DE4224338A1 - Verfahren und vorrichtung zum kompensieren eines frequenzgangs in anpassung an einen hoerraum - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kompensieren eines frequenzgangs in anpassung an einen hoerraum

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DE4224338A1
DE4224338A1 DE4224338A DE4224338A DE4224338A1 DE 4224338 A1 DE4224338 A1 DE 4224338A1 DE 4224338 A DE4224338 A DE 4224338A DE 4224338 A DE4224338 A DE 4224338A DE 4224338 A1 DE4224338 A1 DE 4224338A1
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    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Description

Die Erfindung betrifft ein Tonwiedergabeinstrument bzw. -gerät und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs zur Anpassung (desselben) an einen Hörraum, mit denen die Hörbedingungen durch Kompensieren bzw. Anpassen des Frequenzgangs eines reproduzierten Tonsignals entsprechend den Hörbedingungen, nachdem diese durch ein Hindernis (oder Zuhörer) des Hörraums diskriminiert worden sind, verbessert werden können.
Die Charakteristik von Wiedergabeton variiert allgemein erheblich mit dem Raum oder dem Zeitpunkt, in bzw. zu dem der Ton reproduziert wird.
Demzufolge variiert die Größe bzw. Stärke des vom Hörer wahrgenommenen Tons mit jeder Änderung des Orts und der Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit), an dem bzw. unter denen der Ton reproduziert wird.
Auch wenn in ein und demselben Raum zahlreiche Hörer vorhanden sind oder der von den Zuhörern verursachte Geräuschpegel hoch ist, verringern sich Stärke (magnitude) oder Klarheit des Tons entsprechend.
Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel eines Hörraums, wobei Fig. 1A ein Beispiel eines Hörraums mit wenigen Hindernissen zeigt.
Wenn dabei nur wenige Zuhörer (oder Hindernisse) 20a und/oder 20b im begrenzten Raum 10 vorhanden sind, ist der im Raum absorbierte oder gestreute (spread) Wiedergabeton­ (anteil) gering.
Im Hintergrundbereich befindliche Zuhörer 40A oder 40B können daher den von Lautsprechern 30A oder 30B wiedergegebenen Ton normal hören.
Fig. 1B zeigt ein Beispiel (eines Raums), in welchem zahlreiche Hindernisse vorhanden sind.
Wenn im begrenzten Raum 10 zahlreiche Zuhörer (oder Hindernisse) 20a-20i vorhanden sind, ist der im Raum gestreute oder absorbierte Wiedergabeton(anteil) groß.
Demzufolge können die im Hintergrundbereich befindlichen Zuhörer 40A oder 40B den vom Lautsprecher 30A oder 30B wiedergegebenen Schall bzw. Ton nicht in normaler Weise hören.
Infolgedessen wird auf Verfahren zum Kompensieren der Änderung des Schalls, der sich entsprechend dem Hörraum verändert, zurückgegriffen, damit Zuhörer den Schall oder Ton klarer wahrnehmen können.
Wenn insbesondere ein Testtonsignal erzeugt wird, wird der Pegel des nach dem Durchlauf durch den Hörraum zurückkehrenden Testsignaltons geprüft; wenn die Schallübertragungsbedingungen schlecht sind, wird eine Technik angewandt, nach welcher die Lautstärke für ausreichenden Hörbedingungspegel eingestellt wird. Dies kann als bemerkenswerte Technik angesehen werden.
Bei dieser technischen Auslegung zur Verbesserung des Hörzustands (audible state) auf einen geeigneten Pegel durch Einstellung der Lautstärke gemäß dem Frequenzgangdiagramm von Fig. 2 entsprechend den Bedingungen des Hörraums ist der Frequenzgang über die gesamten Bandbreiten hinweg gleichmäßig (d. h. gerade), wenn sich kein Hindernis (oder Zuhörer) im Hörraum befindet. Falls jedoch im Hörraum zahlreiche Hindernisse (oder Zuhörer) vorhanden sind, ergibt sich ein Problem dahingehend, daß der Schall- oder Ton- Frequenzgang (im Hochfrequenzbereich) abgesenkt bzw. beeinflußt (biased) wird, wie durch die Kurven b oder c in Fig. 2 veranschaulicht.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs zur Anpassung an einen Hörraum für die Wahrnehmung eines normalen hörbaren Schalls oder Tons durch Anhebung des Hochfrequenzbereichs des zu reproduzierenden Schalls oder Tons entsprechend den Bedingungen im Hörraum nach Durchführung von Tests oder Prüfungen der Hörraumbedingungen durch Erzeugung von Testsignalen, bevor der Schall oder Ton wiedergegeben wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, umfassend:
einen ersten Schritt zum Erzeugen eines Testsignals nach dem Stummschalten von Tonleitungen während eines Testmodus,
einen zweiten Schritt zum Berechnen einer Pegeldifferenz zwischen dem ursprünglichen Testsignal und dem Testsignal, das den Hörraum durchlaufen hat, und
einen dritten Schritt zum Erzeugen eines Wiedergabesignals, dessen Frequenzgang durch Kompensieren des Frequenzgangs entsprechend der berechneten Pegeldifferenz kompensiert (worden) ist, durch Umschalten auf einen Tonsignalwiedergabemodus und Freigeben der stummgeschalteten Tonleitungen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Kom­ pensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, umfassend:
eine Frequenzgang-Kompensiereinheit zum Kompensieren eines Frequenzgangs von durch eine Signalverarbeitungseinheit behandelten bzw. verarbeiteten und eingegebenen Signalen,
eine Stummschalteinheit zum Stummschalten der von der Frequenzgang-Kompensiereinheit ausgegebenen Signale,
eine Testsignalgeneratoreinheit zum Erzeugen von Testsignalen,
eine Umschalteinheit zum selektiven Ausgeben des Ausgangs(signals) der Frequenzgang-Kompensiereinheit, über die Stummschalteinheit eingegeben, und der durch die Testsignalgeneratoreinheit erzeugten Testsignale,
eine Ausgabeeinheit zum durch Verstärken der selektiv von der Umschalteinheit ausgegebenen Signale erfolgenden Ausgeben der Signale,
eine Testsignalbehandlungs- bzw. -verarbeitungseinheit zum Behandeln bzw. Verarbeiten der von der Testsignalgeneratoreinheit ausgegebenen Testsignale,
eine Reflexionssignalempfangseinheit zum Verstärken des reflektierten Signals nach Empfang des reflektierten Signals, das den Hörraum durchlaufen hat und von der Ausgabeeinheit ausgegeben worden ist,
eine Reflexionssignalbehandlungs- oder -verarbeitungseinheit zum Behandeln bzw. Verarbeiten des über die Reflexionssignalempfangseinheit eingegebenen reflektierten Signals und
eine Steuereinheit zum Steuern der selektiven Ausgabe des Testsignals oder des Eingangssignals, wobei die von der Testsignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Testsignale und die von der Reflexionssignalverarbeitungseinheit ausgegebenen reflektierten Signale verglichen werden und der durch Hindernisse (im Hörraum) abgesenkte oder beeinflußte (biased) Frequenzgang durch Ausgabe der Steuersignale zur Frequenzgang-Kompensiereinheit nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses kompensiert wird, wobei dann, wenn durch Moduswahl der Testmodus gewählt ist, das Eingangssignal durch Ausgabe von Steuersignalen zur Stummschalteinheit stummgeschaltet und das Testsignal oder das Eingangssignal durch Ansteuerung der Umschalteinheit für selektive Ausgabe gesteuert wird.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Hörraums, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 1A ein Beispiel mit wenigen Hindernissen und Fig. 1B ein Beispiel mit zahlreichen Hindernissen,
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Frequenzgangs, abhängig von Hörraumbedingungen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs zur Anpassung an einen Hörraum,
Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild einer Frequenzgang­ Kompensiereinheit nach Fig. 3,
Fig. 5 eine graphische Darstellung des mittels der erfindungsgemäßen Frequenzgang-Kompensiereinheit kompensierten Frequenzgangs und
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum.
Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.
Fig. 3 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, umfassend: eine Frequenzgang-Kompensiereinheit 200, welche den Frequenzgang des durch eine Signalbehandlungs­ bzw. verarbeitungseinheit verarbeiteten und eingegebenen Signals kompensiert, eine Stummschalteinheit 300 zum Stummschalten des von der Kompensiereinheit 200 ausgegebenen Signals, eine Testsignalgeneratoreinheit 400 zum Erzeugen von Testsignalen, eine Umschalteinheit 500 zum selektiven Ausgeben der Testsignale, die von der Testsignalgenerator­ einheit erzeugt wurden, und des von der Stummschalteinheit eingegebenen Ausgangssignal der Kompensiereinheit, eine Ausgabeeinheit 600 zum Ausgeben und Verstärken der von der Umschalteinheit selektiv ausgegebenen Signale, eine Testsignalbehandlungs- oder -verarbeitungseinheit 700 zum Behandeln bzw. Verarbeiten der von der Testsignalgenerator­ einheit ausgegebenen Testsignale, eine Reflexionssignal­ empfangseinheit 810 zum Verstärken des reflektierten Signals, das nach der Ausgabe von der Ausgabeeinheit den Hörraum durchlaufen hat, bei Empfang des reflektierten Signals, eine Reflexionssignalbehandlungs- bzw. -verarbeitungseinheit 800 zum Behandeln bzw. Verarbeiten des von der Reflexionssignalempfangseinheit eingegebenen reflektierten Signals sowie eine Steuereinheit 900 zum Steuern der selektiven Ausgabe des Testsignals oder des Eingangssignals, wobei die Signale von der Testsignalverarbeitungseinheit und der Reflexionssignal­ behandlungs- bzw. -verarbeitungseinheit verglichen werden und der durch Hindernisse abgesenkte oder beeinflußte (biased) Frequenzgang durch Ausgabe eines Steuersignals entsprechend dem Vergleichsergebnis zur Frequenzgang- Kompensiereinheit kompensiert wird, wobei dann, wenn der Testmodus durch Betriebsart- oder Moduswahl gewählt ist, das Steuersignal so zur Stummschalteinheit zum Stummschalten des Eingangssignals und zur Ansteuerung der Umschalteinheit ausgegeben wird, daß die Steuereinheit das Testsignal oder das Eingangssignal, das selektiv ausgegeben werden soll, steuern kann.
Die Vorrichtung nach Fig. 3 ist nachstehend näher erläutert.
Die Signalverarbeitungseinheit 100 nach Fig. 3 dient zum Verarbeiten (treating) eines Ton- oder Schallsignals, und die Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 dient zum Kompensieren des Frequenzgangs der von der Signalverarbeitungseinheit 100 ausgegebenen Signale.
Die Stummschalteinheit 300 dient zum Stummschalten der von der Kompensiereinheit 200 ausgegebenen Signale, während die Testsignalgeneratoreinheit 400 Testsignale erzeugt.
Die Umschalteinheit 500 dient zum selektiven Ausgeben des über die Stummschalteinheit 300 eingegebenen Ausgangssignals von der Kompensiereinheit 200 und zum selektiven Ausgeben der von der Testsignalgeneratoreinheit 400 erzeugten Testsignale.
In der Umschalteinheit 500 ist eine Läuferklemme (rotor termination) C während des Testmodus mit einer Testklemme A und während eines Ton- oder Schallsignal-Wiedergabemodus mit einer Wiedergabemodusklemme H verbunden.
Die Ausgabeeinheit 600 dient zum Verstärken und anschließenden Ausgeben der selektiv von der Umschalteinheit 500 ausgegebenen Signale, und sie besteht aus Lautsprechern SP1, SP2.
Die Testsignalverarbeitungseinheit 700 dient zum Verarbeiten der von der Testsignalgeneratoreinheit 400 ausgegebenen Testsignale und umfaßt folgendes: Eine Laufzeit- oder Verzögerungseinheit 700 zum Verzögern der von der Testsignalgeneratoreinheit 400 ausgegebenen Testsignale um eine vorbestimmte Zeitspanne; eine erste Gleichrichtereinheit 720 zum Gleichrichten der durch die Verzögerungseinheit 710 um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögerten Testsignale; und einen ersten Analog/Digital­ bzw. A/D-Wandler 730 zum Umwandeln der durch die erste Gleichrichtereinheit 720 gleichgerichteten Testsignale in Digitalsignale.
Die Reflexionssignalempfangseinheit 810 dient zum Verstärken der Testsignale nach Empfang derselben (im folgenden als "reflektierte Signale" bezeichnet), die von der Ausgabeeinheit 600 ausgegeben worden sind und anschließend den Hörraum durchlaufen haben.
Die Reflexionssignalverarbeitungseinheit 800 dient zum Verarbeiten der über die Reflexionssignalempfangseinheit 810 eingespeisten reflektierten Signale und umfaßt folgendes: Eine zweite Gleichrichtereinheit 820 zum Gleichrichten der reflektierten Signale sowie einen zweiten A/D-Wandler zum Umwandeln des durch die zweite Gleichrichtereinheit 820 gleichgerichteten reflektierten Signals in ein Digitalsignal.
Die Steuereinheit 900 dient zum Steuern des Testsignals oder des selektiv ausgegebenen Eingangssignals, wobei die von der Testsignalverarbeitungseinheit 700 ausgegebenen Testsignale und die von der Reflexionssignalverarbeitungseinheit 800 ausgegebenen reflektierten Signale verglichen werden und der durch die Hindernisse (oder die Zuhörer) abgesenkte bzw. beeinflußte Frequenzgang dadurch kompensiert wird, daß die Steuersignale SC0, SC1 entsprechend dem Vergleichsergebnis zur Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 ausgegeben werden; wenn durch Moduswahl der Testmodus gewählt ist, wird das Eingangssignal durch Ausgabe der Steuersignale zur Stummschalteinheit 300 stummgeschaltet, und das Testsignal oder das Eingangssignal wird für selektive Ausgabe durch Steuerung der Umschalteinheit 500 gesteuert.
Die Betriebsart- bzw. Moduswahl der Steuereinheit 900 erfolgt durch eine Modusumschalteinheit 910.
Wenn an die erfindungsgemäße Frequenzgang- Kompensiervorrichtung Strom bzw. Spannung angelegt wird, gibt die Steuereinheit 900 zunächst ein Steuersignal SC3 aus.
Bei Eingang des Steuersignals SC3 von der Steuereinheit 900 bewirkt die Stummschalteinheit 300 das Stummschalten der Tonleitungen.
Danach prüft die Steuereinheit 900 den Zustand der Modusumschalteinheit 910, und sie stellt fest, ob der Testmodus gewählt ist oder nicht.
Wenn das Prüfergebnis für Moduswahl zeigt, daß der Testmodus gewählt oder eingestellt ist, wird ein Steuersignal SC4 so ausgegeben, daß die Läuferklemme C der Umschalteinheit 500 zur Verbindung mit der Testmodusklemme A gesteuert wird; sodann wird die Testsignalgeneratoreinheit 400 angesteuert, um Testsignale für eine vorbestimmte Zeitspanne abzugeben.
Dabei verwendet das Testsignal Weißes Rauschen oder Rosa Rauschen.
Die von der Testsignalgeneratoreinheit 400 erzeugten Testsignale werden der Umschalteinheit 500 und der Testsignalverarbeitungseinheit 700 eingespeist.
Die der Umschalteinheit 500 eingespeisten Testsignale werden über die Lautsprecher SP1, SP2 zur Außenseite (in den Hörraum) ausgegeben.
Die an die Testsignalverarbeitungseinheit 700 angelegten Testsignale werden in der ersten Gleichrichtereinheit 720 gleichgerichtet, nachdem sie für Reflexionszeit (die Zeit, die das über die Ausgabeeinheit 600 nach außen ausgegebene Signal für Reflexion und Eintritt in die Reflexionssignalempfangseinheit 810 benötigt) verzögert wurden.
Das von der ersten Gleichrichtereinheit 702 gleichgerichtete Testsignal wird im ersten A/D-Wandler 730 digital umgesetzt und der Steuereinheit eingespeist.
Andererseits wird das von der Ausgabeeinheit 600 ausgegebene Testsignal, nachdem es den Hörraum durchlaufen hat und von der Reflexionssignalempfangseinheit 810 empfangen worden ist, durch die zweite Gleichrichtereinheit 820 der Reflexionssignalverarbeitungseinheit 800 gleichgerichtet und dann durch den zweiten A/D-Wandler in ein Digitalsignal umgewandelt und schließlich der Steuereinheit 900 eingespeist.
In der Steuereinheit 900 wird die Pegeldifferenz zwischen dem in der Testsignalverarbeitungseinheit 700 verarbeiteten Testsignal und dem in der Reflexionssignalverarbeitungseinheit 800 verarbeiteten reflektierten Signal berechnet.
In der Steuereinheit 900 ist eine Nachschlagtabelle gespeichert, welche den kompensierten Frequenzwert entsprechend der Pegeldifferenz bestimmt.
Dementsprechend gibt die Steuereinheit 900 nach dem Herausnehmen von Steuerdaten entsprechend der berechneten Pegeldifferenz aus der Nachschlagtabelle Steuersignale SC0, SC1 zur Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 aus.
Wenn keine Pegeldifferenz zwischen dem Testsignal und dem reflektierten Testsignal, welches den Hörraum durchlaufen hat, vorliegt, d. h. wenn sich keine Hindernisse im Hörraum befinden, gibt die Steuereinheit 900 an diesem Punkt Steuersignale SC0, SC1 entsprechend "0,0" zur Frequenzgang- Kompensiereinheit 200 aus.
Wenn eine geringe Pegeldifferenz zwischen dem Testsignal und dem reflektierten Testsignal nach dem Durchlauf desselben durch den Hörraum vorliegt, d. h. wenn sich einige wenige Hindernisse im Hörraum befinden, gibt die Steuereinheit 900 Steuersignale SC0, SC1 entsprechend (dem Pegel) "0,1" zur Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 aus.
Wenn eine große Pegeldifferenz zwischen dem Testsignal und dem reflektierten Testsignal, das den Hörraum durchlaufen hat, vorliegt, d. h. wenn zahlreiche Hindernisse vorhanden sind, gibt die Steuereinheit 900 Steuersignale SC0, SC1 entsprechend "1,0" zur Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 aus. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 900 Steuersignale SC3, SC4 für die Aufhebung der Stummschaltung durch die Stummschalteinheit 300 aus, und sie verbindet die Läuferklemme C der Umschalteinheit 500 mit der Tonsignal- Wiedergabeklemme N.
Entsprechend den von der Steuereinheit 900 ausgegebenen Steuersignalen SC0, SC1 bewirkt die Frequenzgang- Kompensiereinheit 200 das Kompensieren und Ausgeben des Frequenzgangs des von der Signalverarbeitungseinheit 100 ausgegebenen Signals. Wenn der Testmodus durch die Modusumschalteinheit 910 nicht gewählt ist, stellt die Steuereinheit 900 zwischenzeitlich die Steuersignale SC0, SC1 auf "0,0", so daß die Stummschaltung durch die Stummschalteinheit 300 ohne Durchführung einer Kompensation des Frequenzgangs aufgehoben werden kann.
Wenn früher durch den Anwender eingestellte oder vorgegebene Steuerdaten SC0, SC1 vorhanden sind, wird das eingestellte oder vorgegebene Steuersignal zur Kompensation des Frequenzgangs zur Kompensiereinheit 200 ausgegeben, und die Stummschaltung durch die Stummschalteinheit 300 wird aufgehoben.
Wenn die Stummschaltung durch die Stummschalteinheit 300 aufgehoben ist, durchläuft die durch die Signalverarbeitungseinheit 100, in welcher der Frequenzgang durch die Kompensiereinheit 200 kompensiert worden ist, behandelte oder verarbeitete Tonfrequenz die Stummschalteinheit 300 und die Umschalteinheit 500, und sie wird an der Ausgabeeinheit 600 als Tonsignal reproduziert oder wiedergegeben.
Fig. 4 veranschaulicht in einem detaillierten Schaltbild die Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 gemäß Fig. 3.
Die Anordnung nach Fig. 4 umfaßt eine Verstärkungsvorgabe­ einheit, welche einen Verstärkungswert (oder Gewinn) mittels Steuersignalen SC0, SC1 von der Steuereinheit 800 aufstellt bzw. vorgibt (sets up), und eine Verstärkungseinstelleinheit 220, welche die Verstärkungen für den Hochfrequenzanteil der Signale einstellt, die entsprechend dem durch die Verstärkungsvorgabeeinheit 210 vorgegebenen Verstärkungswert eingegeben werden oder sind.
Wenn somit Steuersignale der Zustände bzw. Pegel "0,0" an Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 der Frequenzgang- Kompensiereinheit 200 eingespeist werden, gehen alle Transistoren Q0, Q1 der Verstärkungsvorgabeeinheit 210 in den Sperrzustand über.
Wenn die Transistoren Q0, Q1 sperren, arbeitet ein Operationsverstärker OP1 der Verstärkungseinstelleinheit 220 als Puffer, und er gibt das eingehende negative Signal Si ohne Verstärkungseinstellung (Verstärkung bzw. Gewinn = 1) aus (So).
Wenn die Steuersignale des (logischen) Zustands oder Pegels "1,0" an Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 angelegt werden, schaltet der Transistor Q0 der Verstärkungsvorgabeeinheit 210 durch, während der Transistor Q1 sperrt. Unter diesen Bedingungen wird die Verstärkung bzw. der Gewinn des eingehenden negativen Signals Si am bzw. im Operationsverstärker OP1 mittels der Gewinn- oder Verstärkungswerte eingestellt, die durch Widerstände R1, R2 und einen Kondensator C0 vorgegeben sind, um den Frequenzgang zu kompensieren.
Mit anderen Worten: die Verstärkung AV wird im Operationsverstärker OP1 der Verstärkungseinstelleinheit 220 gemäß folgender Formel eingestellt:
Wenn die Steuersignale des Pegels "0,1" an den Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 eingegeben werden, sperrt der eine Transistor Q0 der Verstärkungsvorgabeeinheit 210, während der andere Transistor Q1 durchschaltet. Unter diesen Bedingungen wird der Gewinn oder die Verstärkung des eingehenden negativen Signals Si am bzw. im Operationsverstärker OP1 zur Kompensation des Frequenzgangs mit dem Verstärkungswert eingestellt, der durch die Widerstände R1, R2 und einen Kondensator C1 vorgegeben ist.
Mit anderen Worten: der Gewinn bzw. die Verstärkung AV wird im Operationsverstärker OP1 der Verstärkungseinstelleinheit 220 gemäß folgender Formel eingestellt:
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 die Verstärkung (d. h. Gewinn oder Verstärkungsfaktor) des negativen Signals Si mittels des Steuersignals von der Steuereinheit für Kompensation des Frequenzgangs einstellt.
Fig. 5 veranschaulicht in graphischer Darstellung den in der Frequenzgang-Kompensiereinheit 200 kompensierten Frequenzgang.
Eine Kurve 6a in Fig. 5 veranschaulicht den Frequenzgang dann, wenn die Steuersignale des Pegels "0,0" an den Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 der Frequenzgang- Kompensiereinheit 200 (vgl. Fig. 4) eingegeben werden, wodurch der Operationsverstärker OP1 der Verstärkungsein­ stelleinheit 220 zum Funktionieren als Puffer veranlaßt wird; zu diesem Zeitpunkt beträgt der Verstärkungsfaktor AV für die gesamten Bänder (den gesamten Frequenzbereich) 1.
Eine Kurve 6b in Fig. 5 veranschaulicht den Frequenzgang für den Fall, daß die Steuersignale des Pegels "1,0" an den Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 der Frequenzgang- Kompensiereinheit 200 eingegeben werden, wodurch der Transistor Q0 der Verstärkungsvorgabeeinheit 210 durchgeschaltet und der Transistor Q1 zum Sperren gebracht wird.
Wenn der Transistor Q0 durchgeschaltet ist, während der andere Transistor Q1 sperrt, wird der Verstärkungsfaktor AV bezüglich des Hochfrequenzanteils des eingehenden negativen Signals Si gemäß obiger Formel (1) erhöht und (dieses Signal) sodann ausgegeben.
Eine Kurve 6c in Fig. 5 veranschaulicht den Frequenzgang dann, wenn die Steuersignale des Pegels "0,1" an den Steuereingangsklemmen CNT0, CNT1 der Kompensiereinheit 200 eingegeben werden, wodurch der Transistor Q0 der Verstärkungsvorgabeeinheit 210 zum Sperren gebracht und der Transistor Q1 durchgeschaltet wird.
Wenn der Transistor Q0 sperrt, während der Transistor Q1 durchgeschaltet ist, wird der Verstärkungsfaktor AU des Hochfrequenzanteils des eingehenden oder eingegebenen negativen Signals Si angehoben und dann (dieses Signal) ausgegeben.
Da zu diesem Zeitpunkt der erhöhte Verstärkungsfaktor AV die Werte annimmt; welche die durch Hindernisse (oder die Zuhörer) beeinflußte (biased) Größe kompensieren können, sind bzw. werden die Werte des Widerstands R0 und des Kondensators C0 oder die Werte des Widerstands R1 und des Kondensators C1 für Einstellung aufgestellt oder vorgegeben.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Kompensieren des Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, das in der Steuereinheit 900 der erfindungsgemäßen Kompensiervorrichtung durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Frequenzgang-Kompensierverfahren umfaßt:
einen ersten Schritt zum Erzeugen eines Testsignals nach dem Stummschalten von Tonleitungen während eines Testmodus,
einen zweiten Schritt zum Berechnen einer Pegeldifferenz zwischen dem ursprünglichen Testsignal und dem Testsignal, das den Hörraum durchlaufen hat, und
einen dritten Schritt zum Erzeugen eines Wiedergabesignals, dessen Frequenzgang durch Kompensieren des Frequenzgangs entsprechend der berechneten Pegeldifferenz kompensiert (worden) ist, durch Umschalten auf einen Tonsignalwiedergabemodus und Freigeben der stummgeschalteten Tonleitungen.
Dieses Verfahren ist nachstehend näher erläutert.
Gemäß Fig. 6 gibt bei Stromanlegung die Steuereinheit 900 das Steuersignal aus, und sie führt einen Leitungsstummschaltschritt S100 zum Stummschalten der Tonleitungen durch.
Nach dem Stummschalten der Leitung wird in einem Betriebsart- bzw. Moduszustand-Prüfschritt S110 geprüft, ob der Testmodus gewählt ist.
Wenn sich im Schritt S110 ergibt, daß der Testmodus gewählt ist, wird ein Modusumschaltschritt S120 durchgeführt, in welchem eine Umschaltung auf den Testmodus erfolgt.
Nach dem Modusumschaltschritt S120 wird ein Signalerzeugungsschritt S130 durchgeführt, durch den veranlaßt wird, daß das Testsignal für eine vorbestimmte Zeitspanne ausgegeben wird.
Nach dem Testsignalerzeugungsschritt S130 wird ein Pegeldifferenzoperationsschritt S140 durchgeführt, in welchem die Pegeldifferenz berechnet wird, indem das reflektierte Testsignal und das ursprüngliche Testsignal, welches den Hörraum durchlaufen hat, eingegeben werden.
Nach Empfang des reflektierten Testsignals, welches den Hörraum durchlaufen hat, und des ursprünglichen Testsignals wird sodann ein Pegeldatenabrufschritt S150 durchgeführt, in welchem aus der Nachschlagtabelle die Daten abgerufen werden, welche der im Pegeldifferenzoperationsschritt S140 berechneten Pegeldifferenz entsprechen.
Anschließend werden die Steuerdaten entsprechend den Pegeldaten, die im Pegeldatenabrufschritt S150 abgerufen (extracted) worden sind, zur Durchführung eines Frequenzgang-Kompensierschritts S160, in welchem der Frequenzgang kompensiert wird, ausgegeben.
Nach dem Frequenzgang-Kompensierschritt S160 findet ein Modusumschaltschritt S170 statt, in welchem der Betriebsart­ oder Moduszustand auf den Tonsignalwiedergabemodus umgeschaltet wird.
Nach Durchführung des Modusumschaltschritts S170 wird ein Stummschaltung-Aufhebeschritt S180 zur Aufhebung der Stummschaltung der Tonleitungen durchgeführt.
Wenn im Moduszustandsprüfschritt S110, in welchem die Moduszustände, d. h. der jeweils gewählte Modus geprüft wird, der Tonsignalmodus anstelle des Testmodus gewählt ist, wird ein normaler Frequenzgang-Kompensierschritt S210 durchgeführt, in welchem der Frequenzgang entsprechend den durch den Anwender vorgegebenen Steuerdaten kompensiert wird.
Nach dem normalen Frequenzgang-Kompensierschritt S210 wird durch Umschalten des Moduszustands auf den Tonsignalwiedergabemodus ein Stummschaltungsaufhebeschritt S220 ausgeführt, in welchem die stummgeschaltete Tonleitung freigegeben wird.
Nach dem Stummschaltungsaufhebeschritt S220 oder S180 ist der Frequenzgang des Eingangssignals kompensiert, und das entsprechende Signal wird sodann für die Zuhörer ausgegeben, so daß sie die normale Tonwiedergabe ohne Beeinflussung durch die Hindernisse im Hörraum wahrnehmen können.
Wie vorstehend beschrieben, kann mit dem Verfahren und der Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum die Wirkung erzielt werden, daß die Zuhörer eine normale Tonwiedergabe hören können, indem ein Testsignal erzeugt, das Testsignal durch den Hörraum laufengelassen, die Pegeldifferenz entsprechend Hindernissen (im Hörraum) durch einen Vergleich zwischen dem reflektierten Testsignal, welches den Hörraum durchlaufen hat, und dem ursprünglichen Testsignal berechnet und anschließend der Frequenzgang des wiederzugebenden Tonsignals entsprechend der durch die Hindernisse verursachten Pegeldifferenz kompensiert werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, umfassend:
einen ersten Schritt zum Erzeugen eines Testsignals nach dem Stummschalten von Tonleitungen während eines Testmodus,
einen zweiten Schritt zum Berechnen einer Pegeldifferenz zwischen dem ursprünglichen Testsignal und dem Testsignal, das den Hörraum durchlaufen hat, und
einen dritten Schritt zum Erzeugen eines Wiedergabesignals, dessen Frequenzgang durch Kompensieren des Frequenzgangs entsprechend der berechneten Pegeldifferenz kompensiert (worden) ist, durch Umschalten auf einen Tonsignalwiedergabemodus und Freigeben der stummgeschalteten Tonleitungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt umfaßt:
einen Vorgang zum Stummschalten der Tonleitungen,
einen Betriebsart- oder Moduszustand-Prüfvorgang zum Prüfen, ob der Moduszustand der Testmodus ist, nach dem Stummschalten der Tonleitungen,
einen Modusumschaltvorgang zum Umschalten des Moduszustands auf den Testmodus, wenn dieser als Ergebnis der Moduszustandsprüfung gewählt ist, und
einen Testsignalerzeugungsvorgang zum Ausgeben eines Testsignals nach dem Modusumschaltvorgang.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schritt umfaßt:
einen Pegeldatenabrufvorgang zum Abrufen (extracting) der Steuerdaten aus einer Nachschlagtabelle, welche der Pegeldifferenz entsprechen, die in einem Pegeldifferenzoperationsschritt berechnet worden ist, in welchem die Pegeldifferenz berechnet wird, nachdem das reflektierte Testsignal, welches den Hörraum durchlaufen hat, und das ursprüngliche Testsignal empfangen worden sind,
einen Vorgang zum Kompensieren des Frequenzgangs durch Ausgeben der Steuerdaten entsprechend den im Pegeldatenabrufvorgang abgerufenen Pegeldaten,
einen Modusumschaltvorgang zum Umschalten des Moduszustands auf den Tonsignalwiedergabemodus nach Durchführung des Frequenzgang-Kompensiervorgangs und
einen Stummschaltungsaufhebevorgang zum Ausgeben des reproduzierten Signals oder Wiedergabesignals, dessen Frequenzgang kompensiert worden ist, durch Aufhebung der Stummschaltung der Tonleitungen.
4. Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs in Anpassung an einen Hörraum, umfassend:
eine Frequenzgang-Kompensiereinheit zum Kompensieren eines Frequenzgangs von durch eine Signalverarbeitungseinheit behandelten bzw. verarbeiteten und eingegebenen Signalen,
eine Stummschalteinheit zum Stummschalten der von der Frequenzgang-Kompensiereinheit ausgegebenen Signale, eine Testsignalgeneratoreinheit zum Erzeugen von Testsignalen,
eine Umschalteinheit zum selektiven Ausgeben des Ausgangs(signals) der Frequenzgang-Kompensiereinheit, über die Stummschalteinheit eingegeben, und der durch die Testsignalgeneratoreinheit erzeugten Testsignale,
eine Ausgabeeinheit zum durch Verstärken der selektiv von der Umschalteinheit ausgegebenen Signale erfolgenden Ausgeben der Signale,
eine Testsignalbehandlungs- bzw. -verarbeitungseinheit zum Behandeln bzw. Verarbeiten der von der Testsignalgeneratoreinheit ausgegebenen Testsignale,
eine Reflexionssignalempfangseinheit zum Verstärken des reflektierten Signals nach Empfang des reflektierten Signals, das den Hörraum durchlaufen hat und von der Ausgabeeinheit ausgegeben worden ist,
eine Reflexionssignalbehandlungs- oder -verarbeitungs­ einheit zum Behandeln bzw. Verarbeiten des über die Reflexionssignalempfangseinheit eingegebenen reflektierten Signals und
eine Steuereinheit zum Steuern der selektiven Ausgabe des Testsignals oder des Eingangssignals, wobei die von der Testsignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Testsignale und die von der Reflexionssignalverarbeitungseinheit ausgegebenen reflektierten Signale verglichen werden und der durch Hindernisse (im Hörraum) abgesenkte oder beeinflußte (biased) Frequenzgang durch Ausgabe der Steuersignale zur Frequenzgang-Kompensiereinheit nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses kompensiert wird, wobei dann, wenn durch Moduswahl der Testmodus gewählt ist, das Eingangssignal durch Ausgabe von Steuersignalen zur Stummschalteinheit stummgeschaltet und das Testsignal oder das Eingangssignal durch Ansteuerung der Umschalteinheit für selektive Ausgabe gesteuert wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzgang-Kompensiereinheit umfaßt:
eine Gewinn- oder Verstärkungs(grad)vorgabeeinheit zum Vorgeben (setting up) eines Verstärkungs(grad)werts mittels des Steuersignals von der Steuereinheit und
eine Verstärkungs(grad)einstelleinheit zum Einstellen der (des) Verstärkung(sgrads) für den eingegebenen Hochfrequenzanteil nach Maßgabe des durch die Verstärkungs(grad)vorgabeeinheit vorgegebenen Verstärkungswerts.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Testsignalverarbeitungseinheit umfaßt:
eine Verzögerungseinheit zum Verzögern der von der Testsignalgeneratoreinheit ausgegebenen Testsignale um eine vorbestimmte Zeitspanne,
eine erste Gleichrichtereinheit zum Gleichrichten der durch die Verzögerungseinheit um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögerten Testsignale und
eine erste Analog/Digital- oder A/D-Wandlereinheit zum Umwandeln der durch die erste Gleichrichtereinheit gleichgerichteten Testsignale in Digitalsignale.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionssignalverarbeitungseinheit eine zweite A/D-Wandlereinheit zum Umwandeln der durch eine zweite Gleichrichtereinheit gleichgerichteten reflektierten Signale in Digitalsignale und eine zweite Gleichrichtereinheit zum Gleichrichten der reflektierten Signale aufweist.
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