DE2360983B2

DE2360983B2 - Nachhalleinrichtung

Info

Publication number: DE2360983B2
Application number: DE2360983A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7803 Gundelfingen Keller
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1979-07-05
Also published as: US3939436A; FR2325242B1; IT1026731B; FR2325242A1; JPS5092119A; NL7415729A; DE2360983A1

Description

Elektronische Nachhalleinrichtungen werden benutzt, um bei der Erzeugung, Aufnahme oder Wiedergabe von Schallereignissen besondere Effekte zu erzielen, 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), Band 10, Nr. 3, Seiten 219 bis 223, läßt sich eine einfache elektronische Nachhalleinrichtung entsprechend F i g. 1 dadurch bilden, daß man das zu verhallende Signal einer Verzögerungsleitung D zuführt und das Ausgangssignal über einen Verstärker mit der

•to Verstärkung g< 1 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 F i g. 1 zu einer Kammfiltercharakteristik der Nachhalleinrichtung führt Er geht bei seinen Überlegungen stillschweigend davon aus, daß der Betrag der Leitungsdämpfung \gd\ - 1 ist. Das trifft in der Praxis jedoch nicht zu, vielmehr haben alle bekannten Verzögerungsleitungen, seien sie mechanisch, akustisch, elektromagnetisch oder elektronisch, eine frequenzabhängige Dämpfung | ga \ - Φ (f). Daher werden bei der von M. 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 F i g. 1.
Die Erfindung betrifft somit eine Nachhalleinrichtung mit einer rückgekoppelten Verzögerungsleitung. Die vorstehend genannte Aufgabe genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Ausgang der Nachhalleinrichtung in Reihe mit der Verzöge-

rungsleitung 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,=Φ (f) im optimalen Fa!' so gewählt, daß die Beziehung

St Sx Ψ KJ)

erfüllt ist und das Produkt frequenzunabhängig wird.

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

F i g. 1 die bekannte Nachhalleinrichtung, deren

F i g. 2 und 3 zwei Alternativlösungen einer Nachhalleinrichtung nach der Erfindung, deren

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform mit aufgeteilter Verzögerungsleitung und aufgeteiltem Verstärker in Reihe und deren

F i g. 5 und 6 Weiterbildungen einer Nachhalleinriehtung nach der Erfindung betreffen.

Bei der Nachhalleinrichtung 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 von Verzögerungsleitung D und Verstärker X möglich, von denen d^: 7 i g. 2 bis 4 einige Beispiele zeigen.

Bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 2 und 3 ist der Verstärker X vom Eingang / aus betrachtet entweder hinter oder vor der Verzögerungsleitung D geschaltet

Bei den in Fig.4 dargestellten Aufteilungen der Verzögerungsleitung D in Teilleitungen Di, D₂...D_n und des Verstärkers X in Teilverstärker Xt, X₂... X_n, können vom Ausgang einer der Teilleitungen Dt, D₂... Da oder vom Ausgang eines der Teilverstärker Xt, X₂... X_n, auch zusätzliche Rückkopplungszweige — wie durch die gestrichelte Leitung 1 angedeutet — eingeführt werden. Es kann auch allein der Verstärker X in Teilverstärker ΛΊ, X₂...X_n, ohne Aufteilung der Verzögerungsleitung D aufgeteilt werden, oder es kann auch allein die Verzögerungsleitung D in Teilleitungen Di, D₂^-D_n ohne Aufteilung des Verstärkers X aufgeteilt werden.

Wie M. R.Schröderbeschreibt, treten infoige der Kammfiltercharakteristik am Ausgang einer einfachen Nachhalleinrichtung im Frequenzbereich Resonanzstellen mit geringer Dichte aur, die den Klangeindruck stark verfälschen können und zu deren Kompensation eine Erweiterung der Schaltung um eine Dämpfungsstufe X mit der »Verstärkung« g, - 1 -g², eine Inverterstufe Z mit der »Verstärkung« g_z — —g und eine weitere Addierstufe A₂ notwendig werden.

Auch bei den bereits beschriebenen Nachhalleinrieh-

tungen 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 yon beiden (F i g. 5) und es werden für den optimalen Fall die Stufen so dimensioniert, daß die Beziehung

JLl

gz

= 1

l&P-rf

erfüllt ist Bei der Nachhalleinrichtung gemäß der F i g. 5 wird das über die Verzögerungslei tung D und den Verstärker X geleitete Signal einer 2rweiten Addierstufe A₂ zugeführt, an deren weiteren Eingang außerdem das Eingangssignal der Nachlialleinrichtung über einen Zusatzverstärker Z angelegt: wird. Dabei kann hinter der Reihenschaltung von Verzögen.'.- .^leitung D und Verstärker X und vor der AddiersTjfe A₂ ein Dämpfungsglied Vgeschaltei werden.

In einer zweiten Weiterbildung der Nachhalleinrichtung nach der Erfindung wird wie in F i g. 6 gezeigt die Dämpfungsstufe Vganz eingespart, d. h.

= 1 gesetzt und g, = —

gewählt.

Der Zusatzverstärker Z bei der Nachhalleinrichtung gemäß der F i g. 6 bzw. der Zusatzverstärker Z und das Dämpfungsglied ybei der Nachhalleinrichtung gemäß der Fig.5 werden normalerweise für eine optimale Kompensation oder zur Erzielung besonderer Klangeffekte für eine teilweise Kompensation der Kammfiltercharakteristik der Nachhalleinrichtung ausgelegt

Bei der Nachhalleinrichtung nach der Erfindung kann eine mechanische, akustische oder elektromagnetische Verzögerungsleitung verwendet werden. Besonders günsjg 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 Addierstufs(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 mindestens zwei integrierten Schaltungen ausgeführt werden. Dies empfiehlt sich, wenn die integrierten Schaltungen in unterschiedlichen Technologien hf-gestellt werden. So ist es beispielsweise günstig, die integrierte Verzögerungsleitung in MOS-Technik und die weiteren elektronischen Teile der Nachhalleinrichtung in Bipolar-Technik herzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachhalleinrichtung mit einer rückgekoppelten Verzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Ausgang (O) 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 Rückkopplungszweig zwischen Ausgang und Eingang der Verzögerungsleitung geschaltet ist.

2. Nachhalleinrichtung nach Ansprach 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 (umgeschaltet ist.

4. Nachhaüeinrichiung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung in Teilleitungen (D\, Di... D_nJ mit gleicher oder unterschiedlicher Verzögerungszeit aufgeteilt ist und/oder daß der Verstärker in Teilverstärker (X\, Xi...Xm) mit gleicher oder unterschiedlicher Verstärkungscharakteristik aufgeteilt ist

5. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang einer der Teilleitungen (Du Di... D_n) oder vom Ausgang eines der Teih -rstärker (X\, Xz...X_n,)ein zusätzliches Rückkopplungssignal de^r 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) und den Verstärker (X) geleitete Signal einer zweiten Addierstufe (Ai) zugeführt wird und daß gleichzeitig das Eingangssignal der Nachhalleinrichtung über einen Zusatzverstärker (Z) geleitet und ebenfalls der zweiten Addierstufe (A₂) zugeführt wird.

7. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter die Reihenschaltung von Verzögerungsleitung (D) und Verstärker (A^und vor die Addierstufe (Ai) ein Dämpfungsglied (Y) geschaltet ist.

8. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzverstärker (Z) und gegebenenfalls das Dämpfungsglied (Y) für eine optimale Kompensation der Kammfiltercharakteristik der Nachhalleinrichtung ausgelegt sind.

9. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzverstärker (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.

13. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Schaltung in MOS-Technik hergestellt ist

14. Nachhalleinrichtung 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. Nachhalleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierstufe(n) und/oder der Zusatzverstärker (Z) sowie gegebenenfalls das Dämpfungsglied (Y) mit in die integrierte Schaltung einbezogen sind.

16. Nachhalleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Nachhalleinrichtung in mindestens zwei integrierten Schaltungen zusammengefaßt sind.

17. Nachhalleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Schaltungen in unterschiedlichen Technologien hergestellt sind.