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Verfahren zur verbesserten Wiedergabe von akustischen Reproduktionen.
Es ist bekannt, dass die Intensitätsdynamik einer akustischen Reproduktion durch die dabei angewandten mechanischen oder andern Mittel ausserordentlich eingeengt (verflacht) wird, was eine
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stellung des ursprünglichen Intensitätsverlaufes wurde deshalb vorgeschlagen, die Verringerung der Intensitätsunterschiede mit Hilfe von Gleichrichtern zu kompensieren, indem der Richtstrom eines Gleichrichters, der vermittels der Niederfrequenz gewonnen wurde, die Gittervorspannung einer oder mehrerer Niederfrequenzverstärkerstufen derart beeinflusst, dass bei zunehmendem Richtstrom die Steilheit des
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Diesem Vorschlag haftet jedoch der Mangel an, dass selbst dann, wenn die gesteuerten Stufen Gegentaktstufen sind, eine Erhöhung des Klirrfaktors eintritt, da es sich um Rohrstufen handelt,
die
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Intensitätsdynamik bzw. zum Entzerren der durch einen Reproduktionsapparat verzerrten Intensitätsdynamik, welches darin besteht, durch den Richtstrom eines Gleichrichters, der vermittels der Niederfrequenz gewonnen wurde, die Steuerung der Steilheit von solchen Verstärkerstufen durchzuführen, die die zu reproduzierende Akustik in Form von modulierter Hochfrequenz führen. Die Grösse des Klirrfaktors der Niederfrequenzverstärkung bleibt auf diese Weise vollständig unbeeinflusst, so dass der oben beschriebene Nachteil einer Erhöhung des niederfrequenten Klirrfaktors gänzlich vermieden ist.
Dieser Grundgedanke wird in der Weise verwirklicht, dass die zur Reproduktion gelangende Niederfrequenz, insofern sie nicht bereits als Modulierung einer Hochfrequenz vorliegt, in diese Form verwandelt und-gegebenenfalls nach erfolgter Verstärkung-zwecks Erzeugung oder Wiedererzeugung der verbesserten Intensitätsdynamik einer sie in dieser Form führenden Stufe entnommen und in einem besonderen Gleichrichter in Niederfrequenz verwandelt wird, welche einem zweiten Gleichrichter zugeführt wird, dessen Richtspannung zur Änderung der Gittervorspannung einer ebenfalls die modulierte Hochfrequenz führenden Stufe dient, die der erstgenannten Modulationsstufe nachfolgt, der eigentlichen Demodulationsstufe aber vorausgeht.
Das Verfahren bedient sich vorteilhaft einer Apparatur, bei der die zur Reproduktion gelangenden Schwingungen entweder als modulierte Hochfrequenz bereits empfangen werden oder bei der durch einen Lokalgenerator, dessen Schwingung durch die Niederfrequenz moduliert wird, die erwähnte Schwingungsform erzeugt, gegebenenfalls nach erfolgter Verstärkung in mehreren Stufen durch Gleichrichtung wieder demoduliert und als Niederfrequenz schliesslich gegebenenfalls noch einmal verstärkt wird.
In einer solchen Apparatur wird nun bei einer der modulierten Hochfrequenz führenden Stufen eine Kopplungsabzweigung angebracht, durch die ein Teil der hochfrequenten Anodenspannungen in einem besonderen Gleichrichter zwecks Entzerrung der Dynamik in Niederfrequenz verwandelt wird, die dann einem weiteren Gleichrichter zugeführt wird, dessen Richtspannung nunmehr zur dynamikentzerrenden Steuerung der Gittervorspannung verwendet wird. Diese Beeinflussung erfolgt aber noch immer im Hochfrequenzteil der Apparatur, also in einer oder auch mehreren Verstärkerstufen, die der früher genannten Hoehfrequenzverstärkerstufe zwar schaltteehniseh nachfolgen, aber der eigentlichen Demodulationsstufe der Apparatur noch vorausgehen.
Die schaltteehnisch der letztgenannten, zwecks Dynamikentzerrung gesteuerten Hochfrequenzverstärkerstufe vorausgehenden Hochfrequenzverstärkerstufen erfahren somit keine Steilheitsänderungen
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im Sinne des Verfahrens. Dies ist deshalb erforderlich, weil sonst eine Rückkopplung entstehen würde, die dann eintreten müsste, wenn beispielsweise der normale Demodulator des Apparates herangezogen wurde, um mit seiner Niederfrequenz einen Gleichrichter zu steuern, dessen Richtstrom dann die Gitter- vorspannung von Hochfrequenzstufen, die vor dem Demodulator liegen, beeinflussen würde.
Zur Durchführung des Verfahrens ist somit ein Hochfrequenzsender oder Schwingungserzeuger notwendig, der vermittels der zu reproduzierenden Akustik moduliert wird ; ferner ist ein Empfänger, der in der obenbeschriebenen Weise geschaltet ist, erforderlich. Es ist dabei gleichgültig, ob der Radio- empfänger unmittelbar an den Sender anschliesst, also mit diesem einen einzigen Apparat darstellt, der lokale Schwingungen erzeugt und diese niederfrequent moduliert, oder ob der Empfänger durch einen
Sender über einen längeren, für die gesendeten Intensitätssehwankungen aber ungehindert passierbaren Übertragungsweg mit oder ohne Draht betätigt wird.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen an Hand eines Schemas sowie einer beispielsweisen Ausführungsform erläutert.
Das Schema (Fig. l) zeigt in ganz vereinfachter Weise eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Apparatur. Darin bedeuten die in die Kreise eingeschriebenen Buchstaben die Röhren eines üblichen sechsstufigen Radioempfängers in Überlagerungsschaltung. Die Vierecke bedeuten Zusatzröhren, die für das Verfahren gemäss der Erfindung hinzugefügt werden müssen.
Die strichlierten Linien zwischen den Röhren sollen den normalen Weg andeuten, den die Schwingungen innerhalb des Apparates nehmen. Die im vorliegenden Fall benutzten Röhren des Empfangsapparates sind die folgenden :
M ist der Modulator, G der Schwingungs erzeuger, ZF1 die erste Zwisehenfrequenzstufe, ZF die zweite Zwischenfrequenzstufe, B eine Binode und endlich E eine Endröhre.
Hiezu kommen die Röhren G1 und Go, welche zwei Gleichrichter darstellen, die für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zu den obengenannten Röhren hinzutreten müssen. N bezeichnet ein der Verstärkung dienendes Niederfrequenzrohr, das zweckmässig noch eingeschaltet wird.
Die Schaltung des Überlagerungsempfängers, die durch die gestrichelten Linien sinnbildlich dargestellt ist, wird als bekannt vorausgesetzt.
Der Gleichrichter G1 wird vom Anodenkreis der Zwischenfrequenzstufe ZF1 gespeist. Sein Riehtstrom beeinflusst zunächst in bekannter Weise zur Erzielung einer Fadingregulierung die Gitter der Röhren ill und ZM. Der Weg, auf dem sich dieser bekannte Sehaltvorgang vollzieht, ist durch volle Striche mit einfachen Pfeilen angedeutet ; dabei bezeichnen die. auf der linken Seite in die Kreise eintretenden Striche die Verbindung mit dem Gitterkreis der. betreffenden Röhre, während die auf der rechten Seite eintretenden Striche die Verbindung mit dem Anodenkreis bezeichnen sollen.
Gegenüber der normalen Schaltung der gewöhnlichen Radioempfänger ergibt sich in bezug auf die Fadingregulierung der Unterschied, dass gewöhnlich der Diodenteil der Binode B hiefür herangezogen zu werden pflegt, während im vorliegenden Fall ein eigener Gleichrichter G1 diese Aufgabe löst. Dieser besondere Gleichrichter G1 ist deshalb angeordnet, weil er nicht mehr bloss mit seiner Richtspannung der Fadingregulierung dient, sondern auch eine Funktion im Sinn der vorliegenden Erfindung hat.
Diese Funktion wird dadurch ausgeübt, dass die. von ihm geführten Niederfrequenzspannungen - nötigenfalls durch einen Niederfrequenzverstärker N verstärkt-einem zweiten Gleichrichter 63 zugeführt werden. In diesem Gleichrichter erzeugt die Niederfrequenz einen Richtstrom, der zur automatischen Beeinflussung der Gittervorspannung von ZF Verwendung findet.
Der Vorgang ist durch die Striche mit zwei Pfeilen angedeutet. Die Polung des Gleichrichters Gz hat so zu erfolgen, dass steigender Riehtstrom die negative Gittervorspannung in Zs reduziert, also die Steilheit vergrössert, und abnehmender Richtstrom sodann eine Steilheitsabnahme bewirkt. Da
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dynamik durch Änderung der Steilheit des modulierte Hochfrequenz führenden Rohres ZFs und somit ohne Beeinflussung des niederfrequenten Klirrfaktors entzerrt-oder in wesentlich verbesserter Weise wiedergegeben.
Die beiden Röhren G1 und N können durch eine Binode ersetzt werden.
Handelt es sich nicht um die Wiederherstellung der verzerrten Dynamik einer Radiosendung, sondern etwa um die verbesserte Wiedergabe einer Tonkonserve, so muss der Sehwingungserzeuger G derart eingestellt werden, dass er auf der Zwischenfrequenzwelle schwingt, während der Gitterkreis des Modulators M von der Niederfrequenzspannung der Tonkonserve gesteuert wird. Der Schwingungserzeuger G ist dann ein hochfrequent schwingender Lokalsender, der mit Hilfe des Rohres M durch die Niederfrequenz der Tonkonserve moduliert wird. Alle übrigen Einrichtungen bleiben unverändert.
Die Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung, wie sie in einem solchen Fall verwendet werden kann.
Das Beispiel stellt einen Überlagerungsempfänger schematisch dar, der sechs Röhren G, M, ZF1,
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Der Anodenkreis der Röhre ZF1 enthält den Filterteil Zu, der nicht nur mit dem Kreise des normalen
Empfängers, sondern auch mit einem dritten Zwischenfrequenzkreis Z2 gekoppelt ist, der an den Dioden- teil der Binode Bi angeschlossen ist. Im Sinne der Fig. 1 stellt diese Binode Bi eine Kombination aus dem Gleichrichter G1 und dem Niederfrequenzverstärkerrohr N dar. Der Richtstrom von G1 wird in bekannter Weise zum Fadingausgleich mittels der Rohre M und ZF1 benutzt. Die demodulierte Niederfrequenz wird in der ebenfalls bekannten Binodenschaltung verstärkt.
Der Anodenwiderstand R1 ver- mittelt über den Übertragungskondensator Ci und den Niederfrequenztransformator T eine Beaufschlagung des Gleichrichters G2 mit regelbarer Niederfrequenzspannung. Dadurch entsteht in der Gleichrichterröhre G2 ein niederfrequent gesteuerter Richtstrom, der im Widerstand R3 einen Spannungabfall im Sinne der eingezeiehneten Polung hervorruft und über den regelbaren Widerstand R4 die Gittervorspannung der Zwischenfrequenzstufe ZF2 beeinflusst. Diese besitzt in bekannter Weise unter Zuhilfenahme der Kathode der Röhre ZF2 eine mittels R4 regelbare negative Gittervorspannung.
Steigt nun in dem Gleichrichter G2 die Niederfrequenzamplitude an, so erhöht sich der Richtstrom in Ra ; der Spannungsabfall wird daselbst grösser und das Gitterpotential des Rohres ZF : verschiebt sich nach der positiven Seite. Bei abnehmender Niederfrequenzamplitude wird hingegen das Gitterpotential von ZF2 nach der negativen Seite verschoben, da sich der Spannungsabfall in R, verkleinert.
Es wird demnach im Sinne des Verfahrens bei zunehmender Niederfrequenzamplitude die Steilheit des Rohres ZF2 erhöht und bei sinkender Niederfrequenzamplitude erniedrigt, demnach die am Eingang des Apparates vorhandene Reproduktionsdynamik vergrössert bzw. entzerrt. Diese Dynamikregelung erfolgt in einer Modulationsstufe, nämlich in der zweiten Zwisehenfrequenzstufe ZF2 des Überlagerungsempfängers, so dass die Dynamikregelung im Sinne des Verfahrens vollkommen einflusslos auf die Grösse des niederfrequenten Klirrfaktors bleibt. R2, C2 liefern im Wesen die Zeitkonstante für den Regelvorgang.
Der Dynamikentzerrungsteil liefert bei Verwendung des Gerätes als Radioempfänger überdies eine teilweise automatische Stilleinstellung. Denn vermittels R4 kann das Gitter von ZFs derart negativ vorgespannt werden, dass beim Störspiegel allein ohne Signal-trotz höchster Empfindlichkeit von M und Z infolge der Fadingregelung-die zweite Zwischenfrequenzstufe ZT nur sehr schwach verstärkt.
Im allgemeinen ist allerdings der Widerstand R4 so einzustellen, dass die mittlere Lautstärke des Empfängers der mittleren Lautstärke der Originalakustik entspricht, also im allgemeinen etwa rund 70 Phon beträgt.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zur Entzerrung bzw. zur Wiederherstellung einer verflachten Intensitätsdynamik besitzt, wie ersichtlich, auch den Vorteil, dass man mit dem gleichen Apparat durch einfache Umschaltung sowohl die Dynamik von Radiosendungen als auch die von Tonkonserven wesentlich verbessern kann, ohne dass der erforderliche Mehraufwand an Röhren oder an
Schaltelementen irgendwie wesentlich ins Gewicht fiele.
Durchgeführte Versuche haben überdies gezeigt, dass die Natürlichkeit der Wiedergabe bereits ganz ausserordentlich gesteigert wird, wenn die Dynamik nicht formgetreu, d. h. in der der Verzerrung entsprechenden Weise, wieder entzerrt wird. Es genügt, dass sie lediglich durch das erfindungsgemässe Verfahren erweitert wird. Bei der normalen Radiosendung, aber auch bei vielen Tonkonserven, ist ja die Art und Weise, wie die Einengung (Verflachung) der Dynamik erfolgt, im einzelnen nicht bekannt, weil sie von Hand aus erfolgt und somit von dem Gefühl bzw. künstlerischen Geschmack des den Apparat Bedienenden abhängt. Trotzdem kann mittels des hier beschriebenen Verfahrens eine so wesentliche Verbesserung erzielt werden, dass die Wiedergabe sich von der, die bei voller Natürlichkeit erreicht werden würde, nicht mehr sehr wesentlich unterscheidet.
Um eine vollkommen naturgetreue Wiedergabe zu erzielen, muss jedoch der Erfindung gemäss die Herabsetzung (Verflachung) der Intensitätsdynamik ebenfalls automatisch mittels Gleichrichtern erfolgen. Es werden zu diesem Zwecke Gleichrichter derselben Art wie in der Entzerrungsvorrichtung verwendet, die auch in der gleichen Weise, jedoch der die Steilheitsänderung bewirkende mit entgegengesetzter Polung, geschaltet sind. Die Entzerrung stellt sich dann tatsächlich als eine vollständig formgetreue Wiederherstellung der ursprünglichen Dynamik in jeder Einzelheit dar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung bzw. Wiederherstellung einer verbesserten Intensitätsdynamik bei akustischen Darbietungen, die mit Hilfe elektrischer Schwingungen wiedergegeben werden, durch Beeinflussung der Steilheit mindestens einer diese Schwingungen führenden Röhre mit Hilfe des Richtstromes eines niederfrequent beaufschlagten Gleichrichters, darin bestehend, dass die Einwirkung des Gleichrichters auf eine Stufe erfolgt, die eine mit der Schwingung, die die zur Reproduktion gelangende akustische Darbietung enthält, modulierte Trägerwelle führt.