DE2841680B2 - Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Übertragungsverfahren für Tonsignale und Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Übertragungsverfahren für Tonsignale und Empfangseinrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem mittels Ultraschall arbeitenden drahtlosen Verfahren zur Übertragung von
von mehreren getrennt voneinander angeordneten Mikrofonen aufgenommenen Tonsignalen zu einem
Verstärker und/oder Tonaufzeichnungsgerät.
Pie drahtlose Übertragung von Tonsignalen, aber
auch von Steuersignalen, zwischen elektroakustischen AnlageteiJen ist seit langem bekannt. So werden als
Träger for die zu Obertragende Information HF-Wellen,
Infrarot-Strahlen und auch Ultraschallwellen verwendet. Bevorzugtes Anwendungsgebiet für eine derartige
Übertragung ist zum Beispiel die Fernsehtonübertragung vom Fernsehgerät zu einem Kopfhörer des
Fernsehteilnehmers, der Einsatz bei Hörgesehädigten-ο
Lehranlagen oder Konferenz-Dolmetscheranlagen.
Jede Trägerart weist Vor- und Nachteile auf. Die Übertragung über HF-Wellen bleibt beispielsweise
nicht auf engem Raum begrenzt Mehrere Geräte können sich gegenseitig stören. Überhaupt können
hochfrequente Störungen aller Art aus allen Richtungen aufgenommen werden. Ferner müssen die Geräte —
bekannt sind die sogenannten drahtlosen Mikrofone — den Bestimmungen der zuständigen Postbehörde
entsprechen, typengeprüft und lizenziert sein. Außerdem ist eine monatliche Gebühr zu entrichten. Die
Kanaizah! ist stark eingeschränkt und ein Betrieb
mehrerer Sender gleichzeitig in demselben Kanal ist wegen auftretender Interferenzstörungen nicht möglich.
Den Vorteilen der Infrarot-Übertragungstechnik steht die hohe Störempfindlichkeit gegenüber starken
Lichtstrahlungen a!s Nachteil gegenüber, so daß eine Anwendung im Freien — Störung durch sehr helles
Tageslicht bzw. Sonnenstrahlung — schwer möglich ist Auch starke Kunstlichtquellen verhindern den Einsatz
in der Filmaufnahmetechnik. Auch die Ultraschall-Übertragung hat bisher die hochwertige Übertragung
von Tonsignalen, vorzugsweise von einem Mikrofon zu einem Tonaufzeichnungsgerät, nicht gewährleistet, da
durch Mehrwegeverzerrungen die Übertragungsqualität stark gemindert wird.
Von Tonamateuren wird aber immer wieder ein drahtloses Mikrofon gefordert das die genannten
Nachteile, insbesondere der genannten HF- und Infrarot-Trägersysteme, nicht aufweist Auch in der
Tonfilmaufnahmetechnik werden drahtlose Mikrofone benötigt
In der Tonfilmtechnik für Amateure wird in steigendem Maße die sogenannte Einstreifentechnik
eingesetzt, bei der der Film eine magnetisierbare
Randspur aufweist und das Tonaufzeichnungsgerät mit der Filmkamera eine Einheit bildet. Um dem Amateur
die Tonaufnahme zu erleichtern, wird versucht, auch das Mikrofon an der Kamera über körperschalldämmende
Mittel zu befestigen. Die herbei erzielten Aufnahmeergebnisse
sind jedoch nicht zufriedenstellend, da die Kamera zuviel Körperschall und Luftschall auf das
Mikrofon überträgt und dieses wiederum zu weit von den Schallquellen entfernt ist, die aufgenommen werden
sollen.
Eine gute und vor allen Dingen störfreie akustische Aufnahmequalität wird erreicht, wenn das Mikrofon
möglichst nahe an die aufzunehmende Schallquelle herangebracht wird und die Tonsignale über eine
geeignete drahtlose Übertragungsstrecke zu der einen entsprechenden Empfänger und ein Aufzeichnungsgerät
enthaltenden Filmkamera übermittelt werden.
Eine Ultraschalltonübertragung für zwei Kanäle ist durch die DE-OS 26 52 101 bekannt geworden. Da die
Trägerfrequenzen der Sender jedoch gleich sein müssen, werden sie in einem gemeinsamen Trägerfrequenzgenerator
erzeugt. Zur Vermeidung von trotzdem auftretenden störendnn Überlagerungen wird weiterhin
angegeben, for die beiden Kanäle verschiedene
Trägerfrequenzen zu verwenden, die jedoch dann im Frequenzbereich weit auseinander liegen sollen. Dieses
Verfahren eignet sich nicht zur Übertragung von von mehreren getrennt voneinander angeordneten Mikrofonen
aufgenommenen Tonsignalen,
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das durch jedes Mikrofon aufgenommene
Tonsignal iß einer dem Mikrofon zugeordneten Sendeeinrichtung durch Modulation mit einer höherfrequenten
Trägerfrequenz in ein höherfrequentes trägerloses Einseitenbandsignal umgesetzt und über die
elektroakustische Wandleranordnung als Ultraschallsignal abgestrahlt wird, und daß die den Sendeeinrichtungen
zugeordneten Trägerfrequenzen einander nahezu gleich sind, und am Empfangsort die Ultraschallsignale
über einen Empfangswandler und gemeinsam aufgenommen und in bekannter Weise demoduliert
werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Übertragungsverfahrens nach der Erfindung sowie besondere Empfangseinrichtungen
zur Durchführung des Übertragungsverfahrens werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch den Einsatz von Ultraschall für die drahtlose Tonübertragung werden bei der Einseitenbandmodulation
gegenüber der direkten Tonübertragung folgende Vorteile erzielt:
Körperschall bzw. Luftschall der Kamera stören nicht mehr, da sie in einem anderen Frequenzbereich liegen
und das Aufnahmemikrofon sich in der Nähe der aufzunehmenden Schallquellen befindet; das Verhältnis
von Direktschall zu reflektiertem Schall kann optimal gewählt werden; da mit kurzen Wellenlängen gearbeitet
wird, kann die Richtschärfe des Ultraschallempfängers den optischen Eigenschaften der Kamera angepaßt
werden und es kann sogar bei Verwendung bei Zoomobjektiven eine Kopplung zwischen dem Objektiv
und dem Ultraschallwandler in dem Sinn vorgenommen werden, daß bei der Veränderung der Brennweite des
Zoomobjektibs auch der Entfernungseindruck der Schallquellen sinngemäß verändert wird.
Der Vorteil der trägerlosen Einseitenbandtechnik gegenüber anderen Modulationsarten besteht einerseits
darin, daß keine nichtlinearen Verzerrungen durch sogenannte Mehrwegeverzerrungen auftreten können
und andererseits auch mehrere Sender gleichzeitig verwendet werden können. Werden beispielsweise
mehrere Personen mit Mikrofonen und Ultraschallsendern ausgerüstet, so findet beim Schwenken der
Kamera von einer Person auf die andere automatisch auch der Übergang der Tonaufnahme statt, ohne daß
irgendweiche Interferenzstörungen entstehen. Da bei dem Übertragungsverfahren nach der Erfindung der
Hörschall lediglich in einen höheren Frequenzbereich transponiert wird, werden die sonstigen Eigenschaften
nicht nennenswert verändert. Es findet also eine einfache Addition der Schallanteile in ganz ähnlicher
Weise statt wie bei der direkten Tonaufnahme.
Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es nicht notwendig, die den einzelnen Mikrofonsendern zugeordneten
Trägerfrequenzen von einem gemeinsamen Trägerfrequenzgenerator abzuleiten. Es ist, bedingt
durch die Einseitenbandtechnik, ausreichend, nahezu gleiche Trägerfrequenzen zu verwenden. Hierdurch
werden erst die einzelnen drahtlosen Mikrofone voneinander unabhängig. Insofern werden auch nicht
zur Vermeidung von störenden Überlagerungen verschiedene, entsprechend weit auseinanderliegende
Trägerfrequenzen wie bei einem bekannten Verfahren benötigt. Vielmehr kann ein einkanaJig konzipierter
Empfänger eine Vielzahl von von den einzelnen Mikrofonen abgestrahlten Signalen gemeinsam empfangen.
Ein weiterer Vorteil der trägerlosen Einseitenbandtechnik liegt in ihrer Wirtschaftlichkeit hinsichtlich des
Stromverbrauchs der Sender. Im unmodulierten Zustand findet keine Abstrahlung von Ultraschall statt und
die Ruhestromaufnahme der Endstufe kann außerordentlich gering sein. Vom Prinzip her gibt es auch keine
Übermodulation. Bei Aussteuerungsspitzen können verhältnismäßig große Schalleistungen abgestrahlt
werden.
Anhand der Zeichnung und einem Ausführungsbeispiel
soll die Erfindung im nachfolgenden beschrieben werden
F i g. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung der für die Verfahre-isdurchführung notwendigen elektronischen
bzw. elektroakustischen Bausteine
F i g. 2 zeigt die Anordnung eines Empfangswandlers
an einer Kamera in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung.
Die Einseitenbandmodulation und Demodulation ist prinzipiell bekannt Das Blockschaltbild ist in F i g. 1 dargestellt Ein Oszillator 3, der beispielsweise auf einer Frequenz von 5OkHz schwingt, wird durch das Mikrofon 1 und den Niederfrequenzverstärker 2 amplitudenmoduliert. Der Modulator 4 ist so ausgeführt, daß der Träger möglichst vollständig unterdrückt wird. Das Filter 5 siebt nun das untere oder obere Seitenband aus und unterdrückt ebenfalls noch in gewissem Maße den Träger. Das Einseitenbandsignal wird dann über einen Verstärker 6 dem elektroakustischen Wandler 7 zugeführt Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen und eine genügende Bandbreite zu erreichen, werden vorzugsweise elektrostatische Wandler verwendet Bei Elektretwandlern ist es nicht notwendig, eine Polarisationsspannung an die Ultraschallkapsel zu legen. Es können jedoch auch andere Wandler verwendet werden, beispielsweise piezoelektrische Systeme. Auf der Empfangsseite wird lediglich das vom Empfangswandler 8 abgegebene Signal verstärkt und durch eine Mischstufe 9 und einen Oszillator 10, der auf der gleichen Frequenz wie der Sendeoszillator 3 schwingt, in das Niederfrequenzband zurücktransponiert Ein einfaches ÄC-Filter genügt, um das Niederfrequenzband von den höheren Frequenzen zu trennen. Das Niederfrequenzband wird in einem Verstärker 11 verstärkt und dem Tonaufzeichnungsgerät in der Filmkamera zugeführt
Die Einseitenbandmodulation und Demodulation ist prinzipiell bekannt Das Blockschaltbild ist in F i g. 1 dargestellt Ein Oszillator 3, der beispielsweise auf einer Frequenz von 5OkHz schwingt, wird durch das Mikrofon 1 und den Niederfrequenzverstärker 2 amplitudenmoduliert. Der Modulator 4 ist so ausgeführt, daß der Träger möglichst vollständig unterdrückt wird. Das Filter 5 siebt nun das untere oder obere Seitenband aus und unterdrückt ebenfalls noch in gewissem Maße den Träger. Das Einseitenbandsignal wird dann über einen Verstärker 6 dem elektroakustischen Wandler 7 zugeführt Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen und eine genügende Bandbreite zu erreichen, werden vorzugsweise elektrostatische Wandler verwendet Bei Elektretwandlern ist es nicht notwendig, eine Polarisationsspannung an die Ultraschallkapsel zu legen. Es können jedoch auch andere Wandler verwendet werden, beispielsweise piezoelektrische Systeme. Auf der Empfangsseite wird lediglich das vom Empfangswandler 8 abgegebene Signal verstärkt und durch eine Mischstufe 9 und einen Oszillator 10, der auf der gleichen Frequenz wie der Sendeoszillator 3 schwingt, in das Niederfrequenzband zurücktransponiert Ein einfaches ÄC-Filter genügt, um das Niederfrequenzband von den höheren Frequenzen zu trennen. Das Niederfrequenzband wird in einem Verstärker 11 verstärkt und dem Tonaufzeichnungsgerät in der Filmkamera zugeführt
Die für dieses Übertragungsverfahren nach der F.rfk citing benötigten Empfänger können besonders
einfach aufgebaut sein und lassen sich somit leicht an der Filmkamera befestigen, wenn sie nicht sogar in diese
eingebaut werden.
Während die Richtwirkung des Sende wandlers verhältnismäßig klein sein soll, damit sich die aufzunehmenden
Personen, denen die Mikrofon-Senderkombination beispielsweise angesteckt werden« möglichst frei
bewegen können, wird der Empfangswandler in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung mit einer
verhältnismäßig hohen Richtwirkung versehen. Die einfachste Möglichkeit dazu ist die Verwendung eines
kleinen Hohlspiegels, in dessen Brennpunkt die Ultraschallkapsel angeordnet wird. Diese Empfangseinrichtung
kann ähnlich wie ein Blitzlichtgerät auf die Kamera gesetzt werden. Der Hohlspiegel bewirkt eine
Bündelung des Schalls, so daß man verhältnismäßig leicht auch über große Entfernungen die Tonsignale
übertragen kann.
Die Richtwirkung hängt von der Größe dieses Hohlspiegels ab und davon, wie genau die Ultraschallkapsel
im Brennpunkt des Spiegels angeordnet wird. Wird die Kapsel auf der Achse des Hohlspiegels
verschoben, so verändert sich ähnlich wie bei einer Taschenlampe die Richtschärfe und es ist durchaus
möglich, bei einem Zoomobjektiv die Richtwirkung dem Aufnahmewinkel der Kamera optimal anzupassen. Wird
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wie in Fig. 2 gezeigt, die Brennweitenveränderung fdes Objektivs 12
gekoppelt mit einer Verschiebung der Ultraschallkapsel 13 auf der Achse des Hohlspiegels 15, dann kann
beispielsweise bei Fahraufnahmen auch akustisch der Eindruck, an die Schallquelle näher heranzukommen,
vermittelt werden.
Eine hohe kichtwirkung einer uitraschaüwandlerkapsel
kann bereits durch ihre Bauart gegeben sein. Es ist bekannt, daß Wandler mit nicht zu kleinen
Membranen bereits hohe Richtwirkungen aufweisen. Für eine Empfangseinrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens kann deshalb auch ein einfacher Wandler mit relativ hoher
Richtwirkung eingesetzt werden, wobei die Verringerung der Schärfe durch eine Blende oder einen Diffusor
vorgenommen werden kann. Durch Veränderung des Blendenwertes oder I.ageverstellung des Diffusors kann
ebenfalls in zweckmäßiger Ausgestaltung eine Anpassung der Richtwirkung an den Aufnahmewinkei des
Kameraobjektivs erfolgen.
Der Entfernungseindruck hängt bei akustischen Übetragungen bekanntlich vom Verhältnis des Direktschalles
zum indirekten Schall und gegebenenfalls Störschall ab. Das Aufnahmemikrofon befindet sich z. B.
als Ansteckmikrofon in der Nähe der aufzunehmenden Personen. Es nimmt deshalb vorwiegend Direktschall
auf. Durch die Ultraschallübertragung kommt zwar ein gewisser Teil an indirektem Schall hinzu, der von der
Richtwirkung des Ultraschallmikrofons des Empfangswandlers, abhängig ist. Mit der Veränderung der
Richtwirkung verändert sich also auch der Entfernungseindruck. Die Richtwirkung der Empfangseinrichtung
kann auch durch ein der Ultraschallkapsel vorgesetztes
Nur die in der Erfindung vorgesehene trägerlose Einseitenbandmodulation des Ultraschalls kann eine
Übertragung ohne nichtlineare Verzerrungen im Übertragungsweg gewährleisten. Deshalb sind auch nur bei
diesem Übertragungsverfahren die als besonders zweckmäßig genannten Einrichtungen zur Erzeugung
einer Richtwirkung der Empfangseinrichtung wie Hohlspiegel oder Interferenzrohr anwendbar. Ferner ist
ίο es bei Anwendung der Einseitenbandtechnik ebenfalls
möglich, mehrere Sender gleichzeitig einzusetzen. Beim Schwenken der Kamera von einer Person auf eine
andere, tritt dann eine einfache Addition der Schallanteile auf und man erhält den Effekt einer Überblendung.
η Natürlich ist es notwendig, wie bei der direkten
Tonaufnahme einen Begrenzerverstärker vorzusehen, um Übersteuerungen der magnetischen Randspur des
Films zu vermeiden. Ein solcher Begrenzerverstärker ist jedoch in jeder Filmkamera vorhanden. Häufig ist auch
eine manuelle Lautstärkeeinstellung vorgesehen.
Das Übertragungsverfahren nach der Erfindung wurde beispielsweise für die Anwendung von Amateur-Filmtonaufnahmen
näher beschrieben. Es gibt jedoch noch weitere Anwendungen. In analoger Weise kann es
beispielsweise im Fernsehen verwendet werden oder es kann auch für die Übertragung des Klangs von
Musikinstrumenten in einem Orchester dienen. Manche Musikirrurumente sind zu leise, um sie in einem
Orchester ohne elektroakustische Verstärkung verwen-
!0 den zu können. Andererseits möchte man gern viele
Mikrofone mit den dazugehörigen Nabeln vermeiden.
Dieses gilt zum Beispiel besonders für die Elektrogitarre, bei der eine drahtlose Übertragung des Klanges
bzw. der durch einen an der Gitarre befestigten
ü Übertrager erzeugten Tonsignale zu einer Verstärkereinrichtung
besonders erwünscht ist. Die beschriebene Ultraschall-Einseitenbandtechnik kann auch hier in
vorteilhafter Weise eingesetzt werden. Es können auch mehrere solcher Übertragungseinrichtungen an verschiedenen
Musikinstrumenten gleichzeitig eingesetzt werden und es ist dann möglich, durch Ausrichtung des
Empfängers einmal das eine oder das andere Musikinstrument stärker hervorzuheben, ohne daß dazu ein
Mischpult erforderlich ist.
Claims (9)
1. Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Verfahren zur Übertragung von von mehreren
getrennt voneinander angeordneten Mikrofonen aufgenommenen Tonsignalen zu einem Verstärker
und/oder Tonaufzeichnungsgerät, dadurch gekennzeichnet,
daß das durch jedes Mikrofon aufgenommene Tonsignal in einer dem Mikrofon
zugeordneten Sendeeinrichtung durch Modulation mit einer höherfrequenten Trägerfrequenz in ein
höherfrequentes trägerloses Einseitenbandsignal
umgesetzt und über die elektroakustische Wandleranordnung
als Ultraschallsignal abgestrahlt wird, und daß die den Sendeeinrichtungen zugeordneten
Trägerfrequenzen einander nahezu gleich sind, und am Empfangsort die Ultraschallsignale Ober einen
Empfangswandler gemeinsam aufgenommen und in bekannter Weise demoduliert werden.
2. Übertragungsverfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch den Einsatz sines Empfangswandlers mit verhältnismäßig hoher Richtwirkung.
3. Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwirkung des
Empfangswandlers durch ein Interferenzrohr erzielt wird.
4. Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwirkung
durch die Anordnung der elektroakustischer) Kapsel des Empfangswandlers in einem Hohlspiegel erzielt
wird.
5. Empfangseinrichtung zur Durchführung des Übertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche bei Tonfilmaufnahmen bestehend aus einem Empfangswandler und einem
Tonaufzeichnungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangswandler mit der Filmkamera
elektrisch und mechanisch verbunden ist.
6. Empfangseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtwirkung des Empfangswandlers
dem Aufnahmewinkel des Filmkameraobjektivs angepaßt ist.
7. Empfangseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz von Zoomobjektiven
in der Filmkamera die Richtwirkung des Empfangswandlers automatisch dem Aufnahmewinkel
des Kameraobjektivs nachgeführt wird.
8. Empfangseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Nachführung
der Richtwirkung des Empfangswandlers durch Lageverstellung der elektroakustischen Kapsel in
einem Hohlspiegel erfolgt.
9. Empfangseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Richtwirkung des
Empfangswandlers durch die Bauart der elektri akustischen
Kapsel gegeben ist und eine Anpassung an den Aufnahmewinkel des Filmkameraobjektivs
durch eine der Kapsel vorgestellte Blende oder einen Diffusor erfolgt
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782841680 DE2841680C3 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Übertragungsverfahren für Tonsignale und Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782841680 DE2841680C3 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Übertragungsverfahren für Tonsignale und Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2841680A1 DE2841680A1 (de) | 1980-04-03 |
DE2841680B2 true DE2841680B2 (de) | 1980-07-17 |
DE2841680C3 DE2841680C3 (de) | 1981-03-26 |
Family
ID=6050384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782841680 Expired DE2841680C3 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Mittels Ultraschall arbeitendes drahtloses Übertragungsverfahren für Tonsignale und Empfangseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2841680C3 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3229405C2 (de) * | 1982-08-06 | 1984-08-30 | Werner 8000 München Janz | Gerät zum Prüfen der Funktionsfähigkeit von Fernsteuersendern |
JP2000050387A (ja) | 1998-07-16 | 2000-02-18 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | パラメトリックオ―ディオシステム |
WO2001008449A1 (de) * | 1999-04-30 | 2001-02-01 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur wiedergabe von audioschall mit ultraschall-lautsprechern |
WO2003019125A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Nanyang Techonological University | Steering of directional sound beams |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2335210A1 (de) * | 1973-07-11 | 1975-01-30 | Philips Patentverwaltung | Drahtlose tonsignal-uebertragung vom fernsehempfaenger zum zuschauer |
DE2652101A1 (de) * | 1976-02-05 | 1978-05-18 | Licentia Gmbh | Einrichtung mit drahtloser uebertragung eines tonsignales |
-
1978
- 1978-09-25 DE DE19782841680 patent/DE2841680C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2841680C3 (de) | 1981-03-26 |
DE2841680A1 (de) | 1980-04-03 |
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