DE3900044A1 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur einer verfaelschung der lautheitsempfindung eines reproduzierten schallereignisses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der durch den im Wiedergaberaum erzeugten Diffusschall bewirkten Verfälschung der Lautheitsempfindung bei einem durch ein Schallwandlersystem reproduzierten Schallereignis, welches aus einem Direktschallanteil und einem Diffusschallanteil besteht.

Ein solches Verfahren ist bekannt (Aufsatz: "Anatomie eines aktiven Vierweg-Lautsprechers" in FUNKSCHAU 1980, H.7, S. 85-87 und H.8, S. 113, 114).

Wenn bei der Wiedergabe eines auf einem Tonträger gespeicherten reproduzierten Schallereignisses die Wiedergabe-Vorrichtung das Schallereignis in Richtung auf den Zuhörer abstrahlt, dann setzt sich der Schall am Hörort aus dem Direktschall und dem Diffusschall zusammen. Wie allgemein bekannt, nimmt die Intensität des Direktschalles mit dem Abstand zwischen Schallquelle und Hörort linear ab, während die Intensität des Diffusschalles von diesem Abstand unabhängig ist. Der Abstand, bei dem die Intensität von Direktschall und Diffusschall gleich sind, wird als Hallradius bezeichnet.

Wie weiterhin allgemein bekannt, weist der Diffusschall eine gegenüber dem Direktschall verfälschte frequenzabhängige Lautheit auf, so daß ein Hörer des von einem Schallwandlersystem reproduzierten Schallereignisses einen verfälschten Lautheitseindruck erhält. Dieser Sachverhalt ist in dem Buch von Zwicker-Feldtkeller "Das Ohr als Nachrichtenempfänger" S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 1967, Seiten 121 und 122 beschrieben.

Bei der bekannten Wiedergabevorrichtung ist dieser Fehler dadurch korrigiert worden, daß die verschiedene Frequenzbereiche abstrahlenden Lautsprecher eine gezielte unterschiedliche Bündelung aufweisen.

Diese bekannte Lösung erfordert einen erheblichen Aufwand, welcher nur bei hochwertigen Musikübertragungsanlagen gerechtfertigt ist.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, ein Korrekturverfahren anzugeben, welches das gleiche Resultat mit geringerem Aufwand erzielt und welches daher bei alltäglichen Übertragungsvorrichtungen eines Schallereignisses, wie einem Fernsehgerät oder einem Autoradio, angewendet werden kann. Die angestrebte technische Lösung soll für den Fall gelten, daß der Hörort in einem Abstand vom Schallwandlersystem angeordnet sein soll, welcher größer als der Hallradius ist.

Die Lösung dieses technischen Problems besteht darin, daß unter gleichzeitiger Vernachlässigung des Direktschallanteils der Diffusschallanteil am Hörort auf den gleichen Lautheitsverlauf abgestimmt wird, den ein Schallwandler mit linearer Schalldruckcharakteristik im schalltoten Raum aufweisen würde.

Die Umsetzung der Lösung in die Praxis erfolgt dadurch, daß das elektrische Signal des Schallereignisses derart verzerrt wird, daß am Hörort der praktisch ausschließlich vorhandene Diffusschallanteil einen solchen Lautheitsverlauf aufweist, wie der Lautheitsverlauf eines vom unverzerrten elektrischen Signal des Schallereignisses erzeugten Direktschalles.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 enthalten. Sie ist nachstehend anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Anordnung zur Wiedergabe eines reproduzierten Schallereignisses in einem Raum,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die frequenzabhängige Differenz der Lautheit zwischen Direktschall und Diffusschall im Hörort wiedergibt,

Fig. 3 das Diagramm der frequenzabhängigen Korrekturgröße,

Fig. 4 die Verwirklichung der Erfindung bei einem Fernsehgerät oder einer Regalbox,

Fig. 5 die Verwirklichung der Erfindung bei einer PKW-Übertragungsanlage und

Fig. 6 ein Diagramm welches den Schalldruckpegel in Abhängigkeit von der Frequenz nach Korrektur des Lautheitseindrucks am Hörort wiedergibt.

Fig. 1 verdeutlicht die Wiedergabe eines reproduzierten Schallereignisses in einem Raum, bei welcher das entweder z. B. auf einer Schallplatte gespeicherte Schallereignis oder das drahtlos übertragene Schallereignis von dem Lautsprecher 1 abgestrahlt wird. Das Schallereignis gelangt auf zwei verschiedenen Wegen zum Hörer 2 am Hörort, nämlich einerseits als Direktschall D und andererseits als Diffusschall I. Wie bereits erwähnt, ist am Hörort, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Hörort größer als der Hallradius ist, bei vernachlässigbarem Fehler nur noch der Diffusschall I wirksam. Das menschliche Ohr weist jedoch - wie allgemein bekannt - für den Diffusschall frequenzabhängig ein anderes Lautheitsempfinden auf.

Die frequenzabhängige Differenz zwischen dem Lautheitsempfinden für den Direktschall D und dem Diffusschall I am Hörort ist in dem Diagramm in Fig. 2 wiedergegeben.

Dieses Diagramm verdeutlicht, daß der Diffusschall im Frequenzbereich etwa zwischen 300 Hz und 1,5 kHz als lauter, im Frequenzbereich zwischen 2 und 5 kHz leiser, und im Frequenzbereich zwischen 5 und 20 kHz lauter empfunden wird. Um diese Verfälschung auszugleichen, muß die Schallintensität entsprechend dem Diagramm in Fig. 3 verzerrt werden. Dieses Diagramm verdeutlicht, daß die Frequenzen zwischen 300 Hz und 1,5 kHz im Schalldruckverlauf abgesenkt, die Frequenzen zwischen 2 und 5 kHz angehoben und die Frequenzen zwischen 5 und 20 kHz wieder abgesenkt werden müssen.

Fig. 4 verdeutlicht, wie dies bei einem freistehenden Fernsehgerät oder einer freistehenden Lautsprecherbox 3 verwirklicht werden kann. Sämtliche Lautsprecher der Lautsprecherbox 3 strahlen einen Schall ab, der von einem NF-Signal erzeugt wurde, das entweder durch die Weiche 4 oder den Verstärker 5 derart verzerrt worden ist, daß der Diffusschall am Hörort ein Lautheitsempfinden erzeugt, welches dem von einem unverzerrten elektrischen Signal des Schallereignisses erzeugten Direktschall entspricht.

Das gleiche Ergebnis kann auch mit in einem Kraftfahrzeug angeordneten Lautsprechern erzielt werden. Der von dem verzerrten NF-Signal erzeugte Schall wird von den an verschiedenen Orten im Kraftfahrzeug eingebauten Lautsprechern 6 abgestrahlt, die Insassen des Kraftfahrzeuges hören einen Diffusschall, dessen Lautheitsverlauf dem des Direktschalles entspricht.

Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme wird die Wiedergabe eines reproduzierten Schallereignisses am Hörort für alle Frequenzen gleichmäßig laut empfunden, wie dies das Diagramm gemäß Fig. 6 verdeutlicht.

Claims (8)

1. Verfahren zur Korrektur der durch den im Wiedergaberaum erzeugten Diffusschall bewirkten Verfälschung der Lautheitsempfindung bei einem durch ein Schallwandlersystem reproduzierten Schallereignis, welches aus einem Direktschallanteil und einem Diffusschallanteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß unter gleichzeitiger Vernachlässigung des Direktschallanteils der Diffusschallanteil am Hörort auf den gleichen Lautheitsverlauf abgestimmt wird, den ein Schallwandler mit linearer Schalldruckcharakteristik im schalltoten Raum aufweisen würde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung durch Verzerrung des dem Schallereignis entsprechenden NF-Signals erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrung in einem Verstärker erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrung in einer Frequenzweiche erfolgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallwandlersystem eine Mehrzahl von jeweils besondere Wiedergabeeigenschaften für einen Frequenzbereich (Tiefton-, Mittelton- oder Hochton-Lautsprecher) aufweisenden Lautsprechern vorgesehen ist, welche über eine Frequenzweiche an ein elektrisches NF-Signal angeschlossen sind und bei dem die Frequenzweiche derart ausgebildet ist, daß sie eine Verzerrung des NF-Signals bewirkt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallwandlersystem eine Mehrzahl von jeweils besondere Wiedergabeeigenschaften für einen Frequenzbereich (Tiefton-, Mittelton- oder Hochton-Lautsprecher) aufweisenden Lautsprechern vorgesehen ist, welche an einen Verstärker mit integrierter Vorrichtung zur Verzerrung des dem Schallwandlersystem zugeführten elektrischen Signals angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker in der Lautstärke verstellbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzweiche steuerbar ausgebildet ist.