DE3615981A1 - System zur parameterprogrammierbaren bearbeitung von audiosignalen in kombination mit programmierbarer schaltmatrix, zur anwendung im bereich der analogen und digitalen elektronischen aufbereitung von audiosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Aufbau sowie zur Steuerung und Kontrolle von Audiosignal-Bearbeitungskomponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Entwicklung im Bereich der Verarbeitung von Audiosignalen führte zur Verwendung einer sich ständig vergrößernden Anzahl von Signalkanälen, sowohl bei der Anwendung zur Verstärkung der Signale (Orchesterelektronik) als auch im Bereich der Aufnahme und Produktion (Studioelektronik).

Gleichzeitig wurde der Einsatz von Signal-Bearbeitungskomponenten drastisch erhöht, so daß die Steuerung und Modifikation der elektrischen Signale eines akustischen Ereignisses oder elektronischen Ursprungs (Synthesizer) immer komplexer und damit schwieriger zu handhaben waren.

Zur Erfüllung dieser Anforderungen wurden bisher unterschiedliche Wege beschritten:

• 1.a Man begann die einzelnen Geräte zur Signalbearbeitung mit Programmiereinheiten auszustatten, damit die Einstellungen der Wirkungsparameter gespeichert werden können und somit verschiedene Modifikations- oder Steuerprogramme auf Abruf zur Verfügung stehen.
• 1.b Zunehmend wird bei einer Vielzahl dieser Geräte diese Speichermöglichkeit ergänzt durch eine Einrichtung zur zentralen Steuerung der Programmaufrufung ("MIDI") oder der Möglichkeit, sie direkt durch eine Triggerspur des Aufnahmebandes durch Zeit-Code-Synchronisation (z. B. "SMPTE") zu steuern.
• 2. Eine andere Entwicklung führte zur Konstruktion rechnerunterstützter Mischkonsolen (z. B. der Firmen "Neve" oder "SSL"), bei denen die Einstellungen und deren Änderungen der integrierten Funktionen wie Lautstärke, Panorama, Equalisation etc. speicherbar realisiert wurden, was erstens eine bessere Ausnutzung des Studios ermöglicht (diese rechnerunterstützten Mischkonsolen finden bislang fast ausschließlich in der Studioelektronik ihre Anwendung), da in mehreren Schichten an unterschiedlichen Projekten gearbeitet werden kann, ohne die Einstellungen des Mitbenutzers zu verändern und zweitens den sukzessiven Aufbau einer Abmischung ermöglicht.
• 1. Der erste Weg, den gestiegenen Anforderungen (s. o.) zu entsprechen ist:
  • 1.a unbefriedigend, weil die große Anzahl der verwendeten Geräte und deren Unterschiedlichkeit in Bedienung und Kontrolle die Übersichtlichkeit des Geräteparks stark einschränken.
  • 1.b ungenügend, da eine Vielzahl der Bearbeitungsparameter nicht gespeichert werden kann, so daß eine programmierbare und dabei alle Signal-Bearbeitungsparameter umfassende Abmischung nur im Zusammenwirken mit einer rechnerunterstützten Mischkonsole möglich wäre.
  • 2a. Rechnerunterstützte Mischkonsolen selbst sind allerdings aufgrund ihrer Struktur für den größten Teil der potentiellen Anwender zu teuer. Der Preis derartiger Mischkonsolen wird in der Praxis häufig durch die Verwendung billigerer Bauteile und/oder durch die Einschränkung der Funktionen erheblich gesenkt, wodurch aber ihre Gebrauchstüchtigkeit eingeschränkt wird.
  • 2.b Darüber hinaus mangelt es ihnen an der nötigen systematischen Flexibilität, sowohl in Hinblick auf die absolute Integrationsfähigkeit aller an einem Abmischvorgang beteiligten Elemente (es müssen Peripheriegeräte hinzugezogen werden) als auch auf deren bliebige Zusammenstellung und Austauschbarkeit.
    Dies gilt um so mehr im Blick auf Ergänzungen oder Verbesserungen durch zukünftige Entwicklungen.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erweiterung der Bearbeitungsmöglichkeiten von Audiosignalen bei gleichzeitiger Vereinfachung der Steuerung und Kontrolle der Bearbeitungsprozesse in Verbindung mit einer erheblichen Reduzierung des Preises zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• 1.a die Steuerung, Programmierung und Kontrolle aller Elemente gleicher Funktion auf jeden Fall durch ein Bedienungsset, möglicherweise in einem Gerät, erfolgt,
• 1.b die Steuerung, Programmierung und Kontrolle aller Elemente zentral durch einen übergeordneten Steuerrechner (z. B. einen Personal Computer) realisiert werden kann,
• 2. die Wirkungsparameter jedes einzelnen Bearbeitungselementes (z. B. jedes vollparametrischen Audiofilters) und dessen Verknüpfung mit einer beliebigen Signalleitung gemeinsam programmiert und gespeichert werden kann und diese Speicherung beliebig und zu jeder Zeit editier- und modifizierbar ist,
• 3. die Steuerung der Abfolge der Programmketten (Programme zur Einstellung der Bearbeitungsparameter und Herstellung der Verbindungen zwischen den Bearbeitungselementen und den Signalleitungen) automatisch (durch Zeit-Code-Synchronisation wie "SMPTE") vollzogen werden kann und unter Verwendung eines entsprechenden Steuerprogramms und ausreichender Speicherkapazität (z. B. bereitgestellt durch einen übergeordneten Steuerrechner in Form eines "PC's") die Daten zur Steuerung der Bearbeitungselemente in der Art gespeichert werden können, daß bei der Änderung von Eckwerten jedes einzelnen Bearbeitungsparameters der Übergang zwischen jeweils zweien dieser Eckwerte fließend (d. h. mit hoher Auflösung) gestaltet werden kann, dabei wird die automatische Steuerung durch ein sequenzbildendes Programm realisiert, das jeder Information über die Einstellungen der Wirkungsparameter und den Verknüpfungen der Bearbeitungselemente mit den Signalleitungen, dem Zeitpunkt ihres Einsatzes entsprechend, ein jeweils korrespondierendes Zeit-Code-Byte im Speicher zugeordnet, so daß beim Auslesen des Speichers eine zeitkorrekte Abfolge der gespeicherten Werte für die Einstellung der Bearbeitungselemente mit den Signalleitungen gewährleistet ist,
• 4. das System sowohl nach Art als auch nach Umfang modular aufgebaut ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen:

• 1. In der starken Reduzierung verwendeter Bauteile zur Einstellung der Wirkungsparameter sowie der verwendeten Gehäuse und Anschlüsse, bzw. Verbindungen. Die Reduzierung der Bauteile resultiert aus Punkt 1.a der Aufgabenlösung.
  • 1.a Als direkte Folge daraus ergibt sich eine erhebliche Veringerung des Anschaffungspreises, die relativ um so größer ausfällt, je besser und damit teurer die verwendeten Bauteile sind und je größer die Ausbaustufe des Systems ist.
  • 1.b Darüber hinaus trägt die Reduzierung der Bedienungselemente wesentlich zur besseren Übersichtlichkeit der Geräte bei, wodurch die geringfügig längeren Zugriffszeiten zu den Parametern im einzelnen, im Vergleich zur analog geregelten Signalverarbeitung (herkömmliche Mischkonsolenkonfiguration), zum Teil schon ausgeglichen werden.
• 2. In der Verkürzung der zur Einstellung der Signalbearbeitungsparameter benötigten Zeit und einer allgemeinen Arbeitserleichterung (führt zu erhöhter Konzentrationsfähigkeit bezüglich des Bearbeitungsgegenstandes), resultierend aus Punkt 1.b, 2 und 3 der Aufgabenlösung.
  • 2.a Durch die Lösung Teil 1.b werden die Zugriffszeiten zu den einzelnen Parametern erheblich verkürzt und die Signalmodifikation durch entsprechende bearbeitungsunterstützende Softwareprogramme und der damit kombinierten Visualisierung des gesamten Steuerungsprozesses mit verschiedenen, den jeweiligen Erfordernissen angepaßten, Informationssets über das heute als Stand der Technik geltende Maß hinaus erleichtert und verbessert.
  • 2.b Durch die Lösung Teil 2 und 3 sind die Voraussetzungen für eine alle Einstellungen und Verknüpfungen umfassende automatische Abmischung geschaffen, welche die Möglichkeit zum sukzessiven Aufbau einer Abmischung bietet, die erheblich komplexer ausfallen kann als bei nicht in dieser Art programmierbaren Geräten.
• 3. in einem Höchstmaß möglicher Flexibilität, resultierend aus Punkt 1.b und 4 der Aufgabenlösung.
  • 3.a Die einzelnen Komponenten (Zusammenfassung von Elementen gleicher Funktion) sind intern modular aufgebaut, so daß die Anzahl der eingesetzten Bearbeitungselemente gleicher Funktion unabhängig von der Anzahl der Bedienungssets den Ansprüchen des Anwenders angepaßt werden kann.
  • 3.b Die einzelnen Komponenten sind zunächst als Peripheriegeräte entworfen (d. h. die Einstellung, Kontrolle und Speicherung erfolgen am Gerät selbst), sie können daher aufgrund ihrer Selbständigkeit und ihrer Anschluß- bzw. Schnittstellen-Konfiguration beliebig miteinander und/oder mit anderen, bereits vorhandenen Systemen oder einzelnen Geräten verbunden werden. Durch die Verwendung als Standard gebräuchlicher Synchronisationssysteme ist auch die Basis für die gemeinsame Steuerung des Prozessablaufes mit anderen Geräten geschaffen. Um darüber hinaus die Möglichkeit zur zentralen Programmierung und Kontrolle der Bearbeitungsparameter zu bieten, ist eine Rechnerschnittstelle (z. B. "RS 232-C") vorgesehen.
  • 3.c Der modulare Charakter der Komponenten (z. B. kann dadurch die Signalbearbeitung schrittweise von analoger auf digitale Bearbeitung umgestellt werden, ohne daß das System als Ganzes veraltet wäre und deshalb ausgetauscht werden müßte) und die Möglichkeit zur Benutzung eines externen Steuerrechners (sehr große Speicherkapazität, preiswerte Verbesserung der Steuerprogramme durch aktualisierte oder gänzlich neue Software, vielfältige Möglichkeiten zur Darstellung der jeweils benötigten Information) stellen ein für zukünftige Entwicklungen und für jede Form der Systemerweiterung offenes Konzept dar.

Ausführungsbeispiel: Programmierbarer, vollparametrischer Matrix- Equalizer.

Jedem der Bearbeitungselemente (in diesem Fall vollparametrische Audiofilter, Abb. 1; F 1, F 2 . . . Fx) sind eine Multiplexerschaltung (Abb. 1, M 1, M 2 . . . Mx) vor- (n in 1) bzw. nachgeschaltet (1 in n) deren Steuerung (durch den Micro-Computer über das I/O-Interface 2, s. Abb. 1) synchronisiert ist. Auf diese Weise kann jedes Filter auf jede Signalleitung geschaltet werden.

Die Einstellung sowohl der Filter selbst als auch der Signalmultiplexer erfolgt durch den Mikrocomputer (s. o.).

Die Programmierung des Gerätes erfolgt durch das Bedienfeld (Abb. 1; im Detail auf Abb. 2) das über ein I/O-Interface (Abb. 1; I/O-Interface 1) mit dem Mikro-Computer verbunden ist, oder aber extern, durch eine Fernbedienung oder einen externen Steuerrechner die über ein Interface (Abb. 1; I/O-Interface 3) mit dem Micro-Computer verbunden werden können.

Information über die Einstellung des Gerätes kann am Gerät selbst im Display (Abb. 1; im Detail Abb. 2) oder aber(bzw. und auch) extern abgelesen werden.

Die Speicherung erfolgt geräteintern im Programmspeicher (Abb. 1; ROM) bzw. im Arbeitsspeicher (Abb. 1; RAM), oder (bzw. und auch) extern (z. B. auf Floppy) über Interface (Abb. 1; I/O-Interface 3).

Claims (1)

1. System zur parameterprogrammierbaren Bearbeitung von Audiosignalen in Kombination mit programmierbarer Schaltmatrix, zur Anwendung im Bereich der analogen und digitalen elektronischen Aufbereitung von Audiosignalen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • 1) die Kontrolle (Steuerung, Überwachung, Speicherung) solcher Bearbeitungselemente (Audiofilter, Verzögerungseinheiten etc.) jeweils gleicher Funktion erfolgt zusammengefaßt in jeweils einem gemeinsamen Steurset, oder aber (bzw. und auch ) gemeinsam mit allen Bearbeitungselementen, auch denen unterschiedlicher Funktion, durch einen externen, übergeordneten Steuerrechner,
   • 2) sowohl die Einstellungen der Wirkungsparameter als auch die Verknüpfungen der einzelnen Signal-Bearbeitungselemente mit den ihnen (durch eine ebenfalls programmierbare Schaltmatrix) zugeordneten Signalleitungen können als ein Arbeitsprogramm und unter einer Programmnummer im Programmspeicher gespeichert werden,
   • 3) im Programmspeicher sind durch Aneinanderreihung beliebiger und jederzeit editier- und modifizierbarer Arbeitsprogramme zu Programmketten in sog. Bänken und deren nacheinander in genau der kompilierten Reihenfolge erfolgenden Abrufung durch manuelle Steuerung oder automatisch (durch Zeit-Code-Synchronisation wie "SMPTE") komplexe Veränderungen der Signalbearbeitung sequentiell zu realisieren, sowohl in Bezug auf die Verknüpfung aller Bearbeitungselemente mit den Signalleitungen als auch auf die Einstellungen aller Bearbeitungsparameter,
   • 4) unter Verwendung eines entsprechenden Programms können Daten in Echtzeitsequenzen programmiert und gespeichert werden, in der Art, daß Eckwerte einzelner Bearbeitungsparameter fließend (d. h. mit großer Auflösung) ineinander übergehen,
   • 5) das System ist sowohl nach Art (Bearbeitungselemente unterschiedlicher Funktion sind in getrennten Baugruppen zusammengefaßt) als auch nach Umfang (intern: die Anzahl der Bearbeitungselemente innerhalb der einzelnen Baugruppen betreffend; extern: die Anzahl und Zusammenstellung der Baugruppen betreffend) modular aufgebaut.