DE4435224A1

DE4435224A1 - Tonwiedergabeanordnung

Info

Publication number: DE4435224A1
Application number: DE4435224A
Authority: DE
Inventors: Friedbert Stuhlfelner; Harri Valio
Original assignee: Nokia Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-04
Also published as: EP0705054B1; EP0705054A3; DE59511029D1; US5592558A; EP0705054A2; JP3586012B2; JPH08182096A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung befaßt sich mit der Kanalreduktion von Tonwiedergabeanordnungen, die eine Tonsignalquelle, eine Überblendanordnung und eine den beiden zuvor genannten Einheiten nachgeschaltete Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen umfassen.

Stand der Technik

Tonwiedergabeanordnungen mit einer der Tonsignalquelle nachgeschalteten Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen sind im Stand der Technik bekannt, so daß hierauf nicht mehr eingegangen zu werden braucht. Handelt es sich bei der Tonsignalquelle um eine solche, die über zwei getrennte Tonsignalkanäle zur stereophonen Übertragung von Schallereignissen verfügt, und ist der Tonsignalquelle eine Überblendanordnung nachgeschaltet, welche die in den beiden Tonsignalkanälen vorliegenden Ausgangstonsignale jeweils auf zwei verschiedene Ausgangskanäle der Überblendanordnung verteilt, so sind im Stand der Technik zwei Lösungen bekannt, die die stereophonen Tonsignale einer digitalen Bearbeitung zugänglich machen.

Bevor hierauf näher eingegangen wird, sei zunächst die Funktionsweise einer Überblendanordnung erläutert. Hierbei handelt es sich in einer sehr einfachen Ausführungsform um einen einstellbaren Spannungsteiler, der durch Veränderung der Einstellung den Gesamtwiderstand im jeweiligen Spannungsteiler in zwei Einzelwiderstände unterteilt und somit eine anliegende Gesamtspannung in abgreifbare Einzelspannungen aufteilt. Bei Tonsignalquellen, die zur stereophonen Übertragung von Schallereignissen über zwei Tonsignalkanäle verfügen und eine nachgeordnete Überblendanordnung aufweisen, ist je Tonsignalkanal ein einstellbarer Spannungsteiler vorgesehen. Diese beiden Spannungsteiler, welche gleich große Gesamtwiderstände haben, sind so miteinander verbunden, daß entsprechend der Einstellung an der Überblendanordnung ein gleich großes Verhältnis der jeweiligen Einzelwiderstände pro Spannungsteiler gegeben ist. Durchlaufen die in den beiden Tonsignalkanälen vorliegenden Ausgangstonsignale eine derartige Überblendanordnung, so sind an deren Ausgangskanälen je Tonsignalkanal zwei Tonsignale mit gleichem Schwingungsverlauf abgreifbar. Die Amplitude der Tonsignale mit gleichem Schwingungsverlauf kann in Abhängigkeit vom Verhältnis der jeweiligen Einzelwiderstände zueinander entweder gleich groß oder verschieden groß sein. Eine derartige Überblendanordnung kann beispielsweise dazu genutzt werden, in einem Kraftfahrzeug eine zweikanalige Tondarbietung zwischen zwei vorderen und zwei rückwärtigen Lautsprechern aufzuteilen, d. h. eine Tondarbietung, welche zwischen zwei -beispielsweise vorderen- Lautsprechern abhörbar ist, auch zwischen zwei weiteren Lautsprechern abhörbar zu machen. Je nach Ausführung kann dabei die Überblendanordnung integraler Bestandteil der Tonsignalquelle sein, etwa in der Form eines Autoradios, oder aber auch abgesetzt von der Tonsignalquelle, etwa auf der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs, angeordnet sein.

Verfügt die Tonsignalquelle über eine derartige Überblendanordnung und werden die Tonsignale einer Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen zugeführt, so sind - entsprechend der Anzahl der von der Überblendanordnung ausgehenden Ausgangskanäle - vier hochwertige, d. h. tonsignaltaugliche A/D-Wandler notwendig, um die in der Überblendanordnung "aufgeteilten" Tonsignale einer digitalen Bearbeitung zuzuführen. Die weitere Folge ist, daß die digitale Signalbearbeitung ebenfalls vierkanalig durchgeführt werden muß.

Da jedoch die Überblendanordnung nur die Funktion hat, die zweikanalig vorliegenden Toninformationen zwischen zwei Gruppen von Lautsprechern (vordere und hintere Lautsprechergruppe) aufzuteilen, liegt es nahe, nur die Ausgangstonsignale, welche in den beiden Tonsignalkanälen vorliegen, einer digitalen Tonsignalbearbeitung zu unterziehen und erst dann die Aufteilung auf die beiden Lautsprechergruppen vorzunehmen. Wenngleich ein derartiger Aufbau den Vorteil hat, daß eingangsseitig nur zwei tonsignaltaugliche A/D-Wandler notwendig sind, muß es als nachteilig angesehen werden, daß zur Verteilung der Toninformationen auf die beiden Lautsprechergruppen nicht eine schon in vielen Tonsignalquellen fest installierte Überblendanordnung genutzt werden kann, sondern auf eine separate Überblendanordnung zurückgegriffen werden muß. Hinzu kommt, daß in räumlicher Nähe zur Tonsignalquelle oft nicht der Platz für eine Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen vorhanden ist, so daß eine Vielzahl von mitunter langen Verbindungsleitungen zwischen der separaten Überblendanordnung und der Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen notwendig ist, wenn die separate Überblendanordnung entfernt von der Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen, etwa in der Nähe der Tonsignalquelle, angeordnet werden soll.

Letzteres gilt sowohl für den Fall, daß als separate Überblendanordnung eine solche verwendet wird, die bereits weiter oben ausführlich beschrieben wurde, als auch für den Fall, daß die Funktion der Überblendanordnung von einer anderen Einstelleranordnung übernommen wird, die entsprechend der gewählten Einstellung direkt auf die Prozessoren der Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen Einfluß nimmt.

Ist die Tonsignalquelle mit einer integrierten Überblendanordnung versehen und soll die digitale Signalbearbeitung zweikanalig unter Verwendung einer zusätzlichen Überblendanordnung ausgeführt werden, müssen außerdem Maßnahmen ergriffen werden, welche gewährleisten, daß die zweikanalig vor der Überblendanordnung vor liegenden Ausgangstonsignale unabhängig von der Einstellung an der mit der Tonsignalquelle verbundenen Überblendanordnung der Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen zur Verfügung gestellt werden. Da nicht ausgeschlossen werden kann, daß eine Bedienperson die Einstellung der an der Tonsignalquelle vorhandenen Überblendanordnung unverändert läßt, läßt sich dies nur dadurch realisieren, daß zwei weitere Ausgänge an der Tonsignalquelle geschaffen werden, an der die Ausgangstonsignale unabhängig von der Einstellung an der mit der Tonsignalquelle verbundenen Überblendanordnung abgreifbar sind.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tonwiedergabeanordnung anzugeben, welche den Schaltungsaufwand der bekannten Anordnungen bei gleichzeitiger Nutzung von konventionellen, d. h. nach dem Spannungsteilerprinzip arbeitenden Überblendanordnungen verringert.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.

Weist eine Anordnung die in Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination auf, so ist es unter Nutzung dieser Anordnung anhand der in den Ausgangskanälen (AK₁-AK₄) der Überblendanordnung vorliegenden Tonsignale (L_V, R_V, L_H, R_H) nicht nur möglich, die beiden ursprünglichen, d. h. vor der Überblendanordnung in den Tonkanälen (TK_L, TK_R) vorliegenden Ausgangssignale (L, R) zu rekonstruieren und einer zweikanaligen A/D-Wandlung und Weiterbehandlung zuzuführen, sondern auch die an der Überblendanordnung jeweils vorherrschende Verteilung der Ausgangstonsignale (L, R) auf die verschiedenen Ausgangskanäle (AK₁-AK₄) zu ermitteln, ohne daß aufwendige Bauteile oder über die Anzahl der ohnehin schon nach der Überblendanordnung vorliegenden Ausgangskanäle hinausgehende Verbindungsleitungen zwischen der Überblendanordnung und der Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen notwendig sind. Folglich ist der Verdienst der Erfinder darin zu sehen, daß sie erkannt haben, daß die schon in einer herkömmlichen Überblendanordnung auf verschiedene Abhörorte (vorne/hinten) aufgeteilten Ausgangstonsignale (L, R) genutzt werden können, um eine im wesentlichen zweikanalige Bearbeitung der Ausgangstonsignale (L, R) bei gleichzeitiger Separation der an der Überblendanordnung eingestellten Aufteilungsrate auf verschiedene Abhörorte ausführen zu können.

Zur Rekonstruktion eines jeden der beiden in den Tonkanälen (TK_L, TK_R) vorliegenden Ausgangstonsignale (L, R) ist je ein - zweites und drittes - Addierglied vorgesehen. Jedes dieser beiden Addierglieder ist mit zwei solchen Ausgangskanälen der Überblendanordnung verbunden, in denen jeweils zwei für verschiedene Abhörorte (vorne bzw. hinten) bestimmte, aber aus dem gleichen Tonsignalkanal stammende Tonsignale (L_V, L_H bzw. R_V, R_H) abgreifbar sind. Jedes in den beiden Addiergliedern erzeugte Summensignal, welches in Amplitude und Schwingungsverlauf dem jeweiligen Ausgangstonsignal (L, R) entspricht, wird einem tonsignaltauglichen A/D-Wandler zugeführt und ist daher einer kanalweisen digitalen Signalbearbeitung zugänglich.

Zur Ermittlung der jeweiligen Einstellung der Aufteilungsrate an der Überblendanordnung ist ein erstes Addierglied vorhanden. Dieses erste Addierglied ist mit zwei Ausgangskanälen verbunden, an welchen jeweils ein, für gleiche Abhörorte bestimmtes, aber aus verschiedenen Tonsignalkanälen (TK_L oder TK_R) stammendes Tonsignal (L_V, R_V bzw. L_H, R_H) abgreifbar ist.

Werden die nach dem zweiten und dritten Addierglied vorhandenen Summensignale einem vierten Addierglied zugeführt, kann die an der Überblendanordnung vorliegende Aufteilungsrate dadurch ermittelt werden, daß die nach dem ersten und vierten Addierglied vorliegenden Summensignale in einem Divisionsglied zueinander ins Verhältnis gesetzt werden. Mit anderen Worten, der sich nach der Division ergebende Quotient ist ein Wert, der angibt, mit welchem Betrag die jeweiligen Ausgangstonsignale (L, R) auf die beiden Abhörorte (vorn/hinten) übertragen werden. Dazu wird der Quotient einem Kalkulationsglied zugeführt, in welchem aus dem Quotienten die für beide Abhörorte maßgebliche Signalverteilung bestimmt wird, indem dort beispielsweise ein den jeweiligen Quotienten zu 1 ergänzender Komplementärquotient ermittelt wird. Die jeweiligen Quotienten und ihre Komplementärquotienten, welche in dieser Anmeldung als Faktoren bezeichnet sind, können dazu genutzt werden, um die in den beiden Signalkanälen (SK₂, SK₃) nach der A/D-Wandlung vorliegenden digitalen Summensignale Sum 2, Sum 3 in bezug auf die an der Überblendanordnung eingestellte Aufteilungsrate zu beeinflussen. Dazu ist es erforderlich, daß jeder dieser Signalkanäle (SK₂, SK₃) nach der A/D-Wandlung in wenigstens zwei zueinander parallel liegende Signalkanäle (SK_2.2/3, SK_3.2/3) aufgeteilt und zu jeweils einem Multiplizierglied geführt wird. Werden die beiden in dem Kalkulationsglied ermittelten Faktoren beispielsweise jeweils über eine Datenleitung zwei und in unterschiedlichen Signalkanälen angeordneten Multipliziergliedern zur Verfügung gestellt, so liegen nach den Multipliziergliedern digitale Tonsignale vor, deren Aufteilungsrate derjenigen entspricht, die an der Überblendanordnung eingestellt ist.

An welcher Stelle des Schaltungsverlaufs das vierte Addierglied, das Divisionsglied und das Kalkulationsglied angeordnet ist, ist prinzipiell ohne Bedeutung, solange sichergestellt ist, daß die Faktoren in jeweiligen Multipliziergliedern in digitaler Form zur Verfügung gestellt werden. Dies kann bedeuten, daß die nach dem zweiten und dritten Addierglied vorliegenden Summensignale als Analogsignale dem vierten Addierglied zugeführt werden und von dort - ebenso wie das nach dem ersten Addierglied vorliegende Analogsignal - dem Divisionsglied und dem Kalkulationsglied zugeführt werden und erst dann eine A/D-Wandlung durchgeführt wird.

Da zumindest jeder mit einem ersten und vierten Addierglied verbundene Kanal wenigstens eine Anordnung zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwertes aufweist und da jeder dieser Anordnungen im Signalgang eine Glättungsanordnung nachgeordnet ist, ist es wesentlich vorteilhafter, wenn - wie in Anspruch 3 angegeben - die A/D-Wandlung unmittelbar nach dem ersten bis dritten Addierglied ausgeführt und zumindest die Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts und die nachfolgende Glättung in digitalisierter Form ausgeführt wird.

Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn gemäß Anspruch 2 in bezug auf das erste und vierte Addierglied die jeweiligen Anordnungen zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts und die jeweiligen Glättungsglieder jeweils symmetrisch angeordnet sind. Diese Symmetrie bewirkt, daß Phasenprobleme, welche bei der Addition von verschiedenkanaligen Tonsignalen unvermeidbar sind, nicht sonderlich stark ins Gewicht fallen, da für die Rekonstruktion der Aufteilungsrate die sonst auftretenden Probleme wegen der nach dem ersten und vierten Addierglied vorliegenden und bis auf den Pegel gleichen Summensignale nach der Division nicht mehr vorhanden sind. Eine symmetrische Anordnung ist dann gegeben, wenn bezogen auf die beiden Summationspunkte (im ersten und vierten Addierglied) entweder alle Anordnungen zur Bestimmungen des durchschnittlichen Pegelwerts vor oder hinter dem jeweiligen Addierglied angeordnet sind.

Extreme Phasenprobleme, die beispielsweise dann auftreten, wenn in den dem ersten Addierglied zugeführten Ausgangskanälen um 180° verschobene Tonsignale anliegen, werden gemäß Anspruch 4 dadurch ausgeschlossen, daß jedem Kanal, der dem ersten Addierglied zugeführt wird, eine Anordnung zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwertes in der Form eines Gleichrichters vorgeschaltet ist.

Wie die Bestimmung der durchschnittlichen Pegelwerte ausgeführt ist, ist prinzipiell gleichgültig. Dies kann beispielsweise nach der Absolut- oder der Quadrierwertmethode organisiert sein. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die Anordnung zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts nach der Absolutwertmethode arbeitet. Dies deshalb, weil im Gegensatz zur Quadrierwertmethode bei der Absolutwertmethode auch noch bei sehr kleinen NF-Spannungswerten an den Eingängen der A/D-Wandler ausreichend unterscheidungskräftige, d. h. weniger toleranzbehaftete durchschnittliche Pegelwerte zur Verfügung stehen.

Ist nach Anspruch 6 dem Divisionsglied eine Schwellwertanordnung vorgeschaltet, werden dort zum einen Divisionen durch 0 ausgeschlossen. Zum weiteren wird durch die Schwellwertanordnung sichergestellt, daß der Gesamtpegelwert, welcher nach dem vierten Addierglied zur Verfügung steht, eine bestimmte Schwelle überschreitet, um eine stabile Quotientenbildung zu erreichen. Mit anderen Worten, durch die Schwellwertanordnung soll im Sinne der letzten Funktion sichergestellt werden, daß sonst vorhandene und sehr keine Gesamtsignalpegel zu einer Verfälschung bzw. Instabilität bei der Quotientenbildung führen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn - wie in Anspruch 7 angegeben. - die Bauteile, welche zwischen den Ausgängen der Überblendanordnung und den Eingängen der A/D-Wandler angeordnet sind, in einem Adapter zusammengeschlossen sind. Dies deshalb, weil ein derartiger Adapter nur eine geringe Baugröße aufweist und deshalb sehr leicht in unmittelbarer Nähe zur Überblendanordnung angeordnet werden kann. Ist der Adapter in unmittelbarer Nähe zur Überblendanordnung angeordnet und weist die Überblendanordnung einen großen Abstand zur Anordnung zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen auf, so sind nur drei Leitungskanäle zu ihrer Kontaktierung erforderlich.

Kurze Darstellung der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine weitere Darstellung gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 eine weitere Darstellung gemäß Fig. 1.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.

Das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild zeigt eine Tonsignalquelle 10, die über zwei Tonsignalkanäle TK_L, TK_R verfügt. In diesen Tonsignalkanälen TK liegen zwei Ausgangstonsignale L, R an, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel die beiden Signale eines stereophon übertragenen Schallereignisses führen. An die Tonsignalquelle 10 schließt eine nach dem Spannungsteilerprinzip arbeitende Überblendanordnung 11 an. Zu dieser Überblendanordnung 11 sind die beiden Tonsignalkanäle TK geführt. Je nach gewählter Einstellung an der Überblendanordnung 11 durch eine Bedienperson werden - wie schon oben näher ausgeführt - die Ausgangstonsignale L, R auf zwei Abhörorte, nämlich den vorderen und den hinteren Abhörort (angedeutet durch die entsprechenden Indizes) aufgeteilt und auf die entsprechenden Ausgangskanäle AK_1-4 gegeben.

Die Tonsignalquelle 10 und die Überblendanordnung 11 bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Einheit (angedeutet durch den gestrichelten Linienzug, welcher die beiden Bauteile 10, 11 umrandet). Derartige Einheiten sind beispielsweise von Autoradios her bekannt.

Die Tonsignale L_V und R_V, d. h. die Tonsignale, welche für den vorderen Abhörort vorgesehen sind, werden über die Ausgangskanäle AK₁, AK₂ einem ersten Addierglied 12.1 zugeführt, welches aus den beiden Tonsignalen L_V, R_V ein Summensignal Sum 1 bildet.

Die jeweils für verschiedene Abhörorte bestimmten, aber aus gleichen Tonsignalkanälen TK_L bzw. TK_R stammenden Tonsignale L_V, L_H bzw. R_V, R_H sind -tonkanalweise- über die jeweiligen Ausgangskanäle AK_1-4 jeweils einem Addierglied 12.2, 12.3 zugeführt. Vorliegend ist dies so ausgebildet, daß die aus dem rechten Tonsignalkanal TK_R stammenden Tonsignale R_V/H dem Addierglied 12.2 und die aus dem linken Tonsignalkanal TK_L stammenden Tonsignale L_V/H dem Addierglied 12.3 zugeführt sind.

An die jeweiligen Addierglieder 12.1-3 schließt jeweils ein Summenkanal SK_1-3 an, auf welchen die in den Addiergliedern 12.1-3 gebildeten Summensignale Sum 1-3 gegeben werden. Durch die in den Addiergliedern 12.2, 12.3 ausgeführte Addition steht in den jeweiligen Summenkanälen SK_2/3 jeweils ein den Ausgangstonsignalen L, R entsprechendes Summensignal Sum 2/3 zur Verfügung.

Die weitere Behandlung der Summensignale Sum 1-3 erfolgt in einer Anordnung 13 zur digitalen Bearbeitung von (Ton-)Signalen. Dazu ist jeder von einem Addierglied 12.1-3 ausgehende Signalkanal SK_1-3 zu einem A/D-Wandler 14.1-3 geführt. Die A/D-Wandler 14.2, 14.3 sind tonsignaltaugliche Wandler und sollten eine Auflösung von größer/gleich 16 bit haben. Eine derartig hohe Auflösung ist für den A/D-Wandler 14.1 nicht erforderlich. Vielmehr reicht es aus, wenn dieser A/D-Wandler eine Auflösung von größer/gleich 8 bit hat. Vorliegend wurde zur Wandlung der Signale ein Wandler mit der Bezeichnung "Codec eins" eingesetzt, welcher neben zwei tonsignaltauglichen A/D-Wandlern 14.2, 14.3 mit einer Auflösung je 16 bit auch noch -quasi als Nebenprodukt- über einen A/D-Wandler mit einer Auflösung von 12 bit verfügt, welcher als A/D-Wandler 14.1. eingesetzt wurde.

Jedem Wandler 14 ist ein Hochpaßfilter 15 zum Ausschluß von Gleichspannungsanteilen nachgeordnet.

Nachdem die Summensignale Sum 2/3 die jeweiligen Hochpaßfilter 15 durchlaufen haben, wird jeder Signalkanal SK_2/3 in drei jeweils zueinander parallel liegende Summenkanäle SK_2.1-3, SK_3.1-3 aufgeteilt. In den Summenkanälen, welche mit dem Bezugszeichen SK_2.2 bzw. 3 oder SK_3.2 bzw. 3 versehen sind, ist jeweils ein Multiplizierglied M1-4 angeordnet.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß bevor die Aufspaltung der Summenkanäle SK₂, SK₃ in die jeweiligen Summenkanäle SK_2.2/3 bzw. SK_3.2/3 erfolgt, die in diesen Kanälen geführten Signale einer weiteren und kanalweise ausgeführten digitalen Bearbeitung unterzogen werden. Letzteres ist durch den gestrichelten Block 16 angedeutet.

Die Signalkanäle SK_2.1, SK_3.1 sind zu einem vierten Addierglied 12.4 geführt. Das im Addierglied 12.4 aus den beiden anliegenden Summensignalen Sum 2/3 gebildete Summensignal Sum 4 wird auf den an das Addierglied 12.4 anschließenden Summenkanal SK₄ gegeben.

In jedem Summenkanal SK₁, SK₄ ist anschließend an den Hochpaßfilter 15.1 bzw. das vierte Addierglied 12.4 eine Anordnung 17 zur Bestimmung der durchschnittlichen Pegelwerte vorgesehen. In dieser Anordnung 17 werden die durchschnittlichen Pegelwerte nach der Absolutwertmethode bestimmt.

Jeder Anordnung 17 ist ein Glättungsglied 18 nachgeschaltet, daß nach einem Algorithmus die ermittelten durchschnittlichen Pegelwerte umformt. Eine mögliche Realisierung sei hier exemplarisch näher beschrieben. Maßgebliche Kriterien, welche in diesen Algorithmus einfließen und die Umformung der durchschnittlichen Pegelwerte bewirken, sind

i(t) = durchschnittlicher Pegelwert nach der Berechnung in der Anordnung 17
o(t) = geglätteter Pegel nach dem Ausführen der Rechnung im Glättungsglied 18

t_s = Sampling time = 1/Samplimgfequenz
t_a = Attack Time
t_r = Release Time
b_a = exp(-ts/ta) und
b_r = exp(-ts/tr).

Die Glättungsfunktion o(t-t_s) lautet:

o(t+t_s) = i(t) + [b_a + b_r] [1/2] [o(t) - i(t)] + [b_r - b_a] [1/2]|[o(t) - i(t)]|.

Nach den Anordnungen 18 werden die geglätteten Summensignale Sum 1′, Sum 4′ einer Schwellwertanordnung 19 zugeführt. Diese Schwellwertanordnung 19 ist so ausgelegt, daß, wenn das jeweilige Summensignal Sum 4′ gleich 0 ist, nur das Summensignal Sum 1′ weiterbehandelt wird. Dadurch wird ausgeschlossen, daß in dem der Schwellwertanordnung 19 nachgeschalteten Divisionsglied 20 Divisionen durch 0 ausgeführt werden. Außerdem wird durch die Auslegung der Schwellwertanordnung 19 sichergestellt, daß das geglättet vorliegende Summensignal Sum 4′, welches dem Gesamt-NF-Pegel entspricht, eine bestimmte Schwelle überschreitet, um einen langzeitstabilen Quotienten Q im der Schwellwertanordnung 19 nachgeschalteten Divisionsglied 20 bilden zu können. In dem Divisionsglied 20 wird durch die Division von Sum 1′ durch Sum 4′ der Quotient Q ermittelt, welcher der dem Divisionsglied 20 nachfolgenden Kalkulationsglied 21 zugeführt wird. Sofern es erforderlich ist, kann zwischen dem Divisionsglied 20 und dem Kalkulationsglied 21 noch ein weiteres Glättungsglied 18′ (gestrichelt dargestellt) angeordnet sein.

Im Kalkulationsglied 21 werden nach einem weiteren Algorithmus aus den jeweiligen zur Verfügung gestellten Quotienten Q zwei Faktoren F_V, F_H ermittelt. Die Faktorenbestimmung kann beispielsweise so realisiert sein, daß für Quotienten Q, die größer/gleich 0,5 sind,

F_V = 1

und

F_H = 2 (1 - Q)

ist
und für Quotienten Q, die kleiner 0,5 sind,

F_V = 2 Q

und

F_H = 1

ist.

Jeder dieser im Kalkulationsglied 21 ermittelte Faktor F_V, F_H wird im hier dargestellten Ausführungsbeispiel je über eine Datenleitung 22 den Multipliziergliedern M1-4 zur Verfügung gestellt. Dabei wird der Faktor F_H, welcher die Signalverteilung auf den hinteren Abhörort repräsentiert, zu den Multipliziergliedern M1/3 und der Faktor F_V, welcher die Aufteilung der Signale auf den vorderen Abhörort zum Gegenstand hat, zu den Multipliziergliedern M2/4 geleitet, so daß nach entsprechender Multiplikation an den Ausgängen der Multiplizierglieder M1-4 die Tonsignale L_V, R_V, L_H, R_H mit ihrer nach der Überblendanordnung 11 vorliegenden Aufteilungsrate als digitale Tonsignale dL_H/V/, dR_V/H vor liegen.

Durch den gestrichelten Linienzug ist angedeutet, daß die zwischen der Überblendanordnung 11 und der Anordnung 13 befindlichen Bauteile (im wesentlichen die Addierglieder 12.1-3) in einem Adapter 23 zusammengeschlossen sind. Da ein solcher Adapter 23 nur relativ kleine Baumaße hat, kann er sehr leicht in der Nähe der Überblendanordnung 11 angeordnet werden. Da oftmals die Anordnung 13 zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen im großen Abstand zur Überblendanordnung 11 angeordnet werden muß, zeigt die Darstellung gemäß Fig. 1 deutlich, daß bei Verwendung eines mit den Ausgängen 24 der Überblendanordnung 11 verbundenen Adapters 23 nur drei Signalkanäle von den Ausgängen 25 des Adapters 23 zu den Eingängen 26 der in räumlichem Abstand hierzu befindlichen Anordnung 13 zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen geführt werden müssen.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Darstellung gemäß Fig. 1 dadurch, daß anstatt der Ausgangskanäle AK_1/2 die Ausgangskanäle AK_3/4 zu dem ersten Addierglied 12.1 geführt sind. Außerdem sind in den Ausgangskanälen AK₃, AK₄, welche zu dem ersten Addierglied 12.1 geführt sind, die Anordnungen 17 zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts angeordnet. Diese Anordnungen 17 sind vorliegend als Gleichrichteranordnungen ausgebildet. Durch die Anordnung der Gleichrichter vor dem ersten Addierglied 12.1 wird sichergestellt, daß bei gegenphasigen Tonsignalen L_V, R_V das im ersten Addierglied 12.1 gebildete Summensignal Sum 1 ungleich 0 wird. Außerdem wird durch die Gleichrichtung der in den Ausgangskanälen AK 3, 4 geführten Tonsignale L_V, R_V dazu beigetragen, daß Phasenprobleme, welche auch bei nicht vollständig gegenphasigen Tonsignalen L_V, R_V aus verschiedenen Tonkanälen TK bei ihrer Addition sonst auftreten können, beseitigt werden. Letzteres hat seine Ursache darin, daß nach der Erkenntnis der Erfinder für die Rekonstruktion der Aufteilung nach der Überblendanordnung 11 schon die Addition von gemittelten (Einzel-)Pegelwerten im Addierglied 12.1 völlig ausreichend ist. Trotz der Platzierung der Anordnungen 17 vor dem ersten Addierglied 12.1 wird die Symmetrie zu dem vierten Addierglied 12.4 nicht gestört, da auch dem vierten Addierglied 12.4 die Anordnungen 17 den jeweiligen Signalkanälen vorgeschaltet sind. Die jeweiligen Glättungsglieder 18 sind den jeweiligen Addiergliedern 12.1/4 nachgeordnet in den Signalgang eingeschaltet. Eine unmittelbare Nachordnung der Glättungsglieder 18 nach den Addiergliedern 12.1, 12.4 ist nicht zwingend. Vielmehr können in einem weiteren - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel die jeweiligen Glättungsglieder 18 auch zwischen den Anordnungen 17 und den jeweiligen Addiergliedern 12.1/4 angeordnet sein.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Rekonstruktion der an der Überblendanordnung 11 eingestellten Aufteilungsrate rein analog realisiert. Dazu ist aus jedem Signalkanal SK_2/3 nach dem zweiten und dritten Addierglied 12.2/3, aber vor der Anordnung 13 zur digitalen Bearbeitung der Tonsignale zwei Signalkanäle SK_2.1, SK_3.1 abgezweigt und einem vierten Addierglied 12.4′ zugeführt. Da die dem ersten Addierglied 12.1 zugeführten Ausgangskanäle AK_3/4 - wie schon im Zusammenhang mit Fig. 2 erörtert - als Anordnung 17 jeweils eine Gleichrichteranordnung aufweisen, ist auch in jedem dem vierten Addierglied 12.4′ zugeführten Kanäle eine Gleichrichteranordnung 17 eingeschaltet.

Die Glättung der die beiden Addierglieder 12.1, 12.4′ verlassenden Signale erfolgt jeweils in einem Glättungsglied 18′′. Danach werden die geglätteten Signale einer Schwellwertanordnung 19′ zugeführt. Im Anschluß an die Schwellwertanordnung 19′ ist das Divisionsglied 20′ angeordnet, in welchem der Quotient Q′ ermittelt wird. Aus diesem Quotienten Q′ werden dann im dem Divisionsglied 20′ nachgeordneten Kalkulationsglied 21′ die beiden Faktoren F_V, F_H ermittelt und jeweils über eine Datenleitung 22′ einem A/D-Wandler 14.1′ zugeführt. Die gewandelten Faktoren F_V/H werden dann auf die jeweiligen Multiplizierglieder M1-4 in der schon erörterten Weise gegeben, so daß an den Ausgängen der Multiplizierglieder M1-4 die digitalisierten Tonsignale mit entsprechender Verteilung auf die verschiedenen Abhörorte abgreifbar sind.

Auf den Einsatz von zwei A/D-Wandlern 14.1′ gemäß Fig. 3 kann dann verzichtet werden, wenn statt dessen ein A/D-Wandler 14.1′ verwendet und dieser zwischen dem Divisionsglied 20′ und dem Kalkulationsglied 21′ im Signalgang angeordnet wird (angedeutet mit dem gestrichelten Kasten in Fig. 3).

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß in einem - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel die gemäß Fig. 3 analog vorliegenden Faktoren F_V/H analogen Einstellern zugeführt sein können, welche nach der D/A-Wandlung in die Signalgänge eingeschaltet sind. In diesem Fall entfallen die Multiplizierglieder M1-4.

Claims

1. Tonwiedergabeanordnung

- mit einer Tonsignalquelle (10), welche über zwei getrennte Tonsignalkanäle (TK_L, TK_R) zur stereophonen Übertragung von Schallereignissen verfügt,
- mit einer einstellbaren Überblendanordnung (11), zu welcher die beiden Tonsignalkanäle (TK_L, TK_R) geführt sind und in welcher die in den beiden Tonsignalkanälen (TK_L, TK_R) vorliegenden Ausgangstonsignale (L, R) kanalweise in zwei Tonsignale (L_H, R_H oder L_V, R_V) aufgeteilt und Ausgangskanälen (AK₁ bis AK₄) zugeführt werden, und
- mit einer Anordnung (13) zur digitalen Bearbeitung von Tonsignalen, welche der Überblendanordnung (11) nachgeordnet ist und welche zumindest über zwei tonsignaltaugliche A/D-Wandler (14) mit jeweils einem nachgeordneten Signalkanal (SK) verfügt, dadurch gekennzeichnet,
- daß ein erstes Addierglied (12.1) vorhanden und mit zwei Ausgangskanälen (AK₁, AK₂ oder AK₃, AK₄) verbunden ist, die jeweils für gleiche Abhörorte (vorn oder hinten) bestimmte Tonsignale (L_H, R_H bzw. L_V, R_V) führen,
- daß ein zweites und drittes Addierglied (12.2, 12.3) vorgesehen ist und jedes dieser Addierglieder (12.2, 12.3) mit jeweils zwei Ausgangskanälen (AK₁, AK₃ oder AK₂, AK₄), die jeweils für unterschiedliche Abhörorte (vorn und hinten) bestimmte, aber aus gleichen Tonsignalkanälen (TK_L oder TK_R) stammende Tonsignale (L_H, L_V oder R_H, R_V) führen, verbunden ist,
- daß jedes in einem Addierglied (12.2, 12.3) gebildete Summensignal (Sum 2 bis Sum 3) einem der tonsignaltauglichen A/D-Wandler (14.2, 14.3) zugeführt ist,
- daß jeder der Signalkanäle (SK₂, SK₃) in wenigstens zwei zueinander parallel liegende Signalkanäle (SK_2.1-3, SK_3.1-3) aufgeteilt ist,
- daß wenigstens zwei der jeweils zueinander parallel liegenden Signalkanäle (SK_2.2, SK_2.3, SK_3.2, SK_3.3) je ein Multiplizierglied (M1-4) angeordnet ist,
- daß ein viertes Addierglied (12.4) vorhanden ist, welchem die in den Addiergliedern (12.2/3) gebildeten Summensignale (Sum 2, Sum 3) zugeführt sind und von welchem der Signalkanal (SK₄) ausgeht,
- daß die mit den jeweiligen Addiergliedern (12.1-3) verbundenen Kanäle jeweils wenigstens eine Anordnung (17) zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts aufweisen,
- daß den jeweiligen Anordnungen (17) zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts eine Glättungsanordnung (18) im Signalgang nachgeordnet ist,
- daß die Signalkanäle (SK₁, SK₄) zu einem Divisionsglied (20) geführt sind, welches aus den anliegenden Signalen (Sum 1, Sum 4) einen Quotienten (Q) bildet,
- daß ein Kalkulationsglied (21) vorgesehen ist, welchem über einen Signalkanal (SK₅) der Quotient (Q) zugeführt ist und in welchem anhand des jeweiligen Quotienten zwei Faktoren (F_V, F_H) bestimmt werden,
- daß die Faktoren (F_V, F_H) jeweils zwei, jedoch in verschiedenen Signalkanälen (SK_2.2/3, SK_3.2/3) angeordneten Multipliziergliedern (M1/3, M2/4) zur Verfügung gestellt sind, und
- daß wenigstens ein weiterer, nicht notwendig tonsignaltauglicher A/D-Wandler (14.1) im Signalgang zwischen dem erst Addierglied (12.1) und den Multipliziergliedern (M1-4) vorgesehen ist.

2. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf jedes erste und vierte Addierglied (12.1, 12.4) die jeweiligen Anordnungen (17) zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts und die ihnen nachfolgenden Glättungsglieder (18) jeweils symmetrisch angeordnet sind.

3. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß an die Addierglieder (12.1-3) die A/D-Wandler (14.1-3) unmittelbar anschließen.

4. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen (17) zur Bestimmungen des durchschnittlichen Pegelwerts dem ersten Addierglied (12.1) vorgeschaltet sind.

5. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den A/D-Wandlern (14.1-3) nachgeordneten Anordnungen (17) zur Bestimmung des durchschnittlichen Pegelwerts die durchschnittlichen Pegelwerte nach der Absolutwertmethode bilden.

6. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Divisionsglied (20) eine Schwellwertanordnung (19) vorgeschaltet ist.

7. Tonwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (12), die zwischen den Ausgängen (24) der Überblendanordnung (11) und den Eingängen (25) der A/D-Wandler (14.1-3) angeordnet sind, in einem Adapter (23) zusammengeschlossen sind.