EP0642292B1 - Einrichtung zur stereophonen Wiedergabe - Google Patents

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Publication number
EP0642292B1
EP0642292B1 EP94106301A EP94106301A EP0642292B1 EP 0642292 B1 EP0642292 B1 EP 0642292B1 EP 94106301 A EP94106301 A EP 94106301A EP 94106301 A EP94106301 A EP 94106301A EP 0642292 B1 EP0642292 B1 EP 0642292B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
delay
loudspeakers
time
sound
sound propagation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94106301A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0642292A2 (de
EP0642292A3 (de
Inventor
Jörg Höllermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Blaupunkt Werke GmbH
Original Assignee
Blaupunkt Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Blaupunkt Werke GmbH filed Critical Blaupunkt Werke GmbH
Publication of EP0642292A2 publication Critical patent/EP0642292A2/de
Publication of EP0642292A3 publication Critical patent/EP0642292A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0642292B1 publication Critical patent/EP0642292B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/301—Automatic calibration of stereophonic sound system, e.g. with test microphone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/307—Frequency adjustment, e.g. tone control

Definitions

  • the invention relates to a device according to the Genus of the main claim.
  • the human ear receives its directional information the evaluation of level and transit time differences between the one received by the right and the left ear acoustic signals. With an ideal listening location in the middle a so-called stereo triangle from the left speaker, then corresponds to the right loudspeaker and listeners Direction information of the stereo recording.
  • the listener is in a place that asymmetrical to a two or more speaker system lies, the sound impression is spatially strong to that next speaker moved.
  • EP 504 562 A1 describes a sound reproduction arrangement for a sound reproduction with a surround sound effect for motor vehicles demonstrated at the audio signal delay devices are provided to a certain in the speaker channels Effect delay time.
  • the delay times of the Sound signal delay devices are set so that in addition a smoothing of the frequency response of the Sound level is reached at the listening location, with the Fluctuation range of the delay is used, which is on Listening location not noticeable.
  • the object of the present invention is in a Establishment according to the genus of the main claim Setting the delay times easier.
  • this task solved in that for playback with the help of each Loudspeaker provided audio signals Pass through delay devices whose Delay time is adjustable that means for measuring the Sound transit times from the individual speakers to the listening location are provided and that the delay times are such are automatically adjustable that the sum of the Sound duration and the respectively set Delay time is the same for all speakers.
  • Establishment also has the advantage that the actual Sound duration is taken into account during manual Measurement for an assumed path of sound between the concerned speaker and the listening location is performed. In the latter, for example, a reflection or Redirection of the sound waves not taken into account.
  • Level differences at the listening location are according to a training the device according to the invention takes into account that further means for measuring the by reproducing a Measurement signal, preferably a noise signal, through the sound level caused by individual loudspeakers at the listening location are provided and that the volume of each Loudspeakers in the sense of level difference compensation can be preset automatically.
  • a Measurement signal preferably a noise signal
  • the set delay times and if applicable, the saved presets of Volume can be stored in a non-volatile memory for several listening locations are. It is preferably provided that a Information about which of the saved Delay times and, if applicable, the saved ones Presets of the volume each time the Device are fed to the delay devices, is also non-volatile storable.
  • a car radio can, for example with the device according to the invention after measuring the Sound transit times for the individual seating positions like this be programmed to play by pressing a button can be optimized for the individual seating positions and that when switching on the device that of a predetermined Delay times assigned to the seat position are set become. This will generally be the seating position of the Driver.
  • Modern receiving devices include often digital signal processing.
  • the delay devices of digital memories are formed, from which the respective audio signals to be delayed compared to registered mail be read out with a time delay.
  • An adaptation of the device according to the invention to the respective arrangement of the speakers and the listening location is in advantageously possible in that for measuring the Sound transit time one speaker at a time Pulse signal is supplied, while a Timer is started, which measures the time until one Measuring microphone the sound level a predetermined threshold exceeds.
  • the Pulse signal via a low-pass filter, preferably third Order with a cut-off frequency of 11 kHz, the loudspeaker is fed.
  • the pulse signal itself is, for example realized by a rectangular pulse of approximately 3 ms duration.
  • Adjustments are made and saved. So is characterized, for example, by further training, that the audio signals further Frequency response equalizer circuits go through that means to measure the frequency response between the speakers and a measuring microphone are provided and that the Frequency response equalizer according to the results of the measurement are adjustable, the respectively set Frequency responses of the individual speakers for different ones Listening locations can be saved.
  • NF 1 represents the NF part for example a car radio with inputs 1, 2, 3 for a receiver, a cassette player and one CD player.
  • Another input 4 which is only for one of the stereo signals, for example the right signal R, is executed, signals from a microphone amplifier 5 fed.
  • an operating mode "Measure” the input switch 6 in the position 4, so that the Signals of the microphone amplifier 5 are forwarded.
  • signals from one of the Inputs 1, 2 or 3 via the input switch 6 one Stereo-analog / digital converter 7 supplied.
  • the Input switch 6 and others described later Changeover switches can be controlled by a control device 8.
  • the outputs of the analog / digital converter 7 are included Inputs of a two-way switch 9 connected to the is also controllable by the control device 8.
  • a two-way switch 9 connected to the is also controllable by the control device 8.
  • digitized audio signals L and R of two each controllable delay devices 10, 11; 12, 13. This can be used as read-write memory (RAM) on a digital Signal processor implemented or external to this be connected.
  • RAM read-write memory
  • the memory access takes place via the internal address and data management of the digital Signal processor.
  • the sequence, switching and level control can by the digital signal processor itself or a external microcontroller.
  • the output signals of the controllable Delay devices are each for the left Front speaker, for the left rear speaker, for the right front speaker and for the right one Rear speakers provided and therefore with LF, LR, RF and RR designated. These signals become inputs of a Quadruple switch 14 fed and in the upper position the fourfold switch to two Stereo digital / analog converters 15, 16 forwarded.
  • the output signals LF ', LR', RF 'and RR' of the Digital / analog converters 15, 16 arrive via controllable Volume control 17, 18, 19, 20 and power amplifier 21, 22, 23, 24 as signals LF ", LR", RF "and RR" to the Speakers 25, 26, 27, 28.
  • a measuring microphone 29 can the different listening locations, in a motor vehicle the different seating positions, and is brought with connected to the input of the microphone amplifier 5.
  • An operating and optionally connected display unit 30 with the in addition to the usual operating functions by a corresponding one Key input measuring the run times and the Sound level can be initiated.
  • the double switch 9 in the lower Position controlled.
  • the individual switches of the four-way switch 14 independently controllable such that one after the other one of the switches to the middle position (connection to Test signal impulse or noise) and the other switches take the lower position, in which the respective Speakers received no signals. That about the Signal chain 29, 5, 4, 6, 7, 9 incoming measurement signal MEAS is then a level meter 31 and then one Threshold discriminator 32 supplied.
  • Whose exit is connected to a time meter 33 which is essentially consists of a counter from the control device started together with a pulse generator 34 and by the output signal of the threshold discriminator 32 is stopped.
  • the output of the pulse generator is through a low pass filter 35 connected to a first input of a changeover switch 36.
  • a Noise generator 37 connected, also from the Control device 8 is controllable.
  • Fig. 2 shows the flow chart of a program for the Control device 8 (Fig. 1) during the operating mode "Measure” and in abbreviated form during the operating mode "Reproduction".
  • the operating mode "Playback” or in Normal operation are the usual functions, such as for example manual control of the volume controls 17 to 20 and the choice between inputs 1, 2 or 3, possible.
  • the control device 8 read out and the actuators 10 to 13 and 17 to 20 are supplied.
  • the double switch 9 and the four-way switch 14 are in the upper Position o.
  • the program part 41 which effects these functions, is run through cyclically, with one before each repetition There is a query as to whether there is an acoustic measurement should. Is this using the operating device 30 has been entered, then after the branch 42 "Measure" operating mode activated. In a program part 43 the volume controls 17 to 20 (Fig. 1) on one defined standard value (medium volume). Furthermore, this part of the program waits for the Operator the measuring microphone 29 (Fig. 1) to the first measuring hearing place.
  • the four-way switch 14 is for the each channel to be measured to the middle position m and moved to the lower position u for the other channels, in which a mute of the connected Loudspeaker.
  • the switch 36 is in the left position 1 posed while the pulse generator 34 and the Runtime meter 33 are started. As soon as the sound level on the measuring microphone exceeds a certain threshold, the runtime meter 33 is stopped at 46 and the measured value stored in the control device 8 (FIG. 1).
  • the program branches depending on whether all four channels have been measured. If this is not yet the case, the program parts 44 to 49 are repeated for the next channel. However, if all four channels have been measured, the measured values T LF , T RF , T LR , T RR (T x ) for the runtimes of the four channels and the measured values L LF , L RF , L LR , L RR (L x ) before.
  • the maximum sound propagation time T max (in processor cycles) was previously determined from the measured sound propagation times.
  • the delay devices 10 to 13 are set to the calculated values and the four values are stored together with an indication of the associated listening location in a non-volatile memory of the control device.
  • a branch 52 takes place depending on whether it is still additional listening locations should be measured. Isn't that the case, at 53 the volume controls are set to the front the activation of the operating mode "measure" existing values plus the offset determined in program part 51 set. At 53 that input 1 is also again 2 or 3 set which was active before the calibration. In addition, the other changeover switches are in accordance with the "Playback" mode switched. The program will then continued at 41. However, there should be additional listening locations be measured, what by an appropriate input after branching 52, the program becomes 43 repeated.
  • FIG. 3 schematically shows a car 60 with a driver 61 and four speakers 25, 26, 27, 28.
  • the distances a, b, c and d are from the driver's head to the individual speakers different sizes. As a result, the aforementioned adverse effects.
  • the facility is supported by the runtime adjustment with the help of controllable delay devices 10 to 13 (Fig. 1) of the effective distance for the psycho-acoustic listening impression made the same size for all speakers.
  • the Speakers 28 farthest from driver 61 its distance d at. Get the other speakers also a distance of d and are apparently in positions 25 ', 26' and 27 ', which lie on a circle around driver 61.

Landscapes

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  • Stereophonic Arrangements (AREA)
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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Das menschliche Gehör erhält seine Richtungsinformation aus der Auswertung von Pegel- und Laufzeitdifferenzen zwischen den vom rechten und den vom linken Ohr empfangenen akustischen Signalen. Bei einem idealen Hörort in der Mitte eines sogenannten Stereo-Dreiecks aus linkem Lautsprecher, dem rechten Lautsprecher und Zuhörern entspricht dann die Richtungsinformation der Stereo-Aufnahme.
Befindet sich dagegen der Hörer an einem Ort, der asymmetrisch zu einem Zwei- oder Mehr-Lautsprechersystem liegt, so ist der Klangeindruck räumlich stark zu dem jeweils nächsten Lautsprecher verschoben.
Während Pegeldifferenzen durch herkömmliche Balance-Regler und Fader manuell ausgeglichen werden können, werden üblicherweise die Laufzeitdifferenzen der Schallsignale der einzelnen Lautsprechersysteme nicht ausgeglichen. Diese sind jedoch zum Richtungshören gemäß dem psycho-akustischen Gesetz der ersten Wellenfront von wesentlicher Bedeutung.
Es sind zwar schon Autoradios mit Laufzeitausgleich bekannt, diese erfordern jedoch ein manuelles Vermessen und anschließendes Eingeben der Abstände zwischen dem Hörort und den Lautsprechern.
Aus der EP 504 562 A1 ist eine Tonwiedergabeanordnung für eine Tonwiedergabe mit einem Raumklangeffekt für Kraftfahrzeuge aufgezeigt, bei der Tonsignalverzögerungseinrichtungen vorgesehen sind, um in den Lautsprecherkanälen eine bestimmte Verzögerungszeit zu bewirken. Die Verzögerungszeiten der Tonsignalverzögerungseinrichtungen werden dabei so eingestellt, daß zusätzlich eine Glättung des Frequenzgangs des Schallpegels am Hörort erreicht wird, wobei hierbei die Schwankungsbreite der Verzögerung genutzt wird, die sich am Hörort nicht bemerkbar macht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs das Einstellen der Verzögerungszeiten zu erleichtern.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Wiedergabe mit Hilfe der einzelnen Lautsprecher vorgesehene Audiosignale Verzögerungseinrichtungen durchlaufen, deren Verzögerungszeit einstellbar ist, daß Mittel zur Messung der Schall-Laufzeiten von den einzelnen Lautsprechern zum Hörort vorgesehen sind und daß die Verzögerungszeiten derart selbsttätig einstellbar sind, daß die Summe der Schall-Laufzeit und der jeweils eingestellten Verzögerungszeit für alle Lautsprecher gleich ist.
Außer einer Bedienungserleichterung hat die erfindungsgemäße Einrichtung ferner den Vorteil, daß die tatsächliche Schall-Laufzeit berücksichtigt wird, während die manuelle Messung für einen angenommenen Weg des Schalls zwischen dem betreffenden Lautsprecher und dem Hörort durchgeführt wird. Bei letzterem wird beispielsweise eine Reflexion oder Umlenkung der Schallwellen nicht berücksichtigt.
Pegeldifferenzen am Hörort werden gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch berücksichtigt, daß ferner Mittel zur Messung der durch die Wiedergabe eines Meßsignals, vorzugsweise eines Rauschsignals, durch die einzelnen Lautsprecher am Hörort bewirkten Schall-Pegel vorgesehen sind und daß die Lautstärke der einzelnen Lautsprecher im Sinne eines Ausgleichs von Pegeldifferenzen selbsttätig voreinstellbar ist.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die eingestellten Verzögerungszeiten und gegebenenfalls der gespeicherten Voreinstellungen der Lautstärke für mehrere Hörorte nicht-flüchtig speicherbar sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß eine Information darüber, welche der gespeicherten Verzögerungszeiten und gegebenenfalls der gespeicherten Voreinstellungen der Lautstärke jeweils beim Einschalten der Einrichtung den Verzögerungseinrichtungen zugeführt werden, ebenfalls nicht-flüchtig speicherbar ist.
Durch diese Weiterbildung kann beispielsweise ein Autoradio mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nach dem Messen der Schall-Laufzeiten für die einzelnen Sitzpositionen derart programmiert werden, daß die Wiedergabe durch Tastendruck auf die einzelnen Sitzpositionen optimiert werden kann und daß beim Einschalten des Gerätes die einer vorgegebenen Sitzposition zugeordneten Verzögerungszeiten eingestellt werden. Diese wird im allgemeinen die Sitzposition des Fahrers sein.
Moderne Empfangsgeräte, insbesondere Autoradios, umfassen häufig eine digitale Signalverarbeitung. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, daß die Verzögerungseinrichtungen von digitalen Speichern gebildet werden, aus denen die jeweils zu verzögernden Audiosignale gegenüber dem Einschreiben zeitverzögert ausgelesen werden.
Eine vorteilhafte Gestaltung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die digitalen Speicher Teile einer digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung sind, daß nach der Messung der Schall-Laufzeiten (Tx) für alle Lautsprecher (1...x) daraus die maximale Schall-Laufzeit (Tmax) ausgewählt wird und daß die einzelnen Verzögerungszeiten gemäß Tax = (Tmax-Tx)·k berechnet wird, wobei Ta die einzustellende Verzögerungszeit in Abtastzyklen der digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung, x den jeweiligen Lautsprecher und k das Verhältnis zwischen der Prozessor-Zyklusdauer, in welcher die Schall-Laufzeiten Tx bzw. Tmax gemessen wurden, und der Abtastzyklusdauer bezeichnet.
Eine Anpassung der erfindungsgemäßen Einrichtung an die jeweilige Anordnung der Lautsprecher und des Hörortes ist in vorteilhafter Weise dadurch möglich, daß zur Messung der Schall-Laufzeit nacheinander jeweils einem Lautsprecher ein Impulssignal zugeführt wird, wobei gleichzeitig ein Zeitmesser gestartet wird, der die Zeit mißt, bis an einem Meß-Mikrofon der Schall-Pegel einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Um eine Überlastung von Hochton-Lautsprechern zu vermeiden, kann dabei vorgesehen sein, daß das Impulssignal über ein Tiefpaßfilter, vorzugsweise dritter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 11 kHz, dem Lautsprecher zugeführt wird. Das Impulssignal selbst wird beispielsweise durch ein Rechteckimpuls von etwa 3 ms Dauer realisiert.
Neben der selbsttätigen Anpassung an die Schall-Laufzeiten können bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auch andere Anpassungen vorgenommen und gespeichert werden. So ist beispielsweise eine Weiterbildung dadurch gekennzeichnet, daß die Audiosignale ferner Frequenzgang-Entzerrerschaltungen durchlaufen, daß Mittel zur Messung des Frequenzgangs zwischen den Lautsprechern und einem Meß-Mikrofon vorgesehen sind und daß die Frequenzgang-Entzerrer nach den Ergebnissen der Messung einstellbar sind, wobei die jeweils eingestellten Frequenzgänge der einzelnen Lautsprecher für verschiedene Hörorte speicherbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2
ein Ablauf-Diagramm zur Erläuterung der Messung der Schall-Laufzeiten und der Schallpegel sowie der anschließenden Einstellung der Verzögerungszeiten und Lautstärke und
Fig. 3
eine schematische Darstellung eines Autos mit vier Lautsprechern und einem Fahrer und mit den durch die Verzögerungszeiten für diese Hörposition entstehenden scheinbaren Lagen der Lautsprecher.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 sind Signalleitungen als durchgezogene Linien und Steuerleitungen als gestrichelte Linien dargestellt.
Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 stellt den NF-Teil beispielsweise eines Autoradios dar mit Eingängen 1, 2, 3 für einen Empfangsteil, einen Kassettenspieler und einen CD-Spieler. Einem weiteren Eingang 4, der lediglich für eines der Stereo-Signale, beispielsweise das rechte Signal R, ausgeführt ist, werden Signale eines Mikrofon-Verstärkers 5 zugeführt. Während einer Betriebsart "Messen" befindet sich der Eingangsumschalter 6 in der Stellung 4, so daß die Signale des Mikrofon-Verstärkers 5 weitergeleitet werden. In einer Betriebsart "Wiedergabe" werden Signale von einem der Eingänge 1, 2 oder 3 über den Eingangsumschalter 6 einem Stereo-Analog/Digital-Wandler 7 zugeführt. Der Eingangsumschalter 6 und weitere später beschriebene Umschalter sind von einer Steuereinrichtung 8 steuerbar.
Die Ausgänge des Analog/Digital-Wandlers 7 sind mit Eingängen eines Zweifach-Umschalters 9 verbunden, der ebenfalls von der Steuereinrichtung 8 steuerbar ist. In der oberen Stellung des Zweifach-Umschalters 9 gelangen die digitalisierten Audiosignale L und R zu jeweils zwei steuerbaren Verzögerungseinrichtungen 10, 11; 12, 13. Diese können als Schreib-Lese-Speicher (RAM) auf einem digitalen Signalprozessor realisiert oder extern an diesen angeschlossen werden. Der Speicherzugriff erfolgt über die interne Adressen- und Datenverwaltung des digitalen Signalprozessors. Die Ablauf-, Umschalt- und Pegelsteuerung kann durch den digitalen Signalprozessor selbst oder einen externen Microcontroller erfolgen.
Die Ausgangssignale der steuerbaren Verzögerungseinrichtungen sind jeweils für den linken Front-Lautsprecher, für den linken Rück-Lautsprecher, für den rechten Front-Lautsprecher und für den rechten Rück-Lautsprecher vorgesehen und daher mit LF, LR, RF und RR bezeichnet. Diese Signale werden Eingängen eines Vierfach-Umschalters 14 zugeführt und in der oberen Stellung des Vierfach-Umschalters zu zwei Stereo-Digital/Analog-Wandlern 15, 16 weitergeleitet.
Die Ausgangssignale LF', LR', RF' und RR' der Digital/Analog-Wandler 15, 16 gelangen über steuerbare Lautstärkesteller 17, 18, 19, 20 und Leistungsverstärker 21, 22, 23, 24 als Signale LF", LR", RF" und RR" zu den Lautsprechern 25, 26, 27, 28. Ein Meß-Mikrofon 29 kann an die verschiedenen Hörorte, in einem Kraftfahrzeug die verschiedenen Sitzpositionen, gebracht werden und ist mit dem Eingang des Mikrofon-Verstärkers 5 verbunden.
An die Steuereinrichtung 8 ist eine Bedien- und gegebenenfalls Anzeigeeinheit 30 angeschlossen, mit der außer den üblichen Bedienfunktionen durch eine entsprechende Tasteneingabe die Messung der Laufzeiten und der Schall-Pegel eingeleitet werden kann. Für diese Betriebsart "Messen" wird der Zweifach-Umschalter 9 in die untere Stellung gesteuert. Ferner sind während der Betriebsart "Messen" die einzelnen Umschalter des Vierfach-Umschalters 14 unabhängig voneinander derart steuerbar, daß nacheinander jeweils einer der Umschalter die Mittelstellung (Anschluß an Testsignal Impuls oder Rauschen) und die anderen Umschalter die untere Stellung einnehmen, in welcher die jeweiligen Lautsprecher keine Signale erhalten. Das über die Signalkette 29, 5, 4, 6, 7, 9 einlaufende Meßsignal MESS wird dann einem Pegelmesser 31 und anschließend einem Schwellwert-Diskriminator 32 zugeführt. Dessen Ausgang ist mit einem Laufzeitmesser 33 verbunden, der im wesentlichen aus einem Zähler besteht, der von der Steuereinrichtung zusammen mit einem Impulsgenerator 34 gestartet und durch das Ausgangssignal des Schwellwert-Diskriminators 32 angehalten wird.
Der Ausgang des Impulsgenerators ist über ein Tiefpaßfilter 35 mit einem ersten Eingang eines Umschalters 36 verbunden. An den zweiten Eingang des Umschalters 36 ist ein Rauschgenerator 37 angeschlossen, der ebenfalls von der Steuereinrichtung 8 steuerbar ist.
Fig. 2 zeigt den Ablaufplan eines Programms für die Steuereinrichtung 8 (Fig. 1) während der Betriebsart "Messen" und in gekürzter Form während der Betriebsart "Wiedergabe". In der Betriebsart "Wiedergabe" bzw. im Normalbetrieb sind die üblichen Funktionen, wie beispielsweise eine manuelle Steuerung der Lautstärkesteller 17 bis 20 und die Auswahl zwischen den Eingängen 1, 2 oder 3, möglich. Ferner können in der Betriebsart "Wiedergabe" für mehrere Hörorte zuvor abgelegte Laufzeit- und Lautstärkeeinstellungen aus einem nicht-flüchtigen Speicher der Steuereinrichtung 8 ausgelesen und den Stellern 10 bis 13 und 17 bis 20 zugeführt werden. Der Zweifach-Umschalter 9 und der Vierfach-Umschalter 14 befinden sich in der oberen Stellung o.
Der Programmteil 41, der diese Funktionen bewirkt, wird zyklisch durchlaufen, wobei vor jeder Wiederholung eine Abfrage erfolgt, ob eine akustische Einmessung erfolgen soll. Ist dieses mit Hilfe der Bedieneinrichtung 30 eingegeben worden, so wird nach der Verzweigung 42 die Betriebsart "Messen" aktiviert. In einem Programmteil 43 werden die Lautstärkesteller 17 bis 20 (Fig. 1) auf einen definierten Normwert (mittlere Lautstärke) eingestellt. Ferner wird in diesem Programmteil darauf gewartet, daß der Bediener das Meß-Mikrofon 29 (Fig. 1) an den ersten zu messenden Hörort gebracht hat.
Danach werden im Programmteil 44 der Eingangsumschalter auf den Eingang 4 und der Doppel-Umschalter 6 in die untere Stellung gesteuert. Der Vierfach-Umschalter 14 wird für den jeweils einzumessenden Kanal auf die mittlere Stellung m und für die anderen Kanäle auf die untere Stellung u gebracht, in welcher eine Stummschaltung der angeschlossenen Lautsprecher erfolgt.
Bei 45 wird der Umschalter 36 auf die linke Stellung 1 gestellt, während der Impulsgenerator 34 und der Laufzeitmesser 33 gestartet werden. Sobald der Schall-Pegel am Meß-Mikrofon einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird bei 46 der Laufzeitmesser 33 angehalten und der Meßwert in der Steuereinrichtung 8 (Fig. 1) gespeichert.
Danach wird im Programmteil 47 der Umschalter 36 in die rechte Stellung r gebracht und der Rauschgenerator für eine Zeit von etwa 500 ms in Betrieb genommen. Mit Hilfe des Pegelmessers 31 erfolgt bei 48 eine Ermittlung des durchschnittlichen Rauschpegels am Mikrofon über einen Teil des Zeitfensters, beispielsweise über 200 ms. Dieser Wert wird ebenfalls gespeichert.
Bei 49 verzweigt sich das Programm in Abhängigkeit davon, ob alle vier Kanäle eingemessen wurden. Ist dieses noch nicht der Fall, werden die Programmteile 44 bis 49 für den nächsten Kanal wiederholt. Sind jedoch alle vier Kanäle eingemessen, liegen für die Laufzeiten der vier Kanäle die Meßwerte TLF, TRF, TLR, TRR (Tx) und für die Lautstärkepegel die Meßwerte LLF, LRF, LLR, LRR (Lx) vor.
Im anschließenden Programmteil 50 werden die einzustellenden Verzögerungszeiten für die Verzögerungseinrichtungen 10 bis 13 gemäß Tax = (Tmax-Tx)·k berechnet, wobei Ta die einzustellende Verzögerungszeit in Abtastzyklen der digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung, x den jeweiligen Lautsprecher (LF, RF, LR, RR) und k das Verhältnis zwischen der Prozessor-Zyklusdauer, in welcher die Schall-Laufzeiten Tx gemessen wurden, und der Abtastzyklusdauer bezeichnet. Zuvor wurde aus den gemessenen Schall-Laufzeiten die maximale Schall-Laufzeit Tmax (in Prozessor-Zyklen) ermittelt. Ferner erfolgt im Programmteil 50 die Einstellung der Verzögerungseinrichtungen 10 bis 13 auf die errechneten Werte und eine Speicherung der vier Werte zusammen mit einer Angabe des zugehörigen Hörortes in einem nicht-flüchtigen Speicher der Steuereinrichtung.
Im Programmteil 51 folgen die entsprechenden Schritte für die gemessenen Lautstärkepegel Lx. Zunächst wird Lmax gebildet. Danach werden Lax = Lmax-Lx für die verschiedenen Lautsprecher berechnet. Die vier Ausgleichspegel Lax werden als fester Offset zum jeweiligen vom Benutzer eingestellten Lautstärkepegel in den einzelnen Kanälen hinzuaddiert. Die Ausgleichspegel werden nach ihrer Berechnung im nicht-flüchtigen Speicher für den zugehörigen Hörort abgelegt.
Eine Verzweigung 52 erfolgt in Abhängigkeit davon, ob noch weitere Hörorte eingemessen werden sollen. Ist dieses nicht der Fall, werden bei 53 die Lautstärkesteller auf die vor dem Aktivieren der Betriebsart "Messen" vorhandenen Werte zuzüglich des im Programmteil 51 ermittelten Offsets eingestellt. Bei 53 wird ferner wieder derjenige Eingang 1, 2 oder 3 eingestellt, der vor dem Einmessen aktiv war. Außerdem werden die übrigen Umschalter entsprechend der Betriebsart "Wiedergabe" umgeschaltet. Das Programm wird dann bei 41 fortgesetzt. Sollen jedoch noch weitere Hörorte eingemessen werden, was durch eine entsprechende Eingabe erfolgt, wird das Programm nach der Verzweigung 52 bei 43 wiederholt.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Auto 60 mit einem Fahrer 61 und vier Lautsprechern 25, 26, 27, 28. Die Abstände a, b, c und d vom Kopf des Fahrers zu den einzelnen Lautsprechern sind verschieden groß. Dadurch treten die eingangs erwähnten nachteiligen Effekte auf. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch den Laufzeitausgleich mit Hilfe der steuerbaren Verzögerungseinrichtungen 10 bis 13 (Fig. 1) der für den psycho-akustischen Höreindruck wirksame Abstand zu allen Lautsprechern gleich groß gemacht. Dabei behält der vom Fahrer 61 am weitesten entfernt liegende Lautsprecher 28 seinen Abstand d bei. Die weiteren Lautsprecher erhalten durch den Laufzeitausgleich ebenfalls einen Abstand von d und befinden sich scheinbar in den Positionen 25', 26' und 27', die auf einem Kreis um den Fahrer 61 liegen.

Claims (10)

  1. Einrichtung zur stereophonen Wiedergabe in einem geschlossenen Raum, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, mit mehreren Lautsprechern und mindestens einem Hörort, der von den Lautsprechern unterschiedlich weit entfernt sein kann, wobei zur Wiedergabe mit Hilfe der einzelnen Lautsprecher (25, 26, 27, 28) vorgesehene Audiosignale Verzögerungseinrichtungen (10, 11, 12, 13) durchlaufen, deren Verzögerungszeit einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (5, 29, 31, 32, 33, 34, 35) zur Messung der Schall-Laufzeiten von den einzelnen Lautsprechern (25, 26, 27, 28) zum Hörort vorgesehen sind und daß die Verzögerungszeiten derart selbsttätig einstellbar sind, daß die Summe der Schall-Laufzeit und der jeweils eingestellten Verzögerungszeit für alle Lautsprecher (25, 26, 27, 28) gleich ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel (5, 29, 31, 37) zur Messung der durch die Wiedergabe eines Meßsignals, vorzugsweise eines Rauschsignals, durch die einzelnen Lautsprecher (25, 26, 27, 28) am Hörort bewirkten Schall-Pegel vorgesehen sind und daß die Lautstärke der einzelnen Lautsprecher (25, 26, 27, 28) im Sinne eines Ausgleichs von Pegeldifferenzen selbsttätig voreinstellbar ist.
  3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellten Verzögerungszeiten und gegebenenfalls Voreinstellungen der Lautstärke für mehrere Hörorte nicht-flüchtig speicherbar sind.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information darüber, welche der gespeicherten Verzögerungszeiten und gegebenenfalls der gespeicherten Voreinstellungen der Lautstärke beim Einschalten der Einrichtung den Verzögerungseinrichtungen (10, 11, 12, 13) zugeführt werden, ebenfalls nicht-flüchtig speicherbar ist.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtungen (10, 11, 12, 13) von digitalen Speichern gebildet werden, aus denen die jeweils zu verzögernden Audiosignale gegenüber dem Einschreiben zeitverzögert ausgelesen werden.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Speicher Teile einer digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung sind, daß die Einrichtung geeignet ist, nach der Messung der Schall-Laufzeiten (Tx) für alle Lautsprecher daraus die maximale Schall-Laufzeit (Tmax) auszuwählen und die einzelnen Verzögerungszeiten gemäß Tax = (Tmax - Tx) · k zu berechnen, wobei Ta die einzustellende Verzögerungszeit in Abtastzyklen der digitalen Audiosignalverarbeitungseinrichtung, x den jeweiligen Lautsprecher und k das Verhältnis zwischen der Prozessor-Zyklusdauer, in welcher die Schall-Laufzeiten Tx bzw. Tmax gemessen wurden, und der Abtastzyklusdauer bezeichnet.
  7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie geeignet ist, zur Messung der Schall-Laufzeit nacheinander jeweils einem Lautsprecher ein Impulssignal zuzuführen und gleichzeitig einen Zeitmesser (33) zu starten, der die Zeit mißt, bis an einem Meß-Mikrofon (29) der Schall-Pegel einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulssignal durch einen Rechteckimpuls von mindestens 3 ms Länge realisiert wird.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie geeignet ist, das Impulssignal über ein Tiefpaßfilter (35), vorzugsweise dritter Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 11 kHz, dem Lautsprecher (25, 26, 27, 28) zuzuführen.
  10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Audiosignale ferner Frequenzgang-Entzerrerschaltungen durchlaufen, daß Mittel zur Messung des Frequenzgangs zwischen den Lautsprechern und einem Meß-Mikrofon vorgesehen sind und daß die Frequenzgang-Entzerrer nach den Ergebnissen der Messung einstellbar sind, wobei die jeweils eingestellten Frequenzgänge der einzelnen Lautsprecher für verschiedene Hörorte speicherbar sind.
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