Verfahren und Vorrichtung zur stereophonischen Schallübertragung. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur stereophonischen Schallübertra gung und auf eine Vorrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens.
Zur stereophonischen Schallübertragung werden nach einem bekannten Verfahren zwei Mikrophone benutzt, die in einem Abstand, der dem Abstand zwischen den Ohren (etwa 22 cm) gleich ist, im Aufnahmeraum auf bei den Seiten eines Schallwellen abschirmenden Körpers angeordnet sind und die je unter Zwischenschaltung eines eigenen Verstärkers und einer eigenen Übertragungsleitung einen von zwei Kopfhörern auf den Ohren des Zu hörers speisen. Die obenerwähnten Mikro phone können auch, ohne Anwendung eines abschirmenden Körpers, in einem grösseren Abstand (etwa 2 m) voneinander angeordnet sein.
Die beiden Mikrophone nehmen dabei mehr oder weniger die Stelle der beiden Ge hörorgane ein, und da man bei der Wieder gabe in zwei Hörern zuhört, denen unter- schiedlich die Schwingungen der ihnen ent sprechenden Mikrophone zugeführt werden, wird die Illusion einer akustischen Raum wirkung erhalten.
Bei Schallwiedergabe für ein grosses Auditorium ist es ein Nachteil, dass jeder Zu- höiBr mit einem Kopfhörer versehen sein muss. Es hat sich bei Versuchen als möglich erwiesen, durch Anwendung zweier in einem geeigneten Abstand voneinander angeordneter Lautsprecher eine angemessene stereophoni sche Wirkung zu erhalten. Eine günstige An- ordnung der Lautsprecher ist in ""Philips Technisch Tijdschrift" vom April 1940 be schrieben.
Bei der Übertragung der elektrischen Schwingungen von den Mikrophonen zu dem Kopfhörer oder den Lautsprechern können Aufzeichnungs- und Abtastvorrichtungen zwischengeschaltet werden, wodurch der Schall erst auf einem Schallträger festgelegt und dann wieder abgetastet wird. Auch kön nen die von jedem der Mikrophone herkom- tuenden Schwingungen nach Modulation auf einer Trägerwelle auf drahtlosem Wege über tragen werden.
Der Übelstand der obenerwähnten stereo phonischen Übertragungsweise ist, dass stets zwei Kanäle nötig sind, und dass bei Zwi schenschaltung einer Aufzeichnungsapparatur ausserdem entweder die doppelte Anzahl von Schallpatten oder Filmbändern oder eine dop pelte Tonspur auf dem Tanträger erforder lich ist.
Bei Rundfunkübertragung lässt sich der Übelstand eines vollkommen doppelten Ka nals teilweise dadurch beseitigen, dass ein be sonderes Modulationssystem angewendet wird, zum Beispiel in der Weise, da.ss die von dem einem Mikrophon herkommenden Schwingun gen als unteres Seitenband der Trägerwelle und die von dem andern Mikrophon herkom menden Schwingungen als oberes Seitenband der nämlichen Trägerwelle übertragen wer den; es müssen jedoch in diesem Falle Emp fänger besonderer Bauart angewendet werden.
Bei Aufzeichnung auf Schallplatten stösst man bei der isochronen Abtastung der beiden Tonspuren auf grosse Schwierigkeiten; die geringste Verschiebung darin würde die Illu sion der Raumwirkung zerstören. Das auf einer und derselben Schallplatte Aufnehmen und Abspielen einer doppelten Tonspur stösst auf praktische Schwierigkeiten; ausserdem würde eine doppelte Abtast- und Verstärker apparatur notwendig bleiben. Bei Aufzeich nung auf einem Filmband ist für eine zweite Tonspur meist kein Raum vorhanden, und die Notwendigkeit einer doppelten Apparatur würde gleichfalls bestehen bleiben.
Die Erfindung ermöglicht, die oben er wähnten Übelstände zu beseitigen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur stereophonischen Schallübertragung wer den ebenfalls die Schallschwingungen von zwei in einigem Abstand voneinander an geordneten Mikrophonen in elektrische Schwin gungen umgesetzt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass den von jedem dieser Mikrophone gelieferten elektrischen Schwingungen sich komplementierende Frequenzbänder entnom- men werden, worauf diese Frequenzbänder zusammengefügt und einem gemeinsamen Kanal zugeführt werden, an dessen Ende die sich komplementierenden Frequenzbänder wieder getrennt und zwei in einigem<B>Ab-</B> stand voneinander angeordneten Schallwieder- gabeapparaten zugeführt werden.
Ausser den genannten zwei Mikrophonen und Wieder gabeapparaten können auch weitere Mikro phone und Wiedergabeapparate, insbesondere in Parallelschaltung mit ersteren, verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass dieselbe an der Schallauf- nahmestelle zwei in einigem Abstand vonein ander angeordnete Mikrophone und ebenso viele Filter aufweist, in denen jeder der von diesen Mikrophonen gelieferten elektrischen Schwingungen sich komplementierende Fre quenzbänder entnommen werden.
Nachstehend werden beispielsweise an Hand der in der beiliegenden Zeichnung dar gestellten schematischen Figuren Ausfüh rungsformen des erfindungsgemässen Verfah rens näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die vollständige schematische Anordnung einer Ausführungsform der Vor richtung gemäss der Erfindung. In dieser Figur bezeichnen 1 und 2 die beiden in zum Beispiel 2 m Abstand voneinander angeord neten Mikrophone, die je mit einem eigenen Vorverstärker 3 bezw. 4 versehen sind. Von einem Filter 5 wird eine Anzahl von Bän dern aus dem Frequenzspektrum der vom Mi krophon 1 herkommenden Schwingungen unterdrückt und von einem Filter 6 werden die dazu komplementären Bänder der vom Mikrophon 2 herkommenden Schwingungen unterdrückt.
Die Ausgangskreise der Filter 5 und 6 werden parallel geschaltet und in dem Kanal 7, der an einen Sender 8 üblicher Ausfüh rung angeschlossen ist. ist also wieder das vollständige Frequenzspektrum vorhanden. Die drahtlose Verbindung zwischen Sender und Empfänger ist mit 9 bezeichnet. Die ausgesandten Schwingungen werden in einem Rundfunkempfänger 10 empfangen und de- moduliert, und die demodulierten Schwingun gen werden einem Kanal 11 zugeführt, in dem also die gleichen Schwingungen vorkom men wie im Kanal 7.
Am Ende des gemein samen Übertragungskanals 7 bis 11 sind Fil ter 12 und 13 vorhanden, welche die gleichen Bänder ausschneiden wie die Filter 5 bezw. 6, so dass der Leitung- 15 bezw. 16 ein Fre- quenzspektrum zugeführt wird, das dem Fre- quenzspektrum in dem Ausgangskreis des Filters 5 bezw. 6 entspricht. An die Leitun gen 15 und 16 sind in einigem Abstand von einander angeordnete Lautsprecher 17 und 18 angeschlossen, welche die von den Filtern 12 und 13 durchgelassenen,
sich komplementie- renden Frequenzbänder in akustische Schwin gungen umsetzen.
An Stelle der drahtlosen Verbindung 9 könnte auch eine Leitung 8 vorhanden sein, mit oder ohne Leistungsverstärker 8 und 10.
Der aufnahmeseitige Teil einer andern Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt.
In dieser Figur bezeichnen gleiche Ziffern gleiche Teile wie in Fig. 1. Ferner ist ein Aufzeichnungsgerät vorhanden, das mit 19 bezeichnet ist. In demselben werden die zu sammengesetzten sich komplementierenden Frequenzbänder auf den Tonträger in einer einzigen Spur aufgezeichnet.
Der wiedergabeseitige Teil dieser Über tragungsvorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Auch hier bezeichnen wiederum gleiche Zif fern gleiche Teile wie in Fig. 1. Die Abtast- vorrichtung, in welcher die Schwingungen vom Tonträger abgenommen werden, ist durch 20 schematisch dargestellt. Die Auf zeichnungsvorrichtung 19 und die Abtast- vorrichtung 20 sind ganz gewöhnliche, ein spurige Vorrichtungen.
Die Mikrophonverstärker 3 und 4 in den Fig. 1 und 2 können unter Umständen in Wegfall kommen. Ferner kann die Wieder gabeapparatur auch derart ausgebildet sein, dass hinter den Filtern 12 bezw. 13 Kraft verstärker geschaltet sind. Letzteres kann zum Beispiel in jenen Fällen nützlich sein, in denen eine grosse Endenergie verlangt wird. In diesem Falle werden die Filter 12 und 13 zwischen einem gemeinsamen Vorverstärker und den Kraftverstärkern angeordnet, wo durch der Bau der Filter viel leichter und mithin billiger gewählt werden kann.
Zur Erläuterung der Wirkung der oben beschriebenen Vorrichtungen ist in Fig. 4 bei A das vom Filter 5 durchgelassene -Frequenz- spektrum dargestellt; a bezeichnet die unter drückten Frequenzbänder. B stellt das vom Filter 6 durchgelassene Frequenzspektrum dar, in dem b die unterdrückten Frequenz bänder sind. Es ist klar, dass die durch gelassenen Frequenzbänder in<I>A</I> und<I>B</I> kom plementär sind, so dass, wenn diese Bänder wieder zusammengefügt werden, das voll ständige ursprüngliche Spektrum entsteht.
Wenn bei der Wiedergabe die Schwin gungen von den Filtern 12 und 13 wieder entsprechend den in den Fig. 4A und B dar gestellten Frequenzbändern getrennt und dann den Lautsprechern 17 und 18 zugeführt wer den, gibt der Lautsprecher 17 praktisch nur vom Mikrophon 1 herkommende Schallschwin gungen und der Lautsprecher 18 nur vom Mi krophon 2 herkommende Schallschwingungen wieder.
Zwar gibt weder der Lautsprecher 17 noch der Lautsprecher 18 alle Frequenzen wieder, aber zusammen tun sie dies wohl, und aus der Praxis hat es sich ergeben, dass, wenn die Bänder von A und B mit etwas Über legung gewählt werden, eine sehr gute stereo phonische Wiedergabe erzielt wird. Dies gilt sowohl für unmittelbare Übertragung über Leitung oder Rundfunk als auch für den Fall, wo eine Aufzeichnungsapparatur wie Tonfilm oder Schallplatte zwischengeschal tet ist.
Bei einer in der Praxis gute Ergebnisse liefernden Ausführungsform des erfindungs gemässen Verfahrens, die an Hand der Fig. 5 näher erläutert wird, wird das Schallspek trum in Oktaven und jede Oktave wieder in drei Bänder geteilt, die über beide Kanäle verteilt werden.
Da die tiefsten Töne bis zu 250 Hertz, ebenso wie die höchsten Töne, wenig zur stereophonischen Wirkung bei tragen, können sie unbedenklich je einem be sonderen Lautsprecher für tiefe bezw. hohe Töne zugeführt werden, so dass jetzt vier Lautsprecher benutzt werden, und zwar ein Lautsprecher 25 für die niedrigsten Frequen zen bis zu 250 Hertz, zwei Lautsprecher 26 bezw. 27 für die sich komplementierenden Bänder im Bereich von 250 bis 4000 Hertz und ein Lautsprecher 28 für Frequenzen über 4000 Hertz.
Die Verteilung der Frequenz bänder im Bereich von 250 bis 4000 Hertz war wie folgt:
EMI0004.0003
Bänder <SEP> Bänder
<tb> bei <SEP> Lautsprecher <SEP> 26 <SEP> bei <SEP> Lautsprecher <SEP> 27
<tb> Hertz <SEP> Hertz
<tb> 250- <SEP> 315 <SEP> 315- <SEP> 397
<tb> 397- <SEP> 500 <SEP> 500- <SEP> 630
<tb> 630- <SEP> 794 <SEP> 794-1000
<tb> <B>1</B>000-1260 <SEP> 1260-1588
<tb> <B>1</B>588-2000 <SEP> 2000-2520
<tb> 2520-3<B>1</B>75 <SEP> 3175-4000 Ferner wird in Fig. 5 durch 20 zum Bei spiel eine Abtastvorrichtung mit Vorverstär ker dargestellt. 11 ist ein Kanal, der zu den Filtern 19, 12, 13 und 29 führt.
Von diesen Filtern lässt Filter 19 nur die Frequenzen bis zu 250 Hertz durch und ist mit dem Laut sprecher 25 für tiefe Töne verbunden; Filter 12 lässt Frequenzbänder entsprechend A aus Fig. 4 durch und ist mit dem Lautsprecher 26 verbunden; Filter 13 lässt Frequenzbänder entsprechend B aus Fig. 4 durch und ist mit dem Lautsprecher 27 verbunden, während Filter 29 nur Frequenzen oberhalb 4000 Hertz durchlässt und mit dem Lautsprecher 28 ver bunden ist.
Eine bestehende Wiedergabeapparatur kann durch Hinzufügung geeigneter Filter und eines zusätzlichen Lautsprechers leicht zur stereophonischen Wiedergabe gemäss der Fig. 3 oder Fig. 5 geeignet gemacht werden.