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Einrichtung zur Verringerung des Nachhalls bei elektrischer Schallaufnahme für Radiosendungen, Tonfilm-und Sprechmaschinenaufnahmen.
Für die Qualität der Schallübertragung bzw.-wiedergabe bei Radiosendungen, Tonfilmaufnahmen u. dgl. spielen die akustischen Eigenschaften des Aufnahmeraumes eine wesentliche Rolle. Bei Auf- nahmen, die in Studios stattfinden, lassen sich die raumakustischen Verhältnisse, die in der Hauptsache durch die Nachhalldauer bestimmt sind, leicht in der für die Aufnahme geforderten Weise beeinflussen.
Dies ist jedoch nicht möglich bei der Übertragung der Sendungen bzw. bei Tonfilmaufnahmen u. dgl. in Theatern, Konzertsälen u. ä. Hier macht sich der Einfluss der Raumakustik durch zu lang dauernden
Nachhall oft sehr störend bemerkbar und es bestand bisher keine Möglichkeit, diesen Einfluss in wirk- samer Weise zu bekämpfen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung, mit der dies bezweckt werden soll.
Der Grundgedanke besteht darin, die durch den Nachhall verzerrte Amplitudenkurve des Schalles bzw. des ihn abbildenden Tonfrequenzstromes durch geeignete Regelung der Verstärkung in weitgehendem
Masse zu entzerren. Die auftretenden Verhältnisse seien kurz an Hand der Fig. 1 veranschaulicht. Wir legen dieser Erörterung einen rechteckförmigen zeitlichen Verlauf der Amplitudenbegrenzungskurve des ursprünglichen von der Schallquelle ausgesandten Schalles zugrunde. Fig. 1 a. Diese wird durch die Nachhallwirkung in der in 1 b gezeichneten Weise verändert.
Die Wirkung ist, wie ersichtlich, eine Verwischung der Kanten der Zeitamplitudenkurve, sowohl beim An-als auch beim Ausklingen ; beim Anklingen sind die verzerrten Amplituden kleiner als die ursprünglichen, beim Ausklingen habe sie am Anfang noch beträchtliche Werte, während die ursprünglichen schon auf Null gesunken sind.
Es ist nun eine Einrichtung bekannt, bei der eine Entzerrung dadurch angestrebt wird, dass man den Verstärkungsgrad durch eine Schaltung, die die umgekehrte Wirkung der bekannten Fadingregulierung hat, von der Amplitude abhängig macht, also in der Art, dass die Verstärkung proportional der Eingangsamplitude ist. Dabei muss, wenn man das Auftreten niehtlinearer Verzerrungen vermeiden will, die Anordnung so getroffen sein, dass die Regeleinrichtung nicht auf die Einzelschwingungen anspricht, sondern nur auf den zeitlichen Verlauf der Amplitudenbegrenzungskurve. Diese negative Fadingregulierung"weist mehrere Nachteile auf ; ihre Wirkungsweise zeigt Fig. 2. Die voll ausgezogene Linie stellt die verzerrte Amplitudenbegrenzungskurve dar.
Zufolge einer quadratischen Wirkungsweise der erwähnten Schaltung sind die korrigierten Amplituden sowohl beim An-als auch beim Ausklingen kleiner als die ursprünglichen, die Wirkung ist also beim Anklingen eine verschlechternde. Beim Ausklingen tritt zwar eine Verbesserung auf, diese ist jedoch ihrer Grösse nach sehr begrenzt. Diese und andre Mängel werden bei der Einrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, vermieden. Auch hier wird die Entzerrung in bekannter Weise durch Regelung des Verstärkungsgrades bewirkt, die denselben beim Anklingen vergrössert, beim Ausklingen verkleinert. Die Regelspannung wird jedoch zum Unterschied von der bekannten Einrichtung in Abhängigkeit vom zeitlichen Differentialquotienten der Amplitudenbegrenzungskurve gebracht. Die grundsätzliche Wirkungsweise wird an Fig. 3 erläutert.
3 a stellt wieder die ursprüngliche rechteckförmige Amplitudenbegrenzungskurve dar, 3 b die durch den Nachhall verzerrte. In 3 o ist der zeitliche Differentialquotient der Kurve 3 b dargestellt. Er ist im ersten Augenblick des Anklingens am grössten und sinkt beim Erreichen des stationären Zustandes auf Null. Beim Beginn des Ausklingens erreicht er einen negativen Spitzenwert und geht dann wie früher in einer Exponentialkurve gegen Null. Der Vorteil des Prinzips, den Regelvorgang in Abhängigkeit von diesem Differentialquotienten zu bringen, ist leicht ersichtlich : die Regelspannung ist dann am grössten,
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hall werden beide in richtiger Weise korrigiert.
Denn beim Anhall springt die Verstärkung auf einen anfänglichen Maximalwert, um von dort allmählich auf den Mittelwert zu sinken. Beim Nachhall springt sie auf einen Minimalwert, um von dort auf den Mittelwert zu steigen. In der Zwischenzeit ist die Regelspannung Null und die Verstärkung bleibt auf dem Mittelwert. Es sei hier bemerkt, dass die Korrektur des Anhalles immer durch die Leistungsfähigkeit des Verstärkers in ihrer Genauigkeit bzw. Vollkommenheit beschränkt sein muss. Die Korrektur des Nachhalles kann man jedoch durch das angegebene Prinzip
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Im folgenden wird an Hand der Fig. 4 Aufbau und Wirkungsweise einer vollständigen Aufnahmeeinrichtung nach diesem Prinzip beschrieben. Die gezeichnete Anordnung ist jedoch nur als Beispiel einer Ausführungsform zu betrachten. a stellt das Aufnahmemikrophon dar, b einen Vorverstärker, dessen Verstärkungsgrad durch eine Spannung verändert werden kann, die über die an der Unterseite eintretende Leitung zugeführt wird. c ist der Hauptverstärker, zu dem ein Anschluss cl zum Sender, zu einer Tonaufzeicheneinrichtung od. dgl. führt. Vor dem Vorverstärker zweigt eine Leitung zu einem Nieder-
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gleichrichtet und mittels eines eingebauten Siebgliedes einen Gleichstrom erzeugt, der die Konturen der Amplitudenbegrenzungskurve abbildet.
Auf diesen folgt das Differentiationsglied g. Es besteht aus einem Transformator, der bekanntlieh die Eigenschaft hat, dass die induzierte sekundäre elektromotorische Kraft der zeitlichen Änderung des Primärstromes proportional ist. Diese induzierte Spannung wird entweder direkt oder über einen hier nicht gezeichneten Verstärker dem Regelverstärker b zugeführt.
Zum Schlusse sei noch erwähnt, dass die beschriebene Einrichtung auch für die Beherrschung der verschiedensten andern Ein- und Ausschwingvorgänge mit Vorteil Verwendung finden kann. Als Beispiel sei noch die elektroakustische Rückkopplung genannt, die bei Lautsprecheranlagen auftritt, wenn sich Mikrophon und Lautsprecher im selben Raume befinden. Wenn man Selbsterregung ausschliesst, bewirkt diese eine künstliche Nachhallvergrösserung und die Einrichtung nach vorliegender Erfindung
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werden.