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Vorrichtung zur stereophonischen Schallübertragung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor- richtung zur stereophonischen Schallübertragung mittels mehrerer getrennter Kanäle. Solche mit mehreren räumlich getrennten Mikrophonen und für jedes Mikrophon mit einem Verstärker und einem Wiedergabelautsprecher versehene Vorrichtungen sind bekannt.
Es ist auch bereits bekannt, statt räumlich ge- trennter Mikrophone diese an einem Gegenstand anzubringen, der akustisch die Aufgabe des menschlichen Kopfes erfüllt und dessen Mikrophone an die Stelle der Ohren treten. Es hat sich aber erwiesen, dass ein solcher Gegenstand, dessen
Grösse derjenigen eines normalen Menschenkopfes entspricht, eine so grosse Schirmwirkung für das von der Schallquelle abgewendete Mikrophon hat, dass an der Wiedergabeseite eine sehr starke
Stereowirkung wahrnehmbar ist, d. h., dass bereits bei einer geringen seitlichen Verstellung der ursprünglichen Schallquelle an der Wiedergabeseite ein scharfer Übergang der Richtung stattfindet, aus der der Schall zu stammen scheint.
Um diese allzu starke Stereowirkung der Schallaufnahmevorrichtung auszugleichen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Abmessungen des Gegenstandes, an dem die Mikrophone befestigt sind, derart zu verringern, dass dieser Gegenstand für Schwingungen unterhalb 600 Hertz kein akustisches Hindernis mehr bildet, also die Aufnahmevorrichtung für Schallschwingungen unterhalb dieser Frequenz keine Stereowirkung mehr hat. Aus baulichen Gründen ist es aber häufig erwünscht, diesen Gegenstand grösser zu bemessen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung, falls die Mikrophone an einem Gegenstand angebracht werden müssen, der infolge seiner Bemessung eine zu grosse Stereowirkung verursacht.
Nach der Erfindung wird der hohe und der niedrige Frequenzbereich durch gesonderte Wiedergabevorrichtung wiedergegeben und es wird die Trennung zwischen dem hohen und dem niedrigen Frequenzbereich derart gewählt, dass die zu grosse Stereowirkung der Aufnahmevorrichtung durch das Fehlen der Stereowirkung der Schallschwingungen des niedrigen Frequenz- bereiches, die nur von einer einzigen Wieder- gabevorrichtung wiedergegeben werden, aus- geglichen wird. Hiebei wird aber zur Erzielung der erwünschten Wirkung die Forderung gestellt, dass sich die Wiedergabevorrichtung für den niedrigen Frequenzbereich zwischen denjenigen für den hohen Frequenzbereich bestimmten befindet.
Die von den Lautsprechern zur Wiedergabe des hohen Frequenzbereiches ausgestrahlten Schall- wellen haben eine Stereowirkung. Infolge der
Schirmwirkung der Aufnahmevorrichtung ist diese Wirkung aber so stark, dass eine plötzliche Änderung der scheinbaren Richtung des Schalls von der Mittelstellung nach einem der Laut- sprecher eintritt. Wenn die einzige Wiedergabe- vorrichtung für den niedrigen Frequenzbereich nur Frequenzen bis etwa 300 Hertz wiedergibt, die bekanntlich keine Richtwirkung haben, so hat dies keinen Einfluss auf die gesamte Stereo- wirkung.
Wenn der von dieser Wiedergabevorrichtung wiedergegebene Frequenzbereich bis zu Frequenzen mit einer Richtwirkung ausgedehnt wird, also oberhalb 300 Hertz, so ist die gesamte Stereowirkung des wiedergegebenen
Schalles sowohl vom Schall im niedrigen Fre- quenzbereich als auch von dem im hohen Frequenzbereich abhängig, weil das menschliche Ohr
Schall gleichen Charakters (Sprache oder Musik) aus verschiedenen Richtungen zu einer einzigen scheinbaren Richtung kombiniert.
Vorzugsweise wird die Grenze bei etwa
1200 Hertz gelegt. Die Frequenzen von 300 bis 1100 Hertz kompensieren dann die übermässig starke Stereowirkung der Aufnahme-und Wiedergabevorrichtung für die höheren Frequenzen.
Es ist an sich bekannt, die Schallwiedergabe, namentlich in grossen Räumen, mit für den hohen und den niedrigen Frequenzbereich gesonderten Wiedergabevorrichtungen erfolgen zu lassen. Es ist auch bereits bekannt, derartige Wiedergabevorrichtungen auch zur stereophonischen Schallwiedergabe zu verwenden, wobei dann für den hohen Frequenzbereich mehrere gesonderte Lautsprecher, für den niedrigen Frequenzbereich nur eine einzige Wiedergabevorrichtung vorhanden zu sein braucht.
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Die Erfindung wird an Hand eines Aus- führungsbeispiels näher erläutert.
In der Figur ist ein akustisches Hindernis, z. B. ein Pult oder eine Säule des Saales, an der zwei
Mikrophone 13 und 14 zu beiden Seiten befestigt sind, mit 12 bezeichnet. Diese Mikrophone sind über getrennte Leitungen mit den Verstärkern 15 und 16 verbunden. Die Ausgänge dieser Ver- stärker sind mit den Lautsprechern 19 bzw. 20 über Filter 17 bzw. 18 verbunden, die ausschliess- lich den hohen Frequenzbereich durchlassen. Die untere Grenze dieser Filter liegt zwischen 1000 und 1200 Hertz. Von diesen Verstärkern wird ausserdem der zur Wiedergabe des niedrigen
Frequenzbereiches bestimmte Lautsprecher 23 gespeist ; die Frequenzen dieses Bereiches ober- halb einer Grenze von 1000 bis 1200 Hertz werden mittels Filtern 21 und 22 entfernt gehalten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Wiedergabeeinheit aus einem einzigen Laut- sprecher 23 auf einem Randschirm. Insbesondere in grossen Anlagen wird die Wiedergabe des niedrigen Frequenzbereiches häufig über mehrere
Lautsprecher verteilt, die zusammen auf einem
Randschirm angeordnet sind. In diesem Falle können diese Lautsprecher entweder sämtlich parallel geschaltet sein und über die beiden
Filter 21 und 22 gespeist werden oder es ist jedes
Filter mit einem Teil der für die niedrigen Fre- quenzen bestimmten Lautsprecher verbunden.
Auch die Wiedergabe des hohen Frequenz- bereiches kann gegebenenfalls über mehrere nebeneinander angeordnete, parallel geschaltete
Lautsprecher statt eines einzigen Lautsprechers 19 oder 20 verteilt werden.
Der Gegenstand 12 ist aus baulichen oder Dekorationsgründen derart bemessen, dass die Mindestabmessung wenigstens der Breite eines Menschenkopfes, also wenigstens 15 cm, entspricht. Demnach ist die Schirmwirkung für von der Schallquelle 11 stammende Schallwellen derart, dass das Mikrophon 13 für Schwingungen, denen eine Richtwirkung beizumessen ist, d. h. oberhalb 300 Hertz, praktisch keine Schallintensität empfängt.
Die Verstellung der Schallquelle aus der in bezug auf die beiden Mikrophone 12 und 13 symmetrischen Stellung 10 in die Stellung 11 wird also zur Folge haben, dass der Schall anstatt von den beiden Lautsprechern 19 und 20 in gleicher Intensität, praktisch ausschliesslich vom Lautsprecher 20 zu stammen scheint. Eine weitere Verstellung der Schallquelle in seitlicher Richtung hat also keine weitere Änderung im Intensitätsverhältnis des von den Lautsprechern 19 und 20 wiedergegebenen Schalles zur Folge. Der Hörer wird also keine weitere Verstellung wahrnehmen.
Wenn der Lautsprecher 23 den niedrigen Frequenzbereich mit der allgemein üblichen oberen Frequenzgrenze von 300 bis 500 Hertz wiedergibt, so wird sich die Richtung, aus der der Schall an der Wiedergabeseite scheinbar stammt, praktisch nicht ändern, da diesen niedrigen Frequenzen keine Richtwirkung innewohnt. An diesen niedrigen Frequenzen vermag der Hörer die Richtung der Schallquelle nicht festzustellen.
Durch Ausdehnung des Frequenzbereiches nach höheren Frequenzen werden von dem Laut- sprecher 23 ausserdem jedoch Schallwellen mit einer Richtwirkung ausgesandt. Der Hörer nimmt dann den Schall aus drei verschiedenen Richtungen wahr, d. h. von den Lautsprechern 19, 23 und 20.
Das menschliche Ohr kombiniert dies zu einer einzigen scheinbaren Richtung der Schallquelle.
Weil der Lautspreche 23 zwischen den beiden anderen angeordnet ist, liegt die scheinbare Richtung des Schalls dichter an dem Lautsprecher 23, als wenn dieser keine Schallwellen mit Richtwirkung ausstrahlen würde. Die scheinbare seitliche Verstellung ist also verringert ; grössere seitliche Verstellungen der Schallquelle sind noch wahrnehmbar. Diese Erscheinung ist um so stärker, je grösser der Teil der Frequenzen oberhalb 300 Hertz ist, den der Lautsprecher 23 wiedergibt, mit anderen Worten, je nachdem die Trennung zwischen dem hohen und niedrigen Frequenzbereich nach höheren Frequenzen verschoben wird. Praktisch hat es sich gezeigt, dass eine Trennung im Bereiche zwischen 1000 und 1200 Hertz befriedigende Ergebnisse liefert.
Die regelmässigste Verteilung des Schalls und also auch die beste Annäherung der wirklichen Schallverhältnisse bei der Wiedergabe wird erhalten, wenn der Lautsprecher 23 mit dem Randschirm 24 symmetrisch zwischen den Lautsprechern 19 und 20 angeordnet ist. In Sälen bildet dies auch baulich die einfachste Lösung, weil die Lautsprecher 19 und 20 dann an den Seiten und der Randschirm 24 in der Mitte einer Seite des Saales angeordnet werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur stereophonischen Schall- übertragung mittels mehrerer getrennter Kanäle, bei der die Schallempfänger durch ein akustisches Hindernis für Schwingungen unterhalb 600 Hertz getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wiedergabe der höheren Frequenzbereiche mehrere getrennte Wiedergabevorrichtungen vorhanden sind, dass für die Wiedergabe der niedrigen Frequenzbereiche eine einzige Wiedergabevorrichtung vorhanden ist, die zwischen den Wiedergabevorrichtungen für die höheren Frequenzbereiche angeordnet ist und dass die Trennung zwischen dem hohen und niedrigen Frequenzbereich derart gewählt ist, dass die zu grosse Stereowirkung der Aufnahmevorrichtung durch das Fehlen der Stereowirkung der Wiedergabevorrichtung des niedrigen Frequenzbereichs ausgeglichen wird.