DE2309992C3 - Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitatsverteilung einer Toninformation auf wenigstens vier Verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitätsverteilung einer ein- oder mehrkanaligen Toninformation auf wenigstens vier Verbraucher, unter Verwendung von Regelpotentiometern zur quantitativen Verzweigung auf je zwei bezüglich jeweils einer der drei senkrecht zueinander stehenden Raumachsrichtungen einander gegenüberliegend angeordnete Verbraucher.

Für die richtungsorientierte Intensitätsverteilung einer Toninformation auf mehrere im Raum verteilte Lautsprecher bedient man sich in bekannter Weise mehrerer sog. Panoramaregler, welche die Pegelanteile pro Raumachsrichtung (links-rechts, vom-hinten, obenunten) in gewünschter Weise festlegen. Diese bei der zweikanaligen Steiaophönie 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 Panoramareglern möglichst gleichzeitig durchgeführt werden soll.

So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 47 901 eine Anzeigevorrichtung für die Hörsymmetrieposition bei Vierkanal-Stereophonieanlagen bekannt, bei der je 2 mechanisch gekoppelte Potentiometer für die Änderung des Verhältnisses der Leistungspegel zwischen den linken und rechten Lautsprecherpaaren einerseits und zwischen den vorderen und hinteren Lautsprecherpaaren andererseits vorgesehen sind. Beide Potentiometerpaare sind als Schiebepotentiometer ausgebildet, die rechtwinkelig zueinander angeordnet sind, so daß ihre Schieber längs der beiden Raumachsen hin und her bewegbar sind. Außerdem sind beide Schieber über ein Gestänge mit einem im Kreuzungspunkt des Gestänges vorgesehenen optischen Anzeigeelement derart mechanisch verbunden, daß das Anzeigeelement in Abhängigkeit von der jeweiligen Schieberbewegung über ein den Schallraum symbolisierendes Koordinatenfeld wandert und so die Intensitätsverteilung auf die in den Ecken des Koordinatenfeldes vorgesehenen Lautsprecher markiert.

Ein ähnlicher Vierkanal-Balance-Regler ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 13 179 bekannt, bei dem das über ein Koordinatenfeld bewegbare Anzeigeelement über zwei Bandschleifen mit den Abgriffen zweier, jeweils einer Raumachse zugeordneten Potentiometer verbunden ist. Beide Potentiometer sind hier als Drehpotentiometer ausgebildet, wobei sowohl die Links-Rechts-Balance als auch das Vorn-Hinten-Pegelverhältnis durch gleichartige Drehbewegungen eingestellt werden. Dadurch ergeben sich zweifellos zusätzliche Bedienungsschwierigkeiten, weil nicht nur pro Raumachsenrichtung getrennt eingestellt werden muß, sondern weil auch hinsichtlich der Einstellung des Vorn-Hinten-Pegelverhältnisses keine

dieser Raumachsenrichtung analoge Stellbewegung stattfindet

Schließlich ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 61 474 eine Schaltungsanordnung zur Einstellung der Balance in einem Vierkanal-Tonsystem bekannt, bei dem jedem der vier Eingangssignale je ein Transistorregelkreis zugeordnet ist Die Eingangsetektroden dieser Regeltransistoren sind außerdem mit den Endanschlüssen zweier regelbarer Spannungsteilern iderstände verbunden, wobei die Endanschlüsse des ersten Spannungsteilers mit dem linken bzw. rechten Lautsprecherpaar und die Endanschlüsse des zweiten Spannungsteilers mit dem hinteren bzw. vorderen Lautsprecherpaar verbunden sind. Durch eine Verschiebung der an einer Bezugsspannung liegenden Spannungsteiler^- griffe ergibt sich somit eine wechselseitige Zu- bzw. Abnahme der den einzelnen Regeltransistoren zugeführten Regelspannung und damit auch hier für jede der beiden Raumachsen getrennt, eine Regelung der Balance in Links-Rechts-Richtung einerseits und Vorn-Hinten-Richtung andererseits.

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 gestatteL

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 JaB seine räumliche Stellung ein Maß für die Intensitätsverteilung auf die einzelnen Verbraucher ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.

Schließlich wird die gestellte Aufgabe bei einer Regeleinrichtung zur richtungsorientierten tntensitätsverteilung einer ein- oder mehrkanaügen Toninformation auf mehrere, zwei- oder dreidimensional im Raum verteilte Verbraucher, unter Verwendung von Regelpotentiometern in der Weise gelöst, daß den — bezogen auf jeweils eine Raumachsenrichtung — jeweils gegenüberliegend angeordneten Verbrauchern je ein Regelpotentiometer zugeordnet ist, daß für die Bewegung der Potentiometerabgriffe sämtlicher Regelpotentiometer ein einziger Bedienungshebel vorgesehen ist, daß seine räumliche Stellung ein Maß für die Intensitätsverteilung auf die einzelnen Verbraucher ist daß jedes der an einer gemeinsamen Referenzspannung (LWJ liegenden Regelpotentiometer mit seinem Abgriff mit mehreren, der Anzahl der zugeordneten Verbraucher entsprechenden Regeleinheiten verbunden ist und daß die Ausgangssignale der pro Regelpotentiometer jeweils dem gleichen Verbraucher zugeordneten Regeleinheiten in je einer Signalsummierstufe zusammengefaßt und als Summensignal dem jeweiligen Verbraucher zugeführt sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung mehrerer Lautsprecher im dreidimensionalen Raum,

Fig.2 eine elektromechanische Schaltungsanordnung für eine richtungsorientierte Regelverieilung auf eine Lautsprecheranordnung gemäß F i g. 1,

Fig.3 die Prinzipschaltung eines Quadrophonie-Balancereglers,

Fig.4, 5 Prinzipschahungen für eine spannungsgestetierte elektronische Regelschaltung, insbesondere für eine Lautsprecheranordnung gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen dreidimensionalen Schallraum 5 mit drei senkrecht aufeinander stehenden Raumachsrichtungen A (obenunten), 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 Intensitätsverteik'-;.; zugeführt werden so!!.

Hierzu dient eine aus mehreren Regelpotentiometern bestehende Regelschaltung, deren prinzipieller Stromlauf aus F i g. 2 ersichtlich ist Eine dem Eingang E zugeführte Tonsignalspannung gelangt zunächst an zwei parallelgeschaltete Potentiometer 9, 10, deren miteinander gekoppelte Abgriffe gegensinnig zwischen Eingangsklemme und Masse bzw. umgekehrt bewegbar sind. Mittels dieser beiden Potentiometer erfolgt beispielsweise eine Pegelaufteilung in Achsrichtung 8. d. h. 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 mi», 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 no-'h eine weitere Aufspaltung in einen oberen und unteren Anteil möglich. Am Beispiel des Potentiometers 11, das für den rechten vorderen Pegelantcil zuständig ist, sei dies näher erläutert. Der Abgriff dieses Potentiometers 11 ist zu diesem Zweck init 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. Der Abgriff des Potentiometers 16 ist mit Masse verbunden und zum Abgriff des Potentiometers 15 wiederum gegensinnig geschaltet, so daß sich z. B. bei einem Maximum für den Lautsprecher 4, d. b. 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 sLh für die restlichen Potentiometer 17, 18 bzw. 19,20 bzw. 21,22

Zur Betätigung sämtlicher Potentiometerabgriffe dient ein einziger Bedienungshebel IS. der derart gelagert ist, daß seine räumliche Stellung ein Maß für die Intensttätsverteilung auf die einzelnen Lautsprecher ist. In der in Fig.2 u&rgesttllten 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 Raummittclpunkt aus gesehen, während die Pegelverteilung in Achsrichtung A durch eine Auf- und Abbewegung des Bedienungshebels erreicht wird.

Für die mechanische Ausführung der Potentiometer sind Widerstandsplatten in Form von auf Isoliermaterial aufgedruckten Silber- und Kohleschichlen vorgesehen. Als Abgriff dient ein Kohlepin. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht für jedes Potentiometerpaar eine beidseitig bedruckte Isolierstoffträgcrplatte mit spicgelsymmctrischem Widerstandsaufdruck vor. Wesentlicher Bestandteil des Bedienungshebels ist ein Kreuzgelenk, dessen Achsen aus Isoliermaterial bestehen. Im Schnittpunkt dieser Achsen, an denen die Schleifkontakte für die Widerstandsbahnen gehalten sind, ist der Bedienungshebel drehbar gelagert. Die Richtungsbewegung des Bedienungshebels in einer horizontalen Kbene 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 Loch masken laßt sich jedoch jede beliebige Konfiguration, beispielsweise eine kreisförmige Bewegung einer virtuellen Schallquelle, bilden.

Das in F i g. J dargestellte Prinzipschaltbild für einen sog. Quadrophonie-Balanceregler zeigt vier einseitig geerdete F.ingangspotentiometer 23, 24, 25, 26, denen jeweils eines der vier Eingangssignale Evr. Ehr. Em.. Em zugeführt wird. )e zwei benachbarten Eingangssignalen zugeordnete F.ingangspotentiometer 23, 24 bzw. 25, 26 sind paarweise zusammengefaßt und mit ihren gekoppelten, gegensinnig geschalteten Abgriffen mit je einem Ausgangspotentiometer 27, 28 bzw. 29, 30 verbunden. Deren Abgriffe wiederum führen zu je einem, dem jeweiligen Eingangskanalsignal zugeordneten Lautsprecher 31, 32 bzw. 33, 34. Die Eingangspotentiometer 23, 24, 25, 26 und die ebenfalls einseitig geerdeten Aiisgangspotentiometer sind dabei zu einem Ring geschaltet, wobei zwischen zwei gleichsinnig geschalteten, zu je einem Eingangspaar gehörenden Eingangspotentiometern 23, 25 bzw. 24, 26 je z.wci Ausgangspotentiometer 27, 29 bzw. 28, 30 eingeschaltet sind, deren Abgriffe ebenfalls gegensinnig geschaltet sind. Die Abgriffe sämtlicher Eingangs- und Ausgangspotentiometcr werden wiederum von einem einz.igen Bedienungshebel H' betätigt, dessen räumliche Stellung mit der Richtung des Pegelmaximums übereinstimmt. Die in F i g. 3 dargestellte Potentiometerstellung zeigt dabei ebenso wie die Stellung des Hebels H'. daß das Pegelmaximum 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 F i g. 3 können aber auch für die Pegelverteilung einer einzigen Schallquelle parallel geschaltet werden.

Die Fig. 4 und 5 schließlich zeigen den prinzipiellen SchaStungsaufbau für eine spannungsgesteuene elektronische Regeleinrichtung zur richtungsorienticrten Pegelaufteilung einer Toninformation auf beispielsweise acht Lautsprecher gemäß der in F i g. 1 dargestellten räumlichen Anordnung. Für jede Raumachsrichtung A. B. C ist hier nur ein einziges Regelpotentiomcter 35,36, 37 vorgesehen. Diese drei Potentiometer liegen zueinander parallel an einer gemeinsamen Referenzspannung und sind analog zu Fig. 2 und 3 ebenfalls mittels eines einzigen Bedienungshebels individuell auf die jeder Raumachsrichtung zukommende Pcgelverteilung einstellbar. Die an den Potentiometern 35, 36, 37 einstellbaren Spannungsteilcrvcrhältnisse entsprechen der jeweiligen Positionslinie in der zugehörigen Ebene des Schallraumes. Der Schnittpunkt der drei Posilionslinien ergibt dann den Ort der virtuellen Schallquelle (vom Mittelpunkt des Schaüraumes aus gesehen). Wird der Raum als Kubus betrachtet, sind jeder dreidimensionalen Bewegungsrichtung vier Kantenlinien zuzuordnen, die als Verbindungslinien zwischen den acht Kubusecken entstehen. Die Verteilung der Signalenergic wird mit Hilfe einer aus dem jeweiligen Spannungsteilerverhältnis hergeleiteten Regelspar.nurig für jede Raumachsrichtung getrennt durchgeführt.

Einzelheiten einer hierfür vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung sind in Fig. 5 dargestellt, und zwar aus Platzgründcn lediglich für das der Raumachsrichtung A (oben-unten) zugeordnete Regelpoteniiometer 35. Die Steuerschaltungen für die beiden anderen Potentiometer sind identisch aufgebaut. Eine von der jeweiligen Stellung des Regelpotentiometers abhängige Regelspannung Ur wird zunächst mehreren, der Anzahl der vorhandenen Lautsprecher entsprechenden Regeleinheiten 38 bis 45 zugeführt. Da die oberen und unteren Lautsprecher gegensinnig geregelt werden, isi in der Zuleitung für die den unteren Lautsprecher zugeordneten Regeleinheiten 42 bis 45 eine Invertier stufe 46 vorzusehen. In jeder dieser Regeleinheiten 3f bis 45 wird der Pegelanteil der dem jeweiliger Lautsprecher zugeordneten Tonsignalenergie NF ir Abhängigkeit von der zugeführten Regelspannung Ui bzw. Or festgelegt. Schließlich werden die Ausgangssig nale der pro Regelpotentiometer 35,36,37 jeweils den gleichen Lautsprecher zugeordneten Regeleinheiten ir je einer Signalsummierstufe 47 zusammengefaßt. Da: dort vorhandene Summensignal setzt sich somit aus dre Signalanteilen zusammen, die sich für den jeweiliger Verbraucher auf Grund der Reglerstellungen bei det den drei Raumachsrichtungen zugeordneten Regelpo tentiometern ergeben. Im vorliegenden Beispiel wird ii der Dreiwege-Stgnalsummierstufe 47 ein oberer, eit hinterer und ein linker Signalanteil zu einem für dei Lautsprecher 5 (siehe Fig. I) bestimmten Summensi gnal zusammengefaßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitätsverteilung einer ein- oder mehrkanaligen S Toninformation auf wenigstens vier Verbraucher, unter Verwendung von Regelpotentiometern zur quantitativen Verzweigung auf je zwei bezüglich jeweils einer der drei senkrecht zueinander stehenden Raumachsrichtungen einander gegenüberliegend angeordnete Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, 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 Bedienungshcbe! vorgesehen ist, der derart gelagert ist, daß seine räumliche Stellung ein Maß für die Intensitätsverteilung auf die einzelnen Verbraucher ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei, ein erstes Potentiometerpaar bildende parallelgeschaltete Regelpotentiometer (9, 10) ein gemeinsames Eingangssignal zugeführt ist, daß die beiden gegensinnig geschalteten Abgriffe dieses ersten Potentiometerpaares (9, 10) mit je einem weiteren in Parallelschaltung betriebenen Potentiometerpaar (11, 12 bzw. 13, 14) verbunden sind und daß die pro Paar ebenfalls gegensinnig geschalteten Abgriffe zu je einem Verbraucher bzw. zu je e.nem eine erneute Aufzeichnung bewirkenden Potentiometerpaar (15, 16 bzw. 17,18 bzw. 19,20 bzw. 21,22) geführt sind.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Eingangspotentiometerpaare (23,24 bzw. 25,26) vorgesehen sind, an deren vier Eingängen je ein, gegebenenfalls gemeinsames, Eingangssignal (Evr. Ehr. Evl. Ehl)zugeführt ist, daß die pro Paar gegensinnig geschalteten Abgriffe mit je einem Ausgangspotentiometer (27, 28, 29, 30) verbunden sind, deren Abgriffe mit je einem dem jeweiligen Eingangssignal zugeordneten Verbraucher (31, 32, 33,34) verbunden sind und daß die den jeweils gleichsinnig betätigten Eingangspotentiometerabgriffen zugeschalteten Ausgangspotentiometer zu je einem Ausgangspotentiometerpaar (27, 29 bzw. 28, 30) mit gegensinnig geschalteten Verbraucherabgriffen zusammengefaßt sind.

4. Regeleinrichtung zur richtungsorientierten Intensitätsverteilung einer ein- oder mehrkanaligen Toninformation auf mehrere, zwei- oder dreidimensional im Raum verteilte Verbraucher, unter Verwendung von Regelpotentiometern, dadurch gekennzeichnet, daß den — bezogen auf jeweils eine Raumachsenrichtung — jeweils gegenüberliegend angeordneten Verbrauchern je ein Regelpotentiometer (35, 36, 37) zugeordnet ist, 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, daß jedes der an einer gemeinsamen Referenzspannung (URet) liegenden Regelpotentiometer mit seinem Abgriff mit mehreren, der Anzahl der zugeordneten Verbraucher entsprechenden Regeleinheiten (38 bis 45) verbunden ist und daß die Ausgangssignale der pro Regelpotentiometer jeweils dem gleichen Verbraucher zugeordneten Regeleinheiten in je einer Signalsummierstufe (47) zusammengefaßt und als Summensignal dem jeweiligen Verbraucher zugeführt sind.