DE1566857C3 - Einrichtung zum binauralen Signalempfang bei Sonaranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum binauralen Signalempfang bei Sonaranlagen.

Bei Sonaranlagen, die einen größeren Beobachtungssektor simultan erfassen, z. B. bei Panorama-Anlagen, ist es ein bekanntes Verfahren, die Stör- und Nutzgeräusche oder die Echosignale aus dem Beobachtungssektor auf dem Schirm einer Braunschen Röhre winkelgetreu entsprechend ihrer Einfallsrichtung darzustellen. Diese Darstellung ist auch bei Radargeräten bekannt und wird allgemein als PPI-(Plan-Position-Indicator-) Darstellung bezeichnet.

Neben der optischen Darstellung der Sonarsignale ist die akustische Wiedergabe von großem Wert für den Orter, da das gleichzeitige Wahrnehmen einer Information mit dem Auge und dem Ohr — besonders in Fällen mit geringem Nutz-zu-Störverhältnis — die Wahrscheinlichkeit der Erkennung bzw. Anfangsdekkung eines Nutzsignals verbessert

Nachteilig bei der akustischen Beobachtung: der Signale aus einem größeren Sektor ist jedoch die fehlende Richtungsauflösung. Die Möglichkeit des Riehtungshörens, die im Leben des Menschen als Selbstverständlichkeit empfunden wird, fehlt hier.

Das ist aus zweierlei Gründen von Nachteil

Zum einen, weil die Richtungsinformation als solche fehlt, und zum anderen, weil das gleichzeitige Hören der Signale aus allen möglichen Richtungen zu einem lautstärkemäßig höheren Störwert führt, der ein relativ schwaches Signal aus einer bestimmten Richtung weitgehend überdeckt Wäre eine Richtungsinformation vorhanden, könnte das Ohr die Wahrnehmungen nach Richtungen unterscheiden und damit aus einzelnen Richtungen noch leisere Geräusche erkennen. Das ist allgemein bekannt. Es ist z. B. relativ einfach, in einer Unterhaltung mehrerer Personen sich auf einen Sprecher zu konzentrieren und diesen aus den Stimmen der anderen herauszuhören.

Die bekannten Sonaranlagen enthalten die akustische Richtungsbestimmung des einfallenden Schalles nur als Maximumpeilung. Dabei wird die akustische Meßrichtung so geschwenkt, bis der Orter den Eindruck maximaler Intensität hat. Bei den Suchstrahl-Sonaranlagen geschieht dieses durch Schwenken der Schwingerbasis und damit der Empfangscharakteristik, bei Sonaranlagen mit elektrischer Schwenkung der Empfangsrichtcharakteristik und feststehender Schwingerbasis durch Betätigen von elektrischen Kompensatoren.

Es gibt auch Sonaranlagen, bei denen ein großer Beobachtungssektor mit Hilfe fest eingestellter Kompensatoren in mehrere schärfer gebündelt benachbarte schmale Sektoren aufgeteilt ist, in sogenannte vorkompensierte Richtungen (englisch als preformed beams bezeichnet). Hier kann der akustische Wiedergabeteil auf die verschiedenen vorkompensierten Richtungen geschaltet und dadurch dann die Maximumpeilung durchgeführt werden. Die Erfindung bezieht sich auf derartige Anlagen. Sie vermeidet die geschilderten Nachteile durch eine Einrichtung zur simultanen akustischen Wiedergabe der Empfangssignale einer Sonaranlage, die aus einer ebenen oder gekrümmten Empfängerbasis mit einer Vielzahl von Einzelschwingern mit Hilfe eines Kompensationsnetzwerkes Ausgangssignale für schärfer gebündelte, benachbarte Empfangssektoren bildet, bei der die Ausgangsspannungen des Kompensationsnetzwerkes unter Zwischenschaltung einer Anordnung zur Amplitudenstaffelung derart, wie es dem Lautstärkenunterschied bei Schalleinfall aus den jeweiligen Richtungen am rechten und linken Ohr in Luft entspricht, auf zwei Laufzeitketten geschaltet werden, deren Glieder Verzögerungen aufweisen, die gleich oder proportional dem Laufzeitunterschied an den beiden Ohren für die jeweilige Richtung sind und an deren Ausgängen Kopfhörer oder Lautsprecher als binaurale Wiedergabeeinrichtung angeschlossen sind.

Eine derartige Einrichtung vermittelt einen ausgesprochenen Richtungseindruck.

Befindet sich eine Geräuschquelle links, in der Mitte oder rechts im Beobachtungssektor, dann hat der Orter ebenfalls den Eindruck, als höre er das Geräusch links, in der Mitte oder rechts.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Beispieles erläutert (Fig. I).

Eine ebene Empfängerbasis 1 mit äquidistanten Schwingern wird auf ein Kompensationsnetzwerk 2 geschaltet an dessen Ausgängen die Signale für die schärfer gebündelten, benachbarten Empfangssektoren 3.1... 3S liegen. Die Ausgangsspannungen werden auf eine Amplitudenstaffelungsanordnung 4.1 und 4.2 und weiter auf zwei Laufzeitketten 5.1 und 5.2 geschaltet, an deren Ausgänge je ein Kopfhörer (6) für das rechte und das linke Ohr angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:
Trifft aus einer Schalleinfallsrichtung et Schall auf die Schwingerbasis, dann addiert der Richtungsbildner 2 die Spannungen der einzelnen Schwingerelemente so auf, daß an dem Ausgang, der der Einfallsrichtung entspricht — in diesem Beispiel der siebente von links — die Summe aller Schwingerspannungen entsteht, während sich an den anderen Ausgängen nahezu der Wert Null ergibt.

Diese Summenspannung gelangt dann über die Amplitudenstaffelungen 4.1 und 4.2 auf die Laufzeitketten 5.1 und 5.2. Die Amplitudenstaffelungen bestehen z. B. aus Spannungsteilern, deren Teilerverhältnisse unter-

schiedlich sind. Ein Signal, das von der vorkompensierten Richtung 3.1 erfaßt wird* gelangt mit der vollen j Amplitude auf die linke Laufzeitkette und mit etwa 30 j bis 50% auf die rechte Laufzeitkette. Für vorkompensierte Richtungen aus der Mitte wird das Signal gleichmäßig auf beide Ketten verteilt und für die Richtungen aus der rechten Hälfte des Beobachtungssektors erhält die rechte Laufzeitkette mehr Spannung als die linke.

Diese Amplitudenaufteilung bewirkt für den Hörer schon für sich einen gewissen Richtungseindruck, der jedoch durch die Laufzeitunterschiede, die die Signale in den Laufzeitketten erleiden, noch verstärkt wird. Signale aus der Mitte des Beobachtungssektors werden für beide Kopfhörer gleich viel verzögert, Signale aus dem linken und rechten Teil unterschiedlich, so daß sie '5 das linke bzw. rechte Ohr des Hörers früher erreichen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Beispiel. Es lassen sich auch gekrümmte Empfangsgruppen verwenden. Auch für solche sind Netzwerke bekannt, die schärfer gebündelte, benachbarte Empfangssektoren vorkompensieren.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, F i g. 2, sind die beiden Laufzeitketten 5.1 und 52 mit ihren Amplitudenstaffelungsanordnungen 4.1 und 4.2 zu einer einzigen Laufzeitkette (5) und Bedämpfungswiderständen (4) zusammengefaßt Die Einspeisung der Signale erfolgt in diesem Falle niederohmig über Widerstände, die gleichzeitig die Kette bedampfen. Die Signale erleiden beim Durchlaufen der Laufzeitkette nicht nur eine Verzögerung, sondern ebenfalls eine Amplitudenverringerung, die proportional dem Weg ist, den sie in der Kette zurücklegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum binauralen Signalempfang bei Sonaranlagen, die aus einer ebenen oder gekrümmten Empfängerbasis mit einer Vielzahl von Einzelschwingern mit Hilfe eines Kompensationsnetzwerkes Ausgangssignale für schärfer gebündelte, benachbarte Empfangssektoren bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen des Kompensationsnetzwerkes unter Zwischenschaltung einer Anordnung zur Amplitudenstaffelung derart, wie es dem Lautstärkeunterschied bei Schalleinfall aus den jeweiligen Richtungen am rechten und am linken Ohr in Luft entspricht, auf zwei Laufzeitketten geschaltet werden, deren Glieder Verzögerungen aufweisen, die gleich oder proportional dem Laufzeitunterschied an den beiden Ohren für die jeweilige Richtung sind und an deren Ausgänge Kopfhörer oder Lautsprecher als binaurale Wiedergabeeinrichtung angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufzeitketten mit ihren Amplitudenstaffelungsanordnungen zu einer Kette mit Amplitudenstaffelung und mit zwei Ausgängen für die binaurale Wiedergabeeinrichtung zusammengefaßt werden.