DE846561C

DE846561C - Vorrichtung zur UEbertragung der in elektrische Schwingungen umgewandelten Schwingungen von Schall oder aehnlichen Schwingungen

Info

Publication number: DE846561C
Application number: DEB11778A
Authority: DE
Inventors: Dennis Gabor
Original assignee: British Thomson Houston Co Ltd
Current assignee: British Thomson Houston Co Ltd
Priority date: 1944-12-08
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-08-14

Description

Vorrichtung zur Übertragung der in elektrische Schwingungen umgewandelten Schwingungen von Schall oder ähnlichen Schwingungen

Die Hrtindung bezieht sich auf ein System der

I# ernübertragung, bei welchem die in elektrische

Schwingungen umgewandelten Schwingungen von

Schall oder ähnlichen Schwingungen benutzt

%\-erden. Die I?rhndung bezweckt insbesondere eine

\'erl>esseru@ig zu schatten, die eine bessere Nutzbar-

inachung \on Kabeln oder anderen Übertragungs-

linie» ermiiglicht und einen hfilieren Grad getreuer

Reproduktion, als es bisher mit Systemen ähnlicher

Art möglich war, gewährleistet.

1?s ist bereits bekannt, daß die getreue Repro-

duktion h<irharer Zeichen die unverzerrte Sendung

eines Urequenzbereichs von etwa 25 bis ioooo Hertz

erfordert. 1?insparung an \\'ellenbandbreite bei

I@ernül@ertragungss@stemen oder an Aufzeichnttngs-

hinge bei Aufzeichnung von Schallschwingungen

wurde bisher durch die Beschränkung des Übertrage-

nun oder aufgezeichneten Frequenzbereichs auf der

Seite der niedrigen Frequenz oder der hohen Fre-

quenz oder beider erzielt oder dadurch, daß man von

der Sendung ganze Teile der Aufzeichnung aus-

nimmt. Solche Beschränkungen schädigen indes die

(>ualitiit der Reproduktion in sehr hohem Grad.

1>ie 1@:rfindung befaßt sich mit einem System der

Vernübertragung. das in bekannter Weise einen

Raffer für den 1,- requenzbereich und einen ent-

spreche»den 1>elnier, einen an jedem Ende einer

l?hertr<igungslinie, besitzt. Erfindungsgemäß «eisen

diese Frequenzwandler eine Einrichtung auf, um

wenigsten; zwei Abtaster gleichzeitig über eine Auf-

zeichnung von Schwingungen zu bewegen, so daß

Teile der Aufzeichnung nacheinander durch die ver-

schiedenen Abtaster abgetastet werden. Ferner ist ein Dämpfungsfenster vorgesehen, durch welches die Energie der Abtaster vermittels eines Teils aufgcitoittinen wird, der auf die erwähnte Energie anspricht. 1)as Fenster ist derart gestaltet, daß bei der ltcwegung jedes Alltasters durch das Fenster hin-(Itii-cligeliende Energie stufenweise von Null durch das Maximum zu Null in Übereinstimmung mit einer Kurve geändert wird, die über eine Wahrscheinlichkeitsfunktion der Entfernung der abgetasteten Fl;iche von dem Zentrum des Fensters entspricht.

Der Rafier oder der Dehner oder beide können mit einem Aufzeichnungsträger versehen sein, der zeitei -re-bar und mit Mitteln zur Erregung des w 'l ei zn Tr:igers verbunden ist, die eine Aufzeichnung produzieren, sowie mit Mitteln zum @'11)tasten der Aufzeichnung sowie zum Löschen der Aufzeichnung, nachdem dieselbe abgetastet ist.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erlindung,beispielsweise veranschaulicht.
Fig. t ist eine Anordnung, die für die Kompression oder Expansion einer Aufzeichnung, z. B. eines Tonfilms, dienen kann; hig. a ist eine alternative Ausführung des in Fig. i veranschaulichten Apparats; I" ig. 3 veranschaulicht eine magnetische Tastvorrichtttng; Fig..I und 5 veranschaulichen in größerem 1,faßstal> eine magnetische Tastvorrichtung einschließlich eines Dämpfungsglieds; Fig. 6 zeigt einett Apparat für die Sendung oder für den I?inhfang von Botschaften gemäß der Erfindung, wobei eine zeitweilige Aufzeichnung auf einer rotierenden phosphoreszierenden Trommel benutzt wird.
Zunächst bewegt sich gemäß Fig. t, die insbesondere für eine einfache Erläuterung des bekannten Prinzips des kaffens und Deltitens von Frequenzbereichen geeignet ist, ein Tonfilmaufzeichnungsband r, (las mit veränderlicher Fläche dargestellt ist, obwohl es in gleicher Weise auch ein Band von veränderlicher Dichtigkeit sein könnte, mit konstanter Geschwindigkeit Vt hinter einem Fenster 2 im Rahtiten 3. Dieses Fenster hat eine Durchlässigkeit, die in Längsrichtung der Aufzeichnung t allmählich nach dem Zentrum zu auf den Wert eins wächst, während sie zu beiden Seiten allmählich in vollständige Undurchsichtigkeit übergeht. Gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, die Durchlässigkeitsfunktion so zu gestalten, daß sie einer Kurve entspricht, welche eine Wahrscheinlichkeitsfunktion der Entfernung vom Zentrum des Dämpfungsfensters darstellt.
Eine Trommel 5 rotiert hinter dem genannten Fenster mit einer Umfangsgeschwindigkeit 1Q, die verschieden von Vt ist, und zwar in derselben oder in entgegengesetzter Richtung. Diese Trommel hat eine Anzahl enger Schlitze 6, welche die wenigstens nahezu gleichmäßig über den Umfang verteilten Abtaster darstellen. Der Abstand dieser Schlitze ist derart, daß wenigstens zwei derselben gleichzeitig vor (las Fenster 2 gelangen. Eine Erregerlampe 7 beleuchtet die Aufzeichnung durch die Schlitze, und das durch die Schlitze, die Aufzeichnung und das Fenster gegangene Licht wird vermittels einer Photozelle 8 gesammelt. Die Kathode der Photozelle muß solche Größe haben, (laß <las nur durch einen der Schlitze 6 hindurchgehende Licht durch die Katliode in jedem Augenblick aufgenommen und daß in keinem Augenblick die Kathode nicht durch das Licht beleuchtet wird, das von der Erregerlampe durch die Aufzeichnung hindurchgellt.
Die Hauptergebnisse der Theorie einer solchen Einrichtung sind die folgenden: Es möge das Signal, (las wiedergegeben werden soll, eine Oszillation mit der Frequenz f4 sein, die als die Frequenz aufzufassen ist, die erhalten wurde, wenn die Aufzeichnung in üblicher Weise durch einen stationären Schlitz abgetastet würfle. Bei der Reproduktion gemäß vorliegender Hrfiitdung wird indes die resultierende Frequenz die Gridie haben im absoluten Wert, Dies wird int allgemeinen kein absolut reiner Ton sein, da die exakte Theorie zeigt, (laß fier reproduzierte Ton aus einer _lnzalil von hrequenzen in unmittelbarer Nähe von f1 bestellt, so (laß die Reproduktion den l:in(li-ticlz eines an Intensität und/oder Frequenz leicht v11)i-iei-eii(leit Ton: erweckt.

Innerhalb gewisser Grenzen ist fliese Vibration unhörbar. Gerade jenseits der Scli@\elle der Hörbarkeit braucht sie nicht notwendigerweise eine unnatürliche oder nachteilige Wirkung liervorzurufeit. Für die folgende einfache L?rürterung wird es genügend sein, nur die Frequenz ft zu betrachten. 1,.s ist zu bemerken, daß die reproduzierte Frequenz kleiner oder größer als das Original ist, entsprechend dem absoluten Wert des Verhältnisses von relativer Geschwindigkeit z@t-@@" zu der Filmgeschwindigkeit v1. In gleicher Weise wird der ganze Frequenzbereich eines Originalzeichens oder einer Originalaufzeichnung gerafft oder gedehnt entsprechend dem Wert dieses Verhältnisses. Die Aufzeichnung wird in einem gerafften oder zusammengezogenenFrequenzbereichdurchgeführt,und der Frequenzbereich wird bei der Reproduktion gedehnt bzw. erweitert. Wenn die Aufzeichnung t aus einem normalen Signal besteht, das den erforderlichen ausgedehnten Frequenzbereich besitzt, und wenn eine Zusammenziehung der Bandbreite erforderlich ist. so'wird die Photozelle 8 in Fig. t mit einem Verstärker verbunden, der ein Aufzeichnungsgerät betätigt, wie es bei der Aufnahme von Tonfilmen oder Schallplatten üblich ist. Es ist indes nicht nötig, eine dauerpermanente Aufzeichnung in dieser Stufe vorzunehmen. Es könnte gegebenenfalls auch eine vorübergehende Aufzeichnung benutzt werden. Rotierende phosphoreszierende Schirme und wandernde Wellen in Glaströgen, die eine Flüssigkeit enthalten, sind Beispiele für solche zeitweiligen Aufzeichnungen, die an sich bekannt sind. I?in drittes Beispiel einer zeitweiligen Aufzeichnung vermittels eines magnetischen Bands wird weiterhin erörtei-t'wer(leit.

Für die Reproduktion, d. 1i. die Dehnung der Auf-

zeichmttig niit gerafftem Frequenzbereich, kann

derselbe Apparat benutzt werden, nur muß das Ver-

hältiiis teer 1Zelativgeschwindigkeit zu der Film-

g@scllw@nd@gke@t nutz (lein reziproken Wert des Ver-

li:iltilisses entsprechen, das bei der Erzeugung

(Her zusammengezogenen Aufzeichnung benutzt

wtirdr.

:\iist:itt unmittelbar aufzuzeichnen, kann das

Signal finit zusammengezogenem Frequenzbereich

durch Modulation einer l'rägei-welle oder über eine

l:iiiistliche 'I'raiisinissioiisleitung erhalten werden.

wobei die Aufzeichnung alsdann auf dem Empfangs-

ellde gCSllacllt wird. Das am Empfangsende auf-

gC-r.CicllIlCte Signal wird datni in der oben beschrie-

Weise ge(lehit.

V ig. = zeigt title Variante eines solchen Apparats,

fite wClclt('il @lie 1)ewCglichen Projektionen stationärer

Schlitze anstatt 1)ewe(,liclier Schlitze benutzt sind.

I )Cr Vfilm t l:itift älter eine Rolle y und eine Trommel

to), %\()1)(#i seine Todspur über die Kante der Trotn-

n@el hervorragt. 1?ine Erregerlampe 7 beleuchtet eine

IZeille v()tl Schlitzetl I t, (Hie vermittels des Linsen-

' 1-2 ttnd (lcs reflektierenden Prismas 13 auf

('!'ICH r0tirr('t1d('tl vieleckigen Spiegel 14 geworfeli

wird. I)i('ser produziert eine Folge von Tastzonen

(ICs Lichts iii (Her I?hene des Films, wo dasselbe am

I@@Ilst(r 2 vctrült@r@@Cht. I)as austretende Licht wird

durch (#itl(' I'l1()to)zelle S wie ollen gesammelt, und die

Clel:triscltett Signale werden, wie bei der Fernüber-

tragtiiig iiblich, verstärkt und benutzt.

Fig. 0 ist (#iiie erhtidttiigsgeniäß gestaltete Vor-

riclltusig, die Cntwe(ler als Sender oder Empfänger

zwCCl:s besserer Nutzbarmachung von Kabellinien

od. tlgl. itlsl)est)id@@@ für Latigstreckentelephonie be-

mitzt w@r<lell katlil. Sie unterscheidet sich von den

vt)rst@ll@id v(#raiiscliittllicliten Vorrichtungen darin,

doll slic Filinaufzeichnung nunmehr durch eine

"I'rc)111111('1 oder durch ein endloses Band 30 ersetzt

wird, (ei(' mit phosphoreszierendem Pulver ver-

kleidct sind. Dieses wird durch eine modulierte

1.iclltl@uelle tiud einen nszillographeil 31 erregt, die

mittels ultravioletten( licht eine vorübergehende

I,ichtenlission erzeugen, welche ausreicht, um für

den Bruchteil i Stunde zu dauern. Diese zeit-

Aufzeichnung wird durch ein geeignet ge-

staltetes Fenster 22 abgetastet, im wesentlichen wie

iiti Zusamtnenhang mit Fig. i und 2 auseinander-

gesCtzt tvtir(ie, jedoch unter Benutzung rotierender

I,iIISeII 2j3. 1 )as durch einett Schlitz 26 gehende Licht

wird durch eine nicht dargestellte Photozelle ge-

san1111elt, wobei (las licht durch einen geeigneten

kellektor auf die "Zelle Iiiiigelenkt wird. Nach dem

:\1)tasten wird (Hie I'liosl)lioreszetiz durch die infra-

rOtc I,iclitdtt(#Ile 32 @lusgelöscllt. Die Photozelle ist

mit eitl(#lil Lautsprecher oder Telephon in dem Emp-

f:illg@rkreis verbtilidetl.

I)ie vorstehenden Heispiele sind optischer Natur.

l11des sind elektrische oder magnetische Verfahren

iii durchaus gleicher Weise für (Hie Einführung der

1':rlitulungsgrunds:itze in die Praxis geeignet. Fig. 3,

uiid ; zeigest einen Apparat und eine geeignete

sllagnetisclte \-@trrichtung. (Hie eile Dätnl)fttiigsglied

einschließt. Gemäß Fig. 3 dient ein Stahlband 15 als

Aufzeichnungsträger und befindet sich zu dieseln

Zweck in Kontakt mit einem Ring 20 oder einem

kand von nicht niagnetischetn Stoff, in welchem

Keile to aus weiclietti Eisen eingebettet siii(l, wiili-

rend die variable I)itrclil:issigkeit durch die Art er-

halten wird, iii welcher (las Band i5 nach dein durch

tlie Keile i9 gebildeten Sternrad tind von diesem

fortgeführt wird. Zwei Rollen 22 diellelt dazu, (las

I>aiid gegeit (las Rad angedrückt zti halten, so daß

(1(,i- Spalt allmählich auf o übergeht und allmählich

wieder atlwiichst. Der Spalt wirkt also wie ein

I ):iml)fungsfettster finit abgestufter @urchl:issigh@it.

(iemül.i 1#1g. + ull<l 5 ist durch eine aildere Kotl-

strtiktit)I1 (Hie Wirkring des Dämpftmgsfenster:

durch eilletl Spalt 35 vollzogen, der zwischen eineue

ka11d 2() \"(» 1 (licht magnetischem ,Material vor-

gesehen ist, iii welchem (Hie weichen F,isenkeilt# t()

ritigebettet shid. Lind durch ein stationäres Polstück

3-1, Lias eitle Aufnallinesptlle 36 trugt. Bei dieser

Kt)iisti-ttktictti kann das Stahlband 15 in Berührung

finit oder ist eitler gleichmäßig kurzen Hntferitiiig

vi)ii clum kaiid 2o in der Tasterzone sein.

I )]c I«ntd(#iisierte bzw. geraffte Reproduktion hat

Ciltetl l;l@itleretl Vrequenzbereich als die tirsl)riing-

liche. Ilieraus folgt, (laß sie in Verbindung finit

bekamiten Verfahren der Träger- (>der Vielfach-

telephc)me zur besseren Ausnutzung von "I'el('1)lio)ii

kabeln u. dgl. benutzt werden kann.

\Crsnche hal)rti gezeigt, dali es lnüglich ist, das

ältliche Urecluenzhand Volt etwa 3000 atlf die I Hälfte

mid sogar auf (,in Viertel zu kontrahieren mid

Ileslnoclt ciii(# verst;iti(iliclie Sprache nach der Aus-

dchtiutig ztt urhalteii. Dies bedeutet, lall 1)e1 Be-

ttutzut@g eitler gerfreclttenzübertraguig @s nüig-

lich sein katiii, zwei oder tnehr Gespr;iche finit Hilfe

des tietieii Verfahrens durch Kabel o(lcr aridere

H,inien zti setldell, wo bisher lediglich ein Gespr;ich

ühertragell w(#rcleil ho1111te.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Svstem ztlt- Fernübertragung teer elel;tri- scliri Scllwingutlgen des Schalls oder :illiliche Schwingungen unter Anwendung eitler \'erc@ich- ttiiig oder lZaffting des Frequenzbereichs irrt< eitler entsprechenden \Viederausdelinung nach der ('1)ertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die \"erdichtet- und Ausdehrier so ausgebildet siticl, dal.i sich gleichzeitig wenigstens zwei :U)- taster entlang eines Aufzeichnungsträgers der Schwingungen derart bewegen, (iaß "feile (Her \ufzeichtiuiig nacheinander durch die verschie- deti(#ii Taster abgetastet werden, daß eiti Dä tue) fungsfenster vorgesehen ist, durch welches <i(# l'1)ertragun gsenergie der Altaster durch e111 Vlenient aufgenommen wird, das auf (liese Ener- g@e ausl)richt, Lind daß das Dämpfutigsfenster derart ausgel)ildet ist, (laß während der Hewe- gulig eitles jeden Abtasters die durch (las Fenster Mittdurchgehende Energie stufenweise voii () durch eilt Maximum zu o in 111)ereinstinnnung mit eileer Kulwe sich :indert, welche eitler Wahr- sclteinliclll:eitsfttil;ti@i der Fltltfenitiiig (Her ab-

getasteten Fläche der Aufzeichnung vom Zentrum des Dämpfungsfensters entspricht.
2. System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehner oder der Baffer oder leide einen Aufzeichnungsträger umfassen, der zeitweise erregbar ist, sowie Mittel zur Erregung des Trägers, um eine Aufzeichnung hervorzubringen und Mittel, um die Aufzeichnung abzutasten und um sie nach dem :\litasten zu löschen.
3. System nach :Aiispriicli 2, dadurch gekennzeichnet, clafl der Baffer oder der Deliner oder leide ans einem :Aufzeichnungsträger in Form einer Trommel oder eines endlosen Bands bestehen, welches mit phosphoreszierendem Material verkleidet und so angeordnet ist, daß es zeitweise durch- eine modulierte Lichtquelle erregt und durch ein bewegliches optisches System abgetastet wird, welches das von der Aufzeichnung aufgenommene Licht durch einen stationären Schlitz zu einer Photozelle lenkt, die mit einem geeigneten Empfangskreis verbunden ist. Angezogene Druckschriften: Deuteche Patentschrift \rr. 728 838.