<Desc/Clms Page number 1>
Das Stammpatent betrifft ein Richtempfangssystem für den Empfang von sich im Raum fortpflanzenden Vorgängen, wie akustischen oder elektromagnetischen Wellen, mit einer Mehrzahl von Empfangselementen, die je ein zeitlich veränderliches Ausgangssignal liefern, und einer Signalbehandlungseinrichtung, welche diese Ausgangssignale zwecks Bildung einer gewünschten Richtcharakteristik zusammenfasst.
Um bei einem Richtempfangssystem dieser Gattung eine Richtcharakteristik mit einer Nulloder Minimumstelle zu erzielen, die hinsichtlich Winkellage und Frequenz nur durch die Art der angewendeten Signalbehandlung und nicht durch mechanische Details der Empfangselemente bestimmt ist, enthält gemäss dem Stammpatent die Signalbehandlungseinrichtung eine Subtrahierstufe zur Erzeugung eines Differenzsignals aus den Ausgangssignalen zweier Empfangselemente und anschliessend daran eine Integrierstufe zur Integration dieses Differenzsignals.
Richtempfangssysteme nach dem Stammpatent sind insbesondere bei für Amateure bestimmten Aufnahmegeräten für Bildtonfilme mit grossem Vorteil verwendbar, weil das Richtempfangssystem in solcher Anordnung mit der Kamera verbunden werden kann, dass die aufzunehmenden Schaller- eignisse mit grosser Stärke empfangen werden, die Quelle der Kamerageräusche hingegen in einem Minimum der Richtcharakteristik liegt. Infolge der Breitbandigkeit der Minimumstelle von Richtempfangssystemen nach dem Stammpatent ergibt sich dabei eine gute Unterdrückung des Geräuschspektrums der Kamera, das sich meist von etwa 100 bis zu etwa 6000 Hz mit einer Spitze bei ungefähr 2000 Hz erstreckt.
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung von Richtempfangssystemen nach dem Stammpatent zu einem insbesondere für Tonfilm-Aufnahmekameras geeigneten stereophonischen Empfangssystem mit zwei je einem Stereophoniekanal zugeordneten Richtempfangssystemen nach Anspruch 1 des Stammpatentes ; erfindungsgemäss weisen diese beiden Richtempfangssysteme je eine Mehrzahl von akustischen Empfangselementen und eine Signalbehandlungseinrichtung auf, welche die Ausgangssignale der Empfangselemente zwecks Bildung einer gewünschten Richtcharakteristik zusammenfasst, wobei jede Signalbehandlungseinrichtung eine Subtrahierstufe zur Erzeugung eines Differenzsignals aus den Ausgangssignalen der zugeordneten akustischen Empfangselemente und anschliessend daran eine Integrierstufe zur Integration dieses Differenzsignals enthält.
Bei einem solchen stereophonischen Empfangssystem haben die Richtcharakteristiken der beiden Stereophoniekanäle Achterform, wenn die Empfangselemente selbst Rundcharakteristik haben. Wenn Richtcharakteristiken in Kardioidenform erwünscht sind, weist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jede Signalbehandlungseinrichtung eine Kombinationsstufe zur Kombination der Summe der Ausgangssignale der Empfangselemente des betreffenden Stereophoniekanals mit dem integrierten Differenzsignal dieser Elemente auf.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen hervor. In diesen zeigen : die Fig. 1A bis 1F ein stereophonisches Empfangssystem, das dreieckförmig aufgestellte Mikrophone mit Rundcharakteristik aufweist ; Fig. 2 in Seitenansicht eine Kamera und von dieser abgewendete kardioide Empfangselemente ; die Fig. 3A und 3B zwei Mikrophone mit mechanischer Subtraktion ; die Fig. 4A bis 4D kardioide Mikrophone und eine elektrische Schaltung für stereophone Empfänger mit ausgeprägter Richtcharakteristik ; die Fig. 5A und 5B zwei Mikrophone mit Rundcharakteristik, deren Ausgangssignale zu stereophonem Empfang verarbeitet werden ; die Fig. 6A bis 6C zwei kardioide Mikrophone und eine elektrische Schaltung für stereophone Empfänger ;
Fig. 7 eine Mikrophongruppe mit mechanischer Addition und Subtraktion ihrer Eingangssignale ; Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel der Signalbehandlungseinrichtung zur Beseitigung des Kamerageräusches für die Mikrophonanord-
EMI1.1
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Signalbehandlungseinrichtung zur Beseitigung des Kamerageräusches für die Mikrophonanordnung nach den Fig. 5A und 6A.
Das in Fig. 1A dargestellte System 100 besteht aus einer ersten Gruppe von Mikrophonen M (I) und M (II), die eine Achse A-A definieren, und aus einer zweiten Gruppe von Mikrophonen M (II) und M (III), die eine Achse B-B- definieren. Die beiden Achsen schneiden sich unter einem Winkel, der zwischen 60 und 900 liegt. Das Mikrophon M (II) ist für beide Gruppen das gemeinsame
<Desc/Clms Page number 2>
Mikrophon. In Fig. 1F ist ein System 100'gezeigt, dessen Mikrophone ebenfalls Achsen A-A und B-B haben, die sich unter dem gleichen Winkel wie in Fig. lA schneiden, das aber im Gegensatz hiezu kein gemeinsames Mikrophon für beide Gruppen bzw. Anordnungen hat.
Die Signalbehandlungseinrichtung --101-- nach Fig. 1B wird mit dem in Fig. lA gezeigten System 100 verwendet. Die Einrichtung --101-- enthält eine Subtrahierstufe --102--, in der die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der ersten Gruppe der Mikrophone M (I) und M (II) gebildet wird. Das Differenzsignal gelangt von der Subtrahi. erstufe-102-in den Integrator --103--, der seinerseits ein Ausgangssignal erzeugt, das der ersten Gruppe zugeordnet ist. Die Mikrophone M (II) und M (III) der zweiten Anordnung bzw. Gruppe geben ihre Ausgangssignale auf gleiche elektronische Schaltungsstufen, so dass ein integriertes Signal erzeugt wird, das der zweiten Gruppe zugeordnet ist.
Da bei dieser Signalbehandlungseinrichtung die Ausgangssignale des einen Kanals spiegelbildlich gleich zu den Ausgangssignalen des andern Kanals sind, wird im folgenden nur der eine Kanal näher beschrieben.
Bei Mikrophonen mit Rund-Charakteristik ist die Form der Richtcharakteristik des ersten Paars der Mikrophone ohne Signalbearbeitung der Kreis-84-in Fig. IC und bei Signalbearbeitung, d. h. bei Ableitung des integrierten Signals liegt die Richtcharakteristik in der Achse A-A der ersten Gruppe. Nach der Signalbehandlung mit Subtraktion und Integration ergibt sich eine Richtcharakteristik in der Achterform --104--. Die Form der Richtcharakteristik der zweiten Gruppe der Mikrophone ist ohne Signalbearbeitung der Kreis --86-- und mit Signalbearbeitung, d. h.
EMI2.1
ten Kanals in einem Stereosystem und das integrierte Signal des zweiten Paars der Mikrophone eine Information des linken Kanals.
Bei Verwendung dieses Aufnahmesystems in einer Tonfilmkamera für Stereoaufnahmen wird das Kamerageräusch in jedem der beiden Kanäle infolge der achterförmigen Richtcharakteristik aufgenommen. Das aufgenommene Kamerageräusch kann verringert bzw. eliminiert werden, indem eine zusätzliche Signalbehandlung mit der in Fig. 1E dargestellten Schaltung --101'-- durchgeführt wird. Sie enthält gegenüber der vorhin besprochenen Schaltungsanordnung nach Fig. lB noch zu- sätzliche Additionsstufen --105 und 105'--. Die Additionsstufe --105-- addiert die Ausgangssignale der Mikrophone M (I) und M (II) zu einem Summensignal, das dem integrierten Signal hinzugefügt wird. Das Ausgangssignal der Addierstufe --105-- stellt ein erstes zusätzlich bearbeitetes Signal dar, das der ersten Gruppe bzw.
Anordnung der Mikrophone zugeordnet ist. Die gleiche zusätzliche Signalbehandlung erfolgt mit den Ausgangssignalen des Paars der Mikrophone der zweiten Gruppe im Addierer Das Ausgangssignal dieses Addierers --105'-- stellt das zweite zusätzlich bearbeitete Signal der zweiten Gruppe dar.
Die Signalbearbeitung durch die Schaltung nach Fig. 1E ergibt bei entsprechender Verstärkung des Summensignals und des Integrationssignals eine kardioide Richtcharakteristik für jedes Paar der Mikrophone. Die Richtcharakteristik des ersten Paars ist in Fig. IC mit --96-bezeichnet. Ihre Hauptachse liegt in der Achse A-A der ersten Gruppe. Die Charakteristik der zweiten Gruppe ist in Fig. lD mit --98-- bezeichnet.
Mit der Anordnung der Mikrophongruppen gemäss Fig. lA oder 1F und bei Verwendung der Schaltung --101'-- nach Fig. 1E kann stereophone Aufnahmetechnik durchgeführt werden. Vorzugsweise schneiden die Achsen der beiden Mikrophongruppen bzw. Anordnungen sich unter einem Winkel von z. B. 900. Hiedurch wird eine saubere Trennung zwischen dem linken und dem rechten Kanal bei gleichzeitig gutem Empfang von der Vorderseite gewährleistet. Bei der Verwendung der beschriebenen Mikrophone mit Rund-Charakteristik werden die Mikrophone an einem Ausle- ger-106-der Kamera-107-gemäss Fig. 2 angeordnet. Sie"schauen"etwas nach unten und nach vorne. Sie bilden mit der optischen Achse Z der Kamera --107-- einen Winkel von ungefähr 20 bis 30 .
Bei Verwendung von Mikrophonen mit Richtcharakteristiken, wie sie in Fig. 4A dargestellt sind, liegen die Hauptachsen der individuellen Richtcharakteristiken auf dem Vektor --108--, der mit dem Ausleger-106-der --106-- der Kamera --107-- übereinstimmt. Der Ausdruck "Mikrophone mit Richtcharakteristik" umfasst auch eine Anordnung von Mikrophonen, die eine Rund-Charakteristik
<Desc/Clms Page number 3>
haben, wobei deren Ausgangssignale so behandelt werden, dass nach der Signalbehandlung eine Richtcharakteristik entstanden ist. In der Anordnung nach Fig. 4A kann jedes Mikrophon m durch eine Mikrophongruppe bzw. -anordnung ersetzt werden, deren Achse mit dem Vektor --108-- fluchtet.
Die Verwendung von Mikrophonen mit Richtcharakteristik in dreieckförmiger Anordnung erhöht die Richtungsabhängigkeit der beiden Mikrophone, wie es in den Fig. 4C und 4D dargestellt ist.
In Fig. 4A definieren die kardioiden Mikrophone m (I) und m (II) eine erste Gruppe mit der Achse A-A und die Mikrophone m (II) und m (III) eine zweite Achse B-B. Die Hauptachse --108-- der kardioiden Richtcharakteristik eines jeden Mikrophons ist gegen die Achse der betreffenden Mikrophongruppe gedreht. Bei Verwendung dieser gesamten Anordnung für stereophonische Aufnahmen mit einer Filmkamera beträgt der Winkel zwischen den beiden Gruppen 90 und der Winkel zwischen der Achse A-A und der optischen Achse Z der Kamera 45 . Die Hauptachse der kardioiden Richtcharakteristik der Mikrophone hat zur Achse ihrer Gruppe einen Winkel von 45 und liegt parallel zur Kameraachse. Die Achsen der Mikrophone m (I) und m (II) sind in einem Winkel von 45 zu der Gruppenachse A-A angeordnet.
Die Achse der Mikrophone m (III) und m (II) liegen ebenfalls im Winkel von 45 zur Achse B-B.
EMI3.1
und m (II) oder zumindest eine resultierende Keule in Richtung der Gruppenachse A-A, die zirka
450 zur Kameraachse und zur Hauptachse --108-- der Richtcharakteristik der beiden Mikrophone liegt. Die Signalbehandlungseinrichtung --110-- enthält eine Subtraktionsstufe --102--, die die
Ausgangssignale der beiden Mikrophone m (I) und m (II) voneinander subtrahiert und ein Differenz- signal erzeugt, das im Integrator --103-- integriert wird zu einem ersten integrierten Signal.
Die Richtcharakteristik der ersten Mikrophongruppe, die auf dem ersten integrierten Signal des Integrators --103-- basiert, hat nun eine Hauptkeule --112-- und eine um 45 versetzte Ne- benkeule --111--, wie dies in Fig. 4C gezeigt ist. Die Ausgangssignale der Mikrophone m (II) und m (1I1) werden in ähnlicher Weise über die Stufen --102'und 103'-- behandelt, so dass sich am Ausgang des Integrators --103'-- ein zweites integriertes Signal ergibt. Die Charakteristik der zweiten Mikrophongruppe, die auf diesem zweiten integrierten Signal basiert, liegt auf der Achse B-B, wie es in Fig. 4D dargestellt ist.
Beim Schneiden der Achsen der gesamten Anordnung --109-- unter einem Winkel von 90 C liegen die Hauptachsen der Richtcharakteristiken gemäss den Fig. 14C und 14D ebenfalls um 900 zueinander.
Die Nebenkeule hat ungefähr die Hälfte der Amplitude der Hauptkeule --112--. Die Anwesenheit dieser Nebenkeule bringt aus dem linken Kanal etwas Information in den rechten Kanal, was unter Umständen nicht wünschenswert ist. Daher ist gemäss Fig. 5A oder 6A eine Anordnung geschaffen worden, die die Trennung zwischen den Kanälen verbessert und auch die Anzahl der verlangten Mikrophone reduziert.
Gemäss Fig. GA, auf die zuerst Bezug genommen werden soll, enthält die gesamte Anordnung --113-- eine einzelne Gruppe eines Paares von Mikrophonen m (I) und m (II) mit Richtcharakteristik. Diese beiden Mikrophone definieren eine Gruppenachse A-A. Die Hauptachse --108-- der Charakteristik jedes der Mikrophone ist zu der aufzunehmenden Szene gerichtet, liegt parallel zur optischen Achse Z der Kamera und im rechten Winkel zu der bereits erwähnten Achse A-A. Die Signalbehandlungseinrichtung --114-- nach Fig. 6C, die mit der Mikrophonanordnung nach Fig. 6A zusammenarbeitet, enthält eine Subtraktionsstufe --102--, die die Ausgangssignale jedes der Mikrophone subtrahiert und ein Differenzsignal bildet. Das Differenzsignal wird im Integrator --103-zu einem integrierten Signal verarbeitet.
Die Ausgangssignale der beiden Mikrophone gelangen auch zur Additionsstufe --105--, die ein Summensignal bildet und es parallel an eine weitere Additionsstufe --116-- und eine weitere Subtraktionsstufe --117-- gibt. Das integrierte Signal des Integrators --103-- gelangt ebenfalls auf die Stufen --116 und 117--. Die weitere Additionsstufe --116-- erzeugt ein erstes behandeltes Signal, das der Summe des integrierten Signals und der Summe der Ausgangssignale der beiden Mikrophone entspricht. Die weitere Subtraktionsstufe --117-- erzeugt ein zweites Ausgangssignal, das der Differenz des integrierten Signals und der Summe der Ausgangssignale der beiden Mikrophone entspricht.
<Desc/Clms Page number 4>
Die Richtcharakteristik des Paares der Mikrophone, die auf dem ersten verarbeiteten Signal basiert, liegt gemäss Fig. 6B auf der Achse E-E, die 45 zur Mikrophonachse-108-und zur Gruppenachse A-A gedreht ist. Die Richtcharakteristik, die auf dem zweiten verarbeiteten Signal
EMI4.1
der Achsen E-E und F-F gelängt ist. Die Form und die Längung dieser Charakteristik hängt von der Verstärkung zwischen dem integrierten Signal des Integrators --103-- und dem Summensignal der Addierstufe --105-- in Fig. 6C ab. Der Grad der Trennung zwischen den beiden Kanälen erfolgt durch entsprechende Einstellung der Verstärkungen zwischen dem Integrationssignal und dem Sum- menkanal.
Eine Steuerung der Verstärkung kann entweder in der Addierstufe oder anschliessend oder kurz vor dem Verzweigungspunkt --120-- vorgesehen werden. Eine zweite Steuerung der Verstär- kung kann im Integrator oder anschliessend kurz vor dem Verzweigungspunkt --122-- vorgesehen sein. Durch diese Steuerung der Verstärkung wird die Form der Charakteristik geändert und auch ihre Hauptachse weitergedreht als in Fig. 6B gezeigt ist. Während im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 4 die Trennung des linken und des rechten Kanals durch den Schnittwinkel der beiden Mikro- phonanordnungen bzw. -gruppen bestimmt ist, wird bei der Anordnung gemäss den Fig. 6A, 6B, 6C die Trennung durch die Steuerung der Verstärkung bewirkt.
Insbesondere wird die Trennung da- durch verbessert, dass die Verstärkung des Summensignals aus der Addierstufe --105-- verkleinert wird gegenüber der Verstärkung des Integrationssignals aus dem Integrator --103-- in Fig. 6C.
Individuelle Verstärkungssteuerung kann in jedem der doppelten Ausgänge der Additionsstu- fe --105-- und des Integrators --103-- vorgenommen werden.
In Fig. 5A sind die Mikrophone mit Richtcharakteristik durch Mikrophone mit Rund-Charakteristik ersetzt. In diesem Fall ergeben sich bei einer Signalbehandlung durch die Schaltungsanordnung nach Fig. 6C entgegengesetzt gerichtete Kardioiden, wie Fig. 5B zeigt. In Fig. 5A enthält die Gruppe --118-- ein Paar Mikrphone M (I) und M (II) mit Rund-Charakteristik. Diese Mikrophone liegen in der Achse A-A. Bei der Verwendung dieser Mikrophongruppe mit einer Kamera ist die Achse A-A in ähnlicher Weise orientiert wie in Fig. 6A, d. h. rechtwinkelig zur optischen Achse Z der Kamera. Die Signalbehandlung erfolgt, wie bereits erwähnt, durch die Schaltungsanordnung nach Fig. 6C.
Die auf die beiden verarbeiteten Signale der Schaltungsanordnung basierenden Richtcharakteristiken haben gemäss Fig. 5B eine kardioide Form, deren Hauptachsen mit der Gruppenachse A-A fluchten, jedoch um 1800 zueinander versetzt sind.
Während verschiedene Mikrophontypen mit Rund-Charakteristik oder mit kardioider Charakteristik im Handel erhältlich sind, ist das in Fig. 3A gezeigte Mikrophon --120-- besonders geeignet, eine Anordnung bzw. Gruppe zu bilden, die ähnlich derjenigen nach Fig. 1F ist. Bevor seine Anwendung in der Gruppe besprochen wird, soll seine Konstruktion näher erklärt werden. Das Mikrophon --120-- besteht im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäuse --121--, an dessen Enden Öffnungen --122 und 123-- vorgesehen sind. Im Gehäuse selbst ist eine Membrane --124-befestigt. Da der Schall durch die beiden Öffnungen --122, 123-- sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung auf die Membrane --124-- gelangen kann, erfolgt an dieser Membrane eine mechanische Subtraktion der Schallwellen.
Daher sind zwei voneinander getrennte Mikrophone oder eine Subtraktionsstufe nicht erforderlich. Zum Beispiel kann ein Paar der Mikrophone --120-in der Anordnung --102'-- nach Fig. 3B Verwendung finden. Die Ausgangssignale bei jedem Mikrophon --120-- gelangen an einen Integrator --103--. Die integrierten Signale dieser Integratoren sind gleich den Signalen, die aus der Schaltungsanordnung nach Fig. 1B kommen. Ein besonderer, elektrischer Subtraktionsvorgang wird hiebei nicht benötigt.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung bzw. Gruppe --124-- zweier Mikrophone --126 und 128--. Durch die besondere Konstruktion erfolgt die Addition und Subtraktion der Eingangssignale auf mechanischem Wege. Beim Mikrophon --126-- handelt es sich um ein bekanntes Druckmikrophon, das zwei Empfangsglieder bzw. Eingänge --130 und 132-- besitzt. Diese sind in der Achse A-A angeordnet.
Das Mikrophon --128--, das in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie dasjenige nach Fig. 3A, enthält Empfangsglieder bzw. Eingänge --134 und 136--, die ebenfalls auf der Achse A-A liegen, aber ausserhalb der Eingänge --130, 132-- des erstgenannten Mikrophons --126--.
<Desc/Clms Page number 5>
Nicht dargestellte mechanische Glieder halten die Mikrophone --126 und 128-- in der dargestellten Anordnung. Die Eingänge --130, 132-- des Mikrophons --126-- arbeiten nun in gleicher Weise wie die Mikrophone M2 und M3 mit der Addierstufe. Die Eingänge --134, 136-- des Mikro- phons --128-- in Fig. 7 arbeiten wie die Mikrophone Ml, M2 mit der Subtraktionsstufe. Die Einstellung des Abstandes der Mikrophone gilt für die Abstände der Eingänge --132 bis 136-- in gleicher Weise.
Bei Integration des Ausgangssignals des Mikrophons --128-- und bei seiner Hinzufügung zum Ausgangssignal des andern Mikrophons --126-- ergibt sich eine bereits beschriebene Charak-
EMI5.1
stufe gegeben, so ergibt sich ein resultierendes Signal aus der Addierstufe --46--, das eine kardioide Charakteristik darstellt.
Es ist auch wünschenswert, dass die Differenz der Schallübertragungszeit von den Eingängen zur Membrane in den Mikrophonen --126, 128-- klein sein sollte. Sie sollte kleiner als 20% der Übertragungszeit zwischen den entsprechenden Eingängen, wie z. B.-132 und 136--, sein. Diese
Differenz der Übertragungszeit kann dadurch verkleinert werden, dass der Abstand zwischen dem
Eingang und der Membran in beiden Mikrophonen gleichgemacht wird oder dass ein akustischer
Verzögerer verwendet wird. Zusätzlich kann eine elektronische Zeitverzögerung im Ausgang eines
Mikrophons untergebracht werden.
In einem Stereosystem, bestehend aus drei Mikrophonen (gemäss Fig. lB mit Rund-Charakte- ristik-Mikrophonen oder gemäss Fig. 3B mit Kardioid-Charakteristik-Mikrophonen), stellt das Wind- geräusch ein Problem dar. Es ist oft wünschenswert, einen Stromkreis zur Eliminierung dieses
Geräusches zu verwenden. Der Wind erzeugt an jedem der Mikrophone durch plötzliche und beziehungslose Druckänderungen Reaktionen, die durch eine Subtraktion bei der Signalbehandlung nicht eliminiert werden können. Ausserdem bewirkt die Integration in jedem Kanal eines Stereosystems Amplitudenänderungen, die invers zur entsprechenden Frequenz liegen. Dies bedeutet, dass die Amplitude der Schallwellen mit niedriger Frequenz hervorgehoben bzw. betont wird.
Man stellt fest, dass das Windgeräusch unterhalb 2000 Hz liegt. Das Windgeräusch vermindert daher die zur Aufnahme gelangende Nutzinformation. Mit der Erfindung soll diese Wirkung des Windgeräusches durch Unterdrückung der tiefen Frequenzen des integrierten Signals verkleinert bzw. eliminiert werden. Das hieraus sich ergebende gefilterte integrierte Signal enthält im wesentlichen nur die Information mit den höheren Frequenzen. Die höheren Frequenzen werden im Ausgang mindestens eines der in einer Gruppe angeordneten Mikrophone unterdrückt. Hiedurch ergibt sich ein gefiltertes Ausgangssignal, das das Windgeräusch und die Information mit der tieferen Frequenz enthält. Anschliessend werden die beiden gefilterten Signale zu einem resultierenden Signal zusammengesetzt.
Die tiefen Frequenzen im linken und rechten Kanal sind so vom gleichen Mikrophon abgeleitet und stellen monaurale Schallereignisse in jedem Kanal dar. Diese Schallereignisse sind nicht verstärkt, wie es sonst der Fall sein würde bei Differenzen der integrierten Signale mit tiefer Frequenz. Die Charakteristik der Signale der tiefen Frequenz ist vermindert.
Die höheren Frequenzen in den beiden Kanälen sind gut voneinander getrennt, u. zw. mit Rücksicht auf die Richtcharakteristiken, die durch die Integration der Differenzsignale sich ergeben.
Windgeräusche, die während der stereophonen Aufnahmezeit sich ergeben können, werden auf diese Art und Weise eliminiert bzw. verkleinert. Wenn die Grenzfrequenz des Hochpassfilters für das integrierte Signal und der Tiefpassfilter für das individuelle Mikrophon in der Grössenordnung von ungefähr 1 kHz liegt, ergibt sich folgende Verbesserung : oberhalb 1 kHz befähigen die Amplitudendifferenzen das menschliche Ohr zur richtungsabhängigen Unterscheidung der Schallereignisse ; bei unterhalb 1 kHz dominieren die Phasendifferenzen (Zeitverzögerung) die richtungsabhängige Unterscheidung. In einer kleinen Anordnung von Mikrophonen ist der Abstand zwischen den einzelnen Mikrophonen viele Male kleiner als die Wellenlänge der Information mit der tiefen Frequenz.
Daher entsteht auch Geräusch, so dass die Mikrophonanordnung nicht so effektiv für die Richtungsinformation ist wie bei der Information mit höheren Frequenzen als 1 kHz. Deshalb rührt der relativ kleine Verlust der Richtungsinformation von dem oben beschriebenen Prozess her.
Eine Schaltungsanordnung, die die Wirkung des Windgeräusches in einem Stereosystem redu-
<Desc/Clms Page number 6>
ziert bzw. eliminiert, ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt. Die Mikrophone m (I), m (II) und m (III) nach Fig. 8 sind so angeordnet wie es in den Fig. 1A bzw. 4A dargestellt ist. Die drei Mikrophone sind in Form eines Dreiecks angeordnet, dessen Scheitelpunkt der Szene zugewendet ist, die photographiert werden soll. Ferner liegen sie so zur Kameraachse, wie Fig. 2 zeigt. Die Signalbehandlungseinrichtung --120-- nach Fig. 8 hat einen linken Kanal --121-- und einen rechten Kanal --122-- zur Verarbeitung der Ausgangssignale. Jeder Kanal enthält eine Subtraktionsstufe --123-- zur Erzeugung der Differenz zwischen den Ausgangssignalen eines benachbarten Paares der Mikrophone.
Ausserdem enthält jeder Kanal einen Integrator --124--, der das Differenzsignal integriert. Das integrierte Signal gelangt zu einem Hochpassfilter-125-, dessen Grenzfrequenz im Bereich von 400 bis 2000 Hz liegt. Dieses Hochpassfilter erzeugt das gefilterte inte-
EMI6.1
des vordersten Mikrophons m (II) nach seinem Durchgang durch das Tiefpassfilter --127-- gelegt wird. Die tiefen Frequenzen des integrierten Signals werden in jedem Kanal --121 und 122-- un- terdrückt. Die im wesentlichen gleichen Beträge der tiefen Frequenzen der Schallereignisse, die durch das Mikrophon m (II) aufgenommen wurden, gelangen über den linken und den rechten Kanal.
Die Schallereignisse mit tiefen Frequenzen sind monaural, während die Schallereignisse mit hohen
Frequenzen stereophon aufgenommen werden.
Vorzugsweise ist die Grenzfrequenz der Filter --125 und 127-- gleich. Sie kann im Bereich von 400 bis 2000 Hz liegen. Die Grenzfrequenz ist auch abhängig vom Filtertyp. Je steiler die
Kennlinie dieser Filter, desto höher liegt die Grenzfrequenz im angegebenen Bereich. Zum Beispiel hat ein doppelpoliges Filter eine Grenzfrequenz von 600 Hz.
Zur Reduzierung des Windgeräusches können die Mikrophonanordnung nach Fig. 1F und die
Signalbehandlungseinrichtung --130-- nach Fig. 9 Verwendung finden. Die Behandlungseinrichtung nach Fig. 9 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 8, u. zw. in dem Sinne, dass die Subtraktionsstu- fe --131-- im linken Kanal --132-- ein Differenzsignal erzeugt, das die Ausgangssignale der beiden Mikrophone m (I) und m (II) subtrahiert. Das Differenzsignal gelangt auf den Integra- tor --133--, der ein integriertes Signal erzeugt, das auf das Hochpassfilter --134-- gegeben wird, das ein gefiltertes Integrationssignal erzeugt. Im rechten Kanal --135-- erfolgt eine entsprechen- de Signalbehandlung der Ausgangssignale der Mikrophone m (III) und m (IV).
Die Ausgangssignale eines oder mehrerer der Mikrophone gelangen auf das Tiefpassfil- ter --136--, das ein gefiltertes Ausgangssignal erzeugt, welches über die Additionsstufe --137-- ein linkes Ausgangssignal und über die Additionsstufe --138-- ein rechtes Ausgangssignal ergibt.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung --120-- gesagt, ist die Beziehung zwischen den Grenzfrequenzen des Tiefpass- und des Hochpassfilters gleich.
Eine Signalbehandlungseinrichtung zur Reduzierung bzw. Eliminierung des Windgeräusches für die Mikrophonanordnungen nach Fig. 15A oder 16A ist in Fig. 10 dargestellt. Die Bearbeitungs- einrichtung --140-- enthält eine Subtraktionsstufe --141--, die die Ausgangssignale der Mikrophone m (I) und m (II) subtrahiert und ein Differenzsignal erzeugt, das im nachfolgenden Integrator --142-- zu einem integrierten Differenzsignal verarbeitet wird. Das Ausgangssignal der Mikrophone m (I) und m (II) gelangt ferner in die Additionsstufe --145-- und wird in der nachfolgenden Additionsstufe --146-- mit dem integrierten Differenzsignal aus dem Integrator --142-- vereinigt.
Im Zusammenhang mit dieser zusätzlichen Additionsstufe --146-- erzeugt die Subtraktionsstufe --147-- einen linken Informationskanal und einen rechten Informationskanal, deren Signale auf die Hochpassfilter --148 bzw. 149-- gegeben werden. Jeder Kanal erzeugt somit ein gefiltertes Integrationssignal. Die Additionsstufe-145-gibt ihre Signale über ein Tiefpassfilter-150- auf weitere Additionsstufen --151 und 153--. Der Ausgang des Tiefpassfilters --150-- wird in den beiden Additionsstufen zu den gefilterten Integrationssignalen der Kanäle addiert. Dies ergibt einen monauralen Eingang mit tiefer Frequenz.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Filtern mit einem Hochpassfilter nur nachdem die linke und rechte Kanalinformation bestimmt worden ist, in Anwendung gebracht werden soll, um dadurch Störungen zu vermeiden, die durch das Kombinieren separat gefilterter Richtinformationen entstehen können. Daher ist es ersichtlich, dass die oben beschriebenen Anordnungen Mittel enthalten, welche die Ausgänge einer Vielzahl von Mikrophonen zur Erzeugung separater Kanäle mit
<Desc/Clms Page number 7>
Richtinformationen kombinieren, die Signale eines jeden Kanals integrieren, die tiefen Frequenzen von jedem Kanal filtern und anschliessend mit jedem Kanal die tiefe Frequenz mindestens eines Mikrophons kombinieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Richtempfangssystem für den Empfang von sich im Raum fortpflanzenden Vorgängen, wie akustischen oder elektromagnetischen Wellen, mit einer Mehrzahl von Empfangselementen, die je ein zeitlich veränderliches Ausgangssignal liefern, und einer Signalbehandlungseinrichtung, welche diese Ausganssignale zwecks Bildung einer gewünschten Richtcharakteristik zusammenfasst und die Signalbehandlungseinrichtung eine Subtrahierstufe zur Erzeugung eines Differenzsignals aus den Ausgangssignalen zweier Empfangselemente und anschliessend daran eine Integrierstufe zur Integration dieses Differenzsignals enthält, (nach Patent Nr.
358927), dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere für Tonbild-Aufnahmekameras mit zwei je einem Stereophoniekanal zugeordneten Richtempfangssystemen die Richtempfangssysteme je eine Vielzahl von akustischen Empfangselementen (z. B. M (l), M (2) und M (3), M (4)) und eine Signalbehandlungseinrichtung (40 bis 46) aufweisen, welche die Ausgangssignale der Empfangselemente zwecks Bildung einer gewünschten Richtcharakteristik zusammenfasst, wobei jede Signalbehandlungseinrichtung (40 bis 46) eine Subtrahierstufe (41) zur Erzeugung eines Differenzsignals aus den Ausgangssignalen der zugeordneten akustischen Empfangselemente und anschliessend daran eine Integrierstufe (42) zur Integration dieses Differenzsignals enthält.