DE2208820A1

DE2208820A1 - Raumangleichsanordnung

Info

Publication number: DE2208820A1
Application number: DE19722208820
Authority: DE
Inventors: Jack Palos Verdes Estates Calif. Sacks (V.StA.)
Original assignee: United Recording Electronic Industries
Current assignee: United Recording Electronic Industries
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1972-02-24
Publication date: 1972-08-31
Also published as: US3732370A; CA953221A; DE2208820B2; FR2135973A5; GB1384761A; DE2208820C3

Description

Bes chreibung zum Patentgesuch der

UNITED RECORDING ELECfRONIGS INDUSTRIES* Hollywood, California,

USA

betreffend Raumangleichsanordnung

Prir-ptität; 24.2.1971 USA

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und eine Verfahren zum elektronischen Ausgleichen oder Entfernen der zusammengesetzten Übertragungsfunktionen einer Lautsprecheranordnung und eines Raums, der den durch den Lautsprecher erzeugten Ton aufnimmt.

Auf dem Fachgebiet der Hifi-Anordnungen ist seit langem erkannt worden, daß der Leistungsvastärker ein im wesentlichen flaches Anspreohvarmögen bzw», einen flachen Frequenzbereich über das gewünschte Tonfrequenzarbeitsspektujrm aufweist. Verstääker hoher Qualität sind im Handel erhältlich,

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welche diese Kriterien erfüllen; im allgemeinen haben sie eine ausreichende Leistung und Flachheit über das Spektrum, um die meisten diskriminierenden Forderungen zu erfüllen. Das schwächste Glied in Tonerzeugeranordnungen ist das Wandlersystem oder das Lautsprechersystem, welches die Tonfrequenzen ergie in den umgebenden Raum abstrahlt. Bei High-Fidelity-Tonwandleranorr'nungen ist es nicht ungewöhnlich, daß die Lautsprecheranordnun^ mehr als der Verstärker und die zugeordnete Elektronik kostet.

Auf dem Fachgebiet setzt sich erst gerade die Erkenntnis durch daß, es sei denn das Tonfrequenzsystem ist an den umgebenden Raum angeglichen, stehende Wellen aufgrund von Raum- bzw. Zimmereffekten in Kauf genommen werden müssen, wie beispielsweise Resonanzzustände oder Reflektionen, die unzulässigerweise den durch die Quelle erzeugten Ton verstärken oder unterdrücken, und zwar in einer Weise wie vom Hersteller oder Besitzer nicht vorgesehen.

Bei bekannten Anordnungen sollte dieses Problem durch Verwendung eines Rauschgenerators gelöst werden, der ein Band von weißem (oder"rosa") Rausch in den Raum abstrahlt; ein Mikrofon, welches den Rausch auswertet, gibt das ermittelte Signal durch eine Kette von Kerbfiltern an einen Tonfrequenzmesser. Diese Anordnungen verwandten eine Art von Spektrumanalysator, um eine schnelle Fourier-Transformationswiedergabe zu geben, damit der Bedienende eine vollständige Frequenzkennlinie gegenüber der Amplitude über das gesamte Tonfrequenzspektrum beobachten kann. Der Fachmann stellt dann jedes der Kernfilter ein, um ein flaches Ansprechen oder einen flachen Frequenzbereich über das gesamte Spektrum zu erhalten, wie man es auf der Panoramawiedergabeeinrichtung beobachten kann. Das ausgewertete Rauschband ist somit eine Funktion der Ausginge sämtlicher Kerbfilter und umfaßt die Ender oder "tails" sämtlicher Kerbfilter im System. Bei einer praktischen Ver-

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wirklichungsform wird es notwendig, die einzelnen Filter oft einzustellen und erneut einzustellen, um das System anzugleichen, aufgrund der Wechselwirkung der Abstiegsflanken (tail responses) der Filter im System. Das Endergebnis ist dann, daß ausgebildete Techniker erforderlich sind, um die Angleichung zwischen Zimmer und Lautsprechersystem nach dem bekannten Verfahren durchzuführen, die zeitraubend und in der Arbeit teuer waren.

Erfindungsgemäß wird nun eine Einrichtung zur Erzeugung einer Signalquelle mit einem Kamm von Spektralfrequenzen im Tonfrequenzbereich vorgeschlagen. Die Form der Signalquelle kann eine Sägezahnwelle oder eine Rechteckwelle sein; Nach der bevorzugten Ausführungsform jedoch wird eine Rechteckwelle benutzt, da die positiven Impulse und die negativen Impulse, die die Rechteckwelle ausmachen, vollständiger den vollen dynamischen Bereich des Verstärkers ausnutzen im Gegensatz zur Sägezahnwelle, die aufgrund ihrer Asymmetrie einen geringeren Teil des dynamischen Bereichs des Verstärkers benutzt. Die Form der verwendeten Welle ist unabhängig von der Offenbarung der Erfindung. Der Leistungsausgang der Signalquelle ist steuerbar und wird an den Leistungsverstärker und an das Lautsprechersystem zum Senden des Kammes von Feqenzen in den den Lautsprecher umgebenden Raum gegeben. Der Kamm von Spektralfrequenzen wird vorzugsweise durch im wesentlichen flache Mikrofone und Vorverstärker ausgewertet, welche das ermittelte Signal in eine Kette angrenzender Schmalbandfilter gegeben, die im wesentlichen das Band von Spektralfrequenzen abdecken, das durch die Prüfsignalquelle erzeugt wurde. Nach der bevorzugten Ausführungsform wurden vierundzwanzig-3-Oktavfilter verwendet, die den Bereich von 30 Hertz bis 15 kHz abdecken. Die Spektralleistung in der Bandbreite jedes der Filter wird gemessen und gegen einen bekannten Bezugswert verglichen,

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Der Spektralleistungsfrequenzbereich bzw. das entsprechende Ansprechvermögen der Spitzenfilter (peaking filters) wird eingestellt, wenn der Leistungsausgang des Filters gegen diese Bezugsgröße verglichen wird und in dieser Weise wird ein flaches Ansprechen über das gesamte Spektrum erreicht, welches die Übertragungsfunktionen sowohl der Lautsprecheranordnung wie des umgebenden Zimmers berücksichtigt.

Zusammengefaßt kann also gesagt werden: Eine Prüfsignalquelle wird in ein Zimmer durch das normale Lautsprecherverstärkungssystem abgestrahlt oder gesendet. Ein Mikrofon und ein Vorverstärker von im wesentlicher flacher Bauart werden verwendet, um das System auszuwerten und das ermittelte Tonfrequenzsignal durch eine Kette von Audio- oder Niederfrequenzfiltern zu geben, die im wesentlichen die niedrigen, mittleren und hohen Bereiche des Tonfrequenzspektrums von etwa 30 Hertz bis 20 kHz abdecken, indem im wesentlichen drei schmale Spitzenbandfilter pro Oktave verwendet werden. Die Leistung der Bandbreite jedes Filters wird ausgewertet und gegen eine bekannte Bezugsgröße gemessen und die einzelne Verstärkung jedes der Filter wird eingestellt, um eine im wesentlichen flache akustische Antwort zu erhalten. Die normale übliche Eingangsklangquelle, sei es nun eine Abstimmungseinrichtung oder ein Deck wird dann durch die eingestellte Kette von Schmalbandfiltern direkt in die Tonfrequenzanordnung gegeben, um direkt in das Zimmer in üblicher Weise gesendet oder abgestrahlt zu werden.

Zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zur Messung der Spektralleistung in der Bandbreite jedes der Filter sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

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Pig. 1 ein Blockschaltbild der ersten Ausführungsform des Angleichsystems zur Verwendung mit einem vollständigen Zweikanalstereosystem zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild und zeigt eine Vielzahl benachbarter Schmalbandspitzenfilter, die verwendet werden, um das gewünschte Tonfrequenzband abzudecken;

Fig. 3 ist eine andere Ausf uhrungsform eines Schmalbandfilters, welches bekannt ist als Brücke T,-Anzugs— netzwerk (null network) in einer Rückkopplungsschleife, die das gewünschte Ansprechen hat, bei der das Ansprechen auf die Abstiegsflanke der Bandpasscharakteristik sich der Nullverstärkung nähert;

Fig. 4 zeigt ein vollständigeres Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, wobei gezeigt ist, wie die ermittelte Spektralleistung von der Filterkette verarbeitet und verglichen wird, um jedes der Filter in der Filterkette einzustellen;

Fig. 5 zeigt

eine Reihe von sieben Wellenformen, die erkennen lassen, wie entweder eine Sägezahn- oder Rechteckwelle als Signalquelle Verwendung finden kann;

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform zum Messen der Spektralleistung in der Bandbreite dieser Filter in der Filterkette;

Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung ein aktives Filter mit einer Brücke T mit Spitzenfrequenzbereich oder Ansprechvermögen; und

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines abstimmbaren Bandpassfilters der gleichen Art, welches entweder bei den linken oder rechten Filterketten Verwendung findet.

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In Fig. 1 nun ist im Blockschaltbild ein Zimmerangleichsystem mit Kalibrierung für ein vollständiges Zweikanalstereosystem dargestellt. Eine Prüfsignalquelle 10 erzeugt die notwendigen Taktsignale und die gewünschte Ausgangswellenform, bei der es sich nach der bevorzugten Ausführungsform um eine Hechteckwelle handelt, die durch ein variables Dämpfungsglied an ein Schaltnetzwerk 12 gegeben wird. Das Schaltnetzwerk 12a und 12b ist so ausgelegt, daß es den Ausgang der Prüfsignalquelle 10 zur Übertragung entweder durch ein linkes Kanaltonfrequenzsystem 13 zur Abstrahlung in ein Zimmer oder durch ein rechtes Kanaltonfrequenzsystem 14 zur Abstrahlung in das Zimmer wählt. Ein im wesentlichen flaches Mikrofon 15 und der Vorverstärker 16 werten das in das Zimmer übertragene Tonfrequenzsignal aus und geben das ausgewertete Signal an ein Schaltnetzwerk 17. Befindet sich das Schaltnetzwerk 17a in der ersten Stellung, so wird das ermittelte Tonfrequenzsignal an eine linke Filterkette 18 gegeben, die eine Vielzahl benachbarter Schmalkettenfilter umfaßt, die im wesentlichen den Kamm von Spektralfrequenzen überdecken, die durch die Prüfsignalquelle 10 erzeugt wuden. Der Ausgang der linken Filterkette 18 wird an einen linken Summierverstärker 19 und dann an die dritte Stellung des Schaltnetzwerkes 12a gegeben. Die Verstärkung jedes der Filter in der linken Bank ist gesondert einstellbar und die linken Ausgänge jedes dieser Filter werden zusammen in den linken Summierverstärker 19 gegeben. Die Ausgänge eines jeden der Schmalkettenfilter sind mit einem Schalter 20 verbunden, der einzeln den Ausgang jedes der Filter der linken Filterkette 18 wählen kann. Der Ausgang des Schalters 20 wird an die erste Stellung eines Schalters 21 geliefert.

In ähnlicher Weise kann die zweite Stellung des Schaltnetzwerkes 17b den Ausgang des Vorverstärkers 16 wählen, um eine rechte Filterkette 22 zu beaufschlagen, die eine ähnliche Anzahl angrenzender Schmalbandfilter mnfaÄ;, die

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im wesentlichen den Kamm von "-oektralfrequenzen abdecken, der durch die Prüfsignalquelle 10 erzeugt wurde. Die Verstärkung der einzelnen Verstärker der rechten leiterkette ist jeweils gesondert einstellbar und wird zusammen an einen rechten Summierverstärker 23 gegeben, dessen Ausgang an eine dritte Stellung am Schaltnetzwerk 12b gelegt wird. Der Ausgang jedes der Filter der linken Filterbank 22 ist gesondert mit einem Drehschalter 24 verbunden, der die zweite Stellung des Schaltnetzwerkes 21 beaufschlagt, wodurch auf diese Weise der Schalter 21 einzelne Filter entweder von der linken Filterkette 18 oder die einzelnen Filter aus der rechten Filterkette 22 wählen kann. Der gewählte Ausgang aus dem Schaltnetzwerk/Wird an ein Instrumentierungsnetzwerk 25 gelegt, welches die Spektralleistung in irgendeinem der gewählten Filter ermittelt und mißt.

Ein üblicher Linkseingang 26 ist mit der dritten Stellung des Schaltnetzwerks 17a verbunden und in ähnlicher Weise ist ein üblicher Rechtseingang 27 mit der dritten Stellung des SchaLtnetzwerkes 17b verbunden.

Während des Kalibrierungs- oder Angleichverfahrens bei dieser Arbeitsweise wird das Schaltnetzwerk 17 entweder in die erste Stellung oder in die zweite Stellung gebracht, um die ermittelten Spektralfrequenzen entweder an die linke Filterkette

zu geben. oder die rechte Filterkette 22 gis*. Das Schaltnetzwerk ist vorzugsweise mit dem Schaltnetzwerk 17 zusammengekoppelt, so daß immer dann, wenn das Schaltnetzwerk 17 sich in der ersten Stellung befindet, das Schaltnetzwerk 12 sich auch in der ersten Stellung befindet. Der Angleich der linken Filterkette 18 findet statt, während sich die Schaltnetzwerke und 17 in Position 1 befinden, ein Angleich der rechten Filterkette 22 findet statt, wenn sich das Schaltnetzwerk in Position 2 befindet. Der normale oder übliche Betrieb der Stereoanlagen findet statt, wenn die Netzwerke 12 und in die dritte Position gestellt sind.

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Figur 2 nun zeigt ein Teilblockdiagramm einer Kette von Filtern, die entweder die linke Filterbank 18 oder die rechte Filterbank 22 der Fig. 1 bedeuten können. Nach der bevorzugten Ausführungsform wurden eine Vielzahl im wesentlichen gleicher angrenzender Schmalbandspitzenfiltefr bzw. Begrenzungsfilter 30, 31 und 32 verwendet. Die tatsächliche Anzahl von Filtern ist eine Frage der Auslegung; nach der bevorzugten Ausführungsform wurden jedoch 24 Dritt-Oktav-Filter vorgeschlagen, die den Bereich von 30 Hertz bis 50 kHz abdecken (Terz-Oktav-Filter). Der Eingang für sämtliche Schmalbandfilter ist ein gemeinsamer Eingang, z. B. der Punkt 33. Da die Verstärkung jedes der verwendeten Filter ein Ansprechen auf die Abstiegsflanke aufweist, welches sich asymptotisch Null db, der Nullverstäfcung, nähert, wurde ein zusätzlicher Lösch- oder Streichverstärker mit Ansprechen auf die Abstiegsflanke 34 verwendet, der das Ansprechen auf die Abstiegsflanke bei Einheitsverstärkung eliminiert und das Ansprechen auf die Abstiegsflanke der Verstärker asymptotisch der Nullverstärkung nähern läßt. Der Verstärkerausgang jedes der Schmalbandverstärker 30, 31 und 32 ist gesondert bei 35, 36 und 37 einstellbar.

Die Ausgänge von sämtlichen der einzelnen Schmalbandfilter sind miteinander verknüpft und werden an einen Summierverstärker gegeben. Der einzelne die Verstärkung jedes der Filter der Filterkette darstellende Ausgang wird einzeln an eine geeignete Schaltposition entsprechend Fig. 1 gegeben.

Figur 3 zeigt ein Schmalbandfilter mit einer Brücke T in einer Rückkopplungsschleife, welches ein Spitzen- oder Begrenzeransprechen ergibt und den zusätzlichen Vorteil einer Frequenzkurve aufweist, bei der der Schwanz der Kurve asymptotisch sich der Nullverstärkung nähert.

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Es ist daher möglich, eine Filterkette zu konstruieren, die im wesentlichen aus einer Vielzahl von Spitzenfiltern entsprechend Fig. 3 besteht. Anders ausgedrückt, die linke Filterkette 18 und die rechte Filterkette 22, in Fig. 1 dargestellt, können jede aus einer Vielzahl von Filtern nach Fig. 3 bestehen.

In Figur 4 ist ein vollständigeres Blockschaltbild des in Fig. 1 gezeigten Systems dargestellt, wo besonders die Erzeugung der Prüfsignalquelle sowie die Einrichtungen zum Ermitteln oder Auswerten der Spektralleistung in jedem der Schmalbandangrenzfilter, die jede der Filterketten aufweist, dargestellt ist. Die Beschreibung der Fig. 4 folgt der der Beschreibung der Fig. 1j es werden ähnliche Bezugszeichen für die gleichen Bauteile, die ähnliche Funktionen erfüllen, benutzt.

Die Prüfsignalquelle 10 umfaßt einen freischwingendeη Impulsgenerator 30, der einen Impuls P1 erzeugt, der genauer in Fig. 5 dargestellt ist. Der Ausgang des freischwingenden Impulsgenerators 30 triggert einen getriggerten Impulsgenerator 31» der ein Ausgangssignal P2 erzeugt, welches genauer in Fig. 5 dargestellt ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, triggert die Abstiegsflanke des Impulses P1 den getriggerten Impulsgenerator 31» der den Impuls P2 erzeugt. Da der Impulsgenerator 31 durch die Abstiegsflanke von P1 getriggert werden muß, wird der Ausgang des Impulses P2 bezüglich der Abstiegsflanke el es Impulses gesperrt, der durch den freischwingenden impulsgenerator 30 erzeugt wurde. Bei den Impulsen P1 und P2 han1<ti*. ».-_:-. .-jioh um Takfcgebersignale, die in Fig. 1 dargestellt «in'], M i <i von μ or Prufeignalquelle 10 zur Instrumentierung 'Sb ir*il Ί ciftr*. werben.

ir A ittya.nv, 'J«*;: grjfcrinerten Impulsgenerators 31 ist P2, der «i.')'j*\ Wi M₁ urn Ί ie p;etriggerte PrUf signalquelle 32 zu

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triggern, bei der es sich entweder um einen Sägezahngenerator oder um einen Rechteckwellengenerator handelt. Das
Verhältnis zu der durch die getriggerte Prüfsignalquelle
32 erzeugten Sägezahnwelle ist genau in Fig. 5 dargestellt, die nach der bevorzugten Ausführungsform eine Folgefrequenz von 10 Hertz hatte. Die Sägezahnwelle hat jedoch einen
Defekt, da alle die Verbindungen oder Spuren in der gleichen Richtung verlaufen. Der Ausgang der durch die getriggerte Prüfsignalquelle 32 erzeugten Sägezahnwelle wird entweder durch das linke Tonfrequenzsystem 13 oder das rechte Tonfrequenzsystem 14, we in Fig. 1 dargestellt, gegeben. Die Sägezahnwelle geht daher durch ein Hochpaßfilter, welches den HalbtonlautSprecher (tweeter) des den Ton erzeugenden Tonfrequenz- oder Niederfrequenzsystems umfaßt. Das Überkreuznetzwerk ist ein Filter mit einer Hochpasscharakteristik, die eine Hochfrequenz in Form einer Vielzahl in einer Richtung gerichteter"Spikes" durchläßt. Werden diese in einer Richtung gerichteten Spikes durch ein gekoppeltes Wechselstromsystem gegeben, so wird der Mittelwert der Spannung auf beiden
Seiten des Kondensators gleich Null. Da der Wechsel auf
beiden Seiten des Kondensators einschließlich des Wechselstrom-gekoppelten Verstärkers gleich ist, folgt hieraus,
daß nur eine Hälfte der dynamischen Änderung des Verstärkers verwendet wird oder in anderen Worten, der Verstärker ist hinsichtlich der Spitzenamplitude begrenzt.

Verwendet man andererseits eine Rechteckwelle des in Fig. gezeigten Typs, die eine Folgefrequenz von beispielsweise 5 Hertz aufweist, so triggert die Ablaufflanke des Impulses P2 die durch die getriggerte Prüfsignalquelle 32 erzeugte Welle, unabhängig davon, ob es sich nun um eine Rechteckoder Sägezahnwelle handelt. Verwendet man einen Rechteckwellengenerator von 5 Hertz als Triggerprüfsignalquelle,
die durch 32 erzeugt wird, so entsteht eine Vorzeichenumkehr des Frequenzausgangskammes aufgrund der positiven

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Rechteckwelle im erste-n Fall und der negativen Rechteckwelle im zweiten Fall, wie Fig. 5 erkennen läßt. Dies führt dazu, daß der volle dynamische Bereich des Verstärkers ausgenutzt wird und damit ist der Verstärker nicht hinsichtlich der Spitzenamplitude "begrenzt, wie dies bei der Sägezahnwelle der Fall wäre. Im Hinblick auf den Gesamtbetrieb des Systems können entweder Sägezahn- oder Rechteckwellen Verwendung finden.

Der Ausgang der getriggerten Prüfsignalquelle 32 wird an das gewählte Tonfrequenzsystem gegeben, welches den Kamm von Frequenzen in das Zimmer aussendet. Unter der Annahme, daß das Schaltnetzwerk 12 nach Fig. 1 in die erste Position gestellt ist, sieht man, daß das linke Tonfrequenzsystem 13 mit dem Ausgang der Triggerprüfquelle 32 durch das variable Potentiometer 11 verbunden wird und daß ein Kamm von Frequenzen daher in die Umgebung des Zimmers ausgesandt wird.

Das Mikrophon 11 ermittelt oder wertet aus den Kamm von Frequenzen und in Kombination mit dem Vorverstärker 16 wird das ermittelte Signal durch das Schaltnetzwerk 17a gegeben, das in die erste Position bezüglich des anzugleichenden linken Kanals gestellt ist. Das Schaltnetzwerk 12 nach Figo 1 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, mit dem Schaltnetawerk 17 gekoppelt, so daß immer dann, wenn das linke Tonfrequenzverstärkersystem 13 sendet, das Schaltnetzwerk 17 w«gea sich in der ersten Stellung befindet, um die linke Filterkette anzugleichen. Der ausgewertete oder ermittelte Ausgang wird daher zur linken Filterkette 18 gegeben, deren Ausgang an den linken Summierverstärker 19» wie in Fig. 1 dargestellt, gegeben wird.

Die Ausgänge der einzelnen angrenzenden Schmalbandfilter einschließlich der linken Filterkette 18 werden auch an das Schaltnetzwerk 20 gegeben, welches in der Lage ist, den Aus-

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gang jedes der Filter zu wählen und einzeln den Ausgang dieser Filter an einen Vollweggleichrichter 33 zu. geben. Der Ausgang des Vollweggleichrichters 33 wird an ein Netzwerk 34 mit quadratischer Kennlinie gelegt, welches den amplitudenabhängigen Ausgang vom Vollweggleichrichter 33 in ein Signal umformt, welches repräsentativ für die Leistung ist, die im Ausgang des Vollweggleichrichters enthalten ist. Anders ausgedrückt, der Ausgang des Netzwerkes 34 mit quadratischer Kennlinie ist ein Signal, welches repräsentativ für die Leistung ist, die in der Bandbreite des gewählten Schmalbandfilters der linken Filterkette 18 enthalten ist und ist daher unabhängig von Hüll- oder Amplitudenänderungen des Signals, die in der Bandbrfeite des gewählten Filters auftreten. Der Detektor 34 mit quadratischer Kennlinie speist einen Rückstellintegrator 35, der seinerseits einen Haltekreis 36 von der Ordnung Null späst. Der Haltekreis 36 von der Ordnung Null wird durch den P1-Impuls abgetastet, der durch den freischwingenden Impulsgenerator 30 erzeugt wurde. Die tatsächliche Abtastzeit wird durch die Breite des Pi-Impulseb bestimmt, der nach der bevorzugten Ausführungsform eine Millisekunde breit ist. Der Rückstellintegrator 35 wird rückgestellt und freigemacht durch den P2-Impuls, der durch die Abstiegsflanke des P1-Impulses erzeugt wird. In zeitlicher Folge tastet der Haltekreis 36 der Ordnung Null den Kreis vom Rückstellintegrator 35 ab, der dann sequentiell für das nächste Abtastverfahren rückgestellt wird, was aus dem Haupt-Knall (bang) resultiert, der durch die getriggerte Prüfsignalquelle 32 erzeugt wurde, wobei dieses Signal dann wieder durch das Tonfrequenzklangsystem in. die Umgebung für die Ermittlung oder Auswertung durch das Mikrophon 15 erzeugt wird.

Der Ausgang des Haltekreises 36 von der Ordnung Null wird an einen Spannungskomparator 37 gegeben, der auch eine maßstäblich veränderte Spannung von einem Maßstabs-verändernden Netzwerk 38 von 3 db pro Abschnitt durch ein Schaltnetzwerk

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39 empfängt, welches mit dem Schaltnetzwerk 20 gekoppelt ist. Die Punktion des 3 db-Maßstabsverändernden Netzwerkes 38 wird vollständiger beschrieben, wenn man den Vorgang des Angleichens des Raums an das Tonfrequenzerzeugersystem betrachtet. Der Spannungskomparator 37 vergleicht die ermittelte Spannung aus dem Haltekreis 36 mit der Ordnung Null mit dem maßstäblich verkleinerten Bezugssignal von dem 3 db-Maßstabsverändernden Netzwerk 38 und gibt den Ausgang an ein Spannungsanzeigegerät 40.

Nach der bevorzugten Ausführungsform hat jedes der die Filterketten bildenden Filter einen gleichen Q-Faktor, was bedeutet, daß die Bandbreite proportional zur Mittelfrequenz ist. Da die Filterkette aus Filtern, die sämtlich flaches Ansprechvermögen aufweisen, zusammengesetzt ist, kann gezeigt werden, daß die Bandbreite bei den niedrigeren Frequenzen für jedes der Filter bei gleichem Q-Faktor einen geringeren Anteil an Spektralleistung als die Bandbreite bei den höheren Frequenzen aufweist. Eine mathematische Nachprüfung zeigt, daß mit zunehmender Frequenz die Zunahme der Spektralleistung in der Bandbreite der Filter höherer Ordnung mit einer Größe von 3 db pro Oktave wächst.

Immer dann jedoch, wenn eine Sechteckwelle als Triggerprüfsignalquelle 32 verwendet wird, zeigt eine Fourier-Analyse der Rechteckwelle, daß die Amplituden der ungeraden Harmonischen, die die Rechteckwelle umfaßt, mit zunehmender Ordnung der Harmonischen abnimmt. Im gegebenen Beispiel, wo eine Rechteckwelle von 5 Hertz durch die Triggerprüfsignalquelle 32 erzeugt wird, kann ein Grundsignal von 5 Hertz bei einem entsprechenden Spektralsignal alle 10 Hertz gezeigt werden. Das heißt die dritte Harmonische erscheint bei 15 Hertz und hat eine Amplitude von I/3 der Grundwelle und die fünfte Harmonische erscheint bei 25 Hertz und hat eine Amplitude von 1/5 der Harmonischen; und ähnlich ist dies mit der

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siebten Harmonischen, die bei 35 Hertz auftritt und eine Amplitude von 1/7 der Harmonischen aufweist; ähnlich ist dies mit sämtlichen anderen ungeraden Harmonischen. Man sieht, daß bei dieser exponentielle Abfall von der Grundwelle sich 20 db pro Dekade oder 6 db Dämpfung pro Oktave mit zunehmenden Frequenzen nähert.

In ähnlicher Weise sieht man, daß die 10 Hertz Sägezahnwelle dargestellt werden kann als eine Grundwelle, bei 10 Hertz und eine zweite Harmonische bei 20 Hertz, mit einer Amplitude von der Hälfte der Grundwelle und einer dritten Harmonischen bei 30 Hertz bei einer Amplitude von 1/3 der Grundwelle und einer vierten Harmonischen bei 40 Hertz mit einer Amplitude von 1/4 der Harmonischen; und ähnlich mit zunehmenden Harmonischen. Es kann gezeigt werden, daß dieser exponentielle Abfall in ähnlicher Weise einer 20 db Dämpfung pro Dekade oder einer 6 db Dämpfung pro Dekade folgen kann, wenn die Frequenzen bis zur η-ten Harmonischen zunehmen. Fig. 4 läßt erkennen, daß, da die Filterketten 18 und 22 vorzugsweise Filter mit gleichem Q-Faktor verwenden, daß als Ergebnis hier eine Verstärkung von 3 db pro Oktave im Spektralbereich zu erwarten ist und eine Kopplung mit der Dämpfung von 6 db pro Oktave, hervorgerufen durch die übertragene Rechteckwelle oder die übertragene Sägezahnwelle von der getriggerten Prüfsignalquelle 32. Man sieht nun, daß die resultierende Dämpfung von den niedrigen zu den hohen Frequenzen als eine 3 db-Resultierende pro Oktave angesprochen werden kann. Das 3 db-Maßstabsändernde Netzwerk 38 ist nich-temehr als eine Bezugsgleichspannung mit einer gesonderten Anzapfung für jedes der Filter der Filterkette, wobei die Anzapfungen eine Spannung definieren, die vom hohen zum niedrigen Ende bei einer Anzapfungsänderung von 3 db variiert.

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Das Verfahren des Angleichens des Tonfrequenzsystems an die Umgebung erfordert, daß das Schaltnetzwerk 17 und 12 in die erste Position gestellt werden, wodurch das linke Tonfrequenzsystem 13 aufgeschaltet wird. Der Ausgang von der Triggerprüfsignalquelle 32 wird dann durch das linke Tonfrequenzsystem 13 übertragen und durch das Mikrophon 15 ausgewertet und durch die linke Filterkette 18 gegeben. Das Schaltnetzwerk 20 wird dann auf das eine Kilohertzfilter gestellt, da im allgemeinen angenommen werden kann, daß es sich in der geometrischen Mitte des Tonfrequenzbandes befindet, das zwischen 20 Hertz und 20 kHz definiert ist. Befindet sich das Schaltnetzwerk 20 auf einer der kHz-Filterklemmen, so wird das Schaltnetzwerk 39 in die Mitte des Widerstandsnetzwerkbereiches gestellt, das den 3 db-Spannungsswing von dem 3 db-Maßstabsändernden Netzwerk 38 umfaßt. An dieser Stelle wird das System normalisiert, indem das variable Dämpfungsglied 11 verstellt wird, welches seinerseits die Größe der Leistung steuert, die durch das System erzeugt und durch das Mikrophon 15 ermittelt wurde. Das variable Dämpfungsglied 11 wird verstellt, bis die Spannungsanzeige 40 gleich dem Mittelbereich auf der durch den Schalter 39 gewählten Anzapfung, gemessen durch das Spannungsanzeigegerät 40, ist. Ist einmal das System an die Mittelfrequenz von einem KHz angeglichen, so wird das Schaltnetzwerk 20 auf das im System verwendete Höchstfrequenzfilter verstellt und, da der Schalter 39 bezüglich des Schalters 20 gekoppelt ist, vir3 die richtige,das 3 db-Maßstabsändernde Netzwerk gewählt. Der Operator stellt dann die Verstärkungsregelung an dem gewählten Filter für eine richtige Anzeige am Spannungsanzeigegerät 40 ein. Der Spannungsanzeiger 40 kann entweder mit Lichtanzeigen arbeiten, die eine hohe oder niedrige Spannung bei geeigneten Werten oder Indizes auf der Spannungsskala anzeigen. Jedes der Filter wird

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dann seinerseits eingestellt, indem der Schalter 20 gewählt wird und die Verstärkung an den einzelnen Filter auf den richtigen Null-Wert eingestellt wird, der durch den Ausgang des Spannungskomparators 37 zum Spannungsanzeiger 40 angezeigt wird.

In Figur 6 nun ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in der Funktion ähnlich der in Fig. 1 ist, dargestellt, jedoch mit anderer Instrumentierung. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß der Q-Wert der abgestimmten Kreise einschließlich der einzelnen Filter sowohl der linken wie der rechten Filterkette so gewählt werden sollten, daß sich ein im wesentlichen flaches Spektrum mit einer Welligkeit in der Amplitude, die ein db nicht überschreitet, si«fet ergibt. Diese Forderung beeinflußt nicht die Kritikalität der Erfindung, sondern beeinflußt nur die praktische Verwirklichungsform, da der Einfluß darin besteht, die Wechselwirkung der "Schwänze" der Ansprechkurven der einzelnen Filter zu vermindern. Mit dem in Fig. 1 beschriebenen System wird es möglich, durch Entfernung eines Filters wenigstens eine 6 db-Kerbe zu erhalten, wogegen beim "peaking" oder beim Begrenzen der Spitze eines einzelnen Filters wenigstens eine 8 bis 10 db-Verstärkung erreicht werden kann, wodurch die Anomalien zwischen der Verstärkeranordnung und der Umgebung des Raums kompensiert werden. Bei der Verwendung des in Fig. 1 beschriebenen Systems, wo auch versucht wird, eine große Änderung in der Übertragungsfunktion zwischen dem Lautsprechersystem und der Raumumgebung zu korrigieren, wurde gefunden, daß die gesamte zur Verfügung stehende Korrektur durch Verstellen der einzelnen Filter begrenzt war durch das "Überlappen" der Flankensteilheiten bzw. Kragen der Antworten der abgestimmten Kreise sämtlicher anderer Filter auf jeder Seite des in der Einstellung begriffenen Filters. Anders ausgedrückt, beim Versuch, eine 6 db-Korrektur bei einem

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gegebenen Filter zu korrigieren, stellte sich heraus, daß aufgrund der überlappenden Flankensteilheiten der Antworten sämtlicher anderer Filter die erreichte Gesamtkorrektur tatsächlich nur 3 db betrug und da das System der Fig. 1 sich nur auf die Spektralleistung in einem gegebenen Filter bezog, ea unmöglich war, die Wechselwirkung aufgrund der Flankensteilheiten der anderen Filter zu korrigieren oder zu verstellen. Es wurde natürlich erkannt, daß der Q-Faktor der Filter zu Spitzen umgebildet und schärfer gemacht werden konnte und dadurch der Effekt der überlappenden Flankensteilheiten beseitigt wurde; solch ein Effekt ist jedoch unerwünscht, da die Übergangsantwort sehr kritisch und damit unerwünscht wird.

Anordnung

Bei der in Fig. 6 dargestellten -tevtotov* weist das Instrumentierungsnetzwerk gegen den gesamten Ausgang zunächst der linken Filterkette und dann der rechten Filterkette. Der Ausgangsimpuls von der Prüfsignalquelle 10 wird durch ein einziges abstimmbares Bandpassfilter derselben Art modifiziert, wie es entweder in der linken oder der rechten Filterkette Verwendung findet. Auf diese Weise wird eine einzige Spektralhülle der Leistung bei einer gegebenen Frequenz übertragen. Das ermittelte Signal wird durch ein ähnliches Filter in der Filterkette gegeben, das auf die gleiche Frequenz abgestimmt ist wie das übertragene Signal und somit wird die durch die Filterkette gegebene Spektralleistung auf die gleiche übertragene Frequenz abgestimmt und dem Summierungsverstärker zugeleitet. Gleichzeitig wird die Leistung von den anderen Filtern aufgrund der sich überlappenden Flankensteilheiten der abgestimmten Netzwerke auch dem Summierverstärker zugeleitet. Die Instrumentierung, betrachtet man den Ausgang des Summierverstärkers, wird dann nicht nur die vom Filter durchgelassene Leistung, die beobachtet wird und abgestimmt wird, betrachten, sondern auch den

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Einfluß der FlankenSteilheiten sämtlicher anderer Filter und damit kann der Einfluß der Flankensteilheiten nun beobachtet und durch eine minimale Anzahl von Wiederholvorgängen korrigiert werden.

Der Grundvorgang des in Fig. 6 dargestellten Systems ist der gleiche wie in Fig. 1 gezeigt und somit werden, unabhängig wo ähnliche Einheiten verwendet werden, die gleiche Zahl angewandt. In Fig. 6 nun ist eine Prüfsignalquelle 10 dargestellt, die entweder eine Rechteckwelle oder eine Sägezahnwelle oder irgendeine andere Welle wie vorher beschrieben, erzeugen kann. Der Ausgang der Prüfsignalquelle 10 wird an ein einziges abstimmbares Bandpassfilter 51 gegeben, welches grundsätzlich identisch dem entweder in der linken oder der rechten Filterkette verwendeten Filter ist, welches jedoch abstimmbar gemacht ist und bei dem der Q-Faktor unabhängig von der Frequenz ist. Fig. 7 zeigt ein aktives Filter mit einer Brücke T, das sowohl in der linken wie in der rechten Filterkette Verwendung finden kann. Fig. 8 zeigt ein abstimmbares Bandpassfilter, bei dem es sich um eine einfache Modifikation des aktiven in Fig. 8 dargestellten Filters handelt. Die beiden Schalter sind zusammengekoppelt und die Anzahl der Schalterstellungen würde gleich der Anzahl von Filtern, wie sie entweder in der rechten oder in der linken Filterkette verwendet wird, und somit ist die Gesamtzahl der Stellungen eine Funktion allein der Auslegung.

Das abstimmbare Bandpassfilter 51 filtert daher die durch die Prüfsignalquelle 10 erzeugte Welle. Der Ausgang des abstimmbaren Bandpassfilters 51 wird an ein Dämpfungsglied gegeben, das die gleiche Funktion und den gleichen Zweck wie in Fig. 1 beschrieben, hat. Der Ausgang des abstimmbaren Bandpassfilters 51 wird daher eine Vielzahl von Schailimpulsen (pings) aufweisen, die am Knickpunkt der

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Rechteckwelle auftreten und die in der Phase variieren werden, abhängig davon, ob die Knickstelle positiv oder negativ, wie in Fig. 5 dargestellt, ist. Die durch das Schaltnetzwerk 12 entweder zum linken Kanal 13 oder rechten Kanal 14 gelieferte Signalquelle zum Absenden in die Umgebung besteht dann aus den Schallimpulsen, die aus dem abstimmbaren Bandüassfilter 51 austreten. Anders ausgedrückt,

/ie _{w u}_ Signalquelle 10

den Kamm von Frequenzen, wogegen das abstimmbare Bandpassfilter 51 das Frequenzband der Filter wählt, welches beispielsweise auf 1000 Hertz gesetzt,ist und damit einen Kamm von Frequenzen um 1000 Hertz, die in'die Raumumgebung übertragen werden. Der gewählte Kamm von Frequenzen wird durch das Mikrophon 15 empfangen, an den Vorverstärker 16 und dann an einen 3 db pro Oktav-Verstärker 52 gegeben, bevor die Wahl durch das Schaltnetzwerk 17 zur Übertragung entweder an die linke Filterkette 53 oder an die rechte Filterkette 54 erfolgt. Der 3 db-Oktav-Verstärker 52 kann dann irgendwo entweder in der Sendekette oder in der Mikrophonkette angeordnet werden, da er gebracht wird, um ein flaches Ansprechen von den Filterketten zu erreichen. Den einzelnen Filterketten sind neue Identifikationszahlen gegeben worden, da sie in dem Ausmaß modifiziert sind, dass jedes der einzelnen Schmalbandfilter nicht mehr langer, wie in Fig. 1 beschrieben, abgetastet wird; vielmehr werden alle Ausgänge, die noch einzeln in der Verstärkung verstellbar sind, zusammengespeist. Der Ausgang der linken Filterkette 53 wird in einem linken Summierverstärker 19 summiert, wogegen die Kette von Filtern für die rechte Filterkette 54 zum rechten Summierverstärker 23 gegeben wird. Der Ausgang des linken Summierverstärkers 19 wird an die dritte Stellung des Schaltnetzwerkes 12a, wie vorher beschrieben, gegeben und in ähnlicher Weise wird der Ausgang des rechten Summierverstärkers 23 in die dritte Stellung des Schaltnetzwerkes 12 zur Übertragung durch das rechte Tonfiequenzsystem

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wie vorher beschrieben, beaufschlagt. Der Ausgang des linken Summierverstärkers 19 jedoch und der Ausgang des rechten Summierverstärkers 23 werden an ein Schaltnetzwerk 55 gegeben, die beide den Ausgang zur Übertragung an ein Instrumentierungsnetzwerk 25 derselben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Art wählen können.

Die Funktion des Schaltnetzwerkes 55 besteht darin ,den Ausgang des gesamten oder Verbundausganges entweder des linken Summierverstärkers 19 oder des rechten Summierverstärkers 23 zu wählen. Beispielsweise, wird das abstimmbare Bandpassfilter 51 für ein kHz-Filter eingestellt, dann wird der Kamm von Frequenzen um 1 kHz in den Raum durch das linke Tonfrequenzsystem 13 übertragen und durch das Mikrophon 15 und den Vorverstärker 16 ermittelt und schließlich durch die linke Filterquelle 53 an den linken Summierverstärker 19 gegeben. Der Verbundausgang am linken Summierverstärker 19 enthält nicht nur die Bandpasscharakteristik des 1 kHz-Filters in der linken Filterkette 53 sondern hat auch den Effekt sämtlicher der überlappenden Flankensteilheiten sämtlicher anderer Filter, die einen entfernten Einfluß auf die 1 kHz-Spektralfrequenzen haben können, die am Ausgang des linken Summierverstärkers beobachtet werden. Das Dämpfungsglied 11 wird dann in der gleichen Weise wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, verstellt, um eine Spannungsablesung von Null oder eine vorher festgelegte vom Instrumentierungsnetzwerk 25 zu erhalten, Ist einmal das System auf diese Weise normalisiert, so wird das abstimmbare Bandpassfilter dann auf die höchste verwendete Filterfrequenz eingestellt und ähnliche Einstellungen des Instrumentierungsnetzwerks 25 werden in der gleichen Weise wie vorher beschrieben gemacht.

Die Wechselwirkung der Flankensteilheiten oder "Kragen" (skirts) benachbarter Filter führen dann zu etwa 3 oder vier

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erneuten Einstellungen, bevor eine flache Bandpasscharakteristik von der linken Filterkette 53 erhalten wird. Nachdem die linke Pilterkette 53 eingestellt ist, wird das Schaltnetzwerk 17 und das Schaltnetzwerk 12 für Rechtskanalbetrieb eingestellt und der gleiche Vorgang wird wieder wiederholt, bis sämtliche Filter in der rechten Filterkette 54 im Hinblick auf ein flaches Ansprechvermögen eingestellt sind. Nach Vollendung des Einstellens sowohl der linken Filterkette 53 wie der rechten Filterkette 54 werden die Schaltnetzwerke 17 und 12 in die dritte Position gestellt, die das System für den Normalbetrieb des linken Kanaleingangs 26 und des rechten Kanaleingangs 27 durch ire geeigneten Filterketten an ä§? zugeordnetes linkes Tonfrequenzsystem 13 und rechtes Tonfrequenzsystem 14 für normalisierten Betrieb einrichten.

Beim bevorzugten Betrieb nach der Erfindung ist zu sagen, daß die gleichen Q-Spulen für sämtliche Filter der linken Filterkette und sämtliche Filter der rechten Filterkette vorgeschlagen wurden. Aufgrund des gleichen Q ergibt sich eine Resultierende 3 db-Oktavzusatzverstärkung in der Leistung mit zunehmender Frequenz, da die Leistung direkt mit zunehmender Frequenz zunimmt und damit die Spektralleistung in der Bandbreite irgendeines Filters mit einer 3-db-Oktavgröße mit zunehmender Frequenz zunimmt_β Wie vorher beschrieben, führt die Verwendung entweder der Rechteckwelle oder der Sägezahnwelle als Prüfsignalquelle zu einer 6 db pro Oktavabflachung mit zunehmender Frequenz, oder anders ausgedrückt, die resultierende Änderung von der niedrigen zur Hochfrequenz führt zu einer resultierenden Dämpfung von 3 db pro Oktave. Diese Dämpfung von 3 db pro Oktave wurde ursprünglich durch das Instrumentierungsnetzwerk 25 kompensiert, das in den Figuren 1 und 6 dargestellt ist und insbesondere durch das 3 db-Maßstabsändernde Netzwerk 38 nach Fig. 4.

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Mit Bezug auf Fig. 6 jedoch konnte man bald erkennen, daß die Plankensteilheiten oder "Kragen" der einzänen Filter der linken Filterkette und der rechten Filterkette eine Übertragungsfunktion aufwiesen, die die gleichen Charakteristiken annäherten wie das Ansprechen eines abgestimmten Kreises. Anders ausgedrückt, die Flankensteilheiten der Filter, die den überlappenden Teil der Übertragungsfunktion jedes der Filter darstellen, näherte sich einer Dämpfung von 6 db pro Oktave auf jeder Seite der Mittelfrequenz, auf die das abstimmbare Filter 51 abgestimmt ist.

Betrachtet man entweder eine Rechteckwelle oder eine Sägezahnwelle als Prüfsignalquelle, so variiert die Spektralleistungsdämpfung mit einem Wert von 6 db pro Oktave, wenn die Frequenz sich vom niedrigen Ende zum hohen Ende des Bandes änderte Betrachtet man die Spektralleistung irgendeines Einzelfilters, insbesondere an den Flankensteilheiten oder "Kragen " des Filters, so sieht man, daß bei einer Banddämpfung mit einer Größe von minus 6 db Oktave und, wenn die Flankensteilheiten oder "Kragen" sich am unteren Ende der Filterdämpfung bei einer plus 6 db pro Oktaverate befinden, daß die resultierende Dämpfung am niedrigen Ende sich einer flachen Dämgfung oder einer Dämpfung von Null nähert. Betrachtet man die Flankensteilheit oder den "Kragen" am hohen Ende der Übertragungsfunktion des Bandpassfilters, so können wir eine Dämpfung von plus 6 db pro Oktave für die Flankensteilheit oder den Kragen gegen eine Dämpfung von plus 6 db pro (Dktave für die Rechteckwellenspektralleistung vergleichen^ es resultiert eine 12 db Oktavdämpfung am hohen Ende der Flankensteilheit oder des Kragen der Übertragungsfunktion des Einzelfilters. Dieser unterschiedliche Effekt bei der Nulldämpfung am unteren Ende und 12 db pro Oktavdämpfung am hohen Ende für die Flan<ensteilheiten oder "Kragen" des Einzelfilters bedeutet, daß mehr Spektralleistung durch die Flankensteilheit, den Kragen

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"bzw. den Rand ("skirt") am unteren Ende jedes der Filter empfangen wird, da die Leistung eine Funktion des Quadrats der Amplitude der Eingangsspannung ist und die Spannung bei voller Amplitude eingeht. Am hohen Ende dämpfen die Flankensteilheiten oder "Kragen" (skirts) die Leistung bei einem Wert von 12 dt/oktave, was bedeutet, daß die Spannung der Spektralleistung bei den höheren Frequenzen unter den Flankensteilheiten oder Kragen der Einzelfilter mit einem Wert von 12 db pro Oktave gedämpft werden. Anders ausgedrückt, das Einzelfilter läßt an den Flankensteilheiten oder Kragen des unteren Endes mehr Spektralleistung duch als an den Flankensteilheiten oder Kragen des höheren Endes, wodurch in unzulässiger Weise die Bewertungs- oder Gewichtsfunktion der Frequenzen am unteren Ende beeinflußt wird. Der Gesamteffekt besteht darin, die Niederfrequenzleistung zu senken und die Hochfrequenzleistung, die unerwünscht ist, zu erhöhen. Dieser Effekt wird kompensiert, indem man das Netzwerk mit einem positiven Abfall oder Gradienten von 3 db pro Oktave beaufschlagt, was in Form als der 3 db pro Oktavverstärker 52 in Fig. 6 dargestellt ist. Erhöht man den 6 db pro Oktavgradienten des Gesamtspektrums auf einen resultierenden Gradienten von 3 db pro Oktave durch Hinzufügung des 3 db pro Oktawerstärkers 52, so zeigt eine ähnliche Betrachtung der Bandpasscharakteristik der Flankensteilheiten oder "Kragen" des Einzelfilters jetzt, daß am unteren Ende eine Dämpfung von 3 db pro Oktave sich ergibt, wogegen am hohen Ende jetzt nur eine Dämpfung von 9 db pro Oktave sich einstellt. Eine mathematische Untersuchung zeigt eine im wesentlichen gleiche Leistung unter den Flankensteilheiten oder Kragen am unteren Ende und derjenige unter dem hohen Ende des Filters.

Nur beispielsweise wurde die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dargelegt: Viele Modifikationen können vom Fachmann im Rahmen der Erfindung ohne weiteres vor-

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genommen werden. So kann z. B. in Fig. 6 die Lage des 3 db pro Oktavverstärkers 52 entweder in der Übertragungskette nach dem abstimmbaren Bandpassfilter 51 oder an irgendeiner Stelle in der Mikrophonkette erfolgen, die die linke und rechte Filterkette speist.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

J Einrichtung zum Angleichen eines Tonfrequenzwandlersystems an eine Umgebung, die eingerichtet ist, um den durch dieses Tonsystem erzeugten Ton zu empfangen, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung einer Signalquelle oder eines Quellensignals mit einem Kamm von Spektralfrequenzen im Niederfrequenz- oder Audiobereich; Einrichtungen zum Liefern dieses Kammes von Frequenzen in das Audiotonwandlersystem zum Abstrahlen in die Umgebung; eine Vielzahl von angrenzenden Schmalbandfiltern, die im wesentlichen das Band dieses Kammes von Spektralfrequenzen abdecken; Einrichtungen zum Messen oder Auswerten und Liefern dieses Kammes von Spektralfrequenzen durch diese Vielzahl von schmalen Bandfiltern; Einrichtungen zum Messen der Spektralleistung in der Bandbreite wenigstens eines der Filter; und Einrichtungen zum Vergleichen und Steuern des Leistungsausgangs des Filters gegenüber einer bekannten Bezugsgröße.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Quellensignal eine Rechteckwelle ist und daß dieser Kamm von Frequenzen repräsentativ für die ungeraden Harmonischen dieser Rechteckwelle ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schmalbandfilter sämtlich Spitzen- oder Begrenzungsfilter sind, wobei ein jedes eine eigene Verstärkungsregelung aufweist, um einzeln die Verstärkung jedes Spitzenfilters zu steuern.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, • daß diese Filter jeweils ein T-Brücken-Null-Netzwerk

in der Rückkopplungsschleife für die Abgabe einer Spitzenantwort aufweisen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Filter sämtlich gleich Q-Wert aufweisen.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge und Ausgänge dieser Spitzenfilter sämtlich parallelgeschaltet sind, wobei die Ausgänge dieser Filter in einem einzigen Summierverstärker zusammensummiert werden.
7. Einrichtung zum Angleichen eines Audiotonwandlersystems an eine Umgebung, die so eingerichtet ist, den durch das Tonsystem erzeugten Ton zu empfangen, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Quellensignals (wörtlich: Signalquelle) mit einem Kamm von Spektralfrequenzen im Niederfrequenz- oder Audiobereich; Einrichtungen zum Liefern dieses Kammes von Frequenzen in das Tonfrequenzwandlersystem zum Abstrahlen oder Aussenden in die Umgebung; durch eine Vielzahl angrenzender Schmalbandfilter, die im wesentlichen das Band dieses KammeB von Spektralfrequenzen abdecken Einrichtungen zum Ermitteln und Auswerten und Liefern dieses Kammes von Spektralfrequenzen durch diese Vielzahl von Schmalbandfiltern; Einrichtungen zum Messen der Spektralleistung in der Bandbreite wenigstens eines dieser Filter und zum Ableiten einer Spannung als Funktion der gemessenen Leistung; und Einrichtungen zum Vei&eichen der abgeleiteten Spannung gegen eine bekannte Bezugsspannung.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch gesonderte Einrichtungen zum Steuern der Verstärkung jedes Filters derart, daß die abgeleitete Spannung aus jedem Filter gleich dieser bekannten Bezugsspannung ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter zum Gleichrichten des komplexen oder zusammengesetzten Wellenformausgangs jedes Fil-r ters; durch ein Netzwerk mit quadratischer Kennlinie zur Verbindung des gleichgerichteten Ausgangs in ein Signal, welches als Anzeige für die Leistung dient, derart, daß der Ausgang unabhängig von der Wellenformamplitude wird; und Einrichtungen zum Integrieren des Ausgangs dieses Netzwerks mit quadratischer Kennlinie, derart, daß eine Spannung erzeugt wird, die eine Funktion der Spektralleistung in der Bandbreite dieses Filters ist.
10. Einrichtung zum Angleichen eines Niederfrequenz- oder Tonfrequenzwandlersystems an eine Umgebung, die so eingerichtet ist, den durch dieses Tonsystem erzeugten Ton zu empfangen, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Quellensignals mit einem Kamm von Spektralfrequenzen im Tonfrequenz- oder Niederfrequenzbereich; Einrichtungen zum Filtern dieses erzeugten Kamms von Spektralfrequenzen mit einem abstimmbaren Bandpassfilter mit einer gegebenen Bandpassübertragungsfunktion; Einrichtungen zum Liefern dieses gefilterten Kamms von Frequenzen in das Tonfrequenzwandlersystem zum Abstrahlen in die Umgebung; durch ein erzeugtes Band von angrenzenden Schmalbandspitzenfiltern, das im wesentlichen das Band dieses Kammes von Spektralfrequenzen abdeckt; Einrichtungen zum Messen und Aus-

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werten und Liefern dieses gefilterten Kamms von Spektralfrequenzen durch diese Vielzahl von Schmalbandfiltern; Einrichtungen zum Messen der gesamten Spektralleistung im Ausgang dieser Vielzahl von Filtern; und Einrichtungen zum Regeln oder Steuern des Leistungsausgangs dieses Spitzenfilters in dieser Kette von Filtern mit der gleichen Übertragungsfunktion, die verwendet wird, um das übertragene Signal zu filtern.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen zum Filtern dieses erzeugten Kamms von Spektralfrequenzen aus einem abstimmbaren Bandpassfilter mit der gleichen Q-Zahl und Bandpasscharakteristiken wie jedes dieser Filter in dieser Kette von Filtern bestehen.
12. Verfahren zum Angleichen eines umgebenden Raumes an ein Niederfrequenz- oder Tonerzeugersystem, dadurch geken-nzeichnet, daß zunächst ein Quellensignal, bestehend aus einem Kamm von Spektralfrequenzen im Audio- oder Niederfrequenzbereich erzeugt wird; dann dieser erzeugte Kamm von Spektralfrequenzen mit einem Bandpassfilter von einer gegebenen Bandpassübertragungsfunktion gefiltert wird; dann dieses gefilterte Signal durch das Tonfrequenz- oder Niederfrequenzerzeugersystem abgestrahlt oder gesendet wird; dann dieses ermittelte oder ausgewertete Signal durch eine Kette von Schmalbandspitzenfiltern ermittelt bzw. gemessen und geliefert wird, wobei jedes dieser Filter im wesentlichen die gleiche Übertragungsfunktion wie das Filter aufweist, das als das die ursprüngliche Signalquelle filternde Filter verwendet wird; dann die gesamte Spektralleistung im kombinierten Ausgang

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der Kette von Filtern gemessen wird; dann die Verstärkung des Filters in der Kette von Filtern eingestellt wird, das ist die gleiche wie das Filter, welches verwendet wird, um die ursprüngliche Signalquelle zu filtern; dann das Bandpassfilter auf eine neue Bandpassfrequenz abgestimmt wird und die Verstärkung des Filters in der Kette von Filtern mit der gleichen entsprechenden Bandpassfrequenz eingestellt wird und dann der Vorgang wiederholt wird, bis die gesamte Spektralleistung im wesentlichen flach ist.

PATENTANWÄLTE DIWNO. H. FINCKE, DIPL-ING. H. DlPL-ING₁S₁STAIHaUi

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