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Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Tönen in Sprossenschrift
Bei der Wiedergabe von Tönen, die durch Umsetzen der Töne in entsprechende Wechselströme
und Belichtung eines lichtempfindlichen Films mittels einer durch diese Wechselströme
gesteuerten Schallaufzeichnungsvorrichtung auf den erwähnten Film aufgezeichnet
sind, macht sich bekanntlich ein mehr oder weniger hervortretendes Nebengeräusch
bemerkbar, das u. a. von Ungleichförmigkeiten oder Unsauberkeiten des Films sowie
von Rissen in demselben herrührt. Das so entstehende Nebengeräusch macht sich um
so stärker geltend, je weniger der Film geschwärzt ist.
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Da der den Schallschwingungen entsprechende Schwärzungswechsel der
Tonspur bei abnehmender Tonstärke abnimmt, wird das Nebengeräusch um so kräftiger,
je geringer die Tonamplitude ist. Sehr leise Töne können daher durch das Nebengeräusch
in der Wiedergabe ganz verzehrt bzw. übertönt werden.
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Um diesen Nachteil möglichst zu beseitigen,
werden
erfindungsgemäß Töne, deren Amplituden unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegen,
in Sprossenschrift mit gleichbleibender Tonspurbreite aufgezeichnet, wogegen Töne,
deren Amplituden diesen Grenzwert überschreiten, mit veränderlicher Tonspurbreite
aufgezeichnet werden unter Beibehaltung des maximalen Wertes des Schwär-- zungswechsels,
der für den Grenzwert erreicht wurde. ' Dadurch wird derVorteil erreicht, daß der
ganze Änderungsbereich der Schwärzung der Tonspur zum Aufzeichnen von Tönen, deren
Amplituden unterhalb des erwähnten Grenzwertes liegen, d. b. .leise Töne und Töne
mittlerer Tonstärke, voll ausgenutzt werden kann. Dadurch wird wiederum der einer
gewissen leisen Tonstärke entsprechende Schwärzungswechsel verhältnismäßig groß,
und der störende Einfluß des etwaigen Nebengeräusches kann entsprechend gering gehalten
werden. Ferner wird der maximale Amplitudenbereich beim Aufzeichnen in Sprossenschrift
erheblich erweitert, und zwar durch die zusätzliche Änderung der Breite der Tonspur,
wenn die Tonamplitude den erwähnten Grenzwert überschreitet.
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Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erwähnten Verfahrens werden
nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in einer Hilfsschaltung zur Gleichrichtung
und Verstärkung eines Teils der tonfrequenten Wechselströme Mittel vorgesehen zur
Beeinflussung der Schallaufzeichnungsvorricbtung in Abhängigkeit der gleichgerichteten
Ströme, derart, daß die Tonspurbreite in Übereinstimmung mit den Maximalamplituden
der aufzuzeichnenden Töne geändert wird, wenn diese Amplituden den Grenzwert überschreiten.
Ferner ist es zweckmäßig, Mittel vorzusehen, um den Hauptverstärker der Wechselströme
in Abhängigkeit der gleichgerichteten Ströme derart zu beeinflussen, daß der Verstärkungsgrad
nach Maßgabe der Vergrößerung der Tonspurbreite herabgesetzt wird, wobei die Änderungen
der Beleuchtungsintensität des Films gleichbleibend gehalten werden.
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Schließlich empfiehlt es sich, nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
im Eingangskreis der Hilfsschaltung vor dem Gleichrichter eine zur Festlegung des
Grenzwertes, oberhalb dessen die Aufzeichnung mit veränderlicher Tonspurbreite erfolgt,
dienende Sperrspannung einzuführen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Fig. i und 2 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen einer Tonaufzeichnung
nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 zeigt zwei Kurven,- die die Abhängigkeit
zwischen der sich ändernden Breite der Tonspur und der Amplitude der Töne und zwischen
dieser Amplitude und dem Verstärkungsgrad darstellen, und Fig. q. zeigt die Schaltung
einer Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Aufzeichnung kann entweder symmetrisch nach beiden Seiten der
Tonspur (Fig. i) oder einseitig, d. b. derart, daß die Tonspur nach der einen Seite
von einer Geraden begrenzt ist (Fig. 2), erfolgen.
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Der außerhalb der Schallschrift befindliche Teil eines positiven Films
soll vorzugsweise vollkommen lichtundurchlässig sein, d. h. beim Aufzeichnen auf
ein Negativ darf der außerhalb des Bandes befindliche Teil des Films nicht belichtet
werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß in die Bahn des Lichtes eine Blende
eingeschaltet wird, die von den Amplitudenschwankungen eines gleichgerichteten Teils
der tonfrequenten Wechselströme gesteuert wird, in welchen die Töne zwecks ihrer.
Aufzeichnung umgesetzt werden.
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Die Kurve I (F ig. 3) zeigt die anzustrebende Abhängigkeit zwischen
der Breite der Tonspur und den Amplituden der Töne, während die Kurve II die anzustrebende
Abhängigkeit zwischen den Amplituden und dem Verstärkungsgrad darstellt. Der Verstärkungsgrad
und die Breite der Tonspur sind ,als Ordinaten und die Amplituden als Abszissen
abgesetzt. Anfangs, :d.11. wenn @die Amplituden der Töne verhältnismäßig gering
sind, ist die . Breite der Tonspur gleichbleibend (vgl. die Breite ü in Fig. i),
während der Verstärkungsgrad gleichzeitig den . konstanten Wert a (Fig. 3) aufweist.
, Wenn die Amplituden einen gewissen Minimalwert 0 A (Fig. 3) übersteigen, wird
die Breite der Tonspur selbsttätig nach Maßgabe der Amplituden vergrößert, während
gleichzeitig der Verstärkungsgrad in gleichem oder annähernd gleichem Verhältnis
vermindert wird, so daß das Produkt des Verstärkungsgrades und der Breite der Tonspur
hauptsächlich gleichbleibend bleibt.
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Entsprechen 0 B den kleinsten und 0 A den größten Amplituden
der mit gleichbleibender Breite der Tonspur aufgezeichneten Töne und ist A C der
Amplitudenbereich, in welchem die Töne mit gleichbleibendem Schwärzungswechsel,
dagegen mit veränderlicher Breite der Tonspur aufgezeichnet werden, dann ist ohne
weiteres folgendes verständlich: Während bis jetztTöne aufgezeichnet werden konnten,
deren kleinste und größte Amplitude sich wie 0 B : 0 A zueinander verhalten,
ist- es erfindungsgemäß möglich, Töne aufzuzeichnen, deren kleinste und größte Amplitude
sich wie 0 B : 0 C zueinander verbalten. Ist - 0 B : 0 A
= i : io und
0 A : 0 C = i : io, so heißt dies, daß das Amplitudenverhältnis von i : io
auf i.: iöo gesteigert worden ist. Diese Steigerung kann sehr leicht in der Praxis
erreicht werden.
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Fig. ¢ zeigt beispielsweise die Schaltung einer Vorrichtung zur selbsttätigen
Regelung der Breite der Tonspur in der obengenannten Art und Weise.
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d ist ein Mikrophon und e ein Verstärker, in welchem die tonfrequenten
Wechselströme, die durch die Beeinflussung des Mikrophons vermittels der aufzuzeichnenden
Töne erzeugt werden, verstärkt werden. Die verstärkten Ströme werden über einen
Transformator f und eine Röhre g einer veränderlichen Lichtquelle
h, beispielsweise einer Entladungsröhre, zugeführt, deren Licht mit Hilfe einer
Linse i auf einen. Spalt y in einem Schirm j
gesammelt
wird, hinter welchem eine andere Linse k angebracht ist, die auf den Film
L ein lineares Bild s des genannten Spaltes abbildet. Vor diesem Spalt ist
eine Blende nt angebracht. Der Film bewegt sich in einer zur Ebene der Zeichnung
senkrechten Richtung.
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Ein Teil des im Verstärker e verstärkten Stromes wird von der primären
Seite des Transformators f nach einem Transformator 7t abgeleitet, dessen sekundäre
Wicklung in den Gitterstromkreis einer-Gleichrichterröhre p geschaltet ist, die
über einen mit einem Ausgleichkondensator s parallel geschalteten Schaltwiderstand
r an eine Verstärkerröhre q
angeschlossen ist. Die Röhre p richtet
den über den .Transformator n der Röhre p geleiteten Strom gleich, und dieser
Strom wird von dem Kondensator s ausgeglichen.
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Die Gitterv orspannung der Röhre p bildet eine Sperrspannung zur Festlegung
des Grenzwertes, unterhalb dessen sich die Aufzeichnung mit unveränderlicher Breite
der Tonspur abspielt. Zu diesem Zweck ist die Gittervorspannung der Röhre p derart
angepaßt, daß der Anodenstrom dieser Röhre Null ist, solange die Amplituden der
durch den Transformator n überführten Ströme einen dem Grenzwert entsprechenden
Wert nicht übersteigen.
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Übersteigt die Amplitude des über den Transformator tt übergeführten
tonfrequenten Stromes den Grenzwert, :o. wird die Gitterspannung einen solchen Wert
annehmen, daß ein Anodenstrom in der Röhre p entsteht. Dieser Strom ändert sich
dann nach Maßgabe des tonfrequenten Stromes. Der Spannungsabfall im Widerstand r
wird zur Erzeugung einer mit dem Anodenstrom in der Röhre p steigenden negativen
Gittervorspannung der Röhre q ausgenutzt. Durch passende Wahl des Widerstandes r
und der von einer Spannungsbatterie t bestimmten konstanten Vorspannung am Gitter
der Röhre q läßt sich erreichen, daß anfangs, d. h. solange der erwähnte Grenzwert
der Amplitude des tonfrequenten Stromes nicht überschritten wird, ein konstanter
Anodenstrom in der Röhre q fließt. Dieser Anodenstrom wird durch die entstehenden
Änderungen der Gittervörspannung der Röhre p zur Verminderung in das gleiche Verhältnis
gebracht, in welchem die Amplituden des durch den Transformator zt übergeführten
tonfrequenten Stromes und somit die Amplituden der Schallschwingungen zunehmen,
wobei der Anodenstrom sich schließlich dem Wert Null nähert.
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Der Anodenstrom der Röhre q kann in verschiedener Weise zur Regelung
der Belichtung des Films 1 ausgenutzt werden. So kann man beispielsweise, wie aus
Fig. q. ersichtlich ist, den Anodenstrom auf ein Relais 2c einwirken lassen, welches
mit der Blende in und einem regelbaren Widerstand v mechanisch verbunden ist. Der
Widerstand v kann beispielsweise aus einem Flüssigkeitswiderstand bestehen, der
dem Gitterableitungswiderstand x der Verstärkerröhre g parallel geschaltet ist und
im Vergleich mit diesem Widerstand klein ist. Mit Hilfe des Relais u wird der Anodenstrom
der Röhre q gleichzeitig die Blende m mehr oder weniger über den Lichtspalt
im Schirm j verschieben und den Flüssigkeitswiderstand v vergrößern oder verringern.
Durch Änderung des Flüssigkeitswiderstandes v -werden die Spannungsänderungen am
Gitter der Röhre q und infolgedessen der Verstärkungsgrad geändert.
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Bei Amplituden bis zu einer gewissen Größe ist der Anodenstrom in
der Röhre q und somit der Widerstand v und auch der Verstärkungsgrad, der mit Hilfe
der Röhre g erreicht wird, konstant, und gleichfalls ist die Breite y' des Teils
des Spaltes y, durch den hindurch der Film L beleuchtet wird, konstant. Die Breite
N des auf dem Film L gebildeten Spaltbildes ist infolgedessen gleichfalls konstant.
Übersteigen die Tonamplituden des Anodenstromes -in der Röhre q den obenerwähnten
Grenzwert, so nimmt der Anodenstrom in der Röhre q im gleichen Verhältnis ab, wie
die genannten Amplituden zunehmen. Infolgedessen wird der Widerstand v verringert
und der freie Teil y' des Spaltes y entsprechend vergrößert. Gleichzeitig wird die
Verstärkung, die mit Hilfe der Röhre g zustande kommt, im gleichen Verhältnis vermindert,
wie der freie Teil y' des Spaltes y vergrößert wird. Demgemäß wird die Breite des
Spaltbildes auf dem Film 1, d. h. die Breite der Tonspur auf demselben, proportional
mit den Amplituden der Töne vergrößert. Gleichzeitig damit wird der Verstärkungsgrad
der über den Transformator f nach derRöhre g geleiteten Ströme im gleichen Verhältnis
vermindert, woraus eine verhältnismäßige Verminderung des Films 1 erfolgt. Das Produkt
des Verstärkungsgrades und der Breite der Tonspur wird deshalb stets konstant sein.