DE3003852A1 - Verfahren zum stereophonen aufnehmen von schallsignalen mittels eines kunstkopfes - Google Patents

Description

• VERFAHREN ZUM STEREOPHONEN AUFNEHMEN VON
• SCHALLSIGNALEN MITTELS EINES KUNSTKOPFES Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Hauptpatent (Patentanmeldung P 29 32 330.6-35) sowie auf einen Kunstkopf und eine Filteranordnung zur Durchführung des Verfahrens.
• Bei den derzeit verwendeten Kunstköpfen sind die Mikrophonsignale näherungsweise elektrische Entsprechungen von Ohrsignalen. In der elektroakustischen Obertragungskette der heute üblichen kopfbezogenen Stereophonie ist die Außenohrfunktion für frontalen Schalleinfall im Kunstkopf nochmals und damit insgesamt einmal zuviel enthalten, was zu einer Abweichung vom natürlichen Hören führt. Zur Erzielung eines besser an das natürliche Hören angenäherten Höreindrucks ist in dem Hauptpatent bereits vorgeschlagen worden, die Mikrophonsignale des Kunstkopfes vor ihrer Obertragung zu dem Kopfhörer einer Filteranordnung zuzuführen, deren Frequenzgang invers bezüglich des Freifeldübertragungsmasses für frontalen Schalleinfall des Kunstkopfes ist.
• Durch diese Maßnahme wird die in der Übertragungskette Kunstkopf -Kopfhörer einmal zuviel enthaltene Außenohr-Obertragungsfunktion der auf dem Markt befindlichen Kunstkopfe gegenläufig kompensiert, so daß die Übertragungsfunktion der gesamten aufnahmeseitigen Kunstkopfanordnung, bestehend aus Kunstkopf mit nachgeschalteter Filteranordnung, frequenzunabhängig für frontalen Schalleinfall ist. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß mit Hilfe dieses Vorschlags ein weitgehend natürlicher Höreindruck erzielt werden kann. Ferner wurde mit Hilfe dieses Vorschlags auch bei der Wiedergabe mittels Lautsprecher ein stark verbesserter Höreindruck den Versuchspersonen vermittelt.
• Bei der Realisierung dieses Vorschlags wird die gegenläufige Kompensation der Obertragungsfunktion des Kunstkopfes mit Hilfe einer Filteranordnung erzielt, die aus der Kettenschaltung eines Bandpasses sowie zweier Bandsperren besteht. Neben dem baulichen Aufwand für diese Filteranordnung wird dadurch eine Dämpfung der stereophonen Signale um etwa 30 dB hervorgerufen, die durch entsprechende Verstärkung wieder ausgeglichen werden muß. Da bei dieser Verstärkung auch der Rauschanteil mitverstärkt wird, erhöht sich insgesamt das Störgercusch bei dem resultierenden Signal in entsprechender Weise.
• Die Aufgabe der Zusatzerfindung besteht darin, bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent eine Verbesserung des Störabstandes zu erreichen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Anspruch l gelöst.
• Zweckmäßige Ausbildungen eines Kunstkopfes sowie einer Filteranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4. Eine baulich besonders günstige Ausbildung eines Kunstkopfes ist in dem Anspruch 5 angegeben.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Überlegung, für den Kunstkopf Mikrophone zu verwenden, die zusammen mit den Eigenschaften des Kunstkopfes einen solchen Frequenzgang besitzen, welcher lediglich Überhöhungen und keine Einbrüche aufweist. Dadurch brauchen lediglich die Erhebungen weggefiltert zu werden, wodurch nicht nur die gewünschte Linearisierung des Nutzsignals im gesamten Frequenzbereich sondern auch eine Dämpfung der Rauschanteile in demjenigen Frequenzbereich erzielt wird, in welchem die Oberhöhung des Nutzsignals auftritt. Eine nachträgliche Verstärkung der gefilterten stereophonen Signale zum Ausgleich der Filterdämpfung ist daher nicht erforderlich, wodurch insgesamt das Störgeräusch vermindert wird. Um einen lediglich Oberhöhungen aufweisenden Frequenzgang des Gesamtsystems Kunstkopf -Mikrophone zu erhalten, werden erfindungsgemäß Mikrophone verwendet, die im Frequenzbereich zwischen 5 und 12 kHz eine Resonanzstelle aufweisen. Hierfür kommen Elektretmikrophone oder Kondensatormikrophone in Betracht. Für die Filteranordnung zum Absieben der verbleibenden Überhöhungen kann eine passive Bandsperre verwendet werden. Sämtliche Bauteile, wie Verstärker, Filter und Stromversorgung lassen sich in vorteilhafter Weise in den Kunstkopf einbauen, wodurch eine einfache, übersichtliche Handhabung erreicht wird.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 den Frequenzgang eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Elektretmikrophons; Fig. 2 die Frequenzgänge des Freifeldübertragungsmasses eines mit zwei Elektretmikrophonen ausgerüsteten Kunstkopfes bei frontalem Schalleinfall (mit ausgezogener Linie gezeichnete Kurve) sowie des Übertragungsmasses der erfindungsgemäß vorgesehenen Filteranordnung (mit gestrichelter Linie gezeichnete Kurve); Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäß vorgesehenen Filteranordnung, und Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild der in einem Kunstkopf eingebauten Bauteile zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die in Fig. 1 dargestellte Kurve zeigt den Frequenzgang eines bekannten Elektretmikrophons, welcher im Bereich zwischen 2 und 12 kHz eine Resonanzüberhöhung aufweist. Die Resonanzstelle ist so ausgewählt, daß sie zu dem jeweils verwendeten Kunstkopf paßt. Beim Einbau zweier, in Fig. 1 mit ihrem Frequenzgang veranschaulichter Elektretmikrophone in einen Kunstkopf ergibt sich der in Fig. 2 mit ausgezogener Linie eingezeichnete Frequenzgang des Freifeldübertragungsmasses für frontalen Schalleinfall.
• Wie man hieraus erkennt, besitzt dieser Frequenzgang im wesentlichen nur eine Überhöhung mit einem Maximum bei etwa 4 ktlz. Die sich an diese Oberhöhung anschließenden Überschwingungen in beiden Richtungen sind vernachlässigbar. Die dargestellte Oberhöhung kann mit Hilfe einer Filteranordnung abgesiebt werden, welche den in Fig. 2 mit gestrichelter Linie eingezeichneten Frequenzgang aufweist. Als geeignete Filteranordnung kommt beispielsweise die in Fig. 3 veranschaulichte passive Bandsperre in Betracht, welche einen T-Zweig und einen Brückenzweig sowie zur Widerstandsanpassung einen vorgeschalteten Längswiderstand und einen nachgeschalteten Parallelwiderstand aufweist. Der T-Zweig umfaßt in seinem Längsabschnitt zwei Längswiderstände R und in seinem Querabschnitt einen mit einem SerienwiderstandRbedämpften Serien-LC-Kreis. Der Brückenzweig der Filteranordnung gemäß Fig. 3 besteht aus einem mit einem Parallelwiderstand R bedämpften Parallel-LC-Kreis.
• In Fig. 4 ist ein Signalzweig zur Verarbeitung einesstereophonenL-oderR-Signals dargestellt, der aus der Kettenschaltung eines Mikrophons 20, eines Hochpasses 30, eines Operationsverstärkers 40 und der Filteranordnung 10 besteht. In bevorzugter Weise werden zwei derartige Signal zweige zusammen mit der erforderlichen Stromversorgung (z.B. Batterie) baulich in den Kunstkopf integriert, so daß eine leicht handhabbare übersichtliche Aufnahmevorrichtung zur Verfügung steht. Als Mikrophon 20 ist ein Elektretmikrophon mit einem Frequenzgang gemäß Fig. 1 oder ein Kondensatormikrophon mit einem vergleichbaren Frequenzgang vorgesehen. Der Hochpaß 30, welcher zwischen dem Mikrophon 20 und dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 angeordnet ist, besteht aus einer Längskapazität C und einem Querwiderstand R und dient zur Absiebung tieffrequenter Störsignale,welche das Mikrophon 20 aus der Umgebung der interessierenden Schallquelle aufnimmt. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 40 ist zur Einstellung des Verstärkungsfaktors mit einem Vorwiderstand Rl beschaltet. Der Verstärkerausgang ist über einen Gegenkopplungswiderstand R2 auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 gegengekoppelt. Als Filteranordnung 10 kommt beispielsweise die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform mit einer passiven Bandsperre in Betracht.
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Claims (5)

1. PATENTANSPRUCHE Verfahren zum stereophonen Aufnehmen von Schall signalen mittels eines Kunstkopfes, welcher eine dem menschlichen Ohr weitgehend angenaherte Richtcharakteristik besitzt, wobei die aufgenommenen Schallsignale zur Wiedergabe mittels eines freifeldentzerrten Kopfhorers vorgesehen sind und wobei die Mikrophonsignale des Kunstkopfes vor ihrer Obertragung zu dem Kopfhörer einer Filteranordnung zugeführt werden, deren Frequenzgang invers bezüglich des Freifeldübertragungsmasses für frontalen Schalleinfall des Kunstkopfes ist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 29 32 330.6-35), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für den Kunstkopf Mikrophone verwendet werden, die im Frequenzbereich zwischen 5 und i-2 kHz eine Resonanzstelle aufweisen.
2. 2. Kunstkopf zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektretmikrophonen.
3. 3. Kunstkopf zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kondensatormikrophonen.
4. 4. Kunstkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kunstkopf die Filteranordnung zusammen mit einem vorgeschalteten Verstärker sowie der Stromversorgung eingebaut sind.
5. 5. Filteranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine passive Bandsperre (10).