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| N. V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland |
| Vorrichtung zur räumlichen Tonwiedergabe mit künstlichem |
| Nachhall mittels mehrerer Schallquellen, die teils als |
primäre und teils als sekundäre Schallquellen dienen.
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Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur räumlichen Tonwiedergabe
mit künstlichem Nachhall mittels mehrerer Schallquellen-die teils als primäre und
teils als sekundäre Schallquellen dienen, wobei mindestens die sekundären Schallquellen
aus Lautsprechern bestehen-und mittels einer magnetischen Verzögerungseinrichtung,
bei der längs eines vorzugsweise endlosen Aufzeiohnungsträgers ein Aufnahmekopf
und mehrere, mit den Sekundärlautsprechern verbundene Wiedergabeköpfe angeordnet
sind, wobei das Signal eines beliebigen Wiedergabekopfes über eine Rückkopplungsschaltung
dem Aufnahmekopf wieder zugeleitet werden kann. Bekanntlich können auf diese Weise
Verzögerungen erhalten werden, die jeweils dem Ort der Lautsprecher angepaßt, dementsprechend
aber individuell verschieden sind.
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Als Primärschallquellen seien Lautsprecher erwähnt, die mit z. B.
von einer Schallplatte oder von einem Tonfilm stammenden elektrischen Schwingungen
gespeist werden. Diese elektrischen Schwingungen werden außerdem mittels des Aufnahmekopfes
unverzögert auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Andere Primärschallquellen
können z. B. ein
Orchester, ein Solist o. dgl. sein. Die von diesen
Quellen stammenden Schallschwingungen können mittels eines oder mehrerer Mikrophone
und des Aufnahmekopfes unverzögert auf dem Träger aufgezeichnet werden.
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Die neue Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß außer der magnetischen
Verzögerungseinrichtung noch eine an sich bekannte räumlich ausgedehnte und die
Schall-Laufzeit in einem Medium ausnutzende und die Schall-Laufzeit in einem Medium
ausnutzende Nachhalleinrichtung vorgesehen ist, die den magnetisch erzeugten Nachhall
durch einen zusätzlichen Nachhall ergänzt, wobei die räumliche Nachhalleinrichtung
im Kanal eines Wiedergabekopfes der magnetischen Verzögerungseinrichtung, zweckmäßigerweise
dem Kanal mit der größten Verzögerung, liegt, und daß Mittel vorgesehen sind, mit
denen der Nachhall noch des weiteren, falls er nicht ausschließlich von der räumlich
ausgedehnten Nachhalleinrichtung herrührt, eine Ergänzung in an sich bekannter Weise
durch Rückkopplung eines ea-jäee von der magnetischen Verzögerungseinrichtung gelieferten
Signals zum Aufnahmekopf erfährt, wobei der Rückkopplungskanal von dem die räumlich
ausgedehnte Nachhalleinrichtung enthaltenden Kanal in an sich ebenfalls bekannter
Weise getrennt ist. Die vorstehend erwähnte, räumlich ausgedehnte Nachhalleinrichtung
kann z. B. aus einer Nachhallkammer bestehen oder aus einer von den Schallschwingungen
mechanisch erregten und an einer anderen Stelle wieder abgetasteten, einseitig gehalterten
Platte aus einem Material mit geringer innerer Dämpfung, z. B. einer Stahlplatte.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß bei der Neuerung die Aufgabe vorliegt,
die Nachhallzeit zu vergrößern. Benutzt man jedoch hierfür eine nur eindimensionale
Nachhalleinrichtung, also insbesondere ein endloses Magnettonband, magnetisches
Rad o. dgl., so kann durch Anwendung einer Rückkopplung, die von einem Wiedergabekopf
auf den Aufzeichenkopf zurückwirkt, die Nachhallzeit nicht ohne weiteres nach Belieben
vergrößert werden.
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Dagegen kann man bei einer mehrdimensionalen Nachhalleinrichtung,
z. B. einem Echoraum, im Prinzip beliebig große Nachhallzeiten erreichen. Hierzu
sind aber sehr große und daher kostspielige sowie Platz beanspruchende Echoräume
erforderlich. Durch Anwendung der Neuerung ergibt sich nun der Vorteil, daß die
gewünschte Nachhallzeit zu einem sehr erheblichen Teil von der eindimensionalen
Nachhalleinrichtung geliefert und der Rest aus einer mehrdimensionalen Nachhalleinrichtung
zugefügt wird, so daß die kostspielige mehrdimensionale Nachhalleinrichtung wesentlich
kleiner und billiger ausfallen kann. Dabei soll dann die von der eindimensionalen
Nachhalleinrichtung gelieferte Nchozeit durch Anwendung einer Rückkopplung noch
vergrößert werden.
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Die neue Vorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß mehr Alleflexionen
je Zeiteinheit nachgebildet werden können als bei der üblichen Rückkopplung des
Signals eines einzigen Wiedergabekopfes.
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Dieses Ergebnis läßt sich außerdem auf verhältnismäßig einfache Weise
erzielen. Wenn z. B. als mehrdimensionale Nachhalleinrichtung eine Nachhallkammer
gewählt wird, was zweckmäßigerweise einfachheitshalber der Fall sein wird, kann
folgendes erreicht werden : Da die Nachhalleinrichtung ausschließlich im Kanal eines
Wiedergabekopfes liegt, und zwar zweckmäßigerweise des letzten Wiedergabekopfes,
können mittels mindestens eines vorangehenden Wiedergabekopfes die sogen. Primärreflexionen-also
ohne Nachhall-nachgebildet werden, die bekanntlich für den Hörer die Grösse des
virtuellen Wiedergeberaumes bestimmen, d. h. des Raumes, der dem Hörer akustisch
suggeriert wird.
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Wird hierbei der Nachhall ausschließlich mittels einer Nachhallkammer
solcher Bemessung erzeugt, dass eine für den erforderlichen Nachhall hinreichende
Anzahl von Reflexionen über den ganzen zu übertragenden Frequenzbereich nachgebildet
wird, so ist es notwendig, die kleinste Abmessung der Kammer derart zu wählen, daß
auch für die niedrigste zu übertragende Frequenz, die Nachhall aufweisen soll, diese
Abmessung mindestens einige Male größer ist als die Wellenlänge dieser niedrigsten
Frequenz.
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Selbstverständlich kann man auch so vorgehen, daß der Nachhall nicht
ausschließlich von der Nachhallkammer sondern zum Teil auch von der genannten Rückkopplung
des von der Verzögerungeinrichtung gelieferten Signals zum Aufnahmekopf erzeugt
wird.
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Um zu verhüten, daß hierbei bestimmte Frequenzen des Spektrums auf
unzulässige Weise bevorzugt werden und die Einrichtung für eine dieser Frequenzen
unstabil wird, ist es notwendig, den Rückkopplungskanal von dem Kanal, in dem die
Nachhallkammer untergebracht ist, getrennt zu halten.
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Wenn die Abmessungen der Nachhallkammer für ihre praktische Brauchbarkeit
zu groß werden und man auf eine verhältnismäßig klein bemessene Kammer angewiesen
ist, z. B. mit einem Volumen von 0. 5m3, wird bei der Vorrichtung nach der Neuerung
nur ein Teil des zu übertragenden Frequenzspektrums durch die Nachhallkammer hindurchgesandt,
d. h. jener eine bestimmte Grenzfrequenz übersteigende Teil, für welche die vorerwähnte
Beziehung zwischen Wellenlänge und Abmessung besteht. Bei einer Kammer mit einem
Volumen von etwa 0,5 m liegt die genannte Grenzfrequenz bei etwa 1000 Hz.
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Würde die genannte Maßnahme getroffen und würde bei Verwendung einer
verhältnismäßig klein bemessenen Nachhallkammer das ganze Frequenzspektrum durch
die Kammer hindurchgesandt, so würde die hinderliche sogenannte Färbungswirkung
(Ucolorationll) eintreten, d. h., daß die nachgebildeten Reflexionen im Bereich
der niedrigen Frequenzen zeitlich zu weit auseinander liegen und zu stark hörbar
sein würden.
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Für die Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz gibt es zwei Möglichkeiten
: entweder die Signale nicht mit Nachhall zu versehen, oder sie nach der erforderlichen
Verzögerung zum Aufnahmekopf zurückzuführen, entsprechend den obigen Ausführungen
für den erstgenannten Fall. Hierbei ist wieder Bedingung, daß der Rückkopplungskanal
und der Kanal mit der Nachhallkammer voneinander getrennt sind.
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Die Rückkopplung hat den Vorteil', daß die durch die mehrdimensionale
Nachhallkammer gelieferte Nachhallzeit unbedenklich vergrössert werden kann. Dies
ist wichtig, wenn die gesonderte Nachhalleinrichtung an sich infolge ihrer Art,
oder infolge einer Beschränkung ihrer Abmessungen eine zu kurze Nachhallzeit ergeben
würde.
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In der Zeichnung ist die Neuerung beispielsweise näher erläutert an
Hand einer Vorrichtung, mit deren Hilfe der Nachhall durch Verwendung des geschilderten
Verzögerungssystems entsteht, das im vorliegenden Falle mit drei Wiedergabeköpfen
ausgestattet und bei dem die Nachhalleinrichtung im Kreis eines Wiedergabekopfes
liegt.
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Bei dieser Vorrichtung ist, nachdem der Schalter 16 auf den Kontakt
16a und der Schalter 15 auf den Kontakt 15a geschaltet ist, die Nachhallkammer 4
in den Kreis des Wiedergabekopfes 1 geschaltet, der eine Verzögerung ergibt, die
zwischen den von den benachbarten Köpfen 2 und 3 herbeigeführten Verzögerungen liegt.
Die von dieser Einrichtung gelieferten, mit Nachhall versehenen Schwingungen werden
über die Leitung 5 den Sekundärlautsprechern 6 zugeführt, die den Tor mit gleicher
Verzögerung gegenüber den von den Primärlautsprechern 7 wiedergegebenen Ton ausstrahlen.
Diese Verzögerung ist kleiner als die der an den Wiedergabekopf 3 angeschlossenen
Sekundärlautsprecher 8, wenn ein Schalter 9 auf den Kontakt 9a geschaltet ist, und
grössei als die Verzögerung des an den Wiedergabekopf 2 angeschlossenen Sekundärlautsprecherpaares
10.
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Es ist ohne weiteres möglich, das den Lausprechern 6 zugeführte Signal
auch den Lautsprechern 10 mit der geringeren Verzögerung zuzuführen. Dies kann dadurch
erfolgen, daß die Lautsprecher 6 über eine Leitung 11 mit den Lautsprechern 10 verbunden
werden.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Schalter 9 auf den
Kontakt 9b und der Schalter 15 auf den Kontakt 15b geschaltet wird, wodurch die
Nachhallkammer ebenfalls im Kreis des Wiedergabekopfes 3 liegt. Infolgedessen werden
auch die Lautsprecher 8 mit der grössten
| Verzögerung den Schall mit Nachhall wiedergeben. Es ist dabei
möglich |
| 9 |
auch hier wieder die Schwingungen mit der größten Verzögerung von den Lautsprechern
6 und 10 ausstrahlen zu lassen, wodurch der von den letztgenannten erzeugte Schall
ebenfalls Nachhall aufweist. Zu diesem Zweck ist eine besondere Leitung zwischen
den Lautsprechern 8 und 6 erforderlich. Die Vorrichtung wird zweckmäßig auf diese
Weise verwendet, weil so auf einfachste Weise sämtliche Sekundärlautsprecher den
Schall mit Nachhall ausstrahlen.
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Durch die Nachhallkammer 4 kann das ganze'Frequenz'spektrum gesandt
werden es ist aber nicht notwendig, daß dies mit der maximalen Energie erfolgt.
Zur Realisierung dieser Möglichkeit wird der Schalter 16 auf den Kontakt 16b geschaltet,
wodurch die Gesamtenergie mittels eines Spannungsverteilers 17 in zwei
Teile
aufgeteilt wird, wobei ein Teil durch die Nachhallkammer 4 und der andere Teil durch
die parallel zur Nachhalleinrichtung liegende Leitung gesandt wird.
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Wenn durch die Nachhallkammer nur Frequenzen oberhalb einer bestimmten
Grenzfrequenz, z. B. 1000 Hz, gesandt werden, ist es möglich, die Frequenzen unterhalb
der Grenzfrequenz als Signal von einem der Wiedergabeköpfe, z. B. von dem Kopf 3
mit der größten Verzögerung, beim Schliessen des Schalters 9 über den Kontakt 9a
auf den Aufnahmekopf 13 zurückzukoppeln (gestrichelte Linie 14). Die Schaltung zeigt,
daß der Rückkopplungskanal 14 von dem Kanal mit der Nachhallkammer 4 völlig getrennt
ist.
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Falls keine Rückkopplung der Frequenzen unterhalb der genannten Grenzfrequenz
erfolgt, weil es nicht nötig erscheint, diese mit Nachhall wiederzugeben, kann wieder
die Parallelleitung 12 benutzt werden. In diesem Fall soll 17 ein Filter darstellen.
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Einfachheitshalber sind die an den verschiedenen Punkten der Vorrichtung
erforderlichen Verstärker, die eine Intensitätsregelung der Signale ermöglichen
sowie die eine Frequenztrennung erlaubenden Filter, weggelassen. Schutzansprüche
?