DE1168972B

DE1168972B - Pseudostereophonic transmission and recording process as well as facility for practicing the process

Info

Publication number: DE1168972B
Application number: DEH37505A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Richard Bierl; Manfred Schmid
Original assignee: Matth Hohner AG
Current assignee: Matth Hohner AG
Priority date: 1961-03-07
Filing date: 1961-03-07
Publication date: 1964-04-30
Also published as: BE606694A

Description

Pseudostereophonisches übertragungs- und Aufzeichnungsverfahren sowie Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein pseudostereophonisches übertragungs- und Aufzeichnungsverfahren, bei welchem die Signalspannung mindestens eines - gegebenenfalls verhallten und durch einen Klangfarbenregler gefärbten - einkanaligen übertragungsweges (einer Tonfrequenzwelle) mittels eines Spannungsteilers in zwei Kanalspannungen aufgeteilt wird, deren Verhältnis über den großen Frequenzbereich im wesentlichen frequenzunabhängig so eingestellt wird, daß es der bei der Wiedergabe gewollten scheinbaren Richtungslage der betreffenden Schallquelle entspricht. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens. Beim pseudostereophonisehen Übertragungsverfahren wird der Richtungseindruck bei der Wiedergabe durch Intensitätsunterschiede zwischen den Programmen zweier oder mehrerer Lautsprecheranordnungen hervorgerufen.Pseudostereophonisches transmission and recording method and device for performing the method The invention relates to a pseudostereophonisches transfer recording method in which the signal voltage of at least one - optionally faded and stained by a tone control - single-channel transmission path (a Tonfrequenzwelle) by means of a voltage divider in two channel voltages divided is , the ratio of which is set over the large frequency range, essentially independent of frequency, so that it corresponds to the apparent direction of the relevant sound source intended for playback. The invention also relates to a device for carrying out the method. In the case of the pseudostereophonic transmission method, the impression of direction during playback is caused by differences in intensity between the programs of two or more loudspeaker arrangements.

Im Falle der Zweikanalstereophonie nach einem bekannten Aufnahmeverfahren werden die verschiedenen Tonfrequenzprogramme für die einzelnen Kanäle mittels eines Paares von zwei Mikrophonen gewonnen, deren Richtcharakteristik in gewissem Grade gebündelt und deren Maxima um einen bestimmten Winkel gegenüber einer auf die Schallquelle zu gerichteten Hauptachse geschwenkt sind. Als besonders vorteilhaft wurde hierfür bis jetzt eine bekannte Kombination aus zwei Mikrophonen verschiedener Richteharakteristik, z. B. Nieren- und Achtcharakteristik angesehen, wobei durch Addition und Subtraktion beider Mikrophonspannungen zwei sogenannte kompatible Kanalprogramme erhalten werden, aus denen durch abermalige Summierung eine Einkanalaufnahme entnommen werden kann.In the case of two-channel stereophony, using a known recording process the different audio frequency programs for the individual channels are Pair of two microphones obtained their directional characteristic to a certain extent bundled and their maxima at a certain angle with respect to one on the sound source are pivoted to the directed main axis. It was found to be particularly advantageous for this up to now a known combination of two microphones with different directional characteristics, z. B. cardioid and figure-of-eight characteristic viewed, with addition and subtraction two so-called compatible channel programs are obtained for both microphone voltages, from which a single-channel recording can be taken by adding up again.

In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß die Voraussetzungen für eine einwandfreieüberführungeiner so gemachten Steueroaufnahme in eine Einkanalaufnahme in vielen wichtigten Fällen überhaupt nicht und auch sonst nicht in ausreichendem Maße zu erfüllen sind. Zur Erläuterung sei auf Fig. 1 verwiesen, wo einige Einzel- und Summenrichtcharakteristiken, wie sie für die den Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Aufgabe gebräuchlich sind, gegenübergestellt sind. Zunächst erkennt man aus F i g. 1 a, daß sich aus zwei gekreuzten Nierencharakteristiken Xi und Yl mit guter rückwärtiger Schallabschattung eine nach vom gerichteteNierencharakteristik Mi ergibt, deren rückwärtige SchaHabschattung beträchtlich geringer, nämlich nur etwa ein Drittel, d. h. etwa 10 db, ist. Die Folge davon ist, daß eine Stereoaufnahme mit normaler Halligkeit bei einkanaliger Wiedergabe wesentlich halliger khngL Umgekehrt sind, wie F i 1 b zeigt, wenn bei einkanaliger Wiedergabe durch Summierung der beiden Stereokanäle eine Nierencharakteristik M2 mit guter rückwärtiger Schallabschattung erhalten wird, die zu den Stereokanälen gehörenden Richtcharakteristiken X2 = M2 + S, und y2 = m', - S, ungünstiger.In practice it has now been shown that in many important cases the prerequisites for a perfect conversion of a control receptacle made in this way into a single-channel receptacle cannot be met at all and otherwise not to a sufficient extent. For an explanation, reference is made to FIG. 1 , where some individual and cumulative directional characteristics, as are customary for the task on which the subject matter of the invention is based, are compared. First of all, one recognizes from FIG. 1 a, that from two crossed cardioid characteristics Xi and Yl with good rearward sound shadowing results in a directional cardioid characteristic Mi whose rearward shadowing is considerably less, namely only about a third, i.e. H. about 10 db. The result is that a stereo recording with normal reverberation with single-channel playback significantly reverberant khngL Conversely, such as F i 1 b shows when a cardioid M2 is obtained with good rear sound absorption overshadowing with single-channel reproduction by summation of the two stereo channels to stereo channels corresponding directional characteristics X2 = M2 + S, and y2 = m ', - S, less favorable.

Es ist weiterhin auch schon darauf hingewiesen worden, daß eine Schallquelle, deren scheinbarer Ort bei den tieferen Grundtönen wenig außerhalb der Mitte liegt, bei den bekannten Verfahren nach höheren Frequenzen zu seitlich auswandert, so daß sie nicht mehr einwandfrei lokalisiert werden kann; auch dieser Fehler, der auf frequenzabhängige Phasendifferenzen der beiden übertragungskanüle zurückzuführen ist, konnte bis jetzt nicht beseitigt werden. Schließlich verliert die Anwendung von gerichteten Mikrophonen bei kleinem Abstand zwischen Mikrophon und Schallquelle überhaupt ihren Sinn, weil in diesem Gebiet sowohl wegen des Vorhegens einer Kugelwelle als auch wegen der dort auftretenden Schatten- und Beugungseffekte völlig unübersichtliche Verhältnisse herrschen. Die Anwendung kleiner Ab- stände ist aber gerade bei Aufnahmen von Unterhaltung- und Tanzmusik sowie auch Solisten bei sinfonischer Musik, wo die Schallquelle »direkt« klingen soll, unbedingt notwendig, abgesehen davon, daß schon die sehr unterschiedlichen Leistungen mancher Schallquellen oft sehr verschiedene Mikrophonabstände erfordern und elektronische Musikinstrumente zweckmäßig gar nicht erst akustisch, sondem besser gleich elektrisch aufgenommen werden.It has also already been pointed out that a sound source, the apparent location of which is a little outside the center for the lower fundamental tones, migrates to the side with the known methods towards higher frequencies, so that it can no longer be properly localized; this error, which can be traced back to frequency-dependent phase differences between the two transmission cannulas, has not yet been eliminated. After all, the use of directional microphones with a small distance between the microphone and the sound source loses its meaning at all, because the conditions in this area are completely confusing, both because of the presence of a spherical wave and because of the shadow and diffraction effects that occur there. The use of small spacings is precisely when shooting entertainment and dance music as well as soloist with symphonic music where the sound source is to "sound" directly essential apart from the fact that even the very different performances of many sound sources are often very different microphone distances and electronic musical instruments should not be picked up acoustically at all, but rather electrically.

Von den hier in Rede stehenden Verfahren der Pseudostereophonie sind alle jene bekannten Verfahren zu unterscheiden, die von der rein ohmschen Aufteilung einer einkanaligen Signalspannung Ge>-brauch machen. Die rein ohmsche Aufteilung ist nämlich im Rahmen der vorliegenden Aufgabe mit dem wesentlichen Nachteil behaftet, daß mit ihr wohl ein scheinbarer Richtungseindruck herbeigeführt werden kann, dabei aber keinerlei Raumwirkung vorhanden ist. Mit dem Ziel einer Verbesserung der rein ohmschen Aufteilung ist deswegen auch bereits vorgeschlagen worden, die Gesamtstärke der aufzuteilenden einkanaligen Signalspannungen und gegebenenfalls auch deren Klangfarbe und Nachhall vor der Aufteilung in die beiden Programme zu regeln. Aber auch mit solchen Mischeinrichtungen werden die Verhältnisse bei der echten Stereophonie bzw. der Pseudostereophonie mit Mikrophongruppen nur in sehr unbefriedigender Weise angenähert, weil die gegebenenfalls gefärbten, direkten und die verhallten Anteile in einem starren, nämlich ohmschen Verhältnis zueinander stehen, was bei einer raumbezügliehen Pseudostereophonie sicher nicht der Fall sein darf.Of the pseudostereophonic processes under discussion here are to distinguish all those known methods from the purely ohmic distribution make use of a single-channel signal voltage. The purely ohmic division is namely in the context of the present task with the essential The disadvantage is that it probably creates an apparent directional impression can be, but there is no spatial effect. With the goal of a Improvement of the purely ohmic distribution has therefore already been proposed the total strength of the single-channel signal voltages to be split and, if applicable also their timbre and reverberation before splitting into the two programs rules. But even with such mixing devices, the conditions in the real stereophony or pseudostereophony with microphone groups only to a great extent unsatisfactorily approximated because the possibly colored, direct and the reverberated parts in a rigid, namely ohmic relationship to one another stand, which is certainly not the case with a space-related pseudostereophony allowed.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die einkanalige Signalspannung durch eine elektrische Weiche in mehrere Kanäle so aufzuteilen, daß in diesen verschiedene Teilbänder des Spektrums übertragen werden; dabei wird bekanntlich davon ausgegangen daß der Hauptanteil des Spektrums verschiedener Musikinstrumente in verschiedenen Frequenzbereichen liegt. Diese Verfahren verfolgen also das Ziel, den scheinbaren Ort der verschiedenen Instrumentengruppen je nach der Lage des Schwerpunkts ihres Frequenzspektrums auf den linken (z.B. hohe), den rechten Lautsprecher (z. B. tiefe) oder den in der Mitte (z. B. mittlere Frequenz) zu legen. Bei einem hierzu analogen ebenfalls bekannten Verfahren wird die einkanalige Signalspannung zunächst durch ein Mehrfachweiche in verschiedene Frequenzbänder aufgeteilt und dann jedes dieser Frequenzbänder wieder rein ohmisch aufgeteilt. Diese Verfahren der »Trickstereophonie« sind in keiner Weise vergleichbar mit dem echten Verfahren der Intensitätsstereophonie, weil bei ihnen die Verschiedenheit der übertragungseigenschaften filr die räumlich verteilten Schallquellen verlorengeht, die gerade den Intensitätsstereoübertragungen und -aufnahmen eine größere Durchsichtigkeit verleiht.It has also been proposed to divide the single-channel signal voltage into several channels by means of an electrical splitter in such a way that different sub-bands of the spectrum are transmitted in these; It is known that the main part of the spectrum of different musical instruments lies in different frequency ranges. The aim of these methods is to determine the apparent location of the various groups of instruments depending on the position of the center of gravity of their frequency spectrum on the left (e.g. high), right (e.g. low) or the one in the middle (e.g. middle) Frequency). In a method that is also known analogous to this, the single-channel signal voltage is first divided into different frequency bands by a multiple splitter and then each of these frequency bands is again divided purely ohmically. These "trick stereophony" processes are in no way comparable with the real intensity stereophony process, because they lose the difference in transmission properties for the spatially distributed sound sources, which gives the intensity stereo transmissions and recordings greater transparency.

Schließlich ist die Aufteilung einer Signalspannung in mehrere Kanäle auch schon vorgeschlagen worden in Verbindung mit Nachhalleinrichtungen, damit die Verhaflung auch bezüglich des Frequenzgangs in stärkerem Maße verändert werden kann. Bei einem auf diesem Gebiet vorgeschlagenen Verfahren wird die Signalspannung vor der Verhallung in mehrere Kanäle aufgeteilt, -über welche die in verschiedenen Frequenzbereichen liegenden Anteile mehreren in einem Hallraum befindlichen Lautsprechern zugeleitet werden; die verhallte Signalspannung wird von dem Hallraummikrophon über einen einzigen Kanal weitergeleitet. Mit Stereoverfahren haben diese Verhallungsanordnungen somit nichts zu tun.Finally, a signal voltage is divided into several channels has also been proposed in connection with reverberation devices so that the Behavior can also be changed to a greater extent with regard to the frequency response. One method proposed in this field is the signal voltage the reverberation is divided into several channels, -over which the in different frequency ranges several speakers located in a reverberation room will; the reverberated signal voltage is from the reverberation microphone via a single Channel forwarded. With stereo processes, these reverberation arrangements thus have Nothing to do.

Die Nachteile und Mängel der vorbeschriebenen bekannten Verfahren der Pseudostereophonie und insbesondere der Trickstereophonie werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß b,-iden Kanalspannungen Signalkomponenten von verschiedenem Spektrum mit vielwelliger, sich über den ganzen Frequenzbereich überlappender Charakteristik überlagert sind. Die Stereokanalprogramme werden also durch Zerlegung des Einkanalprogramms in solche Komponenten gewonnen, die durch einfacheAddition in die Einkanalübertragung zurücktiberführt werden können - also »kompatibel« sind.The disadvantages and deficiencies of the above-described known methods of pseudostereophony and in particular trick stereophony are eliminated according to the invention in that signal components of different spectrum with multi-wave characteristics that overlap over the entire frequency range are superimposed on two channel voltages. The stereo channel programs are thus obtained by breaking down the single-channel program into such components that can be converted back into the single-channel transmission by simple addition - that is, they are "compatible".

Diese Aufteilung soll gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch Verwendung eines Spannungsteilers verwirklicht werden, die in mindestens einem seiner Zweige einen mehrwelligen, d. h. aus mehreren gekoppelten Resonanzkreisen aufgebauten Scheinwiderstand enthält.According to a further development of the invention, this division is to be implemented by using a voltage divider, which has a multi-wave, ie. H. contains an impedance built up from several coupled resonance circuits.

Alternativ oder zusätzlich hierzu soll gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung für die Aufteilung eine Verhallungseinrichtung verwendet werden, die zwei verschiedene übertragungswege, d. h. also mindestens zwei Mikrophone bei einer gemeinsamen Schallsendea-nordnung besitzt.As an alternative or in addition to this, according to a further embodiment of the invention, a reverberation device is to be used for the division, which two different transmission paths, i. H. thus has at least two microphones with a common sound transmission arrangement.

Im Gegensatz zu dem Eingangs beschriebenen bekannten Verfahren mit Mikrophonen verschiedener, d. h. zum Beispiel gekreuzter Richtcharakteristik erfolgt bei dem erfindungsgernäßen Verfahren die Aufteilung in die kompatiblen Komponenten also nicht akustisch (vgl. hierzu F i g. 2, wo einige Fälle verschiedener Einfallswinkel eingetragen sind), sondern rein elektrisch. Die letztere ist vorteilhafter, weil sie in ausreichendem Maße frequenzunabhängig durchgeführt werden kann und unabhängig von den sonstigen akustischen Bedingungen. z. B. dem Abstand zwischen Mikrophon und Schallquelle ist.In contrast to the known method described at the beginning with microphones of different, i. H. For example, crossed directional characteristics, in the method according to the invention, the division into the compatible components does not take place acoustically (cf. FIG. 2, where some cases of different angles of incidence are entered), but purely electrically. The latter is more advantageous because it can be carried out sufficiently independently of the frequency and independent of the other acoustic conditions. z. B. the distance between the microphone and the sound source.

Sowohl bei dem zuerst genannten Lösungsweg (mehrwelliger Spannungsteiler) als auch beim anderen Lösungsweg (mehrkanalige Verhallung) als auch bei deren gemeinsamer Anwendung besteht die Verschiedenheit der Spektren erfindungsgemäß in kleinen Frequenzgangunregelmäßigkeiten, die addiert den Frequenzgang der Einkanalübertragung ergeben; es ist also ein wesentliches Merkmal und ein wesentlicher Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß sich bei Addition beider Kanalspannungen tatsächlich genau die echte einkanalige übertragung ergibt, weil sowohl das eine »direkte« Signal durch Subtraktion der anderen Kanalspannungen von der Einkanalspannung gewonnen wird als auch die »verhallten« Komponenten als durch Aufteilung einer einzigen verhallten Komponente entstanden aufgefaßt werden können. Während demnach sogar bei dem mit Mikrophongruppen, also akustischer Kanalaufteilung arbeitenden Verfahren die Addition der beiden Kanäle nicht genau die einkanalige übertragung liefert, die Kanalspannungen also nicht exakt »kompatibel« sind, ist diese Forderung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genau erfüllt.Both in the case of the solution mentioned first (multi-wave voltage divider) as well as with the other solution (multi-channel reverberation) as well as with their common one Application consists in the difference of the spectra according to the invention in small frequency response irregularities, which add up to the frequency response of the single-channel transmission; so it is an essential one Feature and an essential advantage of the method according to the invention that at Adding both channel voltages is actually exactly the real single-channel transmission results because both the one "direct" signal by subtracting the other channel voltages from the single-channel voltage is obtained as well as the "reverberated" components as can be understood by splitting a single decayed component can. While even with the one with microphone groups, i.e. acoustic channel allocation working method, the addition of the two channels is not exactly the one-channel transmission, the channel voltages are therefore not exactly "compatible" this requirement is met exactly in the method according to the invention.

In der Regel wird man nicht damit auskommen, daß man das erfindungsgemäße Verfahren lediglich bei einem einzigen übertragungsweg, z. B. bei einem einzigen Mikrophon anwendet, vielmehr wird man es - und dabei kommen dann die Vorzüge erst im richtigen Ausmaß zur Geltung - mehrfach, d. h. in einer für mehrere Mikrophonk-anäle voneinander unabhängigen Weise ausnutzen. Hierbei ist zu be- merken, daß erfreulicherweise keine besonderen Anforderungen an eine Verwandtschaft der einzelnen Aufteilungsmaßnahmen, d. h. der sich daraus ergebenden Teilfrequenzkurven zu stellen sind, weil die Feinheiten dieser Frequenzkurven bzw. der Unterschiede zwischen den zugehörigen Links- und Rechtsprogrammen in beliebiger Weise durch die akustischen Umstände, d. h. die zugehörigen Merkmale der Raumbegrenzung und die zugehörigen Orte von Schallquelle und -empfänger im Raum gegeben sind, d. h. wiederum beliebigen Frequenzkurven und Frequenzunterschieden immer ein passendes System von akustischen Bedingungen zugeordnet werden kann.As a rule, you will not get along with the fact that the method according to the invention is only used in a single transmission path, eg. B. used with a single microphone, rather you will - and then the advantages only come into their own to the right extent - multiple, i. H. in a way that is independent of each other for several microphone channels. It should be noted here that fortunately there are no special requirements for a relationship between the individual apportionment measures, i. H. the resulting partial frequency curves are to be provided because the subtleties of these frequency curves or the differences between the associated left and right programs in any way due to the acoustic circumstances, i. H. the associated features of the room delimitation and the associated locations of the sound source and receiver in the room are given, d. H. in turn, a suitable system of acoustic conditions can always be assigned to any frequency curves and frequency differences.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen zu entnehmen.Further details of the invention are the description of exemplary embodiments and to be taken from the drawings.

F i g. 2 a zeigt die räumliche Verteilung der Schallfeldkomponenten in einem Beispiel von Schallquelle und Mikrophon, F i g. 2 b die zu dem Beispiel von F i g. 2 a möglicherweise gehörenden Frequenzkurven der Einkanal- und der Zweikanalanordnung, F i g. 3 Prinzipschaltungen der elektrischen Aufteilungen eines Einkanalsignals in zwei kompatible Spannungen (a) bzw. Ströme (b), F i g. 4 die beispielsweise Schaltung eines mehrwelligen Scheinwiderstands, F i g. 5 einige Möglichkeiten der Darstellung der kompatiblen Komponenten als Summe und Differenz, F i g. 6 das Blockschaltbild eines beispielsweisen Stereomischpults nach der Erfindung.F i g. 2 a shows the spatial distribution of the sound field components in an example of a sound source and microphone, FIG. 2 b that for the example of FIG. 2 a possibly belonging frequency curves of the single-channel and the two-channel arrangement, F i g. 3 basic circuits of the electrical splitting of a single-channel signal into two compatible voltages (a) or currents (b), FIG. 4 the example of the circuit of a multi-wave impedance, FIG . 5 some possibilities of representing the compatible components as sum and difference, FIG. 6 shows the block diagram of an exemplary stereo mixer according to the invention.

In F i g. 2 a sind in dem mit den Begrenzungslinien 1 teilweise angedeuteten Raum eine Schallquelle 2 und eine Mikrophonanordnung 3 so angeordnet, daß von dem Ort der Mikrophonanlage aus gesehen die Schallquelle um einen gewissen Winkel nach rechts geschwenkt erscheint. Nach den Regeln der geometrischen Raumakustik kann man, unter der Voraussetzung solcher Wandeigenschaften, daß die Spiegelung zulässig ist, mit Hilfe der virtuellen Schallquellen 4 bis 8 diejenigen Schallwege konstruieren, auf denen die wesentlichen Schallenergieanteile zum Empfänger 3 gelangen.In Fig. 2a, a sound source 2 and a microphone arrangement 3 are arranged in the space partially indicated by the boundary lines 1 so that, viewed from the location of the microphone system, the sound source appears pivoted to the right by a certain angle. According to the rules of geometric room acoustics, assuming wall properties such that reflection is permissible, the virtual sound sources 4 to 8 can be used to construct those sound paths on which the essential sound energy components reach the receiver 3 .

Entsprechend der Länge der Schallwege kommt der größte Anteil auf dem direkten Weg 9 an, während die anderen Anteile auf den Wegen 10 und 14 ersichtlich kleinere Energie besitzen; nach den Inversionsregeln stellen die gestrichelt gezeichneten Kreise Orte für Vektoren dar, deren Länge den betreffenden Schalldruckanteilen proportional ist.Corresponding to the length of the sound paths, the largest portion arrives on the direct path 9 , while the other portions on the paths 10 and 14 obviously have less energy; According to the inversion rules, the dashed circles represent locations for vectors, the length of which is proportional to the relevant sound pressure components.

Weaen der verschiedenen Laufstrecken und damit Laufzeiten kommen die Schallenergieanteile im Punkt 3 mit gegenseitiger zeitlicher Verschiebung, d. h. mit mehr oder weniger stark von der Frequenz abhängenden Phasenverschiebungen an. Diese haben zur Folge, daß der gesamte von der Schallquelle 2 herrührende Schalldruck in Punkt 3 nach einem mehr oder weniger komplizierten Gesetz von der Frequenz abhängt.Due to the different running routes and thus the running times, the sound energy components in point 3 come with a mutual temporal shift, i. H. with phase shifts that depend more or less strongly on the frequency. The consequence of this is that the entire sound pressure originating from the sound source 2 in point 3 depends on the frequency according to a more or less complicated law.

Faßt man beispielsweise die Energieanteile der Wege 10 bis 12 zusammen mit dem überwiegenden Anteil des direkten Weges 9 zu einem rechten Kanal und die weiteren von 13 und 14 zusammen mit dem restlichen Teil des direkten Weges 9 zu einem linken Kanal zusammen, dann möge eine sogenannte Frequenzkurve dieser beiden Signale in F i g. 2 b mit P, und P., bezeichnet sein. Im Falle der einkanaligen übertragung würde sich eine Frequenzkurve entsprechend PJ,-, ergeben.If, for example, the energy components of paths 10 to 12 are combined with the majority of the direct path 9 to a right channel and the others from 13 and 14 together with the remaining part of the direct path 9 to form a left channel, then what is known as a frequency curve should be used these two signals in FIG. 2 b with P and P. In the case of single-channel transmission, a frequency curve corresponding to PJ, - would result.

Aus dieser qualitativen Betrachtung erkennt man, daß bei der räumlichen Trennung in zwei übertragungskanäle diese sowohl unter sich als auch gegenüber dem zusammengefaßten übertragungsweg verschiedene übertragungseigenschaften, und zwar nach Betrag als auch nach Phase, in Abhängigkeit von der Frequenz besitzen. Das übertragungsmaß enthält, wie man außerdem erkennt, einen direkten, von der Frequenz nicht oder nur wenig abhängenden Anteil P,1 bzw. P 029 dem gewisse Schwankungen von einer gröberen und einer feineren Struktur überlagert sind.From this qualitative consideration one recognizes that with the spatial Separation into two transmission channels this both among themselves and towards the summarized transmission path different transmission properties, namely according to the amount as well as according to the phase, depending on the frequency. That As can also be seen, the transfer rate contains a direct one, from the frequency The proportion P, 1 or P 029 that does not depend or is only slightly dependent on the certain fluctuations are superimposed by a coarser and a finer structure.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß diese besonderen Merkmale der Übertragungswege sowohl stark vom Ort des Schallsenders und -empfängers als auch von den Raumbedingungen abhängen. Immerhin wird man die übertragungseigenschaften immer in drei Komponenten aufteilen können, nämlich in den überwiegenden direkten Anteil, in eine von größeren Frequenzänderungen abhängige Schwankung und in die restliche Feinstruktur.It is readily understood that these special features of the Transmission paths both strongly from the location of the sound transmitter and receiver as well depend on the room conditions. After all, you will get the transmission properties can always be divided into three components, namely the predominantly direct ones Proportion, into a fluctuation dependent on larger frequency changes and into the remaining fine structure.

Diese Zusammenhänge entsprechen im übrigen den neueren Erkenntnissen auf dem Gebiet der Raumakustik, wonach es nicht auf die mehr oder weniger zufällige Frequenzlage der Maxima und Minima selbst ankommt, sondern auf den Anteil dieser Unregelmäßigkeiten am Gesamtspektrum. In diesem Zusammenhang kann auf eine Veröffentlichung des einen Erfinders R. Bierl, »über ein Hallraumverfahren ... «, Zeitschrift für angewandte Physik, 1949, sowie vor allem auch auf die Arbeiten von M. S eh r ö d e r, »Die statistischen Parameter der Frequenzkurven in großen Räumen«, ACUSTICA (1954), S. 594ff., und die Arbeit von H. Kuttruff und R. Thiele, »über die Frequenzabhängigkeit des Schalldrucks in Räumen«, a. a. 0., S. 614ff., verwiesen werden.Incidentally, these relationships correspond to the more recent findings in the field of room acoustics, according to which it is not the more or less random frequency position of the maxima and minima themselves that matters, but the proportion of these irregularities in the overall spectrum. In this context of an inventor R. Bierl, "journal can be published on a reverberation chamber methods ..." of Applied Physics, 1949, and above all to the work of M. S eh r d ö he said, "The statistical Parameters of the frequency curves in large rooms ", ACUSTICA (1954), p. 594ff., And the work by H. Kuttruff and R. Thiele," on the frequency dependence of sound pressure in rooms ", op. Cit. , P. 614ff., Referenced will.

Die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen ohne weiteres auf der Hand, da es die Möglichkeit eröffnet, den Verhallungsgrad und die Unterschiede der Kanalsignale so einzustellen, daß der gewünschte pseudostereophonische Gehörseindruck hervorgerufen wird. Die praktische Erprobung des Verfahrens hat im übrigen bewiesen, daß es damit möglich ist, durch die im vorstehenden erläutertenEinstellungen stereoähnliche Schallfelder nachzubilden. Daß es tatsächlich nicht auf die genaue Lage der Frequenzkurvenspitzen usw. ankommt, sondern nur auf die Unterschiede zwischen den Kanälen, kann man z. B. auch daran erkennen, daß in einem Konzertsaal die zu der Schallquelle und einem bestimmten Zuhörerplatz gehörende Frequenzkurve sehr stark von derjenigen des Nachbars oder gar eines davon weiter entfernten Platzes verschieden ist und trotzdem auf allen Plätzen ein einheitlicher räumlicher Eindruck vorliegen kann.The possible uses of the method according to the invention are immediately obvious, as it opens up the possibility of the degree of reverberation and adjust the differences in the channel signals so that the desired pseudostereophonic Auditory impression is produced. The practical testing of the process took place in and the rest proved that it is possible with the settings explained above to simulate stereo-like sound fields. That it is actually not accurate Location of the frequency curve peaks etc. matters, but only the differences between the channels, you can z. B. also recognize that in a concert hall the to the frequency curve belonging to the sound source and a certain listening position strongly different from that of the neighbor or even a place further away from it is different and still a uniform spatial impression on all seats may exist.

Wegen dieser Bedingung ist auch die Zahl der brauchbaren Ausführungen der Erfindung nicht unbegrenzt, wenn auch vielleicht ziemlich groß. Innerhalb der Erfindung kommt es nämlich nicht auf den wirklichen Frequenzgang der Kanäle an, sondern auf den - den eigentlichen Lösungsgedanken ausmachenden - Unterschied der zu beiden Kanälen gehörenden Frequenzgänge.Because of this condition, the number of useful embodiments of the invention is not unlimited, although perhaps quite large. Within the invention it is not the actual frequency response of the channels that matters, but the difference between the frequency responses belonging to the two channels , which constitutes the actual solution idea.

In F i g. 3 sind als Prinzipschaltungen vier Beispiele der elektrischen Ableitung von zwei kompatiblen Programmen aus einem Einkanalprogramm zusammengestellt, von denen das erste (links oben) den bereits erwähnten bekannten Fall der rein ohmschen Aufteilung betrifft und aus Gründen der leichteren Verständlichkeit im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen (F i g. 3 oben rechts und unten) der Erfindung kurz behandelt wird. An das Mikrophon 15 ist ein Verstärker 16 mit einem symmetrischen Ausgangsübertrager 17 angeschlossen, dessen Sekundärseite mit dem Potentiometer18 belastet ist. Durch die Einstellung des geerdeten Schleifers 19 wird die an der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers 17 auftretende Ausgangsspannulio, m den beiden Kanalprogrammen U, und U,1 aufgeteilt.In Fig. 3 , four examples of the electrical derivation of two compatible programs from a single-channel program are compiled as basic circuits, of which the first (top left) relates to the already mentioned known case of purely ohmic distribution and, for reasons of easier understanding, in connection with the exemplary embodiments (F i g. 3 top right and bottom) of the invention is briefly discussed. An amplifier 16 with a symmetrical output transformer 17 is connected to the microphone 15 , the secondary side of which is loaded with the potentiometer 18. By setting the grounded wiper 19 , the output voltage occurring on the secondary winding of the output transformer 17 is divided into the two channel programs U 1 and U 1.

Wie bei dem vorhergehenden Beispiel der bekannten rein ohinschen Kanalaufteilung -wird auch bei dem zweiten Beispiel (F i g. 3 oben rechts) durch den Spannungsteiler 20, 21 die Einkanalspannung U in zwei kompatible Spannungen U, und Ull aufgeteilt, eifindungsgemäß befindet sich aber in dem Zweig 21 des Spannungsteilers im Gegensatz zu dem vorhergehenden Beispiel kein ohnischer Widerstand, sondern ein mehrwelliger Scheinwiderstand.As in the previous example of the known purely ohinschen channel allocation -is also in the second example (F i g. 3 top right) divided by the voltage divider 20, 21 the Einkanalspannung U in two compatible voltages U, and Ull, eifindungsgemäß but is located in the branch 21 of the voltage divider, in contrast to the previous example, does not have an unconventional resistance, but a multi-wave impedance.

Die beiden restlichen Schaltungsbeispiele stellen Möglichkeiten der Stromaufteilung im Sinne der Erfindung dar, wobei zunächst im Ausgang eines von dem Mikrophon 22 gespeisten Verstärkers 23 in Serie zu einem strombegrenzenden Widerstand 24 zwei geggensinnig regelbare Potentiometer 25 und 26 geschaltet sind, an deren Abgriffen die Kanalprogramme U, und Ull entnommen werden. In dem letzien Beispiel ist in einem der beiden Stronizweige 27, 28 an Stelle des ohmschen Widerstandes ein frequenzabhängiger Scheinleitwert 28 eingeschaltet; die Strombegrenzung erfolgt durch den Widerstand 29, und die Kanalprogramme werden an den Widerständen 30 und 31 abgegriffen.The two remaining circuit examples represent possibilities of current distribution within the meaning of the invention, whereby initially two potentiometers 25 and 26 , which can be controlled in opposite directions, are connected at the output of an amplifier 23 fed by the microphone 22 in series with a current-limiting resistor 24, at whose taps the channel programs U, and Ull can be taken. In the letzien example, in one of the two Stronizweige 27, tuned to a frequency-dependent admittance 28 in place of the ohmic resistance 28; the current is limited by resistor 29, and the channel programs are tapped at resistors 30 and 31.

F i 4 zeigt ein Beispiel für einen frequenzabhängigen Spannungsteiler, wie er in den Beispielen der F i g. 3 zur Anwendung kommt. Der eigentliche Scheinwiderstand 32, der in Serie zu dem Widerstand 33 liegt, ist aus einer Anzahl von parallel geschalteten Serienresonanzkreisen 34 bis 37 zusammengesetzt, so daß der Scheinwiderstand infolge der Stromresonanzwirkungen und der Kopplungseinflüsse bei einer größeren Zahl von Frequenzen maximale und minimale Weite besitzt. Damit besitzen die beiden Zweige des Spannungsteilers gegenüber dem Eingang zwischen den Klemmen 38 und 39 verschiedene im Sinne der Erfindung zueinanmderbpassende, d. h. kompatible Frequenzkurven.F i 4 shows an example of a frequency-dependent voltage divider as it is in the examples in FIG. 3 applies. The actual impedance 32, which is in series with the resistor 33 , is composed of a number of series resonance circuits 34 to 37 connected in parallel, so that the impedance as a result of the current resonance effects and the coupling influences has a maximum and minimum width at a larger number of frequencies. The two branches of the voltage divider thus have different ones that match the input between terminals 38 and 39 , ie. H. compatible frequency curves.

Es mag manchmal zweckmäßig sein, die kompaliblen Kanalprogramme - ähnlich wie bei dem MS-Verfahren als Summe und Differenz der Einkanalspannung und einer frequenzabhängigen Spannun2, wie sie z. B. an dem mehrwelligen Scheinwiderstand in einem Zweig eines Spannungsteilers abfällt, darzustellen. In F i g. 5 a, einem derartigen Schaltungsbeispiel, ist an die Sekundärseite des überir«#i-ers 40 der bereits erwähnte Spannungsteiler aus eineni ohmschen Widerstand 41 und einem mehrwelliaen Scheinwiderstand 42 angeschlossen, deren Schaltknoten 43 geerdet ist. Die Kanalprogramme werden nun zwischen dem Schaltknoten 43 und dem einen Pol 44 der Sekundärseite des übertragers 40 einerscits (als Differenz U - U,) und zwischen dem Schaltknoten 43 und der Leitung 45 unter Zwischenschaltune, einer Übertragerwicklung 46, an der eine der Sekundärspannung des übertragers 40 gleiche Sparmung auftritt, anäe-rerseits, (als Summe U + Ul) abge-riffen.It may sometimes be useful to use the compatible channel programs - similar to the MS method as the sum and difference of the single-channel voltage and a frequency-dependent voltage, as it is e.g. B. drops at the multi-wave impedance in a branch of a voltage divider. In Fig. 5 a, such a circuit example, the already mentioned voltage divider consisting of an ohmic resistor 41 and a multi-wave impedance 42, the switching node 43 of which is grounded, is connected to the secondary side of the adapter 40. The channel programs are now between the switching node 43 and the one pole 44 of the secondary side of the transformer 40 einerscits (as the difference U - U,) and between the switching node 43 and the line 45 with interconnection, a transformer winding 46 to which one of the secondary voltage of the transformer 40 the same saving occurs, on the other hand, (as the sum U + Ul) tapped.

Bei dem Schaltun-sbeispiel der F i g. 5 b wird die Summenspannung U + U, nicht durch Serienschal-tung zweier Spannungen.. sondern durch Parallelschaltung der an einer zweiten übertragerwicklung 47 auftretenden Spannun- U und der am mehr-"velli2en Scheinwiderstand 48 auftretenden Spannung Ul erzeugt. Im übrigen entspricht diese Schal-C tung dem vorhergehenden Beispiel bezüglich des an die Sekundärwicklung 49 eines übertragers angeschlossenen frequenzabhängigen Spannungsteilers mit ohmschem Widerstand 50 und geerdetem Schaltknoten 5 1. In the circuit example of FIG . 5 b is the sum voltage U + U, not by Serienschal- tung two voltages .. but generated by parallel connection of the voltages appearing at a second transformer winding 47 and the U velli2en on multi "impedance 48 occurring voltage Ul. Corresponds Otherwise, this scarf -C according to the previous example with regard to the frequency-dependent voltage divider connected to the secondary winding 49 of a transformer with an ohmic resistor 50 and a grounded switching node 5 1.

In F lg. 5 c ist ein Schaltungsbeispiel für die Addition und Subtraktion von Strömen gezeichnet, worin aus einer zwischen den Leitungen 52 und 53 angeschlosesnen Einkanalspannung durch die Widerstände 54 und 55 zwei Ströme I abgeleitet werden; der eine von diesen beiden wird durch den frequenzabhängigen Stromteiler aus dem ohmschen Leitwert 56 und dem mehrwelligen Scheinleitwert 57 in die Teilströme (1 -- I,) und (II) aufgeteilt. Da dem Teilstrom Il im Schaltknoten 58 ein Strom I zugeführt wird, können so in der Schaltung an diesem Schaltknoten 58 eine Spannung, die der Summe der Teilströme proportional ist, und an dem Schaltknoten 59 eine Spannung, die der Differenz proportional ist, abgegriffen werden.In Fig. 5 c is shown a circuit example of the addition and subtraction of currents, wherein from a angeschlosesnen between the lines 52 and 53 Einkanalspannung by the resistors 54 and 55, two streams are derived I; One of these two is divided by the frequency-dependent current divider from the ohmic conductance 56 and the multi-wave admittance 57 into the partial currents (1 - I,) and (II). Since the partial stream II is fed to a current I in the circuit node 58, can be as in the circuit at this switching node 58 a voltage which is proportional to the sum of the partial currents, and at the switching node 59 a voltage which is proportional to the difference can be tapped.

Die Schaltungsbeispiele von F i g. 5 d und 5 e erläutern zwei Fälle, in denen die rein ohrnsche Aufteilung der Einkanalspannung mit der frequenzabhängigen Aufteilung in regelbarem Verhältnis gemischt wird. So ist an die Sekundärseite des übertragers 60 eine Serienschaltung aus dem ohrnschen Widerstand 61, einer Parallelschaltung eines Potentiometers 62 und eines regelbaren Widerstandes 63 mit dem mehrwelligen Scheinwiderstand 64 angeschlossen. Hierin wird durch den regelbaren Widerstand 63 der Anteil der rein ohmisch aufgeteilten Komponenten und mit dem Potentiometer 62, d. h. durch die Stellung des geerdeten Abgriffs 65 das der gewollten Winkellage entsprechende Intensitätsverhältnis beider Programme eingestellt. In der entsprechenden Schaltung für eine Stromaufteilung des über den Begrenzungswiderstand 66 geleiteten Stroms I sind an dem Stromverzweigungspunkt 67 drei Leitwerte, nämlich der feste ohmsche Leitwert 68, der einstellbare ohmsche Leitwert 69 und der mehrweläge Scheinleitwert 70, angeschlossen. Das Verhältnis der Kanalprogramme wird hier durch das Polentiorneter 71 und das Verhältnis von ohmschen und frequenzabhängigen Stromanteilen durch den regelbaren Widerstand 69 eingestellt. An den Widerständen 72 bzw. 73 werden die beiden den Stromanteilen entsprechenden Kanalspannungen abgegriffen.The circuit examples of FIG. 5 d and 5 e explain two cases in which the purely Ohrnian division of the single-channel voltage is mixed with the frequency-dependent division in a controllable ratio. A series circuit comprising the Ohrn's resistor 61, a parallel circuit of a potentiometer 62 and a controllable resistor 63 with the multi-wave impedance 64 is connected to the secondary side of the transformer 60. The controllable resistor 63 is used to determine the proportion of the purely ohmic components and the potentiometer 62, i. H. through the position of the grounded tap 65, the intensity ratio of the two programs corresponding to the desired angular position is set. In the corresponding circuit for a current distribution of the guided via the limiting resistor 66 are current I to the current branch point 67 three guide values, namely, the fixed ohmic conductance 68, the adjustable resistive conductance 69 and the admittance mehrweläge 70, is connected. The ratio of the channel programs is set here by the Polentiorneter 71 and the ratio of ohmic and frequency-dependent current components by the adjustable resistor 69 . The two channel voltages corresponding to the current components are tapped off at the resistors 72 and 73, respectively.

Zur Erläuterun- der erfindungsgemäßen Aufteilung und Mischung von Komponenten, die einem Einkanalprogramm entnommen werden, zu einem stereofonischen Zweikanalprogramm, ist in F i g. 6 ein Schaltungsbeispiel für die im vorliegenden Zusammenhang wichtigen Teile eines Mischpults, bei mehrfacher Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, gezeichnet. An die Regler 74 bis 78, aus denen entsprechend einer der vorbeschriebenen Schaltungen je zwei kompatible Spannungen entnommen werden, sind über die Verstärker 79 bis 81 die Mikrofone 82 bis 84 einerseits und über den Verstärker 85 bzw. die Leittin- 86 z' B. zwei elektronische Musikinstrumente 87 und 88 angeschlossen. Die Ausgänge der Verstärker 79 bis 81, 85 und die Leitung 86 sind außerdem über die Reglergruppe 89 an einen Verstärker 90 angeschlossen, der den Schallsender 91 einer künstlichen Verhallun2seinrichtung, speist. In der Verhallungseinrichtung sind zwei Mikrophone 93 und 94 eingebaut. die über die Verstärker 95 und 96 einer Misch- bzw. Aufteilungsschaltung 97 zugeführt werden, der zwei verschieden verhallte Spannungen an den Leitungen 98 und 99 entnommen werden. ln der Misch- bzw. Aufteilungsschaltung 97 wird durch die gegensinnig geregelten Potentiometer 100 und 1.01 das Verhältnis der in je- dem Kanal enthaltenen Anteile aus den verhallten Spannungen 102 und 103 einerseits und mit den gegensinnig geregelten Potentiometern 104 und 105 das Verhältnis der gesamten Spannungen 98 und 99 und damit die Seitenlage der Verhallungskomponente eingestellt. Die aus den Hauptreglem 74 bis 78 und dem Hallregler 97 abgeleiteten Kanalkomponenten werden über getrennte Summenregler 106 und 107 einem Zweikanal-Aufzeichnungsgerät 108 zugeführt und durch die Aussteuerungsmesser 109 und 110 überwacht.To explain the inventive division and mixing of components that are taken from a single-channel program into a stereophonic two-channel program, FIG. 6 shows a circuit example for the parts of a mixer that are important in the present context, when the method according to the invention is used several times. To the controllers 74 to 78, from which corresponding to one of the above-circuits two compatible voltages are removed, the microphones are connected via the amplifiers 79 to 81 82 to 84 on the one hand and via the amplifier 85 and the Leittin- 86 z ', two electronic musical instruments 87 and 88 connected. The outputs of the amplifiers 79 to 81, 85 and the line 86 are also connected via the controller group 89 to an amplifier 90 which feeds the sound transmitter 91 of an artificial reverberation device. Two microphones 93 and 94 are built into the reverberation device. which are fed via the amplifiers 95 and 96 to a mixing or splitting circuit 97 from which two differently reverberant voltages on the lines 98 and 99 are taken. In the mixing or splitting circuit 97 , the potentiometers 100 and 1.01 regulated in opposite directions determine the ratio of the components contained in each channel from the reverberant voltages 102 and 103 and, with the potentiometers 104 and 105 regulated in opposite directions, the ratio of the total voltages 98 and 99 and thus the lateral position of the reverberation component is set. The channel components derived from the main controllers 74 to 78 and the Hall controller 97 are fed to a two-channel recording device 108 via separate sum controllers 106 and 107 and monitored by the level meters 109 and 110.

In Fällen, in denen das erfindungsgemäße Verfahren nicht für die Herstellung von Aufzeichnungen, sondern lediglich für eine übertragung verwendet wird, bei der bei der Wiedergabe ein räumlicher Eindruck ei-weckt werden soll, würde an Stelle des Aufzeichnungsgeräts 108 in F i g. 6 eine Zweikanal-Lautwiedergabeeinrichtung bekannter Art treten. Selbstverständlich können für derartige Fälle auch die einfacheren Schaltungsbeispiele der F i g. 3 bis 5 einzeln oder in einfachen Kombinationen zur Anwendung kommen. Eine derartige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem auch bei der Rundfunkübertragung vorteilhaft, weil so mit nur einfachen Mitteln es genügt weiterhin der einkanaligge Empfang dem Hörer ein räumlicher Eindruck vermittelt wird.In cases in which the method according to the invention is not used for the production of recordings, but only for a transmission in which a spatial impression is to be created during playback, the recording device 108 in FIG. 6 a two-channel sound reproduction device of a known type. Of course, the simpler circuit examples in FIGS. 3 to 5 can be used individually or in simple combinations. Such an application of the method according to the invention is particularly advantageous in radio broadcasting, because in this way single-channel reception is sufficient to give the listener a spatial impression with only simple means.

Claims

Whose ratio is adjusted so independent of frequency over the entire frequency range is substantially single-channel transmission path (a Tonfrequenzquelle) by means of a voltage divider in two channel voltages divided, - 1. Pseudostereophonisches transmission method, in which the signal voltage of at least one - optionally faded and stained by a tone controls: the claims that it corresponds to the apparent direction of the sound source in question during playback, characterized in that signal components of different spectrum with multi-wave characteristics overlapping over the entire frequency range are superimposed on both channel voltages.

2. The method according to claim 1, characterized by the use of a voltage divider for the derivation of two channel voltages, which in at least one of its branches a multi-wave, d. H. contains multi-wave impedance built up from several coupled resonance circuits. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized by the use of separate arrangements for the individual channels for purely electrical, electroacoustic or electromechanical reverberation of the audio frequency signals. 4. The method according spoke 3, characterized by the use of a VerhaUungseinrichtung whose transmission paths have a common sound transmission arrangement. 5. The method according to any one of claims 3 and 4, characterized in that the output voltages of the multi-channel reverberation device are distributed to the channels with an adjustable degree of mixing. 6. Sound transmission or recording method utilizing a method according to one of claims 1 to 5, characterized by the simultaneous use of several audio frequency sources from which - independently adjustable - at least two compatible audio frequency voltages are derived and fed to a multi-channel mixer. 7. Sound transmission or recording method according to claim 6, characterized in that the various settings of the degree and location of reverberation are optionally different for the various audio frequency sources. 8. Sound transmission or recording method according to claim 7, characterized by the division of a number of transmission paths into at least two groups with separate reverberation devices whose reverberation degrees and directional mixing can be set independently of one another. 9. Device for performing the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the difference in the phase angle of the transfer rate of the parts of the at least two channels lying outside the splitting device (e.g. 74 to 78 in FIG. 6) preferably in the frequency range from 0.5 to 10 kHz, at least up to the point at which the combination takes place into a single channel, is less than 15 ' . 10. Device for performing the method according to one of claims 1 to 8 or claim 9, characterized by a practically real transfer rate of each individual channel. 11. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 8 or according to one of claims 9 and 10, with a number of sub-devices conventionally connected in series in mixer technology, adjustable positive and negative attenuation, characterized in that these sub-devices start from that point , where the channel splitting takes place, have inputs and outputs which are unbalanced to earth. i Considered publications: German Patent Specifications Nos. 576 577, 856 232, 687 466; French Patent Nos. 733 025, 980 575; "Rundfunktechnische Mitteilungen", 1959, No. 4, pp. 164 to 166; "Radio Mentor" magazine, 1958, No. 9, pp. 592 to 595.