DE3007585C2 - Anordnung zur Schallaufnahme und -wiedergabe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Schallaufnahme und -wiedergabe unter Verwendung mehrerer Mikrofone bzw. Schallgeber auf der Aufnahme- bzw. Wiedergabeseite, bei der die Mikrofone auf der Aufnahmeseite in vorgegebener Weise den Schallgebern auf der Wiedergabeseite so zugeordnet sind, daß jeweils ein Mikrofon und ein Schallgeber die beiden Endstellen eines elektrischen Tonübertragungssystems bilden und sämtliche Tonübertragungssysteme gemeinsam ein Summentonübertragungssystem mit einem sämtliche Mikrofone umfassenden Schallaufnehmer und einem sämtliche Schallgeber umfassenden Schallwiedergeber darstellen.

Das Bemühen, die Wiedergabe von Schallereignissen, insbesondere Musik, mit künstlichen Schallquellen dem Höreindruck natürlicher Schallquellen, beispielsweise eines Orchesters, möglichst gut anzupassen, hat über die Technik der Stereophonie und der Quararophonie zu immer aufwendigeren und umfassenderen Anordnungen für die Schallaufnahme und die Schallwicdcrgabe geführt Die dabei zur Anwendung kommende Mehrkanaltechnik verwendet bei der Aufnahme und der Wiedergabe, insbesondere von Musikdarbietungen, eine größere Anzahl von Mikrofonen und Lautsprecher-Einrichtungen. Dieser Entwicklung sind jedoch insofern Grenzen gezogen, als künstliche Schallquellen, in der Regel Lautsprecher, nach Amplitude und Phase mit der Summeninformation eines Lautspektrums angeregt werden und deshalb im Idealfall lediglich diese Anregung ohne verfälschende Teilebewegungen in eine Gesamtbewegung der schallabstrahlenden Lautsprecheroberfläche umsetzen können. Mit anderen Worten ist ein solcher Lautsprecher nicht in der Lage, entsprechend einer natürlichen Schallquelle, beispielsweise einem Musikinstrument, die Anregung der Einzelinformationen eines Lautspektrums nach Amplitude, Phase und Richtung, die zusammen erst die Summeninformation ergeben, nachzubilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wei-

2Q tere Lösung für eine Aufnahme und Wiedergabe von Schallereignissen anzugeben, die es gestattet, die Eigenschaften einer natürlichen Schallquelle, bei der alle Punkte der Körperoberfläche nach Intensität, Phase und Richtung unterschiedlich schwingen, wenigstens annähernd nachzubilden.

Diese Aufgabe w:;d, ausgehend von einer Anordnung zur Schallaufnahme und -wiedergabe der einleitend genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schallaufnehmer bzw. der Schallwiedergeber aus einer Vielzahl von gegeneinander entkoppelten Mikro-Mikrofonen bzw. Mikro-Schallgebern besteht, und daß die Mikro-Mikrofone bzw. die Mikro-Schallgeber hierbei jeweils über eine vorgegebene im allgemeinen gekrümmte Fläche in geringem gegenseitigen Abstand verteilt angeordnet sind.

Durch die Literaturstelle Philips Technische Rundschau, 17. Jahrgang, 1955, Heft 6, Seiten 191 bis 198, ist zwar bereits eine Anordnung aus ek:cr größeren Anzahl von Mikrofonen und Lausprechern bekannt, die hierbei einen durchlässigen Schallvorhang nachbilden so'len. Abgesehen davon, daß diese Literatursteile keinen Hinweis auf eine Mikrostrukturanordnung gibt, wird hier die Auffassung vertreten, daß sich mittels zweier Kanäle, also zweier Mikrofone und zweier Lautsprecher eine bessere Musikwiedergabe erzielen lassen würde, als mit einer größeren Anzahl von Mikrofonen und Lautsprechern.

Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß einerseits der Stand der integrierten Halbleitertechnik und andererseits die Verfügbarkeit sehr breitbandiger Obertragungssysteme die Möglichkeit schafft, eine natürliche Schallquelle durch eine künstliche Schallquelle dadurch mit sehr guter Annäherung zu realisieren, daß die schallabstrahlende Oberfläche in eine Vielzahl von diskreten unabhängig voneinander anregbaren Mikroflächen aufgeteilt wird, die wie die schallabstrahlenden Oberflächenpunkte einer natürlichen Schallquelle nach Intensität, Phase und Richtung unterschiedlich schwingen können.

Bei einer bevorzugten Anordnung sind der Schallaufnehmer mit seiner Vielzahl von Mikro-Mikrofonen und der Schallwiedergeber mit seiner Vielzahl von Mikro-Schallgebern in integrierter Technik, unter Anwendung von auf einem geeigneten Träger aufgebrachten, die Schallwandler realisierenden piezoelektrischen Substanzen wie Bariumlilanat, oder auf Halbleiterbasis ausgeführt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die von den Mikro-

Mikrofonen des Schallaufnehmers den Mikro-Schallgebern zu übermittelnden Toninformationen in der digitalen Ebene vorzugsweise in Anwendung der Zeitmultiplextechnik vorgenommen ist, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Zwischenspeicherung der Summen- s toriinformation in einem Summentoninformationsspeicher. Die digitale Ebene bietet sich deshalb an, weil hierdurch nicht nur die Übertragung einer Vielzahl von Kanälen in einem Summenübertragungskanal möglich ist, sondern auch unter Anwendung der Lasertechnik ίο Summeninforrnationsspeicher mit sehr hoher Speicherdichte realisierbar sind

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 die schematische Darstellung einer Anordnung zur Schallaufnahme und -wiedergabe unter Anwendung der Zeitmultiplextechnik.

F i g. 2 eine Variante der Anordnung nach F i g. 1 mit zusätzlicher Anwendung der Raümniultiplexiechnik. κ>

In Fig. 1 bedeutet SA einen Schallauf;ehmer, bei dem auf einen Träger T nach Art eines Rasters eine Vielzahl von Mikro-Mikrofonen MMi unter Anwendung integrierter Technik aufgebracht sind. Wie bereits erwähnt, können diese Mikro-Mikrofone MMi aus piezoeiektrischen Substanzen bestehen oder auf Halbleiterbasis ausgeführt sein. Die AnschluBpaare aller Mikro-Mikrofone MAi/ werden ainem Multiplexer M zugeführt Der Multiplexer M weist eingangsseitig eine der Anzahl der Mikro-Mikrofone entsprechende Zahl von Abtastschaltern si auf, die, von der Taktzentrale TZ gesteuert, im Rhythmus einer vorgegebenen Rahmenperiode nacheinander und periodisch die von den Mikro-Mikrofonen gelieferten Signale abtasten und die Abtastwerte Ober die Sammelschiene SL dem Kondensator Co zuführen. Dem Kondensator Co folgt der Analog-Digital wandler A/D, der, gesteuert von der Taktzentrale TZ die Abtastproben in digitale Signale umsetzt. Diesi digitalen, einen Zeitmultiplex-Summenrahmen bildenden Signale werden über den Sendeverstärker Vs und den Übertragungskanal Ü hinweg dem Eingang des empfangsseitigen Demultiplexer DM zugeführt. Nach ihrer Verstärkung im Empfangsverstärker Ve werden die digitalen Signale im Digital-Analog-Wandler D/A wieder in Abtastproben rückumgewandelt und der Verteilerschiene VL zugeführt.

Der Schallwiedergeber SW besteht analog zum Schallaufnehmer SA aus einer entsprechenden Anordnung von Mikro-Schaligi'bem AiS/ auf einem Träger T. Die Aufteilung der Abtastwerte an der Verteilerschiene VL auf die jeweils zugeordneten Mikro-Schaligeber MSi erfolgt analog zur Sendeseite über von der Taktzentrale TZ gesteuerte Abtastschalter si, denen hier jeweils ein Kondensator Cinachgeschaltet ist.

Die Synchronisation der Taktzentrale TZ' erfolgt über eine Synchronisiereinrichtung SY, der das von der Sendeseite ankommende digitale Signal eingangsseitig ebenfalls zugeführt wird.

Wie F i g. 1 weiterhin zeigt, ist in unterbrochener Linie im oberen Teil der F i g. 1 em Summeninformations- bo speicher SlA für die Aufnahme der am Ausgang des Sendeverstärkers Vs auftretenden digitalen Signale angedeutet. Dieser Summeninformationsspeicher kann beispielsweise eine optische Aufnahmeeinrichtung für die Abspeicherung der digitalen Einzelsignale in Form von Bits auf spiralig ang iordPeten Spuren einer Speicherplatte sein. In gleicher Wtfise ist im unteren Bildteil der Fig. 1 in unterbrochener Linie ein weiterer Summeninformationsspeicher SIW für die Wiedergabe angedeutet, dessen Ausgang über den Umschalter Us anstelle des Übertragungskanals Ü an den Eingang des Empfangsverstärkers Ve angeschaltet werden kann. Dieser Summeninformationsspeicher SlW kann beispielsweise ein Wiedergabegerät für die Wiedergabe der sendeseitig aufgenommenen Speicherplatte sein.

Bei einer großen Vielzahl von Mikro-Schallwandlern auf seiten des Schallaufnehmers SA bzw. des Schallwiedergebers SWf ist es sinnvoll, zur Begrenzung der Bitrate des Summenübertragungskanals Onach Fig. 1, wie das in Fig.2 angedeutet ist, mehrere Teilsummen-Übertragungskanäle Ü' vorzusehen, denen jeweils sendeseitig ein Multiplexer M1. M 2... Mn und empfangsseitig ein Demultiplexer DM1, DM2 ... DMn zugeordnet ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Schallaufnahme und -wiedergabe unter Verwendung mehrerer Mikrofone bzw. Schallgeber auf der Aufnahme- bzw. Wiedergabeseite, bei der die Mikrofone auf der Aufnahmeseite in vorgegebener Weise den Schallgebern auf der Wiedergabeseite so zugeordnet sind, daß jeweils ein Mikrofon und ein Schallgeber die beiden Endstellen eines elektrischen Tonübertragungssystems bilden und sämtliche Tonübertragungssysteniie gemeinsam ein Summentonübertragungssystem mit einem sämtliche Mikrofone umfassenden Schallaufnehmer und einem sämtliche Schallgeber umfassenden Schallwiedergeber darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallaufnehmer (SA) bzw. der Schallwiedergeber (SW) aus einer Vielzahl von gegeneinander entkoppelten Mikro-Mikrofo- nen (A4A*i> bzw. Mikro-Schallgern (MSi) besteht, und daß die Mikro-Mikrofone bzw. die Mikro-Schallgeber hierbei jeweils über eine vorgegebene im allgemeinen gekrümmte Fläche in geringem gegenseitigen Abstand verteilt angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallaufnehmer (SAJ mit seiner Vielzahl von Mikro-Mikrofonen (MMi) und der Schallwiedergcber (SW) mit seiner Vielzahl von Mikro-Schallgebern (MSi)In integrierter Technik unter Anwendung von auf einem geeigneten Träger (T) aufgebrachten, die Schallwandler realisierenden piezoelektrischen Substanzen, wie Barium titanat, oder auf Halbleiterbasis ausgeführt sind.

3. Anordnung nach Anspruoi 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Mikro-Mikrofonen (MMi)ats Schallaufnehmers(SA)den Mikro-Schallgebern (MSi) zu übermittelnden Toninformationen in der digitalen Ebene, vorzugsweise in Anwendung der Zeitmultiplextechnik, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Zwischenspeicherung der Summeninformation in einem Summeninformationsspeicher, beispielsweise in Form eines optisch auslesbaren plattenförmigen Informationsträgers, vorgenommen ist.