DE3413181C2

DE3413181C2 - Großraumbeschallungssystem

Info

Publication number: DE3413181C2
Application number: DE3413181A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. DDR 1116 Berlin Ahnert; Peter Dipl.-Ing. DDR 1170 Berlin Fels; Wolfgang Dipl.-Ing. DDR 1199 Berlin Hoeg; Werner DDR 1195 Berlin Lorenz; Walter Prof.em. Dr.-Ing. DDR 8020 Dresden Reichardt; Frank Dipl.-Ing. DDR 1636 Blankenfelde Steffen; Gerhard Dipl.-Ing. DDR 1160 Berlin Steinke
Original assignee: Deutsche Post Rundfunk- und Fernsehtechnisches Zentralamt, DDR 1199 Berlin
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1984-04-07
Publication date: 1986-11-27
Also published as: FR2556914A1; GB8425614D0; AT381607B; SU1513636A1; US4618987A; DD242954A3; GB2151439B; DE3413181A1; DE3413181C3; ATA121584A; FR2556914B1; JPS60248099A; GB2151439A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Beschallung beliebiger größerer Räume und Flächen, bei denen Aktions- bzw. Darbietungs- und Rezeptions- bzw. Hörraum direkt aneinandergrenzen bzw. identisch sind, nach Laufzeitprinzipien. Die vorkommenden Fehlortungen und Sprungeffekte bei Bewegungen, die besonders bei wichtigen solistischen Schallquellen störend auftreten, sollen vermieden werden. Die daraus gestellte Aufgabe, eine Laufzeitstaffelung ohne begrenzte Quellbereiche zu realisieren und die Schalleistung der Quellen zu berücksichtigen, wird mit einer Steuervorrichtung gelöst, die mit den Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen verbunden ist und diese analog den Schallwegen zwischen Quellen- und Schallstrahlerorten differenziert steuert. Sowohl für die aufwandsarme Gestaltung der Anlagentechnik als auch für die Automatisierung der Steuerung sind Beispiele gegeben.

Description

oder mehrkanaligen Intensitäts- bzw. Phasenstereofonie mit einer Lokalisation nach den Gesetzmäßigkeiten entweder der Phantomschallquellenbildung oder der ersten Wellenfront. Die Anwendung dieses Prinzips erfolgt außer bei der Rundfunkstereofonie u. a. vorwiegend bei Tonfilmwiedergabe, wo bereits aus optischen Gründen ein Abstand des Rezeptionsbereiches von dem in diesem Falle vertikalflächenhaften Aktionsbereich und eine geringe Breitenausdehnung des Rezeptionsbereiches vorliegen. Mit zunehmender Ausdehnung sowohl des Rezeptionsbeeiches als auch des Aktionsbereiches steigt der technische Aufwand stark an und Fehllokalisationen bzw. Ortungsunschärfen nehmen zu. Der Rezeptionsbereich, in dem eine richtige Lokalisation nach Amplitudenverhältnissen oder Phasenzuordnungen möglich ist, ist allgemein wesentlich schmaler als der Abstand zwischen den Schallstrahlern. Die Intensitäts- bzw. Phasenstereofonie ist deshalb für Großraumbeschallung, wo vorhandene Räume maximal für Aktions- und Rezeptionsflächen auszunutzen sind, unzureichend.

Ausgehend von diesen Grundprinzipien ist ein Großraumbeschallungssystem der eingangs genannten Art bekanntgeworden (DD-PS 1 20 341), das die bisher besten Ergebnisse der Lokalisation, der Klangqualität und des Raumeindrucks bei mehreren Realisierungen gezeigt hat. Es beruht auf einer Aufteilung des Aktionsbereiches in mehrere räumlich begrenzte Quellbereiche, denen jeweils Mikrofone und Verzögerungsglieder zugeordnet sind. Die in bezug auf die Schallstrahlerorte um jeweils mehr als die natürliche Schallaufzeit elektrisch verzögerten Signalanteile der Quellgebiete (bezogen jeweils auf einen Bezugspunkt in diesem Quellgebiet) sind in rückwirkungsfreien Summierungsschaltungen zusammengefaßt, weiche den Schallstrahlern zugeordnet sind. Den Veränderungen des Ortes von bewegten Schallquellen und veränderlichen Gestaltungen des Aktionsbereiches wird mit bekannten Umschalt- oder Überblendvorrichtungen Rechnung getragen, die zwischen den Mikrofonen und Verzögerungsgliedern liegen und somit über die Signalamplitudenänderung an den Verzögerungseinrichtungen die Ortung mehr auf den einen oder anderen Quellbereich umstellen. Als Mittel zur Erhöhung der Räumlichkeit und Durchsichtigkeit sind weitere Verzögerungsgüeder und daran angeschlossene im Raum verteilte Schallstrahler vorgesehen, deren Signale sich in Zeit und Amplitude kontinuierlich an die Signale der primären Schallstrahler anschließen.

Als Nachteil dieses Systems hat sich gezeigt, daß sich die Lokalisation immer dann veschlechtert, wenn die in der Regel verhältnismäßig leisen Originalschallquellen, wie z. B. Sprecher, Sänger oder Instrumente einzeln oder in kleinen Gruppen auftreten, die nachfolgend und im Patentanspruch 1 zusammenfassend als solistische Quellen bezeichnet sind. Solche solistischen Quellen kommen relativ häufig vor und ihre Darbietungen sind vielfach von besonderer Bedeutung. Es ist deshalb ungünstig, daß gerade bei diesen solistischen Quellen, die häufig auch noch bewegt sind, die Ortung nur recht diffus, fehlerhaft bzw. sprunghaft wechselnd erfolgt

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die erwähnten Nachteile des zuletzt beschriebenen Systems zu vermindern, ohne den Aufwand wesentlich zu erhöhen oder die erzielten Vorteile anderweitig zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Analysen der technischen Mängelursachen und Untersuchungen an Systemvarianten haben gezeigt, daß sich die Mangel des vorbeschriebenen Systems unter Beibehaltung aller Hauptmerkmale nicht beseitigen lassen, weil das System auf dieskrete räumlich begrenzte Quellbereiche bezogen ist und damit eine Rasterung im Aktionsbereich aufweist und weil es die Schalleistung der Quellen unberücksichtigt läßt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Großraumbeschallungssystem zu schaffen, das auf den gesamten auch überlappenden Aktionsbereich bezogen ist und, mindestens für solistische Quellen, die Rasterung in räumlich begrenzte Quellbereiche vermeidet, die Schalleistung der Quellen berücksichtigt und dabei die notwendigen Laufzeitstaffelungen realisiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Rezeptions- und im Aktionsbereich verteilten Schallstrahler und diesen zugeordnete Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung mit steuerbaren Verzögerungsbzw. Verstärkereinrichtungen verbunden sind, die mindestens mit den Mikrofonen verbunden sind, die solistisehen Quellen zugeordnet sind, und daß die Steuereingänge der steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen mit Stell- bzw. Steuervorrichtungen zur differenzierten, näherungsweise schallwegproportionalen Steuerung analog den Schallwegen zwischen dem jeweiligen Quellenort und den Schallstrahlerorten verbunden sind.

Die prinzipielle Funktion des Großraumbeschallungssystems nach der Erfindung beruht auf einer näherungsweise zeit- und, soweit erforderlich, lautstärkegetreuen Unterstützung bzw. Simulation der sich von der Quelle über den Aktionsbereich bis in den Rezeptionsbereich hinein ausbreitenden Schallfelder mit einer zeitlichen Quellenpriorität, worunter zu verstehen ist, daß die Schallstrahler jeweils erst nach dem Vorbeiziehen der Wellenfronten der Originalschallquelle bzw. des diese simulierenden Schallstrahlers und der quellennäheren Schallstrahler abstrahlen und daß die Zeitabstände bzw. Verstärkungen nach Leistung und Art der Quellen differenziert sind.

Während das Vergleichssystem den Schritt von der Lokalisation nach Amplitude bzw. Phase zu einer reinen Laufzeitlokalisation in einem Quellbereichsraster darstellt, sich aber auf den Zuhörer und auf Raumwinkel bezieht, beseitigt die Erfindung die Widersprüche zwisehen der Laufzeit- und Amplitudenlokalisation auch in den Übergangsgebieten, wo beim Vergleich meistens der zuerst hörbare Schallstrahler statt der Originalschallquelle geortet wurde, und bezieht sich auf die Quelle, den Aktionsbereich und die Schallstrahlerorte und berücksichtigt die Schallquellenleistung.

In diesem Sinne ist es auch vorteilhaft wenn zusätzlich zu den stationären Schallstrahlern in Aktions- und Rezeptionsbereich ortsvariable Schallstrahler vorzugsweise in der Nähe solistischer Quellen eingesetzt sind.

An den Eingängen der diesen vorgeschalteten Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung liegen Ausgänge von steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen, die stationären und ortsvariablen solistischen Quellen zageordnet sind, deren Steuereingänge, mindestens bei stationären solistischen Quellen, zusätzlich mit den Koordinaten der Ortsveränderung des ortsvariablen Schallstrahlers beaufschlagt sind.

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Die Steuereinrichtung besteht vorteilhaft aus einer doch in Weiterbildung der Erfindung neben den Verzö-Vcrglcichs- und Steuervorrichtung und Eingabeanord- gerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen der Quellen nungen für Quellen- bzw. Mikrofonpositionen, die mit auch die Einrichtungen zur Reflexionserzeugung quelden Vergleichseingängen der Vergleichs- und Steuer- lenortabhängig steuerbar und mit der Steuereinrichtung vorrichtung verbunden sind, während die Steuerausgän- 5 verbunden. Entsprechend dem gewählten Simulationsge der Vergleichs- und Steuervorrichtung an den grad der akustischen Schallfelder sind die Energieantei-Steuereingängen der steuerbaren Verzögerungs- bzw. Ie der verschiedenen den entfernteren Schallstrahlern Verstärkungseinrichtungen liegen. Weitere Verbindun- zugeführten Signale so gesteuert, daß Klarheitsmaße gen der Steuerausgänge können bei verschiedenen An- C₈₀ ^ 0 dB, Deutlichkeitsmaße C50 > 0 dB bzw. Raumwendungen noch zu den Einrichtungen zur differenzier- io eindrucksmaße R > 0 dB unter Einhaltung der Bedinten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung gung, daß die Hallsignale zuletzt am Hörort eintreffen, vorteilhaft sein. einstellbar.

Mit Rücksicht darauf, daß die höhere Ortungsschärfe, Eine weitere Verbesserung der Lokalisation ist, vor die dem System nach der Erfindung gegenüber dem allem wenn sowohl solistische Quellen als auch große Vergleichssystem zu eigen ist, zwar für die solistischen 15 Klangkörper zu berücksichtigen sind, erreichbar, wenn Quellen generell vorteilhaft ist, für einen geschlossenen im Aktionsbereich bzw. im Übergangsgebiet zwischen Klangeindruck größerer Klangkörper und den Raum- Aktions- und Rezeptionsbereich Zusatzschallstrahler eindruck jedoch auch Nachteile zeigen können, ist in annähernd in der Höhe der Quellen angeordnet sind und vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch eine die diesen vorgeschalteten Einrichtungen zur differen-Verbindung beider Systeme möglich, indem die Eingän- 20 zierten Summierung und Verteilung Zusatzdämpfungen ge der Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungs- bzw. Zusatzverzögerungen in solchen Eingängen entfreien Summierung und Verteilung sowohl mit Steuer- halten, denen weitere Einrichtungen zur rückwirkungsbaren als auch mit fest eingestellten Einrichtungen zur freien Summierung vorgeschaltet sind.
Verzögerung verbunden sind, denen zusätzlich den Die Stell-bzw. Steuervorrichtung zur differenzierten, Quellen zugeordnete Einrichtungen zur differenzierten 25 annähernd schallwegproportionalen Steuerung analog rückwirkungsfreien Vorsummierung und Verteilung den Schallwegen besteht im einfachsten Falle aus einer vorgeschaltet sind, an deren Eingängen stationäre Mi- Aktionsflächennachbildung mit darin den Mikrofonort krofone liegen. Die Laufzeit- bzw. Pegeleinordnung der repräsentierenden Bedienfeld zum Stellen der Verzögesolistischen Quellen erfolgt dabei zwischen die Laufzei- rung bzw. Verstärkung.

ten bzw. Pegel des Originalschalls oder einer den Origi- 30 Es ist in Weiterbildung der Erfindung vor allem für nalschall simulierenden Ersatzschallquelle und des Sum- bewegliche solistische Quellen vorteilhafter, die annämcnsignals, das aus der ortsgleichen räumlich ausge- herungsweise schallwegproportionale Steuerung autodehnten Quelle gebildet ist. Die Pegeleinordnung kann matisch direkt von der Veränderung des Mikrofonortes je nach eigener Leistung der Quellen alternativ oder im Aktionsbereich vorzunehmen, indem die Stell- bzw. kombiniert zur Laufzeiteinordnung erfolgen. 35 Steuervorrichtung zur differenzierten, näherungsweise

Die Anwendung der Erfindung ist von besonderer schallwegproportionalen Steuerung mit einer Quellen-Bedeutung für den Übergangsbereich zwischen dem Ortungseinrichtung für den Mikrofonort im Aktionsbe-Aktions- und Rezeptionsbereich und zwar sowohl für reich verbunden ist, die vorzugsweise auf Entfernungsdie dort angeordneten Schallstrahler und Mikrofone als messungen mit dem Vergleich der Laufzeiten elektrisch auch für die dort zu ortenden Quellen und plazierten 40 bzw. optisch übertragener, und akustischer, über den Zuhörer. Mit zunehmender Tiefenausdehnung des Ak- Schallweg zwischen Meßschallsignalgeber und Mikrotions- und Rezeptionsbereiches werden die Bedingun- fön geführter Meßsignale beruht. Dabei kann dem Quelgen unkritischer. Für eine besonders ökonomische Rea- lenort entweder der Meßschallsignalgeber oder vorteillisierung ist es neben der Vorsummierung entfernter hafter das Mikrofon zugeordnet sein.
Quellen deshalb vorteilhaft, die steuerbaren Verzöge- 45 Zwischen die Aktionsflächennachbildung bzw. Emrungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen und die Stell- fernungsmeßeinrichtung und die Stell- bzw. Steuervorbzw. Steuervorrichtungen vorwiegend mit den im Über- richtung ist vorteilhaft eine Recheneinheit für die Umgangsbereich zwischen Aktions- und Rezeptionsbereich rechnung der veränderlichen Ausgangsparameter der angeordneten Schallstrahlern und Mikrofonen zu ver- Aktionsflächennachbildung bzw. Quellenortungseinbinden, während davon entfernter im Rezeptionsbe- 50 richtung in Steuerwerte für die steuerbaren Verzögereich angeordnete Schallstrahler feste bzw. grob gestaf- rungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen unter Berückfeite Pegel- bzw. Zeitzuordnungen in den ihnen züge- sichtigung eingespeicherter akustischer, räumlicher ordneten Einrichtungen zur differenzierten rückwir- bzw. anlagentechnischer Parameter des Beschallungssykungsfreien Summierung erhalten. stems geschaltet. Eine einfache proportionale und

Solche entfernter im Rezeptionsbereich angeordnete 55 gleichmäßige Veränderung der Verzögerung sowie Schallstrahler sind bereits im Vergleichssystem zur Er- auch gleichzeitig oder alternativ der Verstärkung kann höhung der Räumlichkeit und Durchsichtigkeit berück- ohne diese Recheneinheit den meist komplizierten eisichtigt, wo ihnen zusätzliche Verzögerungsglieder für nerseits räumlichen und andererseits akustischen Vereinen kontinuierlichen zeitlichen und amplitudenmäßi- hältnissen nur bei einfachen Anwendungen gerecht gen Anschluß an die Signale der dort vorgesehenen Pri- 60 werden, weil insbesondere die Lokalisation bei gleichmärlautsprechergruppen zugeordnet sind. zeitigen Pegel- und Zeitdifferenzen, abhängig von den

Um die Wiedergabe solistischer, insbesondere be- Schallstrahler-und Quellenabständen recht komplexen

wegter Schallquellen in ein gewünschtes komplex zu Funktionen folgt, die zwar bekannt sind, sich aber in

simulierendes Schallfeld einzuordnen und somit Hörer- analoger Schaltungstechnik nicht mit vertretbarem Aufeignisse in unterschiedlichen Klarheits-, Deutlichkeits- 65 wand realisieren lassen. Auch ist es mittels dieser Rs-

bzw. Raumeindrücken zu erzielen, bleiben die Verzöge- cheneinheit möglich, eine erstrebte Zeitzuordnung zu

rungen für die entfernteren Schallstrahler fest den schaffen, bei der die Signalanteile der solistischen Quel-

Schallstrahler-Ortsdifferenzen zugeordnet, es sind-je- Ien an den Schallstrahlerorten zeitlich zwischen dem

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passierenden Originalschall und den Signa'.anteilen grö- empfängern verbunden bzw. im Aufnahmefrequenzbe-

ßerer Klangkörper eingeordnet sind und dabei Pegeldif- reich erweitert sind, daß am Ende der elektrischen bzw.

ferenzen zu verringern, die zur Verdeckung bzw. Verfäl- optischen Übertragungsstecke am Mikrofon Trennein-

schungder Laufzeitlokalisation führen. richtungen, vorzugsweise PLL-Filter, angeordnet sind

Das Großraumbeschallungssystem hat mit den Stell- 5 und daß die Tastsignale für die Ultraschallstrahler und bzw. Steuervorrichtungen auch die Voraussetzung für die übertragenen wiedergewonnenen Tastimpulse an eieine bessere Vermeidung akustischer Rückkopplungen ner Zeitvergleichsschaltung liegen, die Impulse von angeschaffen. Die Gefahr akustischer Mitkopplungen ist nähernd schallwegproportionaler Dauer abgibt und deauch bei komplizierten Bedingungen in Weiterbildung ren Ausgang über einen Zeitwertwandler direkt bzw. der Erfindung dadurch verringerbar, daß in Ausgangs- io über den Rechner mit den Steuereingängen der steuerleitungen von solistischen Quellen zugeordneten Verzö- baren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen gerungseinrichtungen zu den Einrichtungen zur diffe- verbunden sind.

renzierten rückwirkungsfreien Summierung und Vertei- Bei einer geringen Zahl von Schallstrahlern ist es belung für Zusatzstrahler steuerbare Dämpfungsglieder züglich Aufwand besonders vorteilhaft, die Schallstraheingeschaltet sind, die über eine Ortskoinzidenz-Prüf- 15 lerorte auch als Meßschallsignalgeberorte zu verweneinrichtung, die vorzugsweise mit der Recheneinheit den, also die Ultraschallstrahler mit den Schallstrahlern verbunden bzw. deren Bestandteil ist, mit den Aktions- zu verbinden. Der Zeitwertwandler enthält einen Taktflächennachbildungen bzw. Quellenortungseinrichtun- impulsgenerator, der über Teiler auch mit der Taslimgen sowohl für Mikrofone als auch für ortsvariable pulserzeugung verknüpft ist. Zwischen Zeitwertwandler Schallstrahler verbunden ist und daß die Ortskoinzidenz 20 und Stell- bzw. Steuervorrichtung ist vorteilhaft eine mit einem Speicherwert verglichen und bewertet ist. Speicher- und Vergleichseinrichtung angeordnet, an de-

Neben den bisher aufgeführten prinzipiellen Verbes- ren Ausgang jeweils nur die Stellschritte und -richtung

serungs- bzw. Variationsmöglichkeiten des Beschal- der Änderung liegen und entsprechende Schritte der

lungssystems sind im Sinne einer qualitativ hochwerti- Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen weiter-

gen und ökonomischen Realisierung weitere Verbes- 25 stellen.

serngen möglich, die mit den Hauptpunkten der Erfin- Bei einer Vielzahl von Schallstrahlerorten, also weni-

dung ermöglicht wurden. ger kompakter Anordnung von Lautsprechern, besteht

Eine besonders aufwandsarme und qualitätsgerechte die vorteilhaftere Lösungsmöglichkeit darin, nur eine Möglichkeit der Ausbildung der Steuerung der Steuer- die Koordinaten des Aktionsbereiches eindeutig bebaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen 30 stimmende Zahl von Meßschallsignalgebern anzuordfür die Vielzahl der Kanäle besteht darin, daß das von nen und die Zeitwertwandler über die in diesem Fall einer bewegten solistischen Quelle oder einer diese si- auch die Koordinaten umrechnende Recheneinheit mit mulierenden Ersatzquelle erzeugte Eingangstonsignal den Steuereingängen der Verzögerungs- bzw. Verstäran den Eingängen von mindestens zwei steuerbaren kungseinrichtungen zu verbinden.
Verstärkern liegt, deren Ausgänge direkt bzw. über eine 35

steuerbare Einrichtung zur Verteilung an den Eingän- Ausführungsbeispiel
gen von Summierern liegen und daß neben der Eingabeanordnung der Quellen- bzw. Mikrofonpositionen der Die Erfindung ist nachfolgend an einigen Ausfüh-Steuereinrichtung auch eine Bedieneinrichtung für Pe- rungsbeispielen näher erläutert In den Zeichnungen gelbeeinflussung vorhanden ist und beide Ausgangs- 40 zeigt

Steuersignale über multiplizierende Steuerschaltungen F i g. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild,

verbunden sind, die in den Steuereingangsleitungen der F i g. 2 eine Raumkonfiguration mit Mikrofonen und

steuerbaren Verstärker liegen. Schallstrahleranordnungen,

Die erwähnte Eingabeanordnung der Quellen- bzw. F i g. 3 ein Blockschaltbild einer möglichen Anord-

Mikrofonpositionen besteht darbei vorteilhaft aus einer 45 nung zu F i g. 2,

Anordnung von Schaltern, deren Primäranschlüsse an F i g. 4 eine vorteilhafte steuerbare Verstärkungsein-

einem gemeinsamen Potential liegen und deren Sekun- richtung,

däranschlüsse jeweils an einen Eingang einer ODER- F i g. 5 eine manuelle Eingabeanordnung und

Schaltung geführt sind, deren Ausgang mit dem ersten F i g. 6 eine automatische Eingabeanordnung.

EingangeinerUND-Schaltungverbundenist.währendan 50 Zur näheren Erläuterung des Prinzips der Erfindung

dessen zweitem Eingang ein in der Frequenz veränderba- mit angedeuteten Weiterbildungsmöglichkeiten dient

res Taktsignal liegt Der Ausgang der UND-Schaltung ist die F i g. 1 mit einem aus dem Großraumbeschallungssy-

mit den Takteingängen von Vorwärts-ZRückwärtszäh- stern auszugsweise betrachteten Mikrofon 6 für eine

lern verbunden, deren V/R-Steuereingänge jeweils mit bewegliche solistische Quelle.

den Sekundäranschlüssen der Schalter verbunden sind. 55 Die Schallstrahler 3a bis 3n stellen einige der im Ak-

Die Datenausgänge der Zähler sind jeweils an den Ein- tionsbereich 1 und Rezeptionsbereich 2 (vgl. F i g. 2)

gang eines zugeordneten Codierers angeschlossen, des- verteilt angeordneten Schallstrahler dar, von denen der

sen Ausgang mit den Steuereingängen der steuerbaren Schallstrahler 3n als ortsvariabel betrachtet ist Den

Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen bzw. mit Schallstrahlern 3a, 3b ... 3n ist eine Einrichtung zur

Zuordnungseinrichtungen verbunden ist 60 rückwirkungsfreien differenzierten Summierung und

Eine vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit einer Quel- Verteilung 4, nachfolgend kürzer als Schallstraler-Sumlenortungseinrichtung für die automatische Steuerung mierverteiler bezeichnet zugeordnet, die als Block darder Stell- bzw. Steuervorrichtung mittels Entfernungs- gestellt ist an dessen weiteren Eingängen Verbindunmessung mit Vergleich elektrischer bzw. optischer und gen zu nicht dargestellten weiteren Quellenzweigen beakustischer Laufzeit besteht darin, daß mit getasteten 65 stehen. Zwischen das Mikrofon 6 und den Schallstrah-Ultraschallsignalgeneratoren Ultraschallstrahler ver- ler-Summierverteiler 4 sind eine steuerbare Vcrstärbunden sind, daß Mikrofone, die im Aktionsbereich für kungseinrichtung 5, eine den Quellen zugeordnete Einsolistische Quellen vorgesehen sind, mit Ultraschall- richtung zur differenzierten rückwirkungsfreien Vor-

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summierung und -verteilung 10, nachfolgend kürzer als Während die fest installierten Schallstrahler 3a bis 3c Qucllen-Summierverteiler bezeichnet, und eine Steuer- mit der fest eingestellten Verzögerungseinrichtung 9c/ bare Verzögerungseinrichtung 9 eingezeichnet. Der ein- und dem Quellensummierverteiler 106; 10c/ verbunden gezeichnete Quellen-Summierverteiler 10 dient mit sei- sind, sind die variabel angeordneten Schallstrahler 3d nen angedeuteten weiteren Eingängen wieder der Ver- 5 bis 3n mit steuerbaren Verzögerungseinrichtungen 9a; knüpfung mit den nicht dargestellten anderen Quellen- 96; 9c und Quellensummierverteiler 10a; 10c verbunden, zweigen hinsichtlich der Einordnung bzw. Bewertung wobei bei beweglichen Mikrofonen die Verzögerungsnach Quellenarten, was noch anhand F i g. 3 näher erläu- einrichtungen 9a und 96 für die fest installierten Schallten wird. strahler ebenfalls variabel steuerbar sind.

Die steuerbare Verstärkungseinrichtung 5 und die 10 Die Mikrofone 6c/bis 6m sind in herkömmlicher Weistei:erbare Verzögerungseinrichtung 9 weisen Steuer- se mit Verstärkungseinrichtungen 5c/ bis 5m verbunden, eingänge 7 auf, die mit einer Stell- bzw. Steuervorrich- deren Ausgänge über einen Quellenverteiler 10c/ in eitung 8 verbunden sind, die ein Hauptmerkmal der Erfin- ner Quellen-Summiereinrichtung 106 zusammengefaßt dung darstellt und die, wie im Block angedeutet, in der sind. Der Ausgang dieser Quellen-Summiereinrichtung Hauptsache aus einer Eingabeanordnung der Quellen- 15 106 ist mit einer Verzögerungseinrichtung 9c/, entspre- bzw. Mikrofonpositionen 8a, einer Eingabeanordnung chend den bekannten Prinzipien des Vergleichssystems, für die Schallstrahlerpositionen 8c und einer Vergleichs- verbunden. Die unterschiedlich verzögerten Ausgänge und Steuereinrichtung 86 besteht Weitere Verbindun- der Verzögerungseinrichtung 9c/ sind mit dem Schallgen sind von der Stell- bzw. Steuervorrichtung 8 zu den strahler-Summierverteiler 4, bestehend aus Verteiler 4a Summierverteilern 4 und 10 angedeutet, auf die eben- 20 und rückwirkungsfreier Summiereinrichtung 46, verfalls noch eingegangen wird. bunden.

Die Eingabeanordnung 8a der Mikrofon- bzw. Quel- Das Mikrofon 6c ist ebenfalls mit einer Verstärkungs-

H lenpositionen ist beispielsweise durch eine Aktionsflä- einrichtung 5c verbunden, deren Ausgang über einen

ψ chennachbildung oder Entfernungsmeßeinrichtung rea- Quellenverteiler 10c sowohl mit den Quellen-Summier-

:| lisierbar. In der Eingabeanordnung der Schallstrahler- 25 einrichtungen 10a und 106 und über die Verzögerungs-

Ϊ Positionen 8c sind für feste Standorte feste Positionsan- einrichtungen 9c und 9c/ mit dem Schallstrahler-Sum-

p gaben gespeichert Für ortsvariable Schallstrahler kön- mierverteiler 4 verbunden ist, die weiter zu den Schall-

i| nen auf die gleiche Art wie bei sich bewegenden solisti- Strahlern 3a bis 3g führt, als auch über den Schallstrah-

§ sehen Mikrofonen veränderbare Werte gespeichert ler-Verteiler 4a mit dem Schallstrahler 3n direkt ver-

|| sein. Die Vergleichs- und Steuereinrichtung 86 ver- 30 bunden ist. Die Ausgänge der Verstärkungseinrichtun-

§ gleicht die Positionen und bildet die Stellgrößen für die gen 5c/ bis 5m können ebenfalls über den Quellen-Ver-

j| aus den Positionsdifferenzen resultierenden Schallauf- teiler 10c/ und die Summiereinrichtung 10a mit dem Ein-

$ zeiten und Pegelwerte, die an den steuerbaren Verzöge- gang der Verzögerungseinrichtung 9c verbunden sein,

ig rungs- und Verstärkungseinrichtungen 9 und 5 liegen! so daß die Schallstrahler 3d bis 3g über den Schallstrah-

I^ Von der Vergleichs- und Steuereinrichtung 8 wird für 35 ler-Summierverteiler 4 mit Ausgängen der Verzöge-

"·- die der Schallstrahlerzahl π entsprechende Anzahl von rungseinrichtung 9c verbunden sind.

'λ Ausgängen der fernsteuerbaren Verzögerungseinrich- Dieses Teilsystem ist für die Verstärkung schall-

I tungen 9 jeweils eine im Wert etwa der Schallaufzeit schwacher stationärer Einzel- und/oder Gruppensignal-

1, entsprechende Verzögerungszeit eingestellt und für die quellen besonders geeignet.

ta steuerbaren Verstärkungseinrichtungen 5 eine Staffe- 40 Bei Ortsveränderung sowohl des Mikrofons 6c als

¹S lung der Verstärkungen bzw. Dämpfungen für die pe- auch des Schallstrahlers 3n ist das Mikrofon 6c an den

7! gelgerechte Einordnung hergestellt. Quellenverteiler 10c und an die Summiereinrichtung

Das in F i g. 2 dargestellte Übersichtsschema zeigt ei- 10a und über die Verzögerungseinrichtung 96 und 9c an

nen willkürlich gewählten Aktionsbereich 1 mit mehre- den Schallstrahler-Summierverteiler 4 angeschlossen,

ren von Unterpunkten der Erfindung behandelten Vari- 45 die mit den Schallstrahlern 3a bis 3A verbunden ist, wäh-

anten und Weiterbildungen der Schallstrahleranord- rend der Schallstrahler 3n direkt an den Verteiler 10c

U nung und Quellenbehandlung, die auch in anderen Korn- angeschlossen ist.

Te binationen möglich sind. Zwei solistische Quellen mit Das Mikrofon 66 ist über die Verstärkungseinrich-

r den Mikrofonen 6a und 66 sind über den Aktionsbereich tung 56, die aus mehreren eingangsseitig parallelge-

ji* 1 in beliebiger Form bewegbar. Eine leistungsarme 50 schalteten, steuerbaren Verstärkern besteht, mit dem

f% Quelle mit geringer räumlicher Ausdehnung ist auf ei- Verteiler 10c zur Minimierung der erforderlichen Ver-

'£k nem Podest zusammen mit dem Mikrofon 6c, dem Stärkerkanäle verbunden, deren Ausgänge an den Ein-

^l Schallstrahler 3n und dem Zuspielschallstrahler 3/ in gangen der Summiereinrichtungen 10a und 106 sowie

f * verschiedene Positionen verfahrbar. Eine räumlich aus- über die Verzögerungseinrichtungen 96; 9c an dem Ver-

_t j gedehnte Quelle großer Schalleistung ist mit mehreren 55 teiler 4a und der Summiereinrichtung 46 liegen, so daß

\ * Mikrofonen 6c/ bis 6m versehen. Von den Schallstrah- sowohl die Schallstrahler 3a bis 3c als auch 3d bis 3n mit

i\ lern sind 3 Lautsprecher-Hauptgruppen 3a; 36; 3c im den Ausgängen dieser Summiereinrichtung rückwir-

& Grenzbereich zwischen Aktionsbereich 1 und Rezep- kungsfrei und differenziert verbunden sind.

w tionsbereich 2 dargestellt Das Mikrofon 6a ist über die Verstärkungseinrich-

k In seitlichen und hinteren Teilen des Aktionsberei- 60 tung 5a und den Verteiler 10c mit dem Eingang der

t-A ches 1 befinden sich zur Unterstützung schallschwacher steuerbaren Verzögerungseinrichtung 9a verbunden,

¹ -, Quellen sowie zur Versorgung des Aktionsbereiches 1 deren Ausgänge ebenfalls an den Eingängen des Schall-

fj vorgesehene Schallstrahler 3d bis 3g. Der Schallstrahler strahler-Summierverteilers 4 liegen, die alle zugeordne-

'3 3Λ versorgt die räumlich ausgedehnte Quelle großer ten Eingangsleitungen zusammenfaßt und den Schall-

Ij Schalleistung. 65 Strahlern 3a bis 3n zuordnet.

Ii Die Fig.3 gibt ein Blockschaltbild zu dem Über- Die Steuereingänge 7 der steuerbaren Einrichtungen

I* Sichtsschema der Fig. 2 an, in dem die Mikrofon- und zur Verstärkung 56, Verteilung 10c, Verzögerung 9a; 96

f. Schallstrahlerbezeichnungen einander entsprechen. und gegebenenfalls 9c sowie Summierverteiler 4 sind

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mit entsprechenden Ausgängen der Stell- und Steuer- gnale beider Eingabe- und Bedieneinriijhtungen 8a und

einrichtung 8 verbunden. 16, die sowohl in Form von Gleichspannungssignalen

Der Steuereingang für den Schallstrahler-Summier- zur Steuerung von VCA als auch in digitaler Form vorverteüer 4 steuert die difterenzierbare Verstärkung der Gegen können, werden in den Multiplizierer 17a; 176; Schallstrahler 3a bis 'in und der veränderbaren Vertei- 5 17c kanalweise zu resultierenden Steuersignalen verlung der Eingangssignale des Verteilers 4a. knüpft, die an den Steuereingängen der Verstärkungs-Für den häufig praktizierten Fall einer anteiligen oder einrichtungen 5a; 56; 5c liegen. Auf diese Weise sind in vollständigen Beschallung im sogenannten Playback- jedem Kanal sowohl die notwendige Verstärkungsändeverfahren, bei dem die Originalschallquellen teilweise rungen zur Pegelbeeinflussung bzw. Aussteuerung des oder ganz durch Tonaufzeichnungen simuliert werden, io Quellensignals als auch die Richtungsbeeinflussung mitwerden die entsprechenden Mikrofone durch die Aus- tels der gleichen steuerbaren Verstärkungseinrichtungänge von Tonspeichereinrichtungen ersetzt, wobei es gen 5a; 56; 5c realisierbar, wodurch der Aufwand der zweckmäßig ist, die Hauptschallstrahler im Aktionsbe- betreffenden Tonkanäle verringert und die Obertrareich jeweils durch einen oder mehrere den Original- gungsqualität verbessert werden kann. Derartige steuschall simulierende Schallstrahler 3d; 3e zu ergänzen, 15 erbare Verstärkerschaltungen sind auch vorteilhaft in die in der Nähe des betreffenden Quellenortes angeord- Tonmischpulten für die mehrkanalige Aufnahmetechnet sind, nik, wie Zweikanalstereofonie oder Quadrofonie an-

Ähnlich ist es auch bei der Verstärkung von schall- wendbar.

schwachen Originalschallquellen zu verfahren; Fig.2 Die Eingabeanordnungen 8a und 8c innerhalb der zeigt hierzu als Beispiel einen den Originalschall unter- 20 Stell- und Steuervorrichtung 8 können auf verschiedene stützenden Schallstrahler 3n, dessen Eingangssignal un- Weise realisiert werden. Eine mögliche Anordnung beverzögert vom Ausgang der Verstärkereinrichtung 5c steht aus einer Gruppe von Schaltern, z. B. in Form von abgegriffen ist Tastenschaltern, Sensoren oder anderen Kontaktbau-

Zur Vermeidung von Rückkopplungen weisen hierbei elementen, die beispielsweise in der Art einer Matrix

zweckmäßig Mikrofone und Schallstrahler geeignete 25 angeordnet sind, welche die geometrischen Verhältnisse

Richtcharakteristiken auf. des Aktionsbereiches des zu beschallenden Auditoriums

Für die Zusatzschallstrahler 3Λ; 3/, die zum Beispiel nachbildet, so daß bestimmten Teilflächen des Aktionsfür Akteure genutzt werden, sind den Verstärkungsein- bereiches jeweils ein mit einem Anzeigeelement (z. B. richtungen 5 weitere Verteiler 4a und Summiereinrich- Lampe, LED) versehener Schalter zugeordnet ist Mögtung 46 nachgeschahet, an die diese Schallstrahler ange- 30 lieh ist auch eine andere Anordnung von Betätigungsschlossen sind. und Anzeigeelementen, bei der z. B. die äußeren Umris-

Eine vorteilhafte Ausbildung der in den F i g. 1 und 3 se des Aktionsbereiches durch Schalter markiert wer-

dargestellten Anordnung von steuerbaren Verstär- den, während die innere Fläche des dermaßen nachge-

kungseinrichtungen 5 und deren Eingabeanordnung der bildeten Aktionsbereiches mit geeigneten Anzeigeele-

Quellen- bzw. Mikrofonposition 8a der Stell- bzw. Steu- 35 menten bestückt ist, die die jeweilige (fiktive) Position

ervorrichtung 8 für die Pegel- und Richtungsbeeinflus- der bewegten Schallquelle anzeigen.

sung bewegter (solistischer) Quellen zeigt F i g. 4. Eine weitere Variante eines Bedienfeldes besteht aus

Das einer bewegten solistischen Quelle zugeordnete einem Koordinatengeber, dessen Betätigungselement in

Mikrofon 6 oder eine diese Quelle simulierende Ersatz- allen Richtungen einer Ebene frei beweglich ist und der

tonsignalquelle (z. B. Play-Back-Magnettongerät) ist mit 40 seine Lagekoordinaten z. B. in Form von Zählimpulsen,

mindestens zwei steuerbaren Verstärkungseinrichtun- Codeworten oder Gleichspannungssignalen abgibt

gen 5a; 56; 5c verbunden, die beispielsweise in Form Auch ein grafisches Display, z. B. ein Videomonitor,

spannungsgesteuerter Verstärker (VCA) ausgeführt kann in Verbindung mit einem manuellen Nachführele-

sind. Die Ausgänge der steuerbaren Verstärkungsein- ment, ζ. B. mit einem Lichtgriffel oder einem anderen

richtungen 5 sind mit Eingängen des Quellen-Summier- 45 opto-elektronischen Sensor diese Funktion erfüllen.

Verteilers 10 verbunden, deren Ausgangssignale bei- Für die erstgenannte Ausführungsform eignet sich ci-

spielsweise mit den in F i g. 1 und 3 dargestellten Verzö- ne Schaltungsanordnung der Eingabeordnung 8a der

gerungseinrichtungen 9 verbunden sind. Eine Bedien- Stell- bzw. Steuervorrichtung 8, von der ein Teil einer

einrichtung für Pegelbeeinflussung 16 ist über Multipli- Zeile oder Spalte in F i g. 5 dargestellt ist

zierer 17a; 176; 17c mit den Steuereingängen aller vor- 50 DiePrimäranschlüssederSchalter20a;206;20c,hiera!s

handenen steuerbaren Verstärkungseinrichtungen 5a; handbetätigte Tastenschalter dargestellt, liegen an einem

56; 5c verbunden. gemeinsamen Potential, während die Sekundäranschlüs-

Ausgänge der Eingabeanordnung der Quellen- bzw. se jeweils einen Eingang einer logischen ODER-Schal-

Mikrofonpositionen 8a bzw. bei anderer Ausführung tung 21 belegen, so daß an deren Ausgang bei Betätigung

mit der Vergleichs- und Steuervorrichtung 86, die Be- 55 irgendeines der Schalter ein L-Signal entsteht, das über

standteile der Stell- bzw. Steuervorrichtung 8 (vgl. ein als Torschaltung benutztes UND-Glied 22 ein von

F i g. 1 und 3) sind, sind ebenfalls mit entsprechenden einem in der Frequenz veränderbaren Taktgenerator 23

Eingängen der Multiplizierer 17a; 176; 17c verbunden. erzeugtes Taktsignal an die jeweiligen Takteingänge der

Bei Betätigung der Bedieneinrichtung für Pegelbeein- jedem Schalter zugeordneten Vor-/Rückwärtszähler

flussung 16 weden somit alle vorhandenen steuerbaren 60 24a; 246; 24canschaltet Die Steuereingänge für den Vor-

Verstärkungseinrichtungen 5; 5b; 5b; 5c gleichsinnig in hzw. Rückwärtsbetrieb dieser Zähler sind jeweils mit

ihrer Verstärkung verändert, während bei Betätigung einem der Sekundäranschlüsse der Schalter 2Öa; 206; 20c

der Eingabeanordnung der Quellen- bzw. Mikrofonpo- derartverbunden.daßderdemjeweilsbetätigtenSchalter

sitionen 8a eine differenzierte Verstellung der Verstär- 206zugeordneteV/R-Zähler246z. B. vorwärts zählt und

kung der gleichen Verstärkereinrichtungen 5; 5a; 56; 5c 65 alle übrigen Zähler in entgegengesetzter Richtung. Die

erfolgt, um zwischen den Ausgangssignalen der Verstär- Datenausgänge der Zähler 24, die den Zählerstand z. B. in

keranordnung die für die Richtungsbeeinflusüung erfor- binär codierter Form ausgeben, sind jeweils an den Ein-

derlichen Pegelunterschiede einzustellen. Die Steuersi- gangeinesCodierers25a;256;25cangeschlossen,dercinc

15 16

Umcodierung des durch die durchlaufenen Zählschritte grierglieder sind, verbunden, die diese Impulse in geeig-

erzeugten Eingansdatenwortes in ein entsprechend ge- nete Stell- bzw. Steuergrößen für die steuerbaren Ver-

formtes Ausgangsdatenwort normiert Diese Ausgangs- zögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen umwan-

daten worte der Codierer 25 steuern in geeigneter Weise dein.

die Parameter der steuerbaren Verzögerungseinrichtun- 5 Eine Möglichkeit der Realisierung eines Zeitwertgen 9, der Verstärkereinrichtungen 5 bzw. der Summier- Wandlers, der den besonderen Bedingungen der Erfinverteiler 4 und 10, die an die ersten Ausgänge des Codie- dung Rechnung trägt, ist in dem unteren Zeitwertwandrersangeschlossensind.GeeigneteAnzeigeelemente27a; ler 366 in der Fig.6 eingezeichnet Da Störungen der 276; 27c im Bedienfeld, wie z. B. Lampen, LED's oder Tastimpulsübertragung über die Ultraschallstrecke zu LCD-Displays, können an die zweiten Ausgänge ange- io berücksichtigen sind, beispielsweise vorübergehende schlossen sein. Bei Verwendung gleichspannungsgesteu- Abschattungen mit dem Ausfall einzelner übertragener erter Verstärkers (sogenannte VCA) sind hierzu Digital- Tastimpulse, ist die Einfügung einer logischen Ver-Analog-Wandler26a;266;26czwischengeschaltet . gleichsschaltung ratsam, die dies kontrolliert und am

Die Codierer 25 und die Digital-Analog-Wandler 26 leichtesten mit Zählern realisierbar ist
können auch auf je einen Funktionsblock jeder Art re- 15 Die Tastimpulserzeugung erfolgt deshalb mittels eiduziert sein, wenn die Abfrage der Zählerausgänge so- nes Teilers 37, der einem Taktimpulsgenerator 38 nachwie die Ausgabe der Steuerwerte an zu steuernden Ver- geschaltet ist Die Taktimpulse liegen außerdem an eizögerungs-, Verstärkungs- und Verteilereinrichtungen nem Eingang eines UND-Gatters 39 im Zeitwertwandmittels eines — hier nicht dargestellten — Zeitmulti- ler 366, an dessen andere Eingang die Impulse laufzeitplexsystems realisiert ist 20 proportionaler Dauer liegen.

Die Funktion der hier beschriebenen Schaltungsan- Am Ausgang des UND-Gatters 39 steht dann jeweils

Ordnung lassen sich in vorteilhafter Weise auch durch eine laufzeitproportionale Anzahl von Taktimpulsen

höher integrierte Bauelemente, wie z. B. einen Mikro- zur Verfügung, die mit einem Zähler auswertbar ist, der

prozessor, realisieren. beispielsweise von den Tastimpulsvorderflanken gestar-

Die in F i g. 6 dargestellte Anordnung zeigt ein leicht 25 tet wird und mit einem Vergleichszähler mit der vorherverständliches Beispiel für eine automatische Quellen- gehenden Tastimpulszahl verglichen wird, in den der ortungseinrichtung zur näherungsweise schallwegpro- Obertrag erst mit der Rückflanke des übertragenen portionalen Steuerung, bei der der Vergleich der Schall- Tastimpulses erfolgt und die begrenzte Differenz beider strahlerorte mit dem Quellenort bereits ohne weitere Zählerstände die Stellgröße und -richtung an den Hilfsmittel direkt mittels einer Entfernungsmeßeinrich- 30 Steuereingang der steuerbaren Verzögerungs- bzw. tung erfolgt. Verstärkungseinrichtungen weitergibt.

Mit den Schallstrahlern 3a und 36 sind Ultraschall- Ein fehlender Tastimpuls führt nicht zum Übertrag und strahler als Meßschallsignalgeber 30a und 3Ob orts- zum Stellen, sondern zur erneuten Zählung; ebenso eine gleich angeordnet, die mit je einem getastetem Ultra- Überschreitung einer einstellbaren Differenzbegrenschallgenerator 31a und 316 verbunden sind. Das Mi- 35 zung.wennbeispielsweisestattdesabgeschattetendirekkrofon 6 befindet sich im Aktionsbereich 1 in unter- tenTastimpulseseinreflektierterübertragenwurde.
schiedlichen Entfernungen von den beiden Schallstrah- Dies ist eine von vielen Möglichkeiten einer sich konlern 3a und 36 und ist für die Aufnahme der verwende- trollierenden Umwandlungsschaltung 40 einer Taktimten Ultraschallfrequenzen ausgerüstet. Es kann z. B. als pulszahl in die Stellgröße, die deshalb nur zusammengedrahtloses Bühnenmikrofon ausgebildet sein und die 40 faßt dargestellt ist.

aufgenommenen getasteten Ultraschallsignale auch in Ohne eine weitere Figur zu benötigen, ist an F i g. 6

andere Frequenzbereiche umsetzen. In der F ig, 6 ist auch eine Möglichkeit zur Erweiterung auf eine Vielzahl

dagegen der einfachste Fall einer Drahtverbindung dar- von Schallstrahlerorten und Mikrofonen erkennbar. Mit

gestellt, von der aus die Verzweigung über drei Filter zwei, bzw. bei Höhenstaffelung drei Ultraschallstrahlern

32;33a und 33b erfolgt. 45 30 an Aktionsbereichsbegrenzungen können für belie-

Das erste Filter 32 ist ein Tiefpaßfilter, an dessen big viele Quellenorte die Koordinaten durch Vervielfa-

Ausgang das Tonsignal der Quelle liegt. Die beiden an- chung der Schaltungsteile 33 bis 36 ermittelt und gespei-

deren Filter 33a und 33b sind frequenzselektive Filter, chert werden. Diese Koordinatenwerte stehen beliebig

beispielsweise PLL-Filter, die auf die beiden Ultra- parallel oder seriell als Eingabeanordnung 8a der Quel-

schallfrequenzen/i;/2 abgestimmt sind. 50 len- bzw. Mikrofonpositionen zur Verfugung. Auf die

Die in Tastimpuls-Regenerierschaltungen 34a; 34b, gleiche Art kann die Eingabeanordnung für die Schalldie beispielsweise Verstärker, Gleichrichter und Strahlerpositionen 8c ebenfalls einen Speicher darstel-Schwellwertschalter enthalten können, wiedergewon- len. Die Vergleichs- und Steuereinrichtung 8b besteht nenen Tastsignale haben die gleiche Dauer, aber um die dann vorteilhaft aus einem Rechner, der die Koordina-Schallaufzeit spätere Flanken gegenüber den Ursprung- 55 tenrelationen zyklisch errechnet, die aktuellen Ergeblichen Tastsignalen, die an den Tasteingängen der Ultra- nisse mit den Werten des Vorzyklus vergleicht und, erschallgeneratoren 31a und 316 und an den anderen Ein- forderlichenfalls nach weiterem Vergleich und Kontrollgängen der Zeitvergleichsschaltungen 35a und 356 lie- rechnung, die Stellgrößen und -richtungen als adressiergen, für die beispielsweise RS-Trigger eingesetzt sein te Befehle an die verschiedenen steuerbaren Verzögekönnen, wobei die ursprünglichen Tastsignale am Setz- 60 rungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen ausgibt,
cir.sans lind die "'iedercewcp.nep.er. «or'^ftcror^ton Tactci. nip antnmatUrhp F.incrahe kann auch vorteilhaft mit gnale am Rücksetzeingang liegen. Es schaltet nur die manueller Eingabe kombiniert sein, wobei der technierste Vorderflanke des Rücksetzimpulses, so daß even- sehe Aufwand für die den stationären Quellen zugeordtuell zusätzliche reflektierte Ultraschallimpulse, die spä- neten Mikrofone gering ist und für Solisten mit vielen ter eintreffen, wirkungslos bleiben. Die Ausgänge der 65 Ortsveränderungen der Bedienungsaufwand.

Zeitvergleichsschaltungen 35a und 356, an denen IM-

pulse laufzeitproportionaler Dauer liegen, sind mit Zeit- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

wertwandlern 36a und 366. die im einfachsten Fall Inte-

Claims

Patentansprüche:

1. Großraumbeschallungssystem für mehrdimensional ausgedehnte Aktions- und Rezeptionsbereiehe mit mehreren über den Aktions- und/oder Rezeptionsbereich verteilten Schallstrahlern und über den Aktionsbereich verteilten Mikrofonen und mit Einrichtungen zur Verzögerung, Verstärkung und rückwirkungsfreien Summierung in den Mikrofon-Schallstrahler-Verbindungen, gekennzeichnet dadurch, daß die im Rezeptionsbereich und im Aktionsbereich verteilten Schallstrahler und diesen zugeordnete Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung mit steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen verbunden sind, die mindestens mit den Mikrofonen verbunden sind, die solistischen Quellen zugeordnet sind, und daß die Steuereingänge der steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen mit Stell- bzw. Steuervorrichtungen zur differenzierten, näherungsweise schallwegproportionalen Steuerung analog den Schallwegen zwischen dem jeweiligen Quellenort und den Schallstrahlerorten verbunden sind.

2. Großraumbeschallungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich zu den stationären Schallstrahlern im Aktions- und Rezeptionsbereich ortsvariable Schallstrahler vorzugsweise in der Nähe solistischer Quellen eingesetzt sind und daß an den Eingängen der diesen vorgeschalteten Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung Ausgänge von steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen liegen, die stationären und ortsvariablen solistischen Quellen zugeordnet sind, deren Steuereingänge, mindestens bei stationären solistischen Quellen, zusätzlich mit den Koordinaten der Ortsveränderung des ortsvariablen Schallstrahlers beaufschlagt sind.

3. Großraumbeschallungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuereinrichtung aus einer Vergleichs- und Steuervorrichtung und Eingabeanordnungen für Quellen- bzw. Mikrofonpositionen und für Schallstrahlerpositionen besteht, die mit den Vergleichseingängen der Vergleichs- und Steuervorrichtung verbunden sind, während die Steuerausgänge der Vergleichs- und Steuervorrichtung an den Steuereingängen der steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen liegen.

4. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß Eingänge der Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung sowohl mit steuerbaren als auch mit fest eingestellten Einrichtungen zur Verzögerung verbunden sind, denen zusätzlich den Quellen zugeordnete Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung vorgeschaltet sind, an deren Eingängen stationäre Mikrofone liegen.

5. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die steuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen und die Stell- bzw. Steuervorrichtungen vorwiegend mit den im Übergangsbereich zwischen Aktions- und Rezeptionsbereich angeordneten Schallstrahlern und Mikrofonen verbunden sind, während davon entfernter im Rezeptionsbereich angeordnete Schallstrahler mit festen bzw. grob gestaffelten Pegel- bzw. Zeitzuordnungen in den ihnen zugeordneten Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungsfreien Summierung verbunden sind.

6. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß t>ei festen Verzögerungen entsprechend der Schallstrahler-Ortsdifferenzen neben den Verzögerungsbzw. Verstärkungseinrichtungen der Quellen auch die Einrichtungen zur Reflexionserzeugung quellenortabhängig steuerbar und mit der Steuereinrichtung verbunden sind, in der zusätzlich der Simulationsgrad des akustischen Schallfeldes eingespeichert ist

7. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß im Aktionsbereich und im Obergangsgebiet zwischen Aktions- und Rezeptionsbereich Zusatzschallstrahler annähernd in der Höhe der Quellen angeordnet sind, deren vorgeschaltete Einrichtungen zur differenzierten Summierung und Verteilung Zusatzdämpfungen bzw. Zusatzverzögerungen in solchen Eingäiigen enthalten, denen weitere Einrichtungen zur rückwirkungsfreien Summierung und Verteilung vorgeschaltet sind.

8. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Stell- bzw. Steuervorrichtung zur differenzierten, näherungsweise schallwegproportionalen Steuerung analog den Schallwegen aus einer Aktionsflächennachbildung mit darin den Mikrofonort repräsentierendem Bedienfeld zum Stellen der Verzögerung bzw. Verstärkung besteht

9. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Stell- bzw. Steuervorrichtung zur differenzierten, näherungsweise schallwegproportionalen Steuerung mit einer Quellenortungseinrichtung für den Mikrofonort im Aktionsbereich verbunden ist, die auf Entfernungsmessungen mit dem Vergleich der Laufzeiten elektrisch bzw. optisch übertragener, und akustischer, über den Schallweg zwischen Meßschallsignalgebern und Mikrofon geführter Meßsignale beruht.

10. Großraumbeschallungssystem nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Aktionsflächennachbildung bzw. Entfernungsmeßeinrichtung und die Stell- bzw. Steuervorrichtungen eine Recheneinheit für die Umrechnung der veränderlichen Ausgangsparameter der Aktionsflächennachbildung bzw. Quellenortungseinrichtung in Steuerwerte für die steuerbaren Verzögerungsbzw. Verstärkungseinrichtungen unter Berücksichtigung eingespeicherter akustischer, räumlicher bzw. anlagentechnischer Parameter des Beschallungssystems geschaltet ist

11. Großraumbeschallungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß in Ausgangsleitungen von solistischen Quellen zugeordneten Verzögerungseinrichtungen zu den Einrichtungen zur differenzierten rückwirkungslrcien Summierung und Verteilung für Zusatzstrahler steuerbare Dämpfungsglieder eingeschaltet sind, die über eine Ortskoinzidenz-Prüfeinrichtung, die vorzugsweise mit dem Rechner verbunden bzw. deren Bestandteil ist, mit den Aktionsflächenmiehbildungen bzw. Quellenortungseinrichtungen sowohl Tür

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Mikrofone als auch für ortsvaribale Schallstrahler die Stellschritte und-richtung der Änderung liegen,

verbunden ist und daß die Ortskoinzidenz mit einem 16. Großraumbeschallungssystem nach einem der

Speicherwert verglichen und bewertet ist Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß ei-

12. Großraumbeschallungssystem nach einem der ner Vielzahl von Schallstrahlerorten nur eine die Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß 5 Koordinaten des Aktionsbereiches eindeutig bedas von einer bewegten solistischen Quelle oder ei- stimmende Zahl von Meßschallsignalgebern angener diese simulierenden Ersatzquelle erzeugte Ein- ordnet ist und daß die Zeitwertwandler mit den gangstonsignal an den Eingängen von mindestens Steuereingängen der Verzögerungs- bzw. Verstärzwei steuerbaren Verstärkern liegt, deren Ausgänge kungseinrichtungen über die Koordinaten umrechdirekt bzw. über eine steuerbare Einrichtung zur io nende Recheneinheit verbunden sind.
Verteilung an den Eingängen von Summierern liegen und daß neben der Eingabeanordnung der Quellen- bzw. Mikrofonpositionen der Steuereinrichtung

auch eine Bedieneinrichtung für Pegelbeeinflussung
vorhanden ist und beide Ausgänge mit multiplizie- 15
rende Steuerschaltungen verbunden sind, die in den
Steuereingangsleitungen der steuerbaren Verstärker liegen. . Anwendungsgebiet der Erfindung

13. Großraumbeschallungssystem nach einem der

Ansprüche 8,10 bis 12, gekenzeichnet dadurch, daß 20 Die Erfindung betrifft ein Großraumbeschallungssydas Bedienfeld für den Mikrofonort aus Schaltern stern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das besteht, deren Primäranschlüsse an einem gemeinsa- besonders für die Anwendung zur Beschallung beliebimen Potential und deren Sekundäranschlüsse je- ger großer Räume oder Freiflächen vorgesehen ist, die weils an einem Eingang einer ODER-Schaltung lie- nachfolgend zusammenfassend als Rezeptionsbereich gen, deren Ausgang mit dem ersten Eingang einer 25 bezeichnet sind, von einem ebenfalls ausgedehnten Ak-UND-Schaltung verbunden ist, während an dem tionsbereich aus, unter dem eine Bühne, Arena, Manege zweiten Eingang ein in der Frequenz veränderbares o. dgl. zu verstehen ist, in dem die akustisch im Rezep-Taktsignal liegt, und daß der Ausgang der UND- tionsbereich darzubietenden Aktionen stattfinden und Schaltung mit den Takteingängen von jedem Schal- auch geortet werden sollen, wobei auch Überlappungen ter zugeordneten Vor-/Rückwärtszählern verbun- 30 dieser beiden Bereiche vorkommen können,
den ist, deren Vor-/Rückwärtssteuereingänge jeweils mit den Sekundäranschlüssen der Schalter ver- Charakteristik der bekannten technischen Lösungen bunden sind, und daß die Datenausgänge der Zähler

jeweils an den Eingang eines zugeordneten Codie- Die bekannten Großraumbeschallungssysteme lassen

rers angeschlossen sind, dessen Ausgang mit den 35 sich fast alle drei Grundprinzipien zuordnen:

Steuereingängen der steuerbaren Verzögerungs-, Das erste Prinzip, das am häufigsten benutzt wird, ist

Verstärkungs- bzw. mit Zuordnungseinrichtungen das Prinzip der Zentralbeschallung. Ein oder mehrere

verbunden ist Schallstrahler mit geeigneter Richtwirkung sind vorwie-

14. Großraumbeschallungssystem nach einem der gend zentral im, über bzw. am Rande des Aktionsberei-Ansprüche9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß 40 ches angeordnet. Von jeder Stelle des Rezeptionsbereimit den Meßschallsignalgeber getastete Ultraschall- ches werden die Darbietungen gleichbleibend am Signalgeneratoren verbunden sind, daß Mikrofone nächstgelegenen Schallstrahlerort geortet. Dieses Prinmit Ultraschallempfängern verbunden bzw. im Auf- zip läßt sich nicht bei sehr großen Aktions- und/oder nahmefrequenzbereich erweitert sind, daß am Ende Rezeptionsbereichen verwenden. Bei großen Aktionsderelektrischen bzw. optischen Übertragungsstrek- 45 bereichen werden die Fehlortungen immer merkbarer ke vom Mikrofon Trenneinrichtungen, vorzugsweise und die Gefahr akustischer Mitkopplung größer. Bei PLL-Filter, angeordnet sind und daß die Tastsignale sehr großen Rezeptionsbereichen lassen sich auch mit für die Ultraschallstrahler und die übertragenen wie- guten Richtcharakteristiken der Schallstrahler Unterdergewonnenen Tastimpulse an Zeitvergleichsschal- schiede in der Schallpegel- und Klangfarbenverteilung tungen liegen, die Impulse von annähernd schallweg- 50 nicht mehr ausgleichen. Es können auch störende Laufproportionaler Dauer abgeben, deren Ausgänge Zeitunterschiede auftreten.

über Zeitwertwandler direkt bzw. über den Rechner Das zweite Prinzip ist das der dezentralen Beschal-

mit den Steuereingängen der steuerbaren Verzöge- lung mittels im Rezeptionsbereich verteilt angeordneter

rungs- bzw. Verstärkungseinrichtungen verbunden Schallstrahler. Für die Anordnung der Schallstrahler

sind. 55 sind dabei unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen

15. Großraumbeschallungssystem nach einem der worden. Von einigen Zusatzstrahlern in benachteiligten Ansprüche 9 bis 11 und 14, gekennzeichnet dadurch, Zonen des Rezeptionsbereiches bei Beschallungssystedaß bei geringer Zahl von Schallstrahlerorten diese men nach dem ersten Prinzip bis zur Zuordnung je eines zugleich Meßschallsignalgeberorte sind und die Schallstrahlers zu jedem Hörerplatz reichen die Variansteuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungsein- 60 ten, einschließlich des Einsatzes des zusätzlichen Laufrichtungen in Siufcii stellbar sind, und da" zwischen Zeitausgleiches für in die Tiefe des Regent innsbereiches dem Zeitwertwadler, der einen Taktimpulsgenerator angeordnete Schallstrahler.

enthält, der über Teiler auch mit der Tastimpulser- Die Gefahr von Mitkopplungen läßt sich damit verzeugung verknüpft ist, und zwischen dem Zeitwert- ringeru. Die mit diesem Prinzip verbundenen Nachteile wandler und der Stell- bzw. Steuervorrichtung der 65 liegen vor allem in der fehlenden oder falschen Lokalisteuerbaren Verzögerungs- bzw. Verstärkungsein- sation der Schallquelle in großen Teilen des Rezeptionsrichtungen eine Speicher- und Vergleichseinrich- bereiches.
tune angeordnet ist, an deren Ausgang jeweils nur Das dritte Prinzip nutzt die Möglichkeiten der zwei-