DE10201917A1

DE10201917A1 - Control unit for vibrating floor for mechanical transfer of sound effects to listener, controls amplifier to set control signal for vibrating floor independently of volume control for sound signal

Info

Publication number: DE10201917A1
Application number: DE2002101917
Authority: DE
Inventors: Bernd Huebner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-19
Filing date: 2002-01-19
Publication date: 2003-07-31

Abstract

The vibrating floor (1) has a floor plate coupled to at least one electromechanical vibration unit (3). The control unit (18) is coupled to an amplifier (12) for an acoustically reproduced sound signal for driving the vibrating floor. The amplifier can be controlled to set the control signal for the vibrating floor independently of the volume control for the sound signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für einen Vibrationsboden zur mechanischen Übertragung von akustischen Schalleffekten auf einen Zuhörer, wobei der Vibrationsboden mindestens eine elektromechanische Schwingeinheit und eine mit der Schwingeinheit gekoppelte Bodenplatte hat, und wobei die Steuereinheit mit einem Verstärker für ein akustisch wiedergegebenes Tonsignal zur Ansteuerung des Vibrationsbodens gekoppelt ist. The invention relates to a control unit for a vibrating floor mechanical transmission of acoustic sound effects to a listener, the Vibration floor at least one electromechanical vibration unit and one has coupled to the vibration unit base plate, and wherein the control unit with an amplifier for an acoustically reproduced sound signal Control of the vibrating floor is coupled.

Ein solcher Vibrationsboden ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 200 16 603.4 bekannt. Mit Hilfe eines Vibrationsboden werden Schalleffekte als Vibration mechanisch auf einen Zuhörer übertragen. Der Zuhörer nimmt diese Toninformation auf diese Weise nicht nur akustisch wahr, sondern kann diese auch fühlen. Das Klangerlebnis eines Spiels, Videos, Musikstücks oder dergleichen kann hierdurch erheblich gesteigert werden. Such a vibrating floor is from the German utility model 200 16 603.4 known. With the help of a vibration floor, sound effects are considered Vibration mechanically transmitted to a listener. The listener takes this Sound information is not only acoustically true in this way, but can also feel. The sound experience of a game, video, piece of music or the like can be increased significantly.

Eine an dem Vibrationsboden gekoppelte elektromagnetische Schwingeinheit wird hierbei mit einem Steuersignal angesteuert, das aus dem verstärkten und geeignet bearbeiteten akustisch wiedergegebenen Tonsignal gebildet wird. An electromagnetic vibration unit coupled to the vibration floor is driven here with a control signal, which consists of the amplified and suitably processed acoustically reproduced sound signal is formed.

Aufgabe der Erfindung war es, eine verbesserte Steuereinheit für einen solchen Vibrationsboden zu schaffen, mit dem eine angepasste und klirrfreie Vibrationsübertragung des Tonsignals möglich ist. The object of the invention was to provide an improved control unit for such To create a vibration floor with which an adapted and distortion-free Vibration transmission of the sound signal is possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verstärker der Steuereinheit regelbar ist, um das Steuersignal für den Vibrationsboden unabhängig von einer Lautstärkeregelung für das Tonsignal einzustellen. The object is achieved in that the amplifier of Control unit is adjustable to the control signal for the vibrating floor independently of a volume control for the sound signal.

Es wurde nämlich erkannt, dass der durch Vibration mechanisch wahrgenommene Eindruck nicht proportional zu der Lautstärke des akustisch wahrgenommenen Tonsignals geregelt werden sollte, um ein harmonisches Klang- und Vibrationsbild zu erzielen. Daher ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass das Steuersignal für den Vibrationsboden unabhängig von der Lautstärkeregelung des Tonsignals zur akustischen Wiedergabe eingestellt werden kann. It has been recognized that vibration is mechanical perceived impression is not proportional to the volume of the acoustic perceived sound signal should be regulated to a harmonious sound and Achieve vibration picture. Therefore, the control unit is designed so that the Control signal for the vibrating floor regardless of the volume control of the Sound signal for acoustic playback can be set.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mit einer Resonanzmesseinheit zur Messung der Resonanzfrequenzen des Vibrationsbodens und mit einem Filter zur Filterung des Steuersignals für den Vibrationsboden gekoppelt ist. Das Filter ist hierbei in Abhängigkeit von den gemessenen Resonanzfrequenzen so regelbar, dass das Steuersignal im Bereich der Resonanzfrequenzen gedämpft wird. It is also advantageous if the control unit with a Resonance measuring unit for measuring the resonance frequencies of the vibrating floor and with a Filter for filtering the control signal for the vibrating floor is coupled. The Here, the filter is dependent on the measured resonance frequencies adjustable so that the control signal is damped in the range of the resonance frequencies becomes.

Auf diese Weise wird das Ausgangsverhalten des Vibrationsbodens linearisiert und ein Klirren oder Scheppern des Vibrationsbodens im Bereich der Resonanzfrequenzen verhindert. In this way, the initial behavior of the vibrating floor is linearized and a clinking or rattling of the vibrating floor in the area of the Prevents resonance frequencies.

Bei der Messung der Resonanzfrequenzen wird das gesamte an den Vibrationsboden gekoppelte System berücksichtigt. So verändern sich die Resonanzfrequenzen z. B. durch einen auf dem Vibrationsboden gelagerten Stuhl. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Steuereinheit nicht nur einmalig auf die Resonanzfrequenzen eines zugehörigen Vibrationsbodens kalibriert wird, sondern wenn beispielsweise bei jedem Einschalten der Steuereinheit eine automatische Resonanzmessung mit Filterabgleich vorgenommen wird. When measuring the resonance frequencies, the whole is passed to the Vibration floor coupled system considered. So they change Resonance frequencies z. B. by a chair mounted on the vibrating floor. It is therefore advantageous if the control unit does not only operate once Resonance frequencies of an associated vibrating floor is calibrated, but if for example, every time the control unit is switched on, an automatic one Resonance measurement with filter adjustment is made.

Die Resonanzfrequenzen werden vorzugsweise als Impedanzmessung mit einem Messsignal mit einer definierten Messspannung ermittelt. Hierbei wird die Frequenz des Messsignals innerhalb eines definierten Frequenzbereichs zur Bestimmung der Resonanzfrequenzen variiert. Der definierte Frequenzbereich für einen Vibrationsboden liegt im Bereich von etwa 35 bis 170 Hertz. In diesem Bereich wird das Messsignal beispielsweise in Intervallen beispielsweise von Terzen variiert und für jede Messfrequenz die Impedanz gemessen. Das Filter wird dann proportional zu dem gemessenen Impedanzverlauf eingestellt, wobei das Filter im Bereich einer Resonanzüberhöhung gedämpft wird. The resonance frequencies are preferably measured as an impedance with a Measurement signal determined with a defined measurement voltage. Here, the Frequency of the measurement signal within a defined frequency range Determination of the resonance frequencies varies. The defined frequency range for one Vibration floor is in the range of about 35 to 170 Hertz. In this area the measurement signal is, for example, in intervals of, for example, thirds varies and the impedance is measured for each measuring frequency. The filter will then proportional to the measured impedance curve, the filter in Range of a resonance increase is damped.

Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit einem Mikroprozessor eines das Tonsignal erzeugenden Gerätes koppelbar. Hierbei ist der Mikroprozessor zur Regelung des Verstärkers und/oder zur Steuerung und Auswertung der Messung der Resonanzfrequenzen und/oder zur digitalen Filterung des Steuersignals vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die Steuereinheit und/oder das tonerzeugende Gerät einfach durch entsprechende Programmierung angepasst werden kann. The control unit is preferably a sound processor with a microprocessor generating device can be coupled. Here is the microprocessor for controlling the Amplifier and / or for controlling and evaluating the measurement of the Resonance frequencies and / or provided for digital filtering of the control signal. This has the advantage that the control unit and / or the sound-generating device can be easily adjusted by appropriate programming.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: The invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained. It shows:

Fig. 1 Skizze eines Vibrationsbodens mit Blockschaltbild einer Steuereinheit. Fig. 1 sketch of a vibrating floor with block diagram of a control unit.

Die Fig. 1 lässt einen Vibrationsboden 1 erkennen, der als tragbare Multiplex- Sperrholzplatte ausgeführt ist. Der Vibrationsboden 1 wird mit Dämpfungselementen 2 auf dem Fussboden aufgestellt. Unterhalb oder oberhalb des Vibrationsbodens 1 ist eine elektromagnetische Schwingeinheit 3 angebracht, die im wesentlichen aus einem passiven Teil 4 und einem schwingbar gelagerten aktiven Teil 5 besteht. Der aktive Teil 5 kann mit Hilfe einer Spule 6 in Pfeilrichtung senkrecht zum Vibrationsboden 1 bewegt werden. Der passive Teil bildet das Gehäuse der Schwingeinheit 3 und ist fest an dem Vibrationsboden 1 angeschraubt. Fig. 1 shows a vibrating floor 1 , which is designed as a portable multiplex plywood panel. The vibrating floor 1 is placed on the floor with damping elements 2 . An electromagnetic vibrating unit 3 is attached below or above the vibrating base 1 , which essentially consists of a passive part 4 and an active part 5 which is mounted such that it can vibrate. The active part 5 can be moved with the aid of a coil 6 in the direction of the arrow perpendicular to the vibrating base 1 . The passive part forms the housing of the vibrating unit 3 and is screwed firmly to the vibrating base 1 .

Die Dämfungselemente 2 zum Aufstellen des Vibrationsbodens 1 bestehen im wesentlichen aus Kautschukfüssen 7, die mit einer Zwischenlage 8 aus einer mitteldichten Faserplatte (MDF) oder aus einer Lage aus Filz oder Gummi mit einer weiteren Lage aus Polyuretan-Schaum (PU) an dem Vibrationsboden 1 angeschraubt sind. The damping elements 2 for setting up the vibration base 1 essentially consist of rubber feet 7 , which have an intermediate layer 8 made of a medium-density fiberboard (MDF) or a layer made of felt or rubber with a further layer made of polyurethane foam (PU) on the vibration base 1 are screwed on.

Die Ansteuerung der Spule 6 der Schwingeinheit 3 erfolgt durch ein Tonsignal 9, das tiefpassgefiltert 10 wird. Das Tonsignal 9 wird hierbei auf eine Frequenzbandbreite im Bereich von 35 bis 170 Hertz begrenzt. Der Bandbereich sollte in Abhängigkeit von der Art des Tonsignals 9 (Popmusik, Klassik, Spieleffekte oder Filmvertonung oder ähnliches) innerhalb der genannten Frequenzbandbreite ausgewählt werden. The coil 6 of the oscillation unit 3 is activated by a sound signal 9 , which is low-pass filtered 10. The audio signal 9 is limited to a frequency bandwidth in the range from 35 to 170 Hertz. The band range should be selected depending on the type of sound signal 9 (pop music, classical music, game effects or film dubbing or the like) within the specified frequency bandwidth.

Das tiefbassgefilterte Signal V_T wird anschließend mit einer Delimiterschaltung 11 amplitudenbegrenzt. An den Ausgang der Delimiterschaltung 11 ist ein Leistungsverstärker 12 geschaltet. Dieser Leistungsverstärker 12 ist notwendig, um die Spule 6 der Schwingeinheit 3 ansteuern zu können. The deep-bass filtered signal V _T is then amplitude limited with a delimiter circuit 11 . A power amplifier 12 is connected to the output of the delimiter circuit 11 . This power amplifier 12 is necessary in order to be able to control the coil 6 of the oscillation unit 3 .

Da die Schwingeinheit 3 eine relativ hohe Induktivität hat und nicht an den Ausgang von Leistungsverstärkern 12 angepasst ist, ist eine Schutzdiodenschaltung 13 am Ausgang des Leistungsverstärkers 12 vorgesehen, um Strom- und Spannungsspitzen auszuregeln. Since the oscillating unit 3 has a relatively high inductance and is not adapted to the output of power amplifiers 12 , a protective diode circuit 13 is provided at the output of the power amplifier 12 in order to regulate current and voltage peaks.

Das Tonsignal 9 wird über einen weiteren Verstärker 14 akustisch über einen Lautsprecher 15 wiedergegeben. The sound signal 9 is reproduced acoustically via a loudspeaker 15 via a further amplifier 14 .

Erfindungsgemäß ist der Leistungsverstärker 12 unabhängig von der Lautstärkeregelung zur akustischen Wiedergabe des Tonsignals mit Regelungsmitteln 16 einstellbar. Die Intensität der Schwingung des Vibrationsbodens kann somit unabhängig von dem Lautstärkeeindruck eingestellt werden. According to the invention, the power amplifier 12 can be adjusted independently of the volume control for acoustic reproduction of the sound signal with control means 16 . The intensity of the vibration of the vibrating floor can thus be set independently of the volume impression.

Weiterhin ist eine Resonanzmesseinheit 17 in die Steuereinheit 18 integriert. Die Resonanzmesseinheit 17 hat einen Frequenzgenerator zur Erzeugung eines Messsignals M mit einer definierten Messspannung und einer definierten Frequenz innerhalb des definierten Frequenzbereichs des Vibrationsbodens 1. Mit dem Messsignal M wird die elektromagnetische Schwingeinheit 3 angeregt und die Impedanz am Ausgang der Steuereinheit 18 gemessen. Die Frequenz des Messsignals wird dann in Abständen von Terzen innerhalb des definierten Frequenzbereichs variiert. Dabei weisen geringe Impedanzen auf die Resonanzfrequenzen des Vibrationsboden-Systems hin. Das Filter 10 wird in Abhängigkeit von den gemessenen Resonanzfrequenzen durch die Resonanzmesseinheit 17 so eingestellt, dass das Steuersignal für die elektromagnetische Schwingeinheit 3 im Bereich der Resonanzfrequenzen gedämpft wird. Auf diese Weise wird das Ausgangsverhalten der Steuereinheit 18 linearisiert und ein Klirren und Scheppern des Vibrationsbodens 1 bei einer Beaufschlagung mit Resonanzfrequenzen verhindert. Furthermore, a resonance measuring unit 17 is integrated in the control unit 18 . The resonance measuring unit 17 has a frequency generator for generating a measuring signal M with a defined measuring voltage and a defined frequency within the defined frequency range of the vibrating floor 1 . With the measurement signal M, the electromagnetic oscillation unit 3 is excited and the impedance at the output of the control unit 18 is measured. The frequency of the measurement signal is then varied at intervals of thirds within the defined frequency range. Low impedances indicate the resonance frequencies of the vibrating floor system. The filter 10 is set as a function of the measured resonance frequencies by the resonance measuring unit 17 such that the control signal for the electromagnetic oscillation unit 3 is damped in the range of the resonance frequencies. In this way, the output behavior of the control unit 18 is linearized and a clattering and rattling of the vibrating base 1 is prevented when it is subjected to resonance frequencies.

Die Steuereinheit 18 kann auch als Einschubmodul für ein tonerzeugendes Gerät, beispielsweise eine elektronische Spielekonsole, ausgebildet sein. Hierbei wird ein in dem elektronischen Gerät üblicherweise vorhandener Mikroprozessor ausgenutzt, um die Steuereinheit 18 mindestens teilweise zu steuern und digitale Signalverarbeitungsprozesse auszuführen. So kann bei der Messung der Resonanzfrequenzen beispielsweise die Auswertung der Resonanzsignale durch den Mikroprozessor erfolgen. Der Mikroprozessor kann zudem ein Resonanzsignal generieren, das Steuersignal für den Vibrationsboden digital filtern, den Verstärker regeln, etc. The control unit 18 can also be designed as a plug-in module for a sound-generating device, for example an electronic game console. Here, a microprocessor usually present in the electronic device is used to control the control unit 18 at least partially and to carry out digital signal processing processes. For example, when measuring the resonance frequencies, the microprocessor can evaluate the resonance signals. The microprocessor can also generate a resonance signal, digitally filter the control signal for the vibrating floor, regulate the amplifier, etc.

Claims

1. Control unit ( 18 ) for a vibrating floor ( 1 ) for mechanical transmission of acoustic sound effects to a listener, the vibrating floor ( 1 ) having at least one electromechanical vibrating unit ( 3 ) and a bottom plate coupled to the vibrating unit ( 3 ), and wherein the Control unit ( 18 ) is coupled to an amplifier ( 12 ) for an acoustically reproduced sound signal ( 9 ) for controlling the vibrating base ( 1 ), characterized in that the amplifier ( 12 ) can be regulated in order to independently control the control signal for the vibrating base ( 1 ) set by a volume control for the sound signal ( 9 ).

2. Control unit ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the control unit ( 18 ) with a resonance measuring unit ( 17 ) for measuring the resonance frequencies of the vibrating floor ( 1 ), and a filter ( 16 ) for filtering the control signal for the vibrating floor ( 1 ) is coupled, the filter ( 10 ) being controllable as a function of the measured resonance frequencies so that the control signal is damped in the region of the resonance frequencies.

3. Control unit ( 18 ) according to claim 2, characterized in that the resonance measuring unit ( 17 ) is designed for impedance measurement with a measurement signal (M) with a defined measurement voltage, the frequency of the measurement signal being varied within a defined frequency range for determining the resonance frequency.

4. Control unit ( 18 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 18 ) can be coupled to a microprocessor of a device generating the sound signal ( 9 ) and the microprocessor for regulating the amplifier ( 12 ) and / or for controlling and Expansion of the measurement of the resonance frequencies and / or for digital filtering of the control signal is provided.

5. Control unit ( 18 ) according to claim 4, characterized in that the control unit ( 18 ) is designed as a plug-in module in an electronic game console.