DE2518840C2

DE2518840C2 - Schaltungsanordnung zur Vermeidung akustischer Rückkopplungen

Info

Publication number: DE2518840C2
Application number: DE2518840A
Authority: DE
Inventors: Geza Budapest Balogh; Emil Dipl.-El.-Ing. Maglod Sesztak; Karoly Dipl.-El.-Ing. Budapest Szabados
Original assignee: ELEKTROAKUSZTIKAI GYAR BUDAPEST HU
Current assignee: ELEKTROAKUSZTIKAI GYAR BUDAPEST HU
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-04-28
Publication date: 1985-08-22
Also published as: SU673209A3; FR2274193A1; PL95268B1; CA1027487A; ATA316575A; DK246475A; DD118216A5; HU169185B; SE7504797L; BG27105A3; FR2274193B1; US4039753A; SE401590B; GB1510691A; CS191931B2; DE2518840A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung akustischer Rüokkopp.tingen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Akustische Rückkopplungen bei i»;r elektroakustischen Wiedergabe von Schallsignalen, die dadurch verursacht werden, daß das Signal vom Ausgang einer aus aktiven Verstärkungselementen aufgebauten elektroakustischen Kette an den Eingang zurückkehrt und sich das System bei entsprechenden Phasen- und Amplitudenverhältnissen selbst erregt, so daß unangenehme Pfeiftöne entstehen, sind seit langem bei der Beschallung von Sälen, jedoch auch im freien Luftraum, bekannt.

Zur Vermeidung solcher Rückkopplungen wurde bereits die Abweichung zwischen dem höchsten Schalldruckpegel, der für das Entstehen einer Erregung infolge akustischer Rückkopplung verantwortlich ist, und dem Durchschnittsschalldruckpegel in üblich gestalteten Sälen, der etwa 10 bis 12 dB beträgt, untersucht. Das Ausmaß der Abweichung wird von den räumlichen Gegebenheiten solcher Säle und der Nachhallzeit bestimmt. Theoretisch beträgt die Periodizität der Schalldruckverteilung in den üblichen großen Sälen in Abhängigkeit von der Frequenz 7/7"Hz, wobei Tdie mittlere Nachhallzeit des Saales bedeutet. Aufgrund dieser Überlegungen wurden Frequenzverschiebungsstromkreise in die Beschallungskette, die die Frequenz sämtlicher Komponenten eines durch die Kette laufenden Signals mit einem konstanten Frequenzwert verändern, vorgeschlagen. Es wurde festgestellt, daß die Grenze des auf diese Weise erreichbaren Schalldruckpegelzuwachses theoretisch 10 bis 12 dB beträgt. Der in der Praxis verwirklichbare Schalldruckpegelzuwachs ist allerdings um 3 bis 4 dB kleiner. Bei diesen Vorschlägen wird die Frequenzverschiebung entweder mit Hilfe einer zweifachen Einseitenbandmodulation oder mittels einer einen Phasenverschiebungsstromkreis enthaltenden Schaltung erreicht.

In diesem Zusammenhang ist auch ein Verfahren zum Ändern der Frequenzen eines Nachrichtensignals bekanntgeworden (DE-OS 22 49 257). bei dem das Nachrichtensignal wie ein Trägersignal frequenzmoduliert wird, indem es mit Hilfe einer in ihrer Laufzeit von der Frequenz eines Taktsignals abhängigen elektronischen Verzögerungsschaltung verzögert wird, wobei das Taktsignal durch das Steuersignal frequenzmovluliert wird.

ίο Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Schaltungsanordnung der genannten Art in ihrem Aufbau zu vereinfachen und trotzdem das Entstehen einer Selbsterregung aufgrund akustischer Rückkopplung wi'-ksam zu verhindern und dabei die Werte der erreichbaren Verstärkung und des Schalldruckes wesentlich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite Eingang des Amplituden- und/oder Frequenzmodulators mit dem Ausgang eines Steuergenerators verbunden ist der zur Ermittlung der Hüükurve des Eingangssignals aus einem Gleichrichter und einem Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz kleiner als 20 Hz besteht, und dessen Eingang unmittelbar mit dem Signaleingang der Verzögerungseinheit verbunden ist

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß mit verhältnismäßig einfachen technischen Mitteln eine Anpassung an die unterschiedlichsten akustischen Bedingungen von Sälen, Räumen und Freiluftanlagen bei der Aufnahme bzw. Übertragung von Schallsignalen möglich ist und zwar mit Hilfe eines einstellbar ausgeführten Bedienungsgerätes, so daß überall optimaler Schalldruckanstieg gewährleistet werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verwendet demnach eine aus elektrischen und elektronischen Elementen aufgebaute.

analoge oder digitale Verzögerungseinheit, die an die Schallkette angeschlossen ist. wobei die Änderung der Verzögerungszeit von einem Steuergenerator mit Hilfe eines entsprechenden Stromkreises brwirkt wird. Aufgrund der sich ändernden Verzögerungszeit werden die die Selbsterregung begünstigenden Amplituden-, Frequenz- und Phasenbedingungen nur kurzzeitig erfüllt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die F i g. 1 bis 3 zum Stande der Technik gehörende Einrichtungen darstellen, nämlich

Fig. 1 eine elektroakustische Kette für die Beschallung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer akustische Rückkopplungen verhindernden Anlage und

F i g. 3 eine in der Anlage von F i g. 2 verwendete Verzögprungseinheit, während

F i g. 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zeigt.

Die in F i g. 1 dargestellte elektroakustisch^ Kette für Beschallungszwecke ist Bestandteil eines Saals 8, in dem sich ein Lautsprecher 7 befindet, der einen bestimmten Schalldruck erzeugt. Mit 9 ist dip Zuhörerschaft bezeichnet die der Stimme des Sängers 1 lauscht. Diese Stimme wird von dem Mikrophon 2 empfangen und in ein elektrisches Signal verwandelt, das als tonfrequentes Signal vom Verstärker 3 verstärkt wird. Ein Klangfarbenregler 4 hat die Aufgabe, die Fehler des Frequenzganges, in die auch die akustischen Eigenschaften des Saales einfließen, entsprechend den Wünschen der Zuhörerschaft zu korrigieren. Eine Leistungsverstärkungsstufe 6 gewährleistet, daß der Schallstrahler 7 eine ausreichende elektrische Leistung aufweist. Die elektroakustische Kette verfügt über ein bestimmtes Fre-

quenzübertragungsband, über dessen Grenzen hinaus die Kette überhaupt nicht oder nur mit stark verringerter Leistung arbeitet Bekanntlich ist dieses System bei einem bestimmten Verstärkungswert innerhalb der Obertragungsbandbreite infolge der akustischen Rückkopplung selbsterregend und damit für die normale Beschallung unbrauchbar. Die zur Unterdrückung dieser Rückkopplung dienende Einheit 5 hat dann die Aufgabe, die Einstellbarkeit der Verstärkung auf einen höheren Wert und damit auch die Pfeifsicherheit zu gewährleisten.

Bei der in Fig.2 dargestellten bekannten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung wird als Verzögerungsglied ein nach dem Analogprinzip arbeitender sogenannter Eimerkettenspeicher an sich bekannter is Bauart verwendet, dessen Arbeitsweise sich anhand von Fig.3 im folgenden erklären läßt. Aus dem MOS-FET Transistoren Tn ... Tr_n und den integrierten Kapazitäten Ci, d... C_n ist eine in Reihe geschaltete Kette derart aufgebaut daß die Steuerelektrode!! der MOS-FET Transistoren Tr_x, Tr^, Tr^... Tr_n also der Transistoren mit ungeraden Indices, gemeinsam an den Steuereingang fi der Steuerelektroden der MOS-FET Transistoren ΤΓ2, Τγα, Trf, ... Tr_n-U also der Transistoren mit geraden Indices, und ebenfalls gemeinsam an die Klemme ί2 ais Steuereingang geführt sind. An die beiden Anschlußpunkte der beiden Steuereingänge werden in bezug aufeinander um einen Winkel von 180° phasenverschobene Rechtecksignale gelegt Im vorliegenden Fall sind dadurch die Transistoren mit ungeraden Indices leitend, während die Transistoren mit geraden Indices gesperrt sind. Das an den Eingang gelangende Signal wird während der Halbperiode des Rechtecksignals über den leitenden Transistor Tn in den Kondensator Q geleitet. Da gleichzeitig der Transistor Tn gesperrt ist, gelangt dieses Signal nicht weiter. Wahrend der anderen Halbperiode des Rechtecksignals wird der Transistor Tn gesperrt und der Transistor 7V> leitend geschaltet und dadurch ^ie Ladung des Kondensators C\ dem Kondensator C2 zugeführt. Dieser Vorgang setzt sich durch die ganze Kette mit einer Laufzeit fort, welche von der Anzahl der verwendeten Transistor-Kondensatorelemente und der Frequerz des Rechtecksignals abhängt.

Dieses Rechtecksignal wird von dem in F i g. 2 dargestellten Hilfsgenerator 52 erzeugt. D-eser Hilfsgenerator ist Bestandteil einer Schaltung, zu der eine Verzögerungseinheit 51 gehört, deren Verzögerungszeit von der Frequenz f, des an den Steuereingang gelegten elektrischen Signals abhängt. Dieses vom Hilfsgenerator 52 erzeugte Signal weist eine Spannung U, und eine Frequenz f, auf Die Spannung 'J₁ wird mit dem vom Steuergenerator 53 erzeugten elektrischen Signal, das eine Spannung U₁ und eine Frequenz Λ hat. mittels eines Frequenzmodulatcis 54 frequenzmoduliert. Dadurch wird sichergestellt, daß die an den tonfrequenten Eingang der Verzögerungseinheit gelegte Spannung U„_n und die am tornfrequenten Ausgang der Einheit erscheinende Spannung Ü,_m sich mit der Zeit mit einer Frequenz Λ in bezug aufeinander ändern und ständig unterschiedliehe Frequenzwerte aufweisen. Gelangt die Fre· quenz Utut an den Eingang zurück, so wird aufgrund des sich mit der Frequenz U ändernden Phasen- bzw. Frequenzwertes die Bedingung für Selbsterregung nur bei einem höheren Verstärkungswert erfüllt.

Die Verzögerungszeit und deren Änderung wird nun so gewählt, daß das Oh' des Zuhörers die im tonfrequenten Signal entstehende Änderung nicht wahrnimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß für die Frequenz des Hilfsgenerators 52 ein geringerer Wert als 20 Hz bzw. als die untere Grenzfrequenz des Übertragungsbandes der verwendeten elektroakustischen Kette gewählt wird, wobei, wie aus F i g. 4 ersichtlich, der zweite Eingang des Amplituden- und/oder Frequenzmodulators 54 mit dem Ausgang des Steuergenerators 55 verbunden ist, der einen Signalwandler bestehend aus Gleichrichter und Tiefpaßfilter, darstellt dessen Ausgangssignal als Spannung U_x und Frequenz /, aus dem zu verstärkenden tonfrequenten Signal U_em durch Umformung gewonnen wird. Ein solcher Signalwandler ist beispielsweise ein Demodulator mit Tiefpaßfilter. Der Eingang des Steuergenerators 55 ist zu diesem Zweck unmittelbar mit dem Signaleingang der Verzögerungseinheit 51 verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Vermeidung akustischer Rückkopplungen bei der elektroakustischen Wiedergabe von durch Schallempfänger aufgenommenen Schallsignalen — insbesondere Mikrophon-Aufnahmen — in ein und demselben Raum, bei der der Signaleingang der Schaltungsanordnung den Eingang einer Verzögerungseinheit bildet und der Ausgang der Schaltungsanordnung der Signalausgang derselben Verzögerungseinheit ist und wobei diese Verzögerungseinheit über einen Steuereingang zur Steuerung der Verzögerungszeit verfügt der mit einem Amplituden- und/oder Frequenzmodulator verbunden ist welcher mit seinem einen Eingang an den Ausgang eines Taktgenerators angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei ; Eingang des Amplituden- und/oder FreⁿUenZIHQCkii2tQrS I54\ nut dem AuS^^np· PiHCS Steuergenerators (55) verbunden ist, der zur Ermittlung der Hüllkurve des Eingangssignals aus einem Gleichrichter und einem Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz kleiner als 20 Hz besteht, und dessen Eingang unmittelbar mit dem Signaleingang der Verzögerungseinheit (51) verbunden ist.