<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen auf optisch-elektrischetn Wege.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen auf optischelektrischem Wege.
Es ist einerseits bekannt, eine Lichtquelle, z. B. den Lichtbogen einer Bogenlampe, durch Mikrophon-
EMI1.1
Helligkeit des Lichtbogens entweder zur unmittelbaren Wiedergabe der Töne oder zu photographischen Aufzeichnungen zu benutzen, deren Wiedergabe durch Belichtung einer in eine Telephonleitung eingeschalteten Selenzelle erfolgt.
Es ist anderseits bekannt, bei Vorrichtungen zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen auf elektrischem Wege eine Entladungsröhre in den Stromkreis eines Telephons zum Zwecke der Verstärkung der Stromschwankungen einzuschalten.
Manhatderartige Vorrichtungen auch vorgeschlagen, um mitihrer Hilfe das Problem des sprechenden, singenden und musizierenden Films zu lösen. Alle diese Versuche scheiterten aber bisher an der Schwierigkeit, eine einwandfreie und befriedigende Tonwiedergabe zu erzielen und die Xebeneischeinungen anzu- schalten, welche bei Anwendung ungeeigneter Hilfsmittel das Zustandekommen der komplizierten Schallschwingungen zu stören vermögen.
Das Telephon muss, auch wenn die Stromschwankungen mit Hilfe von Entladungsröhren verstärkt werden, als untaugliches Mittel zur einwandfreien Wiedergabe von Tönen bezeichnet werden, nämlich wegen der unharmonischen Schwingungsverhältnisse, welche zwischen dem Grundton der Membran und ihren sehr zahlreichen Obertönen bestehen und die zur Folge haben, dass die Tonwiedergabe einen dissonanten, unreinen und lauhen Charakter erhält, u. zw. um so mehr, je stärker die Membran erregt wird, also je lauter der Ton werden soll.
Ein weiterer Nachteil der Membran ist, dass nur bei äusserst kleinen Amplituden die Sehwingungsamplituden der Membran und die von dieser abhängige Tonstärke proportional den die Membran erregenden elektro-magnetischen Kräften sind. Daher werden die verschiedenen Partialtöne eines Klanges von einer Membran, insbesondere bei lauter Wiedergabe, also bei grossen Amplituden, nicht im richtigen Verhältnis wiedergegeben. Ferner wird die Tonwiedergabe nachteilig beeinflusst und wird die Klangfarbe der Töne entstellt durch die Einwirkungen der Kapazität und Selbstinduktion, sowie der magnetischen Hysteresis und Wirbelstrombildung.
Wegen dieser Übelstände haben alle auf der Anwendung von Telephonen beruhenden Versuche zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen nicht zum Erfolge führen können, auch wenn in den Telephonstromkreis Entladungsröhren zur Verstärkung der Stromschwankungen eingeschaltet wurden.
Aber auch die bisheiigen Versuche zur Aufnahme und Wiedergabe von Tönen mit Hilfe der sogenannten tönenden Bogenlampe hatten nur einen beschränkten Erfolg. Zwar ist der Lichtbogen einel Gleichstrombogenlampe bei Überlageiung von Wechselströmen über den konstanten Speisestrom der Bogenlampe imstande, Schallschwingungen hervorzubringen, welche die gleiche Frequenz wie der übergelagerte Wechselstrom haben und ist, bei Beachtung gewisser Versuchsbedingungen, imstande. alle vom Mikrophon aufgenommenen Töne überraschend klar und deutlich wiederzugeben. Aber bei der
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
gabe der vom Mikrophon aufgenommenen Töne zu ermöglichen, ist es notwendig, die Amplituden der Mikrophonstromschwankungen möglichst gross zu machen und dieselben mit möglichst grossem Nutzeffekt auf den Bogenlampenstromkreis zu übertragen.
Dabei ist es, um klare und deutliche Töne zu erzielen, gleichzeitig unbedingt erforderlich, dass die durch die Widerstandsschwankungen des Mikrophons entstehenden Stromschwankungen in Übereinstimmung mit den aufgenommenen Tonwellen in Sinusform verlaufen und der gesamte Mikrophonstromkreis frei von jeder Selbstinduktion ist. Diese Bedingungen konnten jedoch bisher nicht gleichzeitig erfüllt werden. Denn um zu erreichen, dass die Mikrophonstromschwankungen in einer Sinuskurve verlaufen, muss der Übergangswiderstand der Kohlenkontakte des Mikrophons sich ebenfalls genau sinusförmig ändern. Dies ist aber nur bei äusserst kleinen Widerstandsschwankungen der Fall, so dass nur sehr geringe Stromschwankungen entstehen, welche nicht genügen, um den Lichtbogen zu stärkeren Schallschwingungen anzuregen.
Zwar kann man unter Vernachlässigung dieser Bedingung auch starke Schallwirkungen erzielen ; was hiebei aber an Lautstärke gewonnen wird, geht an Deutlichkeit verloren.
Die Erfindung besteht nun darin, dass die den Tonwellen entsprechenden Stromschwankungen, welche dem Strom einer Bogenlampe oder ähnlichen Vorrichtung zur Umsetzung eines elektrischen Stromes in Wärme bzw. Licht übergelagert werden, mit Hilfe einer elektrischen Ventilröhre erzeugt werden, deren Gitterspannung durch ein Mikrophon, eine lichtelektrische Zelle od. dgl. gesteuert wird. Dabei wird der über die Ventilröhre geführte und durch das Gitter gesteuerte Strom von dem den Lichtbogen
EMI2.1
durch das Mikrophon beeinflussten elektrischen Ladung des Gitters fliesst also ein grösserer oder geringerer Teil des Gesamtstromes durch die Ventilröhre.
Es entstehen daher entsprechend dem Gesetz der Stromverzweigung entsprechende Schwankungen des durch den Lichtbogen geführten Teilstromes, deren Amplituden das Vielfache der Mikrophonstromschwankungen betragen. Von besonderer Wichtigkeit ist, dass weder im Mikrophonstromkreis noch in dem die Ventilröhre enthaltenden Nebenschlussstromkreis irgendwelche Selbstinduktion enthalten ist.
Die neue Vorrichtung ist für die Aufnahme und'Wiedergabe von Tonaufzeichnungen, insbesondere für die kinematographische Vorführung von Tonbildern bestimmt ; sie ist in gleicher Weise für die Fern- übertragung von Reden, Vorträgen, Konzerten u. dgl. geeignet, die von einer Zentralstelle aus nach beliebigen Orten elektrisch übertragen und an jedem dieser Orte einem grösseren Auditorium originalgetreu vorgetragen werden sollen. Hiebei können die Stromschwankungen des Aufnahmemikrophons durch Überlagerung über elektrische Hochfrequenzschwingungen übertragen werden. Diese Übertragung kann auch drahtlos erfolgen.
Als Ventilröhre kann jede hiefür geeignete Entladungsröhre verwendet werden. Bei genügend starker Wirkung und passend gewähltem Entladungspotential kann auch die photoelektrische Zelle neben ihrer Bestimmung als Lichtrelais zugleich als Ventilröhre dienen. In allen andern Fällen kommt eine besondere Entladungsröhre inBetracht, welche entweder als Glühkathodenröhre (mit reiner Elektronen- leitung im Hochvakuum) oder als Glimmstromventil (mit selbstständiger Entladung und Edelgasfüllung, z. B. Helium von 0'1 mm Druck) ausgebildet werden kann. Ventilröhren der letzteren Art eignen sich besonders infolge der hohen Leitfähigkeit des Edelgases, durch welche sie befähigt werden, beträchtliche Energiemengen zu steuern.
Die Steuerung der Ventilröhre geschieht in an sieh bekannter Weise durch eine zwischen der Anode und der Kathode angeordnete Steuerelektrode (Gitter), welche als Träger eines elektrostatischen Feldes dient, dessen Potentialschwankungen die Stärke des durch die Ventilröhre gehenden Stromes beeinflussen.
Bei der neuen Vorrichtung sind alle für-die vorliegenden Zwecke ungeeigneten Mittel vermieden, wie Membranen, Sprechplatten, Induktionsspulen, Elektromagnete, magnetische Phonogramme, Galvanometer, Selenzellen usw.
Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellen dar : Fig. 1 eine Anordnung zur Aufnahme, Fig. 2 eine Anordnung zur Wiedergabe von Tonaufzeichnungen. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit.
M, Fig. 1, ist das an geeigneter Stelle anzubringende Aufnahmemikrophon, das den erforderlichen Betriebsstrom durch ein galvanisches Element Bi erhält, dessen Stromstärke durch einen Widerstand M'i reguliert werden kann. R ist eine hochevakuierte Glühkathodenröhre, B2 die durch den Widerstand m ; regulierbare Heizbatterie für die Glühkathode. K ist die Glühkathode, A die Anode und G das Gitter der Glühkathodenröhre.
Das Gitter der Röhre R liegt im Mikrophonstromkreis 1. Die als Ventilröhre dienende Glühkathodenröhre R liegt in einem Nebenschluss II des Bogenlampenstromkreises III, parallel zu den Elektroden der Bogenlampe L, welche durch eine Batterie B3 unter Vorschaltung eines Widerstandes W gespeist wird. Die im Mikrophon unter dem Einfluss der auftreffenden Schallwellen entstehenden Stromschwankungen rufen am Gitter G der Röhre R analoge Schwankungen der elektrostatischen Ladung hervor und bewirken dadurch Stromschwankungen im Anodenstromkreis, welche vollkommen proportional den Schwankungen im Mikrophonstromkreise verlaufen.
Hiedurch werden entsprechend dem wechselnden Verhältnis des durch die Ventilröhre gebildeten Nebensehlusswiderstandes zum Bogenlampe (Lichtbogen) widerstand in dem über den Lichtbogen führenden Stromzweig analoge Schwankungen der Strom-
<Desc/Clms Page number 3>
stärke hervorgerufen, deren Amplituden sich umgekehrt wie die Widerstände der beiden Teilströme verhalten.
Die Bogenlampe L ist eine Projektionslampe mit schräg gestellten Elektroden. Es werden zweckmässig Kohlenstäbe mit einem Docht aus Eisensalzen verwendet, welche ein an chemisch wirksamen Strahlen reiches Bogenlicht liefern. Die von dem Liehtbogen ausgesandten Strahlen werden durch einen aus zwei plankonvexen Zylinderlinsen gebildeten Kondensor a gesammelt, zwischen denen ein aus blauem Glas bestehendes Lichtfilter b angeordnet ist. Die durch eine Zylinderlinse c parallel gemachten Lichtstrahlen werden durch die aehromatische Zylinderlinse d des Aufnahmeapparates g, in dem sich der photographische Film F befindet, aufgefangen und vermittels einer Blende e so auf den Film konzentriert, dass eine feine Lichtlinie in der ganzen Breite des Films entsteht.
Die fortschreitende Belichtung des Films entsprechend den aufzuzeichnenden Tonschwingungen wird mit Hilfe einer Transportwalze f bewirkt, welche, in zwangläufiger Verbindung mit dem kinematographisehen Aufnahmeapparat, den Filmstreifen mit gleichmässiger Geschwindigkeit an der Belichtungsstelle vorbeibewegt. Das auf diese Weise entstehende Phonogramm setzt sich aus unzähligen Lichtstreifen zusammen : jeder Ton ruft eine seiner Schwingungsform entsprechende Gruppierung von Lichtstreifen hervor, welche nach erfolgter Entwicklung und Fixierung des Films nach Tonhöhe und Tonstärke genau unterschieden werden können.
Die zur'Wiedergabe der Tonaufzeichnungen dienende Anordnung, Fig. 2, unterscheidet sich von derjenigen der Aufnahmevorrichtung im wesentlichen nur durch die Einrichtung zur Umwandlung der den Helligkeitsunterschieden des Tonfilms entsprechenden Belichtungsschwankungen einer photoelektrischen Zelle in Töne. ist wieder eine hochevakuierte Glühkathodenröhre, B4 die durch einen
EMI3.1
und G1 das Steuergitter der als Ventil dienenden Glühkathodenröhre.
Die Ventilröhre liegt erfindungsgemäss wieder in einem Nebenschluss 111 des Bogenbmpensttomkreises III1, Zur Speisung der Bogenlampe L1 dient eine Akkumulatorenbatterie B. ; vor der Bogenlampe liegt der Vorschaltwiderstand W1, Ausser dem Stromzweig 111 ist noch ein Stromzweig I1 vorgesehen, welcher über die photoelektrische
EMI3.2
bestehende Kathode, welche mit dem Gitter G1 der Glühkathodenröhre in leitender Verbindung steht.
Mist ein die Zelle Z einschliessendes lichtdichtes Gehäuse, teine zweckmässig aus Quarzglas oder Uviolglas bestehende plankonvexe Zylinderlinse, durch welche das Licht einer Quecksilber-Quarzlampe Q auf den durch eine Führung j hindurchgeführten Film F1 konzentriert wird, welcher durch eine mit dem Kinoprojektor gekuppelte Transportwalze h synchron mit dem kinomatographischen Bildfilm bewegt wird.
Bewegt sich der Film F1 mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei der Aufnahme, so entstehen infolge der verschiedenen Lichtdurchlässigkeit des Films in der photoelektrischen Zelle Z Stromschwan- kungen, die genau den Tönungen des Films entsprechen. Wenn das Licht durch eine hellere Stelle des Films geht, fliesst infolge der stärkeren Bestrahlung der Kathode k ein stärkerer Strom von der Anode l zur Kathode k, ein schwächerer dagegen, wenn das Licht durch Stellen mit dunklerer Tönung geht. Der photoelektrische Strom, welcher durch Auslösung von negativen Elektronen an der dem Einfluss der Liehtsehwankungen ausgesetzten Kathode k entsteht, ist der Lichtwirkung genau proportional. Infolgedessen verlaufen die photoelektrischen Stromschwankungen genau wie die Mikrophonschwankungen des Aufnahmeapparates.
Durch die galvanische Kopplung der Kathode k mit dem Steuergitter G1 der Ventilröhre R1 weiden in bezug auf die Beeinflussung des Lichtbogens der Bogenlampe L1 genau die gleichen Wirkungen wie bei dem bereits beschriebenen Aufnahmeapparat hervorgerufen. Infolgedessen gibt der Lichtbogen alle Töne genau so laut und deutlich wieder, wie sie dem Aufnahmemikrophon übermittelt wurden.
In besonders grossen Sälen können statt einer derartigen Bogenlampe mehrere solche Bogenlampen angewendet werden. Auch können erforderlichenfalls mehrere Ventilröhren verwendet werden.
Um den störenden Einfluss der Regulierspule der Bogenlampe zu vermeiden, welche eine Drosselung der den Lichtbogen beeinflussenden Stromschwankungen bewirken würde, findet die Stromverzweigung, wie Fig. 3 zeigt, hinter der'Wicklung der Regulierspule statt, so dass die Spule stets nur von dem kon- stanten Hauptstrom durchflossen wird.
Die Ventilation der Bogenlampe geschieht mit Hilfe eines nicht gezeichneten Ventilators gebräuch-
EMI3.3
luftstromes durch eine Rohrleitung mit der Bogenlampe in Verbindung steht. Die beiden Glocken T und S dienen gleichzeitig als Licht-und Schallreflektor bzw. bei Kinovorführungen zur völligen Abblendung des Bogenlichtes.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.