DE2906011C2 - Anordnung und Verfahren zur Steuerung einer Tonanlage mit mehreren Mikrofonen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Tonanlagen m<t einer größeren Anzahl von Mikrofonen oder ähnlichen Tonsignalquellen. Solche Anlagen werden auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt, z. B. bei Unterhaltungsveranstaltungen, wo eine Vielzahl yon Mikrofonen verwendet wird, um einen großen Bühnenraum und In manchen Fällen auch Teile des Auditoriums zu erfassen. Tonanlagen mit mehreren Mikrofonen werden auch In Konferenzräumen für Beratungsgremien mit einer großen Anzahl an Mitgliedern verwendet, ebenso wie bei Sitzungen gesetzgebender Körperschaften.

Bei jeder Tonanlage dieser Art muß die vorhandene akustische Verstärkung begrenzt sein, um das durch Rückkopplung zu befürchtende Pfeifen auszuschließen. Bei Verwendung einer gewöhnlichen Mischeranordnung, die keine Prioritätssteuerung hat, muß zur Vermeidung übermäßiger Rückkopplung die Verstärkung z. B. einer mit zehn MikroIonen ausgestatteten Anl.ige auf ein Maß beschränkt werden, das um 10 dB niedriger isi als Im Falle einer unter den gleichen Bedingungen arbeitenden Anlage, die nur ein einziges Mikrofon hat. d. h., zusätzliche Mikrofone In einer Tonanlage zwingen Im allgemeinen zu einer Verminderung der Verstärkung entsprechend der erhöhten Neigung zu Rückkopplungseffekten. Ein zweites Problem besteht darin, daß eine Tonanlage, In der eine beträchtliche Anzahl an Mikrofonen verwendet wird. In erhöhtem Maße dazu neigt, unerwünschte Hintergrundgeräusche aufzunehmen, die dann vom System mitverstärkt werden.

Tonanlagen mit vielen Mikrofonen wurden daher tradltionellerwelse entweder mit einem nur gerade noch brauchbaren Verstärkungspegel betrieben, oder es wurde ein Techniker mit der Aufgabe betraut, die Verstärkung einzelner Tonkanäle oder des gesamten Systems zu äid^rn, um Mikrofone je nach Notwendigkeit In abgewogener Weise auf- und abzublenden.

Es sind mehrere verschiedene Mischersteuerungen vorgeschlagen und verwendet worden, um die traditionellen Anordnungen für mehrmikrophonlge Tonanlagen zu verbessern. Man kann eine sprachgesteuerte Mikrofonregelung einführen, um die Anzahl der jeweils effektiv »eingeschalteten« Mikrofone zu begrenzen. Bei einem derart ausgebildeten Syslem muß zur Einschaltung eines gegebenen Mikrofons der Sprachpegel an diesem Mikrofon einen voreingestellten Schwellenwert übersteigen. Alle Mikrofone oberhalb des Schwellenwerts sind eingeschaltet, während alle Mikrofone unterhalb des Schwellenwerts unwirksam (»ausgeschaltet«) bleiben. Die Einstellung des Schwellenwerts 1st jedoch äußerst kritisch, ist der Schwellenwert zu niedrig angesetzt, dann können . Hintergrundgeräusche ein oder mehrere Mikrofone einschalten, so daß unerwünschte verstärkte Störgeräusche erzeugt werden. Wenn die Schwelle zu hoch angesetzt ist, dann bekommen leise sprechende Personen keinen Zugang zum System, oder Ihre Rede wird abgehackt. Wenn die Systemverstärkung so eingestellt Ist, daß ein oder zwei Mikrofone vor dem Auftreten einer Rückkopplung eingeschaltet sein können, dann besteht die Gefahr, daß ein lauter Ton mehrere oder sogar alle Mikrofone einschaltet und sie in einen fortdauernden Rückkopplungszustand festriegelt.

Um den verriegelten Rückkopplungsbetrleb in sprachgesteuerten Mikrofonanlagen zu vermeiden, sind Steuermechanismen entworfen worden, welche alle übrigen Mikrofone aussperren, sobald ein einzelnes Mikrofon Zugang zum System gewinnt. Bei diesen Steuereinrichtungen werden die Mikrofone gewöhnlich nacheinander abgetastet, um dasjenige herauszufinden, das Schall oberhalb eines gegebenen Schwellenwerts empfängt. Dieses Mikrofon wird dann effektiv eingeschaltet und solange In diesem Zustand gehalten, bis sein Signalpegel unter den Schwellenwert fällt, worauf die Steuereinrichtung ihre Abtastung wieder aufnimmt, um ein anderes oberhalb des Schwellenwerts beaufschlagtes Mikrofon zu finden. Diese Steuerung bringt die vor einer Rückkopplung maximal mögliche Verstärkung, ohne Gefahr zu laufen,, daß mehrere Mikrofone gleichzeitig Zugang haben. Ihr Hauptnachteil besteht jedoch darin, daß Konversationen , zwischen zwei oder mehreren Sprechern häufig abgehackt werden, Insbesondere an Wortanfängen oder am Ende von Pausen. Bei gegenseitigen Gesprächen, In denen Leute häufig gleichzeitig sprechen oder schnell antworten, gehen dann oft Worte verloren. Wenn man einen hohen Schwellenwert ansetzt, dann können außerdem leise Stimmen verpaßt werden. Macht man jedoch die

Schwelle niedriger, dann können externe Geräusche die Abtastung unterbrechen und damit verhindern, daß ein rechtmäßig aktives Mikrofon Zugang zum System gewinnt

Eine andere Ausführungsform sprachbetätigter Steuereinrichtungen, die einen gleichzeitigen Zugang von zwei oder mehr Mikrofonen zum System ohne Erhöhung der Gefahr übermäßiger Rückkopplung erlaubt, ist der sogenannte NOM-Hauptverstärkungsdämpfer (NOM = number of open microphones). Bei einer Steuereinrichtung dieser Art wird, wenn zusätzliche Mikrofone durch den Schwellenwert gehen, die Anzahl der momentan eingeschalteten Mikrofone gezählt und dazu herangezogen, die Verstärkung des gesamten Systems zu reduzieren und übermäßige Rückkopplung zu vermeiden. Wenn also zwei Mikrofone eingeschaltet sind, dann wird die Verstärkung um 3 dB vermindert, und wenn zehn Mikrofone eingeschaltet sind, dann wird die Verstärkung um 1OdB vermindert. Diese Methode gestattet es, daß sich mehrere Stimmen miteinander unterhalten, wobei nur vorübergehende Verminderungen der Verstärkung auftreten, die gewöhnlich nicht bemerkt werden. Jedoch gibt es auch hier die gleichen Probleme hinsichtlich des Schwellenwerts wie oben. Ein niedriger Schwellenwert erlaubt unter Umständen, häufig infolge von Hlntergrundgeräusehen, die Einschaltung vieler Mikrofone mit der damit verbundenen Verminderung der Systemverstärkung, während ein hoher Schwellenwert verhindert, daß schwache Stimmen Zugang zum System finden.

Bei elwas anders ausgebildeten Steuereinrichtungen, wie sie in den US-PS 38 14 856 und 39 92 584 beschrieben sind, wird Oberhaupt kein voreingestellter Schwellenwert verwendet. Die relativen Ausgangspegel der Mikrofone werden miteinander verglichen, und die Verstärkung des Systems wird den Mikrofonen entsprechend ihren indlvlduellen Ausgangspegein zugeteilt. Hler erhält also das Mikrofon mit dem höchsten anfänglichen Ausgangspegel die meiste Verstärkung, und das Mikrofon mit dem · · schwächsten Ausgang erhält die wenigste Verstärkung. Die Gesamtverstärkung des Systems wird Im wesentllchen konstant gehalten, um möglichst keine Rückkopplungsprobleme auftreten zu lassen. Es bleiben jedoch immer noch gewisse Schwierigkeiten und Nachteile. Wenn eine leise und eine laute Stimme um den Gebrauch des Systems konkurrieren, neigt die lautere Stimme dazu, die leisere Stimme unverhältnismäßig zu übertönen. Hintergrundgeräusche werden aufgenommen und praktisch in gleicher Welse verstärkt wie bei einem normalen Mischverstärker. Außerdem erfordern diese Steuereinrichtungen einen ständigen Vergleich der von den Mikrofonen kommenden Signale über einen sehr -weiten Dynamikbereich, was auf die Genauigkeit und Stabilität verfügbarer Schaltungen geht.

Eine andere Methode, die auf Telefon-Konferenzschaltungen zugeschnitten ist, ist In den US-PS 39 47 639 und 39 58 084 beschrieben. Hierbei wird eine aktive Quelle für jeden Konferenzteilnehmer auf Amplitudenbasis aus allen anderen Teilnehmern ausgewählt. Der Spltzenslgnalpegel für diese aktive Quelle stellt einen veränderlichen Bezugswert ein, den eine andere Quelle überschrei- ^ω ten muß, um selbst die neue aktive Quelle zu werden. Der Bezugswert nimmt ab und wird erneuert auf einer festen zyklischen Basis. Diese Steuereinrichtungen unterliegen wie viele sprachgesteuerte Systeme der Einschrän- ' kung, daß zu jedem beliebigen Zeltpunkt nur eine Quelle für alle Teilnehmer eingeschaltet sein kann. Das Abschneiden von Sprache bleibt nicht ausgeschlossen und es gibt keine Möglichkeit, daß Irgendeine Quelle..

Z"gang zum System findet, wenn eine lautere Quelle vorhanden Ist.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, für eine mit mehreren Mikrofonen ausgestattete Tonanlage eine neue und verbesserte Vorrangsteuerung für die Mischung vorzusehen, welche die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik wirksam und von Natur aus beseitigt oder vermindert.

Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll es die neue Vorrangsteuerung dem System erlauben, für ein Mikrofon auf der gleichen Basis zu arbeiten, wie wenn keine weiteren Mikrofone Im System enthalten wären, Und zwar ohne daß ein voreingestellter Schwellenwert verwendet werden muß. Ferner soll es möglich sein, daß zwei oder mehr Mikrofone gleichzeitig eingeschaltet sind, ohne dabei laute Stimmen unangemessen gegenüber leiseren Stimmen zu bevorzugen.

Die neue Vorrangsteuerung soll es ferner zulassen, daß zwei, drei oder noch mehr Mikrofone ohne die Gefahr merklicher Ausfälle gleichzeitig eingeschaltet sind und daß dabei eine wirksame automatische Regelung der Gesamtverstärkung des Systems erfolgt, die übermäßige Rückkopplung verhindert.

Vorteilhafterwelse soll die neue Vorrangsteuerung verbesserte Leistungskenngrößen haben und dennoch mit einem Minimum an billigen Bauteilen einfacher und zuverlässiger Art konstruiert werden können, so daß die Anfangs- und Unterhaltskosten minimal sind.

Die Erfindung betrifft speziell eine Anordnung zur Vorrangsteuerung der Mischung in einer Tonanlage eines Typs, der folgendes enthält: eine Anzahl N von Tonsignalquellen, deren jede ein Mikrofon enthält und ein Initialtonsignal bereitstellt; eine Anzahl Λ/ von Tonkanälen, deren jeder mit einer Tonsignalquelle verbunden ist und jeweils einen Kanalverstärker enthält, welcher als Antwort auf ein Kanaleinschaltsignal aus einem normalen, minimal verstärkenden »Aus«-Zustand in einen maximal verstärkenden »Ein«-Zustand überführbar ist; einen Ausgangskanal, der einen Summlerverstärker zur additiven Vereinigung der Ausgänge ailer Tonkanäie enthält, um das Endausgangsslgnaf der Anlage zu entwickeln. Erfindungsgemäß enthält die Anordnung zur Vorrangsteuerung einen Schwellenslgnalgenerator zur Erzeugung eines als Gleichstrom oder Gleichspannung vorliegenden Schwellensignals gegebener Polarität und einer Amplitude, die von einem festen Maximalwert als vorbestimmte Funktion der Zelt abnimmt. Die Anordnung enthält ferner N Steuerkanäle, für jeden Tonkanal einen. Jeder Steuerkanal enthält einen Vergleicher, der das Schwellensignal mit dem Initialtonsignal aus dem betreffenden Kanal vergleicht, das die Form eines Wechselsignals hat. Jeder Steuerkanal enthält ferner einen Zeitgeber, der Immer, wenn das betreffende Inltialtonslgnal in der gegebenen Polarität über das Schwellensignal hinaus ausschlägt, ein Kanaleinschaltsignal vorbestimmter Dauer Tl erzeugt. Das Kanaleinschaltsignal wird dem Kanalverstärker Im betreffenden Tonkanal angelegt. Eine Schwellenerneuerungseinrichtung, die mit allen Steuerkanälen und mit dem Schwellenslgnalgenerator gekoppelt Ist, stellt das Schwellensignal jedesmal, wenn ein Kanaleinschaltsignal ausgelöst wird, wieder auf seinen Maximalwert zurück.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbelsplel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

FI g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer mit mehreren Mikrofonen ausgestatteten Tonanlage, die eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung zur Vorrangsteuerung bei der Mischung enthält.

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■ FIg. 2A-2C zeigen alternative Wellehformen für ein Schwellensignal, wie es bei der erfindüngsgemäßen Vor-' rängsteuerung verwendet werden kann; "'

Fig. 3-5 zeigen lh graphischen Darstellungen die Beziehungen -verschiedener Betriebsgrößen:·zur Erläuterung der Eigenschaften der erfindurigsgerriäßeri Vorrangsteuerung; ' ■

Flg. 6 zeigt das Schaltbild eines als Dämpfungsglied arbeitenden Känalverstärkers für die-In Fig; 1' 'dargestellte Steueranordnung; ' Flg. 7 zeigt das Schaltbild einer als Dämpfungsglied arbeitenden Verstärkerschaltung für den Ausgangskanal der Steueranordnung nach Flg. 1.

Die in der Flg. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Tonanlage enthält eine Anordnung zur Prloritäts- oder Vorrangsteuerung der Mischung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Tonanlage 10 hat eine Vielzahl N einzelner Tonsignalquellen. Eine erste Tonsignaiquelle 11 umfaßt ein Mikrofon Mt, das an einen Vorverstärker PX angeschlossen ist, der seinerseits mit einem Sprachfilter Fl verbunden ist. Typischerweise Ist das Filter FX Jn Bandfilter mit einem Durchlaßbereich von 20 Hz bis 20 kHz.

Eine zweite, ebenfalls in Fig. 1 dargestellte Tonsignaiquelle 12 umfaßt ein Mikrofon Ml, einen Vorverstärker Pl und ein Sprachfilter Fl. Es ist noch eine Anzahl weiterer Tonsignalqueüen vorhanden, die in der Fig. 1 nicht alle dargestellt sind. Nur die letzte Tonsignalquelle mit einem Mikrofon MN, einem Vorverstärker PN und einem Filter FN Ist noch eingezeichnet. Die Gesamtanzahl N der in der Anlage 10 für jeden beliebigen Anwendungsfafl verwendeten Tonsignalquellen ist gleichgültig. Es können nur zwei Tonsignalquellen in der Anlage vorhanden sein, ebenso wie fünfzig oder noch mehr. In den meisten praktischen Fällen wird /V kleiner als dreißig sein.

Die Tonsignalquelle 11 Ist mit einem ersten Tonkanal verbunden, der einen Kanalverstärker CWl aufweist. Bei der dargestellten Anlage ist der »Verstärker« CWl ein Dämpfungsglied, das abhängig von einem angelegten Steuersignal aus einem normalen »Aus«-Zustand in einen »Ein«-Zustand überführbar ist. Bei einer typischen Anordnung zur Vorrangsteuerung, die spezieii einen Verstärker der in Fig. 3 dargestellten Konstruktion verwendet, beträgt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers CWl in seinem normalen »Aus«-Zustand -20 dB oder weniger, während die Verstärkung Im »Ein«-Zustand bei OdB liege. Für das Glied CWl kann auch eine Schalteinrichtung im Tonkanal verwendet werden, und In der nachfolgenden Beschreibung und In den Palentansprüchen sei unter dem Begriff »Kanalverstärker« ganz allgemein eine Anordnung verstanden, die nicht unbedingt ein Verstärker im engen Sinne sein muß, sondern ebenso gut eine Schalteinrichtung oder eine Torschaltung sein kann. , Der Ausgang der Tonsignalquelle 12 ist in ähnlicher 55< Welse mit einem Tonkanal verbunden, der einen Kanalverstärker CHl aufweist. Die gleiche Konstruktion gilt für die anderen Tonsignalquellen bis hin zur Quelle l/V, die mit einem Tonkanal verbunden ist, der einen Kanalverstärker CHN aufweist. ' Die Tonanlage 10 nach Fig. 1 hat ferner einen Ausgangskanal, der einen Misch- oder Summlerverstärker SAO enthält. Der Summierverstärker SAO hat eine Vielzahl von Eingängen, deren jeder mit dem Ausgang eines gesonderten der die Dämpfer/Verstärker CWl, -.CHI... CHN enthaltenden Tonkanäle verbunden Ist. Der Ausgangskanal enthält ferner einen Ausgangsver- ! stärker A 0. Der Verstärker A 0 wirkt hler ebenso wie die

'Verstärker CHI, GHl, usw. als Dämpfungsglied,,-,1st aber auf eine Vielzähl· von Zuständen abgestuft niedriger - werdender- Verstärkung einstellbar, und zwar abh'ängfg yon einer Vielzahl verschiedener Vers'färkungssteuersignale. Der Verstärker A 0 ist an eine Äüsgarigsklemrrie i'4 angeschlossen; die; mit' zusätzlichen Verstärkern und mit einer passenden Anordnung von Lautsprechern oder anderen Schallwledergabeelnrichtnrigen verbunden sein kann.

Die Anordnung zur Vorrangsteuerung der Mischung in der Tonanlage 10 enthält einen Schwellensignalgenerator 16, der welter unten noch ausführlicher beschrieben wird. Dieser Generator erzeugt ein Schwellensignal als Gleichstrom- oder Gleichspannungssignal gegebener Polarität, dessen Amplitude ausgehend von einem festen Maximalwert gemäß einer vorbestimmten Funktion der Zeit abnimmt. Das Schwellensignal erscheint auf einer Leitung 18, die mit dem einen Eingang eines »Kanalvergleicherw-Verstärkers CAX verbunden ist, der sich in einem dem Tonkanal für die Quelle 11 zugeordneten Steuerkanal befindet. Ein zweiter Eingang des Vergleichers CA 1 empfängt das von der Quelle Il gelieferte primäre Tonsignal. Der Ausgang des Vergleichers CA 1 Ist mit einem ersten zeitbestimmenden Glied verbunden, das aus einer monostabilen Triggerschaltung (monostabiler Multivibrator) 77? 1 besteht und ein Ausgangssignal 20 der zeitlichen Dauer Ti erzeugt.

Der Steuerkanal für die erste Tonsignalquelle IO enthält außerdem eine zweite monostabile Triggerschaltung TDX, deren Eingang mit dem Ausgang der ersten Triggerschaltung TR 1 verbunden ist.

Die Triggerschahung TDi stellt eine zeitgebende Einrichtung dar, um immer dann ein »Kanaleinschaltsignal« einer vorbestimmten Dauer 7*2 zu erzeugen, wenn Ausschläge des die Ausgangsgröße der Tonsignalquelle 11 bildenden primären Tonsignals, welche die gleiche Polarität wie das dem Verstärker CA 1 auf der Leitung 18 zugeführte Schwellensignal haben, die augenblickliche Amplitude des Schwellensignals überschreiten. Der Ausgang der Triggerschaltung TDi Ist mit dem Steuereingang des Kanalverstärkers CWl verbunden, um diesen ,Verstärker zwischen seinem normalen, minimal verstärkenden »Aus«-Züstand und seinem anderen, maxima! verstärkenden »Eln«-Zustand umzuschalten.

Die zeitliche Dauer TX des Ausgangsimpulses 20 der Triggerschaltung TR1 Ist viel kürzer als die Zeltdauer Tl des Ausgangssignals 19 der zweiten Triggerschaltung TDl. Der Ausgang 20 der Triggerschaltung 7"Al hat neben seiner Verbindung zur Triggerschaltung TD1 noch eine über eine Diode 21 gehende Verbindung zu einem Kondensator Cl, dessen andere Seite an ein Bezugspotential (hler als Masse dargestellt) angeschlossen Ist. Dem Kondensator Cl Ist ein Widerstand AI parallelgeschaltet. Die Diode 21, der Kondensator Cl und der Widerstand RI sind sämtlich Bestandteil des Schwellenslgnalgenerators 16.

Für jeden der übrigen Tonkanäle In der Anlage 10 glbi es ebenfalls jeweils einen Steuerkanal, der ähnlich aufgebaut Ist wie der vorstehend beschriebene Steuerkanal für den ersten, den Verstärker CWl enthaltenden Tonkanal, So wird das aus der Quelle 12 stammende Eingangssignal des zweiten Tonkanals einem Kanalvergleicher-Verstärker CA 2 zugeführt, der außerdem als zweites Eingangssignal das Schwellensignal auf der Leitung 18 empfängt. Der Ausgang des Verstärkers CA 2 Ist mit einer monostabilen Triggerschaltung TRl verbunden, die Ihrerseits mit einer zweiten monostabilen Triggerschaltung TDl verbunden 1st, welche einen Ausgang für ein »Kanalein-

schaltsignal« aufweist, der mit dem Steuereingang des Tonkanalverstärkers CHl verbunden ist. Der Steuerkanal für den Tonkanal der Quelle IW 'besteht aus einem Vergleicher-Verstärker CAN, einer ersten monosiabl'en Triggerschaltung TRN und einer zweiten monostabilen Triggerschaltung TDN. Die Ausgänge der Triggerschaltungen TRl und TRN sind außerdem mit jeweils einer Diode 22 bzw. 2N verbunden, wobei auch diese Dioden Teile des ScHwellenslgnalgenerators 16 sind.

Die in Flg. 1 dargestellte Anordnung zur Vorrangsteuerung der Mischung enthält außerdem eine Überwachungseinrichtung 30 zur Erzeugung einer Reihe von Verstärkungssteuersignalen, die dazu verwendet werden, den Betrieb des Ausgangsverstärkers AO zu steuern. Die Überwachungseinrichtung 30 enthält einen Summierverslärker SA 1 mit einer VIeizahl von Eingängen. Ein Eingang des Verstärkers SA1 ist mit dem Ausgang der monostabilen Triggerschaltung TDi im Steuerkanal des ersten Tonkanals verbunden. Ein weiterer Eingang des Verstärkers SAl ist mit dem Ausgang der Triggerschaltung TD2 im Steuerkanal für das zweite Tonsignal verbunden. Für die übrigen Kanäle sind ähnliche Verbindungen vorgesehen, bis hin zu einer Verbindung von der Triggerschaltung TDN zu einem der Eingänge des Summierverstärkers SA 1.

Die Überwachungseinrichtung 30 enthält außerdem eine Referenzspannungsquelle 31 mit drei Ausgängen 32, 33 und 34. Die Spannung am Ausgang 32 hat eine konstante Amplitude, die etwas niedriger Ist als das Doppelte der Amplitude der Ausgangssignale 29 von den die Kanaleinschaltsignale liefernden Zeltschaltungen TDX, TDl... TDN. Die Ausgangsgröße auf der Leitung 33 Ist eine Spannung konstanter Amplitude, die etwas niedriger Ist als das Dreifache der Amplitude der Kanaleinschaltsignale. Die Ausgangsgröße auf der Leitung 34 Ist eine konstante Spannung mit einer Amplitude, die etwas niedriger ist als das Vierfache der Amplitude der Kanalelnschaltslgnale.

In der Überwachungseinrichtung 30 befinden sich ferner drei als Vergleicher ausgebildete Verstärker CMl, CMi und CM4. Der Verglelcher CMl ist mit seinem einen Eingang an den Ausgang 32 der Referenzspannungsqueüe 31 und mit einem zweiten Eingang an den Ausgang des Summlerverstärkers SA1 angeschlossen und erzeugt ein Verstilrkungssteuerslgnal Immer dann, wenn sich zwei der Tonkanäle Im System 10 In Ihrem »Ein«-Zustand befinden. Der Verglelcher CMi empfängt seine Eingangssignale vom Verstärker SA1 und vom Ausgang 33 der Referenzspannungsquelle und erzeugt ein Ausgiingsslgnal, immer wenn sich drei Tonkanäle Im »Eln«-Zustand befinden. Der Verglelcher CMA empfängt seine Eingangssignal vom Verstärker SA1 und vom Ausgang 34 der Referenzspannungsquelle und erzeugt ein Vcrstärkungssteuerslgnal immer dann, wenn sich vier oder mehr Tonkanäle im »Eln«-Zustand befinden. Die von den Vergleichern CMl, CM3 und CMA gelieferten Verstärkungssteuersignale werden alle auf den Dämpfer/Verstärker AO gegeben, um die Verstärkung des Gesamtsystems zu steuern.

Bevor auf den Betrieb der Tonanlage 10 und Ihrer Vorrangsteuerung eingegangen wird, sind noch einige Ausführungen über den Schwellenslgnalgenerator 16 und die Natur des von Ihm erzeugten Schwellensignals zweckmäßig. Jedesmal wenn einer der monostabilen Triggerschaltungen 77? 1, TRl... TRN ein Ausgangssignal erzeugt, wird dieses Signa! über eine der Dioden 21, 22, ... IN gekoppelt, um den Kondensator Cl auf einen festen Maximalpegel 41 (Flg. 2A) aufzuladen. Dieser maximale Schwellenwert 41 ist vorzugsweise etwas höher als die Maxfmalamplftude 42 der von den Signalquellen 11, 12, ... l/V der Anlage erzeugten primären Tonsignale. Die Ladung am Kondensator Cl und somit die Spannung auf der Leitung 18 wird über die gesamte Dauer 71 des im Steuerkanal auftretenden Ausgangssfgnals 20 auf dem Maximalwert 41 gehalten. Am Ende der Zeitspanne TX jedoch beginnt der Kondensator Cl, sich schnell über den Widerstand RX (Fig. 1) zu entladen. Infolgedessen

ίο nimmt die Amplitude des Schwellensignals nach einer vorbestimmten Zeltfunktion ab, wie es mit der Kurve 43 in Flg.2A dargestellt Ist. Vorzugswelse ist die Entladegeschv/lndigkeit des Kondensators Cl relativ hoch, so daß das Schwellensignal den Wert Null innerhalb einer Zeltspanne Γ3 erreicht, die gleich oder kürzer ist als die Zeltspanne TX.

Es Ist nicht wichtig, wenn auch vorteilhaft, daß das Schwellensignal einer exponontiellenr Kurve ähnlich der Kurve 43 in Fig. IA folgt. Der Schwellenslgnalgenerator

2ü 16 kann also auch modifiziert werden, um als Schwellensignal ein linear abfallendes Rampensignal 44 zu bringen, wie es In Fl g. 2B dargestellt ist. Eine wiederum andere Möglichkeit wäre ein treppenförmig abfallendes Schwellensig.'ial, wie es mit 45 in Flg. 2C gezeigt ist. Es Ist jedoch wichtig für einen wirksamen Betrieb der erfindungsgemäßeii Anordnung, daß die Amplitude des Schwellensignals von einem maximalen Schwellenwert 41 ausgehend als Funktion der Zelt abnimmt, sei es gemäß einer Wellenform der mit den Kurven 43. 44 und 45 dargestellten Art oder gemäß irgendeinem anderen Verlauf.

Zur Erläuterung des Betriebs der Tonanlage 10 und der darin wirkenden Vorrangsteuerung sei zunächst angenommen, daß nur ein Mikrofon M1 in Gebrauch ist und ein primäres Tonsignal erzeugt, wie es allgemein mit dem Signal 46 In Fig. 2 A dargestellt 1st. Dieses primäre Tonsignal, also das Ausgangssignal der Quelle II, wird ständig mit dem exponentiell abfallenden Schwellensignal 41-43 (I ig. 2 A) Im Kanalvergleicher CA 1 (Fig. 1) verglichen. Zu einem gegebenen Zeitpunkt, der in Fig. 2 A bei 47 dargestellt ist. überschreitet eine positive Spitze des Signals 46 den abfallenden Teil 43 des Schwellensignais. Wenn dies eininU, erzeugi der Vergleicher CAX (Flg. 1) ein Ausgangssignal, das den ersten monostabilen Multivibrator TR1 betätigt, worauf dieser ein Ausgangssignal 20 erzeugt, das dann seinerseits die zweite Triggerschaltung 7Dl Im Steuerkanal betätigt. Die Schaltung TDX erzeugt ein Kanaleinschaltsignal 29 vorbestimmter Dauer 77, das dem Tonkanalverstärker CHX angelegt wird um diesen Verstärker aus seinem normalen, minimal verstärkenden »Aus«-Zustand in einen maximal verstärkenden »Eln«-Zustdnd umzuschalten. Auf diese Welse gewinnt das Mikrofon MX effektiv Zugang zum Ausgangskanal, d. h. über den Verstärker CWl zum Verstärker SAO und zum Verstärker A 0. Dieser Betriebszustand für den Tonkanal der Quelle 11 bleibt für die Dauer 77 des Einschaltsignals 29 aufrechterhalten. Bei einer typischen Anlage kann die Zeltdauer Tl in der Größenordnung von 200 Millisekunden Hegen; es können jedoch auch wesentlich andere Werte zugelassen werden.

Die erste Triggerschaltung TR1 im Steuerkanal erfüllt die Aufgabe eines Schwellen-Wiederherstellers, um das vom Schwellenslgnalgenerator 16 erzeugte Schwellensignai wieder auf seinen Maximalwert zurückzustellen. So wird das Ausgangssignal 20 der Trigger schaltung TR X über die Diode 21 auf den Kondensator Cl gegeben, womit sich dieser auflädt. Wie oben erwähnt, wird

der Kondensator auf einen Pegel aufgeladen, der höher 1st als die höchstmögliche In positiver Richtung gehende Spitze im Ausgangssignal irgendeines der Mikrofone. Der Kondensator Ci wird wieder für die gesamte Zeltspanne TX des Signals 20 auf seiner maximalen Ladung (Pegel 5 41 in Flg. 2A) gehalten. In einer gegebenen Anlage kann die Zeltspanne TX in der Größenordnung von 10 Millisekunden liegen. Während der Dauer maximaler Ladung am Kondensator CX wird allen übrigen Mikrofonen der Zugang zum Ausgangskanai SAO, AQ ver- to weigert. Alle Tonkanäle werden somit für mindestens 10 Millisekunden daran gehindert, in den »E(n«-Zustand zu gelangen.

Nachdem die erste Triggerschaltung 77? 1 zurückgekippt ist und das Signal 20 endet, läßt der Widerstand R 1 den Kondensator Cl sich entladen, so daß die Amplitude des Schwellensignals gemäß der in F i g. 2 A gezeigten exponentiellen Rampe 43 abnimmt. Vorzugsweise ist die Zeltkonstante für die Schaltung Rl, Ci viel kleiner als das Intervall Ti. Typischerweise liegt iüt den Fall einer Zeitspanne TX von 10 Millisekunden die besagte Zeitkonstante bei ungefähr einer Millisekunde, so daß der abfallende Teil 43 des Schwellensignals einen Bereich von ungefähr 80 dB Innerhalb eines zehn Millisekunden dauernden Intervalls Ti durchläuft. Bei noch aktivem Mikrofon Ml geht die abfallende Flanke des Schwellensignals jedoch nicht bis zum Ende, da das Mikrofonsignal 46 wieder einen positiven Spitzenwert erreicht, der die Amplitude der abfallenden Flanke ungefähr beim Punkt 47 überschreitet. Wenn dies eintritt, dann stelll die erste Triggerschaltung TR1 den Schwel lensignalgenerator 16 wieder auf seinen Maximalpesel zurück und triggert die zweite monostabile Schallung TDX nach, womit der erste Tonkanal für die Dauer einer weiteren Periode Tl von 200 Millisekunden in den »Einw-Zustan^ zurückversetzt wird.

Nun sei der Fall betrachtet, daß am Mikrofon Ml eine zweite Person zu sprechen beginnt. Wegen der Wechselstromnatur der Vergleichsvorgänge, die in den Vergleichen CA 1 und CAl gemäß der Darstellung in F ig. 2 A durchgeführt werden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das zweite Mikrofon Zugang zum Ausgangskana! der Anlage gewinnen kann, auch wenn das Mikrofon MX aktiv bleibt und die beiden Mikrofone Signale gleicher Amplitude erzeugen. Wie man in Fig. 2 A erkennt, ist das Signal 46 vom Mikrofon MX in der Signalquelle 11 während 50% der Zeit negativ, und während jeder negativen Halbwelie des Signals 46 kann ein dazwischenkommendes Signal aus einem anderen Mikrofon positiv werden, die Flanke 43 überschreiten und den zweite« Tonkanal In den »Ein«-Zustand bringen. Falls das Signal vom Mikrofon Ml höhere Amplitude hat als das Signal vom Mikrofon Ml, sind natürlich die Möglichkeiten zum Zugang noch besser. Häufig wird aber selbst ein Signal vom Mikrofon Ml, das niedrigere Amplitude hat, Zugang zur Anlage bekommen. Außerdem kann während jeder Sprechpause der das Mikrofon MX benutzenden Person eine das Mikrofon Ml benutzende Person Zugang zur Anlage finden, selbst wenn das Mikrofon M\ »eingeschaltet« bleibt. Die schnelle Erneuerung infolge der raschen Abfallzelt der Rampe und die unregelmäßige (statistische) Natur der Sprachsignale führen also In Kombination dazu, daß es leicht möglich wird, zwei Sprecher die Anlage 10 gleichzeitig gemeinsam benutzen zu lassen, ohne daß Töne merklich abgeschnitten werden.

Wenn zwei Tonsignalkanäle beide Im »E!n«-Zustand sind, dann hat das Ausgangssignal des Summlerverstärkers SAX (Fig. 1) eine Amplitude, die doppelt so hoch Ist-wie die Amplitude eines der Kanaleinschaltsignale 29, und das vom Verstärker SA1 kommende Eingangssignal zum Überwachungsverstärker CMl überschreitet die Größe des Referenzeingangs 3Ϊ. infolgedessen erzeugt der Überwachungsverstärker CMl an seinem Ausgang ein Verstärkungssteuersignal, welches eine Anzeige dafür ist, daß zwei Tonsignalkanäfe »eingeschaltet« sind. Dieses Signal wird an den Verstärker AQ gelegt, um die Gesamtverstärkung um 3 dB zu vermindern und somit die Stabilität der Anlage 10 gegenüber Rückkopplungen aufrech tzuerhal ten.

In der Tat ist die Anlage 10 mit der dargestellten Steueranordnung gut in der Lage, einen eingeschalteten Zustand von gleichzeitig drei, vier oder noch mehr Tonsignalkanälen zuzulassen, lcnws- ··.-" d*»i Tonkanäle eingeschaltet sind, erzeugt der Vergleicher CiWi &■■■. ■ c
Stärkungssteuersignal, das den Verstärker AQ veranlaßt, die Ausgangsdämpfung auf-6 dB einzustellen. In ähnlicher Weise wird, wenn vier oder mehr Tonkanäle eingeschaltet sind, vom Überwachungsverstärker CMA ein Signal an den Ausgangsverstärker AO gelegt, we!< ues uit Gssamtverstärkung der Anlage 10 auf ein Maß einstellt, das einer Dämpfung von 9,2 dB entspricht.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Steueranordnung der Tonanlage 10 effektiv alle Tonsignalquellen 11, 12 ... l/V in Intervallen prüft, deren Dauer veränderlich und stets geringer als 20 Millisekunden ist (angenommen TX + ⁷"i - 20 Millisekunden), wobei nach primären Tonsignalen gesucht wird, die im Augenblick die von der abfallenden Flanke des vom Generator 16 gelieferten Signals gebildete Schwelle Überschreiten. Der ersten Tonsignalquelle, die diese Schwelle überschreitet, wird für eine Zeit Tl von 200 Millisekunden voller Zugang zum Ausgangskanal der Anlage geboten. Wenn nur ein Mikrofon aktiv ist, dann wird der Zugang in Intervallen von weniger als 20 Millisekunden verlängert. Somit bekommt dieses eine Mikrofon den Vorzug, auf Dauer die volle Verstärkung des Systems zu benutzen.

Wenn die erste Tonsignalquelle unwirksam und eine zweite Quelle aktiv wird, z. B. wenn die sprechende Person den Ort wechselt oder wenn eine zweite Person zu sprechen beginnt, dann bekommt das zweite Mikrofon innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 20 Millisekunden vollen Zugang zum Ausgangskanal des Systems. Wenn zwei Personen gleichzeitig in zwei verschiedene Mlkrcfone sprechen, dann wird jedes Mikrofon ungefähr alle 40 Millisekunden auf den neuesten Stand für seinen Zugang zur Anlage gebracht. Dies Ist mehr als ausreichend, um sicherzustellen, daß beide Mikrofone eingeschaltet bleiben, denn jedes Brincen auf den neuesten Stand gewährt eine Einschaltdauer von 200 Millisekunden. Um einen angemessenen Schutzabstand gegen übermäßige Rückkopplung zu garantieren, wird immer, wenn zwei beliebige Mikrofone gleichzeitig eingeschaltet sind, die Verstärkung im Ausgangskanal um 3 dB vermindert.

Wenn bei gleichzeitiger Rede von zwei Personen die eine mit leiser und die andere mit lauter Stimme spricht, dann besteht für beide nahezu die gleiche Wahrscheinlichkeit Ihres Zugangs zum Ausgangskanal des Systems, well nur positive Tonsignalamplltuden mit dem Schwe!- lenslgnal verglichen werden. Während negativer Ausschläge Irgendeines der von den verschiedenen Mikrofonen kommenden primären Tonsignale, was die Hälfte der verfügbaren Zeit ausmacht, hat ein schwächeres Signal von einer zweiten Quelle volle Möglichkeit des Zugangs zur Anlage.

Wenn mehrere verschiedene Personen um den Zugang zum System wettelfern, nimmt die Wahrscheinlichkeit eines Zugangs für alle Beifügten ab. Dies begrenzt effektiv die maximal mögliche Anzahl von Tonkanälen, die zu Irgendeiner gegebenen Zeil Im »Eln«-Zustand sein können. Wenn z. B. zehn Sprecher gleichzeitig loslegen, dann wird, wie eine Wahrscbelnllcbkeltsanalyse zeigt, jedei ungefähr 88% der Zelt »eingeschaltet« sein. Die Steueranordnung nach Flg. J führt also effektiv zu einer Art »Zeitauftellung« bei der Vergabe der Verstärkung der Anlage, wenn eine große Anzahl von Sprechern die Anlage gleichzeitig benutzen will. In der Praxis bedeutet dies jedoch keine wirklich nachteilige Beschränkung der Effektivität, denn wenn mehrere Personen gleichzeitig sprechen, kann sowieso keine verstanden werden.

DIr Flg. 3 veranschaulicht die Auswirkung der vorstehend genannten Zeltaufteilung anhand einer graphischen Darstellung, welche den Verlust des Verstärkungsspielraums als Funktion der Anzahl der Mikrofone In einer gegebenen Tonanlage zeigt. Es sind verschiedene Kurven für verschiedene Werte des »Zugangsverhältnisses« (definiert als X = 72/72) eingezeichnet, und zwar für die Werte fünf, zehn und zwanzig und für den Fall eines unendlich hohen Zugangsverhältnisses, wie es für einen normalen Mischer gilt. Bei einem Zugangs"erhältnis von zwanzig können zehn Mikrofone nur 88% der Zeit eingeschaltet sein, d. h. man bekommt wegen der damit verbundenen Zeitaufteilung In diesem Fall einen um 1,2 dB verbesserten Verstärkungsspielraum, wie es der Punkt 51 gegenüber dem Punkt 52 In FI g. 3 zeigt. Die Verbesserung wird noch größer, wenn die Anzahl der Mikrofone höher wird.

Der Scheitelwert der für ein Zugangsverhältnis von zwanzig geltenden Kurve in Flg. 3 macht außerdem deutlich, daß die üesamtverstärkung der Anlage für jede beliebige Anzahl an Mikrofonen niemals mehr als um 9,2 dB vermindert werden muß, um die Stabilität der Anlage sicherzustellen. Dies ermöglicht gut einen effektiven Betrieb der Anlage mit einer nur begrenzten Anzahl an Abstufungen bei der Verstärkungsverminderung des Verstärkers A 0, ohne daß die wirksame Stabilität gegenüber Rückkopplungen In Gefahr gerät. Für ein niedrigeres Zugangsverhältnis vom Wert zehn braucht zur Sicherstellung der Stabilität die Verstärkungsverminderung nur über ein Gesamtmaß von 6,3 dB zu gehen, wie es die entsprechende Kurve In Flg. 3 zeigt. Wie zu erwarten, ist dieses Maß bei einem Zugangsverhältnis von fünf noch niedriger; jedoch kann eine solche Herabsetzung des Zugangsverhältnisses In manchen Fällen zu Zerhackungen führen.

Bei einem Zugangsverhältnis von zwanzig, wie es für die oben beschriebene spezielle Ausführungsform der Tonanlage 10 nach Fig. 1 gilt, Ist eine Verstärkungsverminderung von 3 dB angemessen für den Fall, daß zwei Mikrofone eingeschaltet sind. Eine zusätzliche Verstärkungsverminderung um 3 dB im Falle dreier eingeschalteter Tonkanäle und *;Ine weitere Verstärkungsverminderung um 3,2 dB bei Einschaltung von fünf oder mehr Tonkanälen gewährleistet einen stabilen Betrieb für eine Anlage m/t beliebiger Gesamtanzahl an Mikrofonen.

Die Fig, 4 Ist eine graphische Darstellung des Zugangsverhäitnisses TlITX als Funktion des prozentualen Fehlers oder der Ausfallwahrschelnllchkelt infolge der Zeltaufteilung bei der Vergabe der Zugänge durch die beschriebene Steueranordnung. Man erkennt, daß, wenn vier miteinander konkurrierende Mikrofone aktiv sind (unter der Annahme praktisch gleicher Amplitude der Ausgangssignale), die Fehlerrate Im Falle eines Zugangsverhältnisses von zwanzig ungefähr gleich 0,39t. Ist, wie es der Punkt 55 In FI g. 4 zeigt. Bei drei aktiven Mikrofonen und unter der gleichen Annahme wie oben Ist die Fehlerrate auf ungefähr 0,03% vermindert. Für das hler betrachtete spezielle Zugangsverhältnis liegt der Prozentfehler im Fall von nur zwei aktiven Mikrofonen links außerhalb der Skala, etwa bei 0,0003%. Werte unterhalb 0,3% werden bei Sprache gewöhnlich nicht bemerkt.
Die Flg. 5 zeigt, um wieviel besser die Verstärkung bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber dem Fall eines herkömmlichen Mischers Ist, und zwar als Funktion der Anzahl der Mikrofone In einer gegebenen Tonanlage. Die Flg. 5 zeigt einzelne Kurven für verschiedene Dämpfungsmaße des »Aus«-Zustandes der Kanal verstärker CHU CH 2 ... CHN In einem Bereich von Unendlich bis herunter auf ein Dämpfungsmaß von nur -5 dB. Man erkennt, daß ein Dämpfungsmaß von -20 dB für den »Aus«-Zustand nahezu das gleiche Ergebnis bringt wie ein geöffneter Schalter (unendlf- -ehe Dämpfung). Bei Dämpfungen von -10 dB und -5 dB 1st die Verbesserung wesentlich geringer. In bestimmten Situationen (z. B. für das Mikrofon eines Vorsitzenden öder für ein K, nzdmlkrofon) kann es jedoch zwekmäßlg sein, eine geringere Dämpfung oder eine Dämpfung vom Wert Null für den »Aus«-Zustand vorzugeben.

Die Fig. 6 zeigt eine spezielle Schaltung, die In der Anlage nach Fig. 1 für die Tonkanalverstärker CHU CHl, ... CHN verwendet werden kann. Die in Flg. 6 dargestellte Schaltung CHX hat einen Eingangswlderstand Rl, der mit der einen Hauptelektrode eines Feldeffekttransistors FTX verbunden ist, dessen andere Hauptelektrode an den negativen Eingang eines Funktionsverstärkers A 1 angeschlossen Ist. Der positive Eingang des Verstärkers AX ist mit der Masse des Systems verbunden. Die Basis des Transistors FTX liegt an einer Integrierschaltung, bestehend aus einem Widerstand R 5, der an den Ausgang der Triggerschaltung TDl angeschlossen Ist, und einem Kondensator Cl, der nach Masse führt. Der Ausgang des Verstärkers Al Ist mit einem Eingang des Summierverstärkers SAO (Flg. 1) verbunden. Vom Ausgang des Verstärkers A 1 führt ein Rückkopplungswiderstand RA zurück zum negativen Eingang. Zwischen den Widerständen Rl und R4 liegt ein veränderbarer Widerstand R 3.

Typischerwelse liegt der Steuereingang der Schaltung CHX (am Widerstandes in Fig. 6) auf -15 Volt für den normalen »Aus«-Zustand dieses Kanalverstärkers und wird mit dem Kanaleinschaltsignal 29 von der monostabilen Schaltung TDX auf Null Volt gebracht. Der Wlderstand RA Ist gleich dem Widerstand Rl bemessen. Im »Eln«-Zustand der Schaltung ist die Gesamtverstärkung des Verstärkers gleich 0 dB. Die Verstärkung im »Aus«- Zustand hängt von der Einstellung des Widerstandes R 3 ab. Wenn die Widerstände Λ2 und RA z. B. 10 Kiloohm betragen und der Widerstand R 3 auf einen Wert von 90 Kiloohm eingestellt Ist, dann beträgt die Verstärkung für den »Aus«-Zustand -2OdB. Die Verwendung einer Integrierenden Schaltung wie der Schaltung R5, Cl am Steuereingang des Verstärkers CHX ist nicht zwingend, aber vorteilhaft, denn sie verhindert, daß Schaltstöße über den Transistor FTX In dem Tonkanal gekoppelt werden. Der Integrator R 5, Cl sorgt auch für ein weiches Ein- und Ausschalten der Verstärkeranordnung. Ein geeigneter Transistor für die Schaltung nach Flg. 6 Ist der Typ 2NA393, und für den Funktionsverstärker eignet sich der Typ LF355. Beide sind rauscharm und bringen wenig Verzerrung. Bei Verwendung dieser Bauteile kann man für Rl und A4 Widerstände von jeweils 10 Kilo-

ohm und für R 3 ein Potentiometer von 0-100 Kiloohm vorsehen.

Die Flg. 7 zeigt eine geeignete Betriebsschaltung für den Ausgangsverstärker oder -dämpfer A0 nach Flg. 1. Der obere Tel) der Schaltung entspricht Im wesentlichen dem Aufbau nach Flg. 6, er enthält einen Eingangswiderstand Λ 6, einen Feldeffekttransistor FTl, einen Funktionsverstärker A Z und einen Integrierenden Steuereingang für die Basis des Transistors m)t einem Widerstand R 9 und einem Kondensator C3. Ein Rückkopplungswiderstand Ä8 für den Verstärker Al und ein Widerstand Rl, der die Widerstände R6 und Λ8 miteinander verbindet, vervollständigen den ersten Teil der Schaltung.

In der Schaltung AO nach Flg. 7 verbindet ferner ein Widerstand RIO den Eingangswiderstand R6 mit einer Elektrode eines zweiten Feldeffekttransistors FT3, dessen Ausgangselektrode mit dem negativen Eingang des Verstärkers A 2 verbunden Ist. In diesem Fall besteht der Steuereingang zur Basis des Transistors aus einer Integrierenden Schaltung, die einen Widerstand Λ11 und einen Kondensator CA enthält. Ein weiterer Steuerelngangs-Translsto, FI'4 Ist In ähnlicher Welse geschaltet, und zwar mit einem Koppelwiderstand RU und einer Steuereingangsschaltung, die einen Widerstand R13 und einen Kondensator C 5 enthält.

Die in FI g. 7 dargestellte spezielle Schaltungsanordnung /40 hat eine Gesamtverstärkung von OdB, wenn keiner der Steuerelngangs-Translstoren ein Verstärkungssteuersignal empfängt. Kommt ein Verstärkungssteuersignal vom Vergleicher CMl, welches anzeigt, daß zwei Tonkanäie aktiv sind, dann Ist die Verstärkung -3 dB. Wenn ein weiteres Steuersignal vom Vergleicher CM 3 empfangen wird, was das Aktivsein dreier Tonkanäle anzeigt, dann fällt die Verstärkung auf-6 dB. Wenn von allen der Vergleicher CMl-CM4 Verstärkungssteuersignale kommen, dann beträgt die Gesamtverstärkung der Schaltung AO etwa -9,2 dB. Wie Im Falle der In Flg. 6 gezeigten Schaltung werden die Steuereingangssignale durch Integration verlangsamt, um eine welche Eln/Aus-Umschaltung des Dämpfers/Verstärkers zu bekommen., Für die Feldeffekttransistoren und für den Funktionsverstärker können die gleichen Bausteine genommen werden, wie sie oben In Verbindung mit Flg. 6 erwähnt wurden. Geeignete Widerstandswerte sind 10 Kiloohm für R6 und R8, 15 KHoohm für R7 und RIl und 5,6 KlIoohm für R10.

Es sind auch verschiedene Abwandlungen gegenüber der dargestellten Anordnung möglich, um eine erfindungsgemäße Vorrangsteuerung in der Mischung zu realisieren. So Ist es z. B. nicht unbedingt notwendig, daß die Zeitschaltungen für das Schwellensignal (TRl) vor den Zeltschaltungen für die Kanalelnschaltung (TDV, In den Steuerkanälen für die einzelnen Tonkanäle Hegen. Statt dessen können die das Kanalelnschaltslgnai liefernden Schaltungen TDl auch direkt vom jeweiligen Verglelcher/Verstärker CA 1 betätigt werden. Bei einer solchen Anordnung kann die Zeitschaltung TRl, welche den kurzen Sihwellen-WIederherstellungslmpuls 20 erzeugt, von dem das Kanalelnschaltslgnai liefernden Ausgang der Triggerschaltung TD1 betätigt werden. Wie es aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, besteht die gründlegende Funktion der Überwachungsschaltung 30 darin, die Anzahl der Im Augenblick »eln- geschalteten« Tonkanäie festzustellen (zu »zählen«) und abhängig davon geeignete Verstärkungssteuersignale für den Ausgangsverstärker oder -dämpfer A 0 zu erzeugen Dieser Zweck kann auch mit geeigneten digitalen Zählschaltungen anstelle der In Flg. I dargestellten Verglel- cherschaltungen erfüllt werden.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig suin, einem oder mehreren Mikrofonen vollen, unbeschränkten Zugang zur Anlage zu gewähren. Bei der Anlage nach .Flg. 1 mit dem In Flg. 6 gezeigten Kanalverstärkerauf bau CHX kann man dies leicht dadurch erreichen, daß man den Widerstand R 3 auf einen minimalen Wert oder gar auf Null einstellt. Die Einstellung des Widerstandes R3 auf Null hat zur Folge, daß der Kanalverstärker In seinem normalen »Aus«-Zustand eine Verstärkung von OdB hat, also die gleiche Verstärkung wie im »Eln«- Zustand. Ein gutes Beispiel für einen Fall, wo diese Modifikation wünschenswert Ist, stellt wie oben erwähnt das Mikrofon des Vorsitzenden einer Versammlung dar. Die Steueranordnung bringt aber trotzdem, auch wenn die »Aus«-Dämpfung für einen oder mehrere Kanalverstärker auf Null eingestellt Ist, noch eine Anzeige für den Zustand jedes Kanals; so kann man etwa geeignete Anzeigelampen vorsehen, die von den Ausgängen der die Kanaleinschaltsignale liefernden Triggerschaltungen JDl, TDl ... TDN betätigt werden. Eine Anordnung dieser Art kann z. 3. In einem Gerichtssaal oder In einer Umgebung von Nutzen sein, wo eine Identifizierung des jeweiligen Sprechers wichtig, eine Unterdrückung der Rückkopplung hingegen nicht kritisch ist.

ίο in manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, die Anlage so auszubilden, daß Irgendeine Tonslßnalquelle Immer dann mit Sicherheit Zugang zum Ausgangskanal gewinnt, wenn die In das Mikrofon dieser Quelle sprechende Person mit lauter Stimme Durchsetzung verlangt.

In einer Anlage nach Flg. 1 kann dies erreicht werden, indem man die Amplitude des zum Schwellenslgnalgenerator 16 geileferten Wiederherstellungssignals 20 so einstellt, daß der maximale Pegel 41 des Schwellensignals gerade etwas niedriger als der positive Maximalwert 42 der Amplitude der primären Tonsignale ist (Flg.2A). Bei dieser Modifikation verschafft eine besonders laute Stimme dem Sprecher sofortigen Zugang zur Anlage, während für gewöhnliche Sprachpegel der Gesamtbetrieb der Anlage weiterhin in der oben beschriebenen Welse vor sich geht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Palentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung einer Prioritäten vergebenden Mischeinrichtung In einer Tonanlage mit N Tonsignalquellen, deren jede ein Mikrofon enthält und ein primäres Tonsignal erzeugt, und mit N Tonkanälen, deren jeder mit einer Tonsignalquelle verbunden ist und einen Kanalverstärker enthält, der unter Steuerung durch ein Kanaleinschaltsignal aus einem normalen, minimal verstärkenden »Aus«- Zustand In einen maximal verstärkenden »Eln«- Zustand überführbar 1st, sowie mit einem Ausgangs-

■- kanalvder «Inen Summlerverstärker-für eine additive ..._ Vereinigung der Ausgangssignale aller der Tonkanäle enthält, um ein Endausgangssignal der Anlage zu erzeugen, gekennzeichnet durch
einen Schwellensignalgeneralor (16) zur Erzeugung

-,eines Schwellensignals In Form eines Glelchstrompder Glelchspannungsslgnals gegebener Polarität, des- jzp fsen Amplitude ausgehend von einem festen Maximalwert als eine vorbestimmte Funktion der Zelt abnimmt;

/V Steuerkanäle (z. B. CAl-TRl-TPl), für jeden Tonkanal einen, deren jeder einen Kanalverglelcher (CAD enthält, um das Schwellenslgnal mit dem im zugeordneten Tonkanal vorhandenen primären Tonsignal In seiner Gestalt als Wechselsignal zu vergleichen, und eine Zeltschaltung (TDl), die Immer dann ein Kanal-

" einschaltslgnal (29) vorbestimmter Dauer T2 erzeugt, wenn Spitzenausschläge dieses primären Tonsignals In der besagten gegebenen Polarität das Schwellenslgnal überschreiten, wobei das Kanaleinschaltsignal dem Kanal verstärker (CHI) Im betreffenden Kanal angelegt wird; eine Einrichtung zur Wiederherstellung des Schwellensignals, die alle Steuerkanäle mit dem Schwellenslgnalgenerator koppelt, um das Schwellenslgnal jedesmal wieder auf seinen Maximalwert zu stellen, wenn ein Kanaleinschaltsignal ausgelöst wird.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenslgnalgenerator (16) das Schwellensignal nach jeder Wiederherstellung für ein vorbestimmtes Zeitintervall 7Ί auf seinem Maximalwert hält, bevor es abzunehmen beglnm, und daß die Zeltdauer Tl größer ist als Ti.

3. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert des Schwellensignals (41) höher ist als der maximale Spitzenwert (42) der Ausgangsamplitude jeder der Tonslgnalquel- so len (11, 12 ... l/V), so daß während der Zeitintervalle Tl keine zusätzlichen Tonkanäle in den »Eln«- Zustand gesteuert werden können.

4. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Verhältniswert TtITX definierte Zugangsverhältnis Im Bereich von fünf bis vierzig liegt.

5. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß de- Schwellenslgnalgenerator (16) eine RC-Schaltung aufweist, die einen Kondensator (Cl) enthält, der während des Zeitintervalle Häuf den Maximalwert des Schweißsignals aufgeladen ist und derart mit einem Belastungsv/iderstand (Al) verbunden ist, daß das Schwellensignal gemäß einer Exponentialfunktion abnimmt.

6. Steueranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der RC-Schaltung (Cl, Rl) im Schwellensignalgenerator (16)

wesentlich geringer ist als das Zeltintervall Tl.

7. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskanai einen Ausgangsverstärker (AO) enthält, der abhängig von einem Verstärkungssteuersignal aus einem normalen, maximal verstärkenden Zustand In einen weniger verstärkenden Zustand steuerbar ist, und daß eine Überwa-^ übungseinrichtung (39) vergesehen ist, die eine mit allen Tonkanülen verbundene Überwachungsschaltung enthält, um Immer, wenn eine vorbestlmrnte Anzahl von Tonkanälen im »Eln«-Zustand ist, ein Verstärkungssteuersignal zu erzeugen und auf den Ausgangsverstärker zu geben.

8..Steueranordnung nach Anspruch 7» dadurch.

gekennzeichnet, daß der Ausgangsverstärker (AO) durch eine Mehrzahl von Verstärkungssteuersignalen In mehrere Zustände sukzessiv verminderter Verstärkung steuerbar 1st und daß die Überwachungseinrichtung eine entsprechende Mehrzahl von Verstärkungs-Ifsteuersignalen erzeugt, deren jedes eine jeweils andere , 'Anzahl von im »Eln«-Zustand befindlichen Tonkanä-'■' len anzeigt.

9. Steueranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung ,(30) folgendes enthält: eine Summierschaltung (SAl), ^welche die Kanaleinschaltsignale von allen Steuer-

''kanälen empfängt, um ein Überwachungssignal zu erzeugen, dessen Amplitude charakteristisch für die . Gesamtanzahl der im »Eln«-Zustand befindlichen Kanäle ist;

eine Referenzsignalquelle (31) zur Erzeugung einer Mehrzahl von Referenzsignalen, deren jedes eine konstante Amplitude hat, die etwas niedriger Ist als die Summe einer gegebenen Anzahl von Kanalelnschaltslgnalamplltuden, wobei diese Anzahl für jedes Referenzsignal anders ist;

eine entsprechende Mehrzahl von Steuersignalgebern (CMl, CM3, CMA), deren jeder einen Vergleichet aufweist, der das Ausgangssignal der Summlerschaltung (AO) mit einem der Referenzsignale vergleicht, um ein Verstärkungssteuersignal zu erzeugen, immer wenn das Ausgangssignal der Summlerschaltung das dem betreffenden Vergleicher zugeführte Referenzsignal überschreitet.

10. Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugangsverhältnis Γ2/7Ί ungefähr gleich zwanzig Ist und daß die Referenzsignalquelle (31) der Überwachungseinrichtung (30) drei Referenzsignale erzeugt, deren Amplituden etwas niedriger sind als die Summen von zwei bzw. drei bzw. vier Kanaleinschaltsignalamplituden, und daß drei Steuersignalgeber (CMl, CM3, CM4) vorgesehen sind, die ihre Verstärkungssteuersignale jeweils abgeben, wenn zwei bzw. drei bzw. vier Kanäle Im »Eln«- Zustand sind, und daß die Zustände sukzessiv verminderter Verstärkung des Ausgangsverstärkers (AO) ungefähr den Werten -3 dB bzw. -6,0 dB bzw. -9.2 dB entsprechen.

11. Verfahren zur Steuerung der Prioritätsvergabe und Mischung In einer Tonanlage mit N Tonslgnalquellen, deren jede ein Mikrofon enthält und ein primäres Tonsignal erzeugt, und mit N Tonkanälen, deren jeder mit einer Tonsignalquelle verbunden ist und auf ein Kanaleinschaltsignal hin aus einem normalen, minimal verstärkenden »Aus«-Zustand in einen maximal verstärkenden »Eln«-Zustand überfuhrbar ist, sowie mit einem Ausgangskanal, der einen Mischverstärker zur additiven Vereinigung der Aus-

gange aller der Tonkanäie enthalt, um ein Endausgangsslgnal der Anlage zu erzeugen, dadurch gekenn-Z'-ichret,

daß ein Schwellenslgnal als Gleichstrom- oder Glelchspannungsslgnal gegebener Polarität entwickelt wird, dessen Amplitude für ein vorbestimmtes Zeitintervall 71 auf einem Maximalwert gehalten wird und anschließend während eines nachfolgenden Zeltintervalls T3 auf einen Wert nahe Null abnimmt, wobei Ti und T3 In der gleichen Größenordnung liegen; to daß ständig fü jeden Tonkanal das Schwellenslgnal mit dem primären Tonsignal in seiner Gestalt äis Wechselsignal verglichen wird, um festzustellen, ob eine Überschneidung der Spitzenausschläge des primären Tonsignals mit dem Schwellenslgnal stattflndet;

daß jeder Tonkanal beim Auftreten einer solchen Überschneidung bei diesem Kanal In einen »Ein«- ' Zustand gesteuert wird, und zwar für die Dauer eines -Zeitintervalle Tl, das größer 1st als TU

'daß jedesmal, wenn bei Irgendeinem Kanal eine Überschneidung stattfindet, das Schweilenslgnal auf seinen Maximalwert zurückgestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch JJ, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonanlage daraufhin überwacht wird, wie vleie Tonkanäle im »Eln«-Zusiand sind, und daß die Verstärkung des Ausgangskanals mit wachsender Anzahl der im »Eln«-Zustand befindlichen Kanäle in einer begrenzten Anzahl diskreter Stufen vermindert wird, wobei die letzte Stufe, d. h. die Stufe der größten Verminderung der Verstärkung eingestellt wird, wenn vier und mehr Kanäle im »Ein«- Zustand sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugangsverhältnis TlITl etwa gleich zwanzig Ist und daß die Stufen der Verstärkungsverminderung In der Größenordnung von -3 dB für den Fall des »Eln«-Zustandes zweier Kanäle von -6,0 dB für den Fall des »Ein«-Zustandes dreier Kanäle und von -9,2 dB für den Fall des »Ein«- Zustandes von vier Kanälen liegen.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert des Schwellensignals höher ist als der maximale Spitzenwert der Ausgangsamplitude jeder der Tonslgnaiquellen, so daß während der Zeitintervalle T\ keine zusätzlichen Tonkanäle in den »Ein«-Zustand gebracht werden können.