DE2720984A1

DE2720984A1 - Anordnung zur steigerung des raumeffektes bei einer tonwiedergabe

Info

Publication number: DE2720984A1
Application number: DE19772720984
Authority: DE
Inventors: Richard W Peters
Original assignee: INDUSTRIAL RESEARCH PRODUCTS INC; Industrial Research Products Inc
Current assignee: Knowles Electronics LLC
Priority date: 1976-05-10
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1977-11-24
Also published as: DE2720984B2; DE2720984C3; US4063034A; CA1067828A; JPS531001A; GB1580409A; JPS5722480B2

Description

Die Erfindung betrifft eine tontechnische Einrichtung, die einem innerhalb eines gegebenen Hörraums erzeugten Schallfeld einen Umgebungs- oder Unscharfeeindruck (Diffusion) hinzufügt, um dadurch die scheinbare Größe oder Geräumigkeit des Hörraums zu erhöhen. Dieser Raumeffekt wird erreicht, indem man neben den Primär- oder Hauptlautsprechern, die zur Wiedergabe von Musik oder anderem Schall innerhalb des Hörraums dienen, mindestens einen zusätzlichen Lautsprecher oder anderen Schallstrahler verwendet. Das zum Antrieb des zusätzlichen Lautsprechers verwendete Raumeffektsignal wird durch ein sogenanntes Transversalfilter abgeleitet, das eine Bemessung, Verzögerung und Wiedervereinigung von Anteilen des Originalsignals bewirkt.

Bei der Heimwiedergabe von Musik führt das verwendete monophonische oder stereophonische Audiosystem häufig nicht zu der ge-

wünschten Qualität, weil manche Schalleffekte, die normalerweise in einem Konzertsaal oder einem ähnlichen Hörraum entstehen, nicht wirksam wiedergegeben werden. Dies gilt besonders für Musikdarbietungen, die von Schallplatten, Tonbändern, Rundfunksendungen oder anderen Quellen stammen. Ähnlichen Problemen begegnet man bei Konzertvorführungen im Freien oder in großen Auditorien, wo die Gesamtwirkung einer lokalen Musikdarbietung nicht so gut wie in einem kleinen Konzertsaal oder einer ähnlichen Einrichtung mit guter Akustik ist· Mehrzweckauditorien und andere große Säle sind häufiger für Sprache ausgelegt und erfordern eine künstliche Anreicherung des Schalls, um die Musik besser hervorzubringen.

Eine bereits angewandte Methode zum Ausgleichen fehlender Raumwirkung besteht darin, zusätzlich einen oder mehrere Hilfslautsprecher vorzusehen, denen das primäre Tonsignal mit gewisser Verzögerung zugeführt wird. Wenn die Verzögerung jedoch beträchtlich ist, dann bemerken viele Zuhörer unterscheidbare und störende Echos, insbesondere bei Übergangstönen. Wenn man andererseits die Verzögerung geringer macht, dann wird der Raumeffekt oft so weit vermindert, daß eine nur geringe oder überhaupt keine Verbesserung erzielt wird.

Bei einer anderen bekannten Anordnung zum Einführen von Raumeffekten in einem Audiosystem wird ein zusätzlicher lautsprecher verwendet, der durch ein Tonsignal angesteuert wird,welches über ein sowohl eine Verzögerung als auch eine Rückkopplung bewirkendes Filter übertragen wird. In der einfachsten Form wird das Ausgangssignal einer Verzögerungseinrichtung gedämpft und mit einer Verstärkung von weniger als eins auf den Eingang rückgekoppelt, womit man ein Ausgangssignal erhält, in dem die Impulsantwort (d.h. die Antwort auf einen eingangsseitig zugeführten Impuls) aus einer unendlichen Reihe gleichmäßig beabstandeter Impulse fortschreitend geringer werdender Amplitude besteht. Solche mit Rückkopplung arbeitende Filter werden im folgenden mit "rekursive Filter" bezeichnet. Wenn man sie zur Erhöhung des Raumeffekts verwendet, führen die rekursiven Filter jedoch zu wesentlichen Pro-

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blemen wie schlechtem Frequenzverhalten, aufdringlichen Echos und Richtwirkungsverzerrungen.

Eine Verbesserung an dem einfachen rekursiven Filter ist in der USA-Patentschrift 3 110 771 beschrieben, wonach das rekursive Filter mit einem unverzögerten Übertragungskanal kombiniert wird und die Verstärkungsfaktoren des verzögernden und des nicht-verzögernden Kanals des Filters in einem speziellen Verhältnis bemessen werden. Ein solches rekursives Filter kann so konstruiert werden, daß es eine flache Frequenzkennlinie hat, und verbesserte Raumeffekte lassen sich dann erzielen, indem man dem Ausgangssignal des Filters einen speziellen Betrag des ursprünglichen unverzögerten Tonsignals hinzufügt. Ein rekursives Filter dieser Sorte bringt jedoch in-\ielen Fällen eine sehr spitze Laufzeit/ Frequenz-Kennlinie und neigt zur Bildung eines "tonnenähnlichen¹¹ Klangs (barrel-like sound), der daher rührt, daß sich das Signal über eine längere Dauer nach dem Ende des primären Tonsignals in gleichmäßigen Abständen zeitlich wiederholt. Das heißt, die unendliche Fortdauer der Impulsantwort bei Verwendung eines rekursiven Filters auch der beschriebenen verbesserten Art führt zu einem Fortsetzungseffekt, der häufig unangenehm empfunden wird und bei dem der Hörer nicht mehr klar wahrnehmen kann, woher der Ton kommt.

Gelegentlich sind auch Transversalfilter verwendet worden, um Raumeffektsignale zur Verbesserung des Umgebungseindrucks bzw. der Diffusheit des Schalles innerhalb eines gegebenen Hörraums zu erzeugen. Ein Transversalfilter liefert eine Impulsantwort, die im Gegensatz zu der unbegrenzten Impulsantwort eines rekursiven Filters begrenzt oder endlich ist, so daß ein Teil der bei rekursiven Filtern auftretenden Echo- oder Fortsetzungseffekte hier nicht auftritt. Allerdings sind auch bei Transversalfiltern schwerwiegende Nachteile und Beeinträchtigungen der Tonqualität beobachtet worden. So hatten Audiosysteme, die zur Erzeugung von Raumeffekten bekannte Transversalfilter enthielten,gewöhnlich eine Frequenzkurve mit ausgeprägten Spitzen und Senken, was zu

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einer schlechten Tonqualität führte. Ein weiterer Fehler solcher Systeme war die Erzeugung wahrnehmbarer einzelner Echos, die ebenfalls die Qualität des wiedergegebenen Tons verschlechterten.

Die genannten Probleme haben ihre Ursache in ungenauen Methoden bei der Wahl der Verzögerungswerte, der Bemessungswerte und der richtigen Kombinationsweise der Signale. Die vorliegende Erfindung beruht zum ^eil auf der Erkenntnis, daß ganz spezielle Werte für die Verzögerung und die Bemessung der Signale und eine ganz spezielle Kombinationsweise erforderlich sind, um ein gleichmäßiges Frequenzverhalten und verbesserte Raumeffekte mit Verwendung eines Transversalfilters zu erhalten. Es ist versucht worden, diese Probleme durch Verwendung komplizierterer Filter mit größerer Anzahl von Verzögerungsintervallen, wie man sie bei Parallelkombinationen solcher Filter hat, zu überwinden. Mit solchen Methoden läßt sich zwar eine gewisse Verbesserung erzielen, jedoch sind entsprechende Anordnungen kompliziert und teuer.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues und verbessertes Audiosystem mit gesteigertem Raumeffekt zu schaffen, bei dem die in den bekannten Systemen auftretenden Probleme verringert oder beseitigt werden und das unter Verwendung eines Transversalfilters ein Raumeffektsignal erzeugt, um dem Schallfeld innerhalb eines Hörraums eine Umgebung oder Diffusheit im Sinne eines besseren Geräumigkeitseindrucks zu geben. Dabei soll das System eine im wesentlichen flache Frequenzkennlinie haben und keinen merklichen Fortsetzungseffekt oder wahrnehmbare Echos erzeugen. Ferner soll mit dem System sichergestellt bleiben, daß die Herkunftsrichtung und der Ort der Quelle des Schalls gut wahrgenommen werden kann. Schließlich soll das erfindungsgemäße System vorzugsweise sowohl für monophonischen als auch für stereophonischen Betrieb geeignet und einfach und wirtschaftlich im Aufbau sein, aber zugleich eine relativ flache Amplituden/Frequenz-Kennlinie über ein breites Frequenzband aufweisen und eine Laufzeit/

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Frequenz-Kennlinie haben, die eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Laufzeit und kleinen Frequenzabstand bringt.

Das erfindungsgemäße Audiosystem enthält eine Tonsignalquelle zur Erzeugung eines primären Tonsignals sowie einen primären oder Hauptschallwandler und einen sekundären oder Nebenschall- . wandler, die innerhalb eines Hörraums angeordnet sind. Eine erste oder primäre Übertragungseinrichtung koppelt die Tonsignalquelle mit dem primären Wandler, um ihm das primäre Tonsignal zur Wiedergabe zuzuführen. Eine zweite oder sekundäre Übertragungseinrichtung koppelt die Tonsignalquelle mit dem sekundären Wandler, um ein Raumeffektsignal abzuleiten und es dem sekundären Wandler zur Wiedergabe zuzuführen. Die sekundäre Übertragungseinrichtung besteht aus einem nicht-rekursiven Transversaffilter, dessen Impulsantwort begrenzt oder endlich ist und das eine Verzögerungseinrichtung zur Gewinnung eines ersten und eines zweiten verzögerten Tonsignals enthält, deren erstes dem um ein festes Intervall TI verzögerten primären Tonsignal und deren zweites dem um ein festes Intervall T2 verzögerten Tonsignal entspricht, wobei T2 :>T1 ist. Das Transversalfilter enthält ferner eine Summierschaltung, welche die verzögerten Tonsignale additiv mit dem primären Tonsignal in einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis und in vorbestimmter Phasenbeziehung vereinigt, um ein Raumeffektsignal zu gewinnen, das eine relativ flache Amplituden/ Frequenz-Charakteristik über ein breites Frequenzband hat und eine Laufzeit/Frequenz-Charakteristik mit relativ gleichförmiger Laufzeitverteilung und kleinem Frequenzabstand aufweist. In bevorzugter Ausführungsform ist T2 = 2T1 mit T1 in der Größenordnung von 30 msec, und das Verhältnis zwischen den Verstärkungen des primären Tonsignals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei ihrer Kombination in der Summierschaltung beträgt 1:2:-1 oder -1:2:1. Im Falle eines stereophonischen Systems ist das Eingangssignal der sekundären übertragungseinrichtung ein durch Kombination zweier Stereoeingange gebildetes Zwischensignal; die beiden Stereosignale können aber auch getrennt verarbeitet werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen naher erläutert.

Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Stereotonsystems;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Impulsantwort des im System nach Fig. 1 verwendeten Transversalfilters;

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines in bisher bekannten Audiosystemen verwendeten rekursiven Filters;

Fig. 4- ist eine graphische Darstellung der Impulsantwort des in Fig. 3 gezeigten Filters;

Fig. 5 zeigt die Laufzeit/Frequenz-Kennlinien des Transversalfilters nach Fig. 1 und des rekursiven Filters nach Fig. 3;

Fig. 5A ist eine graphische Darstellung der Laufzeitverteilung für die beiden Filterarten;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Amplituden/Frequenz-Kennlinien der beiden Filterarten;

Fig. 7 zeigt teilweise in Blockform und teilweise im Detail die Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform des im erfindungsgemäßen System verwendeten Transversalfilters;

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines monophonischen Audiosystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Stereotonanlage 20 verarbeitet ein erstes und ein zweites primäres Tonsignal, die aus einer Tonsignalquelle 30 kommen, und ist in der Lage, dem innerhalb eines Hörraums 4-0 erzeugten Schallfeld eine Umgebungsatmosphäre oder Diffusheit

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gleichsam als "Ambiente" hinzuzufügen. Wie dargestellt, kann die Tonsignalquelle 30 zwei Mikrophone 21 und 22 enthalten, die über geeignete Verstärker 23 und 2A- mit einer Aufzeichnungsoder Übertragungseinrichtung 25 für Stereosignale gekoppelt sind. Die mit dem Block 25 ganz allgemein dargestellte Einrichtung kann irgendeine herkömmliche Gerätschaft zur Erzeugung von Stereo-Schallplatten, zum Bespielen von Stereo-Tonbändern oder dergleichen sein. Bei der Einrichtung 25 kann es sich gegebenenfalls aber auch um eine Rundfunk-Sendeanlage handeln, welche die notwendigen Signale für eine an einem entfernten Ort durchzuführende Stereowiedergabe ausstrahlt. Die Quelle 30 enthält ferner eine Anordnung 27 zur Reproduktion von Tonsignalen, die, wie mit der gestrichelten Linie 26 allgemein angedeutet, mit der Einrichtung 25 verbunden ist. Im Falle eines Rundfunksystems stellt die gestrichelte Linie 26 das iTbertragungsmedium dar. Die Linie 26 kann aber auch stellvertretend für den körperlichen Transport von Schallplatten oder Stereotonbändern vom Ort der Einrichtung 25 zum Ort der Wiedergabeanordnung 27 angesehen werden, die in diesem Fall ein herkömmlicher Plattenspieler bzw. ein herkömmliches Tonbandchassis oder ein anderes Wiedergabegerät ist.

Die an den Ausgangsklemmen 28 und 29 erscheinende Ausgangsgröße der Tonsignalquelle 30 besteht aus einem ersten und einem zweiten primären Tonsignal, die in stereophonischer Relation zueinander stehen. Die Anlage 20 enthält zwei Leitungen 4-3 und 44, welche die Klemmen 23 und 29 mit zwei primären Lautsprechern oder anderen Wandlern 31 und 32 verbinden. Die Lautsprecher 31 und 32 befinden sich in gegenseitigem Abstand an einem Ende des Hörraums 40. Die beiden Leitungen 45 und 44 bilden also eine primäre Übertragungseinrichtung, welche die Tonsignalquelle 30 mit den primären Wandlern 31 und 32 koppelt, um ein erstes primäres Tonsignal von der Klemme 28 dem ersten Primärwandler 31 zur Wiedergabe zuzuführen und ein zweites primäres Tonsignal von der Klemme 29 dem zweiten Primärwandler 32 zur Wiedergabe zuzuführen.

Die Anlage 20 enthält ferner eine sekundäre übertragungseinrich-

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tung, welche die Signalquelle 30 mit einem sekundären Wandler (Lautsprecher 33) koppelt, der sich ebenfalls im Hörraum 40 befindet, und zwar vorzugsweise an dem den Primärwandlern 51 und 52 gegenüberliegenden Ende. Diese sekundäre Übertragungseinrichtung leitet ein Raumeffektsignal ab, das dem Lautsprecher 53 zur Wiedergabe zugeführt wird, um dem innerhalb des Hörraums 40 erzeugten Schallfeld eine bessere "Ambiente" oder Diffusheit zu geben.

In der Stereoanlage 20 enthält die sekundäre '"bertragungseinrichtung einen Summierverstärker J4 mit zwei Eingängen, deren einer mit der Ausgangsklemme 28 und deren anderer mit der Ausgangsklemme 29 der Tonsignalquelle 30 verbunden ist. Der Verstärker 54 vereinigt die primären Stereosignale aus der Quelle 30 additiv in gleichem Verhältnis und liefert damit an seinem Ausgang 35 ein monophonisches Zvjischensignal, das den gesamten Programminhalt der beiden aus der Quelle 30 kommenden Stereosignale darstellt. Der Ausgang 35 des Summierverstärkers 3^ ist mit der Eingangsklemme 37 eines Transversalfilters 36 verbunden, dessen Ausgangsklemme 38 niit dem Wandler 55 verbunden ist.

Das Filter 36 ist ein nicht-rekursives Transversalfilter mit einer begrenzten oder "endlichen" Impulsantwort. Es enthält eine Verzögerungseinrichtung zur Gewinnung eines ersten und eines zweiten verzögerten Tonsignals, die beide dem an der Klemme 37 des Filters 36 zugeführten Zwischentonsignal entsprechen, jedoch um zunehmend längere feste Intervalle verzögert sind. Dementsprechend besteht das Filter 36 aus einer mit mehreren Anzapfungen versehenen Verzögerungsleitung 59* der das Zwischentonsignal von der Klemme 57 zugeführt wird. Die Verzögerungsleitung 39 hat zwei Anzapfungen 41 und 42; das Signal an der Anzapfung 41 ist um ein Intervall T1 und das Signal an der Anzapfung 42 um eine Gesamtzeit T2 verzögert. Die Zeitverzögerung T1 für das erste verzögerte Tonsignal an der Anzapfung 41 liegt im Bereich von 5 bis 80 msec, vorzugsweise bei ungefähr 30 msec. Die Verzögerung T2 für das an der Anzapfung 42 der Verzögerungs-

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leitung 59 erscheinende zweite verzögerte Tonsignal ist vorzugsweise doppelt so groß wie die Verzcgerungszeit TI.

Das Transversalfilter 36 enthält ferner eine Summierschaltung 53 zur additiven Vereinigung der von den Anzapfungen 41 und 42 kommenden verzögerten Tonsignale mit dem unverzögerten Zwischentonsignal, das dem Filter 36 an dessen Einganrrsklemme 37 zugeführt wird. Die Verbindung von der Klemme 37 zum Eingang der Summierschaltung 53 enthält einen Verstärker 50 mit einem Verstärkungsfaktor a_Q. Die Verbindung von der Anzapfung 41 der Verzögerungseinrichtung 39 zum Eingang der Summierschaltung 53 enthält einen Verstärker 51 mit einem Verstärkungsfaktor a^, und die Verbindung von der Anzapfung 42 zur Summierschaltung 53 enthält einen Verstärker 52 mit dnem Verstärkungsfaktor ap. In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsfonn des Transversalfilters 36 ist das Verhältnis agta^tap zwischen den Absolutwerten der Verstärkungsfaktoren der Verstärker 50, 51 und 52 ungefähr gleich 1:2:1, wobei die Phase des von der Anzapfung 42 kommenden zweiten verzögerten Tonsignals gegenüber der Phase des von der Eingangsklemme 37 kommenden Zwischentonsignals umgekehrt ist. Das heißt, das Vorzeichen des Verstärkungsfaktors a_Q ist entgegengesetzt dem Vorzeichen des Verstärkungsfaktors ap. Für die nachfolgende Beschreibung und speziell für die graphischen Darstellungen in den Figuren 2 und 5 sei angenommen, daß aQ das gleiche Vorzeichen wie a,- hat und daß a₂ das entgegengesetzte Vorzeichen hat, so daß das wirkliche Verstärkungsfaktorverhältnis gleich 1:2:-1 ist. Das Verhältnis könnte alternativ auch gleich 1:-2:-1 sein.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Audioanlage 20 sei zunächst der Fall betrachtet, daß das Transversalfilter 36 nicht vorhanden ist und daß der Raumeffekt-Lautsprecher 35 das monophonische Ausgangssignal direkt vom Summierverstärker 34 empfängt. Mit einer solchen Anordnung wird eine sehr geringe Verbesserung hinsichtlich des Geräumigkeitseindrucks des innerhalb des Hörraums 40 erzeugten Schallfeldes erzielt, andererseits wird aber die

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Wirkung des von den Primärlautsprechern 31 und 32 abgestrahlten Schalls sowohl hinsichtlich des Richtungshörens als auch hinsichtlich des Stereoeffekts vermindert, insbesondere für Hörer, die dem Lautsprecher 33 näher sind als den Lautsprechern 31 und 32. Mit einer Erweiterung der Anlage um zusätzliche Raumeffekt-Lautsprecher könnte die scheinbare Geräumigkeit des Schalls zwar gesteigert werden, was jedoch mit einer weiteren Einbuße an Richtungshören und Stereowirkung verbunden wäre.

Als nächstes sei der Fall betrachtet, daß die Anlage 20 anstelle des Transversalfilters 36 eine gewöhnliche Verzögerungsschaltung enthielte. Wenn man das monophonische Signal vom Summierverstärker 3^ mit nur einer begrenzten Laufzeitänderung dem Lautsprecher 33 zuführt, dann behalten die Lautsprecher 31 und 32 im allgemeinen ihren bestimmenden Einfluß auf die Richtungswahrnehmung mit einem nur geringen oder gar keinem Verlust in der Stereowirkung, und zwar wegen des bekannten sogenannten Präzedenz- oder Vorrangeffekts. Es konnte nämlich nachgewiesen werden, daß ein Hörer den zuerst ankommenden Schall als flir die Herkunftsrichtung ausschlaggebend interpretiert. Neben der beibehaltenen Vorrangigkeit der primären Stereolautsprecher 31 und 32 wird der vom Lautsprecher 33 erzeugte verzögerte Schall vom Hörer wie ein Echo empfunden, so daß eine Steigerung des Raumeindrucks wahrzunehmen ist. Wenn jedoch die Verzögerung mehr als etwa 20 bis 25 msec, beträgt, dann werden von vielen Hörern scharfe und störende Echos wahrgenommen, insbesondere bei Übergangstönen. Macht man die Verzögerung kleiner, dann werden diese wahrnehmbaren Echos zwar eliminiert, andererseits wird aber auch der Raumeffekt stark veraindert. Durch Erweiterung der Anlage um zusätzliche Raumeffekt-Lautsprecher, die ait Signalen unterschiedlicher Verzögerungen gespeist werden, läßt sich eine Ausfüllung von Echos und somit ein weicherer Klang erzielen, jedoch wird hierdurch die Anlage wesentlich komplizierter und teurer.

Die vorliegende Erfindung beruht u.a. auf der Einsicht, daß das Signal für den Raumeffekt-Lautsprecher 33 für verschiedene Pre-

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quenzen unterschiedlich verzögert werden muß. Dies wird in der Anlage 20 durch das Transversalfilter 36 erreicht, das so konstruiert ist, daß eine periodische Laufzeit/Frequenz-Charakteristik erhalten wird. Die mit der Kurve 55 in Fig. 5 dargestellte Laufzeit/Frequenz-Charakteristik für das Ausgangssignal des Transversalfilters 36 zeigt, daß das dem Lautsprecher 33 zugeführte Raumeffektsignal über den gesamten Bereich der vom Lautsprecher verarbeiteten Frequenzen unterschiedliche Laufzeitoder Verzögerungswerte für verschiedene Frequenzen hat. In der Anlage 20 erzeugt daher der vom Lautsprecher 33 kommende Schall keine wahrnehmbaren Echos innerhalb des Hörraums 40, auch wenn der Mittelwert der Verzögerung deutlich über dem oben genannten kritischen Wert von 20 bis 25 msec, liegt, was vorzugsweise der Fall sein sollte.

Da der vom sekundären Wandler 33 kommende Schall verzögert ist, behalten die V/andler 31 und 32 in der Anlage 20 für das Empfinden des Hörers ihre Vorrangstellung, so daß die Richtungs- und Stereoeffekte erhalten bleiben. Da der Lautsprecher 33 verzögerte Töne liefert, deren Verzögerung über 25 msec, liegt, werden Raumeffekte gesteigert. Außerdem bringt das Transversalfilter 36 nicht nur die gewünschte Periodizität in der Laufzeit/Frequenz-Kurve und die gewünschte Gleichmäßigkeit der Verteilung, sondern es hat auch eine Allpaß-Charakteristik, denn sein Frequenzgang verläuft im wesentlichen flach mit nur einer geringen Welligkeit, wie es die Kurve 56 in Fig. 6 zeigt.

Das sicherlich wirksamste rekursive Filter, das in der Anlage an die Stelle des Transversalfilters 36 treten könnte, ist das in Fig. 3 dargestellte Filter 36A mit der Eingangsklemme 37A und der Ausgangsklemme 38A. Das Filter 36A entspricht in jeder Hinsicht der Nachhall-Schaltung, die in Fig. 3A der USA-Patentschrift 3 110 771 dargestellt ist, so daß eine ausführliche Beschreibung seiner Arbeitsweise hier nicht notwendig ist. Wenn man das Filter 36A an die Stelle des Filters 36 in der Anlage nach Fig. 1 setzt, dann erhält man einen flachen Frequenzgang und außerdem einen Raumeffekt. Die Gesamtwirkung ist jedoch

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nicht die gleiche und entbehrt auch einiger der Vorteile des Transversalfilters 36.

So ist die Impulsantwort des Raumeffekt-Kanals wesentlich anders, wenn man statt des nicht-rekursiven Transversalfilters 36 das rekursive Filter 36A in der Anlage 20 verwendet. Wie man in Fig. 2 erkennt, ist die Impulsantwort des Transversalfilters 36 mit der Zeit 2T vollständig zu Ende, d.h. nach einer Zeitspanne, die dem Verzögerungsintervall T2 für die zweite Anzapfung 4-2 der Verzögerungseinrichtung 39 entspricht. Im Gegensatz hierzu besteht die Impulsantwort bei dem in Fig. 4- gezeigten rekursiven Filter 36A aus einer unbegrenzten Reihe von Impulsen, theoretisch aus einer unendlich langen Reihe. Die vom rekursiven Filter 36A erzeugte unbegrenzte Reihe von Echos führt zu unerwünschten Nachhallerscheinungen, die sich fortsetzen, nachdem die Töne aus den primären Lautsprechern 31 und 32 aufgehört haben. Dies kann dazu führen, daß sich die Schallquelle am Ende von Musikpassagen oder bei anderen ähnlichen Unterbrechungen im Tonprogramm, wenn auch noch so kurz, scheinbar von einem zum anderen Ende des Hörraums 40 verschiebt.

Das Gesamtverhältnis des dem Lautsprecher 33 zugeführten verzögerten sekundären Signals gegenüber den zu den Lautsprechern 31 und 32 gelieferten primären Signalen ist bei Verwendung des Transversalfilters 36 etwas größer als bei Verwendung des rekursiven Filters 36A (vgl. die Figuren 2 und 4). Dies führt zu einem erhöhten Geräumigkeitseindruck im gesamten Schallfeld innerhalb des Hörraums 40 bei Verwendung des erfindungsgemäßen Transversalfilters, ohne daß der mit dem rekursiven Filter nach Fig. 3 erzeugte erhöhte Nachhall eintritt. Außerdem bewirkt das rekursive Filter infolge der in gleichmäßigen Abständen erscheinenden unbegrenzten zeitlichen Wiederholungen des Signals (Fig.4) eine Schallwiedergabe mit stärkerem "Tonneneffekt". Im Gegensatz hierzu beendet das Transversalfilter 36 das dem Lautsprecher 33 zugeführte Raumeffektsignal nach einer festen Zeitspanne (2T), wobei die Tonqualität weniger geändert wird.

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Die Unterschiede der Laufzeit/Frequenz-Charakteristika des Transversalfilters 36 und rekursiven Filters 36A sind graphisch in Fig. 5 verdeutlicht. Man erkennt, daß die Laufzeit/ Frequenz-Charakteristik des Transversalfilter 36 im wesentlichen dreieckförmig verläuft und als Minimum die Laufzeit Null hat, wobei eine gleichmäßige Verteilung der Laufzeit über das Frequenzspektrum erhalten wird. Andererseits liefert das rekursive Filter 36A abhängig vom Wert des bei diesem Filter gewählten Verstärkungsfaktors "g"Laufzeit/Frequenz-Kennlinien mit scharfen Spitzen oder mit allgemein sinusförmigem Verlauf, wie es die Kurven 57, 58 und 59 für die verschiedenen Verstärkungsfaktoren g = 0,354· g = 0,5 und g = 0,707 zeigen. Die mit dem Transversalfilter 36 (Kurve 55) erzielte gleichmäßige Verteilung der Laufzeit wird mit dem rekursiven Filter 36A (Kurven 57 bis 59) nicht erreicht. Außerdem kann das rekursive Filter 36A bei keiner Frequenz die Laufzeit Null liefern, wie es die Kurven 57 bis 59 offenbaren.

Eine weitere Verdeutlichung des beschriebenen Unterschieds bringt die Fig. 5A. Die dort graphisch dargestellte Funktion F (T) gibt abhängig von der Laufzeit jeweils denjenigen Anteil der Systembandbreite an, der den betreffenden Laufzeitwert zwischen der minimalen und der maximalen Laufzeit hat. Die Kurve 61 in der Fig. 5A gilt für das Transversalfilter 36 und zeigt die in dieser Hinsicht gleichmäßige Verteilung der Laufzeit. Die Kurve gilt für das rekursive Filter 36A im Falle eines Verstärkungsfaktors g = 0,354. Die mit dem Filter 36 erzielte gleichmäßige Verzögerungsverteilung ist sehr vorteilhaft, da hierdurch wahrnehmbare Echos und andere unerwünschte Effekte vermieden werden.

Bei der Festlegung der Konstruktion des Transversalfilters 36 und insbesondere bei der Wahl der Verzögerungsintervalle T1 und T2 für die Anzapfungen 41 und 42 sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Wie die Fig. 5 zeigt, in der T die Zeitverzögerung T1 für die Anzapfung 41 darstellt und T2 = 2T ist, liegen die Spitzenwerte der Verzögerung (Laufzeit) bei Frequenzen,

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die ungeradzahlige ganze Vielfache von -^- darstellen. Wenn diese Spitzenwerte der Laufzeit frequenzmäßig weit auseinanderliegen (z.B. um jeweils 1OOO Hz), dann würde ein Schallsignal, dessen Bandbreite kleiner als der Abstand ist, in allen Komponenten um denselben Betrag verzögert werden, so daß gut wahrnehmbare Echos erzeugt werden wurden. Wenn jedoch der Abstand zwischen den Spitzenwerten klein ist (z.B. kleiner als 50 Hz), dann erstreckt sich der Bereich von Frequenzen, aus denen sich die meisten Töne zusammensetzen, über viele Perioden der Laufzeit/Frequenz-Funktion, so daß keine wahrnehmbaren Echos erzeugt werden. Die Form der Laufzeit/Frequenz-Funktion spielt bei diesem Effekt ebenfalls eine Rolle, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, wo die Töne nur eine oder zwei Perioden der Laufzeit/Frequenz-Kennlinie belegen. Die mit dem Transversalfilter 36 geschaffene dreieckige Form der Laufzeit/Frequenz-Charakteristik, wie sie die Kurve 55 in Fig. 5 zeigt, führt zu einer wesentlich besseren Verteilung der Laufzeit als eine rechteckförmige Charakteristik oder als die mit den Kurven 57 bis 59 dargestellten sinusförmigen oder spitzen oder allgemein sinusförmigen Charakteristika des rekursiven Filters 36A.

Wie es die Linie 61 in Fig. 6 zeigt, ist die Amplituden/Frequenz-Charakteristik des rekursiven Filters 36A im wesentlichen flach. Wie es die Kurve 56 in derselben Figur zeigt, ist die Amplituden/Frequenz-Charakteristik des Transversalfilters 36 ebenfalls im wesentlichen flach, wenn sie auch eine geringe Welligkeit von etwa + 1,5 db aufweist.

Das Transversalfilter 36 (Fig. 1) kann verallgemeinert als Filter mit N+1 Anzapfungen betrachtet werden. Die Impulsantwort bei einem Filter dieses allgemeinen Aufbaus ist folgendermaßen:

h (T) = ^ aX (t - T) (1)

n=o

wobei ο die Dirac-Funktion ist. Die Übertragungsfunktion (Frequenzgang) ist:

η (ω) - >^ a_ne -^it0Tn 709847/1006 ⁽²⁾

ⁿ-° -15-

Im allgemeinen kann der Abstand zwischen den Anzapfungen der Verzögerungsleitung 39 (ausgedrückt durch die Verzögerungsintervalle zwischen den Anzapfungen) gleichmäßig gemacht werden, ohne daß die Fähigkeit zur Synthese beim Filter verlorengeht. Dies vereinfacht die Analyse sehr. Unter der Annahme gleichmäßig beabstandeter Anzapfungen gilt also:

T_n = nT, (3)

so daß

TO = 0; T1=T, T2=2T, T3-3T, ... Unter diesen Umständen ergibt sich als Impulsantwort:

h (T) = >_ a_n S (t - nT) , (5)

n=o

und für die Übertragungsfunktion ergibt sich:

H (^) = ^_ a_ne (6)

n=o

Die wichtigsten Größen für die Konstruktion sind der Absolutwert der Übertragungsfunktion, der folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

N N

' = <^ <^_ ^an^ak cosCn-^uJT j (7)

k=o n=o

und die Funktion der Laufzeit abhängig von der Frequenz: Laufzeit - - ^{dö T k=O} ^⁰ ^^

H (cd)\^d (8)

wobei θ die Phase ist.

Auf der Grundlage der vorstehenden Analyse reduziert sich der Entwurf des Transversalfilters 36 für den oben vorausgesetzten verallgemeinerten Fall auf die Festlegung der Werte der Ausdrükke a bis a^ (d.h. der Verstärkungsfaktoren für die Verstarker

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wie 51 und 52 in Fig. 1) in den Gleichungen (7) und (8), um einen ziemlich flachen Freauenzgang und eine Laufzeit/Frequenz-Kennlinie zu erhalten, die zu einer guten Laufzeitverteilung führt und deren Perioden längs der Frequenzachse in angemessen engem Abstand aufeinanderfolgen. Natürlich wird die Konstruktion des Transversalfilters 36 umso wirtschaftlicher, je weniger Anzapfungen zum Erreichen dieser gewünschten Ergebnisse benötigt werden.

Pur den Fall N = 1 , d.h. wenn nur eine einzige Verzögerung in Verbindung mit einem unverzögerten Tonsignal angewendet wird, muß das Verhältnis der Koeffizienten a und a- ziemlich klein gehalten werden, damit man einen annehmbar flachen Frequenzgang erhält. Bei kleinem a,. wird jedoch nur eine sehr geringe Verzögerung eingeführt, während bei kleinem a Echoeffekte auftreten. Das heißt, entweder wird das dem Raumeffekt-Lautsprecher 33 zugeführte Signal nicht merklich verzögert (wenn a^ klein ist), oder praktisch die Gesamtheit des Signals wird verzögert (wenn a klein ist). Mit einer solchen nur eine einzige Verzögerung bewirkende Ausbildung des Transversalfilters sind adäquate Lösungen praktisch unmöglich.

Mit N = 2 kann jedoch ein recht wirkungsvolles Ergebnis erzielt werden. Die Figuren 5 und 6 zeigen das Ergebnis für a =1, a,. = 2 und a~ = -1. Der Frequenzgang 56 verläuft flach bis auf eine Schwankungsbreite von + 1,5 db, und die Laufzeit/Frequenz-Kurve 55 (Fig. 5) ist gleichmäßig verteilt. Für T = 30 msec, beträgt die maximale Laufzeit 60 msec, für einige Frequenzen. Die "Wiederholungsbandbreite", d.h. der Abstand zwischen den Spitzenwerten in der Kurve 55j beträgt 33 Hz, ist also klein genug für eine gute Laufzeitmischung musikalischer Klänge. Eine begrenzte Abweichung von dem genannten Verhältnis der Verstärkungsfaktoren ist zulässig, größere Änderungen führen aber zu unerwünschten Ergebnissen.

Die Kurve 55 ist im Vergleich mit tatsächlich vorgenommenen Mes-

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sungen etwas idealisiert, das Verhalten des mit zwei Anzapfungen versehenen Transversalfilters nach Fig. 1 kommt jedoch der für eine gleichförmige Verzögerungsverteilung gewünschten idealen Dreieckform der Kurve ziemlich nahe. Einen noch flacheren Verlauf des Frequenzgangs (Kurve 56 in Fig. 6) und eine noch etwas gleichmäßigere Verzögerungsverteilung kann erreicht werden, indem man die Anzahl der Anzapfungen weiter erhöht (z.B. auf N = 3 oder N = 4), jedoch ist die hiermit erzielbare Verbesserung nicht sehr bedeutend und rechtfertigt gewöhnlich nicht den "zusätzlichen Aufwand. Durch Ausbildung der einzelnen Verstärker wie 51 und 52 als frequenzabhängige Schaltungen, kann man erreichen, daß sich die Laufzeitkurve und der Frequenzgang mit verschiedenen Frequenzen ändert, jedoch ist der mit einer solchen Modifikation erreichbare besondere Effekt für die Verbesserung einer Musikwiedergabe gewöhnlich weder notwendig noch wünschenswert.

Die von der Einrichtung 39 (Fig. 1) bewirkte Verzögerung kann mit einer Vielzahl verschiedener Schaltungen und Geräte erreicht werden. So läßt sich beispielsweise eine digitale Verzögerungseinrichtung verwenden, die das grundlegende Verzögerungsgerät und andere Schaltungen enthält, wie sie aus der USA-Patentschrift 3 681 531 bekannt sind, was ausführlicher in Verbindung mit Fig. 7 noch erläutert wird. Andere für die Einrichtung 39 geeignete Verzögerungsgeräte sind z.B. ein Tonbandgerät mit zwei oder mehreren beabstandeten Wiedergabeköpfen oder ein analoges Schieberegister aus ladungsgekoppelten Elementen oder vom sogenannten Eimerkettentyp.

Bei der hier beschriebenen speziellen Ausführungsform des Transversalfilters 36 wird mit einer Elementarverzögerung T von 30 msec, gearbeitet, womit sich eine Maximalverzögerung von 60 msec, ergibt. Es wurde gefunden, daß eine Erhöhung dieser Verzögerung um den Faktor 2 immer noch zur Vermeidung wahrnehmbarer Echos führt und noch eine gewisse zusätzliche Steigerung des Raumeffekts bringt. Das gegebene Beispiel stellt gerade den

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Pall dar, bei dem ein angenehmer Raumeffekt erzielt wird, dessen weitere Steigerung jedoch bereits zu einem gewissen Nachhall führen würde.

Die Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für das Transversalfilter 56. In dieser Ausführungsform ist die Eingangsklemme 35 des Filters mit einem Dynamikpresser 61 verbunden, dessen Ausgang mit einem Analog/Digital-Umsetzer 62 gekoppelt ist. Der Umsetzer 62 könnte eine Schaltung zur Pulscodemodulation oder eine andere Schaltung zur Analog/Digital-Umsetzung sein; vorzugsweise besteht er jedoch aus einem Deltamodulator des in der USA-Patentschrift 3 855 555 beschriebenen Typs. Das digitale Ausgangssignal vom Umsetzer 6 2 wird dem Eingang eines herkömmlichen Schieberegisters 63 zugeführt, das zwei Anzapfungen 71 und 72 hat; das Verzögerungsintervall an der Anzapfung 71 ist die Zeit T, und das Verzögerungsintervall an der Anzapfung 72 ist die Zeit 2T. Die Zeitsteuerung des Betriebs des Deltamodulators 62 und des Schieberegisters 63 erfolgt durch ein geeignetes Taktsignal aus einem Taktgeber 64-.

Das an der Anzapfung 71 des Schieberegisters 63 erscheinende digitale Tonsignal wird einem Digital/Analog-Umsetzer 73 zugeführt, der außerdem Taktsignale vom Taktgeber 64 empfängt. Das im Umsetzer 73 erzeugte Analogsignal wird über eine Schaltung, die einen Dynamikdehner 75 enthält,zur Ausgangsklemme 41 der Verzögerungseinrichtung 39 gegeben. In ähnlicher Weise wird das an der Anzapfung 72 des Schieberegisters erscheinende digitale Tonsignal in einem Digital/Analog-Umsetzer 74 in Analogform umgesetzt und anschließend in einer Schaltung 76 gedehnt, um am Ende an der Ausgangsklemme 42 der Verzögerungseinrichtung zu erscheinen.

Die in Fig. 7 dargestellte spezielle Ausführungsform der Verzögerungseinrichtung 39 stellt eine praktische und wenig aufwendige Schaltung dar, mit der dem an der Klemme 35 zugeführten Zwischen-Tonsignal die notwendigen Verzögerungen mitgeteilt wer-

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den können, ohne daß ein Qualitätsverlust in den an den Ausgangsklemmen 41 und 42 erzeugten verzögerten Signale zu beobachten ist. Durch die komplementäre Pressung und Dehnung der Signale im Dynamikpresser 61 und in den Dynamikdehnern 75 und 76 wird wirksam verhindert, daß die Analog/Digital-Umsetzung und die Digital/Analog-Umsetzung in der Verzögerungseinrichtung 59 zum Entstehen von Rauschkomponenten in den Ausgangssignalen an den Klemmen 41 und 42 führt. Das Schieberegister 63 ist ein billiges und dennoch genau arbeitendes Verzögerungselement.

Die Fig. 7 zeigt auch spezielle Bemessungs- und Vereinigungsschaltungen für das Filter 36. Diese Schaltungen sind Einzelverstärker 50» 51 und 52 und ein Summierverstärker 53. Jeder dieser Verstärker enthält als Grundschaltung einen integrierten Verstärkerbaustein des Typs LM 741C. Alle dargestellten Widerstände haben jeweils den Wert 10 Kiloohm, und jeder der dargestellten Kondensatoren hat einen Kapazitätswert von 0,47 Mikrofarad. Die dargestellten Verstärkerschaltungen bringen die geforderten Verstärkungen a , a,. und a^ und bewirken die gewünschten Laufzeit- und Amplituden-Frequenzgänge, wie sie oben in Verbindung mit den Figuren 5 und 6 beschrieben wurden.

Die Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer monophanisehen Tonanlage 120, die eine andere Ausführungsform der Erfindung darstellt, worin das Transversalfilter eine andere Position innerhalb des Gesamtsystems hat. Die Anlage 120 enthält ein Mikrophon 121, das mit einem Verstärker 123 gekoppelt ist, der seinerseits an den Eingang einer Aufzeichnungs- oder übertragungseinrichtung 125 angeschlossen ist. In dieser Anlage liegt jedoch das zur Erzeugung des Raumeffektsignals dienende Transversalfilter 136 mit seinem Eingang am Ausgang des Verstärkers 123» so daß das Ausgangssignal des Filters 136, also das Räumeffektsignal, der Aufzeichnungs- oder Übertragungseinrichtung 125 zugeführt wird. In diesem Fall wird also das primäre Tonsignal vom

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Verstärker 123 aufgezeichnet bzw. über einen ersten Übertragungsweg 126A zu einem Tonsignal-Wiedergabegerät 127 (Plattenspieler, Tonbandchassis oder Rundfunkempfänger) gesendet, und das Raumeffektsignal wird über einen zweiten Übertragungsweg 126B an das Wiedergabegerät 127 gesendet. In der Anlage 120 besteht also die das Transversalfilter speisende Tonsignalquelle aus dem Mikrophon 121 und dem Verstärker 123.

Das Tonsignal-Wiedergabegerät 127 hat eine Hauptausgangsklemme 128,an der das primäre Tonsignal geliefert wird und die mit einem primären oder Hauptwandler verbunden ist, der aus einem innerhalb eines Hörraums 140 befindlichen Lautsprecher 131 besteht. Das vom Transversalfilter 136 stammende Raumeffektsignal erscheint nach Wiedergewinnung im Gerät 127 an der Ausgangsklemme 135» die mit dnem sekundären oder Nebenwandler (dem Lautsprecher 133) im Hörraum 140 verbunden ist. Für den Aufbau des Transversalfilters 136 in der Anlage 120 gelten die gleichen Überlegungen und seine Konstruktion ist im wesentlichen gleich wie bei dem oben ausführlich beschriebenen Transversalfilter 36. Außerdem führt die Anlage 120 gleichermaßen wie die Anlage 20 (Fig. 1) zu dem Ergebnis, daß dem gesamten Schallfeld innerhalb des Hörraums 140 ein zusätzlicher Geräumigkeitseindruck unterlegt wird. Natürlich kann die im Vergleich zur Anlage 20 (Fig. 1) geänderte Position des Transversalfilters in der Anlage 120 (Fig. 8) auch bei einem srereophonischen System genau so gut wie bei einem monophonischen System gewählt werden. Außerdem kann ein stereophonisches System statt mit einem Raumeffekt-Lautsprecher in einfacher Weise auch mit zwei Raumeffekt-Lautsprechern aufgebaut werden, indem man einfach zwei Systeme verwendet,die ähnlich wie die monophonische Anlage 120 ausgebildet sind und das Transversalfilter in seiner in Fig. 7 dargestellten Position oder in seiner in Fig. 1 dargestellten Position enthalten.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß der Laufzeitunterschied zwischen dem Signal, das dea Transversalfilter

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zugeführt wird, und den Signalen, die den primären Lautsprechern zugeführt werden, im wesentlichen gleich Null ist. Eine gewisse Gesamtverzögerung im Raumeffektkanal kann jedoch durchaus zulässig sein, manchmal bringt sie sogar recht angenehme Wirkungen« Wenn eine solche Maßnahme getroffen ist, liegt natürlich die Zeit'O" für den Raumeffektkanal später als die entsprechende Zeit für denselben Signalinhalt im Hauptkanal.

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Claims

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Patentansprüche

1.) Audiosystem mit folgenden Bestandteilen: einer Tonsignalquelle zur Erzeugung eines primären Tonsignals; einem primären Tonwandler und einem sekundären Tonwandler, die beide innerhalb eines Hörraums angeordnet sind; einer primären Übertragungseinrichtung, welche die Tonsignalquelle mit dem primären Wandler koppelt, um ihm das primäre Tonsignal zum Zwecke der Wiedergabe zuzuführen; eine sekundäre Übertragungseinrichtung, welche die Tonsignalquelle mit dem sekundären Wandler koppelt,um ein Raumeffektsignal abzuleiten und es dem sekundären Wandler zur Wiedergabe zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Übertragungseinrichtung (36; 136) ein nicht-rekursives Transversalfilter mit dner endlichen Impulsantwort ist, das eine Verzögerungseinrichtung (39) zur Bereitstellung zweier verzögerter Tonsignale enthält, die beide dem primären Tonsignal entsprechen, deren erstes jedoch um ein festes Verzögerungsintervall T1 und deren zweites um ein demgegenüber längeres festes Verzögerungsintervall T2 verzögert ist, und daß das Transversalfilter ferner eine Summierschaltung (53) enthält, um die verzögerten Tonsignale und das primäre Tonsignal in vorbestimmtem Amplitudenverhältnis und in vorbestimmter Phasenbeziehung additiv so miteinander zu vereinigen, daß ein Raumeffektsignal entsteht, welches über ein breites Frequenzband eine relativ flache Amplituden/ Frequenz-Charakteristik mit relativ gleichmäßiger Verzögerungsverteilung und kleinem Frequenzabstand aufweist.

2. Audiosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß T2 gleich 2T ist.

3. Audiosystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß T1

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größer als 5 msec, und kleiner als 80 msec. ist.

4. Audiosystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß T1 ungefähr 30 msec, beträgt.

5. Audiosystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren des primären Tonsignals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei ihrer additiven Vereinigung in der Summierschaltung (53) zueinander ungefähr im Verhältnis 1:2:1 stehen, wobei die Phase des zweiten verzögerten Tonsignals entgegengesetzt der Phase des primären Tonsignals ist.

6. Audiosystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (39) einen Analog/Digital-Umsetzer (62) zur Umwandlung des primären Tonsignals in Digitalform enthält und ein Schieberegister (63) aufweist, welches das digitale primäre Tonsignal um die Zeitspannen T1 und T2 verzögert, um das erste und das zweite verzögerte Tonsignal in Digitalform zu erhalten, und daß das Transversalfilter (36) außerdem eine Digital/Analog-Umsetzeinrichtung (73» 74) enthält, um ein in Analogform umgewandeltes Raumeffektsignal zu erhalten.

7. Audiosystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Digital-Analog/Umsetzeinrichtung einen ersten Digital-Analog-Umsetzer (73) für das erste verzögerte Tonsignal und einen zweiten Digital/Analog-Umsetzer (74) für das zweite verzögerte Tonsignal enthält, und daß die beiden Digital/ Analog-Umsetzer (73 und 74) innerhalb der Verzögerungseinrichtung (39) vor der Summierschaltung (53) liegen.

8. Audiosystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Umsetzer (62) ein Deltamodulator ist und daß die Verzögerungseinrichtung (39) außerdem einen Dynamikpresser (61) im Eingangsweg des Deltaeodulators enthält sowie

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einen ersten und einen zweiten Dynamikdehner (75 und 76) aufweist, deren einer (75) für da8 erste verzögerte Tonsignal vorgesehen ist und mit dem Ausgang des ersten Digital/Analog-Umsetzers (73) verbunden ist und deren zweiter (76) für das zweite verzögerte Tonsignal vorgesehen ist und mit dem zweiten Digital/Analog-Umsetzer (7*0 verbunden ist.

9. Audiosystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren des primären Tonsignals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei der additiven Vereinigung in der Summierschaltung (53) zueinander ungefähr im Verhältnis 1:2:1 stehen, wobei die Phase des zweiten verzögerten Tonsignals der Phase des primären Tonsignals entgegengesetzt ist·

10. Stereophonisches Audiosystem mit folgenden Bestandteilen: einer Tonsignalquelle zur Gewinnung eines ersten primären Tonsignals und eines zweiten primären Tonsignals, die zueinander in stereophonischer Relation stehen; einem ersten und einem zweiten primären Tonwandler, die beide im Abstand zueinander innerhalb eines Hörraums angeordnet sind; einen sekundären Tonwandler, der im Abstand von den primären Tonwandlern innerhalb des Hörraums angeordnet ist; eine primäre tJbertragungseinrichtung, welche die Tonsignal quelle mit den primären Wandlern koppelt, um das erste primäre Tonsignal dem ersten primären Wandler zur Wiedergabe zuzuführen und um das zweite primäre Tonsignal dem zweiten primären Wandler zur Wiedergabe zuzuführen; eine sekundäre Übertragungseinrichtung, welche die Tonsignalquelle mit dem sekundären Wandler koppelt, um ein Raumeffektsignal abzuleiten und es dem sekundären Wandler zur Wiedergabe zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Übertragungseinrichtung (34·» 36) aus einer ersten Summierschaltung (34-) zur Gewinnung eines aonophonisehen Zwischensignals unter additiver Vereinigung der beiden primären Tonsignale und einem nicht-rekursiven

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Transversalfilter (36) mit endlicher Impulsantwort besteht, das folgendes enthält: eine Verzögerungseinrichtung (39) zur Bereitstellung eines ersten und eines zweiten verzögerten Tonsignals, die beide dem Zwischensignal entsprechen, deren erstes jedoch um ein festes Intervall T1 und deren zweites um ein demgegenüber längeres festes Intervall T2 verzögert ist; eine zweite Summierschaltung (53)* welche die verzögerten Tonsignale und das Zwischensignal in einem vorbestimmten Amplitudenverhältnis und in vorbestimmter Phasenbeziehung derart miteinander vereinigt, daß ein Raumeffektsignal entsteht, das eine relativ flache Amplituden/Frequenz-Charakteristik über ein breites Frequenzband hat und eine Verzögerungs/Frequenz-Charakteristik aufweist, die eine relativ gleichmäßige Verzögerungsverteilung über das besagte Frequenzband bringt.

11. Audiosystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

T2 gleich 2T1 ist und daß T1 größer als 5 msec, und kleiner als 80 msec. ist.

12. Audiosystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß T1 ungefähr 30 msec, beträgt.

13· Audiosystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren des Zwischensignals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei der additiven Vereinigung in der zweiten Summierschaltung (53) zueinander ungefähr im Verhältnis 1:2:1 stehen, wobei die Phase des zweiten verzögerten Tonsignals gegenüber der Phase des primären Tonsignals entgegengesetzt ist.

14·. Audiosystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (39) einen Analog/Digital-Umsetzer (62) zur Umwandlung des Zwischensignals in Digital-

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form enthält und ein Schieberegister (63) aufweist, welches das digitale Zwischensignal um die Intervalle T1 und T2 verzögert, um das erste und das zweite verzögerte Tonsignal in Digitalform zu erhalten, und daß das Transversalfilter (36) außerdem eine Digital/Analog-Umsetzeinrichtung (73, 74) enthält, um das Raumeffektsignal in Analogform zu erhalten.

15. Audiosystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Digriral/Analog-Umsetzeinrichtung aus einem ersten Digital/Analog-Umsetzer (73) für das erste verzögerte Tonsignal und einem zweiten Digital/Analog-Umsetzer (74·) für das zweite verzögerte Tonsignal besteht, und daß die Digital/ Analog-Umsetzer (73» 74) innerhalb der Verzögerungseinrichtung (39) vor der zweiten Summierschaltung (53) liegen.

16. Audiosystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Umsetzer (62) ein Deltamodulator ist und daß die Verzögerungseinrichtung ferner einen im Weg zum Deltamodulator liegenden Dynamikpresser (61) enthält sowie zwei Dynamikdehner (75, 76) aufweist, deren erster (75) für das erste verzögerte Tonsignal vorgesehen ist und mit dem Ausgang des ersten Digital/Analog-Umsetzers (73) verbunden ist und deren zweiter für das zweite verzögerte Tonsignal vorgesehen ist und mit dem zweiten Digital/Analog-Umsetzer(74)verbunden ist.

"7. Audiosystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren des Zwischensignals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei ihrer additiven Vereinigung in der zweiten Summierschaltung (53) zueinander ungefähr im Verhältnis 1:2:1 stehen, wobei die Phase des zweiten verzögerten Tonsignals gegenüber der Phase des primären . Tonsignals entgegengesetzt ist.

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18. Nicht-rekursives Transversalfilter für Tonfrequenzen zur Gewinnung eines Raumeffektsignals aus einem primären Tonsignal, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (39) zur Bereitstellung einer Reihe von mindestens zwei verzögerten Tonsignalen, die alle dem primären Tonsignal entsprechen, jedoch um jeweils ein zunehmend längeres Intervall verzögert sind, und eine Summierschaltung (53) zur additiven Vereinigung des primären Tonsignals und der verzögerten Tonsignale in vorbestimmtem Amplitudenverhaltnxs und vorbestimmter Phasenbeziehung derart, daß ein Raumeffektsignal erhalten wird, welches eine relativ flache Amplituden/Frequenz-Charakteristik über ein breites Frequenzband hat und eine Laufzeit/ Frequenz-Charakteristik mit relativ gleichmäßiger Laufzeitverteilung' und kleinem Freauenzabstand über den Bereich des besagten Frequenzbandes hat.

19. Nicht-rekursives Transversalfilter für Tonfrequenzen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsunterschied zwischen aufeinanderfolgenden Signalen in der Reihe der verzögerten Tonsignale gleichmäßig ist und daß die maximale Gesamtverzögerung für das letzte Signal in der Reihe nicht größer ist als 200 msec.

20. Nicht-rekursives Transversalfilter für Tonfreauenzen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe der verzögerten Tonsignale aus gerade zwei Signalen besteht und daß die Verstärkungsfaktoren des primären Signals, des ersten verzögerten Tonsignals und des zweiten verzögerten Tonsignals bei der additiven Vereinigung in der Summierschaltung (53) zueinander im Verhältnis von ungefähr 1:2:1 stehen, wobei die Phase des primären Tonsignals gegenüber der Phase des zweiten verzögerten Tonsignals entgegengesetzt ist.

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