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Anordnung zur stereophonischen und pseudostereophonischen Klangwiedergabe
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Raumklangexzeugung unter Verwendung zweier
Wiedergabekanäle (bzw. Übertragungswege bzw. Ausgänge), die zum Durchlassen sämtlicher
akustischer Frequenzen an sich geeignet sind.
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Unter einer stereophonischen Tonwiedergabe im engeren Sinne - echte
Stereophonie - versteht man die bekannte, mindestens zweispurige Aufnahme, übertragung,
Aufzeichnung und Wiedergabe eines Klanggeschehens. Für Zwecke einer -derartigen
stereophonischen Wiedergabe werden zur Aufnahme mindestens zwei Mikrophone benutzt,
an die sich zwei getrennte Übertragungskanäle anschließen. Die Wiedergabe erfolgt
dann dementsprechend durch mindestens zwei getrennte Wiedergabekanäle und Lautsprecher
oder Lautsprechergruppen.
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Das stereophonische Verfahren im engeren Sinne hat verschiedene Nachteile.
Der Richtungsunterschied der einzelnen Instrumente ist kaum oder nur sehr schwach
wahrnehmbar. Der Hörer muß sich in bestimmtem Abstand und Winkel zu den beiden Lautsprechern
aufhalten, damit die Wirkung eintritt, Der größte Teil des Raumes liegt in einem
stereophonisch taten Winkel. Außerdem wird jetzt und auch in Zukunft, insbesondere
wegen des großen finanziellen Aufwands auf der Senderseite, nur ein Teil der Sendungen
in Stereo ausgestrahlt. Mittel-, Lang- und Kurzwellensendungen in Stereo gibt es
grundsätzlich nicht, noch sind solche Sendungen geplant. Man kann also nur im engen
Bereich eines UKW-Stereo-Senders dessen Stereo-Sendungen 'hören. Auch die gewöhnlichen
Tonträger ,-- monaurale Schallplatten oder Tonbänder -- können mit einem Stereogerät
im engeren Sirene nicht als Stereowiedergabe abgespielt werden.
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Der Erfindung liegt deshalb zur Vermeidung dieser Nachteile die Aufgabe
zugrunde, eine Wiedergabeeinrichtung zu schaffen, die a) Stereo-Sendungen und Stereo-Tonträger
im engeren Sinne in echter Stereophonie wiedergeben und b) echte und monaurale Stereo-Sendungen
und -Tonträger zusätzlich mit einem Pseudo-Stereophonie-Effekt wiedergeben kann,
wodurch bei letzterer deutlich der Standpunkt der einzelnen Instrumente wahrnehmbar
ist, d. h., bei der man die einzelnen Instrumente deutlich aus verschiedenen Richtungen
hört, und zwar ohne Begrenzung der Hörfläche im Raum, d. h. unter Vermeidung von
stereophonisch toten Winkeln. Insbesondere sollen außerdem normale ---- monaurale
-Schallplatten und Tonbänder und normale Rundfunksendungen, auch im Mittel-, Lang-
und Kurzwellenbereich, mit stereophonischer Wirkung wiedergegeben werden können,
ohne daß an den Schallplatten und Tonbändern oder an den Sendern selbst irgendwelche
Anderungen erforderlich sind. Darüber hinaus sollen aber auch Stereoübertragungen
im engeren Sinne möglich sein, gleichgültig, ob es sich um Sendungen, Schallplatten
oder Tonbänder handelt, Nun gibt es zwar verschiedene Verfahren, die sich zum Teil
pseudo-stereophonisch nennen: Da gibt es z. B. das 3-D-Verfahren, bei dem durch
besondere am Rundfunkgerät seitlich angebrachte Lautsprecher oder Schall-Leitplatten
die Klangwiedergabe eine breite Streuwirkung bekommt. Dann gibt es die Laufzeitverzögerung:
Die Seitenlautsprecher eines Rundfunkgerätes erhalten das Klanggeschehen durch Zwischenschalten
von Schallrohren etwas später als der Lautsprecher an der Vorderwand des Empfängers.
Ferner gibt es das Dynamicverfahren: Die lauten Töne werden noch lauter, die leisen
werden noch mehr gedämpft. Schließlich gibt es das Naehhallverfahren: Es wird eine
Schallwirkung erzielt, bei der man den Eindruck hat, das. Orchester spiele in einem
großen stark ballenden Saal.
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Allen diesen pseudostereophonischen Verfahren fehlt jedoch - sofern
sich in der Praxis überhaupt eine gegenüber normaler Wiedergabe geänderte Wirkung
feststellen läßt - der Eindruck, daß die Instrumente aus verschiedenen Richtungen
ertönen.
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Dieser Eindruck wird erst in etwa hervorgerufen durch eine Spaltung
des Frequenzbereichs in der Weise, daß das wiederzugebende Klanggeschehen aufgespalten
wird in hohe und tiefe Frequenzen, die durch gegensätzlich aufgestellte Hoch- und
Tieftonlautsprecher getrennt abgestrahlt werden. Diese einfache Spaltung des Frequenzbereichs
ist eine an sich bekannte Tatsache. Bei dieser einfachen Spaltung kommt es aber
zu keiner scharfen Trennung der Instrumente. Abgesehen von dem Vorhandensein
zahlreicher
Überlappungen läßt sich.auch ganz allgemein das Klanggeschehen nicht so scharf trennen,
daß der Zuhörer in dem Maße wie bei dem Erfindungsgegenstand die Instrumente aus
verschiedenen Richtungen ertönen hört. Dies gilt insbesondere für Musikstücke, bei
denen nicht ausnahmsweise in der Tonhöhe extrem verschiedene Instrumente und Töne
gewählt sind. - -Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
Regeleinrichtungen für den Frequenzbereich in den Wiedergabekanälen (bzw. Übertragungswegen
bzw. Ausgängen) vorgesehen und wahlweise entweder durch Einschalten einer Tandemskupplung
zur -Stereowiedergabe im °- engeren Sinne gleichzeitig und gleichartig einstellbar
sind oder getrennt für verschiedene Frequenzbereiche in der Weise einstellbar sind,
daß der eine Wiedergabekanal (bzw. Übertragungsweg bzw. Ausgang) -den Frequenzbereich
bis nur etwa 1000 oder 1500 Hz und der andere -Wiedergabekanal (bzw. Übertragungsweg
bzw. Ausgang) den Frequenzbereich erst ab etwa 2000 oder 2500 Hz durchläßt.
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Entsprechend der Erfindung wird also -das Tonfrequenzband wie -folgt
aufgespalten: An -das --Wiedergabegerät -werden; -vorzugsweise über elektrische
Filter, .mehrere zur Wiedergabe unterschiedlicher Frequenzbereiche geeignete, in
gegenseitigem Abstand angeordnete- Lautsprecher erfindungsgemäß - derart angeschlossen,
-daß der Frequenzbereich von etwa 1000 oder 1500 Hz bis etwa 2000 oder 2500 Hz-ganz
oder im wesentlichen unterdrückt ist, indem nur die :tiefen Töne unterhalb etwa
1000 oder 1500 Hz .durch einen Tieftonlautsprecher und die hohen Töne oberhalb etwa
2000 oder 2500 Hz durch einen. Hochtonlautsprecher wiedergegeben. werden. Die Aufteilung
erfolgt mit Hilfe an. sich bekannter elektrischer Filter. Die beiden Lautsprecher
sind räumlich durch einen Mindestabstand von etwa 0,80 m, gegebenenfalls sogar 0,20m,
von Lautsprecherrand zu Lautsprecherrand getrennt. Der angegebene Frequenzbereich
in der Mitte wird also herausgeschnitten. Die Zahlen für die Frequenzbreite (Ausdehnung)
des herausgeschnittenen Streifens können in einem gewissen Bereich schwanken.
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. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird gegenüber der einfachen
Spaltung der Vorteil einer wesentlich besseren Trennung, der'Töne und Instrumente
erreicht. Das bei der einfachen Spaltung vorhandene-überlappen-und Verwischen des
Klangbildes fällt weg. Es wird eine wesentlich- bessere Ortung der Standorte der
Instrumente erreicht. Auch bei Musikstücken, die sich im wesentlichen auf mittlere
Frequenzen beschränken, läßt sich eine räumliche Aufteilung der Instrumente erzielen.
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Der ganze - unterdrückte Frequenzbereich kann nach Lage und Breite
einstellbar gemacht sein.
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In dem Übertragungsweg des Hochton- bzw. Tieftonlautsprechers können
noch Einrichtungen zur Anhebung .der hohen bzw. tiefen Frequenzen vorgesehen sein.
Dem Hochtonlautsprecher werden dabei nur die hohen. -und dem Tieftonlautsprecher
nur die tiefen Frequenzen zugeführt.
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Würde man bei den genannten Anordnungen nur den Hochtonläutsprecher
arbeiten lassen, so würde, man ein abgeschnittenes Tonfrequenzband hören, das sich'-,ausgesprochen
unschön und unlusterregend anhört. Erst .im Zusammenwirken mit den über den Tieftonlautsprecher-
abgestrahlten tiefen Tönen rundet sich das Klangbild trotz der großen, unter Umständen
viele Meter betragenden Entfernung der beiden Schallquellen zu einem abgerundeten
Ganzen und vollklingenden Klanggeschehen ab, wobei für das menschliche Ohr die durch
die Frequenzteilung gesondert übertragenen tiefen Frequenzen eines hohen Tones zusammen
mit den zugehörigen hohen Frequenzen des betreffenden Tones oder Klanges vereinigt
werden. Wird also z. B. ein sich über einen gewissen Frequenzbereich erstreckender
Trompetenton durch den Frequenzschnitt abgespalten, so werden die tiefen Frequenzkomponenten
dieses Tones durch den einen Lautsprecher und die hohen Fre--quenzkomponenten des
Tones durch den anderen Lautsprecher wiedergegeben. Der Zuhörer hört jedoch den
gesamten Trompetenton trotz dieser Aufspaltung einheitlich aus dem Hochtonlautsprecher,
obwohl aus dem Hochtonlautsprecher nur . ein un# melodisch klingender Teil des Gesamttones
abgegeben wird. Beim Zusammenklingen der beiden auch weit voneinander entfernten
Schallquellen scheint der hohe Ton nur aus der Richtung des Hochtonlautsprechers
zu kommen, indem auch die -tiefen Frequenzkomponenten dieses Tones für das Ohr gewissermaßen
zu dem Höchtonlautsprecher herübergezogen werden. Diejenigen Instrumente jedoch,
welche den herausgeschnittenen Freqäenzbereich nicht übersteigen, werden nur aus
dem Tieftonlautsprecher gehört. Wenn man den nur mit tiefen Tönen gespeisten Tieftonlautsprecher
allein arbeiten ' läßt, hört man ebenfalls ein abgeschnittenes-Tonfrequenzband,
das sich meist wenig schön und insbesondere dumpf anhört, weil es nur die Instrumente-des
Orchesters mit tiefen Tönen wiedergibt. Die Wiedergäbe hat die Wirkung, daß eine
vollständige Trennung der Instrumente eines Orchesters eintritt, indem man die hohen
Instrumente von der einen Seite, die tiefen Instrumente von .der anderen Seite her
hört. Das Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß so gut wie keine toten oder begrenzten
Hörflächen mehr vorhanden sind; während bei dem stereophonischen Verfahren im engeren
Sinne sich der Hörer in den Bereich einer schmalen »Hörfläche« setzen mußte, kann
sich der Hörer bei dem Verfahren der Erfindung an einer beliebigen Stelle des Raumes
aufhalten. . -Weitere Merkmale und Einzelheiten ,gehen aus den Ausführungsbeispielen
hervor, die in den Zeichnungen dargestellt sind. _ F i g. 1 zeigt ein zur Wiedergabe
von Stereo-Sendungen und -Tonträgern (Platten und Bändern) im engeren Sinne geeignetes
Rundfunkgerät mit den beiden Kanälen K 1 und K 2. Zur Wiedergabe normaler
Sendungen oder Tonträger ist Kanal 2 abgeschaltet. Hinter der Endstufe E 1 des einen
Kanals K 1 haben elektrische Weichen.W ihren Standort, die den tiefen Frequenzbereich-(z.
B. bis 1000 oder 1500 Hz) dem Lautsprecher L 1 und den oberen Frequenzteil (etwa
ab 2000 oder 2500 Hz) dem Lautsprecher L 2 zuführen und den dazwischen liegenden
mittleren Sperrfrequenzteil unterdrücken. -Für Stereophonie im engeren Sinne wird
der Kanal K 2 eingeschaltet .unter gleichzeitiger Ausschaltung der Weichen W.
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F i g. _2 zeigt ein ebenfalls für Stereophonie im engeren Sinne geeignetes
Gerät mit den -beiden Kanälen K 1 und K2. Im Gegensatz zu F i g. 1 bleiben auch
zur Wiedergabe pseudo-stereophönischer Sendungen und -Tonträger beide Kanäle eingeschaltet.
Sie
sind bei der pseudostereophonischen Wiedergabe jedoch nicht durch eine Tandemskupplung
parallelgeschaltet. Vielmehr sind sie durch die Regler R 1 und R 2 so eingestellt,
daß Kanal 1 nur die tiefen Frequenzen bis etwa 1000 oder 1500 Hz und Kanal 2 nur
die oberen Frequenzen ab etwa 2000 oder 2500 Hz durchläßt. Der mittlere Sperrfrequenzstreifen
ist dadurch unterdrückt.
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Die Regeleinrichtung R 1 ist beispielsweise so eingestellt, daß sie
die unteren Frequenzen bis etwa 1200 Hz durchläßt und die oberen Frequenzen mit
einer verhältnismäßig steilen Flanke abschneidet. Die Regeleinrichtung R 2 ist so
eingestellt, daß sie nur Frequenzen oberhalb 2400 Hz durchläßt, bis zur oberen Grenze
des Wiedergabebereichs. Zur einfacheren Handhabung kann diese Einstellung z. B.
durch einfachen Tastendruck einer besonderen Bedienungstaste T ausgelöst werden,
die durch Einrasten z. B. eine Frequenzunterdrückung von 1000 Hz im Frequenzbereich
von etwa 1200 bis 2200 Hz hervorruft.
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Die Regelung R 3 verschiebt den gesamten unterdrückten Frequenzbereich.
Auf diese Weise kann man z. B. auch zum Teil bestimmte Instrumente wählweise von
links oder rechts ertönen lassen.
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Es kann auch eine Regelung R 4 vorgesehen sein, durch die man die
Ausdehnung des unterdrückten Frequenzstreifens variabel vergrößern oder verkleinern
kann.
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Daneben bleiben auch die bei der Stereophonie im engeren Sinne üblichen,
entweder in den Reglern R 1 und R 2 enthaltenen oder gegebenenfalls auch gesondert
als Frequenzregler R 5 und R 6 angebrachten Regler in Betrieb, so daß - wie üblich
- Teile der oberen und obersten sowie der unteren und untersten Frequenzen weggeschnitten
werden können. Weitere Regler R 7 und R 8 können eingebaut werden zur Anhebung der
unteren und oberen Frequenzen. Gegebenenfalls können diese Regler R 7
und
R 8 mit den Reglern R 5 und R 6 kombiniert werden.
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Ferner kann ein Regler R 9 als Balanceregler vorgesehen sein, um in
gewissen Grenzen die Lautstärken zueinander regeln und ausbalancieren zu können.
In den meisten Stereogeräten im engeren Sinne ist ohnehin ein Balanceregler eingebaut,
der dann auch für die pseudostereophonische Wiedergabe benutzt werden kann.
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Die Lautsprecher L 1 und L 2 sind im Abstand von beispielsweise 3
oder 4 m aufgestellt. Sie können auch einen Abstand von beispielsweise 1,50 m haben,
ohne daß die pseudostereophonische Wirkung verlorengeht. Auch die Unterbringung
in einer Musiktruhe mit einem Abstand von 0,80 m ruft eine ausgesprochene Stereowirkung
hervor, und selbst der Einbau in ein Tischgerät mit einem Abstand von Lautsprecherrand
zu Lautsprecherrand von nur 0,20 m läßt die in der Nähe vor dem Tischgerät befindlichen
Personen die Stereowirkung wahrnehmen.
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Zur Wiedergabe von Stereophonie im engeren Sinne werden die Regler
R 1 und R 2 durch Tandemskupplung parallelgeschaltet.
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F i g. 3 entspricht F i g. 2 mit dem Unterschied, daß die Kanäle K
1 und K 2 bis zu den Endstufen durch Tandemskupplung parallelgeschaltet bleiben
und erst hinter den Endstufen durch elektrische Weichen W 1 und
W 2 das Trennen und Unterdrücken der Frequenzen erfolgt. Für Stereophonie
im engeren Sinne werden die Weichen abgeschaltet.
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F i g. 4 schließlich zeigt wiederum ein für Stereophonie im engeren
Sinne geeignetes Gerät, bei dem Kanal K 1 und Kanal K 2 zunächst über die Zuleitungen
Z 1 und Z 2 zu einer Einheit V zusammengeführt und vereinigt werden. Im Anschluß
daran erfolgt die Trennung und Unterdrückung durch die Weichen W. Diese Art ist
insbesondere geeignet, um die z. B. von einem Stereoband im engeren Sinne getrennt
auf den Kanälen K 1 und K 2 ankommenden Klangbilder umzuformen in Pseudo-Stereophonie.
Voraussetzung ist dafür zunächst die Vereinigung der getrennt ankommenden Klangbilder
in einen einheitlichen vereinigten - einkanaligen - Klangstreifen V, um dann danach
durch Einschalten der Weichen W die gewünschte Pseudo-Stereophonie zu erhalten,
die dann in der bekannten Weise den Lautsprechern L 1 und L 2 von den Weichen W
aus zugeführt wird.
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Für echte Stereowiedergabe werden die Kanäle K 1 und K 2 getrennt
über die Zuleitungen Z 3 und Z 4 unmittelbar an die Lautsprecher L 1 und
L 2 angeschlossen bei gleichzeitiger Abschaltung der zusammenführenden Leitungen
Z 1 und Z 2.
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Die geschilderten pseudostereophonischen Anordnungen nach den F i
g. 1, 3 und 4 können gegebenenfalls auch in der Weise erfolgen, daß die angegebenen
Frequenzeinstellungen durch An- und Abschalten von auf bestimmte Frequenzbereiche
beschränkte angeschlossene Lautsprecher oder Lautsprechergruppen hervorgerufen werden:
Anschließen an einen Kanal bei Abschalten des anderen Kanals; Anschließen der getrennten
Lautsprecher an die beiden gemäß F i g. 3 parallelgeschalteten Kanäle oder an den
Ausgang, nachdem die getrennt im Sinne echter Stereophonie beschickten Kanäle zusammengeführt
worden sind (s. V in F i g. 4).
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Die Erfindung ist bei allen Arten von Rundfunksendungen in den verschiedenen
Wellenbereichen sowohl bei AM- als auch bei FM-Rundfunk, d. h. im Bereich der langen,
mittleren, kurzen und ultrakurzen Wellen, anwendbar, ebenso wie bei der Wiedergabe
monauraler Schallplatten und Tonbänder.