchlaufen, im zweiten Signalweg einen Ein-Band- Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 1600 Hz bei einer Fil­ tergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durch­ laufen, im dritten Signalweg ein Ein-Band-Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 2000 Hz bei einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durchlaufen und im vierten Signalweg ein Tiefpaßfilter mit einer Übergangsfrequenz von 800 Hz durchlaufen, wobei die Toleranzen maximal +/-10% zu den angegebenen Werten betragen.

Die unterschiedliche klangliche Behandlung der vier Signalwe­ ge bewirkt das legendäre, spezifische "Hauchen" der Echos. Das Echo beginnt zu "leben". Es klingt, als wenn man zügig ein- und aushaucht, weil spitze Echos neben dumpfe gelegt werden.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Signale zur Frequenzgangän­ derung vor der Aufteilung in die vier Signalwege ein Tiefpaß­ filter zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 3600 Hz +/- maximal 10% Toleranz bei einer Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave und ein Hochpaßfilter zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 450 Hz +/- maximal 10% Toleranz bei ei­ ner Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave durchlaufen.

Die beiden Filter wirken zusammen als Bandpaßfilter und ma­ chen das Echo-Hall-Signal mittig. Eine Erhöhung des Tiefpaß­ filters auf ca. 4000 Hz wäre zulässig, darüber beginnt das Signal zu spitz, zu klinisch zu wirken. Eine Absenkung des Tiefpaßfilters unter ca. 2500 Hz läßt das Signal zu dumpf werden.

Eine Erhöhung des Hochpaßfilters auf ca. 700 Hz wäre zuläs­ sig, darüber beginnt das Echo-Hall-Signal zu dünn zu werden. Eine Absenkung des Hochpaßfilters unter ca. 360 Hz läßt das Signal zu bassig klingen.

Zur periodischen Frequenzveränderung der Signale können vor der Aufteilung in die vier Signalwege Frequenzmodulatoren vorgesehen sein, mittels der die Tonhöhe durch eine Sinus­ funktion mit einer Frequenz von 7 Hz bei einer nach dem Dopp­ lereffekt modulierten Verzögerung von +/-0,5 ms bei +/-0,25 ms Toleranz und durch eine Zykloidenfunktion mit einer Fre­ quenz von 0,22 Hz bei einer nach dem Dopplereffekt modulier­ ten Verzögerung von +/-5 ms bei +/-1 ms Toleranz verändert wird.

Der durch die Sinusfunktion charakterisierte Frequenzmodula­ tor simuliert den Kapstanschlag des Vox Band-Echohall- Gerätes. Da der Kapstan mit 1,5 cm Durchmesser recht dick ist, ist die Schlagfrequenz mit 7 Hz recht niedrig. Die Tiefe der Frequenzänderung ist 0,5 ms. Sie kann variieren um +/- 0,25 ms. Das Schwingungsverhalten entspricht einer Sinuskur­ ve.

Der durch die Zykloidenfunktion charakterisierte Frequenzmo­ dulator simuliert den ungleichmäßigen Bandlauf, wenn das Ma­ gnetband beim Vox Band-Echohall-Gerät etwa im Bereich der Bandklebestelle rutscht. Der Zyklus von 0,22 Hz entspricht einem Bandumlaufzyklus. Die Tiefe von +/-5 ms kann variieren um +/-1 ms und entspricht leichten bis starken Abweichungen vom gleichmäßigen Bandlauf. Da die Abweichungen ruckartig auftreten, ist eine zykloide Schwingungskurve gewählt.

Die Anordnung der Frequenzmodulatoren muß im Signalfluß vor den Signalwegen mit den Zeitverzögerungseigenschaften liegen, damit die Tonhöhenschwankungen von der Zeitverzögerungs­ schleife reproduziert werden. Dieses bewirkt neben einem nicht deutlich wahrnehmbaren "natürlichen Jaulen" auch eine "Verdickung" des Echo-Halls im Sinne einer sich periodisch verändernden Verstimmung des Originaltones. Das Echo klingt voll und nicht mehr klinisch rein, es tritt ein Phasenschie­ bereffekt auf.

Bei einer optimierten Ausgestaltung der Erfindung werden die Signale am Ausgang des zweiten und dritten Signalweges im re­ lativen Verhältnis dritter zu zweiter Signalweg gleich 33/100 entsprechend -9,63 dB auf den Eingang rückgeführt und mit dem Eingangssignal im relativen Verhältnis rückgeführtes Si­ gnal zu Eingangssignal gleich 6/100 entsprechend -24,5 dB gemischt, so daß 20 noch hörbare Echos des dritten Signalwe­ ges und 6 noch hörbare Echos des zweiten Signalweges erzeugt werden.

Die Schleife zwischen dem dritten Signalweg und dem Eingang bewirkt die Wiederholung des Hauptechos. Die Schleife zwi­ schen dem zweiten Signalweg und dem Eingang bewirkt das Dich­ terwerden des Hauptechos und darf nicht zu früh oder zu spät eintreten. Das Hauptecho wird beim 6-ten Echo so zum Hall in dem Sinne, daß, die Schleife ab dann ein gleichmäßiges kurzes Echo aufgebaut hat.

Als weitere Maßnahme wird am Ausgang der vier Signalwege ein Summensignal gebildet, bei dem die Pegel des ersten, zweiten und vierten Signalweges unverändert, also mit 0 dB bewertet werden und der Pegel des dritten Signalweges mit -6 dB +/- maximal 3 dB Toleranz bewertet wird.

Die Absenkung des Pegels des dritten Signalweges ist sehr wichtig für das Nachempfinden der Echo-Rhythmik. Diese ver­ läuft folgendermaßen: Slap, Daktylus, Daktylus usw. gemäß des dreischlägigen Versmaßes: betont, unbetont, unbetont usw. Die ersten Aufnehmen der "Shadows" leben von einer ausgeprägten Echo-Hall-Rhythmik.

Vorzugsweise durchläuft das Summensignal einen Tiefpaß mit einer Übergangsfrequenz von 3150 Hz + 25%/-20% Toleranz.

Dieser Tiefpaß, kappt bei 3150 Hz die Frequenzen und trägt zum warmen Klangambiente bei. Zur Simulation eines neuen Bandes darf hier die Übergangsfrequenz auf 4000 Hz angehoben werden. Unter 2500 Hz wird das Echo-Hall-Signal zu dumpf.

Zur weiteren Klangveränderung können Signalkomponenten vor und/oder nach der elektronischen Nachbildung der Übertra­ gungseigenschaften des Band-Echohall-Gerätes in Abhängigkeit eines über einem Schwellenwert liegenden steuernden Signals auf einen vorgegebenen Wert gedämpft werden und die Dämpfung bei Abfall des steuernden Signals unter den Schwellenwert in einer vorgegebenen Übergangszeit reduziert werden.

Mit diesen Maßnahmen läßt sich die Hörbarkeitsdauer des Gi­ tarrentons nach einem Anschlag verlängern, ohne die charakte­ ristische Klanghüllkurve des Originaltons zu verfälschen, wie Kompressoren oder Begrenzer dies tun. So wird etwa die wich­ tige Anfangscharakteristik das Tones nicht verändert. Im Fal­ le eines parallel zum Originalton bearbeiteten gedämpften identischen Signals und anschließendem Zusammenführen des Originaltons und des bearbeiteten Signals würde sich folgen­ der Effekt ergeben. Wenn der Gitarrenton nach ca. vier Sekun­ den im Pegel spürbar abfällt, steigt der parallel bearbeitete gedämpfte Ton hörbar an und es ergibt sich als Summensignal eine scheinbar verlängerte Ausschwingzeit des Gitarrentones.

Im Zusammenhang mit der Signalbearbeitungsstufe sind folgende drei Parameter von Bedeutung:

• a) Der in dB angegebene Schwellenwert ist der Triggerwert, bei dem das gesteuerte Signal unterdrückt wird, wenn der Si­ gnalpegel des steuernden Signals darüber liegt. Fällt der Si­ gnalpegel des steuernden Signals unter den Triggerwert ab, wird die Dämpfung des zuvor gedämpften gesteuerten Signals reduziert, also das gesteuerte Signal stärker.
• b) Die in dB angegebene Dämpfung des gesteuerten Signals, die dann wirksam wird, wenn das steuernde Signal den vorgenannten Schwellenwert überschreitet. Ein hoher Wert bewirkt eine starke Dämpfung, so daß das Signal nicht mehr hörbar ist. Ein niedriger Wert bewirkt eine schwache Dämpfung, so daß das Si­ gnal nur wenig vermindert wird.
• c) Die Übergangszeit in sec legt den Zeitraum fest, in dem die Dämpfung vom höchsten Wert auf den niedrigsten Wert redu­ ziert wird, nachdem der Triggerwert erreicht wurde. Hierdurch ergibt sich, daß das Signal nicht plötzlich hörbar wird, son­ dern sanft und langsam ansteigt.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung wird in einer Signal­ bearbeitungsstufe vor der elektronischen Nachbildung der Übertragungseigenschaften des Band-Echohall-Gerätes das steu­ ernde Signal durch das Eingangssignal gebildet. Dessen Schwellenwert liegt bei -40 dB +/-15 dB Toleranz. Das ge­ steuerte Signal wird ebenfalls durch das Eingangssignal ge­ bildet. Dessen Dämpfung liegt bei -30 dB +/-3 dB Toleranz. Die Übergangszeit liegt bei 12 sec +/-15% Toleranz. Das Aus­ gangssignal der Signalbearbeitungsstufe wird mit dem Ein­ gangssignal zusammengeführt.

Bei Absinken des Gitarrensignals auf -40 dB beginnt der ge­ dämpfte Ton hörbar zu werden. Damit dies nicht abrupt ge­ schieht, sondern im gleichen Maße verläuft, wie der Original­ ton abfällt, ist die Übergangszeit auf 12 sec eingestellt. Das Ausmaß der Dämpfungswirkung beträgt 30 dB.

Wird der Schwellenwert auf einen höheren Pegel eingestellt, beginnt das gedämpfte Signal zu früh anzusteigen, anderen­ falls zu spät. Wird die Übergangszeit kürzer eingestellt als 12 sec +/-15%, wird das gedämpfte Signal zu schnell lauter. Die Dämpfungswirkung wird bei einer Einstellung von weniger als 30 dB +/-10% zu gering. Die Intensität des beigemischten gedämpften Signals kann an der Zusammenführung im Verhältnis zum Eingangssignal auch verändert werden.

Zusätzlich kann in einer Signalbearbeitungsstufe nach der elektronischen Nachbildung der Übertragungseigenschaften des Band-Echohall-Gerätes das steuernde Signal durch das Signal am Eingang des nachgebildeten Band-Echohall-Gerätes gebildet werden und dessen Schwellenwert bei -50 dB +/-10 dB Tole­ ranz liegen, das gesteuerte Signal durch das Signal am Aus­ gang des nachgebildeten Band-Echohall-Gerätes gebildet sein und dessen Dämpfung bei -4 dB +/-1 dB Toleranz liegen und die Übergangszeit bei 1 sec +/-25% Toleranz liegen.

Die Signalbearbeitungsstufe unterdrückt gesteuert vom Ori­ ginalton der Gitarre das Echo-Hall-Signal um 4 dB. Während die Gitarre erklingt, bleibt das Echo um 4 dB unterdrückt, schwillt also leicht an nach Abklingen des Originaltons. Der Hall "verschmiert" das trockene Gitarrensignal nicht, wird aber in der Spielpause schön hörbar.

Als Toleranz sind 10% erlaubt. Da die Übergangszeit mit 1 sec bei +/-25% Toleranz sehr nahe eingestellt ist, sollte die Dämpfung bei 4 dB +/-1 dB Toleranz liegen. Sonst wird die Hallunterdrückung zu schwach oder zu stark.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Nachbildung der Übertragungseigenschaften eines Vox Band- Echohall-Gerätes und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Nachbildung ei­ nes Klang-Effekt-Gerätes, in das das Band-Echohall-Gerät eingebunden ist.

Die Funktionsblöcke in den nachfolgend beschriebenen Block­ schaltbildern müssen nicht als körperliche Schaltungen ausge­ führt sein, sondern können ebenso Programmodule eines pro­ grammgesteuerten Signalprozessors darstellen. So wurde ein Prototyp durch Programmieren eines frei programmiererbaren, sehr hochklassigen handelsüblichen Gitarren-Signalprozessors geschaffen. Für praktische Zwecke ist es aber auch möglich, einen Signalprozessor fest mit den Funktionsblöcken zu pro­ grammieren und lediglich eine Variation einzelner Parameter in begrenztem Umfang zuzulassen.

Die in den Funktionsblöcken eingetragenen Parameter sind op­ timierte Werte, die in der Praxis jedoch auch leicht tolerie­ ren können, was Exemplar Streuungen und Verschleiß bei den original Vox Band-Echohall-Geräten entsprechen würde.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Nachbildung der Über­ tragungseigenschaften eines Vox Band-Echohall-Gerätes.

Von einer Eingangsklemme 10 gelangt das Eingangssignal zu ei­ nem Mischer 12, wo es mit einem rückgeführten Signal gemischt wird. Das Summensignal gelangt dann über zwei Frequenzmodula­ toren 14 und 16 sowie ein Tiefpaßfilter 18 und ein Hochpaß­ filter 20 zu vier parallelen Signalwegen 22, 24, 26 und 28. Die Ausgänge dieser Signalwege führen zu einem Mischer 46, an dessen Ausgang sich ein Tiefpaßfilter 48 anschließt, das wie­ derum mit einer Ausgangsklemme 50 verbunden ist. Die Ausgänge des zweiten Signalweges 24 und des dritten Signalweges 26 sind außerdem zu einem Mischer 52 geführt, dessen Ausgang wiederum mit dem Mischer 12 verbunden ist und das rückgeführ­ te Signal umfaßt. Parallel führt außerdem eine direkte Lei­ tung von der Eingangsklemme 10 zu einer Ausgangsklemme 54. Die Signale an den Ausgangsklemmen 50 und 54 können gemeinsam einen räumlichen Klangeindruck erzeugen.

Die Eingangspegel des Mischers 12 sind steuerbar. Ein Eingang 12a steuert die Lautstärke des Echohall-Signals, ein Eingang 12b steuert die Anzahl der Echowiederholungen. Der Frequenz­ modulator 14 simuliert den ungleichmäßigen Bandlauf, der durch das Rutschen der Bandklebestelle beim Passieren des An­ triebskapstans erzeugt wird. Die Frequenzmodulation folgt ei­ ner Zykloidenfunktion mit einer Frequenz von 0,22 Hz bei ei­ ner nach dem Dopplereffekt modulierten Verzögerung von +/-5 ms. Der Frequenzmodulator 16 simuliert den Schlag der Kapstanwelle. Hier folgt die Frequenzmodulation einer Sinus­ funktion mit einer Frequenz von 7 Hz bei einer Tiefe der Fre­ quenzänderung von 0,5 ms. Der nachfolgende Tiefpaß 18 zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 3600 Hz und der Hoch­ paß. 20 zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 450 Hz bilden ein Bandpaßfilter, das das Echohall-Signal im Hörein­ druck mittig macht.

Die vier Signalwege 22, 24, 26, 28, die sich nach dem Hoch­ paßfilter 20 verzweigen, simulieren die vier Wiedergabeköpfe des Band-Echohall-Gerätes und deren Übertragungscharakteri­ stik. Der erste Signalweg 22 umfaßt ein Verzögerungsglied 30 mit einer Verzögerungszeit von 150 ms und ein Ein-Band- Entzerrer 38 mit einer Mittenfrequenz von 800 Hz, einer Fil­ tergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB. Der zweite Signalweg 24 umfaßt ein Verzögerungsglied 32 mit einer Verzögerungszeit von 295 ms und ein Ein-Band-Entzerrer 40 mit einer Mittenfrequenz von 1600 Hz, einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB. Der dritte Signalweg 26 umfaßt ein Verzögerungsglied 34 mit einer Verzögerungszeit von 380 ms, und ein Ein-Band-Entzerrer 42 mit einer Mitten­ frequenz von 2000 Hz, einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB. Der vierte Signalweg 28 umfaßt ein Verzögerungsglied 36 mit einer Verzögerungszeit von 450 ms und ein Tiefpaßfilter 44 mit einer Übergangsfrequenz von 800 Hz. Die Ausgänge der Signalwege 22, 24, 26 und 28 führen dann zu Eingängen 46a, 46b, 46c und 46d des Mischers 46.

Die im Vergleich zum zweiten Signalweg 24 geringere Anhebung des Signals im dritten Signalweg 26 könnte auch am Ausgang des Verzögerungsgliedes 34 erfolgen oder am Eingang 46c des nachfolgenden Mischers 46.

Der nachfolgende Tiefpaß 48 hat eine Übergangsfrequenz von 3150 Hz. Die Ausgänge des zweiten und dritten Signalweges 24 und 26 führen zu Eingängen 52b und 52a des Mischers 52. Auch diese Eingänge sind im Pegel steuerbar. Der Eingang 52a steu­ ert die Echowiederholungen des dritten Signalweges 26 und der Eingang 52b die Echowiederholungen des zweiten Signalweges 24. Die Pegel der Mischer 52 und 12 sowie die Signalanhebun­ gen der Signalwege 24 und 26 werden so eingestellt, daß vom Signalweg 26 zwanzig Echos erzeugt werden, während vom Signalweg 24 sechs Echos erzeugt werden.

Das Ausgangssignal des Mischers 46 kann um bis zu -12 dB ab­ gesenkt werden, damit eine Balance des Höreindrucks entsteht, wenn das bearbeitete Signal der Ausgangsklemme 50 und das di­ rekte Signal der Ausgangsklemme 54 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Nach­ bildung eines Klang-Effekt-Gerätes, in das das Band-Echohall- Gerät eingebunden ist. Auch hier lassen sich die Funktions­ blöcke als Programmodule in einem programmiererbaren Signal­ prozessor darstellen.

Von einer Eingangsklemme 56 gelangt das Eingangssignal einer­ seits über eine Signalbearbeitungsstufe 58 und andererseits direkt zu einem Mischer 60. Dem Mischer 60 schließt sich die in Fig. 1 beschriebene Nachbildung 62 des Vox Band-Echohall- Gerätes an. Der Ausgang der Nachbildung 62 ist mit einer wei­ teren Signalbearbeitungsstufe 64 verbunden, deren Ausgang auf eine Ausgangsklemme 70 geschaltet ist.

Bei den Signalbearbeitungsstufen 58 und 64 handelt es sich um gesteuerte Dämpfungsglieder, die je einen Signaleingang 58a und 64a und einen Steuereingang 58b und 64b aufweisen. Cha­ rakteristische Parameter dieser Signalbearbeitungsstufen sind ein Schwellenwert, ein Dämpfungsmaß und eine Übergangszeit.

Das Dämpfungsmaß, gibt die Dämpfung an, mit dem ein am Si­ gnaleingang 58a und 64a anliegendes Signal gedämpft wird, wenn ein Steuersignal am Steuereingang 58b und 64b oberhalb des Schwellenwertes liegt. Wenn das Steuersignal unterhalb des spezifischen Schwellenwertes sinkt, wird die Dämpfung des Eingangssignals aufgehoben. Dies geschieht jedoch nicht so­ fort, sondern in einem Zeitraum, der durch die Übergangszeit bestimmt ist.

Bei der Signalbearbeitungsstufe 58 liegt der Schwellenwert bei -40 dB, die Dämpfung bei -30 dB und die Übergangszeit bei 12 sec. Da das Eingangssignal sowohl an den Signaleingang 58a als auch an den Steuereingang 58b gelegt ist, führt dies dazu, daß nach Abklingen des Original-Gitarrensignals unter den Schwellenwert das gedämpfte Signal im Pegel angehoben wird. Durch den Anschluß der Signalbearbeitungsstufe 58 an den Eingang 60a und des Original-Signals an den Eingang 60b des Mischers 60 entsteht der Eindruck eines Tones mit verlän­ gerter Ausschwingzeit.

Die am Ausgang der Nachbildung 62 liegende Signalbearbei­ tungsstufe 64 besitzt einen Schwellenwert von -50 dB, eine Dämpfung von -4 dB und eine Übergangszeit von 1 sec. Dem Si­ gnaleingang 64a ist jeweils das Ausgangssignal der Nachbil­ dung 62 zugeführt. Der Steuereingang 64b erhält das Signal vom Eingang der Nachbildung 62. Das Ausgangssignal der Si­ gnalbearbeitungsstufe 64 führt zu dem Ausgang 70. Mit dieser Signalbearbeitungsstufe wird also der Echohall in Abhängig­ keit des vor der Nachbildung 62 vorhandenen Signals gesteu­ ert.

Bei dieser Darstellung ist außerdem das am Eingang der Nach­ bildung 62 liegende Signal direkt zu einer Ausgangsklemme 72 geführt. Die Signale an den Ausgangsklemmen 70 und 72 ergeben so einen räumlichen Höreindruck.

Claims (10)

1. Verfahren zur elektronischen Nachbildung der Übertra­ gungseigenschaften eines ein Band-Echohall-Gerät umfassendes Klang-Effekt-Gerätes mittels eines programmgesteuerten digi­ talen oder analogen Signalprozessors, indem ein Eingangssig­ nal zusammen mit auf den Eingang rückgeführten, im Pegel ab­ gesenkten verzögerten Signalanteilen periodisch frequenzmodu­ liert und im Frequenzgang verändert oder gefiltert wird, an­ schließend in vier Signalwege mit unterschiedlichen Verzöge­ rungszeiten und Frequenzgängen aufgeteilt wird, wobei die Signale im ersten Signalweg einer Verzögerungszeit von 150 ms, im zweiten Signalweg einer Verzögerungszeit von 295 ms, im dritten Signalweg einer Verzögerungszeit von 380 ms und im vierten Signalweg einer Verzögerungszeit von 450 ms unterwor­ fen werden und die Toleranzen maximal +/-10% zu den angege­ benen Werten betragen, und indem ferner die Signale der vier Signalwege als Summe über ein weiteres Frequenzgang-Filter einem Ausgang zugeführt werden und von den vier Signalwegen lediglich Signalanteile des zweiten und dritten Signalweges auf den Eingang rückgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale im ersten Signalweg ein Ein-Band-Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 800 Hz bei einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durchlaufen, im zwei­ ten Signalweg ein Ein-Band-Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 1600 Hz bei einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durchlaufen, im dritten Signalweg ein Ein-Band-Entzerrer mit einer Mittenfrequenz von 2000 Hz bei einer Filtergüte von Q = 0,25 und einer Pegelanhebung von 15 dB durchlaufen und im vierten Signalweg ein Tiefpaßfilter mit einer Übergangsfrequenz von 800 Hz durchlaufen, wobei die To­ leranzen maximal +/-10% zu den angegebenen Werten betragen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Signale zur Frequenzgangänderung vor der Auftei­ lung in die vier Signalwege ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 3600 Hz +/- maximal 10% Tole­ ranz bei einer Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave und ein Hochpaßfilter zweiter Ordnung mit einer Übergangsfrequenz von 450 Hz +/- maximal 10% Toleranz bei einer Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave oder ein Bandpaßfilter mit gleichen Kennwerten durchlaufen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur periodischen Frequenzmodulation die Signale vor der Aufteilung in die vier Signalwege im Fre­ quenzgang durch Dopplereffekte verändert werden, bei der einerseits eine Verzögerung und Beschleunigung von +/-0,5 ms bei einer Toleranz von +/-0,25 ms durch eine Sinusfunktion mit einer Frequenz von 7 Hz moduliert wird und andererseits eine Verzögerung und Beschleunigung von +/-5 ms bei einer Toleranz von +/-1 ms durch eine Zykloidenfunktion mit einer Frequenz von 0,22 Hz moduliert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signale am Ausgang des zweiten und dritten Signalweges im relativen Verhältnis dritter zu zwei­ ter Signalweg gleich 33/100 entsprechend -9,63 dB auf den Eingang rückgeführt werden und mit dem Eingangssignal im re­ lativen Verhältnis rückgeführtes Signal zu Eingangssignal gleich 6/100 entsprechend -24,5 dB gemischt werden, so daß 20 noch hörbare Echos des dritten Signalweges und 6 noch hör­ bare Echos des zweiten Signalweges erzeugt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Ausgang der vier Signalwege ein Summen­ signal gebildet wird, bei dem die Pegel des ersten, zweiten und vierten Signalweges unverändert, also mit 0 dB bewertet werden und der Pegel des dritten Signalweges mit -6 dB +/- maximal 3 dB Toleranz bewertet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Summensignal einen Tiefpaß mit einer Übergangsfrequenz von 3150 Hz + 25%/-20% Toleranz durch­ läuft.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Signalkomponenten vor und/oder nach der e­ lektronischen Nachbildung der Übertragungseigenschaften des Band-Echohall-Gerätes in Abhängigkeit eines über einem Schwellenwert liegenden steuernden Signals auf einen vorgege­ benen Wert gedämpft werden und die Dämpfung bei Abfall des steuernden Signals unter den Schwellenwert in einer vorgege­ benen Übergangszeit reduziert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Signalbearbeitungsstufe vor der elektronischen Nach­ bildung der Übertragungseigenschaften des Band-Echohal- Gerätes das steuernde Signal durch das Eingangssignal gebil­ det wird und dessen Schwellenwert bei -40 dB +/-15 dB Tole­ ranz liegt, das gesteuerte Signal ebenfalls durch das Ein­ gangssignal gebildet wird und dessen Dämpfung bei -30 dB +/- 3 dB Toleranz liegt, daß die Übergangszeit bei 12 sec +/-15% Toleranz liegt und daß das Ausgangssignal der Signalbearbei­ tungsstufe mit dem Eingangssignal zusammengeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß in einer ersten Signalbearbeitungsstufe nach der e­ lektronischen Nachbildung der Übertragungseigenschaften des Band-Echohall-Gerätes das steuernde Signal durch das Signal am Eingang des nachgebildeten Band-Echohall-Gerätes gebildet wird und dessen Schwellenwert bei -50 dB +/-10 dB Toleranz liegt, das gesteuerte Signal durch das Signal am Ausgang des nachgebildeten Band-Echohall-Gerätes gebildet wird und dessen Dämpfung bei -4 dB +/-1 dB Toleranz liegt, und daß die Ü­ bergangszeit bei 1 sec +/-25% Toleranz liegt.