Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Beschallungssystems Method and device for operating a public address system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Beschallungsanlagen, bei welchen von einer analogen Signalquelle ausgehende Signale verstärkt und an die einzelnen Lautsprecher einer Beschallungsanlage übermittelt und von diesen ausgegeben werden. Eine solche Beschallungsanlage hat also in der Regel eine Mehrzahl von Lautsprechern, die von mindestens einer Leitstelle ansteuerbar bzw. aktivierbar sind. Dabei sollen allerdings auch Beschallungsanlagen umfaßt sein, die nicht nur von einer einzigen Leitstelle aus aktivierbar sind, sondern gegebenenfalls auch von mehreren verschiedenen Punkten aus gesteuert und in Betrieb genommen werden können. Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind hinlänglich bekannt, z.B. von Flughäfen und Bahnhöfen, Kaufhäusern und Einkaufszentren, Schulen, Büro- und Konferenzgebäuden.The present invention relates to a method and a device for operating public address systems, in which signals originating from an analog signal source are amplified and transmitted to the individual loudspeakers of a public address system and output by these. Such a public address system therefore generally has a plurality of loudspeakers which can be controlled or activated by at least one control center. However, this should also include public address systems which can not only be activated from a single control center, but which may also be controlled and put into operation from several different points. Appropriate methods and devices are well known, e.g. from airports and train stations, department stores and shopping centers, schools, office and conference buildings.
Die herkömmlichen Beschallungssysteme sind relativ aufwendig, da sie normalerweise eine vollständige Verkabelung von einer oder mehreren Leitstellen aus erfordern, die sämtliche Lautsprecher erfassen muß. Wenn darüber hinaus noch einzelne Lautsprecher oder Lautsprechergruppen separat von den übrigen Lautsprechern angesprochen werden sollen, so sind zusätzliche Steuerleitungen erforderlich, um gezielt einzelne Lautsprecher ein- oder auszuschalten, damit eine Durchsage nur über einen Teil der Lautsprecher der gesamten Anlage ausgegeben wird, wenn z.B. diese Durchsage nur für einen begrenzten Teil von Personen erfolgt, die sich in dem betreffenden Bereich befinden. Dies ist z.B. bekannt von den einzelnen Bahnsteigen von Bahnhöfen, wo oftmals Ansagen, die einen auf einem bestimmten Bahnsteig einfahrenden oder ausfahrenden Zug betreffen, nur über die entlang dieses Bahnsteigs angeordneten Lautsprecher erfolgen.The conventional public address systems are relatively complex since they normally require complete cabling from one or more control centers, which must cover all loudspeakers. If, in addition, individual loudspeakers or loudspeaker groups are to be addressed separately from the other loudspeakers, additional control lines are required to selectively switch individual loudspeakers on or off so that an announcement is only output via part of the loudspeakers of the entire system, e.g. if this announcement is only made for a limited number of people who are in the area concerned. This is e.g. known from the individual platforms of train stations, where announcements relating to a train entering or leaving a certain platform are only made via the loudspeakers arranged along this platform.
Es versteht sich, daß dies bei der Erstellung und Planung des gesamten Lautsprechersystems einen erheblichen zusätzlichen Aufwand verursacht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei den meisten herkömmlichen Systemen die Leitstelle keinerlei Kontrolle darüber hat, ob die von den Lautsprechern ausgehenden Schallsignale für die Personen, für die sie bestimmt sind, auch gut verständlich sind.It is understood that this causes considerable additional effort in the creation and planning of the entire speaker system. Another disadvantage is that in most conventional systems the control center has no control over whether the sound signals emitted by the loudspeakers are understandable for the persons for whom they are intended.
So kommt es beispielsweise auf Bahnhöfen durchaus vor, daß Fahrgäste auf einem Bahnsteig über die dort installierten Lautsprecher eine Information erhalten sollen, daß sie aber diese Information nicht verstehen können, weil beispielsweise auf einem Nachbargleis gerade ein Zug ein- oder durchfährt. Der Sprecher oder die Sprecherin in der entsprechenden Leitstelle nimmt jedoch dies nicht wahr. Dies sorgt in der Regel für Verärgerung bei den Fahrgästen, insbesondere wenn sie dadurch wichtige Informationen nicht erhalten, so daß sie womöglich einen auf ein anderes Ab-
fahrtsgleis verlegten Zug verpassen. In anderen Situationen werden wiederum Lautsprecher als sehr lästig empfunden, wenn sie Sprachinformationen oder auch Musik im Verhältnis zu den Umgebungsgeräuschen übermäßig laut wiedergeben. Auch dies wird zumindest bei großen Beschallungssystemen von einer Leitstelle aus in der Regel nicht erfaßt und kontrolliert.At train stations, for example, it is quite possible that passengers on a platform should receive information via the loudspeakers installed there, but that they cannot understand this information because, for example, a train is entering or passing on a neighboring track. However, the spokesman in the corresponding control center does not notice this. As a rule, this causes annoyance for the passengers, especially if they do not receive important information as a result, so that they may move one to another. Missing the train on the track. In other situations, loudspeakers are perceived as very annoying if they reproduce speech information or music excessively loud in relation to the ambient noise. This, too, is generally not recorded and controlled from a control center, at least in the case of large public address systems.
Zwar sind bereits Beschallungssysteme bekannt, bei denen über Mikrofone eine Kontrolle der durch die Lautsprecher abgegebenen Schallsignale erfolgt, wobei auch Störgeräusche erfaßt werden können, jedoch erfordert dieses einen erheblichen zusätzlichen apparativen Aufwand, weil die von entsprechenden Mikrofonen aufgenommenen Signale verstärkt und separat an die Leitstelle zurückgeleitet werden müssen.Although public address systems are already known in which the sound signals emitted by the loudspeakers are checked by means of microphones, and noise can also be detected, this requires considerable additional equipment outlay because the signals picked up by the corresponding microphones are amplified and routed back separately to the control center Need to become.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Betreiben einer solchen Beschallungsanlage bereitzustellen, die einen erheblich geringeren apparativen Aufwand haben und gleichzeitig auch einfachere und weniger aufwendige Möglichkeiten bieten, den ausgegebenen Schall auch im Verhältnis zu Umgebungsgeräuschen besser zu kontrollieren.Compared to this state of the art, the object of the present invention is to provide a method and a device for operating such a public address system, which have a considerably lower outlay in terms of apparatus and at the same time also offer simpler and less complex options for comparing the sound output Control ambient noise better.
Hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die von der Signalquelle ausgehenden Signale digitalisiert und über ein digitales Netzwerk an die Schnittstellen einzelner Lautsprecher oder auch von Gruppen von Lautsprechern übermittelt, ausgewertet, in analoge Signale zurückgewandelt und über den bzw. die entsprechenden Lautsprecher ausgegeben werden.With regard to the method mentioned in the introduction, this object is achieved in that the signals emanating from the signal source are digitized and transmitted via a digital network to the interfaces of individual loudspeakers or groups of loudspeakers, evaluated, converted back into analog signals and via the corresponding one or more Speakers are output.
Digitale Netze, wie z.B. Teile des Telefonnetzes, das Internet, sogenannte "Intranets" und auch kleinere lokale Netze, wie z.B. das Ethernet, sind in der Zwischenzeit nahezu allgegenwärtig, so daß man in vielen Fällen auf bereits bestehende Netze zurückgreifen kann, wenn eine entsprechende Beschallungsanlage installiert werden soll. Auf jeden Fall kann man aber die Beschallungsanlage mit dem Aufbau entsprechender digitaler Netze, die auch anderen Zwecken als der Beschallung dienen, kombinieren.Digital networks, e.g. Parts of the telephone network, the Internet, so-called "intranets" and also smaller local networks, such as the ethernet have become almost ubiquitous in the meantime, so that in many cases one can fall back on existing networks if a suitable sound system is to be installed. In any case, however, the PA system can be combined with the construction of corresponding digital networks that also serve purposes other than PA.
Es versteht sich, daß bei einem solchen Beschallungssystem in der Regel jedem einzelnen Lautsprecher oder auch jeweils einer Gruppe von Lautsprechern eine Schnittstelle zugeordnet sein sollte, an welcher die digitalisierten Daten erfaßt, gegebenenfalls ausgewertet und in analoge Signale zurückverwandelt werden, die dann über den betreffenden Lautsprecher ausgegeben werden.It is understood that in such a public address system, as a rule, an interface should be assigned to each individual loudspeaker or also to a group of loudspeakers, at which the digitized data is recorded, optionally evaluated and converted back into analog signals, which are then transmitted via the loudspeaker in question be issued.
Vorzugsweise enthalten die digitalisierten Daten neben den zuvor digitalisierten Analogsignalen, die den ursprünglich eingegebenen Schallsignalen entsprechen, zusätzlich auch digitale Steuersignale,
durch deren Auswertung die dezentralen Lautsprecher oder Lautsprechergruppen in einer gewünschten Weise gesteuert werden.In addition to the previously digitized analog signals, which correspond to the originally entered sound signals, the digitized data preferably also contain digital control signals, by evaluating the decentralized loudspeakers or loudspeaker groups in a desired manner.
Dabei versteht es sich, daß die sogenannte "Leitstelle" nicht eine einzige, zentrale Stelle sein muß, sondern daß eine solche Leitstelle aufgrund der bekannten Eigenschaften digitaler Netze an einer beliebigen Stelle dieses Netzes angeordnet sein kann und daß insbesondere auch mehrere verschiedene Leitstellen in diesem digitalen Netz vorhanden sein können, wobei gegebenenfalls selbstverständlich zwischen diesen verschiedenen Leitstellen eine Koordinierung stattfinden muß, um die gleichzeitige Ausgabe von Signalen verschiedener Leitstellen über dieselben Lautsprecher zu vermeiden.It goes without saying that the so-called "control center" does not have to be a single, central point, but that such a control center can be arranged at any point in this network due to the known properties of digital networks, and in particular that several different control centers in this digital one Network may be present, and of course coordination between these different control centers may have to take place in order to avoid the simultaneous output of signals from different control centers via the same loudspeakers.
Die zusätzlichen Steuerinformationen sind insbesondere Adreßinformationen, wobei jedem einzelnen Lautsprecher oder zumindest jeder Schnittstelle, der gegebenenfalls auch mehrere Lautsprecher zugeordnet sein können, eine digitale Adresse zugeordnet ist, die im allgemeinen auch als IP- Adresse (IP = Internet Protocol) bezeichnet wird. Ein wesentlicher Auswerteschritt besteht bei diesen Anlagen darin, festzustellen, ob bestimmte Schallsignale überhaupt über einen bestimmten Lautsprecher oder über eine Gruppe von Lautsprechern ausgegeben werden soll. Dies erfolgt einfach dadurch, daß den entsprechenden Schallsignalen auch die jeweilige Adresse der Lautsprecher oder Lautsprechergruppen zugeordnet werden, über die die Signale ausgegeben werden sollen.The additional control information is, in particular, address information, with each individual loudspeaker or at least each interface, which may also be assigned several loudspeakers, being assigned a digital address, which is generally also referred to as an IP address (IP = Internet Protocol). An essential evaluation step in these systems is to determine whether certain sound signals are to be output at all via a specific loudspeaker or via a group of loudspeakers. This is done simply by assigning the corresponding sound signals to the respective address of the loudspeakers or loudspeaker groups via which the signals are to be output.
Weitere Steuersignale können z.B. Informationen über Lautstärke und frequenzabhängige Verstärkungsfunktionen enthalten.Other control signals can e.g. Contain information about volume and frequency-dependent amplification functions.
Die betreffenden Lautsprecher sind vorzugsweise Aktivlautsprecher, die eine eigene, das heißt von der Leitstelle unabhängige, Stromversorgung, Verstärkung und Regelung aufweisen. Die intelligenten Schnittstellen weisen zweckmäßigerweise nicht nur eine Auswertelogik auf, durch welche die in den digitalisierten Daten enthaltenen Steuerdaten ausgewertet und umgesetzt werden, sondern die auch zu einer unabhängigen Steuerung der ausgegebenen Schallsignale in der Lage sind. So können z.B. die in der unmittelbaren Umgebung eines Lautsprechers oder einer Lautsprechergruppe auftretenden Umgebungsgeräusche erfaßt, digitalisiert und direkt in einem Mikroprozessor der jeweiligen Schnittstelle z.B. derart verarbeitet werden, daß den auszugebenden Schallsignalen noch zusätzliche Signale überlagert werden, die z.B. zu den Umgebungsgeräuschen inverse Schallsignale sind.The loudspeakers in question are preferably active loudspeakers which have their own power supply, amplification and control system, that is to say independent of the control center. The intelligent interfaces expediently not only have an evaluation logic by means of which the control data contained in the digitized data are evaluated and implemented, but which are also capable of independently controlling the sound signals output. For example, the ambient noise occurring in the immediate vicinity of a loudspeaker or a loudspeaker group is recorded, digitized and directly in a microprocessor of the respective interface e.g. are processed in such a way that additional signals are superimposed on the sound signals to be output, e.g. sound signals that are inverse to the ambient noise.
Selbstverständlich können entsprechende Rückkopplungssignale, die man z.B. durch Mikrofone oder Schalldruckmesser in der Nähe eines Lautsprechers oder einer Lautsprechergruppe erhält, nach der Digitalisierung auch über das digitale Netz zurück an eine Leitstelle gegeben werden, die dann daraus notwendige Steuerinformationen ableitet und ebenso die Lautstärke aufgrund des
Rückkopplungssignals anpassen oder auch inverse Signale zu Umgebungsgeräuschen hinzufügen kann. Bei kleineren Netzen ist eine solche zentrale Lösung durchaus realisierbar, bei größeren Netzwerken ist jedoch die dezentrale Lösung vorzuziehen.Corresponding feedback signals, which are obtained, for example, from microphones or sound pressure meters in the vicinity of a loudspeaker or a loudspeaker group, can of course also be sent back to a control center via the digital network after digitization, which then derives the necessary control information and the volume based on the Adjust feedback signal or can also add inverse signals to ambient noise. Such a central solution is quite feasible for smaller networks, but the decentralized solution is preferable for larger networks.
Zweckmäßigerweise wird für die digitalisierten Daten der sogenannte MP-3- oder der H323- Standard verwendet. Diese Standards sind für die Komprimierung und Übermittlung digitalisierter Schalldaten allgemein üblich und bewährt und ermöglichen eine schnelle Übertragung ohne Zeitverzögerung und mit hoher Qualität.The so-called MP-3 or H323 standard is expediently used for the digitized data. These standards are common and proven for the compression and transmission of digitized sound data and enable fast transmission without delay and with high quality.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses will become clear from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. Show it:
Figur 1 ein Schema einer Beschallungsanlage, die über ein digitales Netzwerk angesteuert wird und Figur 2 eine schematische Detailansicht eines Lautsprechers mit einer zugeordneten1 shows a diagram of a public address system that is controlled via a digital network and FIG. 2 shows a schematic detailed view of a loudspeaker with an associated one
Schnittstelle.Interface.
Man erkennt in Figur 1 eine Leitstelle, die auch als Schall-Netzwerkmanagementsystem (SNMS) bezeichnet wird. Diese Leitstelle ist mit einer Steuereinheit ausgestattet, die über Hard- und Software eine gezielte Ansteuerung ganz bestimmter Lautsprecher oder Lautsprechergruppen ermöglicht. Über eine Schnittstelle 6 ist diese Leitstelle 5 mit einem Netzwerk 3 verbunden, wobei das Netzwerk 3 z.B. das Internet oder ein Intranet sein kann. Mit 4 ist ein lokales Netzwerk, z.B. ein Ethernet, bezeichnet. Es versteht sich, daß die Leitstelle 5 auch direkt mit dem Ethernet 4 verbunden sein kann oder daß auch die einzelnen Lautsprecher 1 bzw. deren Schnittstellen 2 direkt mit dem Internet oder Intranet 3 verbunden sein können.A control center can also be seen in FIG. 1, which is also referred to as a sound network management system (SNMS). This control center is equipped with a control unit that enables targeted control of specific loudspeakers or loudspeaker groups using hardware and software. This control center 5 is connected to a network 3 via an interface 6, the network 3 e.g. can be the internet or an intranet. With 4 is a local network, e.g. an ethernet. It goes without saying that the control center 5 can also be connected directly to the Ethernet 4 or that the individual loudspeakers 1 or their interfaces 2 can also be connected directly to the Internet or intranet 3.
Man erkennt in Figur 1 mehrere Lautsprecher 1 , wobei jeder dieser Lautsprecher 1 auch für eine ganze Gruppe von Lautsprechern stehen kann. Jedem Lautsprecher oder jeder Lautsprechergruppe ist eine Schnittstelle 2 zugeordnet, die wiederum eine individuelle IP-Adresse hat. Schallsignale, z.B. eine Durchsage über ein Mikrofon 12, die von der Leitstelle 5 ausgehen, werden digitalisiert und über die Schnittstelle 6 in das Netz 3 und von dort in das Netz 4 weitergeleitet. Diese z.B. nach dem MP-3-Standard komprimierten und digitalisierten Daten enthalten auch Adreßinformationen, durch welche gezielt einzelne der Lautsprecher oder Lautsprechergruppen 1 angesprochen werden. In der intelligenten Schnittstelle 2 werden die auf dem Netz 4 übermittelten Daten erfaßt und die Schnittstelle 2 prüft dabei, ob aufgrund der in diesen Daten enthaltenen Adreßinformationen der ihr zugeordnete Lautsprecher 1 bzw. die entsprechende Gruppe von Lautsprechern 1 diese Signale ausgeben soll. Wenn dies der Fall ist, so werden die digitalisierten Daten durch die Schnittstelle in analoge Daten umgewandelt und über den Lautsprecher 1 ausgegeben, wobei in den digitalisierten
Daten weitere Steuersignale, z.B. über die Lautstärke und Klangfarbe, enthalten sein können. Die einzelnen Lautsprecher oder Lautsprechergruppen 1 sind daher vorzugsweise Aktivlautsprecher oder aber sie weisen als Gruppe einen gemeinsamen Verstärker auf, der die analogen Daten entsprechend den Steuersignalen verarbeitet. Zweckmäßigerweise enthält jede der Schnittstellen 2 auch einen Prozessor, wie man deutlicher in Figur 2 erkennt. In Figur 2 ist die einem Lautsprecher 1 zugeordnete, intelligente Schnittstelle 2 nochmals vergrößert und mit mehr Details dargestellt. Wie man sieht, enthält die Schnittstelle 2 zunächst eine Ethemet-Schnittstelle 11 , unter der Annahme, daß das betreffende Netz, an welches hier die einzelnen Lautsprecher 1 angekoppelt sind, ein Ethernet ist. Die über das Ethernet bzw. einen entsprechenden Eingang empfangenen Daten werden in einem Prozessor 10 weiterverarbeitet, das heißt in erster Linie nach reinen Schalldaten und Steuerdaten getrennt. Die Schalldaten werden in einen Digital/Analog-Wandler 7 weitergeleitet und werden dann nach entsprechender Verstärkung durch den Lautsprecher 1 ausgegeben. Nicht dargestellt ist ein entsprechender Verstärker und dessen Ansteuerung durch den Prozessor 10.A number of loudspeakers 1 can be seen in FIG. 1, each of these loudspeakers 1 also being able to stand for a whole group of loudspeakers. An interface 2 is assigned to each loudspeaker or each loudspeaker group, which in turn has an individual IP address. Sound signals, for example an announcement via a microphone 12, originating from the control center 5 are digitized and forwarded via the interface 6 into the network 3 and from there into the network 4. This data, which is compressed and digitized according to the MP-3 standard, for example, also contains address information by means of which individual speakers or speaker groups 1 are addressed in a targeted manner. The data transmitted on the network 4 are recorded in the intelligent interface 2 and the interface 2 checks whether the address information contained in this data means that the loudspeaker 1 assigned to it or the corresponding group of loudspeakers 1 should output these signals. If this is the case, the digitized data are converted into analog data by the interface and output via the loudspeaker 1, whereby in the digitized Data may contain other control signals, for example via the volume and timbre. The individual loudspeakers or loudspeaker groups 1 are therefore preferably active loudspeakers or else as a group they have a common amplifier which processes the analog data in accordance with the control signals. Each of the interfaces 2 expediently also contains a processor, as can be seen more clearly in FIG. In FIG. 2, the intelligent interface 2 assigned to a loudspeaker 1 is enlarged again and shown with more details. As can be seen, the interface 2 initially contains an Ethemet interface 11, on the assumption that the network in question, to which the individual loudspeakers 1 are coupled here, is an Ethernet. The data received via the Ethernet or a corresponding input are further processed in a processor 10, that is to say primarily separated according to pure sound data and control data. The sound data are forwarded to a digital / analog converter 7 and are then output by the loudspeaker 1 after appropriate amplification. A corresponding amplifier and its control by processor 10 are not shown.
An der Schnittstelle 2 sind zusätzlich noch ein Mikrofon 8 und ein Db-Meter 9 vorgesehen, welche z.B. Umgebungsgeräusche oder den von den Lautsprechern ausgehenden Schalldruck erfassen. Die Ausgangssignale von Mikrofon 8 und Db-Meter 9 werden oder sind vorzugsweise ebenfalls digitalisiert und werden entweder durch den Prozessor 10 verarbeitet oder aber über das Netzwerk zurück an die Leitstelle 5 geleitet.A microphone 8 and a Db meter 9 are additionally provided at the interface 2, which e.g. Record ambient noise or the sound pressure coming from the speakers. The output signals from microphone 8 and Db meter 9 are or are preferably also digitized and are either processed by processor 10 or are routed back to control center 5 via the network.
Vorzugsweise verarbeitet der Prozessor diese Daten selbst, indem er z.B. von dem Mikrofon 8 aufgenommene Umgebungsgeräusche analysiert und dann den über den Digital/Analog-Wandler ausgegebenen Schallsignalen zusätzliche Signale überlagert, die dem Inversen der vom Mikrofon 8 aufgenommenen Umgebungsgeräusche entsprechen. Auf diese Weise werden Umgebungsgeräusche unterdrückt und die gewünschten Schallsignale, die von dem Lautsprecher 1 ausgehen, sind besser verständlich. Die Lautstärke des Lautsprechers 1 kann über die mit Hilfe des Db-Meters 9 gemessenen Signale gesteuert werden.The processor preferably processes this data itself, e.g. Analyzes ambient noises picked up by the microphone 8 and then superimposes additional signals on the sound signals output via the digital / analog converter, which signals correspond to the inverse of the ambient noises picked up by the microphone 8. In this way, ambient noise is suppressed and the desired sound signals emanating from the loudspeaker 1 are easier to understand. The volume of the loudspeaker 1 can be controlled via the signals measured with the aid of the Db meter 9.
Der Verwendung des MP-3- oder H323-Standards hat dabei den Vorteil, daß die Schallsignale praktisch ohne Zeitverzögerung und in sehr guter Sprach- bzw. Klangqualität übermittelt und ausgesendet werden.The use of the MP-3 or H323 standard has the advantage that the sound signals are transmitted and transmitted with practically no time delay and in very good speech or sound quality.
Der Aufwand, das heißt das Erstellen eines digitalen Netzes, ist vergleichsweise gering, zumal solche digitalen Netze oft ohnehin schon vorhanden sind oder nur einer geringfügigen Erweiterung bedürfen oder aber auch anderweitig nutzbar sind.The effort, that is to say the creation of a digital network, is comparatively low, especially since such digital networks are often already present anyway or only require a slight expansion or can also be used in some other way.
Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße System auch auf andere Bereiche, wie z.B. Videoüberwachungsanlagen, Feuermeldesysteme, etc. übertragen werden kann.
It is understood that the system according to the invention can also be applied to other areas, e.g. Video surveillance systems, fire alarm systems, etc. can be transmitted.