DE3038929C2

DE3038929C2 - Verfahren und Einrichtung zur Frequenzganganpassung eines Schallerzeugers an die Akustik eines beschallten Raums

Info

Publication number: DE3038929C2
Application number: DE19803038929
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr.-Ing. 5100 Aachen Hesselmann
Original assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Current assignee: MATTH HOHNER AG 7218 TROSSINGEN DE
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE3038929A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Anpassen des Frequenzgangs eines Schallerzeugers, insbesondere eines elektronischen Musikinstruments, an die akustischen Gegebenheiten eines zu beschallenden Raums.

Jeder Schallerzeuger zum Erzeugen von mehr als einer Frequenz weist einen ihm eigenen Frequenzgang auf, das heißt, die unterschiedlichen Frequenzen werden unter sonst gleichen Bedingungen mit unterschiedlichen Amplituden und Hüllkurven erzeugt. Schallerzeuger mit elektronischen Schaltkreisen im Signalkanal erlauben durch Filter, frequenzabhängige Verstärkung, die Auswahl der elektroakustischen Wandler (Lautspreeher) eine weitgehende Annäherung des Frequenzgangs an irgendein vorgegebenes Ideal, und in dieser Form wird der Schallerzeuger, etwa eine elektronische Orgel, dann auch dem Spieler zur Verfügung gestellt.

Der Höreindruck des Publikums hängt jedoch nicht nur von der Bauart des Instruments ab, sondern sehr weitgehend auch von den akustischen Gegebenheiten des Raums, in dem das Instrument gespielt wird; im Extremfall wiederum kann diese »Raumakustik« stark davon abhängen, ob etwa ein Konzertsaal voll besetzt oder nur dünn besetzt ist

Aus der DE-AS 22 08 820 ist es bekannt, den Frequenzgang von elektronischen Musikinstrumenten oder, allgemeiner, von Schallerzeugern dadurch an eine gegebene Raumakustik anzupassen, daß das Schalifefd während des Betriebs an irgendeiner Stelle des Raums gemessen wird, die möglichst nicht direkt von dem ίο Schallerzeuger beschallt wird, um die dort aufgefangenen Signale zur Nachregelung des lnstrumentenfrequenzgangs zu verwenden. Bei der Messung wird natürlich eine Überlagerung des jeweils vorliegenden, vom Schallerzeugerbetrieb herrührenden Schallfeldes mit dem die Raumakustik selbst repräsentierenden Schallfeld erfaßt, während ja eigentlich nur durch das letztere bedingte Frequenzgangkorrekturen vorzunehmen wären.

Aurgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine zu seiner Durchführung bestimmte und geeignete Einrichtung zu schaffen, mittels der eine Frequenzganganpassung des Schallerzeugers weitgehend nur in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Raumakustik ermöglicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale.

Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die Raumakustik im wesentlichen durch das »diffuse« Schallfeld repräsentiert wird, das aber auch in größerer Entfernung vom Schallerzeuger noch durch das vom letzteren erzeugte Direktfeld überlagert wird. Nach dem herkömmlichen Verfahren muß man also den Schalldruck in recht großer Entfernung vom Schallerzeuger messen und kann gleichwohl kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielen.

Bei der Lösung gemäß der Erfindung hingegen wird das Direktfeld abgeschaltet und der Ausschwingvorgang des dann allein noch vorliegenden diffusen Schallfeldes erfaßt. Dies ermöglicht nicht nur eine genauere Erfassung der Raumakustik, sondern erlaubt darüber hinaus die Anbringung des Meßmikrophons sehr nahe am Schallerzeuger oder sogar an diesem selbst.

Im Prinzip könnte man die Raumakustik für mehrere oder jede interessierende Frequenz des Hörbereichs oder wenigstens des betreffenden Instruments getrennt anregen und auswerten. Es ist aber viei einfacher und daher bevorzugt, ein Frequenzgemisch, etwa ein Rauschsignal, zur Anregung zu benutzen und die Auswertung dann frequenzselektiv für die entsprechenden, den Frequenzgang des Schallerzeugers beeinflussenden Schaltkreise vorzunehmen.

Wenn beispielsweise der Schallerzeuger eine elektronische Orgel mit einer Filterbank ist, kann man das Ausgangssignal des oder jedes Meßmikrophons über dieselbe Filterbank einer Auswerteschaltung mit einem Speicher zuführen, dessen Inhalt dann ein Korrektursignal für den — der »Meßphase« der Raumakustik folgenden — Spielbetrieb darstellt und wiederum der Filterbank als Steuersignal zuzuführen ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.

Der Schallerzeuger umfaßt hier einen Orgelgenerator (nicht dargestellt), dessen Ausgangssignal an einen Festkontakt 10 eines Umschalters 12 geführt ist. Von dort gelangt das Signal auf die Eingänge von

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steuerbaren Filtern 14.1,14.2... 14.n, denen jeweils ein den mittels je einer Zeitmittelungs-Schaltung 25.1 ...

weiterer Umschalter 16.1, 16.2 ... 16.n nachgeschaltet 25.n und Gleichrichtern 2ö.l ... 26.Λ an die Eingänge

ist In der Betriebsstellung (»Spielbetrieb«) der Orgel einer Abtast-und Halteschaltung 36 gelegt
üegen die Ausgänge aller Umschalter 16 an einem Nachdem der Raum eingeschwungen ist, wird das

Eingang eines weiteren Umschalters 17, dem eine 5 Direktschallfeld abgeschaltet, etwa durch Stillsetzen des

Verstärkerschaltung 18 und eine Lautsprccheranord- Rauschgenerators 22 mittels ein·"» vom Zeitgeber

nung 19 nachgeschaltet sind. In der Zeü-hnung sind die erzeugten Kommandos. Nach Ablauf einer vorgegebe-

Umschalter in der »Spielstellung« dargestellt. nen Zeitverzögerung entsprechend der Laufzeit des

Für das »Einmessen« des Schallerzeugers nach Schalles vom Lautsprecher 19 bis zu den Mikrophonen

Aufstellung in dem zu beschallenden Raum wird mittels io 23 wird die Abtast- und Halteschaltung 36 durch den

einer Starttaste 20 ein Zeitgeber 21 in Gang gesetzt der Zeitgeber 21 in den Abtastmodus geschaltet, wonach die

alle Umschüler über ein Umschaltsignal an den Abtast- und Halteschaltung den ersten Meßwert

zugeordneten Steuereingängen 12s, 16s 17s in die zwischenspeichert Der nachgeschaltete Multiplexer 27

jeweils andere Schalterstellung umschaltet gibt diese Analoggrößen auf einen Analog-Digital-

In dieser gelangt das Ausgangssignal eines Rausch- 15 Wandler 28, von dem die nun digital vorliegenden Daten

generators 22, der entweder »weißes« oder sogenanntes in einem Digitalspeicher 29, zum Beispie! einen

»rosa« Rauschen erzeugt über Umschalter 17 und Randomspeicher, eingespeichert werden; vor Beginn

Verstärker 18 zum Lautsprecher 19, so daß der Raum der Messung war der Speicherinhalt durch Drücken der

mit einem breiten Frequenzspektrum angeregt wird. Starttaste über Leitung 30 vom Zeitgeber gelöscht

Nach einigen Sekunden, in aller Regel weniger als 20 worden.

zehn Sekunden, ist in dem Raum ein quasi-stationäres Nach einer fest vorgegebenen Zeit von beispielsweise Schallfeld aufgebaut das von mindestens einem 50 oder 100 Millisekunden wird ein zweiter Meßvor-Meßmikrophon erfaßt wird. Im Ausführungsbeispiel gang in analoger Weise durchgeführt, und die neuen sind drei räumlich voneinander entfernte Mikrophone Meßwerte werden ebenfalls gespeichert. Aus den 23.1,23.2 und 233 gleich am Schallerzeuger selbst etwa 25 Randomspeicherdaten kann man nun die Differenz oder an der dem Raum zugewandten Frontseite des den Quotienten der beiden Meßwerte mittels Rechen-Orgelgehäuses, angebracht und auf ein Summiernetz- werk 31 bilden und in einer Form entnehmen, die als werk 24 geschaltet, das über den Umschalter 12 jetzt mit Steuersignal im kompensierenden Sinne an die Steuerder Filterbank verbunden ist. Die Ausgänge der eingänge 14s gelegt werden kann. Hierfür stehen einzelnen schmalbandigen und gegebenenfalls auch 30 hauptsächlich integrierte Schaltkreise zur Verfugung,
unterschiedliche Bandbreite aufweisenden Filter wer-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anpassen des Frequenzganges eines Schallerzeugers an die Raumakustik eines zu beschallenden Raums, bei dem der Raum mittels des Schallerzeugers mit den interessierenden Frequenzen angeregt, das von einem Meßmikrophon erfaßte diffuse Schallfeld ausgewertet und der Schallerzeuger-Frequenzgang entsprechend dem Auswerteergebnis angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallerzeuger nach Erreichen des eingeschwungenen Zustands abgeschaltet wird und daß die Auswertung des gemessenen Schallfeldes erst nach einer Zeitverzögerung entsprechend der Schall-Laufzeit zwischen dem Schallerzeuger und dem Meßmikrophon erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Meßmikrophons zwei in zeitlichem Abstand vorliegende Schalldruckamplituden erfaßt und deren Differenz oder Quotient ausgewertet wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßmikrophon an dem Schallerzeuger angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mehrere, an räumlich im Abstand liegenden Stellen des Schallerzeugers angeordnete Meßmikrophone, deren Ausgangssignale gemeinsam ausgewertet werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der der Schallerzeuger ein elektronisches Musikinstrument mit einer Filteranordnung zur Beeinflussung des Frequenzgangs ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale aller Meßmikrophone für die Auswertung über die Filteranordnung einer Auswerteschaltung zuführbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Filteranordnung nachgeschaltete Auswerteschaltung einen Speicher umfaßt, aus dem Steuersignale zur Beeinflussung der Filteranordnung während des Spielbetriebs des Instruments abrufbar sind.