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Anordnung zur Schallpeilung Beim Schallempfang, insbesondere bei der
Aufnahme von Geräuschen, arbeitet man im allgemeinen mit einer Empfangseinrichtung,
die einen möglichst breiten Frequenzbereich umfaßt, damit möglichst alle vorkommenden
Schalle der verschiedensten Frequenzen aufgenommen werden können. Dennoch gibt es
insbesondere beim Schallrichtempfang mit Hilfe sog. Gruppenanordnungen von Schallempfängern,
die alle mit demselben Anzeigegerät verbunden sind, zahlreiche Fälle, wo es erwünscht
ist, ein oder mehrere bestimmte mehr oder weniger schmale Teile des gesamten Spektralbereichs
der Anlage zu schwächen oder stumm zu machen. Derartige Gruppen geben bekanntlich
aus bestimmten Richtungen Maxima und Minima der Lautstärke. In der Regel weist eine
solche Gruppe ein Maximum oder aber ein Hauptmaximum und ein oder mehrere Nebenmaxima
auf. Wenn nun mehrere verschiedene Schallquellen im Hörbereich der Gruppe in verschiedenen
Richtungen und Entfernungen stehen, so kommt es vor, daß z. B. die näherstehende
(stärkere) Schallquelle die fernerstehende übertönt, oder, was noch störender ist,
gerade dort ein starkes Nebenmaximum ergibt, wo das Hauptmaximum der entfernteren
(leiseren) Schallquelle liegt. Dieser Fall ist in Abb. r dargestellt. Dort seien
a und c Haupt- und Nebenmaximum einer nahen, sehr lauten Störungsquelle, b sei das
Hauptmaximum der zu beobachtenden Schallquelle. Man sieht, daß die Wahrnehmung des
Hauptmaximums b durch das Nebenmaximum c sehr erschwert, wenn nicht unmöglich gemacht
wird.
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Die Haupt- und Nebenmaxima sind nun bekanntlich ganz bestimmten Frequenzen
zugeordnet. So entspricht z. B. das Hauptmaximum b einer Frequenz im Frequenzbereich
n, bis n2, die Maxima a und E dagegen einer Frequenz im Frequenzbereich n3 bis %.
Hierdurch ist eine Möglichkeit gegeben, dem genannten Übelstand abzuhelfen durch
Übernahme eines an sich bekannten Mittels aus der Technik der elektrischen Wellen.
Erfindungsgemäß schaltet man nämlich zur Beseitigung derartiger Störungen zwischen
dem Empfänger bzw. der- Empfängergruppe und dem Anzeigegerät Kombinationen von elektrischen
Leitern (Selbstinduktionsspulen, Kondensatoren, Widerstände) ein, die geeignet sind,
die störenden Frequenzen- zu vernichten oder abzuleiten. Derartige Schaltungen sind
aus der Rundfunktechnik bekannt unter dem Namen »Entzerrera. Im Fall der Abb. z
und z wendet man also einen Entzerrer an, der das Frequenzgebiet n3 bis % unschädlich
macht. Das Frequenzgebiet n3 bis n4 kann natürlich ganz beliebig zu dem Gebiet der
nutzbaren Frequenzen n, bis n2 liegen. Es kann z. B. auch innerhalb von n1 bis n2
liegen, in welchem Falle natürlich ein Teil der Nutzfrequenzen mit ausgeblendet
wird.
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In Abb.3 und q. sind solche Entzerrerschaltungen schematisch dargestellt.
Es sind
der Einfachheit halber gewöhnliche Abstimmungskreise verwendet.
Es bezeichnet i die Empfängergruppe, 2 einen Kompensator, 3 das Anzeigegerät (Telephon),
q. und 7 Kondensatoren, 5 und 6 Selbstinduktionsspulen, 8 und 9 Widerstände. Haben
die Schwingungskreise 4., 5 und 6, 7 dieselbe Eigenfrequenz, so unterstützen sie
sich einfach in ihrer Wirkung. Sind sie in geeigneter Weise gegeneinander verstimmt,
so kann man statt der umgekehrten einfachen Resonanzkurve eine umgekehrte verbreiterte
Resonanzkurve erhalten, wie in Abb.2a gezeichnet. Verwendet man nur einen der beiden
Schwingungskreise, so kann man durch Vergrößern des Dämpfungswiderstandes 8 oder
9 eine Verbreiterung des Sperrbereiches erzielen. Im Gegensatz zu der in Kurve 2a
gezeichneten, mit zwei Kreisen zu erhaltenden Kurve erhält man jetzt eine Kurve
(gestrichelte Kurve in Abb.2) reit geringerer Durchlaßhöhe d und verminderter Absorption
(größeres a). Die Schaltmittel sind hier als veränderlich gekennzeichnet, damit
sie gestatten, die zu vernichtenden Frequenzgebiete zu verändern. Oft wird man mit
festen Entzerrern auskommen, wenn es sich z. B. darum handelt, eine stets vorhandene
Störquelle, z. B. das Geräusch einer Maschine am Schiff, unhörbar zu machen.
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Eine besonders günstige Schaltung für die Zwecke der Erfindung zeigt
Abb. 5.
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Bei dieser Schaltung wird der Weg vom Empfänger bzw. der Empfängergruppe
9 zum Hörer in zwei Wege io und i i verzweigt. Der eine der beiden Wege, io, erhält
eine Selbstinduktion 12 und einen Kondensator 13, die zusammen einen elektrischen
Schwingungskreis von derjenigen Eigenfrequenz ergeben, die unterdrückt werden soll.
Der Wattwiderstand 14 und 15 der beiden Wege io und ii ist gleich. Beide Wege endigen
in j e einer Primärwicklung eines Differentialtransformators 16, die so geschaltet
bzw. gewickelt sind, daß ihre Induktion auf die Sekundärspule sich aufhebt. Dadurch
wird' erreicht, daß der Weg io im wesentlichen (mehr oder weniger breit, je nach
seiner Dämpfung) nur ein Frequenzband in der unmittelbaren Nähe seiner Eigenfrequenz,
also das zu unterdrückende Frequenzband, hindurchläßt, während Weg i i alle Frequenzen
ungeschwächt passieren läßt.
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Infolge der Differentialwirkung der Primärwicklung des Transformators
wird also dieses Frequenzband des Weges io im Hörer 7 ausgelöscht. Wenn also die
Eigenfrequenz in Weg io der Störfrequenz entspricht, wird die Störung völlig unschädlich
gemacht. Abb. 6 zeigt die Kurve der Durchlässigkeit der Anordnung. Abszisse sind
Frequenzen, Ordinate Amplituden im Telephon 3; iao ist die Eigenfrequenz des Kreises
in Weg i o. Man sieht, daß, im Gegensatz zu bekannten Entzerrerschaltungen,
hier für die beliebig wählbare Resonanzfrequenz des Kreises 1:2, 13 die Auslöschung
eine vollkommene ist. Durch Vergrößerung der Dämpfung (Widerstand i¢) erhält man
eine Kurve (gestrichelt in Abb. 6) mit breiterer Spitze, aber geringerer Durchlaßhöhe
d. Auch bei dieser Schaltung kann man die Wirkung durch einen weiteren Kreis 18,
ig mit Dämpfungswiderstand 2o unterstützen. Auch hier kann man durch geeignetes
Verstimmen der beiden Kreise gegeneinander breitere Kurven (Abb.7) erhalten, ohne
daß die Durchlaßlhöhe vermindert wird. Um verschiedene Störer ausschalten zu können,
macht man die Selbstinduktion und Kapazität des Kreises in i o veränderlich und
verwendet gegebenenfalls außerdem mehrere wechselweise einschaltbare Kreise, wie
bei 17 angedeutet.
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Schließlich sollen als Beispiele für derartige Schaltungen noch die
in den Abb.8a und 8b gezeichneten Brückenschaltungen angegeben werden. Hier liegt
die Gruppe 9 an zwei gegenüberliegenden Eckpunkten der Brücke,. das Telephon 3 an
den beiden anderen Eckpunkten. Die Schaltung der Abb.8a enthält nur einen Schwingungskreis
12, 13 mit Dämpfungswiderstand 1q.. Die anderen Zweige enthalten die Ohmschen Widerstände
15, 16 und 17. Macht man den Widerstand 16 gleich 17 und 15 gleich 14, so hält die
Anordnung dieselbe Absorptionskurve (Abb. 6) wie die Anordnung nach Abb. 5.
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Legt man in den Zweig des Widerstandes 16 noch einen Schwingungskreis
18, ig, so kann man die Wirkungsweise des anderen Schwingungskreises unterstützen
oder bei geeigneter Verstimmung eine Kurve nach Abb. 7 erlangen.
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Wenn auch das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung bei Geräuschempfang
und der Geräuschpeilung zu suchen sein wird, so hat sie doch auch Bedeutung für
den Schallempfang mit Einzelempfänger und den Empfang bestimmter Signale. Der Hauptvorteil
liegt darin, daß die Erfindung es ermöglicht, sehr entfernte und sehr leise Schallquellen
noch hörbar zu machen, die sonst vom Störer völlig verdeckt werden würden.