DE29509157U1 - Device for generating surround sound from stereo signals from sound sources - Google Patents
Device for generating surround sound from stereo signals from sound sourcesInfo
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Description
G 95 040 G95040
Rudolf ClauEäonet 55442 DaxweilerRudolf ClauEäonet 55442 Daxweiler
Gerät zur Erzeugung von RaumklangDevice for generating surround sound
aus Stereosignalen von Tonquellenfrom stereo signals from sound sources
Die Neuerung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Raumklang aus Stereosignalen von Stereo-Tonquellen bzw. Quasi-Stereoeffekten aus Mono-Tonquellen. Als Tonquelle dienen beispielsweise Fernsehgeräte, Videogeräte, Plattenspieler, CD-Spieler, Radiogeräte, Satellitenempfangsgeräte. Die Tonquellen sind mit entsprechenden Aktivboxen oder Lautsprecherendstufen mit Passivboxen ausgestattet.The innovation concerns a device for generating surround sound from stereo signals from stereo sound sources or quasi-stereo effects from mono sound sources. Examples of sound sources include televisions, video devices, record players, CD players, radios, satellite receivers. The sound sources are equipped with corresponding active speakers or loudspeaker amplifiers with passive speakers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tonquellen nachträglich so auszustatten, daß sie einen Raumklang bei Stereo-Tonquellen bzw. Quasi-Stereoeffekte bei Mono-Tonquellen erzeugen. Hierzu wird erfindungsgemäß ein Gerät - Interface vorgeschlagen, das einen Dekodierer und einen an den Dekodierer angeschlossenen Rechner und Eingangsbuchsen für die Eingänge der Tonquellen und Ausgangsbuchsen für die Ausgänge zur Ansteuerung von Lautsprecherendverstärkern bzw. Aktivboxen 0 aufweist.The invention is based on the task of subsequently equipping sound sources in such a way that they produce surround sound with stereo sound sources or quasi-stereo effects with mono sound sources. For this purpose, the invention proposes a device interface that has a decoder and a computer connected to the decoder and input sockets for the inputs of the sound sources and output sockets for the outputs for controlling loudspeaker amplifiers or active speakers.
Als Dekodierer wird ein Phasenschieber-Matrix-Raum-IC (integrierter Schaltkreis) mit einemThe decoder is a phase shifter matrix space IC (integrated circuit) with a
Betriebsspannungsversorgungsteil vorgesehen. Derartige IC sind käuflich erhältlich, beispielsweise der als bipolarer analoger integrierter Schaltkreis ausgeführte IC mit der Handelsbezeichnung ^PC1853 der NEC Corporation. Mit Hilfe dieses ICs wird eine räumliche Information aus einemOperating voltage supply part is provided. Such ICs are commercially available, for example the IC designed as a bipolar analog integrated circuit with the trade name ^PC1853 from NEC Corporation. With the help of this IC, spatial information is extracted from a
Stereosignal erzeugt. Neuerungsgemäß wird dieser Dekodierer an einen Rechner angeschlossen und über den Rechner gesteuert. Jede beliebige Stereo-Tonquelle kann mit dem erfindungsgemäßen Gerät ausgerüstet werden, mit dem ein Rundum-Raumklang (dreidimensional) erzeugt werden kann. Bei Anschluß des erfindungsgemäßen Gerätes an eine Mono-Tonquelle erzielt man Quasi-Stereoeffekte nach Art eines dreidimensionalen Raumklanges. Zur Erzeugung eines Rundum-Raumklanges ist es erforderlich, entsprechend positionierte Aktivboxen oder Lautsprecherendstufen mit Passivboxen vorzusehen, die entsprechend positioniert werden, insbesondere im Frontbereich links L und rechts R bzw. in der Mitte M und des weiteren hinten (Rear).Stereo signal is generated. According to the innovation, this decoder is connected to a computer and controlled by the computer. Any stereo sound source can be equipped with the device according to the invention, with which an all-round surround sound (three-dimensional) can be generated. When the device according to the invention is connected to a mono sound source, quasi-stereo effects are achieved in the manner of a three-dimensional surround sound. To generate an all-round surround sound, it is necessary to provide appropriately positioned active speakers or loudspeaker amplifiers with passive speakers, which are positioned accordingly, in particular in the front area left L and right R or in the middle M and further back (rear).
Vorteilhafte Ausgestaltungen des neuerungsgemäßen Gerätes sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.Advantageous embodiments of the device according to the invention can be taken from the characterizing features of the subclaims.
Zur Steuerung des Rechners ist eine geeignete Software einzusetzen. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens die Ausgänge je eines rechten und linken Front-Laut Sprecherendverstärkers Ll, Rl einer Tonquelle nach Klang, Balance und Lautstärke regelbar sind. Zusätzliche Ausgänge L2, R2 von Frontlautsprecherendverstärkern einer Tonquelle rechts und links dienen der Aufnahme zum Beispiel mittels eines Cassettenrecorders, deshalb wird hier üblicherweise keine Lautstärkereglung vorgesehen. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die Ausgänge rear out, d.h. eines hinteren Lautsprecherendverstärkers sowie die Ausgänge eines zentralen Frontlautsprecherendverstärkers L+R out ebenfalls nach 0 Lautstärke regelbar ausgebildet sind. Hierbei handelt es sich um Aktivlautsprecher oder Leistungsendstufen in Verbindung mit Passivlautsprechern.Suitable software must be used to control the computer. In a further development of the invention, it is provided that at least the outputs of a right and left front speaker amplifier Ll, Rl of a sound source can be adjusted for sound, balance and volume. Additional outputs L2, R2 of front speaker amplifiers of a sound source on the right and left are used for recording, for example using a cassette recorder, so volume control is usually not provided here. In addition, it is provided that the rear out outputs, i.e. of a rear speaker amplifier, and the outputs of a central front speaker amplifier L+R out are also designed to be adjustable to 0 volume. These are active speakers or power amplifiers in conjunction with passive speakers.
Als Rechner wird bevorzugt ein Mikroprozessor mit Adressteil, EPROM (Festwertspeicher), Resetteil und Fernbedienungseingang für eine Fernbedienung und gegebenenfalls einem zusätzlichen Speicher, der die vom Anwender des Dekodierers eingestellten Parameter, wie Lautstärke, Balancen, Effekttyp, Klang usw.The preferred computer is a microprocessor with an address section, EPROM (read-only memory), reset section and remote control input for a remote control and, if necessary, an additional memory that stores the parameters set by the decoder user, such as volume, balance, effect type, sound, etc.
aufnimmt, vorgesehen. Der Rechner ist ebenfalls an das Betriebsspannungsversorgungsteil des Dekodierers angeschlossen. Auf diese Weise ist eine handliche Einheit geschaffen, mit der es möglich ist, Stereo-Tonquellen bzw. Mono-Tonquellen nachträglich auszurüsten, um einen Rundum-Raumklang bzw. Stereoeffekte zu erzielen.The computer is also connected to the operating voltage supply part of the decoder. This creates a handy unit with which it is possible to retrofit stereo sound sources or mono sound sources in order to achieve all-round surround sound or stereo effects.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
10The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
10
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des GeräteaufbauesFig. 1 a schematic block diagram of the device structure
Fig. 2 das Blockschaltbild des Dekodierers mit Ein- und Ausgängen gemäß Fig. 1Fig. 2 the block diagram of the decoder with inputs and outputs according to Fig. 1
Fig. 3 Blockschaltbild des Rechners gemäß Fig. 1Fig. 3 Block diagram of the computer according to Fig. 1
Fig. 4 Blockschaltbild der Fernbedienung und Anzeige gemäß Fig. 1.Fig. 4 Block diagram of the remote control and display according to Fig. 1.
Der Dekodierer DC gemäß Fig. 1 ist mit der Ausgangsseite einer Tonquelle, den Eingängen E verbunden und bildet Ausgänge A für den Anschluß der Lautsprecherendverstärker bzw. Aktivboxen der Tonquelle. Der Dekodierer DC wird von dem Rechner gesteuert. Der Rechner ist mit einem Adressteil mit Festwertspeicher, einer Resetschaltung RS und einem Speicher SP, - optional sowie einer Anzeige Anz ausgestattet. Darüber hinaus hat der Rechner einen Eingang für die Fernbedienung FB. Die 0 Lautsprecherendverstärker bzw. Aktivboxen einer Tonquelle können nun mittels der Fernbedienung über den Rechner und den Dekodierer in Lautstärke, der Balance und dem Klang, gegebenenfalls wahlweise, geregelt werden. Einstellbar sind auch Effektstärke, Effektart {Simulieren, Musik, Movie, Effekt aus), Gerät ein/aus, physiologische Lautstärke ein/aus speicherbar sowie MUTE ein/aus über die Ferndbedienung.The decoder DC according to Fig. 1 is connected to the output side of a sound source, the inputs E and forms outputs A for the connection of the loudspeaker amplifiers or active speakers of the sound source. The decoder DC is controlled by the computer. The computer is equipped with an address section with read-only memory, a reset circuit RS and a memory SP, - optional as well as a display Anz. In addition, the computer has an input for the remote control FB. The 0 loudspeaker amplifiers or active speakers of a sound source can now be controlled in terms of volume, balance and sound, optionally if necessary, using the remote control via the computer and the decoder. Also adjustable are effect strength, effect type (simulate, music, movie, effect off), device on/off, physiological volume on/off can be saved and MUTE on/off via the remote control.
In der Fig. 2 ist das Blockschaltbild des Dekodierers mit Ein- und Ausgängen dargestellt. Der Dekodierer ICl ist beispielsweise ein Phasenschieber-Matrix-Raum-integrierter Schaltkreis in Gestalt des handelsüblich erhältlichen jUPC1853 Chips der NEC Corporation. Die Eingangsseite - Scart - weist Buchsen - Eingänge E - zum Anschluß an eine Tonquelle, beispielsweise ein Fernsehgerät, auf. Die Eingänge El, E2, E3, E4 werden über einen Eingangsumschalter Sl, der auch elektronisch ausgebildet sein kann, als Eingänge E5, E6 auf den Dekodierer ICl geführt. Der Dekodierer ICl ist über die Leitungen SDA und SCL an den Rechner angeschlossen, siehe Fig. 2. Des weiteren ist der Dekodierer ICl an das Netzteil Ul als Betriebsspannungsversorgungsteil angeschlossen. Die zum Dekodierer zugehörigen Widerstände R(nl-5) und Kondensatoren C(nl-29) sind dargestellt in der Fig. 2. Die Anschlüsse FCl-FC4 sind Phasenschieber für verschiedene Laufzeitsysteme. Die Anschlüsse MFl, MF2 sind ein Hochpassfilter für Surround-Simulieren, die Anschlüsse LFl, LF2 sind für einen Tiefpassfilter. Die Beschaltung der Anschlüsse RTC, RBC, LZC, 0 LBC bestimmt die Charakteristik der Höheneinstellung T und der Basseinstellung B, jeweils für links L und rechts R. Die Kondensatoren an den Anschlüssen VOlC und BALC dienen zur Störunterdrückung der D/A-Wandler für Volumen (Lautstärke VOLC) bzw. Balance (BALC). Am Anschluß OFC wird die Offsetspannung der Phasenschieber kompensiert. Die Ausgänge des Dekodierers ICl sind auf der rechten Seite aufgeführt, wobei L die linksseitigen Frontlautsprecher bezeichnet, VOL das Volumen, BAL die Balance, R die rechtsseitigen Frontlautsprecher, Rear den hinteren Lautsprecher und L+R 0 einen mittigen Frontlautsprecher bezeichnen. Die beiden Lautsprecher Ll out und L2 out sind Stereolautsprecher, ebenso Rl out und R2 out. Es ist vorgesehen, daß die Lautsprecher Ll und Rl sowohl im Klang als auch in der Balance und in der Lautstärke steuerbar sind, während die Lautsprecher L2, R2 nicht in der Lautstärke regelbar sind, hingegen die Lautsprecher rear out und L+R out ebenfalls in der Lautstärke regelbar sind. Die Ausgänge Al und A2 entsprechend Rl out und Ll out sind einerseits zur Eingangsseite, d.h. zur Tonquelle,Fig. 2 shows the block diagram of the decoder with inputs and outputs. The decoder IC1 is, for example, a phase shift matrix space integrated circuit in the form of the commercially available jUPC1853 chip from NEC Corporation. The input side - Scart - has sockets - inputs E - for connection to a sound source, for example a television set. The inputs El, E2, E3, E4 are fed to the decoder IC1 via an input switch Sl, which can also be electronic, as inputs E5, E6. The decoder IC1 is connected to the computer via the lines SDA and SCL, see Fig. 2. The decoder IC1 is also connected to the power supply unit Ul as the operating voltage supply unit. The resistors R(nl-5) and capacitors C(nl-29) associated with the decoder are shown in Fig. 2. The connections FCl-FC4 are phase shifters for various delay systems. The connections MFl, MF2 are a high-pass filter for surround simulation, the connections LFl, LF2 are for a low-pass filter. The wiring of the connections RTC, RBC, LZC, 0 LBC determines the characteristics of the treble setting T and the bass setting B, for left L and right R respectively. The capacitors on the connections VOlC and BALC serve to suppress interference from the D/A converters for volume (volume VOLC) and balance (BALC). The offset voltage of the phase shifters is compensated at the connection OFC. The outputs of the decoder IC1 are listed on the right-hand side, where L denotes the left-hand front speakers, VOL the volume, BAL the balance, R the right-hand front speakers, Rear the rear speaker and L+R 0 denote a central front speaker. The two speakers Ll out and L2 out are stereo speakers, as are Rl out and R2 out. It is intended that the speakers Ll and Rl can be controlled in terms of sound, balance and volume, while the speakers L2, R2 cannot be controlled in terms of volume, whereas the speakers rear out and L+R out can also be controlled in terms of volume. The outputs Al and A2 corresponding to Rl out and Ll out are on the one hand connected to the input side, i.e. to the sound source.
zurückgeführt und zum anderen zum RCAl. Die Ausgänge A3 und A4 entsprechend L2 out und R2 out sind zum RCA2 geführt.and the other to the RCA1. The outputs A3 and A4 corresponding to L2 out and R2 out are led to the RCA2.
Die mit RCAl und REC2 bezeichneten Teile der Fig. 1 sind sogenannte Chinch-Buchsen. Sie gestatten den Anschluß auch an Stereoanlagen usw., die mit diesen Buchsen ausgestattet sind. Des weiteren dienen sie zum Anschluß der Lautsprecher L+R und Rear (Aktivlautsprecher oder Leistungsendstufen in Verbindung mit Passivlautsprechern), auch zusätzlich zu in dem Dekodierer gegebenenfalls eingebauten Leistungsendstufen.The parts marked RCAl and REC2 in Fig. 1 are so-called cinch sockets. They also allow connection to stereo systems etc. that are equipped with these sockets. They are also used to connect the L+R and rear speakers (active speakers or power amplifiers in conjunction with passive speakers), also in addition to any power amplifiers built into the decoder.
Die Ausgänge rear out und L+R out, die in der Lautstärke regelbar sind, sind sogenannte Mono-Ausgänge.The rear out and L+R out outputs, which have adjustable volume, are so-called mono outputs.
In der Fig. 3 ist der Aufbau des Rechners im Blockschaltbild schematisch dargestellt. Als Rechner wird ein Standardrechner eingesetzt, zum Beispiel mit handelsüblichen IC, der mit einer Reset-Schaltung RS ausgestattet ist und über UCC mit dem Betriebsspannungsversorgungsteil des Dekodierers, siehe Fig. 2, zur Spannungsversorgung verbunden ist. Der Rechner ist des weiteren mit einem Adressteil Adress ausgestattet, der einen Adresszwischenspeicher IC4 und einen EPROM-Festwertspeicher IC3 enthält. Der Rechner IC2 ist über einen Busanschluß mit dem Dekodierer ICl gemäß Fig. 2 verbunden. SDA und SCL bilden zusammen mit Masse den I2C-Bus. Dieser ist durch R8, R9 und die Software realisiert. Wahlweise kann noch ein Speicher SP mit einer integrierten Schaltung IC5 an den Rechner IC2 über die Leitungen SCL und SDA angeschlossen sein. Der Eingang für die Fernbedienung ist mit FBIN am Rechner bezeichnet. Die 0 Widerstände R und Kondensatoren C sind durch Ziffern gekennzeichnet. Die Anschlüsse P 1.3, P 1.4, P 1.5, P 1.6, P 1.7 sind zur Frontplatte der Anzeige, wie aus Fig. 4 ersichtlich, geführt.The structure of the computer is shown schematically in the block diagram in Fig. 3. A standard computer is used as the computer, for example with a commercially available IC, which is equipped with a reset circuit RS and is connected to the operating voltage supply part of the decoder via UCC, see Fig. 2, for the voltage supply. The computer is also equipped with an address part Address, which contains an address buffer IC4 and an EPROM read-only memory IC3. The computer IC2 is connected to the decoder IC1 via a bus connection as shown in Fig. 2. SDA and SCL, together with ground, form the I2C bus. This is implemented by R8, R9 and the software. Optionally, a memory SP with an integrated circuit IC5 can be connected to the computer IC2 via the SCL and SDA lines. The input for the remote control is marked FBIN on the computer. The 0 resistors R and capacitors C are identified by numbers. The connections P 1.3, P 1.4, P 1.5, P 1.6, P 1.7 are routed to the front panel of the display, as shown in Fig. 4.
Das mit Ql bezeichnete Teil der Fig. 3 ist ein Schwingquarz. Er hat die Aufgabe, den Systemtakt des Rechners zu erzeugen.The part marked Ql in Fig. 3 is a quartz oscillator. Its job is to generate the system clock of the computer.
Es werden handelsübliche IC eingesetzt. Das IC4 ist ein Adresszwischenspeicher des Typs 74(H)CT573. Es speichert die vom Rechner IC2(80C31 oder 80C32 oder 80C51 oder 80C52) ausgegebenen Adressen beim Zugriff auf den Speicher IC3 (27C64 oder 27C128) zwischen, da der Bus des Rechners im Multiplexverfahren betrieben wird. Der zusätzliche Speicher IC5 (PCF8570 oder 24C01 o.a.) nimmt die vom Anwender des Dekodierers eingestellten Parameter, wie Lautstärke, Balance, Effekttyp, Klang usw. auf. Es handelt sich um ein sogenanntes EEPROM, welches die Daten ohne zusätzliche Spannungsversorgung (Batterie, Akku) dauerhaft speichex't und wird ebenfalls über den I2C-BUS bedient.Commercially available ICs are used. IC4 is an address buffer of type 74(H)CT573. It stores the addresses issued by the computer IC2 (80C31 or 80C32 or 80C51 or 80C52) when accessing the memory IC3 (27C64 or 27C128), as the computer bus is operated using a multiplexing method. The additional memory IC5 (PCF8570 or 24C01 or others) stores the parameters set by the decoder user, such as volume, balance, effect type, sound, etc. It is a so-called EEPROM, which permanently stores the data without an additional power supply (battery, rechargeable battery) and is also operated via the I2C BUS.
In der Fig. 4 ist die Fernbedienung FB mit dem Fernbedienungseingang FBIN und einem Kondensator C34In Fig. 4 the remote control FB is connected to the remote control input FBIN and a capacitor C34
dargestellt. Der Anzeigenteil ANZ ist mit den Anschlüssen P 1.3 bis 1.7 ausgestattet, die über Widerstände RIl, 12, 13,
16, 17 und Transistoren Tl, T2, T3, T4, T5 zu den Leuchtdioden
LEDl, 2, 3, 5, 6 führen.
20The display part ANZ is equipped with the connections P 1.3 to 1.7, which lead via resistors RIl, 12, 13, 16, 17 and transistors Tl, T2, T3, T4, T5 to the light-emitting diodes LEDl, 2, 3, 5, 6.
20
Die Frontplatte ist in Fig. 4 beispielhaft dargestellt. Sie nimmt den Fernbedienungsempfänger sowie die Anzeigemittel zur Darstellung des Dekodiererzustandes auf. Es kann sich dabei um eine LED - (Leuchtdioden) oder LCD Punktmatrix-Anzeige oder eine Kombination aus beiden handeln. Im Falle der LCD Punktmatrix-Anzeige ist ein erhöhter Hardwareaufwand erforderlich. Das LCD-Modul ist handelsüblich erhältlich.The front panel is shown as an example in Fig. 4. It accommodates the remote control receiver and the display means for showing the decoder status. This can be an LED (light-emitting diode) or LCD dot matrix display or a combination of both. In the case of the LCD dot matrix display, more hardware effort is required. The LCD module is commercially available.
Auch ein OSD (ON SCREEN DISPLAY) ist optional vorgesehen.An OSD (ON SCREEN DISPLAY) is also available as an option.
0 Hierbei werden die notwendigen Daten auf einem handelsüblichen Farbfernsehgerät dargestellt. Die Platine des OSD-Moduls verwendet einen handelsüblichen Baustein vom Typ &mgr;&Rgr;&Ogr;6454. Das OSD-Modul befindet sich auf der Hauptplatine des Dekodierers, wogegen die Frontplatine mit LED und/oder LCD-Anzeige an der 5 Vorderseite des Gehäuses der Tonquelle hinter einer Frontblende montiert wird.0 The necessary data is displayed on a standard color television set. The board of the OSD module uses a standard component of the type μ�RΩΩ6454. The OSD module is located on the main board of the decoder, whereas the front board with LED and/or LCD display is mounted on the front of the 5 sound source housing behind a front panel.
• ··
Der Matrix-Raum-Dekodierer ICl gemäß Fig. 2 hat die Aufgabe, räumliche Informationen aus einem Stereoeingangssignäl,
nämlich den Eingangssxgnalen E5, E6 zu erzeugen. Entsprechend erhält man ausgangsseitig die Stereosignale sowie die Signale
L + R (center und rear), die je nach Schaltung entweder nur in der Lautstärke oder in der Lautstärke, Klang und Balance
regelbar sind. Dies erfolgt mit Hilfe des Rechners IC2, der über die Busleitungen SDA und ICL mit dem Dekodierer ICl
verbunden ist.
10The matrix space decoder IC1 according to Fig. 2 has the task of generating spatial information from a stereo input signal, namely the input signals E5, E6. Accordingly, the stereo signals and the signals L + R (center and rear) are obtained on the output side, which, depending on the circuit, can be controlled either only in terms of volume or in terms of volume, tone and balance. This is done with the help of the computer IC2, which is connected to the decoder IC1 via the bus lines SDA and ICL.
10
Claims (1)
355. Device according to one of claims 1 to 4, 0 characterized in that a microprocessor (IC2) with address part with address buffer (IC4) and memory (IC3), reset part, remote control input for a remote control and optionally an additional memory (IC5) is provided as the computer.
35
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19951102 |
|
| R165 | Request for cancellation or ruling filed | ||
| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 19960524 |
|
| R168 | Utility model cancelled |
Effective date: 19960705 |