DE2360983A1

DE2360983A1 - Nachhalleinrichtung

Info

Publication number: DE2360983A1
Application number: DE2360983A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Keller
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1975-06-12
Also published as: FR2325242A1; FR2325242B1; JPS5092119A; IT1026731B; DE2360983B2; NL7415729A; US3939436A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH H.. Keller 66

Freiburg, Hans-Bunte—Str. 19 Go/ra

... 5. Dezember 1973

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

'^v FREIBÜRG I.-BR.

Nachhalleinrichtung

Elektronische Nachhalleinrichtungen werden benutzt, um bei der Erzeugung, Aufnahme oder Wiedergabe von Schallereignissen besondere Effekte zu erzielen _t die die Halleigenschaften eines größeren Raumes zumindest näherungsweise simulieren. Solche Nachhalleinrichtungen werden z. B. in elektronischen Orgeln verwendet.

Nach dem Aufsatz von M.R. Schröder in der Zeitschrift "Journal of the Audio Engineering Society" (Juli 1962)_f Band 10, Nr. 3, Seiten 219 bis 223, läßt sich eine einfache elektronische Nachhalleinrichtung entsprechend Fig. 1 dadurch bilden, daß man das zu verhallende Signal einer Verzögerungsleitung D zuführt und das Ausgangssigrial über einen Verstärker mit' der Verstärkung g\ 1

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und eine lineare Addierschaltung A wieder dem Eingang der Leitung zuführt. Die Größe der Verstärkung g wird bestimmt durch die geforderte Nachhallzeit und durch die Verzögerungszeit der verwendeten Verzögerungsleitung.

M.R. Schröder beschreibt, daß die frequenzabhängige Phasenlage des Ausgangssignals der Verzögerungsleitung in einer Nachhalleinrichtung gemäß der Fig. 1 zu einer Kammfiltercharakteristik der Nachhalleinrichtung führtI'Er geht bei seinen Überlegungen stillschweigend davon aus, daß'<Ler Betrag der Leitungsdämpfung g, = ist. Das trifft in der Praxis jedoch nicht zu, vielmehr haben alle bekannten Verzögerungsleitungen; seien sie mechanisch, akustisch, elektromagnetisch oder elektronisch, eine frequenzabhängige Dämpfung |g_d| = 0 (f) · Daher werden bei der von U.R. Schröder angegebenen Schaltungsanordnung sowohl das Ausgangssignal der Nachhalleinrichtung als auch die Nachhallzeit einen.unerwünschten Frequenzgang aufweisen. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, diesen Nachteil ohne wesentlichen Mehraufwand zu vermeiden.

Die Erfindung geht aus von der bekannten Nachhalleinrichtung gemäß der Fig. 1. "

Die Erfindung betrifft somit eine Nachhalleinrichtung mit einer rückgekoppelten Verzögerungsleitung. Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Ausgang der Nachhalleinrichtung in Reihe mit der Verzögerungsleitung ein Verstärker geschaltet ist, der den frequenzabhängigen Betrag der Leitungsdämpfung zumindest teilweise kompensiert und daß kein Verstärker in den Rückkopplungszweig zwischen Ausgang und Eingang der Verzögerungsleitung geschaltet wird.

Zur Kompensation der frequenzabhängigen Dämpfung wird die frequenzabhängige Verstärkung g = 0 (f) im optimalen Fall so ge-.

2ί

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wählt, daß die Beziehung

erfüllt ist und das Produkt frequenzunabhängig wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Blockschaltbildern
der Zeichnung erläutert, ·■

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deren Fig. 1 die bekannte Nachhalleinrichtung, .

deren Fig. 2 und 3 - zwei Alternativlösungen einer Nachhalleinriclitung nach der Erfindung,

deren Fig. 4 eine weitere Ausführ.ungsform mit aufgeteilter

Verzögerungsleitung und aufgeteiltem Verstärker in Reihe und ~ -

deren Fig. 5 und 6 Weiterbildungen einer Nachhalleinrichtung nach der Erfindung betreffen.

Bei der Nachhälleinrichtung nach der Erfindung liegt der Verstärker X also nicht wie der Verstärker in dem oben angeführten Artikel im'Rückkopplungszweig, sondern in Reihe mit der Verzögerungsleitung vor dem Ausgang der Nachhalleinrichtung. Dabei sind verschiedene Ausgestaltungen der Reihenschaltung von Verzögerungsleitung D und Verstärker X möglich, von denen die Fig.- 2 bis 4
einige Beispiele zeigen.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 ist der Verstärker X vom Eingang I aus betrachtet entweder hinter oder vor der
Verzögerungsleitung D geschaltet. .

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Bei den in Fig. 4 dargestellten Aufteilungen der Verzögerungsleitung D in Teilleitungen D , D„ ... D_ und des Verstärkers X in Teilverstärker X₁, X₂ ··· X können vom Ausgang einer der Teilleitungen D _r D₂ ... D oder vom Ausgang eines der Teilverstärker X , X- ... X auch zusätzliche Rückkopplungszweige - wie durch die gestrichelte Leitung 1 angedeutet - eingeführt werden. Es kann auch allein der Verstärker X in Teilverstärker X , X X ohne Aufteilung der Verzögerungsleitung D aufgeteilt werden, oder es kann auch allein die Verzögerungsleitung D in Teilleitungen D₁, D₇ ... D ohne Aufteilung des Verstärkers X-aufgeteilt werden.

Wie M.R. Schröder beschreibt, treten infolge der Kammfiltercharakteristik am Ausgang"¹" einer einfachen Nachhalleinrichtung im Frequenzbereich Resonanzstellen mit geringer Dichte auf, die den Klangeindruck stark verfälschen können und zu deren Kompensation eine Erweiterung der Schaltung um eine Dämpfungsstufe X mit der

"Verstärkung" g = 1-g , eine Inverterstufe Z mit der "Verstärkung" g = -g und eine weitere Addierstufe A„ notwendig werden.

Auch bei den bereits beschriebenen Nachhalleinrichtungen nach der Erfindung lassen sich durch zusätzliche Stufen die Resonanzstellen kompensieren;'allerdings wird dazu in einer ersten Weiterbildung der Erfindung die Dämpfungsstufe Y nicht wie bekannt zwischen Verzögerungsleitung D und Verstärker X angeschlossen, sondern hinter der Reihenschaltung von beiden (Fig. 5) und es werden für den optimalen Fall die Stufen so dimensioniert, daß die Beziehung

^=I- ^X

^g-

erfüllt ist.

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Bei der Nächhai!einrichtung gemäß der Fig. 5 wird das über die Verzögerungsleitung D und den Verstärker X geleitete Signal einer zweiten Äddierstufe A₂ zugeführt, an deren weiteren Eingang außerdem das Eingangssignal der Nachhalleinrichtung über einen Zusatzverstärker Z angelegt wird. Dabei kann hinter der Reihenschaltung von Verzögerungsleitung D und Verstärker X und vor der Äddierstufe A„ ein Dämpfungsglied Ϋ geschaltet werden.

In einer zweiten Weiterbildung der Nachhalleinrichtung nach der Erfindung wird wie in,-Fig. 6 gezeigt die Dämpfungsstufe Y ganz eingespart, d. h.

Kl^

g =1 gesetzt und g = - ——■—j gewählt.

-· g

Der Zusatzverstärker Z bei der Nachhalleinrichtung gemäß der Fig. 6 bzw. der Zusatzverstärker Z und das Dämpfungsglied Y bei der Nachhalleinrichtung gemäß der Fig. 5 werden normalerweise für eine optimale Kompensation oder 'zur Erzielung besonderer Klangeffekte für eine teilweise Kompensation der Kammfiltercharakteri- stik der Nachhalleinrichtung ausgelegt *

Bei der Nachhalleinrichtung nach der Erfindung kann eine mechanische, akustische öder elektromagnetische Verzögerungsleitung verwendet werden. Besonders günstig und raumsparend ist jedoch die Verwendung einer elektronischen Verzögerungsleitung in Form einer in MOS-Technik hergestellten integrierten Schaltung. Neben den Stufen der Verzögerungsleitung kann der in Reihe geschaltete Verstärker, die Addierstufe(n) und/oder der Zusatzverstärker, sowie gegebenenfalls das Dämpfungsglied, mit in die integrierte Schaltung einbezogen werden.

Die Teile der Nachhalleinrichtung können auch in Form von minde-

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stens zwei integrierten Schaltungen ausgeführt werden. Dies empfiehlt sich,- wenn die'integrierten Schaltungen in unterschiedlichen Technologien hergestellt werden. So ist es beispielsweise günstig, die integrierte Verzögerungsleitung in MOS-Technik und die weiteren elektronischen Teile der Nachhalleinrichtung in Bipolar-Technik■herzustellen.

17 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnung

t *

mit 6 Figuren

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Claims

w 7 —

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PATENTANSPRÜCHE

Nachhalleinrichtung mit einer rückgekoppelten Verzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Ausgang (0) der Nachhalleinrichtung in Reihe mit der Verzögerungsleitung (D) ein Verstärker (X) geschaltet ist, der den frequenzabhängigen Betrag der Leitungsdämpfung zumindest teilweise kompensiert und daß kein Verstärker in den Rückkopp lungs zweig zwischen Ausgang und Eingang der Verzögerungsleitung geschaltet ist.
2. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet," daß der Verstärker (X) hinter die Verzögerungsleitung (D) geschaltet ist. *
3« Nachhalleinrichtung nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (X) vor die Verzögerungsleitung (D) geschaltet ist. ■—---■■■
4. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Verzögerungsleitung in Teilleitungen ... (D , D^ ... D ) mit gleicher oder unterschiedlicher Verzögerungszeit -aufgeteilt ist und/oder daß.der Verstärker in Teilverstärker (X,, X₂ ... X_) mit gleicher oder unterschiedlicher Verstärkungscharakteristik aufgeteilt ist. ^!
5. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang einer der Teilleitungen(D,, D^-·*· D) oder vom Ausgang eines der Teilverstärker (X,, X, .-■·.·· X) ein zusätzliches Rüekkopplungssignal der am Eingang der Nachhalleinrichtung liegenden Addierstufe (A,) zugeführt wird.
6. Nachhalleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Verzögerungsleitung (D)

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und den Verstärker CX) geleitete Signal einer zweiten Addierstufe CA₂) zugeführt wird und daß gleichzeitig das Eingangssignal der Nachhalleinrichtung über einen Zusatzverstärker (Z) geleitet und ebenfalls der zweiten Addierstufe (A-) zugeführt wird.
7. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter die Reihenschaltung von Verzögerungsleitung (D)

und Verstärker (X) und vor die Addierstufe (A₂) ein Dämpfungsglied (Y) geschaljbet ist.
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8. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzverstärker (Z) und gegebenenfalls das Dämpfungsglied (Y)vfür eine optimale Kompensation der Kammfiltercharakteristik der Nachhalleinrichtung ausgelegt sind.
9. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7 _r dadurch' gekennzeichnet, daß der Zusatz verstärker -(Z) und gegebenenfalls das Dämpfungsglied (Y) nur für eine teilweise Kompensation der Kammfiltercharakteristik der"Nachhalleinrichtung ausgelegt sind.
10. Nachhalleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische, akustische oder elektromagnetische Verzögerungsleitung (D) verwendet wird.
11. Nachhalleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Verzögerungsleitung (D) verwendet wird.
12. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen der elektronischen Verzögerungsleitung in einer integrierten Schaltung zusammengefaßt sind.

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13. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,- daß die integrierte Schaltung in MOS-Technik hergestellt ist. ^ '
14. Nachhai !einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Verzögerungsleitung (D) in Reihe geschaltete Verstärker (X) in die integrierte Schaltung mit einbezogen ist.
15. Nachhalleinrichtuhg nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierstufe (ri) und/oder der Zusatzverstarker (Z) sowie gegebenenfalls das Dämpfungsglied (Y) mit in die integrierte Schaltung einbezogen sind.
16. Nachhalleinrich-tung nach einem der Artsprüche 12 bis 15, da- * " durch gekennzeichnet, daß die Teile der Nachhalleinrichtung in mindestens zwei integrierten Schaltungen zusammengefaßt sind. -"·.:....-.-"■ - -_: -
17. Nachhalleinrichtuhg nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Schaltungen in unterschiedlichen Technologien hergestellt sind.

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