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Es sind Verfahren zur Herstellung von Tonaufzeich, nungen bekannt und vorgeschlagen worden, bei denen die Nullinie der Aufzeichnung verlagert wird, je nachdem, ob laute oder leise Töne aufgezeichnet werden sollen. Die Verlagerung wird vorteilhaft in der Weise vorgenommen, dass die Liehtdurchlässigkeit der Tonspur des Spielfilms an den Pianostellen geringer ist als an den Fortestellen, wodurch das Rauschen herabgesetzt werden kann. An den leisen Stellen ist dann nämlich mit der Lautstärke proportional auch das Rauschen verringert, so dass es stets unauffällig bleibt. Gleichzeitig mit der Nullinienverlagerung kann auch eine Amplitudenregelung vorgenommen werden, wobei die Tonaufzeichnung so ausgebildet sein kann, dass bei der Wiedergabe mit oder ohne Rückregelung gearbeitet wird.
Man hat auch bereits bei solchen Tonaufzeielmungen die Nullinie verlagert, bei denen man nicht die Transparenz der Tonspur an den Pianostellen verringert hat und bei denen man die Nullinienverlagerung lediglich als Mass dafür benutzt hat, um wieviel die gleichzeitig geregelten Amplituden bei der Wiedergabe zurückgeregelt werden müssen. Alle diese Verfahren lassen sich sowohl bei der Herstellung der Aufzeichnung nach dem Transversal-als auch nach dem Dichteverfahren benutzen.
Bei der Herstellung der Aufzeichnung nach den vorbeschriebenen Verfahren ist es erforderlich, dass die Verlagerung der Nullinie nach beiden Seiten hin begrenzt ist. Im allgemeinen kann die Begrenzung nach der einen Seite bereits durch Wahl einer geeigneten Vorspannung : erreicht werden. Z. B. pflegt dieses bei Verwendung einer Kerrzelle nach der Seite der kleinen Amplituden der Fall zu sein. Nach der andern Seite ist es jedoch notwendig, den Nullpunkt, um den die die Tonaufzeichnung darstellende Dichtekurve oder Begrenzungslinie des schwarzen Teiles auf dem Film schwingt, etwa auf der Mitte der Kennlinie anzuhalten, da nicht durch die Formen der Kennlinie allein eine selbsttätige, praktisch brauchbare Begrenzung stattfindet.
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Trockengleichrichter, benutzt.
Versteht man in bekannter Weise unter der Schleusenspannung eines Gleichrichters diejenige Spannung, bei der die Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung angibt, einen Knick macht, so wird die Schaltung derart vorgenommen, dass beim Auftreten derjenigen Steuerspannung, die gleich der Grenzspannung ist, über die nicht mehrhinausgeregelt werden soll, die am-Gleichrichter liegende Spannung gleich dem Schleusenwert ist. Man erreicht auf diese Weise, dass sich beim Auftreten der Grenzspannung der Gleichrichterwiderstand sprungweise ändert, so dass sich der Strom in vollkommen anderer Weise auf die verschiedenen Stromkreise verteilt und die zur Steuerung abgenommene Spannung beim Überschreiten dieses Wertes praktisch konstant bleibt.
Zur Erläuterung sei auf die beigegebenen Figuren hingewiesen. In Fig. 1 ist eine vollständige Schaltung für die Herstellung von Tonaufzeichnungen unter Benutzung eines Gleichrichters zur Spannungsbegrenzung dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen etwas andere Ausbildungen des für die Spannungbegrenzung wesentlichen Teiles der Schaltung, und in den Fig. 4 und 5 sind Kennlinien zwecks näherer Erläuterung dargestellt.
In Fig. 1 ist 1 der Eingang, an den das Mikrophon angeschlossen wird. Die Mikrophonströme können bereits verstärkt sein und werden derart geteilt, dass ein Teil zwecks weiterer Verstärkung auf das Verstärkerrohr 2 gelangt, während ein anderer Teil über den Transformator J zum Gleichrichter 4
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kommt. Durch die Kondensatoren 5 und 6 sowie die Spule 1 ist ein Filter angedeutet, das dazu dient, die hohen Frequenzen zu unterdrücken. Über den festen Widerstand 8 und den regelbaren Widerstand 9 werden die gleichgerichteten Ströme auf den die Spannungsbegrenzung bewirkenden Teil der Schal- tung gegeben.
Dieser besteht einesteils aus dem Stromkreis, der ausser dem Widerstand 8. den Widerstand 10. den Gleichrichter 11 und die Spannungsquelle 12 enthält. Vom Gleichrichter wird eine Spannung ab- genommen, die auf den Widerstand 13 wirkt, an dem ausserdem noch die Spannung der Batterie 14 liegt.
Ein Teil der vom Widerstand 13 abgegriffenen Spannung dient als Vorspannung für das Gitter des Verstärkerrohres 2, während ein anderer Teil als Vorspannung für die Kerrzelle 15 benutzt wird.
In Reihe mit der Kerrzelle liegt die Batterie 16 und die Sekundärwicklung des Überträgers 17. an dessen Primärwicklung die gegebenenfalls weiterhin bei 18 verstärkten Anodenströme des Rohres 2 angeschlossen werden. Die Anzapfstellen 21 und 22 für die Vorspannungen des Rohres und der Zelle sind vorteilhaft regelbar.
Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist die folgende : An den Enden des Widerstandes 8 liegt eine sich ständig verändernde Spannung, die verschieden ist, je nach der Lautstärke der aufzu- zeichnenden Töne. Diese Spannung hat-als EMK für den sich rechts anschliessenden Kreis betrachtetstets nur die durch den Pfeil angedeutete Richtung. Sie kann in ihrer Stärke durch Verstellen des Widerstandes 9 willkürlich verändert werden. Dies kann z. B. notwendig sein, wenn die Kerrzelle durch eine andere ersetzt wird.
Die Batterien 12 und 14 liefern Spannungen in den ebenfalls durch die Pfeile angegebenen Richtungen und sind in ihrer Stärke derart bemessen, dass in demjenigen Augenblick, die am
Gleichrichter liegende Spannung gleich seinem Schleusenwert ist, in dem die auf das Steuerorgan JJ wirkende Steuerspannung gleich der gewünschten Grenzspannung ist. Es sei nun der Einfachheit halber die weitere Erklärung der Wirkungsweise zunächst an Hand der Fig. 2 vorgenommen. Die in dieser Figur dargestellte Schaltung entspricht im wesentlichen dem die Spannung begrenzenden Teil der Schaltung gemäss Fig. 1. Ein Unterschied besteht nur darin, dass an Stelle des Widerstandes 18 unmittelbar die Kerrzelle in den Kreis geschaltet ist. Auf diese Weise wird bewirkt, dass in dem Kerrzellenkreis kein Gleichstrom fliessen kann.
Ist nun die über den Widerstand 8 auf die Schaltung gegebene Spannung recht klein, so liegt am Gleichrichter die Spannung in der Sperrichtung, da die Spannung der Batterie 14 in der Zelle abfällt und somit die Batterie 12 ausschlaggebend ist. Zu der von der Batterie 14 gelieferten Kerrzellenvorspannung addiert sich also noch die Differenz der Spannungen 8 und 12. Wächst die Spannung am Widerstand 8, so nimmt auch gleichzeitig die Kerrzellenspannung zu, bis zu dem Augenblick. wo die Spannung am Widerstand gleich der der Batterie 12 ist. Von diesem Augenblick an fliesst der über den Widerstand 8 zugeführte Strom in der Flussrichtung über den Gleichrichter 11 und den Widerstand 10. Der Spannungabfall an den Enden. des Gleichrichters ist nur gering, so dass die Kerrzellenspannung praktisch konstant bleibt.
Nimmt man nun zunächst an, dass auch bei der Schaltung gemäss Fig. 1 der Widerstand 1. 3 sehr gross ist gegen die Widerstände 10 und 8 und den Widerstand des Gleichrichters 11 in der Sperrichtung. so bleibt die Erklärung der Wirkungsweise bei dieser Schaltung offenbar unverändert.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung lässt sich auch verstehen in Anlehnung an die Erklärung für die Wirkungsweise der in Fig. 3 gezeichneten Schaltung. Diese Erklärung ist unabhängig von der Voraussetzung, dass der Widerstand 13 sehr gross sein soll. Die Schaltung der Fig. 3 besteht zunächst aus einem Kreis, in dem der Widerstand 8, die Spannungsquellen 23 und 24 und der Widerstand 25 in Reihe geschaltet sind. Zwischen den beiden Spannungsquellen 23 und 24 führt eine Querleitung über einen Gleichrichter 11 zu einem Punkt 26 des Widerstandes 25, der diesen in die beiden Teile 27 und 28 teilt. Parallel zu dem einen Teil dieses Widerstandes liegt der Kreis, der die Kerrzelle 15 oder ein anderes Lichtsteuerorgan enthält.
Es sei zunächst angenommen, dass die Kerrzelle parallel zum ganzen Teil 28 des Widerstandes 25 liegt, Ist dann das Verhältnis der Spannung am Widerstand 8 und der Batterie 23 zu der Spannung der Batterie 24 gleich dem Verhältnis der Widerstände 27 und 28. so liegt offenbar am Gleichrichter die Spannung Null. Wächst jedoch die Spannung an den Enden des Widerstandes 8 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, so liegt an den Enden des Gleichrichters 11 eine Spannung in der Flussrichtung. Der Punkt 26 ist also praktisch mit dem Minuspol der Batterie 24 kurzgeschlossen, so dass am Widerstand 28 stets die volle von der Batterie 24 gelieferte Spannung liegt.
Sinkt dagegen die Spannung an den Enden des Widerstandes 8 unter denjenigen Wert. bei dem am Gleichrichter 11 die Spannung Null liegt, so kehrt sich hier die Richtung der Spannung um, und der Gleichrichter 11 bietet dem Stromdurchgang einen hohen Widerstand, so dass der Querzweig praktisch unterbrochen ist und der ganze Spannungsabfall der drei Spannungsquellen im wesentlichen gleichmässig über den Widerstand 25 verteilt ist. Die am Widerstand 28 abgegriffene. auf die Kerrzelle wirkende Spannung ist also dann proportional der Summe der drei Spannungen 8, 23 und 24. so dass eine Spannungsregelung an der Kerrzelle stattfinden kann.
Die Überlegungen bleiben im wesentlichen ungeändert, wenn man die Kerrzelle, wie durch die punktierte Linie angedeutet ist, nur zu einem Teil des Widerstandes 28 parallelschaltet, da an diesem Teil die Spannung stets proportional der am ganzen Widerstand 28 liegenden ist. Schaltet man anderseits
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in den den Gleichrichter enthaltenden Querzweig noch eine Zusatzspannung. so wirkt diese ebenso, als wenn man den Punkt 26. an dem der eine Pol des Gleichrichters angeschlossen ist, längs des Widerstandes 25 verschieben wÜrde. Dieser zuletzt beschriebenen Schaltung entspricht im wesentlichen die Schaltung gemäss Fig. 1.
In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen den Spannungen, die am Gleichrichter 11 und am Widerstand 8 abgegriffen werden, dargestellt. Als Abszissen sind die Spannungen B am Widerstand 8 und als Ordinaten die Spannungen 8 am Gleichrichter gewählt. Eo ist im wesentlichen die von der Batterie 12 gelieferte Spannung. Man erkennt, dass zunächst der Zusammenhang zwischen den beiden Spannungen nahezu linear verläuft und der geradlinige Teil der Kennlinie zwischen dem Nullpunkt und der Span-
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ändert die Kennlinie jedoch sprungweise ihre Richtung und verläuft unter einem sehr kleinen Nei- gungswinkel.
In Fig. 5 ist die Kennlinie der Kerrzelle dargestellt, wobei als Abszissen die an der Kerrzelle liegenden
Spannungen 6'und als Ordinaten die hindurchgegangenen Lichtmengen J aufgezeichnet sind. Wird mit gekreuzten Nieols gearbeitet, so ist die bei fehlender Spannung hindurc1Jgegangene Lichtmenge Null. Sie wächst mit zunehmender Spannung bis zu einem Punkt, dessen Abszisse in der Figur mit 1 bezeichnet ist. Die an der Kerrzelle liegende Spannung wird dann beispielsweise so gewählt, dass sie beim Fehlen irgendwelcher aufzuzeichnenden Tone bei dem mit 0'4 bezeichneten Wert liegt.
Treffen dann Töne auf das Mikrophon und sind diese sehr leise, so wird die Kerrzellenvorspannung beispielsweise bis zu dem mit 0'5 bezeichneten Punkt vergrössert, und die dieser Vorspannung überlagerten tonfrequenten Wechselspannungen überlagern sich in der in der Fig. 5 durch die Kurve 29 angedeuteten Weise. Die Verlagerung des Nullpunktes wird also immer etwa so weit geführt, dass die kleinste an der Kerrzelle liegende Spannung etwa bei 0'4 liegt, so dass die nach links hin gelegenen Scheitel der tonfrequenten Kurve etwa bei der gleichen Abszisse 0'4 liegen.
Bei der Aufzeichnung entsprechend lauterer Töne wird also der Nullpunkt weiter nach rechts hin verlagert, bis schliesslich etwa zum Werte 0'7. Die zu dieser Nullinienverlagerung gehörige Tonkurve ist in der Figur durch"70 dargestellt. Die Amplituden dieser Kurve haben ihre Scheitel einerseits bei der Abszisse 0'4 und anderseits bei l'O. Treffen noch lautere Töne auf die Aufnahmeeinrichtung, so darf die Nullinie über den Wert 0'7 hinaus nicht mehr gesteuert werden. Die Amplituden begrenzen sich dann nach beiden Seiten hin durch die Form der Kennlinie. Dies bedingt zwar ein Auftreten von störenden Obertönen, dieses ist jedoch nicht stärker als bei den üblichen Einrichtungen, bei denen der Nullpunkt
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