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Regeleinrichtung zur ri chtungsori ent erten IntensitätE.-verteilung
einer Toninformation auf wenigstens vier Verbraucher Die Erfindung geht aus von
einer Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitätsverteilung einer ein-
oder mehrkanaligen Toninformation auf wenigstens vicr Verbraucher, unter Verwendung
von Regelpotentiometern zur quantitativen Verzweigung auf je zwei bezüglich jeweils
einer der drei senkrecht zueinanderjstehenden Raumachsrichtungen einander gegenüberliegend
angeordnete Verbraucher.
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Für die richtungsorientierte Intensitätsverteilung einer Toninformation
auf mehrere im Raum verteilte Lautsprecher bedient man sich in bekannter Weise mehrerer
sog. Panor;'aregler, welche die Pegelanteile pro Raumachsrichtung (linksrechts,
vorn-hinten, oben-unten) in gewünschter Weise festlegen. Diese bei der zweikanaligen
Stereophonie mit Erfolg angewandte Methode führt jedoch bei mehreren im Raum verteilten
Lautsprechern, z.B. bei Quadrophonie, zu nicht unerheblichen Bedienungsschwierigkeiten,
insbesondere dann, wenn die Intensitätsverteilung für jede Raumachsrichtung getrennt
an den einzelnen Panoramaregiern möglichst gleichzeitig durchgeführt werden soll.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun
darin, eine Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitätsverteilung einer
Toninformation auf mehrere im Raum verteilte Lautsprecher zu schaffen, die
unter
Vermeidung der aufgezeigten Schwierigkeiten eine möglichst einfache Bedienung gestattet.
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Ausgehend von einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß pro Verbraucherpaar jeweils
zwei Regelpotentiometer vorgesehen sind, deren miteinander gekoppelte Abgriffe in
bezug auf die zugeführte Eingangsspannung derart gegensinnig geschaltet sind, daß
sich bei einem Maximum für den einen Verbraucher ein Minimum für den anderen Verbraucher
und umgekehrt einstellt und daß für die Bewegung der Potentiometerabgriffe sämtlicher
Regelpotentiometer ein einziger Bedienungshebel vorgesehen ist, der derart gelagert
ist, daß seine räumliche Stellung ein Maß für die Intensitätsverteilung auf die
einzelnen Verbraucher ist.
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Einzelheiten der Erfindung werden in Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung mehrerer Lautsprecher
im dreidimensionalen Raum Fig. 2 eine elektromechanische Schaltungsanordnung für
eine richtungsorientierte Pegelverteilung auf eine Lautsprecheranordnung gemäß Fig.
1 Fig. 3 die Prinzipschaltung eines Quadrophonie-Balancereglers Fig. 4, 5 Prinzipschaltungen
für eine spannungsgesteuerte elektronische Regelschaltung, insbesondere für eine
Lautsprecheranordnung gemäß Fig. 1.
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Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen dreidimensionalen
Schallraum S mit drei senkrecht aufeinander
stehenden Raumachsrichtungen
A (oben-unten), B (links-rechts) und C (vorn-hinten), der in üblicher Weise eine
aus sechs senkrecht aufeinander stehenden Rechteckflächen bestehende Quaderform
aufweist. In jeder der acht Ecken dieses Quaders ist je ein Lautsprecher 1 bis 8
vorgesehen, denen eine ein- oder mehrkanalige Toninformation in beliebiger richtungsorientierter
Intensitätsverteilung zugeführt werden soll.
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Hierzu dient eine aus mehreren Regelpotentiometrrn bestehende Regelschaltung,
deren prinzipieller Stromlauf aus Fig. 2 ersichtlich ist. Eine dem Eingang E zugeführte
Tonsignalspannung gelangt zunächst an zwei parallelgeschaltete Potentiometer 9,
10, deren miteinander gekoppelte Abgriffe gegensinnig zwischen Eingangsklem;ne und
Masse bzw. umgekehrt bewegbar sind. Mittels dieser beiden Potentiometer erfolgt
beispielsweise eine Pegelaufteilung in Achsrichtung B, d.h.
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zwischen den einerseits links angeordneten Lautsprechern 1, 3, 5,
7 und den andererseits auf der rechten Seite vorgesehenen Lautsprechern 2, 4, 6,
8. Das der rechten Raumseite zugeordnete Potentiometer 9 ist mit seinem Abgriff
mit zwei ebenfalls gegensinnig geschalteten Potentiometern 11, 12 verbunden, die
eine Aufteilung des rechten Signalanteils in einen vorderen und hinteren Anteil
bewirken. Eine entsprechende Pegelaufteilung für die linke Raumseite wird durch
die beiden Potentiometer 13, 14 erreicht. Schließlich ist noch eine weitere Aufspaltung
in einen oberen und unteren Anteil möglich. Am Beispiel des Potentiometers 11, das
für den rechten vorderen Pegelanteil zuständig ist, sei dies näher erläutert.
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Der Abgriff dieses Potentiometers 11 ist zu diesem Zweck mit dem Abgriff
eines Potentiometers 15 verbunden, dem ein weiteres Potentiometer 16 parallel geschaltet
ist. An den Endpunkten dieser Parallelschaltung ist je ein Lautsprecher, im vorliegenden
Fall der vordere rechte obere Lautsprecher 2 und der vordere rechte untere Lautsprecher
4, angeschlossen.
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Der Abgriff des Potentiometers 16 ist mit Masse verbulden und
zum
Abgriff des Potentiometers 15 wiederum gegensinnig geschaltet, so daß sich z.B.
bei einem Maximum für den Lautsprecher 4, d.h. wenn der Abgriff des Potentiometers
15 ganz unten ist, ein Minimum für den Lautsprecher 2 ergibt, da dieser dann über
den Abgriff des Potentiometers 16 an Masse liegt. Eine analoge Funktion ergibt sich
für die restlichen Potentiometer 17, 18 bzw. 19, 20 bzw. 21, 22.
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Zur Betätigung sämtlicher Potentiometerabgriffe dient ein einziger
Bedienungshebel H, der derart gelagert ist, daß seine räumliche Stellung ein Maß
für die Intensitätsverteilung auf die einzelnen Lautsprecher ist. In der in Fig.
2 dargestellten Potentiometerstellung liegt das Intensitätsmaximum, d.h. die Position
der virtuellen Schallquelle, in Richtung der linken hinteren Ecke, und zwar etwa
in halber Höhe. Die Richtung des Bedienungshebels entspricht dabei der Richtung
der virtuellen Schallquelle, und zwar vom Raummittelpunkt aus gesehen, während die
Pegelverteilung in Achsrichtung A durch eine Auf- und Abbewegung des Bedienungshebels
erreicht wird.
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Für die mechanische Ausführung der Potentiometer sind Widerstandsplatten
in Form von auf Isoliermaterial aufgedruckten Silber- und Kohleschichten vorgesehen.
Als Abgriff dient ein Kohlepin. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht für jedes
Potentiometerpaar eine beidseitig bedruckte Isolierstoffträgerplatte mit spiegelsymmetrischem
Widerstandsaufdruck vor.
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Wesentlicher Bestandteil des Bedienungshebels ist ein Kreuzgelenk,
dessen Achsen aus Isoliermaterial bestehen. Im Schnittpunkt dieser Achsen, an denen
die Schleifkontakte für die Widerstandstahnen gehalten sind, ist der Bedienungshebel
drehbar gelagert. Die Richtungsbewegung des Bedienungshebels in einer horizontalen
Ebene wird so in eine Drehbewegung zweier sich im rechten Winkel kreuzender Achsen
übertragen. Die Bewegung des Bedienungshebels ist im allgemeinen
durch
eine quadratische Lochmaske festgelegt. Durch Aufsetzen entsprechend geformter Lochmasken
läßt sich jedoch jede beliebige Konfiguration, beispielsweise eine kreisförmige
Eewegung einer virtuellen Schallquelle, bilden.
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Das in Fig. 3 dargestellte Prinzipschaltbild für einen sog.
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Quadrophonie-Balanceregler zeigt vier einseitig geerdete Eingangspotentiometer
23, 24, 25, 26, denen jeweils eines der vier Eingangegnale EHR, s ru VL' EHL zugeführt
wird.
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Je zwei benachbarten Eingapstznale ugeordnete Eingangsp,-tentiometer
23, 24 bzw. 25, 26 sind paarweise zusammengeiaßt und mit ihren gekoppelten, gegensinnig
geschalteten Abgriff fen mit je einem Ausgangspotentiometer 27, 28 bzw. 29, 30 verbunden.
Deren Abgriffe wiederum führen zu je einem, dem jeweiliegen Eingangskanalsignal
zugeordneten Lautsprecher 31, 32 bzw. 33, 34. Die Eingangspotentiometer 23, 24,
25, 26 und die ebenfalls einseitig geerdeten Ausgangspotentiometer sind dabei zu
einem Ring geschaltet, wobei zwischen zwei gleichsinnig geschalteten, zu je einem
Eingangspaar gehörenden Eingangspotentionetern 23, 25 bzw. 24, 26 je zwei Ausgangspotentioeter
27, 29 bzw. 28, 30 eingeschaltet sind, deren Abgriffe ebenfalls gegensinnig geschaltet
sind. Die Abgriffe sämtlicher Eingangs- und Ausgangspotentiometer werden wiederum
von einem einzigen Bedienungshebel H' betätigt , dessen räumliche Stellung mit der
Richtung des Pegelmaximums übereinstimmt.
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Die in Fig. 3 dargestellte Potentiometerstellung zeigt dabei ebenso
wie die Stellung des Hebels H', daß das Pegeimaximum im Lautsprecher 33 auftritt.
Durch entsprechende Hebelstellung läßt sich somit in einfacher Weise die Balance
zwischen den vier Eingangssignalen eines Quadrophoniesignals einstellen. Alle vier
Eingänge in Fig. 3 können aber auch für die Pegelverteilung einer einzigen Schallquelle
parallel geschaltet werden.
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Die Figuren 4 und 5 schließlich zeigen den prinzipiellen Schaltungsaufbau
für eine spannungsgesteuerte elektronische
Regeleinrichtung zur
richtungsorientierten Pegelaufteilung einer Toninformation auf beispielsweise acht
Lautsprecher gemäß der in Fig. 1 dargestellten räur.llichen Anordnung. Für jede
Rauinachsrichtung A, B, C ist hier nur ein einziges Regelpotentiometer 35, 36, 37
vorgesehen. Diese drei Potentiometer liegen zueinander parallel an einer gemeinsamen
Referenzspannung und sind analog zu Figuren 2 und 3 ebenfalls mittels eines einzigen
Bedienungshebels individuell auf die jeder Raumachsrichtung zukommende Pegelverteilung
einstellbar. Die an den Poteniometern 35, 36, 37 einstellbaren Spannungsteilerverhältnisse
entsprechen der jeweiligen Positionslinie in der zugehörigen Ebene des Schallralmes.
Der Schnittpunkt der drei Positionslinien ergibt dann den Ort der virtuellen Schallqulle
(vom Nittelpunkt des Schsllraumes aus gesehen).
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Wird der Raum als Kubus betrachtet, sind jeder dreidimensionalen Bewegungsrichtung
vier Kantenlinien zuzuordnen, die als Verbindungslinien zwischen den acht Kubusecken
entstehen. Die Verteilung der Signalenergie wird mit Hilfe einer aus dem jeweiligen
Spannungsteilerverhältnis hergeleiteten Regelspannung für jede Raumachsrichtung
getrennt durchgeführt.
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Einzelheiten einer hierfür vorgesehen elektronischen Steuerschaltung
sind in Fig. 5 dargestellt, und zwar aus Platzgründen lediglich für das der Raumachsrichtung
A (oben-unten) zugeordnete Regelpotentiometer 35. Die Steuerschaltungen für die
beiden anderen Potentiometer sind identisch aufgebaut.
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Eine von der jeweiligen Stellung des Regelpotentiometers abhängige
Regelspannung UR wird zunächst mehreren, der Anzahl der vorhandenen Lautsprecher
entsprechenden Regel ein heiten 38 bis 45 zugeführt. Da die oberen und unteren Lautsprecher
gegensirmig geregelt werden, ist in der Zuleitung für die den unteren Lautsprechern
zugeordneten Regeleinheiten 42 bis 45 eine Invertierstufe 46 vorzusehen. In jeder
dieser Regeleinheiten 38 bis 45 wird der Pegelanteil der dem jeweiliegen Lautsprecher
zugeordneten Tonsignalenergie NF in
Abhängigkeit von der zugeführten
Regel spannung UR bzw.
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festgelegt. Schließlich werden die Ausgangssignale der pro Regelpotentiometer
35, 36, 37 jeweils dem gleichen Lautsprecher zugeordneten Regeleinheiten in je einer
Signalsummierstufe 47 zusammengefaßt. Das dort vorhandene Summensignal setzt sich
somit aus drei Signalanteilen zusammen, die sich für den Jeweiligen Verbraucher
auf Grund der Reglerstellungen bei den den drei Raumachsrichtungen zugeordneten
Regelpotentiometern ergeben. Im vorliegenden Beispiel wird ir der Dreiwege-Signalsummierstufe
47 ein oberer, ein hinterer und ein linker Signalanteil zu einem für den Lautsprecher
5 (siehe Fig. 1) bestimmten Summensignal zusarurnengefaßt.
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5 Figuren 4 Patentansprüche