DE102015001099A1

DE102015001099A1 - Apparatus and method for configuring a digital microphone

Info

Publication number: DE102015001099A1
Application number: DE102015001099.9A
Authority: DE
Inventors: Helmut Wittek; Hans Riekehof
Original assignee: Schalltechnik Dr -Ing Schoeps GmbH; Schalltechnik Dr-Ing Schoeps GmbH
Current assignee: Schalltechnik Dr -Ing Schoeps GmbH; Schalltechnik Dr-Ing Schoeps GmbH
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-04
Also published as: DE202015006947U1

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Konfiguration eines digitalen Mikrofons mit einer digitalen Signalverarbeitungseinheit und mit einer Steuereinheit zur Ausgabe von akustischen Signalen, wobei durch die Steuereinheit akustische Signale aussendbar sind und die digitale Signalverarbeitungseinheit des digitalen Mikrofons durch empfangene akustische Steuersignale zur Änderung der Betriebsarten des Mikrofons konfigurierbar ist.Apparatus and method for configuring a digital microphone with a digital signal processing unit and with a control unit for outputting acoustic signals, wherein by the control unit acoustic signals are emitted and the digital signal processing unit of the digital microphone is configurable by received acoustic control signals to change the operating modes of the microphone.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konfiguration eines digitalen Mikrofons mit einer digitalen Signalverarbeitungseinheit und mit einer Steuereinheit zur Ausgabe von akustischen Signalen.The invention relates to a device for configuring a digital microphone with a digital signal processing unit and with a control unit for outputting acoustic signals.

Akustische Signale werden durch Schallwellen übertragen. Dies sind Longitudinalwellen, sie schwingen also in Ausbreitungsrichtung. In Abhängigkeit der Frequenz dieser Wellen spricht man vom Infraschallbereich bei einer Frequenz von weniger als 16 Hz und vom Ultraschallbereich bei einer Frequenz von über 20 kHz. Der dazwischen liegende Bereich ist für den Menschen wahrnehmbar und wird als Hörschallbereich bezeichnet.Acoustic signals are transmitted by sound waves. These are longitudinal waves, so they swing in the propagation direction. Depending on the frequency of these waves, one speaks of the infrasonic range at a frequency of less than 16 Hz and the ultrasonic range at a frequency of more than 20 kHz. The intervening area is perceptible to humans and is referred to as Hörschallbereich.

Mikrofone dienen in erster Linie zum Empfang von Schallsignalen und deren Wandlung in elektrische Signale und teils auch zur Weiterverarbeitung der gewandelten Signale. Ein einfallendes Schallsignal wird in ein elektrisches Signal gewandelt. Dieses wird weitergeleitet und genutzt, sei es zur Wiedergabe über Lautsprecher oder zur Speicherung auf einem Medium. Die Signale, sowohl in akustischer als auch gewandelter elektrischer Form, wobei letztere analog oder digital vorliegen können, werden im Folgenden auch als Nutzsignale bezeichnet.Microphones are used primarily for receiving sound signals and their conversion into electrical signals and partly also for further processing of the converted signals. An incident sound signal is converted into an electrical signal. This is forwarded and used, be it for playback via loudspeaker or for storage on a medium. The signals, both in acoustic and converted electrical form, wherein the latter can be analog or digital, are also referred to below as useful signals.

Zunächst geschah die Weiterleitung und Verarbeitung ausschließlich durch analoge Komponenten. Seit einiger Zeit haben sich jedoch digitale Mikrofone etabliert. Diese weisen eine digitale Signalverarbeitungseinheit im Mikrofon selbst auf. Die digitale Signalverarbeitungseinheit digitalisiert dabei das gewandelte elektrische Signal als digitalisiertes Signal. Sie weist insbesondere einen Prozessor auf, der programmierbar ist und bereits erste Verarbeitungsschritte des aufgenommenen Signals durchführen kann.Initially, the forwarding and processing was done exclusively by analog components. For some time, however, digital microphones have been established. These have a digital signal processing unit in the microphone itself. The digital signal processing unit digitizes the converted electrical signal as a digitized signal. In particular, it has a processor which is programmable and can already carry out first processing steps of the recorded signal.

Bei einem digitalen Mikrofon können viele Parameter konfiguriert werden. Dies geschieht in erster Linie durch Konfiguration der digitalen Signalverarbeitungseinheit. Damit lassen sich der Konfigurationszustand und/oder die Betriebsarten des digitalen Mikrofons ändern. So kann auf diesem Weg beispielsweise eine Änderung der Richtcharakteristik des Mikrofons vorgenommen werden. Das Mikrofon besitzt je nach Einstellung eine richtungsabhängige Sensitivität. Daneben können durch unterschiedliche Änderungen des Konfigurationszustandes Dämpfungsglieder oder diverse Filter zu- oder abgeschaltet werden. Dies ist grundsätzlich für sämtliche signalverarbeitende Prozesse möglich.With a digital microphone, many parameters can be configured. This is done primarily by configuring the digital signal processing unit. This can be used to change the configuration state and / or the modes of the digital microphone. Thus, for example, a change in the directional characteristic of the microphone can be made in this way. Depending on the setting, the microphone has a direction-dependent sensitivity. In addition, by varying the configuration state attenuators or various filters can be switched on or off. This is basically possible for all signal processing processes.

Zur Konfiguration eines digitalen Mikrofons hat sich der Standard AES-42 etabliert. Hierbei ist vorgesehen, mittels eines AES-42-Steuergeräts standardisierte Steuersignale auf die Betriebsspannung des Mikrofons aufzumodulieren. Ein digitales Mikrofon, welches den AES-42-Standard erfüllt, detektiert diese aufmodulierten Steuersignale und ist in der Lage, diese wieder zu decodieren. Das decodierte Signal wird dann von der digitalen Signalverarbeitungseinheit des digitalen Mikrofons zu dessen Konfiguration verwendet. Der Nachteil einer Konfiguration nach dem AES-42-Standard liegt zunächst in der Notwendigkeit eines teuren AES-42-Steuergeräts. Weiterhin muss das eingesetzte digitale Mikrofon ebenfalls nach diesem Standard ausgestaltet sein. Die Einführung neuer, individueller Einstellmöglichkeiten für ein bestimmtes digitales Mikrofon ist nach diesem Standard unmöglich oder zumindest schwierig. Die Steuerung drahtloser Mikrofone nach diesem Standard ist zwar möglich, setzt allerdings zumindest einen kabelgebundenen Empfänger voraus. Die Steuerung eines drahtlosen Mikrofons wird über Funk vorgenommen, wozu jedoch die Hochfrequenz-Sendestrecke bidirektional ausgebildet sein muss. Dies geht einher mit einem hohen Aufwand.To configure a digital microphone, the Standard AES-42 established. It is envisaged to aufzumodulieren standardized control signals to the operating voltage of the microphone by means of an AES-42 controller. A digital microphone that complies with the AES-42 standard detects these modulated control signals and is able to decode them again. The decoded signal is then used by the digital signal processing unit of the digital microphone to configure it. The disadvantage of a configuration according to the AES-42 standard is first of all the need for an expensive AES-42 controller. Furthermore, the inserted digital microphone must also be designed according to this standard. The introduction of new, individual settings for a particular digital microphone is impossible or at least difficult according to this standard. The control of wireless microphones according to this standard is possible, but requires at least a wired receiver. The control of a wireless microphone is made via radio, but for which the radio frequency transmission path must be bidirectional. This goes hand in hand with a high expenditure.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Konfiguration eines digitalen Mikrofons drahtlos, unter geringem Aufwand und ohne zusätzliche Übertragungswege vorzunehmen.It is therefore the object of the invention to carry out the configuration of a digital microphone wirelessly, with little effort and without additional transmission paths.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, wobei durch die Steuereinheit akustische Signale aussendbar sind und die digitale Signalverarbeitungseinheit des digitalen Mikrofons durch empfangene akustische Steuersignale zur Änderung der Betriebsarten des Mikrofons konfigurierbar ist.The object is achieved by a device according to the invention, wherein by the control unit acoustic signals can be emitted and the digital signal processing unit of the digital microphone is configurable by received acoustic control signals for changing the operating modes of the microphone.

Das vom Mikrofon empfangene Gesamtsignal besteht also im Allgemeinen aus dem von der Steuereinheit ausgesandten Steuersignal und Nutzsignalen, wie der Musik eines Orchesters, der Stimme eines Redners oder dergleichen. Steuersignale im Rahmen dieser Erfindung bezeichnen Signale, die ausschließlich zur Steuerung des Konfigurationszustands des digitalen Mikrofons dienen. Beide Signale, Nutz- und Steuersignale, liegen zunächst als akustische und nach Wandlung als elektrische Signale vor. Wird im folgenden allgemein von Signal gesprochen, kann dies sowohl Anteile eines Nutzsignals als auch Anteile eines Steuersignals aufweisen.The total signal received by the microphone thus generally consists of the control signal and useful signals emitted by the control unit, such as the music of an orchestra, the voice of a speaker or the like. Control signals in the context of this invention designate signals which serve exclusively for controlling the configuration state of the digital microphone. Both signals, useful and control signals are initially available as acoustic and after conversion as electrical signals. In the following, generally speaking of signal, this can have both portions of a useful signal and also portions of a control signal.

Die erfindungsgemäße Steuereinheit weist mindestens einen Lautsprecher zur Ausgabe von akustischen Signalen auf. So kann beispielsweise ein Mobiltelefon eine erfindungsgemäße Steuereinheit sein, dessen auszugebende Signale über den Lautsprecher erfindungsgemäß genutzt werden. Steuereinheiten im Sinne dieser Erfindung können auch (Lautsprecher-)Anlagen sein, die zur Ausgabe von Schallsignalen ausgestaltet sind. Insbesondere bei einem Mobiltelefon kann die Steuerung über eine auf diesem geladene Software(-Applikation), eine sogenannte App, erfolgen.The control unit according to the invention has at least one loudspeaker for the output of acoustic signals. Thus, for example, a mobile phone may be a control unit according to the invention, the signals to be outputted are used according to the invention via the loudspeaker. Control units for the purposes of this invention may also be (loudspeaker) systems which are designed to output sound signals. In particular, in a mobile phone, the control of a on this loaded software (application), a so-called app.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist drahtlos eine Konfiguration eines digitalen Mikrofons möglich, bei der sich zusätzliche Übertragungswege zur Steuerung des Mikrofons erübrigen. Dies senkt den Aufwand an Material beträchtlich. Vielmehr wird der akustische Übertragungsweg gewählt, der bei Mikrofronen ohnehin bereits vorhanden ist.With the device according to the invention, a configuration of a digital microphone is wirelessly possible, in which additional transmission paths for controlling the microphone are unnecessary. This considerably reduces the amount of material required. Rather, the acoustic transmission path is selected, which is already present in microphones anyway.

Vorrichtungsmäßig kann ferner vorgesehen sein, dass die digitale Signalverarbeitungseinheit des digitalen Mikrofons über empfangene akustische Steuersignale im hörbaren Frequenzbereich zu konfigurieren ist. Durch akustische Steuersignale im hörbaren Frequenzbereich ist eine Verwendung mit nahezu allen Lautsprechern (am Steuergerät) und mit allen digitalen Mikrofonen möglich, da diese primär auf die Aufnahme oder Wiedergabe hörbarer Signale ausgelegt sind. In diesem Fall erfolgt die Steuerung bzw. Konfiguration des Mikrofons insbesondere bevor ein Nutzsignal (Musik, Sprache) erzeugt und vom Mikrofon aufgenommen wird.In terms of the apparatus, it may further be provided that the digital signal processing unit of the digital microphone is to be configured via received acoustic control signals in the audible frequency range. Acoustic control signals in the audible frequency range make it possible to use them with almost all loudspeakers (on the control unit) and with all digital microphones, since these are designed primarily for recording or reproducing audible signals. In this case, the control or configuration of the microphone takes place in particular before a useful signal (music, speech) is generated and recorded by the microphone.

Zusätzlich oder alternativ hierzu können die akustischen Steuersignale im Ultra- und/oder Infraschallbereich liegen. Hierbei bleibt der hörbare Frequenzbereich für das akustische Nutzsignal, insbesondere gleichzeitig nutzbar. Das akustische Steuersignal kann somit auf anderen, nicht vom Menschen wahrnehmbare Frequenzbereiche gesendet und empfangen werden, sofern dies die Charakteristiken des Steuergeräts und des digitalen Mikrofons ermöglichen. In diesem Falle kann auch eine Änderung der Konfiguration des Mikrofons während der Übermittlung eines Nutzsignals erfolgen.Additionally or alternatively, the acoustic control signals may be in the ultra and / or infrasound range. In this case, the audible frequency range for the useful acoustic signal, especially at the same time usable. The acoustic control signal may thus be transmitted and received on other non-human frequency ranges, as long as the characteristics of the controller and the digital microphone permit this. In this case, a change in the configuration of the microphone during the transmission of a useful signal can take place.

Vorzugsweise kann die digitale Signalverarbeitungseinheit des Mikrofons dazu ausgebildet sein, die Anteile der Steuersignale zur Konfiguration des Mikrofons aus den aufgenommenen akustischen Signalen zu filtern. Dies erfolgt beispielsweise mittels steilflankiger Filter, die nur das vorzugsweise schmalbandige Steuersignal aus dem akustischen Signal herausfiltern. Somit kann eine Steuerinformation gewonnen werden. Haben Steuersignal und Nutzsignal Anteile in teilweise identischen Frequenzbereichen, kann während der Übertragung des Steuersignals das Nutzsignal nicht oder nur eingeschränkt genutzt werden. Somit ist eine Steuerung des Mikrofons während der Aufzeichnung eines Nutzsignals nicht möglich.Preferably, the digital signal processing unit of the microphone may be configured to filter the portions of the control signals for configuring the microphone from the recorded acoustic signals. This is done, for example, by means of steep-edged filters which filter out only the preferably narrowband control signal from the acoustic signal. Thus, control information can be obtained. If the control signal and the wanted signal have components in partially identical frequency ranges, the useful signal can not be used or only used to a limited extent during the transmission of the control signal. Thus, a control of the microphone during the recording of a useful signal is not possible.

Das Steuersignal kann auch im hörbaren Frequenzbereich liegen. Durch die Signalverarbeitungseinheit kann das Steuersignal aus dem gewandelten elektrischen (Ton-)Signal entfernt werden, wie vorstehend beschrieben. Dies ermöglicht eine Konfiguration des Mikrofons während der Aufnahme eines Nutzsignals. Hierdurch wird es möglich, nach Aufnahme eines Signals aus Steuer- und Nutzsignal das Nutzsignal mit der durch das Steuersignal eingestellten Betriebsart des Mikrofons zu bearbeiten. Eine Konfiguration des Mikrofons während des Betriebs ist somit möglich.The control signal can also be in the audible frequency range. By the signal processing unit, the control signal from the converted electrical (sound) signal can be removed, as described above. This allows a configuration of the microphone while recording a useful signal. This makes it possible, after receiving a signal from the control and payload, to process the payload signal with the operating mode of the microphone set by the control signal. A configuration of the microphone during operation is thus possible.

Die Steuereinheit kann dahingehend ausgebildet sein, die Steuerinformation in Form eines digitalen Bitstroms zu kodieren, der wiederum in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt wird, bevor er durch den Lautsprecher in das akustische Signal gewandelt wird. Die Umwandlung des digitalen Bitstroms in ein analoges elektrisches Signal kann durch Verfahren wie das Mehrfrequenzwahlverfahren (DTMF = Dual Tone Multifrequency) oder allgemein durch Modulationsverfahren wie Frequenzumtastung (FSK) oder das orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) erfolgen. Diese Ausgestaltung führt zu einer effizienten Übertragung der Steuerinformation. Der digitale Bitstrom kann dabei durch geeignete Verfahren mehrfach redundant kodiert werden, so dass Störungen im Übertragungsweg möglichst nicht zu einer Beeinträchtigung oder sogar fehlerhaften Dekodierung der Steuerinformation führen können.The control unit may be configured to code the control information in the form of a digital bit stream, which in turn is converted into an analog electrical signal before being converted into the acoustic signal by the loudspeaker. The conversion of the digital bitstream to an analogue electrical signal may be accomplished by techniques such as Dual Tone Multifrequency (DTMF) or generally by modulation techniques such as Frequency Shift Keying (FSK) or Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). This embodiment leads to an efficient transmission of the control information. In this case, the digital bit stream can be coded several times redundantly by suitable methods so that disturbances in the transmission path can as far as possible not lead to an impairment or even incorrect decoding of the control information.

Dabei kann die digitale Signalverarbeitungseinheit zur Erkennung digitaler Bitfolgen im aufgenommenen gewandelten akustischen Signal ausgestaltet sein. Das Verfahren zur Demodulation und Dekodierung folgt aus dem Verfahren zur Kodierung und Modulation der Steuerinformation. Aus den digitalen Bitfolgen wird dann in der Signalverarbeitungseinheit die Steuerinformation gewonnen. Hierdurch ist eine schnelle, einfache und robuste Konfigurierbarkeit des Mikrofons durch digitale Steuerinformationen möglich.In this case, the digital signal processing unit can be designed to detect digital bit sequences in the recorded converted acoustic signal. The method for demodulation and decoding follows from the method for coding and modulation of the control information. The control information is then obtained from the digital bit sequences in the signal processing unit. As a result, a fast, simple and robust configurability of the microphone by digital control information is possible.

Dabei kann die digitale Signalverarbeitungseinheit zur Erkennung digitaler Bitfolgen als elektrische Steuersignale im aufgenommenen gewandelten Signal ausgestaltet sein. Hierdurch ist eine schnelle und einfache Konfigurierbarkeit des Mikrofons durch digitalisierte Signale möglich.In this case, the digital signal processing unit for detecting digital bit sequences can be designed as electrical control signals in the recorded converted signal. As a result, a quick and easy configurability of the microphone by digitized signals is possible.

Der Konfigurationszustand des digitalen Mikrofons kann über optische, akustische und/oder elektrische Ausgänge am digitalen Mikrofon ausgegeben werden, insbesondere als Signalton. Somit kann der momentane Konfigurationszustand des digitalen Mikrofons durch den Anwender jederzeit über mehrere Übertragungswege überprüft werden, insbesondere direkt nach der Übertragung einer Steuerinformation kann angezeigt werden, ob die Übertragung erfolgreich oder fehlerhaft von statten gegangen ist. Durch diese sofortige Rückmeldung erhöht sich die Usability des digitalen Mikrofons erheblich. Die Information über den momentanen Konfigurationszustand kann insbesondere auch durch Ausgabe eines bestimmten Audiosignals im digitalen Audioausgang erfolgen. Das kann beispielsweise ein kurzer Signalton sein, der über eine erfolgreiche Steuerung informiert oder aber eine semantische Information wie z. B. <<der Pegel wurde auf 6 dB gesetzt>>. Sofern das digitale Mikrofon über mehr als einen Audiokanal im digitalen Ausgang verfügt, kann das Nutzsignal von diesen Steuer-Audioinformationen unbehelligt bleiben und die Steuer-Audioinformationen auf einem separaten Kanal übertragen werden.The configuration state of the digital microphone can be output via optical, acoustic and / or electrical outputs on the digital microphone, in particular as a signal tone. Thus, the current configuration state of the digital microphone can be checked by the user at any time over multiple transmission paths, in particular directly after the transmission of control information can be displayed whether the transmission has gone successfully or erroneously von Taub gone. This instant feedback significantly increases the usability of the digital microphone. The information about the current configuration state can in particular also by Output of a specific audio signal in the digital audio output. This can be, for example, a short beep that informs about a successful control or semantic information such. B. << the level has been set to 6 dB >>. If the digital microphone has more than one audio channel in the digital output, the wanted signal from that control audio information can remain undisturbed and the control audio information can be transmitted on a separate channel.

Eine bevorzugte Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch eine Einheit zur Zuordnung von semantischen Informationen zum Konfigurationszustand des Mikrofons und insbesondere zur Sprachausgabe eines eingestellten Konfigurationszustandes, so dass dem Konfigurationszustand des Mikrofons semantische Informationen zugeordnet werden und insbesondere ein eingestellter Konfigurationszustand des Mikrofons als semantische Information angegeben wird, insbesondere als Sprachausgabe. Eine sprachliche Ausgabe kann über einen Lautsprecher eines Mischpults des die Konfiguration einstellenden Tonmeisters oder auch über den Lautsprecher eines Steuergeräts, wie eines mobilen Telefons erfolgen. Eine eingestellte Konfiguration kann auch als semantische Information textlich oder als Großbild angezeigt werden, beispielsweise nach Übertragung über einen geeigneten Übertragungsweg auf dem Display des Steuergeräts, wie eines mobilen Telefon.A preferred embodiment is characterized by a unit for assigning semantic information to the configuration state of the microphone and in particular for voice output of a set configuration state, so that the configuration state of the microphone semantic information is assigned and in particular a set configuration state of the microphone is specified as semantic information, in particular as voice output. A voice output can be made via a loudspeaker of a mixer of the configuration adjusting sound master or also via the loudspeaker of a control device such as a mobile telephone. A set configuration can also be displayed textually or as a large image as semantic information, for example after transmission via a suitable transmission path on the display of the control device, such as a mobile telephone.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind.Further advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description, are explained in the embodiments of the invention with reference to the drawings in detail.

Dabei zeigenShow

1 eine Skizze einer ersten Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Konfiguration des Mikrofons und 1 a sketch of a first arrangement of the device according to the invention for the configuration of the microphone and

2 eine Skizze eine zweiten Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei gleichzeitiger Aufnahme von Steuer- und Nutzsignalen. 2 a sketch of a second arrangement of the device according to the invention with simultaneous recording of control and Nutzsignalen.

1 zeigt auf der linken Seite eine Steuereinheit 2. Sie weist an ihrer rechten Seite einen Lautsprecher 2.1 zur Ausgabe von Schallsignalen auf. Bei der Steuereinheit 2 kann es sich beispielsweise um ein Mobiltelefon mit einer hierauf installierten Applikation handeln oder um ein einfaches Abspielgerät wie einen mp3-Player. Sie weist ferner Vorrichtungen zum Generieren von Signalen zum Ansteuern des Lautsprechers 2.1 auf. 1 shows on the left side a control unit 2 , It has a loudspeaker on its right side 2.1 for the output of sound signals. At the control unit 2 it may, for example, be a mobile phone with an application installed thereon or a simple player such as an mp3 player. It also has devices for generating signals for driving the loudspeaker 2.1 on.

Die von der Steuereinheit 2 zunächst berechneten und dann über den Lautsprecher als akustische Signale ausgegebenen Signale werden als Steuersignale ST bezeichnet.The from the control unit 2 initially calculated and then output via the speaker as acoustic signals signals are referred to as control signals ST.

Die Frequenz-Bandbreite des Lautsprechers 2.1 der Steuereinheit 2 weist dabei einen Anteil im hörbaren Frequenzbereich auf. Anteile der Bandbreite im Bereich des Infraschalls mit Frequenzen kleiner als 16 Hz bzw. unterhalb der wahrnehmbaren Hörschwelle oder im Bereich des Ultraschalls mit Frequenzen größer als 20 kHz, also oberhalb der wahrnehmbaren Hörschwelle sind grundsätzlich möglich.The frequency bandwidth of the speaker 2.1 the control unit 2 has a share in the audible frequency range. Shares of the bandwidth in the range of infrasound with frequencies less than 16 Hz or below the perceptible threshold or in the range of the ultrasound with frequencies greater than 20 kHz, ie above the perceptible threshold are possible in principle.

1 zeigt rechts, der Steuereinheit 2 gegenüberliegend, ein digitales Mikrofon 1. An der der Steuereinheit 2 zugewandten Stirnseite des digitalen Mikrofons 1 weist dieses eine Mikrofonkapsel 1.5 auf. Diese dient zur Aufnahme akustischer Signale und zu deren Wandlung in elektrische Signale. Die Art der Wandlung selbst kann durch verschiedene Ausgestaltungen verwirklicht sein, wie etwa als Kondensatormikrofon oder dynamisches Mikrofon. 1 shows right, the control unit 2 opposite, a digital microphone 1 , At the control unit 2 facing front side of the digital microphone 1 this has a microphone capsule 1.5 on. This serves to record acoustic signals and to convert them into electrical signals. The type of conversion itself can be realized by various embodiments, such as a condenser microphone or dynamic microphone.

Das digitale Mikrofon 1 weist ferner eine digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1 auf. Diese ist an der Mikrofonkapsel 1.5 angeschlossen und empfängt das gewandelte elektrische Nutzsignal der Mikrofonkapsel 1.5. Diese ist insbesondere mittelbar an der Mikrofonkapsel 1.5 angeschlossen, dann können zwischen der Mikrofonkapsel und der Signalverarbeitungseinheit analoge Schaltkreise liegen, die beispielsweise zur Anpassung des Signalpegels, zur Vorfilterung des Signals und zur Digitalisierung des Signals dienen. Des Weiteren kann die Mikrofonkapsel 1.5 mit dem restlichen Teil des digitalen Mikrofons zerstörungsfrei lösbar verbunden sein, wie durch Schraubgewinde oder Bajonettverbindung, so dass ein Wechsel der Mikrofonkapsel auch vom Anwender möglich ist; das Mikrofonkapsel und Rest des digitalen Mikrofons ein modulares System bilden.The digital microphone 1 further comprises a digital signal processing unit 1.1 on. This is on the microphone capsule 1.5 connected and receives the converted useful electrical signal of the microphone capsule 1.5 , This is in particular indirectly on the microphone capsule 1.5 connected, then analog circuits may lie between the microphone capsule and the signal processing unit, which serve for example for adjusting the signal level, for pre-filtering the signal and for digitizing the signal. Furthermore, the microphone capsule 1.5 be connected to the remaining part of the digital microphone non-destructively detachable, such as by screw thread or bayonet connection, so that a change of the microphone capsule is also possible by the user; the microphone capsule and the rest of the digital microphone form a modular system.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1 ist hier durch einen Prozessor mit integrierter und programmierbarer Schaltung verwirklicht. Sie kann zusätzlich dazu ausgestaltet sein, bereits erste Schritte der Signalverarbeitung an einem empfangenen Signal, wie beispielsweise Dämpfungsglieder, Filter oder andersartige Effekte mit dem eintreffenden elektrischen Nutzsignal auszuführen. Das dann entstehende, gegebenenfalls bearbeitete elektrische Signal wird über einen elektrischen Ausgang 1.4 des digitalen Mikrofons 1 ausgegeben.The digital signal processing unit 1.1 is realized here by a processor with integrated and programmable circuit. It may additionally be configured to already carry out first steps of the signal processing on a received signal, such as attenuators, filters or other types of effects with the incoming electrical useful signal. The resulting, possibly processed electrical signal is via an electrical outlet 1.4 of the digital microphone 1 output.

Das digitale Mikrofon 1 kann in einer Reihe von Betriebsarten betrieben werden. Seine Richtcharakteristik kann durch die digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1 verändert werden, sodass eine richtungsabhängige Aufnahmecharakteristik eingestellt wird. Andererseits sind bestimmte Betriebsarten als erste Schritte der Signalverarbeitung durch eine Konfiguration des digitalen Mikrofons 1 möglich. Hierbei können bestimmte Filter zur Verarbeitung mit einem Signal zum Einsatz kommen, um einen gewünschten Klangeffekt zu erzielen. Durch das Steuersignal können ferner die oben genannten Effekte, wie Dämpfung, Filter, etc. zum Einsatz kommen.The digital microphone 1 can be operated in a number of operating modes. Its directional characteristic can be achieved by the digital signal processing unit 1.1 be changed so that a directional recording characteristic is set. On the other hand, certain modes are as first steps of signal processing through a configuration of the digital microphone 1 possible. In this case, certain filters for processing with a signal can be used to achieve a desired sound effect. By the control signal, the above-mentioned effects, such as attenuation, filters, etc. can also be used.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1 ist dazu ausgebildet, Steuersignale ST der Steuereinheit 2 zu erkennen. Diese Signale werden registriert und durch den Prozessor zur Befehlssätzen zur Änderung der Betriebsarten des Mikrofons 1 umgewandelt. Diese Befehlssätze werden sofort ausgeführt, was zu einer Änderung der Konfiguration der digitalen Signalverarbeitungseinheit 1.1 führt.The digital signal processing unit 1.1 is designed to control signals ST of the control unit 2 to recognize. These signals are registered and sent by the processor to the instruction sets for changing the operating modes of the microphone 1 transformed. These instruction sets are executed immediately, resulting in a change in the configuration of the digital signal processing unit 1.1 leads.

Das digitale Mikrofon 1 weist ferner eine optische Anzeige 1.2 auf, die Informationen über den momentanen Betriebszustand des digitalen Mikrofons oder die erfolgte Übertragung anzeigt. Diese optische Anzeige kann aus einer oder mehrere LEDs bestehen oder aber aus einem komplexeren Display, in dem der momentane Betriebszustand des digitalen Mikrofons als Menü dargestellt ist. Zusätzlich hierzu ist an dem digitalen Mikrofon 1 ein akustischer Ausgang 1.3 in Gestalt eines Lautsprechers angebracht. In Abhängigkeit der momentan vorliegenden Konfiguration des digitalen Mikrofons 1 wird über den Lautsprecher 1.3 am Mikrofon ein akustisches Signal ausgegeben. Der momentane Konfigurationszustand kann darüber hinaus auch am elektrischen Ausgang ausgegeben werden, entweder als digitale Information oder indem die Information statt oder während des Nutzsignals als Audiosignal ausgegeben wird.The digital microphone 1 also has an optical display 1.2 on, which displays information about the current operating state of the digital microphone or the effected transmission. This visual display can consist of one or more LEDs or from a more complex display in which the current operating state of the digital microphone is displayed as a menu. In addition to this is on the digital microphone 1 an acoustic output 1.3 mounted in the form of a loudspeaker. Depending on the current configuration of the digital microphone 1 is over the speaker 1.3 An acoustic signal is output at the microphone. The current configuration state can also be output at the electrical output, either as digital information or by outputting the information instead of or during the wanted signal as an audio signal.

2 zeigt eine zweite Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier ist auf der linken Seite abermals die Steuereinheit 2 ersichtlich. Diese sendet, wie in 1 bereits beschrieben, ein Steuersignal ST zur Konfiguration des Mikrofons aus. 2 shows a second arrangement of the device according to the invention. Here again on the left side is the control unit 2 seen. This sends as in 1 already described, a control signal ST for configuring the microphone.

Unterhalb der Steuereinheit 2, räumlich getrennt, ist eine zusätzliche Schallquelle 2.3 angeordnet. Diese sendet ein Nutzsignal N aus. Nutzsignale sind dabei Signale, die primär durch das Mikrofon zur Wiedergabe über Lautsprecher, zur Speicherung auf Datenträger und/oder zur Weiterverarbeitung aufgenommen werden sollen. Nutzsignale in diesem Sinne sind beispielsweise die Stimme eines Redners oder Musik.Below the control unit 2 , spatially separated, is an additional sound source 2.3 arranged. This sends out a useful signal N. Useful signals are signals which are to be recorded primarily by the microphone for reproduction via loudspeakers, for storage on data carriers and / or for further processing. Useful signals in this sense are, for example, the voice of a speaker or music.

Die digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1. des Mikrofons 1 ist in 2 darauf ausgelegt, aus einem allgemeinen empfangenen akustischen Signal S' Anteile des Steuersignals ST' und jene des Nutzsignals N' herauszufiltern. Bei einem sehr einfachen Modulationsverfahren ist es sogar möglich, dass die Trennung zwischen Steuersignal ST' und N' noch im analogen Bereich erfolgt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ST' im Infra- oder Ultraschallbereich liegen. Das Nutzsignal N' wird nach Bearbeitung über einen Ausgang 1.4 am Mikrofon zur Wiedergabe, zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung ausgegeben.The digital signal processing unit 1.1 , of the microphone 1 is in 2 designed to filter out portions of the control signal ST 'and those of the useful signal N' from a generally received acoustic signal S '. In a very simple modulation method, it is even possible that the separation between control signal ST 'and N' is still in the analog range. This is especially the case when ST 'are in the infrared or ultrasonic range. The useful signal N 'is after processing via an output 1.4 output at the microphone for playback, storage and / or further processing.

Der Ablauf der Steuerung bei einem ersten Anwendungsbeispiel gemäß der 1, in der die Konfiguration der Betriebsart des Mikrofons 1 ohne ein zusätzliches akustisches Signal gezeigt ist, ist folgendermaßen: Hier stellt der Benutzer auf einer Applikation auf einem Smartphone die erwünschte Konfiguration des digitalen Mikrofons ein. Die Applikation berechnet aus diesen Vorgaben und dem vorliegenden Typ des Mikrofons 1 das elektrische Steuersignal zur Ansteuerung des Lautsprechers 2.1 der Steuereinheit 2. Dieser gibt infolge dessen ein akustisches Steuersignal ST ab.The sequence of the control in a first application example according to the 1 in which the configuration of the operating mode of the microphone 1 without an additional acoustic signal, is as follows: Here, the user sets the desired configuration of the digital microphone on an application on a smartphone. The application calculates from these specifications and the present type of microphone 1 the electrical control signal to control the speaker 2.1 the control unit 2 , This gives as a result of an acoustic control signal ST.

Die Mikrofonkapsel 1.5 empfängt dieses Signal und wandelt es in ein elektrisches Signal ST'. Das Signal ST' gelangt zur digitalen Signalverarbeitungseinheit 1.1 des Mikrofons 1. Diese erkennt das Steuersignal ST' und entnimmt diesem die Vorgaben des Benutzers zur Konfiguration des Mikroskops 1, woraufhin sich die Betriebsart des Mikrofons 1 in der gewünschten Weise ändert. Das Mikrofon 1 ist damit für die Aufnahme von Nutzsignalen konfiguriert.The microphone capsule 1.5 receives this signal and converts it into an electrical signal ST '. The signal ST 'reaches the digital signal processing unit 1.1 of the microphone 1 , This recognizes the control signal ST 'and takes this from the user's specifications for the configuration of the microscope 1 , whereupon the operating mode of the microphone 1 changes in the desired way. The microphone 1 is thus configured to receive payloads.

Über die Anzeige 1.2 am Mikrofon 1 wird die momentane Konfiguration dargestellt. Eine akustische Rückmeldung über den am Mikrofon 1 angebrachten Lautsprecher 1.3 signalisiert dem Benutzer einen erfolgreichen oder fehlgeschlagenen Konfigurationsvorgang. Zur Kontrolle wird die momentane Betriebsart des Mikrofons 1 über einen elektrischen Ausgang 1.6 ausgegeben und kann vom Benutzer eingelesen werden.About the ad 1.2 on the microphone 1 the current configuration is displayed. An acoustic feedback on the microphone 1 attached speakers 1.3 Signals the user a successful or failed configuration process. As a control, the current operating mode of the microphone 1 via an electrical outlet 1.6 is output and can be read by the user.

Beim zweiten Anwendungsbeispiel der 2 ist eine gleichzeitige Aufnahme von Steuersignalen ST und Nutzsignalen N dargestellt. Der Ablauf ist folgendermaßen (wobei nicht explizit erwähnte Schritte dem vorher beschriebenem Beispiel entsprechen):
Die Steuereinheit 2 berechnet nach der Vorgabe des Benutzers wie im vorangehenden Beispiel das Steuersignal. Dieses wird als akustisches Steuersignal ST über den Lautsprecher 2.1 der Steuereinheit ausgegeben. Gleichzeitig sendet eine räumlich getrennte Schallquelle 2.3 ein akustisches Nutzsignal N aus.In the second application example of 2 a simultaneous recording of control signals ST and useful signals N is shown. The procedure is as follows (where steps not explicitly mentioned correspond to the previously described example):
The control unit 2 calculates the control signal according to the specification of the user as in the previous example. This is called the acoustic control signal ST through the speaker 2.1 the control unit. Simultaneously sends a spatially separated sound source 2.3 an acoustic useful signal N off.

Beide Signale, das Steuersignal ST der Steuereinheit 2 und das Nutzsignal N der Schallquelle 2.3 werden zeitgleich ausgesendet und werden als gemeinsames Schallsignal S durch die Mikrofonkapsel 1.5 aufgenommen. Dort wird das gemeinsame Schallsignal S in ein elektrisches Signal S' gewandelt. Dieses besitzt sowohl Anteile des Steuersignals ST' als auch des Nutzsignals N'.Both signals, the control signal ST of the control unit 2 and the useful signal N of the sound source 2.3 are emitted at the same time and are used as a common sound signal S through the microphone capsule 1.5 added. There, the common sound signal S is converted into an electrical signal S '. This has both portions of the control signal ST 'and the useful signal N'.

Das gewandelte Signal S' wird dann zu der digitalen Signalverarbeitungseinheit 1.1 geführt. Diese erkennt den Anteil des Steuersignals ST' im gemeinsamen Signal S' und filtert diesen Anteil aus dem Signal S' heraus. Dies geschieht beispielsweise über steifflankige Filter. The converted signal S 'then becomes the digital signal processing unit 1.1 guided. This detects the proportion of the control signal ST 'in the common signal S' and filters out this portion of the signal S 'out. This happens, for example, via stiff-sided filters.

Das gewonnene, elektrisch vorliegende Steuersignal ST' wird dann, wie bereits oben erwähnt, zur Konfiguration des Mikrofons 1 verwendet. Damit liegt die gewünschte Betriebsart des Mikrofons 1 vor. Mit dieser Betriebsart wird das Nutzsignal N' durch die digitale Signalverarbeitungseinheit 1.1 verarbeitet. Das hieraus sich ergebende Signal wird über einen elektrischen Ausgang 1.4 zur Wiedergabe, Speicherung oder Weiterverarbeitung ausgegeben.The recovered, electrically present control signal ST 'is then, as already mentioned above, for the configuration of the microphone 1 used. This is the desired operating mode of the microphone 1 in front. With this operating mode, the useful signal N 'by the digital signal processing unit 1.1 processed. The resulting signal is via an electrical output 1.4 for playback, storage or further processing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard AES-42 [0006]

Claims

Device for configuring a digital microphone ( 1 ) with a digital signal processing unit ( 1.1 ) and with a control unit ( 2 ) for the output of acoustic signals, characterized in that by the control unit ( 2 ) are audible signals and the digital signal processing unit ( 1.1 ) of the digital microphone ( 1 ) by acoustic control signals (ST) containing received control information for changing the operating modes of the microphone ( 1 ) is configurable.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) of the digital microphone ( 1 ) is configurable via received acoustic control signals (ST) in the audible frequency range.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) of the digital microphone ( 1 ) via received acoustic control signals (ST) in the infra and / or ultrasound range is configurable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) of the microphone ( 1 ) is adapted to the portions of the control signals (ST) of a received basic signal for the configuration of the microphone ( 1 ) from the recorded acoustic signals (S) to filter.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) is adapted to remove the portion of the control signal (ST ') from the converted electrical signal (S') and further process the correspondingly modified electrical signal as a useful signal (N ').

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 2 ) is adapted to convert electrical control signals (ST ') into a digital bit string.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 2 ) is adapted to encode the control information in a digital bit sequence and to modulate it to an analog electrical signal.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) of the microphone ( 1 ) to recognize the control information in the digital bit sequence in the control signal (ST ') in the recorded, converted signal (S') is configured.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an acoustic output ( 1.3 ) on the digital microphone ( 1 ) is provided for acoustic feedback on the configuration state of the digital microphone ( 1 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical output ( 1.6 ) on the digital microphone ( 1 ) is provided for outputting a configuration state of the digital microphone ( 1 ) characterizing information, such as a beep.

Apparatus according to claim 10, characterized by a unit for the assignment of semantic information to the configuration state of the microphone and in particular for the speech output of a set configuration state.

Method for configuring a digital microphone, characterized in that by means of a control unit ( 2 ) Control signals (ST) which are sent to a signal processing unit ( 1.1 ) in a microphone ( 1 ), wherein a control of the microphone takes place.

A method according to claim 12, characterized in that the acoustic control signals are emitted in the audible frequency range.

Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that the acoustic control signals in the ultra and / or infrasonic range are transmitted.

Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that the control unit ( 2 ) converts the electrical control signals (ST) into a digital bit sequence and transmits them as acoustic control signals.

Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) the configuration state of the digital microphone ( 1 ) via an optical device ( 1.2 ) on the digital microphone ( 1 ).

Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) the configuration state of the digital microphone ( 1 ) via a loudspeaker ( 1.3 ) on the digital microphone ( 1 ).

Method according to one of claims 12 to 17, characterized in that the digital signal processing unit ( 1.1 ) the configuration state of the digital microphone ( 1 ) via an electrical outlet ( 1.6 ) on the digital microphone ( 1 ), as a beep.

A method according to claim 17, characterized in that the configuration state of the microphone semantic information is assigned and in particular a set configuration state of the microphone is specified as semantic information, in particular as a voice output.