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Schaltungsanordnung zum Kompensieren von durch mechanische Erschütterungen
hervorgerufenen akustischen Rückwirkungen bei mit Schallplattenspielern betriebenen
stereophonischen Klangwiedergabegeräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Kompensieren akustischer Rückwirkungen bei sterophonischen Klangwiedergabegeräten
mit eingebauten Lautsprechern, vorzugsweise Musiktruhen oder Phonogeräten, die durch
mechanische Erschütterungen des Abtastsystems eines Zweikanalschallplattenspielers
entstehen.
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Bei mit großen Lautsprechern versehenen Phonogeräten oder Musiktruhen
gerät das Gehäuse bekanntlich bei bestimmten Tonfrequenzen und Lautstärken, vor
allem bei tiefen und tiefsten Tonlagen, in Schwingungen, durch die ein eingebauter
Schallplattenspieler mehr oder minder stark erschüttert werden kann. Diese Erschütterungen
übertragen sich naturgemäß auch auf das empfindliche Abtastsystem des Plattenspielers
und können von diesem unter bestimmten Umständen in elektrische Schwingungen verwandelt
werden, die die sogenannte akustische Rückkopplung hervorrufen. Es ist bekannt,
diese akustische Rückkopplung durch geeignete Verwendung akustischer Dämmittel,
wie Gummi usw., zu unterdrücken. Bei starken, durch tiefe Tonfrequenzen bewirkten
Erschütterungen treten u. a. auch starke vertikal zur Plattenebene gerichtete mechanische
Schwingungen auf, die den Abtastvorgang bei einem nur zur Einkanalwiedergabe eingerichteten
Schallplattenspieler ohnehin nicht störend beeinflussen können. Einkanalaufnahmen
sind nämlich in reiner Seitenschrift auf der Schallplatte aufgezeichnet und ein
entsprechendes Abtastsystem reagiert deshalb nicht auf vertikale Schwingungskomponenten.
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Anders verhält es sich jedoch bei Schallplattenspielern zur stereophonisehen
oder Zweikanalwiedergabe. Hier muß das Abtastsystem zwei senkrecht zueinander stehende
Tonspuren abtasten, die unter 45° in die Schallplatte eingeschnitten sind. Da bei
derartigen Tonspuren infolge ihrer Neigung zur Schallplattenebene horizontale und
auch vertikale Schwingungskomponenten auftreten, muß das Abtastsystem naturgemäß
so eingerichtet sein, daß es sowohl horizontal als auch vertikal gerichtete Bewegungen
mitmachen und in entsprechende elektrische Schwingungen umsetzen kann. Vertikal
gerichtete äußere Erschütterungen des Abtastsystems führen eine störende akustische
Rückwirkung herbei, weil das System vertikale Schwinkungen aufnehmen und sie in
entsprechende elektrische Schwingungen umsetzen kann, die sich über die Verstärker
dem akustischen Wiedergabesystern-des betreffenden Gerätes mitteilen. Um nun auch
bei einem solchen Abtasten eine einwandfreie Wiedergabe gewährleisten zu können,
müssen diese störenden Einflüsse ausgeschaltet werden. Es ergibt sich somit die
Aufgabe, die elektrischen Auswirkungen der auf das Abtastsystem einwirkenden, vertikal
gerichteten äußeren Störschwingungen so zu kompensieren, daß sie auf das akustische
Wiedergabesystem des betreffenden Gerätes ohne Einfluß bleiben.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Lautsprecher beider
Wiedergabekanäle in den drei Zweigen einer Sternschaltung angeordnet sind, und die
Mittel- und Hochtonlautsprecher in diejenigen Zweige geschaltet sind, deren gegen
Erde spannungsführende Eckpunkte mit den spannungsführenden Enden der einseitig
geerdeten Ausgänge der beiden für die Wiedergabekanäle vorgesehenen Verstärker verbünden
sind und das in bekannter Weise für beide Kanäle gemeinsam arbeitende, aus einem
oder mehreren Lautsprechern bestehende Tieftonsystem in dem Zweig der Sternschaltung
angeordnet ist, der an dem dritten und geerdeten Eckpunkt-der Schaltung liegt.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung beruht auf folgenden physikalischen
Tatsachen: Es- ist bekannt, daß vertikal gerichtete Bewegungen der Nadel eines -Abtastsvstems
durch eine als Tiefenschrift aufgezeichnete Tonspur hervorgerufen werden: Eine solche
Tiefenschriftkomponente wird aber bei der Aufnahme einer stereophonischen Tonspur
auf eine Schallplatte immer dann erzeugt, wenn die sie verursachenden Schallschwingungen
einen Phasenunterschied von 180° aufweisen, d. h. also, wenn sie sich in Gegenphase
befinden. Dieser Extremfall kann aber bei praktisch durchgeführten Stereoaufnahmen
nur für solche Schallwellen eintreten, deren halbe Wellenlänge kleiner ist als der
Basisabstand der beiden Aufnahmemikrophone. Dieser Basisabstand ist aber an die
Bedingung
gebunden, die man an eine gehörrichtige stereophonische
Wiedergabe knüpfen muß. Er darf nämlich möglichst nicht größer sein als der Abstand
der beiden menschlichen Uhren, der durchschnittlich etwa 21 cm beträgt. Einer Wellenlänge
von 21 X 2 = 42 cm und weniger entsprechen jedoch Schallwellen von etwa 800 Hz und
mehr, d. h. also solche von mittlerer und hoher Frequenz, während niederfrequente
Schallwellen, beispielsweise um 300 Hz, eine Wellenlänge voll etwa 1,10 m haben
und damit einen Basisabstand der Aufnahmemikrophone von mindestens 55 cm bedingen
würden, damit sie um 180° phasenverschoben aufgenommen werden könnten. Ein solcher
Basisabstand entspricht aber nicht mehr den Proportionen der menschlichen Hörorgane
und würde deshalb auch keine gehörrichtige stereophonische Klangwiedergabe ermöglichen.
Bei einer praktisch brauchbaren stereophonischen Aufnahme erscheinen deshalb auch
nur Schallschwingungen von mittlerer und hoher Frequenz mit 180° Phasenverschiebung,
d. h. mit einer Tiefenschriftkomponente, während sich die tiefen Töne, die sich
durch den erforderlichen geringen Basisabstand der Aufnahmemikrophone nicht oder
nur geringfügig phasenverschoben aufnehmen lassen, vorwiegend als Seitenschrift
auf der Tonspur abbilden.
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1\run treten aber die eingangs erwähnten, durch äußere Erschütterungen
des Abtastsystems herbeigeführten Störschwingungen in vertikaler Richtung auf und
erregen damit das Abtastsystem in der Weise, wie es um 180° phasenverschoben aufgenommene
Schallschwingungen tun würden. Und da diese Störschwingungen von sehr niedriger
Frequenz sind, machen sie sich im akustischen Wiedergabesystem des betreffenden
Gerätes als dumpf rumpelnde Geräusche störend bemerkbar. Diese vertikalen Störschwingungen
bewirken nämlich, daß über das Abtastsystem infolge seiner Anpassung an die 45°-Aufzeichnung
den beiden Verst#irkern gleich große, aber um 180° phasenverschobene, d. h. in Gegenphase
befindliche elektrische Schwingungen zugeleitet werden, die, da sie von sehr niedriger
Frequenz sind, von den Tieftonlautsprechern wiedergegeben werden, und zwar ebenfalls
in Gegenphase, wodurch als akustischer Eindruck ein störendes, rumpelndes Geräusch
entsteht. Legt man nun entsprechend der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung alle
Lautsprecher des Gerätes in eine Sternschaltung und sieht dazu noch für beide Wiedergabekanäle
ein gemeinsames Tieftonsystem vor, das man in den geerdeten Zweig dieser Sternschaltung
legt, so löschen sich die von den beiden Verstärkern ankommenden gegenphasigen Schwingungen
in diesem Zweig aus und die störende akustische Rückwirkung der vertikalen Erschütterungen
des Abtastsystems ist damit kompensiert.
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Um ferner sicher zu verhindern, daß bei dieser Schaltungsanordnung
die für beide Wiedergabekanäle getrennten Mittel- und Hochtonlautsprecher tiefstfrequente
Schwingungsanteile erhalten und das gemeinsame Tieftonwiedergabesystem solche von
mittlerer und hoher Frequenz, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des
Erfindungsgegenstandes den Mittel- und Hochtonlautsprechern zur Abhaltung tiefer
Frequenzen Induktivitäten parallel geschaltet, und dem Tieftonsystem ist zum Fernhalten
mittlerer und hoher Frequenzen eine parallel geschaltete Kapazität zugeordnet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Schaltungsbeispiels näher beschrieben. Mit 1 und 2 sind in dem Schaltbild
die Verstärker der beiden Wiedergabekanäle bezeichnet. Ihre Ausgänge 1 a und 2 b
sind einseitig geerdet. Die spannungsführenden Enden 3 und 4 der beiden Verstärker
sind mit den spannungsführenden Ecken 5 und 6 einer Sternschaltung verbunden, deren
dritte Ecke 7 geerdet ist. In den spannungsführenden Zweigen dieser Sternschaltung
liegen Mittel-und Hochtonlautsprecher 8 und 9, von denen ein jeder die mittleren
und hohen Töne je eines Stereokanals wiedergibt. Der Lautsprecher 10, der in den
dritten und geerdeten Zweig der Sternschaltung gelegt ist, stellt das für beide
Wiedergabekanäle gemeinsame Tieftonsystem dar. Den Mittel- und Hochtonlautsprechern
8 und 9 sind zum Fernhalten der tiefen Frequenzen Induktivitäten 11 und 12 parallel
geschaltet, die sowohl in der gezeichneten Weise, aber auch zusammengefaßt in strichliertdargestellter
Art angeordnet sein können. Dem gemeinsamen Tieftonsystem 10 ist eine Kapazität
13 parallel gelegt, die die hohen und mittleren Frequenzen am Tieftonsystem vorbei
nach Masse ableitet.