DE2503778A1 - Polyphones tonuebertragungssystem mit einer tonaufnahmeeinrichtung - Google Patents

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Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen M 290 hO Tag 27·!·1975

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Anmelder: ETABLISSEfCEIiT PUBLIC TELEDIFFÜSION DE FRANCE, Paris

Polyphones Tonübertragungssystem mit einer Tonaufnahmeeinrichtung

Die Erfindung bezieht .sich auf ein polyphones Tonüber-■ tragungssystern für Rundfunksendung oder Tonaufzeichnung mit einer Tonaufnähmeeinrichtung, die ein erstes stereophones Paar von RichtTnikrophonen'besitzt, die in einem ersten festgelegten Abstand von der aufzunehmenden Tonszene angeordnet sind, und ein zweites stereophones Paar von Richtmikrophonen, die in einem zweiten, um eine feste Größe größeren Abstand von der aufzunehmenden Tonszene angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß in allgemeiner Weise auf die Polyphonie, das heißt auf elektroakustisch^ Techniken der Tonaufzeichnung und -wiedergabe über mehrere elektroakustische Kanäle für Einzelsignale, wobei die Quadrophonie im Vordergrund steht. Unter Quadrophonie sind hierbei alle Verfahren und Einrichtungen zu verstehen, die von der Tonaufzeichnung bis zur Wiedergabe über vier getrennte Übertragungs- und/oder Auf--

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Brief vom 27.1.1975 «***-«£* Dipl.-Ing. G. Schliebs

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Zeichnungskanäle laufen, ohne daß an irgendeiner Stelle eine absichtliche völlige oder teilweise Verminderung (oder Formung) der verarbeiteten Signale auftritt, die eine Trennung dieser Signale nicht wieder erlaubt.

Seit längerem wird die Vervollkommnung von Verfahren und Einrichtungen angestrebt, mit denen einem Hörer eines über den Rundfunk gesendeten oder eines aufgezeichneten Konzertes die Illusion vermittelt werden kann, daß die "Klangszene¹¹ (Orchester, Chor, usw.) sich vor ihm befindet oder noch besser, daß sich der Hörer selbst im Tonaufnahmeraum oder im Konzertsaal befinde. Naturgemäß wurde die Verbesserung der Hörillusion dadurch angestrebt, daß die Anzahl der Kanäle für die Tonaufnahme, -übertragung und/oder Aufzeichnung sowie Wiedergabe vervielfacht wurde. Aus praktischen Gründen (Schwierigkeiten bei der Tonaufnahme, Platzbedarf und Kompliziertheit der Wiedergabeeinrichtungen, Bandpaßfragen, Möglichkeiten der Aufzeichnungsträger) beschränken sich die gegenwärtig betriebenen Systeme auf die Benutzung von vier Kanälen.

Fun führen diese Systeme offensichtlich nicht zu einer befriedigenden Wiedergabe. Bei einigen Systemen, bei denen eine echte Quadrophonie im oben angegebenen Sinne angestrebt wird, wurde der Versuch gemacht, die aufgenommenen und wiedergegebenen akustischen Signale so weitgehend wie möglich zu trennen. Aus den weiteren Ausführungen wird sich ergeben, daß sich aus diesen Versuchen für den Hörer unangenehme Höreindrücke über eine räumliche Zerstückelung oder räumliche Sprünge der Schallszene ergeben, welche die angestrebte Hörillusion selbstverständlich zerstören. Bei anderen Systemen wurde zur Vermeidung dieser Nachteile eine teilweise

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Mischung der Signale (!Formung) vorgenommen. Die Verträglichkeit mit der einfachen (2-Eanal-) stereophonie ist sodann sehr unvollkommen. Das Wiedergaberesultat ist "bei diesen Systemen meistens ästhetisch weniger" "befriedigend und weniger echt als das durch einfache Stereophonie erzielte Resultat.

Anscheinend wurden "bei der Schaffung der bekannten Systeme mit vollständig getrennten Kanälen die psychoakustischen Gesetzmäßigkeiten nicht beachtet, die weiter unten beschrieben werden. Diese Gesetzmäßigkeiten müssen unbedingt respektiert werden, wenn man den Eindruck der Einheit der Schallszene unter der Atmosphäre eines Saales vermitteln will. Bei den Systemen, bei denen die Einheit der Schallszene mehr oder weniger bewußt wieder angestrebt wurde, indem eine !formung.der niederfrequenten elektrischen Signale bei der Übertragung und/oder bei der Wiedergabe vorgenommen wird, ist die Tatsache vernachlässigt, daß diese Formung oder Mischung der Signale nichts mit der Synthese der Tonphänomene zu tun hat, welche den Hörer eines Konzertes in ihrer Gesamtheit erreichen und die durch eine Tonaufnahmetechnik zerlegt werden, die nur auf den Grundlagen der physikalischen Akustik beruht.

Selbstverständlich werden in diesem Eahmen nicht ,die; sogenannten auf "Dekodierung" beruhenden Terfahren oder Einrichtungen behandelt, bei denen einer zweikanaligen stereophonen Tonaufzeichnung ergänzende sogenannte quadrophone Informationen entzogen werden sollen, die durch Phasenverschiebung und Mischung der beiden Kanäle erzeugt werden. . . .

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Die Erfindung stellt sich, die Aufgabe, ein polyphones und speziell quadrophones [Eonubertragungssystem zu, schaffen, das die psyehoakustischen Gesetzmäßigkeiten beachtet und hierdurch eine gegenüber herkömmlichen Quadrophoniesystemen naturgetreuere I'onaufnahme- und wiedergabe ermöglicht.

Des weiteren setzt sich die Erfindung ein System zur echt polyphonen und zwar namentlich quadrophonen Tonaufzeichnung zum Ziel, bei dem mit Hilfe diskreter Kanäle und einer entsprechenden Anordnung elektroakustischer Wiedergabeeinheiten eine echtere und lebendigere Wiedergabe erzielt wird als bei der einfachen Stereophonie, während die erforderliche Verträglichkeit mit vorhandenenen, stereophonen Wiedergabeeinrichtungen erhalten bleibt.

Demgemäß schlägt die Erfindung für ein polyphones Tonübertragungssystem der eingangs genannten Art vor, daß der Abstand zwischen den Mikrophonen des zweiten Paares deutlich kleiner ist als der Abstand zwischen den Mikrophonen des ersten Paares und daß der Divergenzwinkel der !Eonaufnahmeachsen der Mikrophone des zweiten Paares in Richtung der Tonszene deutlich kleiner ist als der Divergenzwinkel der Tonaufnahraeachsen der Mikrophone des ersten Paares.

Mit diesem System lassen sich quadrophone Aufnahmen machen, die bei entsprechender Anordnung der Wiedergabeeinheiten eine wesentlich echtere und lebendigere Wiedergabe ermöglichen als bei Aufnahmen, die mit herkömmlichen Systemen gemacht sind.

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G-emäß weiterer Erfindung sind die "beiden Mikrophonpaare der Tonaufnahmeeinrichtung um einen Abstand von 45 bis 65 cm, bevorzugt genau-55 cm getrennt, während der Abstand zwischen den Mikrophonen des ersten Paares zwischen 15, und 20 cm, bevorzugt bei genau 17 cm liegt, der Abetand zwischen den Mikrophonen des zweiten Paares zwischen 4 und 10 cm, bevorzugt bei genau 6 cm, und während der Divergenzwinkel des ersten Paares zwischen 90 und 120°, bevorzugt genau 110° beträgt und der Divergenzwinkel des zweiten Paares zwischen 30 und 90°, bevorzugt genau 60°.

Die vorgeschlagenen Werte haben sich aufgrund umfangreicher Versuche und Messungen als optimal erwiesen.

Mach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die von den vier Mikrophonen der !Donaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Tonsignale über vier elektroakustische Wiedergabeeinheiten wiedergebbar, die im vorderen Halbrund■ des Zuhörerraumes angeordnet sind, wobei den beiden der Höraohse am nächsten stehenden Wiedergabeeinheiten das erste Mikrophonpaar und den beiden von der Hörachse weiter entfernten Wiedergabeeinheiten das zweite Mikrophonpaar zugeordnet ist.

Diese Anordnung liefert bei einem mit der oben beschrie- benen Aufnahme einrichtung aufgenommenen Aufzeichnung eine optimale Wiedergabe.

Schließlich kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bei einem dritten Mikrophonpaar, das von der Tonszene weiter entfernt ist als das zweite, der Abstand zwischen den Mikrophonen des dritten Paares deutlich

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. größer als der zwischen den Mikrophonen des zweiten Paares sein,und die von den Mikrophonen des dritten aufgenommenen [Donsignale können über ergänzende Wiedergabeeinheiten wiedergebbar sein, die zu "beiden Seiten der dem zweiten Mikrophonpaar zugehörenden Wiedergabeeinheiten angeordnet sind.

Mit dieser Anordnung läßt sich eine weitere Steigerung des räumlichen Empfindens einer lonwiedergäbe erreichen.

Bevor die Erfindung unter Vergleich mit herkömmlichen Systemen im einzelnen beschrieben wird und bevor der von der Erfindung erbrachte technische Fortschritt weiter ausgeführt wird, ist es angebracht, einige Begriffe der Fsychoakustik zu erläutern, von denen einige zwar schon bekannt sind, während andere aber erst im Verläufe von Untersuchungen entwickelt wurden, die in den akustischen Laboratorien der ORTi¹ entwickelt wurden.

Hierzu und bei der anschließenden Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in diesen zeigt?

Fig. 1 ein räumliches Diagramm zur Definition des "subjektiven Tonraumes".

Fig. 2 In einem Diagramm eine ebene Abbildung des subjektiven lonraumes in Fig. 2.

Fig.3a Schematisch Anordnungen von Mikrophonen und

^tis Lautsprechern herkömmlicher Systeme und "

Fig. 4 schematisch die Mikrophonanordnungen des erfindungsgemäßen Sy sterne s.

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Zunächst sei der Begriff des subjektiven Tonraumes definiert. Ein Hörer kann als Ursprung eines räumlichen Koordinatensystemes betrachtet werden, dessen Grenzen der Konzertsaal oder das Zimmer sind, in welchem sich der Hörer aufhält. Eb wurde nun aber festgestellt, daß der gleiche Hörer dazu neigt, seine Hörwahrnehmungen in eine oder mehrere, mit"der Tonszene mehr oder weniger ■verbundene Zonen dieses subjektiven Tonraumes zu verlegen, wobei die Hörwahrnehmungen von ihrer Ursprungszone mehr oder weniger abgelöst werden, wenn diese nicht mehr mit der !Eonszene übereinstimmt. Das heißt, der Hörer verlegt im Geiste den genannten physikalischen Raum in einen psychoakustischen Raum, der hier subjektiver Tonraum genannt wird und de-ssen Koordinaten durch die "Platzierung" bei der Wahrnehmung der Objekte (tonlicher oder visueller Art) bestimmt sind, die die Aufmerksamkeit des Hörers fesseln.

Das bedeutet, daß in einem Konzertsaal, in dem die Aufmerksamkeit, der Hörer akustisch und außerdem visuell durch die Tonszene gefesselt ist, alle akustischen Phänomene, deren Ursprung auf die Tonszene zurückgeführt werden kann, so auch der rückwärtige Nachhall des Saales, für die Hörer von der Schallszene zu stammen scheint, das heißt von vorne. Der Hörer, der in einem Zimmer ein über Radio gesendetes oder aufgezeichnetes Konzert hört, wird sich in ebensolcher Weise einen subjektiven Klangraum schaffenjund es muß also ein Ziel eines Wiedergabeverfahrens sein, de.rn Hörer bei der Errichtung eines solchen subjektiven Raumes zu helfen, der sich so weit wie möglich dem Raum nähert, den der Hörer sich im Konzertsaal errichten würde.

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Der Begriff des subjektiven Tonraumes kann unter Bezug auf Fig. 1 präzisiert werden. Der Hörer O ist als Koordinate nur sprung zu "betrachten und die Bezugskoordinaten des subjektiven Tonraumes können durch eine waagerechte und eine senkrechte Ebene dargestellt werden, die sich längs der Achse Ox schneiden, die mit der Achse der Zone der Tonszene zusammenfällt, zu der der Hörer seine Hauptaufmerksamkeit richtet. Die Gebiete, auf die der Hörer mehr oder weniger Aufmerksamkeit richtet, können durch Kegelflächen begrenzt werden, deren Spitze der Hörer selbst ist. Der Ausdruck Kegelfläche ist hierbei seinem allgemeinen Sinne zu verstehen und schließt z.B. Pyramidenflächen mit ein.. Man kann auf diese Weise unterscheiden zwischen einem Präsenzkegel P, in den der Hörer alle Tonphänomene hineinzulegen versucht, die ihm als unmittelbar mit der Tonszene verbunden erscheinen, und einem Wachsamkeitskegel V geringerer Amplitude, dessen Ausrichtung innerhalb des Präsenzkegels sich verändert, je nachdem, ob der Hörer seine Aufmerksamkeit auf den oder jenen Platz der Tonszene richtet. Die Amplitude der Kegel P und Y kann ausgedrückt werden durch die maximalen, auf die senkrechte und die waagerechte Referenzebene bezogenen Winkel θ in Höhen- und ^f in Seitenrichtung.

Bezüglich der Komplexität und Vielfalt der Tonwahrnehmungen und der Reaktionen eines Hörers scheinen die soeben getroffenen Festlegungen extrem vereinfacht zu sein, aber sie reichen nichts—desto-weniger aus, um die folgenden Betrachtungen zu ermöglichen.

Der subjektive Tonraum läßt sich weniger konkret; aber bequemer darstellen, indem dessen Projektion auf eine- Ku-

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gelfläche betrachtet wird, welche den Hörer umgibt und auf eine Ebene projiziert ist. Man erhält sodann ein Diagramm nach Art der Darstellung in Fig. 2, in welchem die Winkelkoordinaten "f und θ in einem kartesischen Koordinatensystem nach einer Mercatorprojektion dargestellt sind. Die allgemeine Anordnung der 'i'onszenen (Orchester, Bühne, Klavier, Opernszene) ist im allgemeinen so, daß die wiederzugebende Präsenzzone in waagerechter Richtung merklich ausgedehnter ist als in senkrechter Richtung und mehr nach oben zu als nach unten hin liegt. Als Beispiel kann raan angeben, daß eine korrekte stereophone Reproduktion eine ungefähre Präsenzzone schafft, wie sie als Kontur in !Fig. 2 eingezeichnet ist, und daß bei den gegenwärtigen Systemen mit vier getrennten oder nicht getrennten Kanälen angestrebt wurde, die gesamte Fläche 2 nachzubilden.

Nach diesen Definitionen läßt sich nun angeben, daß ein akustisches Übertragungs- und Wiedergäbesy stern dem Hörer im Wiedergaberaum den gleichen subjektiven Tonraum vermitteln sollte, den der Hörer sich in dem Raum gebildet hätte, in welchem die Aufnahme erfolgte, das heißt, die beiden subjektiven Tonräume sollten die gleiche Ausdehnung haben und die Aufmerksamkeit des Hörers in der gleichen Weise erregen. Auch lassen sich jetzt die Kennzeichen des direkt z.B. in einem Konzertsaal gehörten Tonfeldes analysieren. Eine von der Tonszene kommende Tonemission kann außerhalb jedes musikalischen Kriteriums subjektiv durch ihr Relief gekennzeichnet werden, das heißt durch die Art, auf die sie sich von der Ton- * · szene abhebt, und zwar aufgrund der Klangfarbe, der Tonsteilheit, der Tonintensität usw., und ferner durch die

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Zeitfolge der Tonwa.hrnehmung. Diese Zeitfolge ist nicht ausschließlich an den Zeitpunkt der Tonwahrnehmung durch die Ohren des Hörers gebunden. Vielmehr sind das [Donrelief und die Tonzeitfolge einander subjektiv zugeordnet, und es läßt sich feststellen, daß die Wahrnehmung eines Tones umso schneller erfolgt, je mehr er sich durch sein Relief von der Tonumgebung des Saales abhebt. Dies bewirkt, daß die in der klassischen Raumakustik erfolgende physikalische Unterscheidung zwischen dem direkten Ton und dem reflektierten Ton nicht direkt auf die Probleme der Tonwahrnehmung anwendbar ist. Yom subjektiven Wahrnehmungsstandpunkt aus ist man mehr da-.zu verführt, in dem von einem Hörer zu einem gegebenen Zeitpunkt wahrgenommenen Tonfeld zu unterscheiden zwischen dem Kern und dem Hof des JEonphänomens. Der Kern

der

enthält nicht nur den direkt von/Tonszene ausgehenden Ton₅ sondern auch die ersten Reflexionen des Saales. Dies ist der Anteil des Tonfeldes, der einen direkten und lebendigen Höreindruck vermittelt. Der Hof besteht demgegenüber aus den weiteren wahrnehmbaren Reflexionen und wirkt wie eine Tonaureole, die zum Eindruck einer verbreiterten Umgebung beiträgt. Global entspricht der Kern einem Zeitfenster, das auf eine Wahrnehmungszeit t-, zentriert ist, und der Hof einem Zeitfenster, das auf eine spätere Epoche t₂ zentriert ist. Zwischen den beiden !Fenstern ist keine Lücke vorhanden,und sie überlappen sich mehr oder weniger.

Im subjektiven Tonraum des Diagramms in Pig. 2 läßt sich der Tonkern durch eine Pläche N darstellen, die im übrigen gekennzeichnet ist durch eine Maßzahl entsprechend einer mittleren Zeit t-,. Der Tonhof wird durch eine mehr oder weniger scharf umgrenzte Zone H dargestellt, die

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den Tonkern H umgibt und mit einer Haßzahl für die mittlere Zeit tp versehen ist, wobei tp größer t^ ist und man als Zeitursprung den Beginn der Wahrnehmung des Tonphänomens wählt.

Es wird jetzt gezeigt, warum die verschiedenen bisherigen Systeme zur Wiedergabe in echter Quadrophonie nicht befriedigend arbeiten, wobei deren wesentliche Anordnungen kurz erwähnt werden.

In Pig. 5a und 3b sind als Beispiel zwei Mikrophonanord— nungen gezeigt, wie sie für quadrophone Tonaufnahme benutzt werden. Im Auditorium A sind die Schallszene S und vier rechte Mikrophone m-, bis m, angeordnet, die im allgemeinen herzlinienf'Örmige Empfindlichkeit aufweisen. Bei der Anordnung nach Pig. 3a sind die Mikrophone auf den Ecken eines Quadrates angeordnet und ihre Membranen sind vom Quadrat weg nach außen orientiert. Die vier Mikrophone können fest mit einem Beugungskörper (oder Kopf) G verbunden sein. Bei der Anordnung in Pig. 3b bilden die Mikrophone m^ und m₂ ein erstes stereophones Paar, das eventuell in einem Kopf G., montiert ist, während rn^ und m, ein zweites Mikrophonpaar bilden, das eventuell in einem Kopf Gp montiert ist. Der Abstand 1 zwischen m- und xa_r. VOn z.B. 17 cm entspricht dem Abstand zwischen m^ und m.jUnd der Abstand d zwischen den Paaren ist in der gleichen Größenordnung. Die Membranen sind alle schräg in Richtung der Schallszene orientiert. -

In Pig. 3c und 3d folgen Angaben über die Xnordnung_vvon Lautsprechern (oder Gruppen von Lautsprechern), welche die Tonaufzeichnungen von den Mikrophonen m-, bis m. wiedergeben. Vier Lautsprecher h-, bis h. sind demgemäß mit

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Kanälen verbunden, die den Mikrophonen m-, bis m. zugeord net sind. Der Hörer O wird als in der Nähe des Mittelpunktes des Hörraumes B befindlich betrachtet. Bei'der Anordnung in Pig. 3c besetzen die Lautsprecher die Ecken eines Rechteckes, das in das Rechteck des Raumes B eingeschrieben ist. Bei der Anordnung in Pig. 3d sind die Lautsprecher alle im vorderen Halbrund des subjektiven Hörraumes des Hörers angeordnet.

Die Anordnungen der Mikrophone in Pig. 3a und 3b können mit der einen oder der anderen Anordnung von Lautsprechern nach Pig. 3c oder 3d verbunden werden, in keinem Palle ergibt sich wirklich befriedigendes Hören.

Eine Analyse der empfundenen Höreindrücke führt zu einer Klärung der Ursachen.

Die Korabination der Anordnungen nach Pig. 3a und 3c ist in ästhetischer Hinsicht die mangelhafteste. Die Mikrophone m- und m₂ bilden ein stereophones Paar, das den direkten Ton der Tonquelle S aufnimmt',und die Mikrophone m^ und m. bilden ein weiteres Paar, das hauptsächlich den von der Rückwand des Auditoriums A reflektierten Ton aufnimmt. Die Aufmerksamkeit des Hörers wird bei der Wiedergabe zwischen der vorderen und der hinteren Lautsprechergruppe, die sich außerhalb des Präsenzkegels befindet, gevierteilt, und außerdem empfindet der Hörer einen unangenehmen Eindruck des Mangels an Einheit der wiedergegebenen Schallszene. Dieser Eindruck wird abgeschwächt, wenn alle Lautsprecher vorne angeordnet sind, wie bei der Anordnung nach Pig¹. 3c.

Aber die Lautsprechergruppen a^ - ä^, a^ - a„ und a„ a. bilden ebenso viele stereophone Paare,wie den ste-

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reophonen Tonaufnahmepaaren m~ - m-, , va-, - m₂» m? ~ ^m4 ent sprechen,und wenn sich die Aufmerksamkeit des Hörers vom zentralen lautsprecherpaar abwendet, dann läuft sie Gefahr, von einem der Seitenpaare gefesselt zu werden und der Hörer empfindet sodann den Effekt einer plötzlichen Verlagerung der Tonszene.

Einwendungen der gleichen Art können gegenüber dem Tonaufnahmesystem nach Sig. 3b erhöhen werden, ob es nun in Verbindung mit dem Wiedergabesystem nach Pig. 3c oder mit dem Wiedergabesystem nach Pig. 3d kombiniert wird. Die beiden Mikrophonpaare m-, - m₂ und m- - vo. haben den gleichen Abstand und weisen im gleichen Maße auseinander. Sie sind außerdem nicht weit auseinandergestellt'. Der Hörer empfindet bei beiden Lautsprecheranordnungen das komplexe empfangene Signal so, als ob es einerseits von der lautsprechergruppe a-, - a, und andererseits von der Gruppe a~ - a, kommt. Der Eindruck ist recht ähnlich dem, der von einer stereophonen Installation ausginge, deren Lautsprecher zu/tfeit auseinanderstehen.

Es scheint, daß die Mangel dieser herkömmlichen Systeme auf folgendem beruhen. Die Systeme gehen aus von der Unterscheidung zwischen direktem und reflektiertem Ton. Diese Unterscheidung ist physikalischer Matur und berücksichtigt nicht die psychoakustisehen Phänomene. Diese Systeme bewirken so, daß die Aufmerksamkeit des Hörers in gleicher Weise durch die vorderen und die hinteren Lautsprecher bei der Anordnung in Pig. 3c oder auch durch die zentralen und die seitlichen Lautsprecher bei der Anordnung nach 3d erregt werden.

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Das Tonaufnahmesystem nach der Erfindung, das schematisch in Pig. 4 dargestellt ist, "beruht dagegen auf der pBychoakustischen Unterscheidung zwischen !Conker η und Tonhdf und zielt darauf ab, die Aufmerksamkeit des Zuhörers durch die zentralen Lautsprecher der Anordnung nach I¹Ig. 3d zu fesseln, das heißt darauf, daß die Abstrahlung der zentralen lautsprecher, welche die Ausrichtung des Präsenzkegels bestimmen, nahezu dem Tonkern entspricht, während die Abstrahlung der seitlichen Lautsprecher dem Tonhof entsprechen soll. Beim Tonaufnahme sy stem nach der Erfindung werden, ausgehend von der Anordnung in I¹Xg. 3b_; zwei Paare steiH3phoner_f zur Tonquelle ausgerichteter EichtMikrophone eingesetzt _r wobei aber die Lage- und Richtungsparameter der Mikrophone gegenüber herkömmlichen Anordnungen deutlich verschieden sind. Bezeichnet man den Abstand zwischen den Mikrophonen des der Schallszene näheren Paares mit 1-, und den Abstand zwischen den Mikrophonen des weiter entfernten Paares mit l_oiund bezeichnet man mit el τ ^utl(3 H_n die Diver-

^ ^{λ 2} Erfindung\

genz der Mikrophonachsen dieser Paare, dann sieht diey

vor, daß der Abstand I₂ deutlich kleiner ist als der Abstand 1-, und der Winkel j\ ₂ deutlich kleiner ist als der /)-,. Die Anordnung der Lautsprecher für das Wiedergabesystem entspricht der Anordnung nach ]?igur 3d. Weitere Merkmale der Erfindung sind:

Der Abstand d zwischen den beiden Mikrophonpaaren liegt zwischen 45 und 65 cm und bevorzugt bei 55 cm,

der Abstand 1-, zwischen den Mikrophonen des ersten Paares liegt zwischen 15 und 20 cm und bevorzugt in der Größenordnung von 17 cm,

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der Divergenzwinkel o{ -, der lonaufnahmeachsen der Mikrophone des ersten Paares liegt zwischen . 9ü und 120° und bevorzugt bei 110°.

Für die entsprechenden Parameter des zweiten Mikrophonpaares sind zugeordnete Werte vorgesehen:

I₂ liegt zwischen 4 und 10 cm und vorteilhaft in der Größenordnung von 6 cm und der Winkel d\2 liegt bevorzugt zwischen 30 und 90° und vorteilhaft in der Größenordnung von 60°.

Hierzu ist festzustellen, daß die Parameter des ersten Mikrophonpaares den von der ORT!¹ für den größten Teil ihrer stereophonen Musikaufnahmen gewählten Parametern entsprechen.

In den neuesten Anwendungsfällen und aus dem Fachmann bekannten Gründen sind Mikrophone mit herzlinienförmiger Empfindlichkeit vorzuziehen. In einigen Fällen schwieriger Tonaufnahme oder zur Erlangung spezieller Effekte können Mikrophone mit herzlinienförmiger Empfindlichkeit ganz oder teilweise durch Mikrophone mit stärkerer Richtwirkung oder im Gegensatz dazu durch richtungsunempfindliche Mikrophone ersetzt werden.

Die Unterschiede zwischen den durch die Anordnung nach der Erfindung erzielten Ergebnissen und den Ergebnissen herkömmlicher Systeme, die der neuen Anordnung am nächsten zu sein scheinen, wie der Anordnung in Fig. 3ΐ>, sind überzeugend. Die bei zahlreichen Versuchen als Zeugen gewählten Hörer hatten die gleiche Fortschrittsempfindung bei der

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Wiedergabe gegenüber der einfachen stereophonen Wiedergabe, wie es bei der einfachen stereophonen Wiedergabe gegenüber der monophonen Wiedergabe empfunden wird. Das Hören ist räumlich bestimmt, wie bei der einfachen Stereophonie, aber die Tonumgebung ist sehr viel vollständiger. Die Gründe hierfür sind folgende:

Das vordere Mikrophonpaar m-, - m_? gibt eine klassische stereophone Tonaufnahme. Das hintere Paar m* -id., das deutlich weiter von der Tonszene entfernt ist, erfasst praktisch die gleichen Töne, aber mit einer deutlichen Verzögerung und unter Hinzufügung eines stärkeren Rückhalles. Diese Verzögerung entspricht der Zeitdifferenz t„ - t^, die bei der Erklärung der subjektiven zeitlichen Penster definiert wurde, die dem Tonkern und dem Tonhof entsprechen. Diese zeitliche Verzögerung bewirkt, daß die seitlichen lautsprecher den Tonhof abzustrahlen scheinen und so vom Hörer weniger Aufmerksamkeit erfordern als die zentralen lautsprecher,

Der Charakter der Wiedergabe reagiert sehr empfindlich auf kleine Änderungen der Lageparameter der Mikrophone m., und m, des hinteren Mikrophonpaares. Wenn dieses Paar zu sehr an das vordere Paar angenähert ist, ergeben sich wieder die bei der Anordnung nach jPig. 3b festgestellten Effekte. Wenn die Mikrophone dieses Paares zu nahe beieinander stehen oder wenn ihre Divergenz zu klein ist, dann wird die Wiedergabe der seitlichen Lautsprecher dünner; und das Empfinden von Umgebung und Raum verringert sich. Stehen diese Mikrophone dagegen zufweit auseinander, oder weisen sie zujweit auseinander, dann scheint eine Auflösung zwi-

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sehen der genauen Wiedergabe durch die zentralen lautsprecher und der"weichen Wiedergabe" durch die seitlichen Lautsprecher aufzutreten_;und die üonszene verliert ihre Einheit.

Die weiter oben für die verschiedenen Parameter d, 1-, , 1„, Ct₁ und dL· angegebenen Spannen reichen in der Praxis für alle lonaufnahmeprobleme aus. In der Mehrzahl der J?älle wird man aber daran interessiert sein, die empfohlenen Vorzugswerte zu verwenden.

Die Versuche führten zu der allgemeinen Regel, daß alle Lautsprecher im vorderen Halbraum des Hörraumes angeordnet sein sollten. Wenn die den Mikrophonen nw und m. ent- , sprechenden Lautsprecher nach hinten versetzt sind, läßt sich wieder der unangenehme Eindruck der Auflösung der Toneinheit feststellen, der weiter oben schon angegeben wurde. Ein angenehmer Höreindruck ist aber zu erreichen, wenn die Achse der hinteren Lautsprecher nicht direkt auf den Hörer ausgerichtet ist.

Im Verlaufe der Versuche, die zum erfindungsgemäßen System führten, wurden die Bedingungen geprüft, denen eine polyphone Einrichtung genügen muß, die mehr als vier diskrete Kanäle besitzt. Hierbei wurden die besten Resultate erzielt, wenn hinter dem Mikrophonpaar nw - m, ein Paar m,- mg oder ein Polge solcher Paare angeordnet wird, wobei die Mikrophone m^ und m,- deutlich weiter auseinander stehen als die Mikrophone m„ - m-iund wobei die folgenden Mikrophonpaare ihrerseits einen umso größeren Abstand aufweisen, je weiter sie von der !Donszene entfernt sind. Bezug- ' lieh der entsprechenden Seitenlautsprecher sollte sich der Abstand zur Hörachse in direktem. Verhältnis zum Abstand zwischen Schallszene und zugehörigem Mikrophonpaar verändern.

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Claims (4)

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   Patentansprüche

   Polyphones Tonübertragungssystem für Rundfunksendung oder Tonaufzeichnung mit einer Tonaufnahmeeinrichtung, die ein erstes stereophones Paar von Richtmikrophonen "besitzt, die in einem ersten festgelegten Abstand von der aufzunehmenden Tonszene angeordnet sind, und ein zweites stereophones Paar von Richtmikrophonen, die in einem zweiten, um eine feste Größe (d) größeren Abstand von der aufzunehmenden Tonszene angeordnet sind, wobei die vier Mikrophone, streng miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (Ip) zwischen den Mikrophonen.(m^, ca.) des zweiten Paares deutlich kleiner ist als der Abstand 1-, zwischen den Mikrophonen des ersten Paares (m-, , m_?) und daß der Divergenzwinkel (oL·) äer Tonaufnahmeachsen der Mikrophone des zweiten Paares in Richtung der Tonszene deutlich kleiner ist als der Divergenzwinkel ((A₁) der Tonaufnahmeachsen der Mikrophone des ersten Paares.
2. 2. Polyphones Toimbertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Mikrophonpaare der Tonaufnahmeeinrichtung um einen Abstand (d) von 45 bis 65 cm, bevorzugt genau 55 cm getrennt sind, der Abstand (I₁) zwischen den Mikrophonen des ersten Paares zwischen 15 und 20 cm, bevorzugt bei genau 17 cm liegt, der Abstand (1«) zwischen den Mikrophonen des zweiten Paares zwischen 4 und 10 cm, bevorzugt bei genau 6 cm, der Divergenzwinkel (of-,) des ersten Paares zwischen 90 und 120°, bevorzugt genau 110° beträgt und der Di vergenzwinkel (<jL) des zweiten Paares zwischen 30 und 90°, bevorzugt genau 60°.

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   an das Deutsche Patentamt, München. Patentanwalt
3. 3. Polyphones TonübertragungssysteiD nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den vier Mikrophonen

   • der lonaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Tonsignale über vier elektroakustische Wiedergabeeinheiten wiedergebbar sind, die im vorderen Halbrund des Zuhörerraumes angeordnet sind, wobei den beiden der Hörachse am nächsten stehenden Wiedergabeeinheiten" (h-, , h_?) das erste Mikrophonpaar (to-, , XBr,) und den beiden von der Hörachse weiter entfernten Wiedergabeeinheiten (iu, h.) das zweite Mikrophonpaar (m^, m,) zugeordnet ist.
4. 4. Polyphones lonübertragungssystem nach Anspruch 3 mit einem dritten Mikrophonpaar, das von der !Eonszene weiter entfernt ist als das zweite Mikrophonpaar, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Mikrophonen (m,-, mg) des dritten Paares deutlich größer ist als der zwischen den Mikrophonen (m^, m.) des zweiten Paares und daß die von den Mikrophonen des dritten Paares aufgenommenen 'üonsignale über ergänzende Wiedergabeeinheiten wiedergebbar, sind, die zu beiden Seiten der dem zweiten Mikrophonpaar zugehörenden Wiedergabeeinheiten angeordnet sind.

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   SÄ*

   FIG.3a ³I

   FIG. 3c

   FIG,3b

   τ/6

   Xc₁

   FIG.3d