DE2659757C2 - Device for recording and reproducing spatial sound events using two-channel spatial sound signals - Google Patents

Device for recording and reproducing spatial sound events using two-channel spatial sound signals

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DE2659757C2
DE2659757C2 DE19762659757 DE2659757A DE2659757C2 DE 2659757 C2 DE2659757 C2 DE 2659757C2 DE 19762659757 DE19762659757 DE 19762659757 DE 2659757 A DE2659757 A DE 2659757A DE 2659757 C2 DE2659757 C2 DE 2659757C2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00Two-channel systems
    • H04S1/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von räumlichen Schallereignissen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl. die DE-PS 26 16 665 IM. The main patent relates to a device for recording and reproducing spatial sound events according to the preamble of claim 1, see DE-PS 26 16 665 IM.

Nach der Lehre des Hauptpatents [1], sowie nach »Fortschritte der Akustik«, DAGA 76, Heidelberg, S. 483 [2] und NTG-Tagung, »Hörrundfunk«, Düsseldorf 1976 [3] werden räumliche Schallereignisse durch eine Einrichtung übertragen, die aus einer Richtmikrophonanoninung mit schnell rotierender Richtcharakteristik auf der Aufnahmeseite besteht. Wiedergabeseitig wird die Spannung des »rotierenden Mikrophons« einer Lautsprecheranordnung zugeführt, bei der vor jedem Lautsprecher ein Schalter angeordnet ist, der jeweils synchron mit der rotierenden Mikrophoncharakteristik geschaltet wird (Akustisches Stroboskop).According to the teaching of the main patent [1], as well as according to "Advances in Acoustics", DAGA 76, Heidelberg, p. 483 [2] and NTG-Tagung, »Hörrundfunk«, Düsseldorf 1976 [3], spatial sound events are caused by a facility transmitted from a directional microphone with a rapidly rotating directional characteristic on the Admission side consists. On the playback side, the voltage of the "rotating microphone" becomes a loudspeaker arrangement fed, in which a switch is arranged in front of each loudspeaker, each synchronous with the rotating microphone characteristic is switched (acoustic stroboscope).

Die Spannung eines Drehmikrophons enthält den richtungsunabhängigen Niederfrequenzanteil (Basissignal), der vom »Kugelmikrophon« geliefert wird und den Signalanteil Ä'des rotierenden Achtermikrophons mit derThe voltage of a rotary microphone contains the direction-independent low-frequency component (base signal), which is supplied by the »spherical microphone« and the signal component Ä 'of the rotating figure eight microphone with the

Information über die Schaileinfallsrichtung. Wenn das Drehmikrophon eine Richtcharakteristik erster Ordnung besitzt und mit einer Umlauffrequenz von 38 kHz rotiert, umfaßt sein Gesamtsignal (Raumtonsignal B + finden Frequenzbereich von 30 Hz bis 53 kHz.Information about the direction of arrival of the ship. If the rotary microphone has a directional characteristic of the first order and rotates at an orbital frequency of 38 kHz, its total signal (spatial tone signal B + find a frequency range from 30 Hz to 53 kHz.

Das Raumtonsignal besteht prinzipiell aus drei niederfrequenten Mikrophonspannungen, die in optimaler Art kodiert sind [I].The spatial tone signal basically consists of three low-frequency microphone voltages, which are optimally are coded [I].

ω Die Zerlegung des Räümtönsignäls ins Känälmultiplex führt z. B. auf drei Niederfrequenzspannungen (B, /?+ ^ R-φ) gemäß Fig. la, von denen die beiden, die aus dem Raumsignal R' abgeleitet werden, sich in ihrer Phasenlage um den doppelten Schalleinfallswinkel voneinander unterscheiden. Die drei Tonfrequenzspannungen lassen sich im Zeigerdiagramm (F i g. 1 a) darstellen. Diese Darstellung macht deutlich, daß der Schalleinfallswinkel φ die Phasenlage der drei Spannungen zueinander bestimmt, daß die Schalleinfallsrichtung dann unverzerrt übertragen wird, wenn lineare Phasen- und Amplitudenverzerrungen dieser drei Tonspannungen bei gleicher Frequenz gleich sind. Dies ist dann von Bedeutung, wenn beispielsweise eine Preemphasis oder eine Dynamikkompression des Raumtonsignals vorgenommen werden soll oder aber im Raumsignalbereich R' Phasenverzerrungen (z. B. bei magnetischer Aufzeichnung) befürchtet werden müssen. In solchen Fällen emp-ω The decomposition of the Räümtönsignäls in the Känälmultiplex leads z. B. on three low-frequency voltages (B, /? + ^ R-φ) according to Fig. La, of which the two, which are derived from the room signal R ' , differ from each other in their phase position by twice the sound angle of incidence. The three audio frequency voltages can be shown in the phasor diagram (FIG. 1 a). This representation makes it clear that the sound angle of incidence φ determines the phase position of the three voltages to one another, that the direction of sound incidence is transmitted undistorted when the linear phase and amplitude distortions of these three sound voltages are the same at the same frequency. This is important if, for example, a pre-emphasis or dynamic compression of the spatial sound signal is to be carried out or if phase distortions (e.g. in the case of magnetic recording) have to be feared in the spatial signal range R '. In such cases we recommend

fiehlt sich die Übertragung bzw. Speicherung des Raumtonsignals im Kanalmultiplex.It is not possible to transmit or store the surround sound signal in channel multiplex.

Die Speicherung des Raumtonsignals kann sowohl im Frequenz- als auch im Kanalmultiplex erfolgen. Bei Tonbandaufzeichnungen wird man L a.das Kanalmultiplex vorziehen, weil Mehrspurgeräte mit gleichen Phasen- und Frequenzgängen in allen Kanälen heute in der Studiotechnik verbreitet sind. Bei Schallplattenspeicherung hat man nur zwei Niedarfrequenzbereiche bis 20 kHz zur Verfugung. Die Schallplattenübertragung von hohen Frequenzen (bis 53 kHz) und damit der Übertragung des gesamten Raumtonsignals ist heute zwar möglich, jedoch unbefriedigend, weil dieses Verfahren zu teure und störanfällige Abspieleinrichtungen (Tonabnehmer, Tonabnehmernadel) voraussetzt und weil die Abtastung höherer Frequenzen (> 20 kHz) infolge zunehmender Beschleunigungskräfte höheren Verschleiß der Schallplatte bedingt.The spatial tone signal can be stored in both frequency and channel multiplexing. at Tape recordings will be preferred to channel multiplex because multi-track devices with the same phase and frequency responses in all channels are common in studio technology today. In the case of record storage you only have two low frequency ranges up to 20 kHz available. The record transfer of high Frequencies (up to 53 kHz) and thus the transmission of the entire spatial tone signal is possible today, but unsatisfactory because this method is too expensive and prone to failure playback devices (pickups, Pickup needle) and because the scanning of higher frequencies (> 20 kHz) due to increasing acceleration forces causes higher wear of the record.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese drei in Niederfrequenzlage vorliegenden Signale eine Drehmikrophons so aufzuarbeiten, daß aus den drei Signalen zwei Niederfrequenzsignale entstehen, zu deren Aufzeichnung bzw. Übertragung lediglich zwei Niederfrequenzkanäle notwendig sind.The object of the invention is therefore to use these three signals present in the low frequency position in a rotary microphone to process in such a way that the three signals result in two low-frequency signals for their recording or transmission, only two low-frequency channels are necessary.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.This object is achieved according to the invention by what is specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Die Erfindung wird anhand der Zeichnungsfiguren erläutert:Advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims The invention is explained with reference to the drawing figures:

Fig. la Zur Bildung dreier niederfrequenter Signale (Kanalmultiplex) aus dem Signal eines Mikrophons mit rotierender Charakteristik, die gebildet wird aus der Superposition einer feststehenden Kugelcharakteristik (B) und einer rotierenden Achtercharakteristik (R') Fig. La For the formation of three low-frequency signals (channel multiplex) from the signal of a microphone with a rotating characteristic, which is formed from the superposition of a fixed omnidirectional characteristic (B) and a rotating figure-of-eight characteristic (R ')

F i g. 1 b Zur Bildung der Kanalspannungen Kf, Kj, resp. Ka, Kb F i g. 1 b To form the channel voltages Kf , Kj , respectively. Ka, Kb

F i g. 2a Erzeugung des Niederfrequwizsignals des n-ten Lautsprechers der Lautsprecherkonfiguration aus den Kanalspannungen Kf, Kf mit Hilfe von Modulatoren (kohärente Demodulation)F i g. 2a Generation of the low frequency signal of the nth loudspeaker of the loudspeaker configuration from the channel voltages Kf, Kf with the help of modulators (coherent demodulation)

F i g. 2b Erzeugung eines Signal in Raumtonlage aus den Kanalspannungen Kf, (Kj und Weiterverarbeitung mit Hilfe von gegenläufigen SchalterdemodulatorenF i g. 2b Generation of a signal in spatial pitch from the channel voltages Kf, (Kj and further processing with the help of counter-rotating switch demodulators

F i g. 2c Einrichtung gemäß F i g. 2b mit zusätzlicher Wiedergabe einer vertikalen Mikrophonebene gemäß dem Hauptpatent [1]F i g. 2c device according to FIG. 2b with additional reproduction of a vertical microphone plane according to FIG the main patent [1]

F i g. 3a, b Einige Lautsprecherbelegungsfunktionen in Abhängigkeit der Parameter K,β F i g. 3a, b Some loudspeaker allocation functions depending on the parameters K, β

Die Tonspannungen der F i g. 1 b werden nach Art von F i g. 1 c zusammengefaßt, so daß die Spannungen Kf, Kj entstehen: ~~The tone voltages of FIG. 1 b are according to the type of F i g. 1 c summarized, so that the voltages Kf, Kj arise: ~~

Kf = Bcos a + R cos (a — φ) + P Kf = Bcos a + R cos (a - φ) + P

(1) Kj = B cos a + R cos (a + φ) — P (1) Kj = B cos a + R cos (a + φ) - P

P 19 kHz Pilotton P 19 kHz pilot tone

a = wt + α Augenblicksphase der Tonfrequenza = wt + α instantaneous phase of the audio frequency

Die Gewinnung der Raumsignalanteile R-9 und R+9, aus dem Raumtonsignal mag dabei, wie in Fig. la skizziert, vorgenommen worden sein. P ist der 19 kHz-Pilotton, der die Synchronisation von Aufnahme- und Wiedergabemodulation ([1J [3]) übernimmt und z. B. mit ca. —20 dB unter Vollaussteuerung übertragen wird. Kf und Kj werden wie die A-B-Signale der herkömmlichen Zweikanalstereophonie (Tonband, Schallplatte) behandelt Nach Summenbildupg (Kf + Kj) löschen sich die beiden Pilottonanteile gegenseitig aus, nach der Differenzbildung addieren sie sich. Die Splittung des Pilottons hat den Vorteil, daß bei geringen Phasenunterschieden beider Übertragungskanäle ein Ausgleich stattfindetThe spatial signal components R- 9 and R +9 may have been obtained from the spatial tone signal, as sketched in FIG. La. P is the 19 kHz pilot tone, which synchronizes recording and playback modulation ([1J [3]) and z. B. is transmitted with about -20 dB under full modulation. Kf and Kj are treated like the AB signals of conventional two-channel stereophony (tape, record). After Summenbildupg (Kf + Kj) , the two pilot tone components cancel each other out; after the difference is formed, they add up. Splitting the pilot tone has the advantage that if the phase differences between the two transmission channels are small, an equalization takes place

Die beiden Tonspannungen Kf und Af2 + können zweikanalig übertragen und gespeichert werden. Vor ihrer zweikanaligen intei?sitätsstereophonen Wiedergabe muß erneut ihre Linearkombination vorgenommen werden; bei Schallplattenabtastung geschieht dies bekanntermaßen durch die 45°-SteIlung der Abtastsysteme. Durch Linearkombination folgt:The two Tonspannungen Kf and Af + 2 can be transmitted on two channels and stored. Before their two-channel integration stereophonic reproduction, their linear combination must be carried out again; When scanning records, this is known to happen through the 45 ° position of the scanning systems. By linear combination it follows:

Af(i +2, = K* + Af2 + = 2 B cos α + 2R cos α · cos o>Af (i +2, = K * + Af 2 + = 2 B cos α + 2 R cos α · cos o>

Kt + KtKt + Kt

= B ■ cos α ■ (1 + K cos φ) = B ■ cos α ■ (1 + K cos φ) 5J5Y

(2) £<i-2) = Kt - !^ = R {cos (α-?)) - cos (α + φ)} +2P_ (2) £ <i-2) = Kt -! ^ = R {cos (α-?)) - cos (α + φ)} + 2P_

A+ + K+ A + + K +

= R sin α ■ sin φ + P) = R sin α ■ sin φ + P)

mit K = R.'B
Wenn der Pilotton herausgefiltert wird, ist die Pegeldifferenz dieser beiden Kanalspannungen:
with K = R.'B
If the pilot tone is filtered out, the level difference between these two channel voltages is:

ΛΙΛΙ -VM 1+AfCOSfl?-VM 1 + AfCOSfl?

^'+W.-2) = 20lg (3)^ '+ W.-2) = 20lg (3)

Wenn man den Pilotton P nur der Spannung Kf zusetzt, wird er bei der Wiedergabe für einen Abhörplatz genau zwischen den Lautsprechern ausgelöscht.If the pilot tone P is only added to the voltage Kf , it is extinguished during playback for a listening position exactly between the loudspeakers.

Beide Kanalspannungen JjC1*, Kf weisen immer einen Phasenverschiebung von 90° gegeneinander auf entsprechend der Verschiebung zwischen Sinus- und Cosinus-Funktion in Gleichung 2. Ihr Spannungsverhältnis ist bei gegebenem K (Aufnahmeparameter) nur von der Schalleinfallsrichtung abhängig. Bis auf die 90° — Phasenverschiebung beider Kanäle ist diese Technik mit der Intensitätsstereophonie kompatibel. Für K = 1 ergibt sich beispielsweise eine um φ = 90° symmetrische Kennlinie, die bei φ = 10° bzw. 170° Pegelunterschiede von ±20 dB erreicht Im Winkelbereich ±60° ist die Kennlinie bemerkenswert gerade. Die rückwärtige Hörszene wird natürlich in die vordere gespiegelt. Für größere Werte von K (z. B. 1,5 oder 2) wird die Hörszene schmaler ίο und ihre Mitte rückt zu kleineren Winkeln, z. B. 70°. Gleichzeitig finden anstelle einer drei Spiegelungen statt.Both channel voltages JjC 1 *, Kf always show a phase shift of 90 ° from one another, corresponding to the shift between the sine and cosine functions in equation 2. Their voltage ratio is only dependent on the direction of sound incidence for a given K (recording parameter). Except for the 90 ° phase shift of both channels, this technology is compatible with intensity stereophony. For K = 1, for example, a characteristic curve that is symmetrical around φ = 90 ° results, which at φ = 10 ° or 170 ° achieves level differences of ± 20 dB. In the angular range of ± 60 °, the characteristic curve is remarkably straight. The rear listening scene is of course mirrored in the front. For larger values of K (e.g. 1.5 or 2) the listening scene becomes narrower ίο and its center moves to smaller angles, e.g. B. 70 °. Instead of one, there are three reflections at the same time.

Die konstante Phasenverschiebung von 90° bedingt wahrscheinlich eine gewisse »Räumlichkeit« besonders des Mitteneindrucks, die — wenn sich nicht erwünscht sein sollte — durch Einsatz von Phasenschiebern mit konstanter Phase zur Rückdrehung vermieden werden kann. Die einkanalige Wiedergabe der Spannung (Kf — /C2*) ist mit der zweikanaligen Stereowiedergabe kompatibel, weil sie in Szenenmitte - 90°) am größten ist, weswegen bei Herstellung von monokornpatiblen eidophonischen Aufnahmen (Schallplatten) die beiden Tonspannung aus Ka und Kb gebildet werden sollten (F i g. 1 d):The constant phase shift of 90 ° probably causes a certain "spatiality", especially of the center impression, which - if this is not desired - can be avoided by using phase shifters with a constant phase for reverse rotation. The single-channel reproduction of the tension (Kf - / C 2 *) is compatible with the two-channel stereo reproduction, because it is greatest in the middle of the scene - 90 °), which is why the two tone tension from Ka and Kb should be formed (Fig. 1 d):

V. -If*V. -If * SS. Λ- IS- - IS- — K* »ink-analia* WioHoroahp SS. Λ- IS- - IS- - K * »ink-analia * WioHoroahp

Linearkombination: (4)Linear combination: (4) M Kb Kf Ka-Kb = Kt + K} M Kb Kf K a -Kb = Kt + K}

mitwith

Ka= Bcos a + R[a—φ)Ka = Bcos a + R [a — φ) Kb=-Bcos a—R (a +φ)Kb = -Bcos a — R (a + φ)

Die Wiedergabe der Schalleinfallsrichtung mit Hilfe von Schale--modulatoren vor jedem Lautsprecher analog dem in [1] beschriebenen Verfahren wird durch die Schaltungen nach F i g. 2 ermöglicht Jede der Spannungen Kf, K; wird zunächst, nachdem der Pilotton P herausgefiltert wurde, mit der Umlauffrequenz Ω der DrehchaThe reproduction of the direction of sound incidence with the aid of shell modulators in front of each loudspeaker analogous to the method described in [1] is achieved by the circuits according to FIG. 2 enables each of the voltages Kf, K; first of all, after the pilot tone P has been filtered out, the rotary cha is at the rotational frequency Ω rakteristik multipliziert wobei nach [1] der Pilotton zur Synchronisation der Modulatoren dient. Dies kann z. B. in bekannter Weise mit einer PLL-Schaltung geschehen. Am Ausgang der Modulatoren itehen die Signale in Raumsignallage zur Verfügung, d. h. so, wie es die »eidophonische Wiedergabe« erfordert. Anders als beim Signal des Drehmikrophons [1] sind jetzt im Raumsignalbereich auch Anteile des Basissignals enthalten. Beide Spannungen gelangen über Filter zu Richtungsmodulatoren, die jedem Lautsprecherkanal zugeordnet sind [I]:characteristic multiplied, whereby according to [1] the pilot tone is used to synchronize the modulators. This can e.g. B. done in a known manner with a PLL circuit. At the output of the modulators, the signals are in Room signal position available, d. H. as required by the "eidophonic rendering". Unlike the Signal from the rotary microphone [1], parts of the base signal are now also included in the room signal range. Both Voltages pass through filters to directional modulators that are assigned to each loudspeaker channel [I]:

jedem Lautsprecherkanal werden Ober zwei gegenläufig modulierte Kanaldemodulatoren die in Raumsignallage transponierten Spannungen Kt und Kt zugeführt Die Kanalmodulatoren der F i g. 2a wurden der Einfachheit halber als Vierquadrantenmultiplizierer angenommen. Außerdem wird jedem Kanal die Summe der Spannungen Kf, Kf hinzugefügt. Für die Lautsprecherbelegungsfunktion (sie beschreibt die Dämpfung der Tonspannung in Abhängigkeit vom Schalleinfallswinkel φ) folgt schließlich nach Tiefpaßfilterung (fg= 15 kHz):Each loudspeaker channel is supplied with the voltages Kt and Kt transposed into the room signal position via two channel demodulators modulated in opposite directions. The channel modulators in FIG. 2a have been assumed to be a four-quadrant multiplier for the sake of simplicity. In addition, the sum of the voltages Kf, Kf is added to each channel. For the loudspeaker occupancy function (it describes the attenuation of the sound voltage as a function of the sound incidence angle φ) it finally follows after low-pass filtering (f g = 15 kHz):

4040

{{Lit x Kt) x (12/ + φ) - [ΤΡ] - B cos (a - ψ) + R cos (fl + (φ - φ)) (iit χ Κ;) χ (Ut + ψ) - [TVj - B cos (α - ψ) + R cos (α + (ψ - φ)) {{Lit x Kt) x (12 / + φ) - [ΤΡ] - B cos (a - ψ) + R cos (fl + (φ - φ)) (iit χ Κ;) χ (Ut + ψ) - [TVj - B cos (α - ψ) + R cos (α + (ψ - φ))

4545 CC.

2 B cos α ■ cos φ + 2 R cos α cos (ψ - φ) 2 B cos α ■ cos φ + 2 R cos α cos (ψ - φ)

1 (£Γ + Kj =2Β cos α + 2R cos α cos φ 1 (£ Γ + Kj = 2Β cos α + 2R cos α cos φ

1/2 · Gesamtsumme = B cos a \\ + K cos φ + cos φ +K cos ψ)\ 1/2 total sum = B cos a \\ + K cos φ + cos φ + K cos - ψ) \

U=Bcosa[l + K cos φ + cos φ + K cos (φ — ψ) U = Bcosa [l + K cos φ + cos φ + K cos (φ - ψ) (5a)(5a)

a = t + λ Augenblicksphase der Niederfrequenz a = t + λ instantaneous phase of the low frequency

φ Schalleinfallsrichtung »Kanalwinkel«, d. i. der Winkel, unter dem der betreffende Lautsprecher aufgebaut ist φ direction of sound incidence »channel angle«, ie the angle at which the loudspeaker in question is set up

U = Bcosa\\ + K cos φ + cos (ψ — β) + K cos {φ — β))} U = Bcosa \\ + K cos φ + cos (ψ - β) + K cos - {φ - β))} (5b)(5b)

6060

mit/?Phasenverschiebung des Raumtonmodulators.with /? phase shift of the spatial tone modulator.

F i g. 2b zeigt eine Schaltungsvariante, die zur Raumdemodulation mit Schaltermodulatoren nach [1] benutzt werden kann und die auf die Gleichung 5b führt, wenn außerdem die 38 kHz-Schwingungen den beiden Vierquadrantenmultiplizierern über je einen »vor« — bzw. »rückdrehenden« Phasenschieber l±ß\ gemäß Gl. 5b zugeführt werden.F i g. 2b shows a circuit variant which can be used for room demodulation with switch modulators according to [1] and which leads to equation 5b if, in addition, the 38 kHz oscillations are transmitted to the two four-quadrant multipliers via a "forward" or "reverse" phase shifter l ± ß \ according to Eq. 5b are supplied.

Die Klammerajsdrücke der Gleichungen 5a/b beschreiben jeweils die Belegungsfunktion der Lautsprecher. Die Lautsprecherbelegungsfunktion kennzeichnet die Wichtung, unter der der betreffende Lautsprecher sein Signal abstrahlt Ein Beispiel zeigt Fig.3a für β = 0. Anders als bei dem in [1] beschriebenen VerfahrenThe pressure in brackets in equations 5a / b each describe the occupancy function of the loudspeakers. The loudspeaker occupancy function indicates the weighting under which the loudspeaker in question emits its signal. An example is shown in Fig. 3a for β = 0. In contrast to the method described in [1]

(Eidophonie) ist jetzt die Lautsprecherbelegungsfunktion auch vom Kanalwinkel abhängig, so daß die Wiedergabe der Schalleinfallsrichtungen von den Richtungen im Wiedergaberaum abhängig wird; beispielsweise wird in der Schalkinfallsrichtung φ = 180° bei K = 1 überhaupt nichts wiedergegeben. Außerdem ist die Hörszene zur Mitte hin leicht zusammengezogen.(Eidophonie) the loudspeaker occupancy function is now also dependent on the channel angle, so that the reproduction of the directions of sound incidence is dependent on the directions in the reproduction room; for example, nothing at all is reproduced in the shawl incline direction φ = 180 ° at K = 1. In addition, the listening scene is slightly contracted towards the middle.

Für die volle Kompatibilität zweikanaliger Wiedergabe mittels Schalterdemodulatoren ist es wünschenswert, daß die Mitte der Hörszene in beiden Wiedergabearten übereinstimmt.For full compatibility of two-channel playback using switch demodulators, it is desirable that the middle of the listening scene is the same in both modes of reproduction.

Bei monophoner und zweikanaliger Wiedergabe ist die Mitte durch φ = 90" gekennzeichnet. Bei eidophoner Wiedergabe gemäß Gl. 5a würde dann zur Hörszenenmitte = 90°) keine Amplitudensymmetrie mehr bestehen (vgl. F i g. 3), d. h. rechts und links zur Mitte postierte Schallquellen würden verschieden laut wiedergegeben. Diesem Mangel könnte man leicht durch entsprechende Plazierung der Schallquellen begegnen, was jedoch für die Raumechos nicht möglich ist. Eine bessere Korrektur ist dadurch möglich, daß man gemäß F i g. 2b bei Wiedergabe durch Schalterdemodulatoren die Phase β der 38-kHz-Schwingungen ändert, die man den Raumtonmodulatoren zuführt. Wenn man z. B. eine Phasenverschiebung von jeweils 90° vorsieht, wird die Symmetrie der Hörszene um 90° voll gewahrt (vgl. F i g. 3b).In the case of monophonic and two-channel playback, the center is identified by φ = 90 ". With eidophonic playback according to Eq. 5a, there would then no longer be any amplitude symmetry at the center of the listening scene (φ = 90 °) (see FIG. 3), ie right and left Sound sources positioned in the middle would be reproduced with different loudness. This deficiency could easily be countered by appropriate placement of the sound sources, but this is not possible for the room echoes Phase β of the 38 kHz oscillations that are fed to the room tone modulators changes, if, for example, a phase shift of 90 ° is provided, the symmetry of the listening scene by 90 ° is fully preserved (see Fig. 3b).

Die hier vorgeschlagene zweikanalige Übertragung läßt sich auch dann anwenden, wenn gemäß [1] zwei Ebenen abgetastet (horizontal und vertikal) und im Ebenenzeitmultiplex wiedergegeben werden, da bei der Verschlüsselung des Raumsignals Ä'für die Spannungen Kf, IQ keine besonderen Einschränkungen gemacht wurden. An die Ausgänge der beiden Raumtonmodulatoren ist je ein Kurzzeitspeicher anzuschließen, dessen Ausgänge abwechselnd mit den Ausgängen der Raumtonmodulatoren über die Ebenenumschalter mit den Richtungsmodulatoren der beiden Ebenen verbunden werden, vgl. F i g. 2c. Der Demodulatoraufwand vergrößert sich naturgemäß.The two-channel transmission proposed here can also be used if, according to [1], two planes are scanned (horizontal and vertical) and reproduced in plane time division multiplex, since no special restrictions were made for the voltages Kf, IQ when encrypting the room signal '. A short-term memory is to be connected to each of the outputs of the two room tone modulators, the outputs of which are alternately connected to the outputs of the room tone modulators via the level switch with the direction modulators of the two levels, see FIG. 2c. The demodulator effort increases naturally.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von räumlichen Schallereignissen mit einer Richtmikrofonanordnung mit bewegter Charakteristik, bestehend aus1. Device for recording and reproducing spatial sound events with a directional microphone arrangement with moving characteristics, consisting of zwei Gradientenmikrofonen erster Ordnung, die im Winkel von 90° zueinander angeordnet sind und deren Ausgangssignale in Amplitudenmodulatoren mit zueinander um 90°-phasenverschobenen sinusförmigen Schwingungen gleicher Frequenz moduliert werden, wobei die Frequenz so hoch ist, daß die entstehenden Seitenbänder außerhalb des Hörbereichs liegen,two gradient microphones of the first order, which are arranged at an angle of 90 ° to each other and their Output signals in amplitude modulators with sinusoidal ones that are phase-shifted by 90 ° Vibrations of the same frequency are modulated, the frequency being so high that the resulting Sidebands are outside the listening area, einem Addierer, der die Ausgangssignale der Amplitudenmodulatoren zu einem Raumsignal zusammenfaßt, undan adder that combines the output signals of the amplitude modulators into a spatial signal, and einem Kugelmikrofon, das eng benachbart zu den Gradientenmikrofonen angeordnet ist und ein Basissignal liefert, undan omnidirectional microphone, which is arranged closely adjacent to the gradient microphones, and a base signal supplies, and mit einer Anordnung von Lautsprechern mit bewegter Abstrahlcharakteristik, die über einen Pilotton mit der Aufnahmecharakteristik synchronisiert ist,
nach Patent 26 16 665, dadurch gekennzeichnet,
with an arrangement of loudspeakers with moving radiation characteristics, which is synchronized with the recording characteristics via a pilot tone,
according to patent 26 16 665, characterized in that
daß die Seitenbänder des Raumsignals durch Filter und durch kohärente Demodulatoren in ein erstes (R-φ) und ein zweites Niederfrequenzsignal (R+9) transportiert werden,that the sidebands of the spatial signal are transported through filters and coherent demodulators into a first (R-φ) and a second low-frequency signal (R +9 ) , daß durch Addition des ersten Niederfrequenzsignals (R-φ) mit dem Basissignal (B) ein erstes Kanalsignal (Kt) und durch Addition des zweiten Niederfrequenzsignals (R+9) mit dem Basissignal (B) ein zweites Kanakignal (Ki) erzeugt wird, daß wiedergabeseitig die beiden Kanalsignale (Kt, (Kj) in Raumsignallage zurücktransportiert werden, undthat a first channel signal (Kt) is generated by adding the first low-frequency signal (R-φ) to the base signal (B) and a second channel signal (Ki) is generated by adding the second low-frequency signal (R +9 ) to the base signal (B) , that On the playback side, the two channel signals (Kt, (Kj) are transported back in the spatial signal position, and daß aus den rücktransportierten Signalen die Lautsprechersignale gewonnen werden.that the loudspeaker signals are obtained from the back-transported signals.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Synchronisation der aufnahme- und wiedergabeseitigen Modulatoren notwendige Pilotton (z.B. 19kHz) etwa 2OdB unter Vollaussteuerung entweder nur einem der Kanalsignale hinzugefügt wird, oder beiden gegenphasig.2. Device according to claim 1, characterized in that the synchronization of the recording and Modulators on the playback side necessary pilot tone (e.g. 19kHz) about 2OdB under full modulation either only one of the channel signals is added, or both in antiphase. 3. Einrichtung nach An&pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zj;r Wiedergabe der beiden niederfrequenten Kanalsignale gemäß F i g. 2 diese zunächst durch Modulation mit der Rotationsfrequenz jeweils in Raumsignallage transponiert werden, daß sodann diese Anteile in Raumsignallage mit Anteilen der Kanalsignale in Niederfrequenzlage vereint werden, worauf die beiden entstehenden Gesamtsignale demoduliert und den zugehörigen Lautsprechern zugeführt werden.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that zj; r reproduction of the two low-frequency channel signals according to FIG. 2 these are initially transposed into the room signal position by modulation with the rotation frequency, so that these components in the room signal position are combined with components of the channel signals in the low frequency position, whereupon the two resulting overall signals are demodulated and fed to the associated loudspeakers. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalsignale nach Gl. 1 bei der Wiedergabe duro« Addiüjn bzw. Subtraktion (Linearkombination) umgeformt werden, wodurch ihre zweikanalige, intensitätsjtereophcnische Wiedergabe möglich wird.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the channel signals according to Eq. 1 at the Playback duro «Addiüjn or subtraction (linear combination) can be reshaped, whereby their two-channel, Intensity stereo reproduction becomes possible. 5. Einrichtung nach Ansp vieh 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumsignal aus der Abtastung zweier Aufnahmeebenen stammt und nach dem Ebenenmultiplexverfahren den beiden Dekodern jeder Wiedergabeebene zugeführt wird.5. Device according to Ansp cattle 1,2 or 3, characterized in that the room signal from the scanning comes from two recording levels and, according to the level multiplex method, the two decoders each Playback level is fed. 6. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kanalsignale so angelegt ist, daß Schallereignisse aus der Hörszenenmitte = 90°) am lautesten wiedergegeben werden, so daß die Hörszene bei einkanaliger, zweikanaliger oder Wiedergabe mit Schalterdemodulatorcn übereinstimmt (Kompatibilität).6. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that one of the channel signals is applied so that sound events from the middle of the listening scene = 90 °) are reproduced the loudest, so that the listening scene is reproduced with one-channel, two-channel or playback with Schaltdemodulatorcn matches (compatibility).
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