DE3127669A1

DE3127669A1 - Verfahren zur uebertragung von toninformationen mittels infraroter strahlung

Info

Publication number: DE3127669A1
Application number: DE19813127669
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr. 3000 Hannover Griese
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3127669C2

Description

Verfahren zur Übertragung von Toninformationen mittels infraroter Strahlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ubertragung von Toninformationen n mehreren wählbaren Programmkanälen mittels infraroter Strahlung von mehden Infrarot-Sendern aus zu Infrarot-empfängertragenden Personen, beispielsweise für den Einsatz in Ausstellungen, Museen oder Vergnügungsparks.
Es sind Tonübertragungsverfahren mit frei in den Raum gestrahltem infrarotem Licht bekannt, die zur Übertragung von verschiedenen Toninformationen in mehreren Programmkanälen mit einer entsprechenden Anzahl von Trägerfrequenzen und mit Frequenzmodulation arbeiten. Derartige Verfahren werden insbesondere für Dolmetscheranlagen eingesetzt. Für die verschiedenen Sprachen werden unterschiedliche Trägerfrequenzen verwendet. Ebenfalls für Dolmetscheranlagen sind Verfahren mit phasenmodulierten Impulsen bekannt. Die aufeinanderfolgenden Impulse eines Impulsrahmens, bzw. deren zeitliche Abstände dienen zur Übertragung der verschiedenen Sprachen. Bei Anlagen für den Einsatz in Museen, Ausstellungen oder Vergnügungsparks sind nicht nur Erläuterungen in verschiedenen Sprachen zu übertragen, sondern die einzelnen Ausstellungsexponate sind zusätzlich noch jeweils für sich allein zu erklären. Das bedeutet, daß der Besucher einer solchen Veranstaltung, wenn er von einem Exponat zum nächsten geht, jeweils eine andere Erklärung erhält, wobei der Obergang ohne Störungen erfolgen sollte. übertragungsverfahren mit Frequenzmodulation oder auch mit zeitmodulierten Impulsen sind für diesen Zweck ungeeignet, da in den Übergangsbereichen Interferenzstörungen entstehen.
Aufgabe der Erfundung ist es nahezu ein Verfa.c£ anzugeben, das es gestattet, von Jedem einzelnen Ausstellungsobjekt her über eine Inrraror-Strahlung dem Besucher die zugehörige Informaion in mehreren auswählbaren Sprache zu übermitteln, wobei ein gleitender Übergang von der onformation des einen Objekts zu der Information des nächsten Objekts gegeben sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Toninformationen über die infrarote Strahlung mittels Pulsamplitudenmodulationen übertragen werden, und daß die den Exponaten bzw. Ausstellungsstationen zugeordneten Infrarot-Sender miteinander durch Synchronimpulse synchronisiert werden welche einen Impulsrahmen bilden, in dem die zeitlich aufeinander folgenden Impulse einer entsprechenden Anzahl von Programmkanälen zugeordnet sind.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Pulsamplitudenmodulation ist ebenso wie die kontinuierliche Amplitudenmodulation interferenzfrei, wenn eine Lichtstrahlung als Träger venlJendet wird. Wechselt der einen Infrarot-Empfänger tragenden Besucher von einem Exponat zum nächsten, so tritt ein kontinuierlicher übergang von einer Modulation zur anderen auf, der eine Text wird leiser, der andere lauter. Durch die Ausnutzung der Richtwirkungen von Infrarot-Sender und Infrarot-Empfänger können die Obergangsbereiche verkürzt werden.
Durch die Pulsamplitudenmodulation ist man weiterhin in der Lage, die Erklärungstete in mehreren Sprachen zu übertragen. Dazu wird durch besondere Synchronisierimpulse ein Impulsrahmen gebildet. Die zeitlich aufeinanderfolgenden Impulse eines Impulsrahmens werden den jeweils benötigten verschiedenen Sprachen - Programmkanälen - zugeordnet, während die rahmenzeitgleichen Impulse mit den verschiedenen Erklärungen fUr die einzelnen Exponate moduliert werden.
In den tragbaren Empfängern sind Sprachschalter angeordnet, mit denen der Besucher der Ausstellung die gewünschte Sprache auswählen kann.
Von der Impulsamplitudenmodulation ist allgemein bekannt, daß sie so wenig effizient ist, daß sie gegenüber der normalen Amplitudenmodulation bei gleicher Sendeleistung keine besseren Störabstände bietet, jedoch eine wesentlich größere Bandbreite erfordert. Geht man beispielsweise von der kontinuierlichen Amplitudenmodulation elektromagnetischer Schwinaungen im Radiowellenbereich aus und sendet statt dessen nur kurze amlitudenmodulierte Impulse, so verringert sich bei konstanter Momentanleistung die erforderliche Gesamtleistung um das Tastverhältnis. Beträgt beispielsweise das Tastverhältnis 1 : 100, so beträgt die Gesamtleistung 1/100 der Impulsleistung. Zur übertragung dieser kurzen Impulse ist jedoch auch etwa die 100-fache Bandbreite erforde-rlich. Dabei wächst die Rauschleistung des Empfängers ebenfalls um ein Faktor 100 oder die Rauschspannung um einen Faktor 10 an. Um dies auszugleichen, ist es nötig, die Impulsleistung des Senders um einen Faktor 100 zu erhöhen. Durch die Impulsmodulation wird also bei gleicher Gesamtleistung des Senders keine Verbesserung des Störabstandes erzielt.
überraschenderweise ist es nun bei einer Ubertragung mit dem Medium Licht anders. Auch hier ist bei einem Tastverhältnis von 1/100 die hundertfache Bandbreite des Empfängers nötig und die Rauschspannung steigt um einen Faktor ao. Das bedeutet, daß der Impulsstrom durch die Empfangsdiode des Empfängers ebenfalls um einen Faktor 10 steigen muß, wenn wieder der gleiche Störabstand erreicht werden soll. Dazu ist jedoch nur nötig, daß auch der Strom durch die Sendediode des Senders um einen Faktor 10 erhöht wird. Da die Spannung an den Sendedioden dabei aber nahezu konstant bleibt, ist dazu nicht die hundertfache, sondern nur etwa die zehnfache Leistung aufzubringen. Die Pulsamplitudenmodulation ist also der kontinuierlichen Amplitudenmodulation im Falle der übertragung mit Licht überlegen.
Nachfolgend wird an Hand der Beschreibung und einer Zeichnung das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert.
Es zeigen die Figur 1 ein Impulsschema der ausgesendeten Infrarot-Strahlung, Figur 2 das Schema eines Infrarot-Senders, Figur 3 das Schema eines Infrarot-Empfängers.
Das Impulsschema der ausgesendeten Infrarot-Strahlung ist in Figur 1 dargestellt. Mit der Bezugsziffer 1 ist der unmodulierte Synchronimpuls bezeichnet, mit den Bezugsziffern 2 die amplitudenmodulierten Impulse, die den einzelnen Programmkanälen zugeordnet sind. Hier sind beispielsweise 3 Kanäle a), b) und c) gezeigt, die bei einem Anwendungsbeispiel in einer Ausstellung verschiedenen Sprachen zugeordnet sein können. Eine solche Impulsfolge wird von einem Infrarot-Sender abgestrahlt, der bei einem Exponat aufgestellt ist. Bei mehreren Exponaten ergeben sich nunmehr verschiedene Impulsrahmen, die von den jeweils zugeordneten Sendern abgestrahlt werden, wobei nach der Erfindung über die Synohronimpulse 1 eine. Synchronisierung erfolgt.
Die sendeseitige Anlage ist schematisch in der Figur 2 dargestellt.
Ein Taktgenerator 4 liefert die Synchronimpulse und die noch unmodulierten Kanalimpulse an den Sender 6. Hier werden die Kanal impulse zu Impulsrahmen zusammengestellt, die jeweils die den Exponaten zugeordneten Infrarot-Strahler 5 bis 8 ansteuern. Die den Exponaten zugeordneten Toninformationen werden über die Steuerleitungen 5.1 bis 8.1 in verschiedenen Sprachen den jeweiligen Programmkanälen a, b und c zur Modulation zugeführt. Diese Toninformationen werden normalerweise einem Vieispurtonbandgerät entnommen. An dessen Stelle können natürlich auch mehrere Kassettengeräte oder auch rein elektronische Speicher treten, die keinerlei Abnutzung unterworfen sind.
Die Zahl der Exponate und damit der Infrarot-Sender ist nur beispielsweise gewählt wie auch die Anzahl der Programmkanäle a, b und c. In der Praxis kann die Anzahl größer oder kleiner sein. Ein Ausstellungsraum kann auch von mehreren parallel geschalteten Strahlern versorgt werden.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können auch mehrere Sender mit Strahlern zusammen dezentral aufgestellt und von einem an dem Exponat placierten Tonspeicher angesteuert werden. Die Synchronisation .'er einzelnen Sender muß jedoch von einem zentralen Taktgeber erfolgen, damit sichergestellt wird, daß beim Ubergang von einem Exponat zum nächsten keine Interferenzstörungen auftreten.
Das Prinzipschema eines beispielsweisen Empfängers ist in Figur 3 dargestellt. Die Infrarot-Strahlung wird von der Empfangsdiode 9 aufgenommen und im Verstärker 10 verstärkt. Dieser Verstärker besitzt eine Regel automatik, die in bekannter Weise auf die unmodulierten Synchronimpulse anspricht. Der Verstärker liefert also einen annähernd konstanten Signal pegel am Ausgang. Der Frequenzgang des Verstärkers ist so gewählt - beispielsweise beeinflußt durch den Kondensator 11 mit Hochpaßwirkung - , daß die tiefen Frequenzen weitgehend unterdrückt werden. Das ist nötig, um Störungen durch Fremdlicht, beispielsweise durch Glühlampenlicht auszuschalten. Durch die Gleichrichteranordnung 12 werden die tiefen Frequenzen wieder regeneriert, so daß hier ein unverzerrtes Impulssignal entsprechend der Figur 1 entsteht.
Anstelle dieser einfachen Diodenanordnung für die Regeneration können natürlich auch andere leistungsfähige Anordnungen treten, wie sie beispielsweise aus der Fernsehtechnik bekannt sind.
Mit der Bezugsziffer 13 ist eine Synohronisierschaltung bezeichnet, die auch ähnlich wie beim Fernsehen auf die Synchronimpulse 1 anspricht und eine PLL-Schaltung enthält. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß auch dann, wenn nur ein verrauschtes Signal aufgenommen wird, die Synchronisation des Zählers 14 erhalten bleibt. über dem Kanal-Wahlschalter 15 kann nun dem Zähler die jeweils gewünschte Programmkanal-Impulsfolge - im Beispiel also eine der Sprachen a, b oder c -entnommen werden. Sie wird dem Demodulator 16 zugeführt, der eine Sample and Hold-Schaltung enthält, um den GlättungsauXJand klein zu halten. Der Verstärker 17 verstärkt die jeweilige Niederfrequenzspannung und führt sie dem Kopfhörer 18 zu.
Der Empfänger nach diesem Beispiel braucht keine Spulen oder Filter zu enthalten, er kann also ohne besondere Schwierigkeiten auf einem Chip integriert werden. Das führt zu einem sehr geringen Gewicht, so daß der Empfänger mit einem Ohrbügelhörer eine Einheit bilden kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Übertragung von Toninformationen in mehreren wählbaren Programmkanälen mittels infraroter Strahlung von mehreren Infrarot-Sendern aus zu Infrarot-Empfänger tragenden Personen, beispielsweise für den Einsatz in Ausstellungen, Museen oder Vergnügungsparks, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Toninformationen über die infrarote Strahlung mittels Pulsamplitudenmodulation übertragen werden, und daß die den Exponaten bzw. den Ausstellungsstationen zugeordneten Infrarotsender miteinander durch Synchronimpulse synchronisiert werden, welche einen Impulsrahmen bilden, in dem die zeitlich aufeinanderfolgenden Impulse einer entsprechenden Anzahl von Programmkanälen zugeordnet sind.
2. Verfahren zur Ubertragung von Toninformationen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Synchronimpulse eine größere Impulshöhe und/oder eine größere Impulsbreite als die na-chfolgenden Impulse aufweisen.
3. Verfahren zur Obertragung von Toninformationen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Synchronisation der einzelnen Infrarot-Sender durch eine PLL-Schaltung erfolgt.
4. Infrarot-Empfänger für ein Verfahren zur Obertragung von Toninformationen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e ke n n z ei ch ne t , daß die Empfindlichkeitsregelung auf die Synchronimpulse anspricht.
5. Infrarot-Empfänger flir ein Verfahren zur Ubertragung von Toninformationen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t5 daß die tieffrequenten Impulskomponenten der empfangenen Lichtimpulse durch einen Hochpaß abgesenkt und die Impulse nachfolgend regeneriert werden.