FI95754C - Äänentoistojärjestelmä - Google Patents

Description

! 95754 Äänentoistojärjestelmä Tämän keksinnön kohteena on äänentoistojärjestelmä käsittäen sähköisessä muodossa olevan äänisignaalin läh-5 teen? ensimmäisen suodatinryhmän äänisignaalilähteeltä tulevan signaalin jakamiseksi useiksi, eri taajuuskaistoilla vaikuttaviksi äänisignaaleiksi; vahvistukseltaan säädettävän vahvistimen kutakin taajuuskaistaa varten sillä vaikuttavan äänisignaalin vahvistamiseksi; ja ainakin yhden 10 mikrofonin äänentoistojärjestelmän ympäristössä vaikuttavaan kokonaisääneen verrannollisen sähköisen signaalin kehittämiseksi.

Kun ylläkuvatunkaltaista äänentoistojärjestelmää, jollainen tunnetaan esimerkiksi US-patenttijulkaisusta 15 5 081 682, käytetään autossa tai muussa vastaavassa ympä ristössä, jossa ympäristömelu vaihtelee, esiintyy jatkuvaa tarvetta äänenvoimakkuuden ja taajuuskorjauksen asetteluun. Esimerkkinä voidaan ajatella tilannetta, jossa auton äänentoistojärjestelmä on tyydyttävästi viritetty mootto-20 ritieolosuhteita ajatellen. Tällöin teho on asetettu suhteellisen suureksi ja taajuuskorjaus siten, etteivät musiikin matalatkaan taajuudet häivy taustameluun. Hetkeä myöhemmin auton seistessä liikennevaloissa ollaan tilanteessa, jossa äänenvoimakkuus on aivan liian suuri, sama-25 ten kuin bassokorostus tarpeettoman voimakas. Nykyiset äänentoistojärjestelmät eivät kykene sopeutumaan tällaisiin olosuhdemuutoksiin.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin äänentoistojärjestelmä, joka kykenee ottamaan huomioon 30 muutokset ympäristömelussa ja sovittautumaan niitä vastaa-.vasti. Tähän päästään keksinnön mukaisen äänentoistojärjestelmän avulla, jolle on tunnusomaista, että se edelleen käsittää toisen suodatinryhmän mikrofonilta saatavan koko-naisäänisignaalin jakamiseksi useiksi, ensimmäisen suoda-35 tinryhmän taajuuskaistoja vastaavilla taajuuskaistoilla 2 95754 vaikuttaviksi kaistasignaaleiksi; välineet kutakin taajuuskaistaa varten niillä vaikuttavia kokonaisäänisignaa-lin kaistasignaaleja vastaavien kaistaäänitasosignaalien määrittämiseksi; välineet kutakin taajuuskaistaa varten 5 kunkin taajuuskaistan vahvistimen kehittämää äänitasoa edustavan sähköisen signaalin vähentämiseksi kyseisellä taajuuskaistalla vaikuttavasta kaistaäänitasosignaalista eri taajuiskaistoilla ilmenevän ympäristömelun tasoon verrannollisten signaalien kehittämiseksi; ja välineet kuta-10 kin taajuuskaistaa varten sen vahvistimen vahvistuksen asettelemiseksi kyseisellä taajuuskaistalla ilmenevän ympäristömelun tasoon verrannollisen signaalin perusteella.

Seuraavassa keksinnön mukaista äänentoistojärjestelmää kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen 15 piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista äänentois to järjestelmää, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen äänentoistojär-jestelmän esimerkinomaisen kytkennän, 20 kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen äänentoistojär jestelmän lohkokaaviona ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen äänentoistojär-jestelmän lohkokaavion järjestelmän aikaansaadessa myös taajuuskorjauksen.

25 Kuviossa 1 on esitetty tavanomainen äänentoistojär- jestelmä, joka käsittää sähköisessä muodossa olevan äänisignaalin lähteen 1 ja siltä saatavan signaalin vahvistavan vahvistimen 2. Vahvistimen 2 vahvistusta asetellaan signaalilla V, joka on esitetty tuoduksi kertojan 11 kaut-30 ta, jonka toinen sisäänmeno on arvossa 1. Ääni toistetaan .· kaiuttimella 15. Äänisignaalilähteenä 1 voi olla mikä ta hansa tavanomainen äänilähde, kuten viritin, nauhuri tai CD-soitin.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen äänen-35 toistojärjestelmän periaatteellinen kytkentäkaavio. Se . · ·.

Il 3 95754 poikkeaa kuvion 1 mukaisesta järjestelmästä siinä, että kertojalle 11 tuodaan vahvistussignaalin V lisäksi toinen signaali, joka korjaa vahvistimen 2 vahvistusta siten, että vahvistus asettuu äänentoistojärjestelmän ympäristössä 5 vaikuttavan melutason mukaiseksi. Kuviossa 2 korjauksen aikaansaavaa järjestelmää on merkitty viitemerkinnällä CS. Oleellisen osan tätä korjaus järjestelmää CS muodostaa mikrofoni 3, joka on asennettu auton sisätilaan ja kehittää siten kuuntelutilassa vaikuttavaan kokonaisääneen verran-10 nollisen signaalin. Kuvion 2 kytkennässä tätä mikrofonin 3 kehittämää signaali käsitellään lohkossa 7, joka laskee mikrofonilta 3 tulevan äänen tason eli aikaansaa kokonais-äänitasosignaalin. Äänentoistojärjestelmän kaiuttimelta 15 ulostulevan musiikin tasoon verrannollisen signaalin ke-15 hittämiseksi järjestelmä käsittää lohkot 10, 5 ja 6, jolloin lohkon 10 sisääntulo on kytketty vahvistimen 2 ulostuloon. Lohko 10 on viive-elin, joka viivästää sähköistä signaalia viiveellä, joka vastaa äänen kulkuaikaa kaiuttimelta 15 mikrofonille 3. Siten mikrofonilta ja viiveyksi-20 költä 10 lähtevät signaalit ovat samanaikaisia. Yksikön 10 jälkeen signaali tuodaan kertojalle 5, jossa se kerrotaan vahvistuskorjaustekijällä vk sopivan signaalitason saamiseksi. Tämä vahvistuskorjaus vk riippuu varsin suurelta osin mikrofonin 3 herkkyystasosta. Kertojalta 5 signaali 25 tuodaan lohkolle 6, jossa lasketaan signaalia vastaava te-hotaso. Tehotasot lohkoilta 6 ja 7 vähennetään toisistaan summaajassa 4, jolloin sen ulostulosta saadaan ympäristömelun tasoon verrannollinen sähköinen signaali, josta siis hyötysignaali eli äänentoistojärjestelmän kehittämä sig-30 naali jo on vähennetty. Tämä melutasosignaali tuodaan loh-kolle 8, jossa sitä käsitellään liian äkkinäisten muutosten eliminoimiseksi signaalista. Tällä käsittelyllä estetään liian äkkinäisten muutosten esiintyminen vahvistimen 2 vahvistuksessa. Lohkolta 8 melutasoon verrannollinen 35 signaali tuodaan kertojalle 9, jossa se kerrotaan signaa- 4 95754 lilla EL, joka on korjauksen voimakkuustasosignaali ja mahdollistaa signaalin tason asettelun siten, että melutasoon verrannollinen signaali pääsee vaikuttamaan halutussa suhteessa vahvistimeen 2. Kertojalta 9 signaali tuo-5 daan summaimelle 12, jossa siihen summataan arvo 1. Tämän jälkeen signaali tulee kertojalle 11, jossa se kerrotaan vahvistimen tavanomaisella vahvistussignaalilla V. Summai-men 12 tarkoituksena on aikaansaada tilanne, jossa kertojan 11 ulostulossa on kaksi tekijää, joista toinen on ver-10 rannollinen pelkästään vahvistukseen V ja toinen vahvistuksella V ja signaalilla EL kerrottuun melutasosignaa-liin. Tällä tavoin melutason ollessa erittäin pieni tai lähestulkoon nolla vahvistimelle 2 saadaan signaali, joka on verrannollinen pelkästään vahvistukseen V. Jos taas ym-15 päristön melu voimistuu, ja siten melutasosignaalin arvo kasvaa, tulee tämän melutasosignaalin käsittävä termi yhä hallitsevammaksi vahvistimen 2 säätösisääntulosignaalissa.

Tällä tavoin vahvistimen 2 vahvistustaso saadaan verrannolliseksi äänentoistojärjestelmän ympäristössä vaikutta-20 valle melulle.

Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 mukainen järjestelmä lohkokaaviona siten, että kuvion 2 järjestelmä CS on esitetty yhtenä laatikkona, jonka sisääntuloina ovat ää-nisignaalilähteeltä 1 saatava sähköinen signaali ja mikro-25 fonilta 3 saatava sähköinen signaali. Vastaavasti sen ulostulona on kaiuttimelle 15 lähtevä signaali.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen myös taa-juuskorjauksen aikaansaava äänentoistojärjestelmä. Tässä järjestelmässä kutakin taajuuskorjaimen kaistaa varten on 30 varattu yksi säätöjärjestelmä CS, joka siis vastaa kuvios- : sa 2 esitetyn kaltaista säätöjärjestelmää. Nämä säätöjär jestelmät on kuvion 4 kytkennässä merkitty viitenumeroilla CSl,...CSn, joten niitä on siis n kappaletta. Kuvion 4 mukainen järjestelmä käsittää edelleen sähköisen äänisignaa-35 Iin lähteen 1, mutta nyt se ennen vahvistimelle tuomista · ·« li 5 95754 tuodaan suodatinryhmälle 13, joka jakaa sen useiksi eri taajuuskaistoilla vaikuttaviksi äänisignaaleiksi, jotka ohjataan vastaavasti eri säätöjärjestelmille CSl,...CSn. Vastaavasti mikrofonin 3 signaali jaetaan samalla tavalla 5 samoille taajuuskaistoille suodatinryhmällä 14. Näiden suodattimien ulostulot syötetään puolestaan vastaavaa taajuuskaistaa edustavalle säätöjärjestelmälle CSl,...CSn.

Tällä tavoin kullakin taajuuskaistalla vaikuttava äänisignaali ja kyseisellä taajuuskaistalla esiintyvä melu kye-10 tään yhdistämään siten, että kyseisen taajuuskaistan vahvistusta kyetään asettelemaan siten, että sillä esiintyvä melu saadaan kompensoiduksi. Säätöjärjestelmien CSl,...CSn ulostulot yhdistetään summaimessa 16, joka syöttää kaiutinta 15. Kuten edellä mainittiin, säätöjärjestelmät 15 CSl,...CSn käsittävät täysin samat yksiköt kuin kuviossa 2 kuvattu säätöjärjestelmä CS. Täten nämä säätöjärjestelmät sisältävät välineet kyseisellä taajuuskaistalla vaikuttavan kokonaisäänisignaalia, joka siis saadaan suodatinryh-mältä 14, vastaavan kaistaäänitasosignaalin määrittämisek-20 si. Edelleen niihin sisältyy välineet kyseisen taajuuskaistan vahvistimen kehittämää äänitasoa edustavan sähköisen signaalin vähentämiseksi kyseisellä taajuuskaistalla vaikuttavasta kaistaäänitasosignaalista, jotta saadaan muodostettua kyseiselle taajuuskaistalla ilmenevän ympä-25 ristömelun tasoon verrannollinen sähköinen signaali. Edel leen säätöjärjestelmissä on välineet kyseisen taajuuskaistan vahvistimen vahvistuksen asettelemiseksi siten, että kyseisellä taajuuskaistalla vaikuttava ympäristömelu tulee otetuksi huomioon vahvistimen asettelussa.

30 Yllä keksinnön mukaista äänentoistojärjestelmää on .kuvattu vain yhden esimerkinomaisen kytkentäkaavion avulla ja on ymmärrettävää, että erityisesti kuviossa 2 esitettyä kytkentää voidaan monin tavoin modifioida poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä 35 suojapiiristä.

Claims (1)

1. 6 95754 Patenttivaatimus Äänentoistojärjestelmä käsittäen sähköisessä muodossa olevan äänisignaalin lähteen 5 (1), ensimmäisen suodatinryhmän (13) äänisignaaliläh-teeltä (1) tulevan signaalin jakamiseksi useiksi, eri taajuuskaistoilla vaikuttaviksi äänisignaaleiksi vahvistukseltaan säädettävän vahvistimen kutakin 10 taajuuskaistaa varten sillä vaikuttavan äänisignaalin vahvistamiseksi ja ainakin yhden mikrofonin (3) äänentoistojärjestelmän ympäristössä vaikuttavaan kokonaisääneen verrannollisen sähköisen signaalin kehittämiseksi, 15 tunnettu siitä, että se edelleen käsittää toisen suodatinryhmän (14) mikrofonilta (3) saatavan kokonaisäänisignaalin jakamiseksi useiksi, ensimmäisen suodatinryhmän (13) taajuuskaistoja vastaavilla taajuuskaistoilla vaikuttaviksi kaistasignaaleiksi, 20 välineet (7) kutakin taajuuskaistaa varten niillä vaikuttavia kokonaisäänisignaalin kaistasignaaleja vastaavien kaistaäänitasosignaalien määrittämiseksi, välineet (4,5,6,10) kutakin taajuuskaistaa varten kunkin taajuuskaistan vahvistimen kehittämää äänitasoa 25 edustavan sähköisen signaalin vähentämiseksi kyseisellä taajuuskaistalla vaikuttavasta kaistaäänitasosignaalista eri taajuiskaistoilla ilmenevän ympäristömelun tasoon verrannollisten signaalien kehittämiseksi, ja välineet (8,9,12,11) kutakin taajuuskaistaa varten 30 sen vahvistimen (2) vahvistuksen asettelemiseksi kyseisel-• lä taajuuskaistalla ilmenevän ympäristömelun tasoon ver rannollisen signaalin perusteella. « » II 7 95754 Ljudätergivningssystem omfattande en kalla (1) för en ljudsignal i elektrisk form, 5 en första filtergrupp (13) för uppdelning av en signal frän 1judsignalkällan (1) i flera, pä olika frek-vensband verksamma 1judsignaler, en förstarkare med reglerbar förstärkning för varje frekvensband för förstärkning av den pä bandet verksamma 10 1judsignalen, och atminstone en mikrofon (3) för alstrande av en elektrisk signal proportionell mot det totala ljudet i 1judätergivningssystemets omgivning, känneteck-n a t av att det dessutom omfattar 15 en andra filtergrupp (14) för uppdelning av den frän mikrofonen (3) kommande totala 1judsignalen i flera bandsignaler som är verksamma pä frekvensband motsvarande den första filtergruppens (13) frekvensband, organ (7) för varje frekvensband för bestämning av 20 bändijudniväsignaler som motsvarar totalljudsignalens pä banden verksamma bandsignaler, organ (4, 5, 6, 10) för varje frekvensband för att subtrahera den elektriska signal som representerar den ljudnivä förstärkaren pä varje frekvensband alstrat frän 25 bändijudniväsignalen pä detta frekvensband i avsikt att alstra signaler proportionella mot nivän för bullret pä olika frekvensband, och organ (8, 9, 12, 11) för varje frekvensband för inställning av förstärkningen hos dess förstarkare (2) pä 30 basis av den mot nivän hos det pä detta frekvensband .1. förekommande om givningsbullret proportionella signalen. « · «