EP0858178A1 - Method and apparatus for mixing digital audio signals - Google Patents

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EP0858178A1
EP0858178A1 EP98100793A EP98100793A EP0858178A1 EP 0858178 A1 EP0858178 A1 EP 0858178A1 EP 98100793 A EP98100793 A EP 98100793A EP 98100793 A EP98100793 A EP 98100793A EP 0858178 A1 EP0858178 A1 EP 0858178A1
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EP
European Patent Office
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bit
inputs
signals
audio signals
signal
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EP98100793A
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German (de)
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EP0858178B1 (en
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Andreas Von Ow
Silvio Gehri
Robert Huber
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Studer Professional Audio GmbH
Original Assignee
Studer Professional Audio AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/02—Arrangements for generating broadcast information; Arrangements for generating broadcast-related information with a direct linking to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for simultaneous generation of broadcast information and broadcast-related information
    • H04H60/04—Studio equipment; Interconnection of studios

Definitions

  • Digital mixing consoles make it possible to use several sound signals arriving at different channels individually or collectively to any outputs.
  • the individual sound signals changed and combined with other sound signals. It means that the possibility should exist to usually add a factor to each signal multiply and add with other signals and possibly also the Delay sound signals.
  • DSP's digital signal processors
  • Known digital mixing consoles therefore have devices in which the inputs are connected in pairs or in groups to digital signal processors (DSP's) which are able to carry out such operations as addition, multiplication and storage of audio signals without problems.
  • DSP's digital signal processors
  • These problems caused by the large amount of data are usually alleviated by assigning only a small number of inputs to a signal processor, which means that for a given number of inputs and outputs, several signal processors are provided which have to be cascaded.
  • TDM buses or systems with shared memories so-called “shared memory” systems
  • shared memory so-called “shared memory” systems
  • a TDM bus is a parallel bus that provides a time window for the data from each input channel, so that the signals in the bus appear in series.
  • DPRAM memory it is also conceivable to use DPRAM memory for this and to connect the processors to one another like a so-called “daisy chain”.
  • all of these solutions are technically complex and expensive.
  • the invention as characterized in the claims therefore solves the Task a method and an apparatus for mixing digital To create audio signals that are much easier and cheaper.
  • the inputs 1 to m each lead to a processing unit 10, 11, 12, 13, which can be constructed either as a digitally operating signal processor DSP or in some other way as a unit for digital signal processing.
  • a processing unit can also be connected to a plurality of inputs, as is indicated for the processing unit 10 with the inputs 1, 2 and 3.
  • a summator 17, 18, 19, 20 is connected upstream of each output 21 to n.
  • Each Processing unit 10, 11, 12, 13 and thus each input 1 to m is connected via connections to several or ideally all outputs 21 to n. This is done for the processing unit 10 here via lines 101, 102, 103, 104 which lead from corresponding outputs on the processing units 10 to 13 to inputs on the summers 17 to 20. In Fig. 1 such inputs and outputs and part of the necessary connections are shown. All connections have been omitted to ensure the clarity of the representation.
  • the outputs, such as output 21 here can also lead to a format converter 24, which in turn can have a plurality of parallel outputs 25. This is particularly the case when audio signals from several channels are supplied in series via one input. These audio signals can then be output in parallel.
  • a further processing element 26 can be inserted into the lines 101, 102, etc., which can weaken or amplify the signal.
  • Such a further processing element 26 is connected together with the other processing elements 10 to 13 via control lines 28 to an operating unit 27 which has those operating elements which are usually present on the user interface of a mixing console.
  • the format converter 24 can also be a digital signal processor (DSP) or another signal processing element.
  • the summers 17 to 20 preferably form a sum bus in a digitally operating audio mixer.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a summer 17 to 20.
  • Audio signals from more than four inputs 39, 40, 41, 42 will be processed the structure is supplemented by three further two-bit adders 45, 46, 47.
  • the Outputs 48, 49 of the two-bit adders 32 and 47 open into one additional two-bit adder 50.
  • Fig. 3 shows a special embodiment of a processing element 26 as it is known from FIG. 1.
  • This in turn consists of a totalizer 51 with an output 52 and, for example, three inputs 53, 54, 55.
  • Multipliers 56, 57, 58, each with two inputs 59, are connected upstream of these and 60, 61 and 62, 63 and 64.
  • Input 63 is direct for the unchanged data stream provided.
  • Received inputs 61 and 59 delays the data stream from delay units 65 or 66.
  • Lines 67 indicate first clock signals that control the processes in the bit grid.
  • the data words are in the direction of a Arrow 70 moves.
  • Each data word W is in such an order formats that the least significant bit 68 and last that most significant bit 69 occurs.
  • FIG. 5 shows a representation of data words corresponding to FIG. 4 there is a time delay between data words W11, W12 and W13 corresponding to the time period assigned to one or two or more bits is provided, which causes the data words W11, W12 and W13 to one or two or more bits are shown spatially or temporally offset.
  • the device works as follows: Digitized audio signals arrive via inputs 1 to n and are formatted in processing units 10 to 13 in a manner known per se so that the least significant bit is output first and the most significant bit is output last. This can be achieved by means of a corresponding readout instruction from a buffer store. All audio signals output by the processing units 10 to 13 or possibly also all input audio signals are synchronized with the first clock signal 67, so that each bit in the device is treated synchronously, as is shown in FIGS. 4 and 5. In addition, the data words are read out from the processing units 10 to 13 word-synchronously, as shown in FIG. 4. The individual outputs of the processing units 10 to 13 are controlled via the operating unit 27 and the control lines 28. This specifies for each output of a processing unit whether an audio signal is emitted there and to what extent.
  • Each summer 17 to 20 now receives audio signals from lines 101 to 104, etc., which it has to sum and then output to its output 21 to n. It can also happen that several audio signals arrive in series via an input. Such signals are treated in the same way as a single signal. After the output, however, they can be passed on in parallel, as is indicated for the output 21 and the parallel outputs 25.
  • the summation of the bit-synchronized audio signals in the summers 17 to 20 can be explained with the aid of FIG. 2. Two signals a and b are at the inputs 39 and 40, two further signals b and c at the inputs 41 and 42.
  • the signals a and b are summed in the two-bit adder 30 according to the following formula or instruction: (! A AND! B AND cy) OR (! A AND b AND! Cy) OR (a AND! B AND! Cy) OR (a AND b AND cy)
  • the transfer cy is treated according to the following rule: (a AND b AND! pr) OR (a AND cy AND! pr) OR (b AND cy AND!
  • the data streams thus summed leave the summer via the output 21. Then they can be formatted in the format converter 24, for example, so that the most significant bit in the data word now precedes them. Or the data stream can be divided and output in parallel over a number of lines 25.
  • the value of the input signals can be changed or weighted in the processing units 10 to 13 before the summation. However, this can also be done in a processing element 26. If the processing element 26 is designed as a device according to FIG. 3, a sound signal is fed via the input 63 to the multiplier 58 on the one hand and to the delay unit 65 on the other hand. The output signal from the delay unit 65 is fed to both the multiplier 57 and the further delay unit 66.
  • the signals applied to the multipliers 56, 57 and 58 are each offset by one bit, which is caused by the delay units 65, 66.
  • the multipliers 56, 57, 58 are also each provided with a bit of a multiplier or factor by inputs 60, 62 and 64, with which the signal in input 63 is to be multiplied.
  • a data word arriving via input 63 is multiplied bit by bit in multiplier 58 by the first bit of the factor, in adder 57 by the second bit and in adder 56 by the third bit of the factor. This results in three data words offset from one another by one bit, which are summed in summer 40. In other words, a situation arises as shown in FIG.
  • an audio signal 63 is to be divided into several identical parallel signals 63, 61, 59 and delayed by one bit each with increasing delay. Then the original signal and the delayed signals should each be added with one bit of a factor expressed in a digital value and the resulting signals should then be summed bit by bit to form a changed signal.

Abstract

The method involves several digital audio signals, originating from a range of different sources. The audio signals are fed to the inputs (1-m) of a group of processing units (10-13), e.g. digital signal processors. The processors are controlled by a user terminal (27) and the outputs are received by summing modules (17-20) with converters (24) that are coupled to a summing bus system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen von digitalen Audio-Signalen aus einer ersten Anzahl Eingängen in eine zweite Anzahl Ausgänge.The invention relates to a method and an apparatus for mixing digital audio signals from a first number of inputs to a second Number of exits.

Solche Verfahren und Vorrichtungen sind bereits bekannt und werden in sogenannten digitalen oder digital arbeitenden Audio-Mischpulten angewendet. Digital arbeitende Mischpulte ermöglichen es, in mehreren verschiedenen Kanälen eintreffende Tonsignale einzeln oder gesammelt beliebigen Ausgängen zuzuleiten. Dabei können die einzelnen Tonsignale verändert und mit anderen Tonsignalen vereinigt werden. Das bedeutet, dass die Möglichkeit bestehen soll, jedes Signal üblicherweise mit einem Faktor zu multiplizieren und mit anderen Signalen zu addieren und eventuell auch die Tonsignale zu verzögern.Such methods and devices are already known and are described in so-called digital or digitally working audio mixing consoles applied. Digital mixing consoles make it possible to use several sound signals arriving at different channels individually or collectively to any outputs. The individual sound signals changed and combined with other sound signals. It means that the possibility should exist to usually add a factor to each signal multiply and add with other signals and possibly also the Delay sound signals.

Bekannte digitale Mischpulte haben deshalb Vorrichtungen, bei denen die Eingänge paar- oder gruppenweise mit digitalen Signalprozessoren (DSP's) verbunden sind, die problemlos in der Lage sind, solche Operationen wie Addition, Multiplikation und Speicherung von Tonsignalen vorzunehmen. Allerdings stösst man auf Grenzen, wenn man versucht möglichst viele Eingänge auf einen Signalprozessor zu leiten, denn diese sind nicht mit geeigneten Schnittstellen versehen und können die verlangte Rechenleistung für viele Kanäle nicht mehr erbringen. Dies weil Tonsignale in gegebenen Zeitabschnitten relativ grosse Datenmengen enthalten.
   Diese durch die grosse Datenmenge verursachten Probleme werden üblicherweise dadurch entschärft, dass eben einem Signalprozessor nur eine geringe Anzahl Eingänge zugeordnet wird, was bedeutet, dass bei einer gegebenen Anzahl Ein- und Ausgänge mehrere Signalprozessoren vorgesehen werden, die zu Kaskaden geschaltet werden müssen. Das grösste Problem ist dabei die Summierung der Tonsignale aus einer grossen Anzahl Eingänge oder eben aus mehreren solchen Signalprozessoren in einem sogenannten Summenbus.
   Als Summenbus sind deshalb bereits Lösungen mit sogenannten TDM-Bussen oder Systeme mit gemeinsamen Speichern, sog. "shared memory"-Systeme bekannt geworden. Ein TDM-Bus ist ein Parallelbus der für die Daten aus jedem Eingangskanal ein Zeitfenster bereithält, so dass die Signale im Bus seriell hintereinander geschaltet auftreten. Ebenso ist es denkbar dafür DPRAM-Speicher einzusetzen und die Prozessoren wie eine sogenannte "daisy-chain" untereinander zu verbinden. Allerdings sind alle diese Lösungen technisch aufwendig und teuer.Known digital mixing consoles therefore have devices in which the inputs are connected in pairs or in groups to digital signal processors (DSP's) which are able to carry out such operations as addition, multiplication and storage of audio signals without problems. However, there are limits when you try to route as many inputs to a signal processor as possible, because these are not equipped with suitable interfaces and can no longer provide the required computing power for many channels. This is because sound signals contain relatively large amounts of data in given time segments.
These problems caused by the large amount of data are usually alleviated by assigning only a small number of inputs to a signal processor, which means that for a given number of inputs and outputs, several signal processors are provided which have to be cascaded. The biggest problem is the summation of the sound signals from a large number of inputs or from several such signal processors in a so-called sum bus.
For this reason, solutions with so-called TDM buses or systems with shared memories, so-called "shared memory" systems, have already become known as the sum bus. A TDM bus is a parallel bus that provides a time window for the data from each input channel, so that the signals in the bus appear in series. It is also conceivable to use DPRAM memory for this and to connect the processors to one another like a so-called "daisy chain". However, all of these solutions are technically complex and expensive.

Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst deshalb die Aufgabe ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen von digitalen Audio-Signalen zu schaffen, die wesentlich einfacher und billiger sind.The invention as characterized in the claims therefore solves the Task a method and an apparatus for mixing digital To create audio signals that are much easier and cheaper.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt insbesondere dadurch, dass für die Summierung der Tonsignale aus den einzelnen Eingängen oder Kanälen einfache Schaltungen oder programmierbare Bausteine wie programmierbare Logikbausteine, PLD's oder kundenspezifische integrierte Schatungen ASICS verwendet werden, die zur bitweisen Summierung der wort- und bitweise synchronisierten Datenströme der Tonsignale ausgebildet sind und verwendet werden. Dazu müssen aber die Datenworte mit dem niedrigstwertigen Bit voraus übertragen werden, was eine entsprechende Formatierung der Datenströme voraussetzt. Für eventuelle zusätzliche Verarbeitungen der Signale vor der Summierung, ist eine bitweise Multiplikation des betreffenden Datenstromes vorgesehen, wobei der Datenstrom mehrfach einem Summierer zugeführt wird, dabei aber die mehrfach zugeführten Datenströme jeweils um ein Bit versetzt oder verzögert werden. Somit werden die Datenworte der eingehenden Audio-Signale so zueinander geführt, dass die Datenbit in aufsteigender Reihenfolge mit dem niedrigstwertigen Bit voraus, in parallelen Datenströmen wort- und bitweise synchronisiert auftreten und bitweise summiert werden. Dazu ist jedem Ausgang ein Summierer vorgeschaltet, der mit mindestens einem Teil der Eingänge über die Verarbeitungselemente verbunden ist.This problem is solved in particular by the fact that for the Summation of the sound signals from the individual inputs or channels simple circuits or programmable modules such as programmable Logic modules, PLD's or customer-specific integrated ASICS circuits are used for the bitwise summation of the word and bitwise synchronized data streams of the audio signals are formed and be used. To do this, however, the data words must have the least significant bit ahead, which is a corresponding Formatting of the data streams presupposes. For any additional Processing the signals before summing is a bit by bit Multiplication of the relevant data stream is provided, the Data stream is fed several times to a summer, but the Data streams fed multiple times are each offset or delayed by one bit will. Thus the data words of the incoming audio signals become like this led to each other that the data bits in ascending order with the least significant bit ahead, in word and bit by word in parallel data streams occur synchronized and summed bit by bit. This is everyone Output connected upstream of a totalizer, with at least a part of the Inputs connected through the processing elements.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass die Vorrichtung sehr preisgünstig realisierbar ist. Ein Grund dafür ist darin zu sehen, dass die vorgeschlagene Summierung der Datenströme sehr wenig Speicher benötigt. Ein weiterer Grund liegt darin, dass für die Formatierung und für eventuelle weitere Verarbeitungen der The advantages achieved by the invention are particularly to be found therein see that the device is very inexpensive to implement. A reason for this it can be seen that the proposed summation of the Data flows require very little memory. Another reason is that for formatting and any further processing of the

Daten aus den einzelnen Eingängen oder Kanälen nun relativ einfache und preisgünstige digitale Signalprozessoren (DSP's) verwendet werden können, wobei ein Signalprozessor, sofern er mehrere Eingänge aufweist auch mehrere Kanäle bedienen kann, da er nur noch relativ einfache Aufgaben erfüllen muss. Dies ist eben darum möglich, weil eine aufwendige Aufgabe, nämlich die Summierung der Datenströme nicht mehr durch die Signalprozessoren erfüllt werden muss. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass ein Signalprozessor soweit wie möglich Datenströme addiert, so dass dem Summierer bereits Teilsummen zugeführt werden. Dies soll aber nur soweit geschehen, wie dies in einem einzigen Signalprozessor durchgeführt werden kann.Data from the individual inputs or channels is now relatively simple and inexpensive digital signal processors (DSPs) can be used a signal processor, if it has multiple inputs, also can operate several channels since it only has relatively simple tasks must meet. This is possible because a complex task namely the summation of the data streams no longer by the Signal processors must be met. But it can also be provided that a signal processor adds data streams as much as possible, so that partial sums are already fed to the totalizer. But this is supposed to only happen as far as this in a single signal processor can be carried out.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

  • Fig. 1 ein Blockschema einer erfindungsgemässen Vorrichtung,
  • Fig. 2 eine schematische aber detailliertere Darstellung eines Teils der Vorrichtung gemäss Fig. 1,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Teils der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und
  • Fig. 4 und 5 je eine schematische Dartellung eines Verfahrensschrittes.
    • The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one embodiment. It shows
  • 1 is a block diagram of a device according to the invention,
  • FIG. 2 shows a schematic but more detailed illustration of part of the device according to FIG. 1,
  • Fig. 3 is a schematic representation of a further part of the device according to Fig. 1 and
  • 4 and 5 each show a schematic representation of a process step.

    • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Mischen digitaler Audio-Signale mit mehreren Eingängen 1, 2, 3, 4, 5 und m, womit angedeutet ist, dass eine Anzahl m Eingänge möglich ist, wobei heute bis zu m = 64 Kanälen üblich sind. Die Eingänge 1 bis m münden in je eine Verarbeitungseinheit 10, 11, 12, 13, die entweder als digital arbeitender Signalprozessor DSP oder sonstwie als Einheit zur digitalen Signalverarbeitung aufgebaut sein kann. Eine Verarbeitungseinheit kann auch an mehrere Eingänge angeschlossen sein, wie dies für die Verarbeitungseinheit 10 mit den Eingängen 1, 2 und 3 angedeutet ist. Die Vorrichtung weist Ausgänge 21, 22, 23 und n auf, wobei heute bis zu n = 32 Ausgängen nicht ungewöhlich sind. Jedem Ausgang 21 bis n ist ein Summierer 17, 18, 19, 20 vorgeschaltet. Jede
    Verarbeitungseinheit 10, 11, 12, 13 und damit jeder Eingang 1 bis m ist über Verbindungen mit mehreren oder idealerweise allen Ausgängen 21 bis n verbunden. Dies geschieht für die Verarbeitungseinheit 10 hier über Leitungen 101, 102, 103, 104 die von entsprechenden Ausgängen an den Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 zu Eingängen an den Summierern 17 bis 20 führen. In Fig. 1 sind solche Ein- und Ausgänge und ein Teil der notwendigen Verbindungen eingezeichnet. Auf die Darstellung aller Verbindungen wurde verzichtet um die Klarheit der Darstellung zu gewährleisten. Wahlweise können die Ausgänge, wie hier Ausgang 21, auch in einen Formatkonverter 24 münden, der wiederum mehrere parallele Ausgänge 25 aufweisen kann. Dies insbesondere dann, wenn über einen Eingang Audiosignale aus mehreren Kanälen seriell zugeführt werden. Diese Audiosignale können dann parallel ausgegeben werden. Weiter kann in die Leitungen 101, 102, usw. ein weiteres Verarbeitungselement 26 eingefügt sein, das das Signal abschwächen oder verstärken kann. Ein solches weiteres Verarbeitungselement 26 ist zusammen mit den anderen Verarbeitungselementen 10 bis 13 über Steuerleitungen 28 mit einer Bedienungseinheit 27 verbunden, welche diejenigen Bedienungselemente aufweist, die üblicherweise auf der Bedieneroberfläche eines Mischpultes vorhanden sind. Der Formatkonverter 24 kann ebenfalls ein digital arbeitender Signalprozessor (DSP) oder sonst ein signalverarbeitendes Element sein. Vorzugsweise bilden die Summierer 17 bis 20 einen Summenbus in einem digital arbeitenden Audio-Mischpult.    1 shows a device for mixing digital audio signals with a plurality of inputs 1, 2, 3, 4, 5 and m, which indicates that a number of m inputs is possible, with up to m = 64 channels being common today. The inputs 1 to m each lead to a processing unit 10, 11, 12, 13, which can be constructed either as a digitally operating signal processor DSP or in some other way as a unit for digital signal processing. A processing unit can also be connected to a plurality of inputs, as is indicated for the processing unit 10 with the inputs 1, 2 and 3. The device has outputs 21, 22, 23 and n, although up to n = 32 outputs are not unusual today. A summator 17, 18, 19, 20 is connected upstream of each output 21 to n. Each
    Processing unit 10, 11, 12, 13 and thus each input 1 to m is connected via connections to several or ideally all outputs 21 to n. This is done for the processing unit 10 here via lines 101, 102, 103, 104 which lead from corresponding outputs on the processing units 10 to 13 to inputs on the summers 17 to 20. In Fig. 1 such inputs and outputs and part of the necessary connections are shown. All connections have been omitted to ensure the clarity of the representation. Optionally, the outputs, such as output 21 here, can also lead to a format converter 24, which in turn can have a plurality of parallel outputs 25. This is particularly the case when audio signals from several channels are supplied in series via one input. These audio signals can then be output in parallel. Furthermore, a further processing element 26 can be inserted into the lines 101, 102, etc., which can weaken or amplify the signal. Such a further processing element 26 is connected together with the other processing elements 10 to 13 via control lines 28 to an operating unit 27 which has those operating elements which are usually present on the user interface of a mixing console. The format converter 24 can also be a digital signal processor (DSP) or another signal processing element. The summers 17 to 20 preferably form a sum bus in a digitally operating audio mixer.

    Fig. 2 zeigt eine Ausführung eines Summierers 17 bis 20. Ein solcher besteht aus mindestens drei Zweibitaddierern 30, 31 und 32, die je einen Eingang 33, 34 und 35 für ein erstes Taktsignal, je einen Eingang 36, 37 und 38 für ein weiteres Taktsignal und je zwei Eingänge 39 und 40, 41 und 42 sowie 43 und 44 für digitalisierte Audiosignale aufweisen. Dabei sind die beiden Zweibitaddierer 30 und 31 parallel geschaltet und deren Ausgänge sind an die Eingänge 43, 44 des dritten Zweibitaddierers 32 angeschlossen. Sind Audiosignale aus mehr als vier Eingängen 39, 40, 41, 42 zu verarbeiten wird die Struktur durch drei weitere Zweibitaddierer 45, 46, 47 ergänzt. Die Ausgänge 48, 49 der Zweibitaddierer 32 und 47 münden aber in einen zusätzlichen Zweibitaddierer 50. So lässt sich die Struktur für mehrere Eingänge kaskadenartig erweitern. Der Summierer kann aber im gleichen Sinne auch aus Zwei-oder Mehrbitaddierern aufgebaut sein. Werden beispielsweise Dreibitaddierer verwendet, so hat jeder Dreibitaddierer drei Eingänge für Audiosignale und drei Dreibitaddierer sind mit einem weiteren Dreibitaddierer parallel verbunden. Fig. 2 shows an embodiment of a summer 17 to 20. Such exists from at least three two-bit adders 30, 31 and 32, each with an input 33, 34 and 35 for a first clock signal, an input 36, 37 and 38 for each another clock signal and two inputs 39 and 40, 41 and 42 and 43 and 44 for digitized audio signals. The two are there Two-bit adders 30 and 31 are connected in parallel and their outputs are on the inputs 43, 44 of the third two-bit adder 32 are connected. are Audio signals from more than four inputs 39, 40, 41, 42 will be processed the structure is supplemented by three further two-bit adders 45, 46, 47. The Outputs 48, 49 of the two-bit adders 32 and 47 open into one additional two-bit adder 50. So the structure for several Extend inputs cascading. However, the totalizer can do the same Meaning also be constructed from two or multi-bit adders. Will For example, if three-bit adders are used, each three-bit adder has three Inputs for audio signals and three three-bit adders are with another Three-bit adders connected in parallel.

    Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführung eines Verarbeitungselementes 26 wie es aus der Fig. 1 bekannt ist. Dieses besteht wiederum aus einem Summierer 51 mit einem Ausgang 52 und beispielsweise drei Eingängen 53, 54, 55. Diesen vorgeschaltet sind Multiplizierer 56, 57, 58 mit je zwei Eingängen 59 und 60, 61 und 62, 63 und 64. Dabei ist der Eingang 63 direkt für den unveränderten Datenstrom vorgesehen. Die Eingänge 61 und 59 erhalten den Datenstrom verzögert aus Verzögerungseinheiten 65 oder 66.Fig. 3 shows a special embodiment of a processing element 26 as it is known from FIG. 1. This in turn consists of a totalizer 51 with an output 52 and, for example, three inputs 53, 54, 55. Multipliers 56, 57, 58, each with two inputs 59, are connected upstream of these and 60, 61 and 62, 63 and 64. Input 63 is direct for the unchanged data stream provided. Received inputs 61 and 59 delays the data stream from delay units 65 or 66.

    Fig. 4 zeigt beispielsweise drei Datenworte W1, W2, W3 die bitweise synchronisiert parallel auftreten. Linien 67 geben erste Taktsignale an, die die Vorgänge im Bitraster steuern. Die Datenworte werden in Richtung eines Pfeiles 70 bewegt. Dabei ist jedes Datenwort W in einer solchen Reihenfolge formatiert, dass zuerst das niedrigstwertige Bit 68 und zuletzt das höchstwertige Bit 69 auftritt.4 shows, for example, three data words W1, W2, W3 which are bitwise occur synchronized in parallel. Lines 67 indicate first clock signals that control the processes in the bit grid. The data words are in the direction of a Arrow 70 moves. Each data word W is in such an order formats that the least significant bit 68 and last that most significant bit 69 occurs.

    Fig. 5 zeigt eine Darstellung von Datenworten entsprechend Fig. 4 wobei zwischen Datenworten W11, W12 und W13 eine zeitliche Verzögerung entsprechend der einem bzw. zwei oder mehr Bit zugeordneten Zeitdauer vorgesehen ist, was bewirkt, dass die Datenworte W11, W12 und W13 um ein bzw. zwei oder mehr Bit örtlich oder zeitlich versetzt dargestellt sind.FIG. 5 shows a representation of data words corresponding to FIG. 4 there is a time delay between data words W11, W12 and W13 corresponding to the time period assigned to one or two or more bits is provided, which causes the data words W11, W12 and W13 to one or two or more bits are shown spatially or temporally offset.

    Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist demnach wie folgt:
    Digitalisierte Tonsignal triffen über die Eingänge 1 bis n ein und werden in den Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 in an sich bekannter Weise so formatiert, dass das niedrigstwertige Bit zuerst und das höchstwertige Bit zuletzt ausgegeben wird. Dies ist durch eine entsprechende Auslesevorschrift aus einem Zwischenspeicher zu erreichen. Alle von den Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 ausgegebenen oder eventuall auch alle eingegebenen Audiosignale werden mit dem ersten Taktsignal 67 synchronisiert, so dass jedes Bit in der Vorrichtung synchron behandelt wird, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Zudem erfolgt das Auslesen der Datenworte aus den Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 wortsynchron, wie dies die Fig. 4 zeigt. Über die Bedienungseinheit 27 und die Steuerleitungen 28 werden die einzelnen Ausgänge der Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 angesteuert. Damit wird für jeden Ausgang einer Verarbeitungseinheit vorgegeben ob dort ein Audiosignal abgegeben wird und in welcher Stärke.     The device works as follows:
    Digitized audio signals arrive via inputs 1 to n and are formatted in processing units 10 to 13 in a manner known per se so that the least significant bit is output first and the most significant bit is output last. This can be achieved by means of a corresponding readout instruction from a buffer store. All audio signals output by the processing units 10 to 13 or possibly also all input audio signals are synchronized with the first clock signal 67, so that each bit in the device is treated synchronously, as is shown in FIGS. 4 and 5. In addition, the data words are read out from the processing units 10 to 13 word-synchronously, as shown in FIG. 4. The individual outputs of the processing units 10 to 13 are controlled via the operating unit 27 and the control lines 28. This specifies for each output of a processing unit whether an audio signal is emitted there and to what extent.

    Damit empfängt nun jeder Summierer 17 bis 20 aus den Leitungen 101 bis 104 usw. Audiosignale die er summieren und anschliessend an seinen Ausgang 21 bis n abgeben muss. Dabei kann es auch sein, dass über einen Eingang mehrere Audiosignal in Serie geschaltet eintreffen. Solche Signale werden gleich behandelt wie ein einziges Signal. Nach dem Ausgang können sie aber parallel weitergegeben werden, wie dies für den Ausgang 21 und die parallelen Ausgänge 25 angedeutet ist.
       Die Summierung der bitweise synchronisierten Audiosignale in den Summierern 17 bis 20 kann mit Hilfe der Fig. 2 erklärt werden. Je zwei Signale a und b liegen an den Eingängen 39 und 40, weitere zwei Signale b und c an den Eingängen 41 und 42. An den Eingängen 33, 34 und 35 liegt ein erstes Taktsignal für die bitweise Synchronisierung und an den Eingängen 36, 37 und 38 liegt ein weiteres Taktsignal an, das den Anfanng (oder das Ende) eines Datenwortes angibt und damit die Wortsynchronisation bewirkt. Das weitere Taktsignal ist dabei vom ersten Taktsignal abgeleitet. Dabei werden die Signale a und b im Zweibitaddierer 30 nach folgender Formel oder Instruktion summiert: (!a UND !b UND cy) ODER (!a UND b UND !cy) ODER (a UND !b UND !cy) ODER (a UND b UND cy)
    Dabei wird der Übertrag cy nach folgender Regel behandelt:
    (a UND b UND !pr) ODER (a UND cy UND !pr) ODER (b UND cy UND !pr),
    wobei pr ein angelegtes weiteres Taktsignal für das Wortende und !pr Fehlen eines solchen Signales bedeutet (!steht allg. für Fehlen des entspr. Signales). Die anderen Zweibitaddierer arbeiten nach dem gleichen Prinzip und ergeben immer aus zwei Eingangssignalen ein Ausgangssignal. So kann mit der gezeigten Struktur eine beliebige Anzahl Eingangssignale summiert werden. Diese Verarbeitung entspricht der Addition von mehrstelligen Zahlen wie sie im Kopf des Menschen oder bei grösseren Zahlen mit Hilfe einer Rechenmethode durchgeführt und in der Schule gelehrt wird. Das bedeutet, dass zuerst alle niedrigstwertigen Bit 68 addiert werden, wobei ein Übertrag gespeichert wird, so dass er bei der Addition der nächsthöheren Bit zugerechnet werden kann. Zuletzt werden die höchstwertigen Bit 69 untereinander addiert und, sofern vorhanden, der letzte Übertrag berücksichtigt. Die so summierten Datenströme verlassen den Summierer über den Ausgang 21. Dann können sie im Formatkonverter 24 beispielsweise so formatiert werden, dass nun das höchstwertige Bit im Datenwort vorausgeht. Oder der Datenstrom kann aufgeteilt werden und über mehrere Leitungen 25 parallel ausgegeben werden.
       Die Eingangssignale können dabei in ihrem Wert in den Verarbeitungseinheiten 10 bis 13 vor der Summierung verändert oder gewichtet werden. Dies kann aber auch in einem Verarbeitungselement 26 geschehen.
       Ist das Verarbeitungselement 26 als Vorrichtung gemäss Fig. 3 ausgebildet, so wird ein Tonsignal über den Eingang 63 einerseits dem Multiplizierer 58 und andererseits der Verzögerungseinheit 65 zugeführt. Aus der Verzögerungseinheit 65 wird das Ausgangssignal sowohl dem Multiplizierer 57 als auch der weiteren Verzögerungseinheit 66 zugeführt. So sind die Signale, die an den Multiplizierern 56, 57 und 58 anlegen jeweils um ein Bit zueinander versetzt, was durch die Verzögerungseinheiten 65, 66 bewirkt wird. Parallel dazu liegen an den Multiplizierern 56, 57, 58 über die Eingänge 60, 62 und 64 auch je ein Bit eines Multiplikators oder Faktors an, mit dem das Signal im Eingang 63 multipliziert werden soll. So wird ein über den Eingang 63 eintreffendes Datenwort im Multiplizierer 58 mit dem ersten Bit des Faktors, im Addierer 57 mit dem zweiten Bit und im Addierer 56 mit dem dritten Bit des Faktors bitweise multipliziert. So entstehen drei zueinander um ein Bit versetzte Datenwörter, die im Summierer 40 summiert werden. Mit anderen Worten entsteht eine Situation, wie sie Fig. 5 zeigt, so dass die drei Datenworte W11, W12 und W13 nur noch bitweise summiert werden müssen. So soll ein Audiosignal 63 in mehrere gleiche parallele Signale 63, 61, 59 aufgeteilt und mit aufsteigender Verzögerung um je ein Bit verzögert werden. Dann soll das ursprüngliche Signal und die verzögerten Signale mit je einem Bit eines in einem digitalen Wert ausgedrückten Faktor addiert und anschliessend die resultierenden Signale bitweise zu einem veränderten Signal summmiert werden.    Each summer 17 to 20 now receives audio signals from lines 101 to 104, etc., which it has to sum and then output to its output 21 to n. It can also happen that several audio signals arrive in series via an input. Such signals are treated in the same way as a single signal. After the output, however, they can be passed on in parallel, as is indicated for the output 21 and the parallel outputs 25.
    The summation of the bit-synchronized audio signals in the summers 17 to 20 can be explained with the aid of FIG. 2. Two signals a and b are at the inputs 39 and 40, two further signals b and c at the inputs 41 and 42. At the inputs 33, 34 and 35 there is a first clock signal for bit-wise synchronization and at the inputs 36, 37 and 38 there is a further clock signal which indicates the beginning (or end) of a data word and thus effects word synchronization. The further clock signal is derived from the first clock signal. The signals a and b are summed in the two-bit adder 30 according to the following formula or instruction: (! A AND! B AND cy) OR (! A AND b AND! Cy) OR (a AND! B AND! Cy) OR (a AND b AND cy)
    The transfer cy is treated according to the following rule:
    (a AND b AND! pr) OR (a AND cy AND! pr) OR (b AND cy AND! pr),
    where pr means an additional clock signal applied for the end of the word and! pr the absence of such a signal (! generally stands for the absence of the corresponding signal). The other two-bit adders work on the same principle and always result in an output signal from two input signals. With the structure shown, any number of input signals can be summed. This processing corresponds to the addition of multi-digit numbers as it is carried out in the mind of people or, for larger numbers, with the aid of a calculation method and taught at school. This means that all the least significant bits 68 are added first, whereby a carry is stored so that it can be added when the next higher bits are added. Finally, the most significant bits 69 are added together and, if available, the last carry is taken into account. The data streams thus summed leave the summer via the output 21. Then they can be formatted in the format converter 24, for example, so that the most significant bit in the data word now precedes them. Or the data stream can be divided and output in parallel over a number of lines 25.
    The value of the input signals can be changed or weighted in the processing units 10 to 13 before the summation. However, this can also be done in a processing element 26.
    If the processing element 26 is designed as a device according to FIG. 3, a sound signal is fed via the input 63 to the multiplier 58 on the one hand and to the delay unit 65 on the other hand. The output signal from the delay unit 65 is fed to both the multiplier 57 and the further delay unit 66. Thus, the signals applied to the multipliers 56, 57 and 58 are each offset by one bit, which is caused by the delay units 65, 66. At the same time, the multipliers 56, 57, 58 are also each provided with a bit of a multiplier or factor by inputs 60, 62 and 64, with which the signal in input 63 is to be multiplied. A data word arriving via input 63 is multiplied bit by bit in multiplier 58 by the first bit of the factor, in adder 57 by the second bit and in adder 56 by the third bit of the factor. This results in three data words offset from one another by one bit, which are summed in summer 40. In other words, a situation arises as shown in FIG. 5, so that the three data words W11, W12 and W13 only have to be added bit by bit. Thus, an audio signal 63 is to be divided into several identical parallel signals 63, 61, 59 and delayed by one bit each with increasing delay. Then the original signal and the delayed signals should each be added with one bit of a factor expressed in a digital value and the resulting signals should then be summed bit by bit to form a changed signal.

    Claims (10)

    Verfahren zum Mischen von digitalen Audio-Signalen aus einer ersten Anzahl Eingängen (1 bis m) in eine zweite Anzahl (21 bis n) Ausgänge, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenworte der eingehenden Audio-Signale so zueinander geführt werden, dass die Datenbit in aufsteigender Reihenfolge mit dem niedrigstwertigen Bit voraus, in parallelen Datenströmen wort- und bitweise synchronisiert auftreten und bitweise summiert werden.Method for mixing digital audio signals from a first Number of inputs (1 to m) into a second number (21 to n) outputs, characterized in that the data words of the incoming audio signals so that the data bits are in ascending order Order with the least significant bit ahead, in parallel data streams occur synchronized word by word and bit by bit and are summed up bit by bit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Audiosignal (63) in mehrere gleiche parallele Signale (63, 61, 59) aufgeteilt und mit aufsteigender Verzögerung um je ein Bit verzögert wird und dass das Signal (63) und die verzögerten Signale (61, 59) mit je einem Bit eines in einem digitalen Wert ausgedrückten Faktor addiert und anschliessend die resultierenden Signale (53; 54, 55) bitweise zu einem veränderten Signal summmiert werden (52).A method according to claim 1, characterized in that a Audio signal (63) divided into several identical parallel signals (63, 61, 59) and with an increasing delay is delayed by one bit and that the Signal (63) and the delayed signals (61, 59) with one bit each in a factor expressed in a digital value and then the resulting signals (53; 54, 55) bit by bit to a changed signal be summed (52). Vorrichtung zum Mischen digitaler Audio-Signale mit einer ersten Anzahl m Eingängen (1, 2, 3, 4, 5, m) und einer zweiten Anzahl n Ausgängen (21, 22, 23, n), wobei mindestens ein Teil der Eingänge über je ein Verarbeitungselement (10 bis 13) mit mindestens einem Teil der n Ausgänge verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass einem Ausgang ein Summierer (17, 18, 19, 20) vorgeschaltet ist, der mit mindestens einem Teil seiner Eingänge mit den Verarbeitungselementen (10 bis 13) verbunden ist.Device for mixing digital audio signals with a first number m Inputs (1, 2, 3, 4, 5, m) and a second number n outputs (21, 22, 23, n), with at least some of the inputs over one each Processing element (10 to 13) with at least part of the n outputs is connected, characterized in that an output is a summer (17, 18, 19, 20) is connected upstream, with at least part of it Inputs connected to the processing elements (10 to 13). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Summierer zum bitweisen Summieren beginnend mit dem niedrigstwertigen Bit ausgebildet ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the Totalizer for bitwise summing starting with the least significant Bit is formed. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Summierer aus mindestens einem Zwei- oder Mehrbitaddierer (32) aufgebaut ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the Totalizer constructed from at least one two or more bit adder (32) is. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Summierer aus mindestens drei Zwei-oder Mehrbitaddierern (30, 31, 32) aufgebaut ist, die in Kaskade geschaltet sind. Apparatus according to claim 3, characterized in that the Totalizer consisting of at least three two or more bit adders (30, 31, 32) is constructed, which are connected in cascade. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verarbeitungselement (10 bis 13) aus einem digital arbeitenden Signalprozessor besteht.Apparatus according to claim 3, characterized in that a Processing element (10 to 13) from a digitally working Signal processor exists. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verarbeitungselement aus einem Summierer (51), mindestens einem Multiplizierer (56, 57, 58) und mindestens einer Verzögerungseinheit (65, 66) aufgebaut ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that a Processing element from a summer (51), at least one Multipliers (56, 57, 58) and at least one delay unit (65, 66) is constructed. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinheit (65, 66), der Multiplizierer (56, 57) und der Summierer (51) für mindestens einen Eingang (53, 54) des Summierers in Serie geschaltet sind.Apparatus according to claim 8, characterized in that the Delay unit (65, 66), the multiplier (56, 57) and the totalizer (51) for at least one input (53, 54) of the summer in series are switched. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Summierer (17, 18, 19, 20) einen Summenbus für ein digital arbeitendes Audio-Mischpult bilden.Apparatus according to claim 3, characterized in that one or several summers (17, 18, 19, 20) a sum bus for a digital make working audio mixer.
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