NL8001446A - Geluidveldsimulatiestelsel en werkwijze voor het ijken daarvan. - Google Patents

Description

X Sch/gn/AS/1 τ % "Geluidveldsimulatiestelsel en werkwijze voor het ijken daarvan"

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel ? voor het binnen een relatief kleine ruimte opwekken van een met een relatief grote ruimte met zekere akoestische eigenschappen overeenkomend geluidveld met een ingangseenheid voor 5 ontvangst van tenminste één primair elektrisch audiosignaal, de uitgang waarvan is verbonden met de ingang van een signaal-bewerkingsesrheü met een aantal (N) secundaire kanalen, die elk zijn voorzien van signaalbewerkingsmiddelen met een instelbare vertragingstijd en een instelbare versterkingsfaktor, 10 de N uitgangen van welke kanalen zijn bestemd voor afgifte van N secundaire elektrische audiosignalen, elk voor toevoer aan één van N in de genoemde relatief kleine ruimte op vooraf gekozen posities geplaatste secundaire luidsprekereenheden.

Tevens betreft de uitvinding een werkwijze 15 voor het ijken van het geluidveldsimulatiestelsel.

In de nu volgende beschrijving zal worden gesproken van "parametergroep". Onder een parametergroep dient hier te worden verstaan één specifieke combinatie van instellingen van alle N secundaire kanalen, dat wil zeggen 20 N vertragingstijden en N versterkingsfactoren. Een parametergroep bevat derhalve die informatie, die karakteristiek is voor de relatief grote ruimte, die door het onderhavige stelsel dient te worden gesimuleerd-

Een dergelijk stelsel is bekend uit het 25 Amerikaanse octrooischrift 4.105.864. Dit bekende stelsel bezit het belangrijke nadeel, dat, indien de gebruiker eenmaal een met een bepaalde gewenste ruimte corresponderende parametergroep op het gehoor zo goed mogalijk heeft ingesteld, het zeer tijdrovend is, vervolgens een met een andere relatief 30 grote ruimte corresponderende parametergroep in te stellen.

Om de gedachte te bepalen wordt opgemerkt, dat bijvoorbeeld 10 secundaire luidsprekereenheden kunnen worden gebruikt 800 1 4 46 -2- t * voor het met goede benadering realiseren van het gewenste ge-luidveld. Het zal duidelijk zijn dat bij toepassing van dit aantal secundaire luidsprekereenheden 20 onderling onafhankelijke instellingen nodig zijn, namelijk voor elke luidspreker-5 eenheid de in het betreffende secundaire kanaal geïntroduceerde vertraging en de instelling in dat kanaal van de versterkings-factor. In het genoemde Amerikaanse octrooischrift wordt er met nadruk op gewezen, dat de subjectief waargenomen ruimte-lijjfoe-id hoogstwaarschijnlijk kritisch afhankelijk is van de 10 vertraging, de richting en de relatieve 'intensiteit van de "vroege reflecties". Dit begrip is algemeen gebruikelijk in de techniek van de zaalakoestiek en zal derhalve hier niet meer in detail worden besproken. Volstaan moge worden met de opmerking,· dat het juist deze vroege reflecties zijn, die de 15 luisteraar een indruk van de grootte van een zaal, "ruimtelijkheid", geven. Deze vroege reflecties worden gesimuleerd j door de signaalbewerkingsmiddelen en de daarmee verbonden secundaire luidsprekereenheden. Zelfs relatief kleine afwijkingen in de gewenste vertragingstijden en/of versterkings-20 factoren kunnen de subjectieve ruimte-indrukken uiterst nadelig beïnvloeden. Zeker indien de gebruiker achtereenvolgens met verschillende instellingen wenst te luisteren, is derhalve de nauwkeurigheid, waarmee een gewenste instelling kan worden bereikt, niet volledig gegarandeerd. Dit is een 25 beperking van het bekende systeem.

Het was tot nog toe gebruikelijk, een systeem van het bovengenoemde bekende type al luisterend benaderenderwijs in te stellen. Het zal duidelijk zijn, dat een dergelijke instelling sterk afhankelijk zal zijn van de 30 persoonlijke smaak van de betrokken gebruiker, die zich immers niet leent voor weergave in getalsgrootheden. Een objectieve ijkingsmogelijkheid van een geluidveldsimulatiestelsel is derhalve noodzakelijk.

De uitvinding beoogt een oplossing te bieden 35 voor de genoemde beperkingen van de stand der techniek.

80 0 1 4 46 I * -3-

Daartoe stelt de uitvinding een stelsel van het in de aanhef genoemde type voor, dat is gekenmerkt door programmeerbare geheugenmiddelen voor het opslaan van voor een aantal verschillende relatief grote ruimten representa-5 tieve parametergroepen, namelijk bestaande uit N vertragings-tijden en N versterkingsfactoren, en kiesmiddelen voor het selektief in werking stellen van telkens dat gedeelte van de geheugenmiddelen, waarin de voor een gewenste ruimte representatieve parametergroep is opgeslagen.

10 De uitvinding verschaft verder een werkwijze voor het ijken van een geluidveldsimulatiestelsel.

Deze werkwijze is gekenmerkt door de volgende stappen: (1) het met uitgeschakelde secundaire luidsprekereenheden aandrijven van tenminste ëën eventueel voor da positie 15 van de primaire bron(nen) representatief geplaatste ge-luidbron voor afgifte van een breedbandig, bijvoorbeeld tenminste in hoofdzaak met roze ruis corresponderend, akoestisch signaal; (2) het meten van het hierdoor in de luisterruimte ontstane 20 geluiddrukniveau, hierna aan te duiden als referentiewaarde, (3) het inschakelen van de secundaire luidsprekers en het zodanig instellen daarvan, dat het daardoor opgewekte geluiddrukniveau gelijk is aan het door de bron(nen) opgewekte geluiddrukniveau dan wel daarvan met een te 25 kiezen bedrag verschilt. ^

Een verdere verfijning op dit principe is die, waarbij het niveau van de secundaire luidsprekers, het "reflectieniveau”, in afhankelijkheid van het type muziek wordt ingesteld. Bijvoorbeeld kan het reflectieniveau voor orgelmuziek 3dB ho-30 ger liggen, dan de referentiewaarde en voor spraak, het andere uiterste, 2dB lager. Het zal duidelijk zijn, dat deze waarden kunnen worden opgeslagen in de programmeerbare geheugenmiddelen .

800 1 4 46

« A

-4-

De uitvinding zal nu worden verduidelijkt aan de hand van een tekening. Hierin tonen:

Fig. 1 een vooraanzicht van een voorkeursuit-voeringsvorm van een van het stelsel volgens de uitvinding 5 deel uitmakende elektronische eenheid;

Fig. 2 een achteraanzicht daarvan;

Fig. 3 een bovenaanzicht van een afstandsbedie-ningseenheid voor de in de figuren 1 en 2 weergegeven eenheid?

Fig. 4 een schematisch aanzicht van een gebrui-10 kelijke stereoversterker met een eenheid volgens de uitvinding, met behulp waarvan de instelling van de versterker op afstand kan worden geregeld;

Fig. 5 een doorverbindingseenheid voor het stelsel volgens de uitvinding; 15 Fig. 6 een- schematische weergave, hoofdzakelijk in blokschematische vorm, van een voorkeursuitvoeringsvorm van de van het stelsel volgens de uitvinding deeluitmakende elektronische eenheid;

Fig. 7 een andere uitvoeringsvorm van een de-20 tail van de eenheid volgens fig. 6;

Fig. 7a éen variant van’ de schakeling volgens fig. 7

Fig. 8a-8d enkele schematisch weergegeven golfvormen ter toelichting van de werking van de eenheid volgens fig. 6; " iig. 9 een schematische weergave, hoofdzakelijk 25 in blokvorm, van enkele modules voor toepassing in samenhang met de elektronische eenheid volgens fig. 6;

Fig. 10 een blokschema van de in fig. 3 weergegeven afstandsbedieningseenheid;

Fig. 11 een meer gedetailleerd schema van de van d 30 eenheid volgens fig. 6 deel uitmakende analoog/digitaal-omzetter;

Fig. 12 een variant van de programma-eenheid volgens fig. 6, waarbij gebruik wordt gemaakt van een CMOS RAM en een microprocessor; en

Fig. 13 een menginrichting voor toepassing bij 35 fret stelsel volgens de uitvinding.

800 1 4 46 * Λ -5-

De aandacht wordt er op gevestigd/ dat enkele figuren schakelingen of eenheden tonen, die deel uitmaken van een stelsel volgens de uitvinding. Diverse onderdelen komen derhalve in meer dan één figuur voor; ze worden 5 evenwel in het algemeen slechts éénmaal beschreven.

Pig. 1 toont een vooraanzicht van een in een kast ondergebrachte voorkeursuitvoeringsvorm van een van het stelsel volgens de uitvinding deel uitmakende elektronische eenheid. Het in fig. 1 getoonde frontpaneel is 10 voorzien van een ingangspotentiometer l,t met behulp waarvan het ingangsniveau van de eenheid zodanig wordt ingesteld, dat de later te beschrijven analoog/digitaalomzetter (A/D-converter = ADC) nooit overstuurd raakt. Bij deze instelling wordt de volumeregelaar van de gebruikte 15 versterker zo ver open gedraaid als in de praktijk wenselijk is en worden er luide passages van een band of plaat afgespeeld.

Opgemerkt wordt overigens, dat het stelsel van de uitvinding niet tot het weergeven van van een 20 registratiemedium zoals band of grammofoonplaat afkomstige muziek is beperkt. Ook kan bijvoorbeeld een spreker, een zanger of een instrumentalist in een ruimte zijn akoestische informatie aan een microfoon afgeven, welke microfoon is gekoppeld met de ingang van het stelsel volgens de uitvin-25 ding, waarbij uit de door de spreker of kunstenaar afgegeven akoestische informatie onmiddellijk de gewenste reflectie-informatie wordt afgeleid. In dit geval kan men derhalve afzien van het gebruik van een of meer primaire luidsprekers? de spreker of kunstenaar fungeert in dit geval zelf als 30 primaire bron.

Ter controle van het signaalniveau, in het bijzonder in relatie tot het maximaal toelaatbare niveau, dient een uitsturingsreserve-indicator 2, bestaande uit vier licht emitterende diodes, elk corresponderend met een 35 bepaald signaalniveau, welke diodes worden gestuurd vanuit de later te beschrijven ADC. Hij is uitgevoerd als piek-indicator met een korte aanspreektijd en een lange afval-tijd. De instelling van het eerste regelorgaan 1 met behulp 800 1 4 46 -β- van de indicator 2 vindt eenmalig plaats.

Verder is het frontpaneel voorzien van een tweede regelorgaan 3. Dit regelorgaan 3 maakt deel uit van een regelbaar laagdoorlaatfilter, waarmee een veelal gewenste 5 verzwakking van hogere frekwenties kan worden ingesteld.

Twee toetsen 4, 5 zijn aangesloten op een hoofdver zwakker, waarmee het niveau van alle uitgangen tegelijkertijd geregeld kan worden in stappen van 1 dB. De toets 4 zorgt bij indrukking voor een geleidelijke verhoging van het 10 niveau; de toets 5 voor een verlaging. Het regelbereik loopt van 0 tot 30 dB en de ingestelde waarde is afleesbaar op een indicatie-orgaan 10, dat in dit voorkeursuitvoeringsvoorbeeld bestaat uit twee 7-segments-cijfereenheden. Vooruitlopend op de latere gedetailleerde bespreking van de eenheden, wordt 15 hier reeds opgemerkt, dat de eindversterkers gelijkstroora- gekoppeld zijn. Indien één van de eindversterkers kapot gaat, zodat een gelijkspanning aan de uitgang komt te staaan, gaat het indicatie-orgaan 10 knipperen en wordt de voeding uitgeschakeld.

20 Er zijn vier programmatoetsen 6, 7, 8 en 9 aanwezig, die elk zijn voorzien van een licht emitterende diode. Bijvoorbeeld korrespondeert de eerste prograramatoets met een speciaal voor spraak ingerichte ruimte, de toets 7 met een zaal, die in hoofdzaak geschikt is voor opera of ka-25 mermuziek, drie een grote concertzaal voor uitvoeringen van symfonische muziek en vier met een zaal voor kerkmuziek, in het bijzonder voor orgelweergave. Wanneer een van de toetsen 6 t/m-9 wordt-ingedruktr-gaat-de—bijbehorende—licht- emitterende diode licht uitzenden. Wordt dezelfde toets opnieuw ingedrukt, 30 dan wordt de hele elektronische simulatie-eenheid uitgescha- j keld en dooft de betrokken lichtemitterende diode. Nogmaals drukken doet de zaalsimulator weer funktioneren. Zo kan men { op eenvoudige wijze beoordelen, welk effect de zaalsimulator ; geeft.

800 1 4 46 -7-

Door indrukking van een toets 11, die is voorzien van een bijbehorende lichtemitterende diode, worden de niveaus van de stereoversterker en de zaalsimulator 20 dB verzwakt en gaat de bijbehorende lichtemitterende diode knip-5 peren.

Een toets 12 dient voor het inschakelen van de voedingsspanning. Het inschakelen van de voeding van de eindversterkers vindt vertraagd plaats.

Aan de rechter zijde van het frontpaneel is in 10 dit uitvoeringsvoorbeeld een als instee^module uitgevoerde afstandbedieningseenheid 13 opgenomen, het ontvangstelement waarvan wordt gevormd door een fotodiode 14..

Het in fig. 2 weergegeven achterpaneel van de elektronische eenheid volgens de uitvinding is voorzien van 15 een met het getal 314 aangeduide insteekbare programmamodule en drie uitgangsmodules 15, 16, 17 die voor in totaal 12 luidsprekers bestemde einversterkers bevatten en elk zijn voorzien van luidsprekeraansluitorganen 315. Ook deze modules 15, 16, 17 zijn insteekbaar uitgevoerd, zodat men desge-20 wenst kan beginnen met één module en vier luidsprekers, waarna men het systeem geleidelijk uitbreidt.

Twee met respectievelijk, het rechter en linker audiokanaal korresponderende ingangsstekerbussen 18, 19 dienen te worden verbonden met de uitgangen van de stereo-voor-25 versterker en de korresponderende uitgangsstekerbussen 20, 21 met de ingangen van een stereo-eindversterker.

De onderhavige elektronische eenheid maakt het mogelijk, optimaal gebruik te maken van op zichzelf bekende vereffeningsinrichtingen, bijvoorbeeld van het octaafband-30 of tertsbandtype, zoals die veelal worden toegepast voor het vereffenen of gladstrijken van de frekwentieresponsie van een luidsprekersy.steem in een bepaalde luisterruimte. Tot nog toe werden dergelijke vereffeningsinrichtingen altijd on- > ! genomen in de signaalketen van de primaire luidsprekers; de 1 35 subjektieve indrukken na optimaal inregelen van dergelijke 800 1 4 46 -8- systemen zijn evenwel tot nog toe steeds zeer teleurstellend gebleken. Dit vindt zijn oorzaak in het feit, dat de klank-indruk zoals een luisteraar die ervaart, in het bijzonder voor wat betreft de timbres van de verschillende instrumen-5 ten, slechts ten dele v/ordt gevormd op basis van de rechtstreeks van de luidsprekers afkomstige akoestische informatie. Het direkte aandeel van het geluid is bij het luisteren in bijvoorbeeld een concertzaal bepalend voor ten eerste de subjectieve waardering van aanzetten, zoals die bij sommige in 10 strumenten bijvoorbeeld gitaar, klavecimbel, slaginstrumenten, voorkomen en ten tweede voor het vermogen tot lokalisatie van individuele instrumenten. De eigenschappen van de primaire luidsprekereenheden, in het bijzonder de transiënt-responsie, mogen derhalve niet worden aangetast. Bij het inregelen van 15 de bekende vereffeningsinrichtingen wordt evenwel gebruik gemaakt van stationaire akoestische meetsignalen, bij de meting waarvan de totale akoestische karakteristieken van de luisterruimte voor een groot deel betrokken zijn of zelfs domineren. Het zal duidelijk zijn, dat op deze wijze een luid-20 spreker, die onder echovrije omstandigheden een optimaal vlakke frekwentieresponsie en derhalve ook een goede transiënt -responsie vertoont, op een geheel verkeerde wijze wordt aangepast aan de toevallige akoestische omstandigheden in de betreffende luisterruimte. Gebleken is nu, dat bij een stel-25 sel volgens de uitvinding wel optimaal gebruik kan worden gemaakt van alle principiële voordelen, die vereffeningsinrichtingen bieden. Op basis van het voorgaande zal het duidelijk zijn, dat de van de primaire luisprekers afkomstige informatie onaangetast blijft, vooropgesteld, dat gebruik wordt 30 gemaakt van luidsprekers van zeer hoge kwaliteit, en dat de sterk met de eigenschappen van de luisterruimte verbonden echo-informatie wel aan vereffening wordt onderworpen. Uitvoerige luisterproeven hebben aangetoond, dat de verbetering, die op deze wijze kan worden bereikt, zeer spectaculair is.

35 De luisteraar verkrijgt een zeer natuurgetrouw klankbeeld, dat met een hoge mate van volmaaktheid identiek is aan het klankbeeld, dat hij in een door hemzelf gekozen concertzaal" zou waarnemen. Met het oog op het voorgaande is op het ach-terpaneel volgens fig. 2 een uitgangsstekerbus 22 aangebracht, 800 1 4 46 -9- die bestemd is om te worden verbonden met een vereffenings-inrichting van bekend type, terwijl de uitgang van die veref-feningsinrichting kan worden verbonden met een ingangssteker-bus 23. Deze stekerbussen 22, 23 zijn zodanig in de signaal-5 bewerkingsketen opgenomen, dat uitsluitend aan de secundaire luidsprekers het aan frekwentievereffening onderworpen audio-signaal wordt toegevoerd. De bussen 22, 23 kunnen desgewenst zonder meer met elkaar worden verbonden door middel van een daartoe geschikt U-koppelelement 24.

10 Her achterpaneel is verder voorzien van een kontaktdoos 25, die via de met de toets.12 verbonden net-schakelaar met het voedingsnet is verbonden. Deze kontaktdoos 25 dient voor aansluiting van alle verdere eenheden van de installatie. Op deze wijze wordt bereikt, dat de 15 gehele installatie met de knop 12 kan worden in- en uitgeschakeld.

Op het achterpaneel is verder een ruis-uitgangs-stekerbus 26 aangebracht, die is aangesloten voor afgifte van een met roze ruis korresponderend uitgangssignaal, dat ' 20 bestemd is voor het instellen van het uitgangsniveau van de zaalsimulator. Daarbij wordt deze uitgangsstekerbus 26 verbonden met een ingang van de voorversterker. Eerst neet men nu het ge-luiddrukniveau van een daarmee gekoppelde primaire bron, bijvoorbeeld de twee primaire stereo-luidsprekereenheden met een geluid-25 drukniveaumeter of bij gebrek daaraan met een microfoon, onder gebruikmaking van bijvoorbeeld het indicatie-instrument van een bandapparaat. Vervolgens worden de primaire luidsprekers uitgeschakeld en wordt de zaalsimulator ingeschakeld. Met de toetsen 4,5 wordt nu het geluiddruk-30 niveau op dezelfde waarde ingesteld. De ingestelde verzwakking in dB wordt afgelezen op het indicatie-orgaan 10 en genoteerd als referentiewaarde . Uit de literatuur met betrekking tot zaalakoestiek is bekend, dat het optimale reflectieniveau enigszins afhangt van de soort muziek. Voor 35 orgelmuziek kan het 3 dB hoger liggen dan de genoemde referentiewaarde en voor spraak, het andere uiterste, 2 dB lager.

Deze kleine, maar niet onbelangrijke variaties kunnen het beste via het programma, dat wil zeggen via de programmamodule 80 0 1 4 46 -10- 14, in rekening worden gebracht, zodat men niet gedwongen is, telkens opnieuw in te stellen. Er wordt op gewezen, dat de genoemde waarden voor respectievelijk spraak en orgelmuziek waarden zijn, die in de praktijk subjectief gemiddeld als het 5 aangenaamst worden ervaren. Het systeem volgens de uitvinding leent zich vanzelfsprekend ook voor het niet alleen subjectief optimaal aanpassen van de weergave, maar ook en zelfs in het bijzonder voor het simuleren van een geluidveld, dat korres-pondeert met een bestaande akoestische omgeving.

10 Een 8-polige DIN-stekerbus 27 is bestemd voor het aansluiten van later aan de hand van de figuren 4 en 5 te beschrijven eenheden.

Pig. 3 toont een draadloze afstandsbedienings-eenheid 28 met acht toetsen 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 en 36. 15 De toetsen 29, 30 zijn ingericht voor het met een bepaalde regelsnelheid respectievelijk verhogen en verlagen van de volumeregelaar van de in fig. 4 weergegeven stereo-versterker 37 door middel van een op afstand bedienbare insteleenheid 38, die een elektromotor met een naar buiten uitgevoerde poe-20 lie 39 bevat, welke poelie door middel van een koppelelement, bijvoorbeeld een snaar of ketting 40, de instelling van de sterkteregelaar 41 van de versterker 37 kan bepalen. Voor de duidelijkheid volgt nu een samenvatting van de wijze, waarop de toetsen 29 en 30 dienen voor het instellen van de ster-25 kteregelaar 41. Bij bijvoorbeeld het indrukken van de toets 29 wordt in de afstandsbedieningseenheid 28 op nader te beschrijven wijze een signaal opgewekt, dat wordt toegevoerd aan een zendorgaan 42, bijvoorbeeld een lichtemitterende diode. De in fig. 1 weergegeven fotodiode 14 ontvangt dit 30 signaal, dat na dekodering via de 8-polige DIN-stekerbus 27 wordt toegevoerd aan de op afstand bedienbare insteleenheid 38, die daarop in werking treedt voor het door middel van het roteren van de daarvan deel uitmakende elektromotor op de juiste wijze instellen van de sterkteregelaar 41.

35 De in fig. 5 weergegeven doorverbindingseen- heid is speciaal ontworpen voor die gevallen, waarin de voor-versterker niet van de eindversterker losgekoppeld kan worden. In dit geval wordt de doorverbindingseenheid 43 aan 800 1 4 46 -11- gesloten tussen de eindversterker en de luidsprekers; hij is tevens voorzien van een niet-getekende niveauverlagings-schakelaar, waarvan de werking in principe korrespondeert met die van de in fig. 1 weergegeven schakelaar 11.

5 De in fig. 3 weergegeven toetsen 31, 32, 33, 34, 35 en 36 dupliceren de werking van de op het frontpaneel volgens fig. l opgenomen toetsen 6, 7, 8, 9, 11, 12.

De op afstand bedienbare insteleenheid 38 volgens fig. 4 is voorzien van een kabel met een 8-polige DIN_ 10 steker 44, die dient voor samenwerking met de DIN-stekerbus 27 volgens fig. 2.

Ook de doorverbindingseenheid 43 volgens fig. 5 is voorzien van een dergelijke DIN-steker 45. De eenheid 43 vertoont bovendien een aantal paren stekerbussen; het paar 15 46 dient voor verbinding met de linker-uitgangsklemmen van de hoofdversterker; het paar 47 voor verbinding met het rechter kanaal van de hoofdversterker; het pear 48 voor verbinding met de linker primaire luidspreker en het paar 49 voor verbinding met de rechter primaire luidspreker. De doorverbin-20 dingseenheid 43 is verder voorzien van een 8-polige DIN-ste-kerbus 50, die dient voor verbinding met de in fig 4 weergegeven DIN-steker 44.

Nu volgt een zo beknopt mogelijke uiteenzetting met betrekking tot de in fig. 6 weergegeven elektronische 25 eenheid volgens de uitvinding, dat wil zeggen de zaalsimula-tor in engere zin.

Van een stereoversterker afkomstige uitgangssignalen komen binnen via de ingangsstek'erbussen 18, 19. Daarmee verbonden zijn twee verzwakkingsnetwerken, respectievelijk 30 51 en 52, die zijn ingeschakeld of uitgeschakeld in afhankelijkheid van de stand van twee relaisschakelaars 53a, 53b, welke stand afhankelijk is van de bekrachtiginrstoestand van een relaisspoel 53, welke bekrachtigingstoestand door een gebruiker kan worden bepaald door het bedienen van de in fig.

35 1 weergegeven toets 11 of de in fig. 3 weergegeven toets 35.

De_verzwakkingsnetwerken 51, 52 zijn in dit voorkeursuitvoe-ringsvoorbeeld zodanig gedimensioneerd, dat een verzwakking van 0 dB of 20 dB kan worden gekozen. De beweegbare kontakten 80 0 1 4 46 -12- van de schakelaars 53a, 53b zijn verbonden met respectievelijk de uitgangsstekerbus 20 en 21, die dienen voor aansluiting aan de ingang van de eindversterker voor de primaire luidsprekers.

5 Tevens zijn de genoemde beweegbare kontakten verbonden met twee weerstanden, respectievelijk 54 en 55, die samen met een operationele versterker 56 en een tegenkoppelweerstand 57 een sommeerschakeling vormen, de uitgang waarvan is verbonden met de uitgangsstekerbus 22 voor aansluiting aan de ingang 10 van een vereffeningsinrichting. In de getekende configuratie is de uitgangsstekerbus 22 via een U-kop]?elelement 24 doorverbonden met de ingangssterkerbus 23, die via de ingangspo-tentiometer 1, het eerste regelorgaan, verbonden is met een ingangsversterker 58. Aan de uitgang van deze versterker wor-15 den alle spectrale componenten boven de Nyguist-frekwentie verwijderd door middel van een anti-alias filter 59. Om een zo gunstig mogelijke signaal/ruisverhouding te bereiken (opgemerkt wordt, dat in een digitale signaalverwerkingsinrich-ting van dit type kwantisatieruis optreedt) wordt regelbare 20 vooraccentuering of pre-emphasis toegepast. Deze vooraccentu- ering wordt geïntroduceerd door een vooraccentueringseenheid 60. In combinatie met een later te beschrijven desaccentuerings-eenheid 61 met een vaste de-emphasis tijdkonstante van 70 jas vormt dit het regelbare laagdoorlaatfilter, dat als het tweede 25 regelorgaan 3 (zie fig. 1) uitwendig bedienbaar is.

Het zal duidelijk zijn, dat in verband met de vaste desaccentu-eringstijdconstante een verzwakking van de hoge tonen kan worden bereikt door het in de eenheid 60 verminderen van de mate van vooraccentuering.

30 Het uitgangssignaal van de eenheid 60 wordt toegevoerd naar een bemonster- en houdschakeling 62, die is ingericht en aangesloten voor het nemen van een monster na elk interval van 31,25 jas, het uitgangssignaal van welke eenheid 62 wordt toegevoerd aan een ADC 63. De daarvan afkomstige 35 digitale informatie wordt opgeslagen in een geheugeneenheid 64, bestaande uit RAM's (random access memory = geheugen van het uniform toegankelijke type)Γ Er is ëên schrijfcyclus en er zijn twaalf leescycli, namelijk één leescyclus voor elk 800 1 4 46 -13- van de twaalf uitgangen. Derhalve duurt één cyclus 31.25 : 12 = 2,4jus. De ADC werkt met dezelfde cyclustijd, derhalve 2,4 ps/bit; dit is niet strikt noodzakelijk, maar zeer praktisch. Gebruik wordt gemaakt van een 10-bits kode: 5 TEKEN (SIGN), SCHAAL (SCALE) & 8-bit GROOTTE (MAGNITUDE), waarmee een 12-bits resolutie wordt bereikt. Indien het niveau van het analoge signaal een bepaalde waarde overschrijdt, wordt een 18 dB verzwakker ingeschakeld. De SCHAAL-bit geeft de stand van de verzwakker aan. De ADC heeft dus 24 jis nodig 10 voor de conversie, waarbij de bemonster^ en -houdschakeling 62 in de houd-toestand verkeert. De resterende tijd, namelijk 31.25 - 24 = 7,2 jas, gebruikt de schakeling 62 voor het nemen van een nieuw monster. Een klokgenerator 65 is 'met de diverse eenheden verbonden voor het synchroniseren van de werkingen, 15 o.a. via de klokken 177 met de ADC 63.

De Figuren 6 a t/m e tonen enkele golfvormen van signalen, zoals die in de eenheid volgens fig. 6 optreden.

Het signaal volgens figuur 6a treedt op op de lijn 177 tussen de klokgenerator 65 en de geheugeneenheid 64. Eenzelfde sig-20 naai, maar 1/4 periode verschoven, treedt op op de lijn tussen de klokgenerator 65 en de NEN-poort 178. De lijn vanaf de ADC

63 naar de bemonster- en houdschakeling 62 voert het in fig. 6b getoonde signaal. Aan de uitgang van de NEN-poort 175 verschijnt het signaal volgens fig. c. Fig. 6ö toont tijd-sche- 25 matisch de signalen aan de uitgangen van de geheugeneenheid 64. Fig. 6e toont de golfvorm van de signalen op de lijn tussen de ADC 63 en de poort 178.

Voor het realiseren van vertragingen met behulp van een RAM-geheugen, zoals de geheugeneenheid 64, dient men 30 een verschil aan te brengen tussen de schrijfadressen en de leesadressen. Men laat de schrijfadressen aflopen met behulp van een omlaagteller 66. Door er een vast bedrag bij op te tellen door middel van een opteller ί 67 verkrijgt men het leesadres. De schrijf- en leesadressen moeten op verschillen-35 de tijden worden aangeboden. Daartoe wordt een nultiplexeer-eenheid 68 toegepast. Ook kan men uitgaan van een opteller, maar dan moet men adressen aftrekken of in 2's complements werken, wat gecompliceerder is. Het verschil, dat aan de binaire opteller 67 wordt toegevoerd, is onderdeel van het 80 0 1 446 -14- pro gramma, dat in een programma-eenheid 69, bestaande uit een vooraf eenmalig programmeerbaar geheugen van het uitsluitend uitleesbare type (programmable read only memory = PROM) en in de vertragingsbus 70 wordt gespuid. De vertra-5 gingsbus 70 bevat 7-bits informatie, omdat de vertragingen tussen 0 en 127 ms liggen, in stappen van 1 ms. Het geheugen is te beschouwen als een vertragingslijn met aftakkingen bij elke 31,25 ^is (bemonsteringsperiode) . Alleen de aftakkingen om de milliseconde worden gebruikt, waardoor de overige 10 adreslijnen van de omlaagteller rechtstreeks naar de geheugen-eenheid 64 kunnen worden geleid.

De adressering kan ook met andere methoden plaatsvinden. Bijvoorbeeld kunnen tijdens de schrijfcyclus de data van de vertragingsbus op nul worden gesteld met 15 behulp van EN-poorten, terwijl een verdere mogelijkheid bestaat in het door het programma in de programmeerbare eenheid 69 doen genereren van nullen tijdens de schrijf-cyclus, waarmee de EN-poorten kunnen vervallen. Zo toont fig. 7 de hiervoor vermelde variant, waarbij de van de 20 vertragingsbus 70 afkomstige informatie wordt toegevoerd aan het EN-poorten bevattende blok 71, het uitgangssignaal waarvan wordt toegevoerd aan een opteller 72, de andere ingang waarvan is verbonden met de uitgang van de omlaagteller 66. De EN-poorten 71 zijn tevens voorzien van een 25 ingang 73 voor een kloksignaal van de schematisch daarbij aangeduide golfvorm, waarvan de delen met het relatief lage niveau corresponderen met "schrijven" en die met een relatief hoog niveau met "lezen". Dit kloksignaal is het in fig. 6c getekende signaal.

30 Fig. 7a toont een variant van de schakeling volgens fig. 7. In deze variant is de programma-eenheid ingericht en aangesloten voor het opwekken van logische nullen ("0") tijdens de schrijfcyclus van de RAM 64.

De data-uitgangen van de geheugeneenheid 64, 35 die in de tijd gemultiplexeerd zijn, voeren via een buffer-register 75 naar een 8-bits digitaal/analoog-omzetter of DAC (digital to analog converter) 76 en twee CMOS-schakelaars 77, 78 voor respectievelijk de TEKEN-bit en de SCHAAL-bit.

80 0 1 4 46 -15-

De TEKEN-bit schakelt de polariteit van de bij de schakelaar 77 met +Vref weergegeven referentiespanning om en de SCHAAL-bit regelt de versterking van de uitgangsversterker van de DAC 76, welke uitgangsversterker is verbonden met een 5 stroomuitgang 79 van de DAC 76 en is uitgevoerd als door middel van een weerstandelement, resp. 80, 81 tegengekoppelde operationele versterker 82. Het zal aan de hand van de getekende configuratie duidelijk zijn, dat de door de SCHAAL-bit bestuurde schakelaar 78 mede bepalend is voor de weer-· "S·.

10 standswaarde van het tegenkoppelelement en daarmee voor de versterkingsfactor van deze uitgangsversterker, die op deze wijze dienst doet als stroom/spanning omzetter. De tweevoudige schaaibitschakelaar 78 schakelt alleen stroom, aangezien alle punten op aardpotentiaal liggen, en werkt 15 derhalve zeer snel. Aan de uitgang van de operationele versterker 82 is het signaal in spanningsvorm aanwezig, en de schakelsnelheid is op dit punt afhankelijk van de instel-tijd van de versterker. Deze moet zo kort mogelijk zijn. De uitgangsspanning van deze versterker 82 vormt de referentie-20 spanning voor een vermenigvuldigende DAC 83, die door de programmeerbare eenheid 69 via een verzwakkingsbus 84 gestuurd wordt. Deze vermenigvuldigende DAC (multiplying digital to analog converter} bepaalt de verzwakking van de audiosigna-len, die aan de 12 luidsprekers toegevoerd worden, in afhan-25 kelijkheid van de uitgangsverzwakking, die in het programma in de eenheid 69 is opgeslagen en de instelling van de hoofd-verzwakker, die reeds is beschreven en die wordt bestuurd door . het bedienen van de in fig. 1 weergegeven toetsen 4, 5 of de in fig. 3 weergegeven toetsen 29, 30. De uitgangsverzwakking 30 is de verzwakking voor elke luidspreker afzonderlijk ( in·, dit uitvoeringsvoorbeel 0-19 dB, 20 = uit), de hoofdverzwakker voor alle luidsprekers tegelijk (0-30 dB). De waarde van de verzwakking in dB is in digitale vorm op de verzwakkingsbus 84 aanwezig, zij het in de tijd gemultiplexeerd, bijvoor-35 beeld 6 dB = 00110. Van de reeds genoemde hoofdverzwakker afkomstige datasignalen verschijnen tijdens de schrijfcyclus van het geheugen op de bus. Zij‘worden vergrendeld in een van een klokingang 85 voorziene vergrendeleenheid 86 en in een 800 1 4 46 -16- binaire opteller 87 opgeteld bij de uitgangsverzwakkings-gegevenssignalen, die tijdens de uitleescycli verschijnen. :

De informatiestromen, die korresponderen met respectievelijk de hoofdverzwakker en de uitgangsverzwakker zijn aangeduid 5 niet respectievelijk 88 en 89. De opteller 87 Stuurt via een •register 9Q een uitsluitend uitleesbaar geheugen of j ROM {read only memory) 91, dat de logaritmische dB-schaal omzet in een lineaire schaal voor sturing van de reeds genoemde vermenigvuldigende DAC 83. De uitgangsverzwakker en de hoofd-10 verzwakker geven samen een totaal regelbereik van 50 dB, wat te groot is voor een 8-bits DAC. Daarom is elk kanaal voorzien van een 25 dB verzwakker (in de later te beschrijven uit-gangsmodule), die al dan niet gekozen wordt met behulp van ; de van de opteller 87 via de uitgang 92 afkomstige bereik-bit.

15 Hiermee wordt bereikt, dat de MDAC 83 slechts een bereik van 25 dB behoeft te verwerken.

De uitgang van de MDAC 83 is via een demulti-plexeereenheid 93 verbonden met 12 stroomgestuurde operationele j versterkers 96, die zijn tegengekoppeld door middel van 20 een parallelketen van een weerstand 94 en een condensator 95, een en ander zodanig, dat hiermee een laagdoorlaatkarak-teristiek met een tijdkonstante van 70 jas wordt verkregen, de reeds genoemde de-emphasis of desaccentuering. Bij het schakelen van de demultiplexeereenheid 93 is rekening gehouden met 25 de eindige snelheid, waarmee de versterker 82 kan werken. Fig.

8 toont als voorbeeld een mogelijk uitgangssignaal aan de uit- j gang van de versterker 82. Het in deze fig. 8a weergegeven j i signaal is het ingangssignaal van de MDAC 83, ofwel het refe- j t rentiesignaal. Bij de verschillende stationaire gebieden in 30 de golfvorm volgens fig. 8a zijn de verschillende kanalen met hun rangnummer aangeduid, namelijk 1, 2, 3, 4, .... 12, 13. Opgemerkt wordt, dat het 13e kanaal met aarde is verbonden.

Fig. 8b toont de verschillende effectieve bedrijf scycli van de demultiplexeereenheid 93, waaruit blijkt, 35 dat effectief bedrijf pas optreedt na een zekere tijdvertra-ging na het begin van een met een bepaald kanaal korrespon-derende stap. Deze vertraging korrespondeert met het "13e kanaal".

800 1 4 46 -17-

Fig. 8c toont in samenhang met de fi.c 8a en 8b voor kanaal 1/ welk signaal op deze wijze aan de met kanaal 1 korresponderende de-emphasis versterker 96 wordt toegevoerd.

Dit signaal is, zoals reeds is opgemerkt/ een van de demulti- i 5 plexeereenheid-93 afkomstige stroom; dit ingangs-stroomsignaal wordt door de getekende configuratie 61/ bestaande uit de operationele versterker 96/ de weerstand 94 en de condensator 95 omgezet in het in fig. 8d weergegeven uitgangs-spannings- j signaal. I

10 Tijdens het overgangsverschijnsel, waarbij de ' uitgangsspanning van de versterker 82 min of meer geleidelijk naar zijn eindwaarde gaat, wordt de demultiplexeereenheid 93/ op zijn 13e uitgang geschakeld, die, zoals reeds is opgemerkt/ geaard is. Pas wanneer de versterker 82 is ingesteld, 15 dat wil zeggen, pas wanneer zijn uitgangssignaal de juiste ; waarde heeft bereikt, wordt de demultiplexeereenheid 93 op ; één van de twaalf signaaluitgangen geschakeld, liet deze wijze van schakelen wordt traagheidsvervorming (in de engelsta-lige literatuur gewoonlijk aangeduid als slewing distortion) 20 en kanaaloverspraak vermeden. Elk van de uitgangsversterkers, * waarvan slechts het met kanaal 1 korresponderende exemplaar 96, is weergegeven, ontvangt stroompulsen aan de de ingang, zie fig. 8c. De de-emphasiseenheid 61 werkt min of meer als ; houdschakeling, waardoor het signaal zijn pulsvormige karak- i \

25 ter verliest. S

i

De adressering van de de-multiplexeereenheid 93 i vindt plaats via een teller 97 en een adresdekodeereenheid 98. !

De reeds genoemde programmeerbare eenheid 69 j maakt deel uit van een insteekbare programmamodule 214 en 30 bevat vier programma's. Elk programma is een combinatie van 12 vertragingen en 12 verzwakkingen, respectievelijk in 7-bit (0-127 ms) en 5-bit (0-20 dB) binaire kode. De adressering van de eenheid 69 vindt plaats door middel van een 4-bits teller 99, die van 0-12 telt en een programmabesturingseen-35 heid 100, waarop de in de figuren 1 en 3 getoonde programma- toetsen 6, 7, 8, 9 en de vier uitgangslijnen 138, .139, 140, 141 ! :van de in fig. 9 getoonde dekodeereenheid 137 zijn aangesloten. Vanaf de programmabesturingseenheid 100 wordt een 800 1 4 46

*· V

-18-

uitgangssignaal toegevoerd aan een signaalonderdrukkingsscha- j keling 101, die alle signalen van de zaalsimulator kan onderdrukken. Dit is reeds beschreven aan de hand van fig. 1 en I

dient voor het beoordelen van het effect van de zaalsimulator. ! 5 De onderdrukking vindt op bekende wijze plaats door een veld-effecttransistor in de uitgangsmodule in de geleidende toestand te brengen via de verbindingsaansluiting 102. De schakeling 101 1 is verder voorzien van een verbindingsaansluiting 103 voor j aansluiting van de schakeling 101 aan een later te beschrij-10 ven aan/uit-besturingseenheid, die deel uitinaakt van de voe-dingseenheid.

Met behulp van een teller 104, waarop de reeds genoemde twee toetsen, 4, 5 (zie fig. 1) zijn aangesloten, en het 'eijferindicatie orgaan io, die beide zijn verbonden met de 15 verzwakkingsbus 84, kan de hoofdverzwakking (88) worden ingesteld. Het regelbereik is 0-30 dB en de teller 104 is zodanig uitgevoerd, dat hij slechts tot 30 telt.

De uitsturingsreserve-indicator 2 bestaat uit ; een register 105, dat door de ADC 63 gestuurd wordt en een de- i 20 kodeer aandrijfeenheid 106 met tijdconstanten, die op vier i f lichtemitterende dioden 107, 108, 109 en 110 is aangesloten.

De tijdconstante is voor toenemende signalen klein en voor afnemende signalen groot, zodat een duidelijke indicatie van pieken verkregen wordt.

25 Van de dekodeereenheid 106 gaat ook een lijn via een tijdconstante-eenheid 111 naar een ingang 112· van de ADC 63, die korrespondeert met een ruispoort. Wanneer het audiosignaal beneden een voorafbepaalde, lage drèmpel is gedaald, worden op deze wijze de drie minst signifikante bits 30 van de ADC op nul gesteld. Hiermee wordt voorkomen dat laag- f frequente stoorgeluiden, die toch al beneden de gehoordrem-pel liggen, hoorbare kwantisatieruis veroorzaken.

i

Een ruisgenerator 113 dient voor de reeds beschreven afregelprocedure en voorziet de ADC 63 van een 35 stochastisch hulpsignaal met een piekamplitude ter grootte van ongeveer de helft van de minst signifikante bit (een half LSB). Zonder dit hulpsignaal is de kwantisatieruis gekorreleerd met het ingangssignaal. Bij een sinusoxdaal signaal met een j geringe amplitude (grove kwantisatie) is in dat geval duide- > 800 1 446 ! -19-

lijk vervorming waarneembaar. Voegt men een geringe hoeveelheid ruis toe in de vorm van het genoemde hulpsignaal, dan wordt de correlatie tussen het sinusvormige signaal en de bijkomende kwantisatieprodukten teniet gedaan, anders uitge-5 drukt:de kwantisatievervorming wordt omgezet in ruis. I

Men neemt dan een zuivere sinus plus een weinig ruis waar, j wat subjectief minder hinderlijk is dan een sinusvormig signaal ! met vervorming. Bij het luisteren naar muziek wordt kwanti- . ; satievervorming waargenomen als '‘korreligheid" van de weer- « 10 gave.

Nu volgt een korte bespreking van de in fig. 9 1 weergegeven schakeling.

Er zijn drie uitgangsmodules, elk met vier kanalen. Het uitgangssignaal van de in fig. 6 weergegeven des-15 accentueringseenheid 61 wordt toegevoerd aan het in fig. 9 getekende laagdoorlaatfilter 114. Door het filter wordt het j signaal volledig ontdaan van hoogfrekwente componenten van de genoemde stroompulsen. Het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter wordt toegevoerd aan een bereikverzwakker 115, 20 bestaande uit een 25 dB verzwakker 116 en een schakelaar 117, j die door de reeds genoemde bereikbit wordt gestuurd via j een adresseerbaar register 118. Het audiosignaal wordt toe- t gevoerd aan een vermogensversterker 119, waarvan er vier in een module zijn opgenomen. De ingang van deze vermogensver-25 sterker 119 kan door middel van een junktie-FET 12 worden kort- j gesloten onder besturing door de reeds genoemde signaalonder- ! drukkingsschakeling 101.

Een deel van de voedingseenheid van de zaalsi-mulator, die in het midden van fig. 9 is weergegeven, kan door 30 middel van de voedingsschakelaar 12 op het frontpaneel of de schakelaar 36 op de afstandsbedieningseenheid 28 worden ingeschakeld of uitgeschakeld, terwijl een ander deel ononderbroken in werking blijft. Dit laatste deel voedt de afstandsbedienings-module 13 en diverse CMQS-schakelingen, waarin de verzwakkings-35 stand van de hoofdverzwakker en het programmanummer worden onthouden.

800 1 446 * r -20-

De voedingseenheid omvat een voedingsingangs-aanluiting 121/ die rechtstreeks en ononderbroken is verbonden met een transformator 122, de diverse secundaire aftakkin- gen waarvan zijn verbonden met een gelijkricht- en stabili-5 satie-eenheid 123. De eenheden 122 en 123 vormen het gedeelte ; van de voeding, dat ononderbroken is ingeschakeld. ; "De voedingsingang 121 is via een TRTAC 124 ver- ; < bonden met de geschakelde voedingsuitgang 25 en een tweede \ transformator 126, de verschillende secundaire aftakkingen | 10 waarvan zijn verbonden met drie gelijkricht- en stabilisatie- eenheden 127, 128, 129. De eenheid 127 dient voor voeding van de in de uitgangsmodules.. aanwezige eindversterkers? de eenheid 128 dient voor voeding van de verschillende digitale eenheden; de eenheid 129 dient voor voeding van de diverse 15 analoge eenheden. j

De voeding voor de eindversterkers, waarvan J er in deze figuur slechts éên exemplaar 119 is weergegeven, \ wordt vertraagd ingeschakeld. Dit vindt plaats door een van i de uitgangen van de eenheid 128 door middel van een RC-net-2^ werk 130 te vertragen, en naar een aan/uit besturingseenheid 131 te voeren. Enkele seconden na het inschakelen van de ; eenheid 127 wordt de junktie-FET 120 via de signaalonderdruk- | kingsschakeling 101 in zijn sperrende toestand gebracht en j wordt het audiosignaal doorgelaten. Gekozen is voor een JFET, j 25 aangezien deze bij afwezigheid van voedingsspanning (dat ; i wil zeggen gate-spanning =0) in geleidende toestand verkeert en dus de ingang van de versterker 119 kortsluit,

Indien een van de eindversterkers (119) defekt j raakt, kan de bijbehorende luidspreker een flinke gelijkspan- j 30 ning ontvangen. Daarom is er een beveiliging ingebouwd, best i staande uit een sommeemetwerk 132, een integrator of laagdoor-j laatfilter 133 met een kantelpunt van ca. 1 Hz en een niveau- ! detectieschakeling 134, die de aan/uit-besturingseenheid 131 I stuurt. Het effect van de diverse vertragingen is, dat de o c ; door de eenheid 131 bestuurde gelijkricht- en stabilisatie- | eenheid 127 periodiek aan- en uitgaat en dat het indicatie-orgaan 10, dat via een vertragingsorgaan 179 een signaal ontvangt van de signaalonderdrukkingseenheid 101, knippert.

80 0 1 4 46 -21-

Het onderste gedeelte van de in fig. 9 weerge- j geven schakeling is de afstandsbedieningsmodule 13. Hij omvat ! een infrarood-fotodiode 14, een voorversterker 135, een LSI- i chip 136, en een dekodeereenheid 137 met 8 uitgangen: vier 1 5 uitgangslijnen 138, 139, 140, 141, die in verbinding staan met de prograramabesturingseenheid 100, twee lijnen 142, 143 voor-afgifte-van-de signalen, die-resp. korresponderen met • het toenemen en het afnemen van het volume (=geluidssterkte), j een voedingsschakellijn 144, en een niveauverlagingslijn 145. ! 10 Zolang men op een toets van de afstandsbedieningseenheid 28 drukt, wordt en blijft de korresponderende lijn positief.

De signalen voor de voedingschakelaar 36 en de niveauverla-gingsschakelaar 35 worden door een bistabiele flip-flop 146 vastgehouden. Een voedingsschakeluitgang 147 hiervan is voor 15 sturing verbonden met de TRIAC 124 en een niveauverlagings-uitgang is voor sturing verbonden met de relaiswikkeling 53 (zie fig. 6) met behulp waarvan de schakelaar 53a en 53b aan de ingang van de simulator worden bestuurd. De flip-flop 146 j kan ook via het frontpaneel gestuurd worden door middel van ; 20 de toets 12 en de toets 11, die via een anti-dendereenheid 149 met de respectieve ingangen van de flip-flop 146 zijn verbonden.

De lijnen 142, 143, 148 zijn tevens verbonden met de uitgangsstekerbus 27.

25 Figuur 10 toont in blok schematische vorm de af standsbedieningseenheid 28, die bestaat uit het toetsenbord 36, 35, 29, 30, 31, 32, 33, 34, een LSI-chip 150 en een aandrijf schakeling 151 voor het als lichtemitterende diode uit- j gevoerde zendorgaan 42.

30 De in fig. 11 weergegeven analoog/digitaal om zetter of ADC 63 berust op het welbekende principe van opeenvolgende benadering ('"successive approximation" , SA) , maar wijkt in enkele details af van het normaal gangbare. Een SA ; ADC bepaalt stapsgewij ze de digitale koöe, die bij een gege- ; 35 ven analoge waarde behoort. Een SAR (succesive approximation j register) 152, dat wil zeggen een register voor het uitvoeren j van de opeenvolgende benaderingen, genereert een binair ge- | 80 0 1 4 46 -22- tal/ dat overeenkomt met de helft van de volle schaal ( een half FS = full scale). Een DAC 153 vertaalt dit getal in een analoog niveau/ dat vergeleken wordt met het ingangssignaal.

Een comparator vergelijkt het niveau van de ingangsspanning 5 met het referentieniveau en geeft het gevonden resultaat door i aan de SAR 152. Deze genereert via de DAC 153 een nieuw re-.ferentieniveau, dat in afhankelijkheid van het resultaat van 'de vorige" schatting ^FS' + ^FS bedraagt. j .Indien de ingangsspanning een hoger niveau bezat/ wordt de j 10 nieuwe referentie ½FS + %FS. ' j

De comparator constateert nu bijvoorbeeld, dat de ingangsspan- ! ning een lager niveau bezit dan het referentieniveau; in dat geval wordt als volgende stap (1/2 + 1/4 - l/8) FS geprobeerd, enz. Zo wordt met steeds fijnere stappen de 15 analoge waarde benaderd.

Nu volgt een meer gedetailleerde beschrijving van de in fig. 11 getekende ADC 63, die in de zaalsimulator volgens de uitvinding wordt toegepast. De comparator 154, de SAR 152, de DAC 153 met de daarbij behorende, stroomgestuur-20 de versterker 155 zijn gemakkelijk herkenbaar. CMOS-schakelaars 156 en 157 en EN-poorten, diesamen met het verwijz.inqs-getal 158 zijn aangeduid, en twee weerstanden 173 en 174 zijn noodzakelijk vanwege de afwijkende digitale kode.

De stuursignalen voor de schakelaars 156, 157 komen van de ! 25 besturingseenheid 176, die ook stuursignalen toevoert aan de schakeling 62 en de EN-poorten 158. Deze uitgangsstuursignalen worden afgeleid ' uit ten eerste een van de SAR 152 afkomstig markeringssignaal (zie fig. 6e), dat het einde van de con-versiecyclus signaleert en ten tweede het schaal bitsignaal.

30 Deze signalen doorlopen respectievelijk de lijnen 178 en 179. !

Tijdens de conversie van de tekenbit wordt de DAC 153 los- j gekoppeld door het in de getekende standen stellen van de schakelaar 156 en het in de niet-getekende stand stellen van de schakelaar 157. De comparator 154 vergelijkt de ingangs-35 spanning met de potentiaal, die op de andere ingang 175 van de comparator aanwezig is en die voor dit moment nul wordt verondersteld. In de uiteindelijke uitvoering wordt aan de ingang 175 het reeds vermelde stochastische hulp signaal toege- 800 1 4 46 -23- voerd. Halve optellers 159, 160 zorgen ervoor, dat het van de j comparator 154 afkomstige signaal met de juiste polariteit wordt toegevoerd aan de SAR 152? namelijk door wel of niet te inverteren.

5 Vervolgens wordt de schaalbit bepaald. De drie meest significante bits van de DAC 153 worden met behulp van de EN-poorten 158 op nul gesteld, de andere bits worden door de_SAR„152„op .de.. logische., waarde _Ü1" gesteld._ De. hiermee. corresponderende analoge spanning is ca. 1/8 FS. Via de schakelaars ; j 10 156, 157, die beide in de getekende stand staan, wordt de ingangsspanning met deze referentie vergeleken. Indien het ingangssignaal een hogere waarde bezit, blijven de beide schakelaars tijdens de volgens conversie van de GROOTTE-bits in de getekende positie staan. Anders worden zij . inge-15 steld op de niet in de tekening weergegeven positie. In het j eerstgenoemde geval functioneert de weerstand 174, waarvan de weerstandswaarde 8x zo groot is als die van de weerstand 173, die in het tweede geval functioneert. De tussen de versterker 155 en de schakelaar 156 20 geschakelde weerstand 180 heeft een waarde in dezelfde grootte-orde als de weerstand 174. Bij de conversie van de meest sig-nifikante bit (Most significant bit = USB) en lagere bits worden de EN-poorten 158 gedeblokkeerd, zodat het procédé op de normale wijze kan verlopen. ; 25 Aan de hand van het gestelde in de voorgaande alinea zal het duidelijk zijn, dat de waarden van de weerstan- i den 80, 81 (fig. 6) zodanig dienen te zijn, dat de versterking van de schakeling 78, 80? 81, 82 steeds de verzwakking door de weerstanden 173, 174 compenseert. De verhouding van 30 de waarden van de weerstanden 80 en 81 is daartoe 8:1 gekozen. ’ EN-poorten 161 stellen de drie minst signifikante bits (least significant bit « LSB) op nul, wanneer het sig-naalniveau zich onder een bepaalde drempelwaarde bevindt. Dit is de ruispoort die al is besproken en deel uitmaakt van de 35 in figuur 6 weergegeven ADC 63.

80 0 1 4 46 -24-

Fig. 12 toont een variant van de in fig. 6 weergegeven programma-eenheid 69. Volgens deze variant wordt, om de verschillende programma's snel te kunnen veranderen, in plaats van de eenheid 69 gebruik gemaakt van een CMOS RAM 162, 5 waarvan de inhoud kan worden gewijzigd door bediening van een toetsenbord 163, door tussenkomst van een microprocessor 164. Een cijferindicatie —orgaan 165 geeft een visuele weergave van het kanaalnummer in samenhang met de korresponderende vertraging en de uitgangsverzwakking. Ter beveiliging tegen 10 missen van het geheugen 62 bij wegvallen'van de voedingsspanning is een hulpbatterij 181 aanwezig. Ook kan een niet-vluch- ! ! tig-geheugen worden toegepast. !

Van een van een van buitenaf aansluitbaar kas- J sette-bandapparaat 166 afkomstige datasignalen kunnen via een ! 15 koppel/aanpaseenheid 167 worden ingelezen.

Voor wetenschappelijk onderzoek op het gebied i van de akoestiek zal een dergelijk apparaat zeker nodig zijn, ; naast de mogelijkheid om meerdere reflecties en galm te men- : gen. 1 j 20 Dit laatste is gemakkelijk te verwezenlijken met de in fig. 13 weergegeven schakeling. Deze omvat een j inverterende versterker 168 in de uitgangsraodule. De inverterende ingang is via een schakelaar 169 verbonden met een in/uit-steker bus. Om meerdere reflecties te mengen kunnen twee of 25 meer uitgangsmodules op de in fig. 13 aangegeven wijze met ! elkaar verbonden worden. Eventueel kunnen twee of meer zaal- i

Simulatoren volgens de uitvinding gebruikt worden. Om galm bij te mengen wordt het audiosignaal (het ingangssignaal Voor de zaalsimulator) eerst naar een galmeenheid gevoerd en van-30 daar naar een tweede zaalsimulator geleid, waardoor 12 galm-signalen worden opgewekt, elk met een specifieke vertraging en verzwakking. Vervolgens kan op de eerder aangegeven wijze menging plaatsvinden. Programma-omschakeling bij gebruik van meerdere zaalsimulatoren is het gemakkelijkst via de afstands-35 bediening.

800 1 4 46 -25-

Met betrekking tot fig. 13 wordt opgemerkt, dat de met elementen van fig. 9 korresponderende elementen i met dezelfde verwijzingssymbolen als in die figuur zijn aangeduid; ten opzichte van de aan de bovenzijde van fig. 9 5 aangeduide schakeling bezit de schakeling volgens fig. 13 een uitbreiding, bestaande uit een weerstand 171, de schakelaar 169, de inverterende versterker 168 met tegenkoppelweerstand 172 en de in/uit-stekerbus 170. Het onderste deel van de schakeling volgens fig. 13 is identiek aan het bovenste deel.

* 10 Beide schakelingen vormen een uitgangsmodule, of maken daarvan deel uit; in dit laatste geval kunnen ze ook deel uitmaken van ^ twee afzonderlijke zaalsimulatoren. Door onderbroken lijnen is de funktionele scheiding van beide schakelingsgedeelten aangeduid. -De-in/uit-stekerbus 170-is uitwendig bereikbaar.

15 De onderste schakeling is niet van verwijzingsgetallen voorzien; de uitvoering is, zoals reeds is opgemerkt, geheel identiek met die van de aan de bovenzijde weergegeven schakeling. 1 800 1 4 45 «-

Claims (12)

1. Stelsel voor het binnen een relatief kleine ruimte opwekken van een met een relatief grote ruimte met zekere akoestische eigenschappen overeenkomend geluidveld met ; X r een ingangseenheid voor ontvangst van tenminste één primair 5 elektrisch audiosignaal, de uitgang waarvan is verbonden met j de ingang van een signaalbewerkingseenheid met een aantal (N)secundaire kanalen, die elk zijn voorzien van signaalbe-werkingsmiddelen met een instelbare vertragingstijd en een instelbare versterkingsfactor, de N uitgangen van welke ka-nalen zijn bestemd voor afgifte van N secundaire elektrische ; audiosignalen, elk voor toevoer aan één van N in de genoemde i relatief kleine ruimte op vooraf gekozen posities geplaatste secundaire luidsprekereenheden, gekenmerkt door j (1) programmeerbare geheugenmiddelen voor het opslaan van 15 voor een aantal verschillende relatief grote ruimten, representatieve parametergroepen, namelijk bestaande uit N vertragingstijden en N versterkingsfactoren, en (2) kiesmiddelen voor het selectief in werking stellen van j telkens dat gedeelte van de geheugenmiddelen, waarin de ; 2^ voor een gewenste ruimte representatieve parametergroep is opgeslagen.

2. Stelsel volgens conclusie 1, gekenmerkt door ' een demultiplexeereenheid (93) en een met zijn uitgang met ] } de ingang daarvan verbonden digitaal/analoog (83) van het i 9. j vermenigvuldigende type, met een ingang voor ontvangst van tijd-gemultiplexeerde audio-informatiesignalen en een aantal ; met de programmeerbare geheugenmiddelen (69) gekoppelde , ingangen voor ontvangst van voor steeds één gekozen parametergroep representatieve signalen.

3^ 3. Stelsel volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door digitale detectiemiddelen voor het onderscheiden ] tussen signaalniveaus boven of onder een vooraf gekozen waarde en het op basis van het detectieresultaat kiezen van een volle of een gedeelde signaalbewerkingsschaal, een en 35 ander ter vergroting van de effectief-bruikbare dynamiek.

4. Stelsel volgens conclusie 3, met een analoócr/ : 800 1 4 46 ' 1 -27- digitaal-omzetter, onvattende: (1) een met zijn ingang met de ingangsaansluiting van de analoog/digitaal omzetter gekoppelde comparator; j (2) een met de uitgang van de comparator gekoppeld register j 5 voor het uitvoeren van opeenvolgende benaderingen (SAR= i successive approximation register); en (3) een met de uitgangen van dat register gekoppelde digitaal/ ; analoog omzetter,waarvan de uitgang is gekoppeld met de 1 tweede ingang van de comparator; 10 gekenmerkt door (1) een met de gewenste schaalverkleining corresponderend aantal EN-poorten, die zijn opgenomen in eenzelfde aantal met de meest significante bits corresponderende uitgangslijnen van het register voor uitvoering van j 15 opeenvolgende benaderingen; j (2) een op commando van het register werkende besturings- j eenheid, die is ingericht voor het tijdens schaalbit-conversie toevoeren aan de tweede ingang van elk van de : EN-poorten van een logische "O"; 20 (3) een door de besturingseenheid bestuurde stappenverzwakker ; met twee verzwakkingsstanden welke verzwakken enerzijds ! met de ingangsaansluiting en anderzijds met de ingang van de comparator gekoppeld is.

5. Stelsel volgens conclusie 4, met het kenmerk 25 dat de volle signaalverwerkingsschaal correspondeert met het binaire getal "llllllil" (analoog: 255) en de gedeelde ’ signaalverwerkingsschaal met binaire getal "00011111'' (ana- ; loog: 31), zodanig dat de genoemde gekozen waarde gelijk is ; aan 255/31 van de volle schaal, en dat het genoemde aantal 30 EN-poorten 3 bedraagt.

6. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies ; met het kenmerk, dat de programma-eenheid is ingericht en ’ aangesloten voor het opwekken van logische nullen ("0") tijdens de schrijfcyclus van een van de genoemde signaalbewerkings- 35 middelen deeluitmakend geheugen (64) van het uniform toegankelijke type (RAN= random access memory) .

7. Werkwijze voor het ijken van een geluidveld-simulatiestelsel volgens een der voorgaande conclusies, ge- 80 0 1 4 46 -28- kenmerkt door de volgende stappen: (1) het met uitgeschakelde secundaire luidsprekers aandrijven van tenminste één, eventueel voor de positie van de pri- maire bron(nen) representatief geplaatste geluidbron voor 5 - afgifte van een breedbandig, bijvoorbeeld tenminste in hoofdzaak met roze ruis corresponderend akoestisch sig- i naai; (2) het meten van het hierdoor in de luisterruimte ontstane geluiddrukniveau; en 10 (3) het inschakelen van de secundaire luidsprekers en het zo danig instellen daarvan, dat het daardoor opgewekte geluiddrukniveau gelijk is aan het door de primaire bron(nen); opgewekte geluiddrukniveau dan wel daarvan met een te kie-| zen bedrag verschilt.

8. Stelsel volgens een der conclusies 1 t/m 6, gekenmerkt door een rose-ruisgenerator voor het opwekken en afgeven van een elektrisch rose-ruissignaal voor het uitvoe- ren van een ijking volgens conclusie 7. i

9. Stelsel volgens één der conclusies 1 t/m 6, i 20 8 met een vermogensversterker voor het aandrijven van ten- ! minste één als primaire bron dienst doende luidsprekereen- \ heid, welke vermogensversterker een sterkteregelaar omvat, die door middel van een knop met de hand bedienbaar is, gekenmerkt door een op afstand bedienbare insteleenheid (38) 25 met een elektromotor, waarvan de as, eventueel via een re- ductietandwieleenheid, is ingericht voor het via een overbreng-orgaan overbrengen op de knop van een instelkracht, zodanig, dat de sterkteregelaar op afstand bedienbaar is.

' 10.Stelsel volgens één der conclusies 1 t/m 6, j 30 8, 9 gekenmerkt door aansluitmiddelen voor het tussen de in- ; gangseenheid en de signaalbewerkingseenheid opnemen van een frekwentierespons ie-vereffeningseenheid. ,

11. Stelsel volgens één der conclusies 1-6, 8 - 13, gekenmerkt door mengmiddelen voor het mengen van 35 twee of meer secundaire kanalen naar keuze, eventueel onder gebruikmaking van meer dan één signaalbewerkingseenheid. 80 0 1 446 -29-

12. Stelsel volgens één der conclusies 1-6, 8-14, met beveiligingsmiddelen ter beveiliging van de secundaire luidsprekereenheden tegen een gelijkspanning boven een vooraf gekozen drempelwaarde, gekenmerkt door een sommeer- : 5 netwerk (132), waarvan de ingangen elk zijn verbonden met een uitgang van een van een secundair kanaal deel uitmakende ' vermogensversterker en waarvan de uitgang is verbonden met ! een laag-doorlaatfilter met een kantelfrekwentie in de grootte-! orde van 1 Hz, het uitgangssignaal waarvan wordt toegevoerd 10 aan een niveaudetectieschakeling, die bij overschrijding van een vooraf gekozen niveau een voedingsstroomonderbrekings-eenheid bekrachtigt, zodanig, dat de van de secundaire kanalen deel uitmakende vermogensversterker worden uitgeschakeld, terwijl verder indicatiemiddelen aanwezig zijn voor het visu-15 eel aanduiden van de bekrachtigingstoestand van de stroom-onderbrekingseenheid. 800 1 4 46