DE822106C

DE822106C - Facility for two-way communication between at least two stations

Info

Publication number: DE822106C
Application number: DEE1799A
Authority: DE
Inventors: Dr Dr H C Heinrich Hecht; Hans Otten
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1950-07-18
Filing date: 1950-07-18
Publication date: 1951-11-22

Description

Einrichtung zum Gegensprechen zwischen mindestens zwei Stationen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vermeiden der akustischen Rückkopplung, die normalerweise bei einer Anordnung zum Gegensprechen zwischen zwei Stationen mit je einer Mikrophon-und einer Lautsprecheranordnung eintritt. Es ist bisher versucht worden, diese Rückkopplung dadurch zu vermeiden, daß durch Richtwirkung der Mikrophone und Telephone und durch Anordnung von Schallschirmen die direkte Beaufschlagung des Mikrophons durch das Telephon weitgehend vermindert wurde. Es ist ferner vorgeschlagen worden, die akustische Rückkopplung dadurch zu kompensieren, daß das Mikrophon als Druckgradientenmikrophon ausgebildet und so zum Lautsprecher angeordnet wurde, daß beide Seiten des Mikrophons in gleicher Weise vom Lautsprecher beaufschlagt wurden. Hierdurch wurde zwar theoretisch die Wirkung des Lautsprechers auf das Mikrophon aufgehoben. Die praktischen Lösungen waren jedoch unbefriedigend, weil es nicht möglich ist, die Anordnung so zu treffen, daß beide Seiten des Mikrophons genau gleichmäßig beaufschlagt werden. Selbst wenn der Lautsprecher für sich richtig zum Mikrophon orientiert war, traten Störungen durch Reflexionen an den Zimmerwänden auf, die nicht kontrolliert werden können, da sie sich, beispielsweise durch Hinzutreten von Personen, ständig ändern.Facility for two-way communication between at least two stations Die The invention relates to a device for avoiding acoustic feedback, normally in an arrangement for two-way communication between two stations each with a microphone and a loudspeaker arrangement. It has been tried so far been to avoid this feedback by directivity of the microphones and telephones and direct exposure through the arrangement of sound screens of the microphone was largely diminished by the telephone. It is also suggested been to compensate for the acoustic feedback by having the microphone as Pressure gradient microphone was designed and arranged to the loudspeaker that both sides of the microphone were acted upon in the same way by the loudspeaker. This theoretically reduced the effect of the loudspeaker on the microphone canceled. However, the practical solutions were unsatisfactory because it was not it is possible to make the arrangement so that both sides of the microphone are accurate be applied evenly. Even if the speaker is correct for itself Microphone-oriented, there was interference from reflections on the room walls that cannot be controlled, as they can, for example, by stepping forward of people, constantly changing.

Die Einrichtung zum Gegensprechen nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß mindestens auf einer Station, gegebenenfalls auf jeder Station Mikrophon und Lautsprecher durch eine derartig dimensionierte Kompensationsleitung miteinander verbunden sind, daß im Mikrophon eine die akustische Rückkopplung gerade aufhebende Gegenspannung von entsprechender Phase und Amplitude entsteht.The device for two-way communication according to the invention avoids this Disadvantages in that at least one station, possibly on each station Microphone and loudspeaker through such a dimensioned compensation line are connected to each other that the acoustic feedback is straight in the microphone canceling counter-voltage of corresponding phase and amplitude arises.

Die Kompensationsleitung besteht nach einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens aus einer genau gleichartigen Übertragungsstrecke, die der Übertragungsstrecke Mikrophon-Lautsprecher, unter Umkehrung der Phase, parallel geschaltet ist. Zweckmäßigerweise wird als Parallelstrecke die gleichartig ausgebildete Mikrophon-Lautsprecher-Strecke einer anderen Station benutzt.The compensation line consists of a special one education of the inventive concept from an exactly similar transmission path that the Microphone-loudspeaker transmission path, reversing the phase, in parallel is switched. Expediently, the parallel path is the one that is designed in the same way Another station's microphone-loudspeaker range used.

Eine andere Ausbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß die Kompensationsleitung eine elektrische, magnetische, elektromagnetische oder sonstige Nachbildung der akustischen übertragungsstrecke ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Kompensationsleitung eine elektrische Verzögerungskette enthält, deren Verzögerung gleich der Schallaufzeit in der Luftstrecke zwischen Lautsprecher und Mikrophon ist. Außerdem ist in der Kompensationsleitung ein frequenzabhängiger Widerstand, vorzugsweise in Potentiometerschal= tung, angeordnet, der für die verschiedenen Frequenzen die gleiche oder annähernd gleiche Phasenabhängigkeit wie die elektroakustische Wandleranordnung besitzt. Bei Verwendung von elektrodynamischen Wandlern ist es zweckmäßig, diesen frequenzabhängigen Widerstand als Eisenverlustw iderstand auszubilden, der sich proportional bzw. umgekehrt proportional mit der Frequenz ändert.Another embodiment of the inventive concept is that the compensation line an electrical, magnetic, electromagnetic or other simulation of the acoustic transmission path is. In particular, it is provided that the compensation line contains an electrical delay chain whose delay equal to the sound propagation time in the air gap between loudspeaker and microphone is. In addition, there is a frequency-dependent resistor in the compensation line, preferably in a potentiometer circuit, arranged for the various Frequencies have the same or approximately the same phase dependence as the electroacoustic Has converter arrangement. When using electrodynamic converters it is It is advisable to design this frequency-dependent resistor as an iron loss resistor, which changes proportionally or inversely proportionally with the frequency.

Die Verbindung zwischen den einzelnen Stationen können entweder mehrere oder einen einzigen gemeinsamen Übertragungskanal bilden. Es ist zweckmäßig, in bereits vorgeschlagener Weise mindestens je zwei, gegebenenfalls aber alle Sprechwege über einen gemeinsamen Kanal mit einem einzigen Verstärker zu leiten, wobei die Mikrophone, parallel oder in Reihe, an der einen und die Lautsprecher, parallel oder in Reihe, an der anderen Seite des Kanals bzw. Verstärkers liegen. Wenn als Kompensationsstrecke eine gleichartige Übertragungsstrecke einer anderen Station benutzt wird, geht man bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer Stationen, d. h. bei einer sog. Konferenzschaltung, in der Weise vor, daß je zwei einer geraden Anzahl von Stationen gegeneinander geschaltet sind, und daß für eine weitere einzelne Station eine Hilfsstrecke zum Zweck der Kompensation vorgesehen ist. Die Hilfsstrecke ist dabei zweckmäßigerweise eine elektrische Nachbildung der akustischen Übertragungsstrecke. Die Hauptstation ist hierbei mit einer Wählanordnung ausgerüstet, die es gestattet, je zwei Teilnehmerstationen der Konferenzanlage von Hand gegeneinander bzw. gegen eine Hilfsstrecke zu schalten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß eine selbsttätige Wählvorrichtung vorgesehen ist, die beim Einschalten einer neuen Station diese automatisch mit der richtigen Polung an das Konferenznetz legt und gleichzeitig die Hilfsstrecke ein-bzw. ausschaltet, so daß stets eine gerade Anzahl von Übertragungsstrecken, einschließlich der Hilfsstrecke, eingeschaltet ist.The connection between the individual stations can either be several or form a single common transmission channel. It is useful in as already proposed, at least two each, but possibly all speech channels over a common channel with a single amplifier, the Microphones, in parallel or in series, on one and the speakers, in parallel or in series on the other side of the channel or amplifier. If as Compensation path a similar transmission path from another station is used, you go with simultaneous operation of several stations, i. H. at a so-called conference call, in such a way that two of an even number of stations are connected against each other, and that for a further single station an auxiliary section is provided for the purpose of compensation. The auxiliary route is in this case an electrical simulation of the acoustic transmission path is expedient. The main station is equipped with a dialing arrangement that allows two participant stations of the conference system manually against each other or against to switch an auxiliary line. Another possibility is that an automatic A dialing device is provided, which automatically switches on a new station with the correct polarity to the conference network and at the same time the auxiliary line on or. switches off, so that there is always an even number of transmission paths, including the auxiliary line, is switched on.

Um Störreflexionen an den Wänden zu vermeiden, ist zweckmäßigerweise die Mikrophon- und Lautsprecheranordnung auf jeder Stätion in einem gemeinsamen Gehäuse mit einer gemeinsamen Ein-und Austrittsöffnung angeordnet. Das Gehäuse ist innen, z. B. durch Wattierung der Innenwände unc durch entsprechende relative Orientierung vor Mikrophon und Lautsprecher, nichtreflektierenc ausgebildet.It is advisable to avoid interfering reflections on the walls the microphone and loudspeaker arrangement on each station in a common Housing arranged with a common inlet and outlet opening. The case is inside, e.g. B. by padding the inner walls unc by appropriate relative orientation in front of microphone and loudspeaker, non-reflective.

In der Zeichnung sind einige Ausführungs. formen der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing are some execution. shape the facility of the invention shown for example.

Fig. i zeigt eine Kompensationseinrichtung naclder Erfindung mit akustischer Kompensationsstrecke, während Fig. 2 eine solche mit elektrischer Kompensationsstrecke darstellt.Fig. I shows a compensation device according to the invention with acoustic Compensation path, while FIG. 2 shows one with an electrical compensation path represents.

In Fig. i sind in den beiden getrennten Räumen i und 2 je ein Mikrophon Ml bzw. M2 und ein Lautsprecher L' bzw. L2 angeordnet. Es sind also zwei Übertragungswege vorhanden, die einmal vom Mikrophon M' zum Lautsprecher L2 und außerdem vom Mikrophon 1T2 zum Lautsprecher L' gehen. Beide Übertragungswege sind über einen gemeinsamen Kanal mit einem gemeinsamen Verstärker V geführt, und zwar in der Weise, daß die Mikrophone am Eingang und die Lautsprecher am Ausgang des Verstärkers liegen. Durch Plus- und Minuszeichen sind die Polungen der Mikrophone und Lautsprecher an den verschiedenen Stellen der Leitungen angegeben. Es ist aus der zeichnerischen Darstellung zu entnehmen, daß die beiden Lautsprecher gleichsinnig in Serie geschaltet sind, während die Mikrophone erfindungsgemäß mit entgegengesetzter Polung in Serie geschaltet sind. Infolgedessen hebt sich die akustische Rückkopplung'gerade auf; d. h. die durch die Pfeile 3 und 4 angedeuteten Schallenergieströme von den Lautsprechern zu den Mikrophonen derselben Station heben sich durch die entgegengesetzte Polung der Mikrophone Ml und M2 wieder auf und bleiben ohne Wirkung.In Fig. I there is a microphone in each of the two separate rooms i and 2 Ml or M2 and a loudspeaker L 'or L2 are arranged. So there are two ways of transmission present, the one from the microphone M 'to the loudspeaker L2 and also from the microphone 1T2 go to loudspeaker L '. Both transmission paths are shared Channel with a common amplifier V out, in such a way that the There are microphones at the input and the loudspeakers at the output of the amplifier. By Plus and minus signs are the polarity of the microphones and loudspeakers on the indicated at various points on the lines. It is from the graphic representation it can be seen that the two loudspeakers are connected in series in the same direction, while the microphones according to the invention are connected in series with opposite polarity are. As a result, the acoustic feedback just cancels out; d. H. the Sound energy flows from the loudspeakers indicated by arrows 3 and 4 to the microphones of the same station stand out due to the opposite polarity the microphones Ml and M2 on again and have no effect.

In Fig. 2 sind dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. i. Zwischen den beiden Sprechwegen sind in diesem Fall zwei getrennte Kanäle mit getrennten Verstärkern hl und h2 vorgesehen. Zur Kompensation der Rückkopplung ist erfindungsgemäß eine elektrische Verzögerungskette auf der Station im Raum 2 vorgesehen, die dem akustischen Rückkopplungsweg, der durch den Pfeil 4 angedeutet ist, parallel liegt. Die elektrische Kompensationsstrecke besteht aus einer Verzögerungskette 5, die durch eine Impedanzanordnung 6 abgeschlossen ist. Die Verzögerungsanordnung ist derart bemessen, daß die elektrische Energie dieselbe Zeit braucht, um vom Lautsprecher L2 zum Mikrophon M2 zu gelangen, wie die Schallenergie braucht, um vom Lautsprecher L' durch die Luft zum Mikrophon M2 zu gelangen.The same reference numerals are used in FIG. 2 as in FIG. Between The two speech paths are in this case two separate channels with separate Amplifiers hl and h2 provided. According to the invention, to compensate for the feedback an electrical delay chain is provided on the station in room 2, which the acoustic feedback path, which is indicated by the arrow 4, lies parallel. The electrical compensation path consists of a delay chain 5, which is terminated by an impedance arrangement 6. The delay arrangement is dimensioned so that the electrical energy needs the same time to from the loudspeaker L2 to get to the microphone M2 as the sound energy takes to get from the loudspeaker L 'to get through the air to the microphone M2.

Die Widerstands- bzw. Impedanzanordnung 6 erfüllt die Aufgabe, die Frequenzabhängigkeit der Phasenverschiebung auszugleichen. Es wird auf diese Weise zunächst erreicht, daß die Ströme bzw. Spannungen nach Durchlaufen der Verzögerungskette 2 und der Impedanz 6 zueinander die gleiche Phase haben, und zwar dieselbe Phase mit der die Schallwellen das Mikrophon M2 erregen. Da es aber darauf ankommt, daß die über die elektrische Kompensationsleitung 5, 6 gelaufenen Ströme eine Kornpensationswirkung ausüben, so müssen sie gerade die entgegengesetzte Phase besitzen, wie die durch die Schallwellen hervorgerufenen Erregungen des Mikrophons. Diese Aufgabe wird ebenfalls durch die Impedanzanordnung 6 erfüllt, welche noch eine zusätzliche gemeinsame Phasendrehung für sämtliche Frequenzen um i8o° durchführt. Durch Plus-und Minuszeichen sind wiederum die Polungen ersichtlich, so daß das Bild ohne weiteres veranschaulicht, in welcher Weise sich die Spannungen im Mikrophon gegenseitig aufheben.The resistance or impedance arrangement 6 fulfills the task Compensate for the frequency dependence of the phase shift. It gets that way first achieved that the currents or voltages after passing through the delay chain 2 and the impedance 6 have the same phase to each other, namely the same phase with which the sound waves excite the microphone M2. But since it is important that the currents running over the electrical compensation line 5, 6 have a compensation effect exercise so they must have exactly the opposite phase to that caused by the sound waves induced excitations of the microphone. This task is also carried out by the Impedance arrangement 6 met, which still has an additional common phase rotation for all frequencies around i8o °. By plus and minus signs are in turn the polarity can be seen, so that the picture clearly shows in which Way the tensions in the microphone cancel each other out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for two-way communication between at least two stations, each with a microphone and a loudspeaker arrangement, characterized in that at least on one station, if necessary on each station, the microphone and loudspeaker are connected to one another by a compensating line of this size, which in the microphone provides an acoustic feedback generated counter-voltage of corresponding phase and amplitude.

2. Establishment according to claim i, characterized in that the compensation line consists of a Exactly similar transmission path consists of the microphone-loudspeaker transmission path, reversing the phase, is connected in parallel.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that the similarly designed as a parallel path Microphone-loudspeaker route of another station is used. 4. Establishment according to claim i, characterized in that the compensation line is an electrical, magnetic, combined electromechanical or other simulation of the acoustic Transmission path is. 5. Device according to claim 4, characterized in that that the compensation line contains an electrical delay chain, the delay time equal to the sound propagation time in the air gap between loudspeaker and microphone is. 6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that in the compensation line a frequency-dependent resistor, preferably in a potentiometer circuit, placed which has the same or approximately the same phase dependence as the electroacoustic transducer arrangement. Device according to claim 6, characterized in that that when using electrodynamic converters, the frequency-dependent resistance is designed as an iron loss resistance, which is proportional or vice versa changes proportionally with frequency. B. Device according to claim i or the following, characterized in that in a manner already proposed to at least 2 each, if necessary a common channel with a single channel for all speech paths Amplifier is provided, with the microphones in parallel or in series with one another on one side and the speakers in parallel or in series with each other on the other Side of the channel or amplifier. 9. Device according to claim i or the following, characterized in that with simultaneous operation of several stations (conference call) two of an even number of stations are connected against each other, and for another single station provided an auxiliary line for the purpose of compensation is. i o. Device according to claim 9, characterized in that the auxiliary section is an electrical replica of the acoustic path. i i. Establishment according to Claim 9 or io, characterized in that the main station has a dialing arrangement is equipped, which allows two participant stations of the conference system to switch manually against each other or against an auxiliary line. 12. Establishment according to claim 9 or io, characterized in that an automatic selection device it is provided that when a new station is switched on, it is automatically connected to the correct polarity to the conference network and at the same time insert the auxiliary line or turns off, so that there is always an even number of transmission links including of the auxiliary line are switched on. 13. Device according to claim i or the following, characterized in that microphone and loudspeaker arrangement on each station arranged in a common housing with a common inlet and outlet opening are. 1.

4. Device according to claim 13, characterized in that the housing is formed inside non-reflective, z. B. by padding the inner walls and corresponding relative arrangement of microphone and loudspeaker to one another.