DE3335697A1

DE3335697A1 - Verfahren und vorrichtung zum fotografischen aufzeichnen eines schallfeldes

Info

Publication number: DE3335697A1
Application number: DE19833335697
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Yokohama Iida; Sadao Kamakura Nomoto
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-04-26
Also published as: GB8326317D0; JPH033893B2; JPS5961722A; GB2128333A; GB2128333B; DE3335697C2; US4509061A

Description

PATENTANWÄLTE "dr.-ing. fran*

WUESTHOFF-V. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ β r. ph. l.fredatuesthof I=

DIPL.-1NG. GERHARD PULS (1952-I971) EUROPEANPATENTATTORNEYS „„ „ _e4

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN / DR.-ING. DIETER BEHRENS

™ DIPL.-INC; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOET2

lA-57 635 D-8000 MÜNCHEN 90

Bridgestone Tire schweigerstrassE2 Company Limited,

Tokyo, Japan ™_UroH:Co«,j««,,i

TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 524070

Verfahren und Vorrichtung zum fotografischen Aufzeichnen eines Schallfeldes

Die Erfindung betrifft eine Technik zur Untersuchung von Merkmalen einer sich über ein Schallfeld ausbreitenden Schallwelle und bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer fotografischen Aufzeichnung, die akustische Merkmale wie z.B. die Verteilung des Schalldruckes, die Ausbreitung einer Schallwelle und die Verteilung der Fläche gleicher Phase eines Störgeräusche enthaltenden Schalles darstellt, der von einer Geräuschquelle wie z.B. einem sich drehenden Luftreifen und, allgemein, von Maschinen erzeugt wird.

Für die fotografische Aufzeichnung der Verteilung eines Schalldruckes in einem Schallfeld sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Bei einem der bekannten Verfahren wird eine Ebene im Schallfeld mit einem Mikrofon kontinuierlich abgetastet, das an einer Abtastvorrichtung befestigt ist, auf welcher auch eine Lichtquelle wie z.B. eine Leuchtdiode angeordnet ist.

Ein Ausgangssignal vom Mikrofon wird verstärkt und erfaßt,

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und danach wird durch ein Ausgangssignal des Detektors eine Umschaltschaltung in der Weise gesteuert, daß, wenn das Ausgangssignal ein im voraus festgelegtes Niveau übersteigt, das einem zu erfassenden vorgegebenen Mindestschalldruck entspricht, die Umschaltschaltung auf Durchlaß geschaltet wird und die Leuchtdiode einschaltet, die einen Lichtfleckort erzeugt. Sodann wird ein Bild des auf diese Weise erzeugten Lichtfleckortes auf einem fotografischen Film mittels einer Stehbildkamera aufgezeichnet, deren Verschluß während des Abtastens geöffnet gehalten wird.

Bei einem solchen bekannten Verfahren zum fotografischen Aufzeichnen des Schallfeldes weist das auf dem Film erzeugte Bild aufgrund einer Hysteresecharakteristik der Umschaltschaltung keine scharfe Abgrenzung zwischen hellen und dunklen Bereichen auf. Eine diese Hysteresecharakteristik erläuternde Wellenform eines Ausgangssignals M des Detektors ist in Fig. 1 dargestellt. Wenn dieses Ausgangssignal M ein Einschalt-Spannungsniveau E_n übersteigt, wird die Umschaltschaltung auf Durchlaß geschaltet und schaltet die Leuchtdiode ein. Wird das Ausgangssignal M kleiner als ein Ausschalt-Spannungsniveau E_QFF, wird die Umschaltschaltung gesperrt und schaltet die Lichtquelle aus. Gewöhnlich sind die beiden Spannungsniveaus E _N und E verschieden. Wenn daher das Mikrofon und die Leuchtdiode eine hin- und hergehende Abtastbewegung ausführen, wird die Leuchtdiode beim Abtasten in der Rückwärtsrichtung in Stellungen ein- oder ausgeschaltet, die gegenüber den Stellungen, in denen die Leuchtdiode beim Abtasten in der Vorwärtsrichtung ein- oder ausgeschaltet wird, um einen Abstand d etwas versetzt sind, auch dann, wenn das Ausgangssignal M vom Mikrofon zwischen den Abtastungen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung nicht verändert wird. Auf diese Weise ist das auf den Film aufgezeichnete Bild nicht scharf begrenzt. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn das Schallfeld stets in derselben Richtung abgetastet

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wird. Es ist jedoch offensichtlich, daß in diesem Falle die Abtastzeit in hohem Maße verlängert wird.

Ferner wird bei dem bekannten Verfahren das das Mikrofon und die Lichtquelle tragende Abtastglied kontinuierlich bewegt, um ein sogenanntes kontinuierlich bewegtes System zu bilden. In diesem Falle wird der Einfluß von im Ausgangssignal M des Mikrofons enthaltenen Störsignalen auf dem fotografischen Film als dem Endglied direkt deutlich, weil die Lichtstärke des auf dem Film aufgezeichneten Lichtfleckortes momentane Schalldrücke in den entsprechenden Abtastpunkten darstellt und nicht ihren Durchschnittswert. Wenn daher dem Ausgangssignal M Störsignale η überlagert sind, wird die Lichtquelle fälschlicherweise eingeschaltet, und die Schalldruckverteilung kann nicht exakt aufgezeichnet werden.

Zur Vermeidung des vorstehend beschriebenen Nachteils könnte man daran denken, das Mikrofon und die Lichtquelle intermittierend zu bewegen und von den in den zugehörigen Punkten erfaßten Schalldrücken einen Durchschnittswert zu bilden, um den Einfluß der Störsignale zu unterdrücken. In diesem Falle ist jedoch die Steuerung einer Antriebsvorrichtung für die Abtastvorrichtung sehr schwierig, und es wird eine sehr lange Abtastzeit benötigt. Ferner wäre die Aufzeichnung des Lichtfleckortes auf dem Film nicht kontinuierlich; es würde somit kein scharfes Bild erzielt. Dieser Nachteil könnte durch die Wahl eines kleinen Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Stopstellungen der Abtastvorrichtung ausgeschaltet werden. In diesem Falle wird jedoch die Steuerung des Abtastmechanismus noch schwieriger, und das Abtasten dauert beträchtlich langer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich von Eigenschaften eines Schallfeldes eine scharfe fotografische Aufzeichnung

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von hoher Auflösung innerhalb kurzer Zeit ohne Beeinträchtigung durch Störsignale herstellen läßt.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung, die diese Aufgabe lösen, sind mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen näher gekennzeichnet.

Weil gemäß der Erfindung der lichtelektrische Wandler ein- und ausgeschaltet wird, solange das Detektorausgangssignal gleich oder größer als das im voraus festgelegte Niveau ist, ist die Erzeugung des scharfen fotografischen Bildes mit der hohen Auflösung möglich. Weil ferner das Mikrofon kontinuierlich hin- und herbewegt werden kann, kann die fotografische Aufzeichnung innerhalb kurzer Zeit hergestellt werden, ohne daß eine komplizierte und teuere Abtastvorrichtung nötig ist, Weil außerdem das Detektorausgangssignal abgetastet wird, kann der Einfluß von Störsignalen wirkungsvoll unterdrückt werden und eine präzise fotografische Aufzeichnung hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt: Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Abtastvorrichtung derselben Vorrichtung,

Fig. 4A bis 4F Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung, Fig. 5 eine mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 hergestellte

fotografische Aufzeichnung,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Abtastvorrichtung derselben Vorrichtung und

Fig. 8 eine mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 hergestellte fotografische Aufzeichnung.

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Mit der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum fotografischen Aufzeichnen eines Schallfeldes soll eine Schalldruckverteilung eines von einer Schallquelle S erzeugten Schalles aufgezeichnet werden. Die Vorrichtung hat einen akustoelektrischen Wandler mit einem Mikrofon 1 und einen lichtelektrischen Wandler mit einer Leuchtdiode 2. Das Mikrofon 1 und die Leuchtdiode 2 sind an einem Abtastarm einer Abtastvorrichtung 3 so befestigt, daß sie eine Ebene in einem aufzuzeichnenden Schallfeld abtasten. Das Mikrofon 1 gibt ein elektrisches Signal über einen Vorverstärker 4 an einen Einsteller 5, der die Amplitude des elektrischen Signals in Übereinstimmung mit einem im voraus festgelegten Schalldruck einstellt. Der Einsteller 5 weist ein veränderbares Dämpfungsglied auf, das die Amplitude des elektrischen Signals, welche dem im voraus festgelegten Schalldruck entspricht, in der Weise zu dämpfen vermag, daß die Amplitude gleich ist einem Einschalt-Schwellenwert einer Umschaltschaltung 8. Der Einsteller 5 gibt ein Ausgangssignal an einen Detektor 6, der ein Gleichspannungsniveau ableitet, welches einem effektiven Wert des Wechselspannungs-Ausgangssignals des Einstellers 5 entspricht, also ein Hüllsignal des Äusgangssignals. Danach wird das Gleichspannungssignal einer Abtast- und Amplitudenmodulations-Schaltung 7 als Modulationssignal zugeführt. Die Schaltung 7 empfängt ferner von einem Überlagerungsoszillator 7a einen Träger von einer im voraus festgelegten Frequenz. In der Abtast- und Modulationsschaltung 7 wird das Gleichspannungssignal vom Hüllkurvendetektor 6 abgetastet, ein Abtastsignal erzeugt und dann durch Modulieren des Trägers mit dem Abtastsignal ein moduliertes Signal abgeleitet.

Wie weiter unten näher erläutert wird, kann das Abtasten und Modulieren, das beim gezeigten Beispiel gleichzeitig erfolgt, auch nacheinander ausgeführt werden.

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Das modulierte Signal wird der Umschaltschaltung 8 zugeführt, die bei jedem Überschreiten ihres Schwellenpegels durch das modulierte Signal auf Durchlaß geschaltet wird. Dabei wird die Leuchtdiode 2 eingeschaltet. Weil das modulierte Signal die Frequenz des Trägers hat, wird die Leuchtdiode 2 nach Maßgabe dieser Frequenz ein- und ausgeschaltet, solange das Ausgangssignal des Mikrofons 1 gleich oder größer als der vorgegebene, dem im voraus festgelegten Schalldruck entsprechende Wert ist.

Gemäß Fig. 3 hat die Abtastvorrichtung 3 einen Wagen 11, der entsprechend einem Pfeil H in bezug auf die Schallquelle S vorwärts und rückwärts bewegbar ist, einen mit einem Ende am Wagen 11 befestigten Ständer 12 und einen am Ständer 12 beweglich angeordneten Arm 13. Das Mikrofon 1 und die Leuchtdiode 2 sind an einem Ende des Arms 13 so befestigt, daß sie entsprechend einem Pfeil V höhenverstellbar sind. Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß durch die Bewegung des Wagens 11 so wenig Geräusch wie möglich erzeugt wird. Bei einer waagerechten Bewegung des Wagens 11 in einer Richtung mit konstanter Geschwindigkeit wird der Arm 13 mit einer größeren Geschwindigkeit als der Wagen 11 auf- und abbewegt und tastet in dem mittels des Mikrofons 1 und der Leuchtdiode 2 zu untersuchenden Schallfeld eine Ebene ab.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird im einzelnen anhand der in Fig. 4A bis 4F dargestellten Wellenformen erläutert. Fig. 4A zeigt das Ausgangssignal 0,, das vom Mikrofon 1 geliefert und vom Vorverstärker 4 verstärkt wird. Das Niveau des. im voraus festgelegten, einer Spannung V, entsprechenden Schalldruckes ist durch eine strichpunktierte Linie P angegeben. Wenn somit das Signal 0, das Niveau P, also die Spannung V,, übersteigt, muß die Leuchtdiode 2 ein- und ausgeschaltet werden. Das Ausgangssignal 0, wird dem das Dämpfungsglied aufweisenden Einsteller 5 zugeführt und wird so gedämpft,

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daß die Spannung V, auf einen Schwellenpegel T einer Spannung V_ der Umschaltschaltung 8 herabgesetzt wird (s. Fig. 4B). Diese Schwellenspannung V„ entspricht dem in Fig. 1 dargestellten Einschalt-Spannungsniveau'E ' Das gedämpfte Ausgangssignal O₂ wird dem Detektor 6 zugeführt, der ein Ausgangssignal O₃ entsprechend Fig. 4C erzeugt. Zur besseren Verdeutlichung ist die Amplitude in Fig. 4C, 4D und 4E gegenüber Fig. 4A und 4B übertrieben dargestellt. Das auf diese Weise erfaßte Ausgangs- oder Hüllsignal O₃ wird der Abtast- und Modulationsschaltung 7 zugeführt und zur Ableitung des Abtastsignals O₄ mit einer bestimmten Abtastfrequenz abgetastet (s. Fig. 4D). Dieses Abtastsignal 0. wird während einer Hälfte der Abtastperiode ausgelesen. Dieser Lesevorgang wird in der vorliegenden Anmeldung auch als Modulationsvorgang bezeichnet. Mit anderen Worten, der vom Überlagerungsoszillator 7a gelieferte Träger wird mit dem Abtastsignal 0. amplitudenmoduliert, um das in Fig. 4E dargestellte modulierte Signal O₅ abzuleiten. Beim gezeigten Beispiel ist der Träger eine Rechteckwelle mit einer der Abtastfrequenz gleichen Frequenz. Jedoch kann der Träger selbstverständlich eine Sinuswelle mit einer höheren als der Abtastfrequenz sein. Das modulierte Signal O₅ wird dann der Umschaltschaltung 8 als Steuersignal zugeführt. Wenn das Signal O₅ den Schwellenpegel T der Spannung V- übersteigt, wird die Umschaltschaltung 8 auf Durchlaß geschaltet und die Leuchtdiode 2 wird eingeschaltet.

Weil gemäß der Erfindung die Umschaltschaltung 8 mittels des modulierten Signals O₅ während einer Zeit, in der das Detektorausgangssignal O₃ den Schwellenpegel T übersteigt, angesteuert wird, wird sie nach Maßgabe der Trägerfrequenz zyklisch ein- und ausgeschaltet; daher wird auch die Leuchtdiode 2 nach Maßgabe der Trägerfrequenz zyklisch ein- und ausgeschaltet (s. Fig. 4F). Gemäß der Erfindung ist ein Ausgleichen der Differenz zwischen den Einschalt- und Ausschalt-

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Spannungsniveaus E_QN und E_0FF möglich, weil die Leuchtdiode nur dann eingeschaltet wird, wenn das Detektorausgangssignal O₃ den dem Einschalt-Spannungsniveau E der Umschaltschaltung 8 entsprechenden Schwellenpegel T übersteigt, aber niemals eingeschaltet wird, wenn das Detektorausgangssignal 0,, eine Amplitude zwischen dem Einschalt-Spannungsniveau E_n und dem Ausschalt-Spannungsniveau E_n„_p hat. Es ist daher möglich, durch Fotografieren der Abtastebene mittels einer Stehbildkamera, deren Verschluß während des Abtastens geöffnet gehalten wird, ein scharfes Bild des Lichtfleckortes auf dem fotografischen Film aufzuzeichnen.

Da außerdem gemäß der Erfindung das Hüllsignal O^ des Detektors 6 abgetastet wird, kann der Einfluß von Störsignalen ausgeschlossen werden. Es ist daher eine fotografische Aufzeichnung möglich, welche die Verteilung des Schalldruckes exakt wiedergibt.

Gemäß der Erfindung wird also die Leuchtdiode 2 nach Maßgabe der Trägerfrequenz ein- und ausgeschaltet, dagegen wird der Lichtfleck auf dem fotografischen Film als kontinuierlicher Ort aufgezeichnet, weil die Abtastgeschwindigkeit der Abtastvorrichtung 3 gegenüber der Trägerfrequenz niedrig ist und ferner die Abtastebene auf dem Film mit starker Verkleinerung aufgezeichnet wird. Vorzugsweise wird der Arm 13 der Abtastvorrichtung 3, also das Mikrofon 1 und die Leuchtdiode 2, mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 2 m/s fortbewegt, wogegen die Trägerfrequenz zwischen einigen und mehreren Hundert Hertz, vorzugsweise zwischen 10 und 100 Hz, beträgt.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung hergestellten fotografischen Aufzeichnung der Schalldruckverteilung. Beim gezeigten Beispiel wurde die Leuchtdiode 2 ein- und ausgeschaltet, wenn das Mikrofon 1 einen Schalldruck gleich oder größer als der im voraus fest-

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gelegte Schalldruck empfing. Die in Fig. 5 schraffierte Fläche D stellt den Bereich im Schallfeld dar, in dem der Schalldruck niedriger als der im voraus festgelegte Schalldruck war, und die helle Fläche B den Bereich, in dem der Schalldruck den vorbestimmten Wert überstieg. Die Grenzlinie zwischen der schraffierten Fläche D und der hellen Fläche B entspricht daher der Verteilung des im voraus festgelegten Schalldruckes. Wenn daher bei jeder schrittweisen Änderung des Dämpfungsfaktors im Einsteller 5 mehrere fotografische Aufzeichnungen hergestellt werden und diese dann aufeinandergelegt werden, kann ein Diagramm mit Linien gleichen Schalldruckes hergestellt werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform sind Bauteile, die denjenigen in Fig. 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zur Herstellung einer fotografischen Aufzeichnung, welche die Ausbreitung einer von einer Schallquelle S erzeugten Schallwelle in einem Schallfeld darstellt, sind zwei Mikrofone 1 und 1' vorgesehen, von denen das Mikrofon 1 zusammen mit einer Leuchtdiode 2 an einer Abtastvorrichtung 3 so befestigt ist, daß eine Ebene im Schallfeld abgetastet werden kann; das andere Mikrofon 1' ist an einer zweckdienlichen Stelle im Schallfeld fest angeordnet.

Die Anordnung der Mikrofone 1 und 1' in bezug auf die Schallquelle S ist in Fig. 7 dargestellt. Das Mikrofon 1 und die Leuchtdiode 2 sind an einem Arm 13 befestigt, der entsprechend einem Pfeil V auf einem Ständer 12 auf- und abbewegbar ist. Der Ständer 12 ist auf einern⁴ Wagen 11 befestigt, der entsprechend einem Pfeil H waagerecht bewegbar ist.

Die Ausgangssignale von den Mikrofonen 1 und 1' werden zugehörigen Vorverstärkern 4 und 4¹, Einstellern 5 und 5¹ und Filtern 15 und 15' zugeführt. In den Filtern 15 und 15' werden nur solche Anteile abgeleitet, die eine gewünschte Fre-

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quenz besitzen. Wenn daher die Schallquelle S nur Schall mit der gewünschten Frequenz erzeugt, können die Filter 15 und 15' weggelassen werden? Die Ausgangssignale von den Filtern 15 und 15' werden von einer Summierschaltung 16 addiert, die dann ein Summensignal einem Detektor 6 und einer Abtast- und Modulationsschaltung 7 zuführt. In der Schaltung 7 wird das Detektorausgangssignal zuerst abgetastet und gehalten, um ein Abtastsignal zu erzeugen, mit dem dann ein von einem Trägerfrequenzoszillator 7a erzeugter Träger amplitudenmoduliert wird, um ein moduliertes Signal zu erzeugen. Das modulierte Signal wird dann einer Umschaltschaltung 8 als Steuersignal zugeführt. Auch bei dieser Ausführungsform wird die Umschaltschaltung bzw. das Umschaltglied 8 zyklisch auf Durchlaß geschaltet, und die Leuchtdiode 2 wird nach Maßgabe der Trägerfrequenz ein- und ausgeschaltet.

Eine von der Schallquelle S erzeugte Schallwelle kommt an den Mikrofonen 1 und 1' zu verschiedenen Zeitpunkten an, so daß deren Ausgangssignale phasenverschoben sind. Für diese Phasenverschiebung sind die Abstände zwischen der Schallquelle S und den Mikrofonen 1 und 1' bestimmend; beim Verstellen des Mikrofons 1 in der Ebene des aufzuzeichnenden Schallfeldes wird daher das Summensignal von der Summierschaltung 16 über einer Fläche gleicher Phase der Schallwelle verändert, und wenn es den im voraus festgelegten Schalldruck übersteigt, wird die Leuchtdiode 2 ein- und ausgeschaltet. Es kann daher die Verteilung der Fläche gleicher Phase der Schallwelle mit der gewünschten Frequenz festgestellt werden, also die Ausbreitung der Schallwellenfläche des Schalles, die einen Druck gleich oder höher als der im voraus festgelegte Schalldruck besitzt. Während das Mikrofon 1 und die Leuchtdiode 2 die Ebene im Schallfeld abtasten, wird der Verschluß einer Stehbildkamera zur Aufzeichnung des Ortes der Leuchtdiode 2 auf einem fotografischen Film geöffnet gehalten. Dann kann eine fotografische Aufzeichnung hergestellt werden, welche die

Ausbreitung der Schallwelle darstellt, die den im voraus festgelegten Schalldruck und die gewünschte Frequenz aufweist.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel der mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 herstellbaren fotografischen Aufzeichnung, in welcher die helle Fläche B den Bereich darstellt, in dem die Schallwelle komprimiert ist, und die dunkle Fläche D den Bereich, in dem die Schallwelle nicht komprimiert ist.

Die Abtastvorrichtung für das Mikrofon und die Leuchtdiode kann von den gezeigten Ausführungsformen verschieden sein. Es ist ferner nicht immer notwendig, daß die Leuchtdiode an der das Mikrofon tragenden Abtastvorrichtung befestigt ist. Es ist beispielsweise möglich, die Leuchtdiode an einer anderen Stelle als dem Schallfeld synchron mit der Mikrofonbewegung zu verstellen. Für die Erzeugung des Lichtflecks kann beispielsweise ein Kathodenstrahloszillograph vorgesehen sein, der außerhalb des aufzuzeichnenden Schallfeldes angeordnet ist. In diesem Falle kann der Leuchtschirm des Oszillographen mit einer Kamera fotografiert werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das Ausgangssignal des Detektors 6 abgetastet und zur gleichen Zeit wird der Träger mit dem Abtastsignal moduliert. Es ist jedoch möglich, das Abtasten und Modulieren nacheinander von getrennten Schaltungen durchführen zu lassen. In diesem Falle kann anstelle einer Dämpfung des Ausgangssignals vom Mikrofon ein Vergleich des modulierten Signals mit einem Schwellenniveau stattfinden, das einem im voraus festgelegten Schalldruck entspricht. Außerdem können die Abtastfrequenz und die Trägerfrequenz voneinander verschieden sein. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 wird nur die Ausbreitung der Schallwelle fotografisch aufgezeichnet. Es ist jedoch möglich, das Ausgangssignal vom Mikrofon 1' getrennt zu verarbeiten und eine die Schalldruckverteilung wiedergebende

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fotografische Aufzeichnung herzustellen. In diesem Falle kann sowohl die Ausbreitung der Schallwelle als auch die Schalldruckverteilung mittels derselben Vorrichtung aufgezeichnet werden.

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Claims

Patentansprüche :

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

- Abtasten eines aufzuzeichnenden Schallfeldes mittels eines akustoelektrischen Wandlers zum Ableiten eines den Schalldruck in zugehörigen Abtastpunkten darstellenden Signals,

(O₁),

- Erfassen des Signals (O.) zum Erzeugen eines Hüllsignals (O₃),

- Abtasten des Hüllsignals (0..) mit einer im voraus festgelegten Abtastfrequenz zum Erzeugen eines Abtastsignals (0.),

- Modulieren der Amplitude eines Trägers von einer im voraus festgelegten Frequenz mit dem Abtastsignal (0.) zum Erzeugen eines modulierten Signals (O₁-),

- Ansteuern eines lichtelektrischen Wandlers, der einen sich synchron mit der Bewegung des akustoelektrischen Wandlers

■ bewegenden Lichtfleck zu erzeugen vermag, mittels des modulierten Signals (O₅), derart, daß, wenn eine Amplitude des modulierten Signals (O₁.) einen im voraus festgelegten Schwellenpegel übersteigt, der Lichtfleck nach Maßgabe der im voraus festgelegten Frequenz des Trägers zyklisch ein- und ausschaltbar ist,

- und Aufzeichnen des Bildes eines Ortes des sich bewegenden Lichtflecks auf einem fotografischen Film.

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2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß der akustoelektrische Wandler und der lichtelektrische Wandler mittels einer gemeinsamen Abtastvorrichtung (3) gleichzeitig hin- und herbewegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß der akustoelektrische Wandler und der lichtelektrische Wandler im Schallfeld mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,1 und 2 m/s bewegt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Abtasten und das Modulieren gleichzeitig durchgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Modulation der Träger die gleiche Frequenz hat wie die Abtastfrequenz.
6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die Trägerfrequenz in einem Frequenzbereich von einigen bis mehrere Hundert Hertz, vorzugsweise zwischen 10 und 100 Hz, gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die Amplitude des Hüllsignals (O₃) so eingestellt wird, daß eine Amplitude des Hüllsignals (0..), die einem im voraus festgelegten Schalldruck entspricht, in ein moduliertes Signal mit einer Amplitude gleich dem im voraus festgelegten Schwellenpegel übergeführt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch Ί,

dadurch gekennzeichnet , daß

- ein zusätzliches Signal, das den Schalldruck an einer festen Stelle darstellt, mittels eines an dieser Stelle angeordneten zusätzlichen Mikrofons (I¹) abgeleitet wird,

- das zusätzliche Signal vom zusätzlichen Mikrofon (I¹) mit dem Signal vom akustoelektrischen Wandler zu einem Summensignal addiert wird,

- und das Summensignal zum Ableiten eines Hüllsignals desselben erfaßt wird,

wodurch eine fotografische Aufzeichnung herstellbar ist, welche die Verteilung einer Fläche gleicher Phase der Schallwelle darstellt.
9. Vorrichtung zum fotografischen Aufzeichnen eines Schallfeldes,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

- ein akustoelektrischer Wandler mit

- einem Mikrofon (1) zum Umsetzen eines empfangenen Schalldruckes in ein elektrisches Signal (0,)

- und einer Abtastvorrichtung (3) zum Hin- und Herbewegen des Mikrofons (1), derart, claß ein aufzuzeichnendes Schallfeld abgetastet werden kann,

- ein Detektor (6) zum Erfassen des vom Mikrofon (1) erzeugten elektrischen Signals (0,) und Ableiten eines Hüllsignals (Ο.,),

- eine Abtastschaltung (7) zum Abtasten des vom Detektor (6) gelieferten Hüllsignals (CU) mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz und Erzeugen eines Abtastsignals (0.),

- ein Überlagerungsoszillator (7a) zum Erzeugen eines Trägers mit einer im voraus festgelegten Frequenz,

- eine Modulationsschaltung (7) zum Modulieren der Trägeramplitude mit dem Abtastsignal (0.) und Erzeugen eines modulierten Signals (O₁-),

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- ein lichtelektrischer Wandler, der einen Lichtfleck zu erzeugen vermag und sich synchron mit der Bewegung des akustoelektrischen Wandlers bewegt,

- ein zwischen die Modulationsschaltung (7) und den lichtelektrischen Wandler zwischengeschaltetes Umschaltglied (8), das mit dem modulierten Signal (O₅) so ansteuerbar ist, daß der Lichtfleck nach Maßgabe der im voraus festgelegten Frequenz des Trägers ein- und ausgeschaltet wird, wenn das Signal (0,) vom Mikrofon (1) einen im voraus festgelegten Wert übersteigt,

- und eine Einrichtung mit einer Kamera zum fotografischen Aufzeichnen des Schallfeldes durch Fotografieren des Bildes von einem Ort des Lichtflecks.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet , daß der lichtelektrische Wandler eine Lichtquelle (Leuchtdiode 2) aufweist, die an der Abtastvorrichtung (3) des akustoelektrischen Wandlers befestigt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet , daß ein Einsteller (5) eine Amplitude des elektrishen Signals so einzustellen vermag, daß eine dem im voraus festgelegten Wert entsprechende Amplitude des Signals gleich ist einem Schwellenpegel des Umschaltgliedes (8).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch ge. kennzeichnet , daß die Abtastung und die Modulation mit der gleichen Frequenz durchführbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet , daß

- der akustoelektrische Wandler ein zweites Mikrofon (I¹)

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aufweist, das an einer festen Stelle im Schallfeld angeordnet ist und ein zweites elektrisches Signal erzeugt, - und eine Summierschaltung (16) vorgesehen ist, welche das zweite elektrische Signal zum ersten elektrischen Signal (0,) vom ersten Mikrofon (1) addiert und ein dem Detektor (6) zuzuführendes Summensignal erzeugt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet , daß zwischen das erste und das zweite Mikrofon (1 bzw. I¹) einerseits und die Summierschaltung (16) andererseits ein erstes bzw. ein zweites Filter (15 bzw. 15') zwischengeschaltet ist, das vorgegebene Frequenzanteile im ersten bzw. zweiten elektrischen Signal abzuleiten bzw. zu übertragen vermag.