-
Verfahren zur Herstellung von Nadeltonaufzeichnungen Die Erfindung
befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Nadeltonaufzeichnungen, durch
das eine Verbesserung der Wiedergabequalität solcher Aufzeichnungen bei vereinfachten
Wiedergabevorrichtungen erreicht wird.
-
In der Schallplattentechnik ist es üblich, den Schneidvorgang bei
Anwendung der Berliner Schrift so zu lenken, daß im Prinzip das Produkt aus Rillenamplitude
und Frequenz, die sogenannte Geschwindigkeitsamplitude, bei frequenzunabhängiger
Eingangsspannung konstant ist. Man erreicht auf diese Weise, daß die üblichen, auf
die Auslenkungsgeschwindigkeit der Nadel ansprechenden Tonabnehmer eine frequenzunabhängige
Spannung abtasten.
-
Die kompromißlose Anwendung dieses Prinzips würde jedoch dazu führen,
daß bei den tiefen Tonfrequenzen, beispielsweise unterhalb 25o Hz, die Rillenamplitude
bei Vollaussteuerung über normal große Werte annehmen würde, d. h. also,
daß eine Übersteuerung der Schallplatte und damit ein Überschneiden benachbarter
Rillen auftreten würde. Man hat sich aus diesem Grunde allgemein darauf eingestellt,
bei Frequenzen unterhalb von etwa 25o Hz mit frequenzunabhängiger Amplitude zu schneiden
und
nimmt dabei in Kauf, daß diese Frequenzen wiedergabeseitig um so mehr-geschwächt
werden, je
tiefer sie sind. Will man z. B. bei Tanzmusik eine besonders starke
Aussteuerung der Platte erreichen, so legt man diese Grenzen auch noch höher als
9,5o Hz, erhält dadurch aber eine noch schlechtere Tiefenwiedergäbe. Auch bezüglich
der Wiedergabe der hohen Frequenzen weisen die bisherigen Schallplatten Mängel auf.
-
Um diese Verhältnisse im einzelnen zu übersehen, möge an Hand der
Abb. i und 2 eine genauere Betrachtung über die maximal zulässige Rillenaussteue#
rung angestellt werden.
-
Die Rillenamplitude wird in der Praxis durch drei Faktoren begrenzt:
i. ist durch den fest-gelegten Rillenabstand die überhaupt zulässige Maximalamplitude
begrenzt. Arbeitet man, wie allgemein, üblich, mit einem Rillenabstand von o,?,6
mm, so ergibt sich aus diesem Abstand und der üblichen Rillenbreite eine maximal
zulässige Rillenauslenkung von etwa 63 n -(Gerade d-e-a-a' in Abb.
1). 2 # Die Neigung der Rillen gegenüber der Bewegungsrichtung darf einen
Winkel von etwa 3o' nicht Überschreiten" da andernfalls die Wiedergabenadel infolge
des starken, von der Rillenwand auf sie ausgeübten Druckes nicht mehr mit Sicherheit
in der Rillenspur verlaufen würde, sondern über sie hin-weg reitet. Diese Forderung
führt zu folgender Beziehung:
Hierin bedeutet A die Rillenamplitude, f die Frequenz, v die Geschwindigkeit
der Platte und r den Radius der Platte an der jeweils betrachteten Stelle. Für eine
voll ausgeschnittene 3o-cm-Platte gelten somit folgende Grenzwerte der Rillenamplitude:
für die innere Rille
(Gerade a-b in Abb. i); für die äußere Rille.
(cm) (Gerade'a'-b' in Abb. i). Läßt man, wie in gewissen Veröffentlichungen angegeben,
einen noch steileren Neigungswinkel der Rille als 30' zu, so verschiebt sich
in Abb. i die Grenzlinie a-b bzw. a'-b' parallel zu sich selbst nach rechts. Die
folgenden Überlegungen zeigen jedoch, daß dieser Gesichtspunkt nur von untergeordneter
Bedeutung ist. 3. Der Krümmungsradius der Rille darf nicht kleiner werden
ais,der Krümmungsradius der Abtastnadel, damit letztere der Rille noch eindeutig
folgen kann. Diese Forderung führt zu der Formel
worin 2 der zulässige Krümmungsradius, v die Geschwindigkeit des Tonträgers,
A die zulässige Maximalamplitude und o) die aufgezeichnete Frequenz bedeutet.
In #erster Annäherung folgt als zulässige Maximalamplitude: für die äubere# Rille
A
(Gerade b-c' in Abb. i); iür innere Rille
(Gerade b-c in Abb. i).
-
Diese Daten gelten wiederum für die äußersten Rillen einer voRbespielten
3o-cm-Platte bei einer Umdrehungszahl von 78 pro Minute.
-
Diese Forderungen bedeuten, daß in der inneren Rille die Amplitude
die in Abb. i aufgezeichnete Grenzkurve d-e-a-b-o bei keiner Frequenz überschreiten
darf.
-
Diesen Forderungen hat ' die bisherige Aufnahmetechnik in der
Weise Rechnung getragen, daß die Aussteuerung gemäß der Kurve d-e-f gewählt wurde,
d. h. also daß von den tiefsten Frequenzen bis zu 2.5Q Hz mit konstanter
Rillenamplitude und oberhalb von 25o Hz mit konstanter Geschwindigkeitsamplitude
geschnitten wurde. Dadurch, daß höhere Frequenzen als 7ooo Hz in der Regel gar nicht
zur Aufzeichnung gelangen, wurde automatisch ein Überschreiten der Grenzlinie b-c
vermieden. Die Folge davon ist, daß die Schallplattenaufzeichnung gegenüber der
Originaldarbietung bewußte Fälschungen aufweist; denn unterhalb 2,5o Hz und auch
oberhalb 6ooo bis 70oo Hz ist ein Lautstärkeabfall vorhanden.
-
Eine weitere Einschränkung der Qualität der Schallplatte besteht in
dem Lautstärkeunterschiedsbereich (Dynamik). Während diese Dynamik beim Originalorchester
bis zu 7o db = (3000: 1) betragen kann, wird sie auf der Schallplatte infolge
des Nadelgeräusches nach unten und des Rillenabstandes nach oben begrenzt und beträgt
nur etwa 5o db = (300: 1)
bei der Wachsplatte und bestenfalls 4o db (ioo:
i) bei der gepreßten Schwarzplatte.
-
Diese bei der Schallplatte vorhandenen Qualitätsmängel hat man nun
aufnahmeseitig als gegeben hingenommen und ist bemüht gewesen, zu ihrer Korrektion
auf der Wiedergabeseite besondere Maßnahmen anzuwenden. Diese Maßnahmen bestehen
einerseits in einer sogenannten Baßanhebung und gegebenenfalls einer Höhenanhebung
in der Wiedergabevorrichtung zwecks Ausgleichs des Lantstärkeabfalls und andererseits
in einer Dynamikentzerrung im Wiedergabeverstärker. Da nun aber zur Wiedergabe von
Schallplatten in ganz überwiegendem Maße der Niederfrequenzverstärkerteil von Rundfunkempfängern
benutzt wird, hat man deshalb diesen Verstärkerteil zum Teil so ausgebildet, daß
er eine nur bei Schallplattenwiedergabe wirksame Baßanhebung aufweist. Die Anbringung
einer solchen Baßanhebung und womöglich zusätzlich noch einer Höhenanhebung und
Dynamikentzerrung bedeutet aber einen nicht unerheblichen Aufwand beim Aufbau des
Rundfunkgerätes, der dem Bestreben, billige Rundfunkgeräte kleiner Abmessungen zu
schaffen, durchaus zuwiderläuft. Man hat daher z. B. bei den sogenannten Volksempfängern
und auch bei den kleinen und mittleren Stipergeräten selbst auf die besonders wichtige
Baßanhebung verzichtet. Mit solchen Geräten ist daher eine befriedigende Schallplattenwiedergabe
nicht zu erreichen. Bei den Koffergrammophonen kommt eine Baßanhebung und ebenso
eine Höhenanhebung
sowieso nicht in Frage. Auch an eine Dynamikentzerrung
ist nicht zu denken. Eine Bedeutung der Schallplatte ist aber gerade darin zu sehen,
daß mit einfachen Mitteln auf der Wiedergabeseite eine verhältnismäßig gute Tonqualität
erreicht wird, während sich aufnahmeseitig ohne weiteres ein höherer apparativer
Aufwand rechtfertigen läßt.
-
Entgegen dem bisherigen Bestreben, die Mängel der Schallplatte durch
Maßnahmen auf der Wiedergabeseite zu beheben, wird erfindungsgemäß eine wesentliche
Verbesserung der Tonqualität der Schallplatte dadurch erreicht, daß bei der Aufnahme
der Schallplatten im Bereichder tiefen Frequenzen (etwa unterhalb 25o Hz) die Rillenamplituden
überhöht werden, derart, daß sie in-diesem Bereich im wesentlichen umgekehrt proportional
mit der Frequenz ansteigt (s. Gerade g-e in Abb. i) und dabei gleichzeitig eine
Dynamikkompression angewendet wird, deren Frequenzgang bei den tiefen Frequenzen
etwa umgekehrt proportional mit der Frequenz überhöht wird.
-
Eine Verbesserung der Qualität der Schallplatte kann weiterhin dadurch
erreicht werden, daß gegebenenfalls unabhängig von der Überhöhung der Rillenamplituden
im Bereich der tiefen Frequenzen auch im Bereich der hohen Frequenzen etwa oberhalb
iooo Hz eine Überhöhung der Rillenamplitude vorgenommen wird, derart, daß in diesem
Bereich die Rillenamplitude im wesentlichen frequenzunabhängig verläuft oder mit
der Frequenz sogar ansteigt und dabei ebenfalls gleichzeitig eine Dynamikkompression
vorgenommen wird, deren Frequenzgang in den Höhen etwa in dem Maße erhöht wird,
in dem die Rillenamplituden die mit Rücksicht auf die Steigung der Rille und ihren
Krümmungsradius zulässige Amplitudengrenze überschreitet. .
-
Es ist bereits vorgeschlagen, lineare Verzerrungen bei der Tonaufzeichnung
vorzunehmen; z. B. ist es bei der lichtelektrischen Aufzeichnung für nützlich gehalten
worden, aufnahmeseitig eine solche Dämpfung der Stromschwankungen von Frequenzen
niedriger als ungefähr 300 Perioden vorzunehmen, daß die Tonschwingungen,
die für das menschliche Ohr ein und dieselbe Tonstärke haben, unabhängig von ihrer
Frequenz Stromschwankungen von praktisch ein und derselben Größe in dem Aufzeichnungskreis
erzeugen und daß die Stromschwankungen, welche nach diesen Schallaufzeichnungen
in der Tonwiedergabevorrichtung erzeugt werden, durch eine umgekehrte Verzerrung
so umgewandelt werden, daß für alle praktisch vorkommenden Frequenzen Stromschwankungen
von ein und derselben Größe Töne erzeugen, die für das menschliche Ohr ein und dieselbe
Stärke haben. Bei einem solchen Verfahren muß notwendigerweise zur Erzielung einer
naturgetreuen Wiedergabe auf der Wiedergabeseite sowohl in den Tiefen als auch in
den Höhen entzerrt werden.
-
Ferner ist vorgeschlagen, die verschiedenen Frequenzbereiche eines
aufzuzeichnenden Tonstückes mit in verschiedenem Grade linear verzerrten Amplituden
aufzuzeichnen und die für die einzelnen Frequenzbereiche gewählten Verzerrungsgrade
zu ändern, wenn sich in dem jeweils aufzuzeichnenden Tonstückabschnitt die Lage
der Maximalamplituden innerhalb der Frequenzskala verschiebt. Ein solches Verfahren
benötigt wiedergabeseitig eine komplizierte automatische Steuerung von Entzerrungsmitteln,
deren Durchführung nur mit Schwierigkeiten zu verwirklichen ist und bei Anwendung
auf die Schallplatte ihren bisherigen Gebrauchswert erheblich mindern würde.
-
Ferner wurde vorgeschlagen, bei Schallplatten, bei denen die tiefen
Frequenzen mit gleichbleibender Rülenamplitude, die höheren Frequenzen mit gleichbleibender
Beschleunigungsamplitude geschnitten werden, zwecks besserer Ausnutzung des mittleren
Frequenzbereiches den Übergang von dem einen Aufzeichnungsmaßstab auf den anderen
bei einer Frequenz vorzunehmen, die durch den Nadelspitzenkrümmungsradius die Rillenamplitude
und die Abtastgeschwindigkeit bestimmt ist. Dies führt nur zu einer Steigerung der
Lautstärke der Platte im mittleren Frequenzbereich und läßt damit den Mangel an
Lautstärke bei den tiefen Frequenzen um so stärker hervortreten. Es wären also auch
hier wiedergabeseitig besondere Entzerrungsmittel vorzusehen.
-
Weiterhin ist vorgeschlagen, bei der Signalübertragung auf der Sendeseite
eine Vorverzerrung der Signalwelle derart vorzunehmen, daß für alle Frequenzen der
Signalwelle eine konstante Amplitude erreicht wird und auf der Empfangsseite zur
Wiederherstellung der richtigen Amplitudenverhältnisse eine komplementäre Entzerrung
anzuwenden. Ein solches Verfahren ist auf die Schallplattenaufzeichnung nicht ohne
weiteres anwendbar, da ohne Anwendung zusätzlicher Maßnahmen eine Übersteuerung
und damit ein Überschneiden benachbarter Rillen auftreten würde. Im übrigen werden
auch bei diesem Verfahren zusätzliche Eutzerrungsmittel auf der Wiedergabeseite
benötigt.
-
Die Dynamikkompression bei der Tonaufzeichnung ist an sich ebenfalls
bekannt, z. B. ist bei der Tonfilmaufnahrne vorgeschlagen, zum Zwecke, einer guten
Ausnutzung der Filmbreite in der Aufnahmeanordnung die großen Amplituden der SchAschwingungen
mit geringerem Übertragungsgrad auf den Film zu übertragen als die kleinen Amplituden,
während bei der Wiedergabe die großen Amplituden in entsprechendem Maße gegenüber
den kleinen bevorzugt werden. Es handelt sich hier also um eine aufnahmeseitige
Kompression in Verbindung mit einer entsprechenden wiedergabeseitigen Expansion.
-
Erfindungsgemäß wird eine frequenzabhängige Dynamikkompression bei
der Schallplattenaufnahme angewandt in Verbindung mit einer Überhöhung der tiefen
und gegebenenfalls der hohen Frequenzen. Erreicht wird hierdurch eine erhebliche
Verbesserung der Wiedergabequalität bei vereinfachten Wiedergabevorrichtungen.
-
Die Erfindung macht sich dabei die Erfahrungstatsache zunutze, daß
nicht bei allen Frequenzen innerhalb des Tonfrequenzbereiches die gleichen Maximalamplituden
vorkommen, sondern sowohl nach den tiefen Frequenzen als auch nach den hohen Frequenzen
zu ein Abfall der Schalldruckamplituden eintritt.
-
Diese Verhältnisse sind in Abb. 2 durch Kurve I näher erläutert. Diese
Kurve stellt den auf Grund eingehender Frequenzanalysen gewonnenen Mittelwert
des
Schalldruckes für Orchestermusik in Ab-
hängigkeit von der Frequenz dar. Man
erkennt, daß Frequenzen unterhalb und obärhalb von etwa iooo Hz in der Natur niit
wesentlich geringeren Amplituden auftreten als im Bereich von iooo Hz. Dies bedeutet
aber, daß man unter Zugrundelegung etwa des Kurvenzuges D-E-B-C in Abb. 2 eine wesentlich
stärkere Aussteuerung der tiefen und auch der hohen Frequenzen vornehmen kann als
dies bisher in der Schallplattenm technik für zulässig erachtet wurde,
d. h. also, daß man eine Überhöhung der Rillenamplituden vornehmen kann entsprechend
den schraffierten Teilen in Abb. i sofern bei der Aufnahme dafür gesorgt wird, daß
gelegentlich auftretende Amplitudenspitzen beseitigt werden. Nach den vorliegenden
Untersuchungen kann man mit Sicherheit annehmen, daß während mehr als go
0/, der Aufnahmedauer der Schalldruck die Grenzlinie D-E-B-C in Abb. 2 nicht
überschreitet und nur bei gelegentlich auftretenden Spitzenamplituden die Gefahr
einer Überschreitung auftritt.-Da beim Schneiden einer Schallplatte selbst ein seltenes
oder auch nur einmaliges Überschreiten der Grenze zu einem Ineinanderlaufen der
Rille und damit zum Unbrauchbarwerden der ganzen Schallplatte führen, würde, hat
man offenbar die durch den Verlauf der Kurve I in Abb. 2 gegebene Möglichkeit der
frequenzabhängigen Steigerung der Aussteuerung überhaupt nicht ins Auge gefaßt,
sondern sich an die durch die Gerade G-E-B-B' festgelegte Grenze gehalten.
-
Wird aber erfindungsgemäß in Verbindung mit einer Überhöhung der Rillenamplitude
entsprechend den schraffierten Teilen der Abb. i und 2 eine frequenzabhängigeDynamikkompression
angewandt, so können diese stets befürchteten Gefahren vermieden werden. Es wird
dadurch einerseits mit Sicherheit erreicht, daß die Maximalamplituden auch bei den
tiefsten Frequenzen nicht das durch den Rillenabstand bestimmte Maß überschreiten
und auch bei den holien Frequenzen die durch die zulässige Steigung und den Krümmungsradius
der Rille gesetzte Grenze eingehalten wird; auf der anderen Seite wird aber ein
erheblicher Qualitätsgewinn erzielt, indem nämlich die Amplituden mittlerer Größe
naturgetreu wiedergegeben werden, ohne daß auf der Wiedergabeseite besondere Maßnahmen
ergriffen werden müßten. Eine Dämpfung der tiefen und hohen Frequenzen tritt im
Gegensatz zu der heute geübten Praxis nur auf, wenn eine ausgesprochene Amplitudenspitze
vorhanden ist. Diese Fälle sind aber, wie bereits dargelegt, sehr .selten und fallen
daher praktisch nicht ins Gewicht.
-
Wie groß der erzielbare Qualitätsgewinn ist, erhellt aus der Tatsache,
daß z. B. bei symphonischer Musik während 5o 0/0 der Aufnahmedauer
der Schalldruck kleiner als 6 0/, des Maximalwertes ist; während go "/, der
Zeit ist er kleiner als 1/,3 der Maximalamplitude; die während der verbleibenden
io "/, der Aufnahmedauer auftretenden Spitzenamplituden liegen vorzugsweise in dem
mittleren Tonfrequenzbereich von 5oo bis 2,ooo Hz. Da demzufolge der Dynamikkompressor
infolge zu großer Amplitude tiefer Frequenzen bzw. hoher Frequenzen nur ganz selten
anzusprechen braucht, tritt durch diese Maßnahme praktisch auch kaum eine Verfälschung
der tiefen bzw. hohen Frequenzen ein. Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist
darin zu erblicken, daß die Notwendigkeit entfällt, wiedergabeseitig besondere Maßnahmen
für die Tiefen-bzw. Höhenentzerrung vorzunehmen, selbst wenn man Wert auf eine naturgetreue
Wiedergabe legt. Zum Ausgleich der bei den hohen Frequenzen vorhandenen Amplitudenüberhöhung
genügt es, die bei den zur Wiedergabe benutzten Rundfunkempfängern vorhandene Tonblende
passend einzustellen. Die üblichen Tonblenden haben nämlich die Eigenschaft, daß
sie gerade der erfindungsgemäß vorgeschlagene Überhöhung der hohen Tonfrequenzen
bei der Aufnahme wieder ausgleichen.
-
Aus dieser Betrachtung ergibt sich auch am deutlichsten einer der
Fortschritte der Erfindung gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik. Durch
die vorgeschlagenen Maßnahmen wird nämlich das Nadelstörgeräusch an sich weder erhöht
noch vermindert. Um aber eine natürliche Wiedergabe der Höhen zu erzielen, muß bei
den nach der Erfindung hergestellten Platten die Tonblende des Wiedergabegerätes
weit zugedreht werden. Dadurch wird das Störgeräusch in erheblichem Maße herabgesetzt.
-
Auch bei der Wiedergabe mit Koffergrammophonen tritt in der Regel
eine Überhöhung der hohen Frequenzen deswegen nicht ein, weil, wie in Abb.
3 ersichtlich, der Frequenzgang der mechanischen Tonabnehmer oberhalb von
iooo Hz einen steilen Abfall aufweist; dieser Abfall wird ungefähr jedenfalls durch
die Überhöhung der Aufnahme kompensiert. Man erkennt auch aus Abb. 3, daß
gerade bei der Verwendung von Koffergrammophonen das Schneiden mit konstanter Geschwindigkeitsamplitude
witerhalb 25o Hz sich besonders günstig auswirken muß, da bei deren Tonabnehmern
auch unterhalb 25o Hz ein steiler Empfindlichkeitsabfall auftritt, welcher bei der
bisherigen Plattenaufnahmetechnik noch dadurch unterstrichen wurde, daß auch plattenseitig
die abgegebene Spannung unterhalb 9,5o Hz einen Abfall zeigte.
-
Der in Abb. i durch den Linienzug g-e-b-b' dargestellte Frequenzgang
der Rillenaussteuerung ist als Erläuterung des grundsätzlichen Gedankens der erfindungsgemäßen
Überhöhung in den Tiefen bzw. Höhen zu betrachten, jedoch sind im Rahmen der Erfindung
Abweichungen innerhalb gewisser Grenzen möglich; sofern der Zweck den Aufwand nicht
lohnt, ist z. B. eine verbesserte Tiefenaufzeichnung auch dann zu erzielen, wenn
nicht bis zu den tiefsten Tonfrequenzen mit konstanter Geschwindigkeitsamplitude
geschnitten wird, sondern beispielsweise nur bis herab zu 8o oder 5o Hz, und zwar
beispielsweise dann, wenn tiefere Frequenzen praktisch nicht wiedergegeben werden.
Auch in den Höhen ist eine Verbesserung der Aussteuerung noch zu erreichen, wenn
die Aufzeichnung mit konstanter Rillenamplitude nicht ab iooo Hz, sondern beispielsweise
erst etwa ab 2ooo Hz oder noch höheren Frequenzen erfolgt. Auch kann die Rillenamplitude
bei hohen Frequenzen statt konstant, mit der Frequenz ansteigend gewählt werden,
falls dies mit Rücksicht auf das Nadelgeräusch oder aus anderen Gründen. erwünscht
ist. Ein wiedergabeseitiger
Ausgleich ist auch in diesen Fällen
durch die Tonblende der Wiedergabeapparatur ohne weiteres möglich.
-
Wird für die Rillenaussteuerung ein Frequenzgang gewählt, der von
dem in Abb. i durch den Rillenzug g-e-b-b' dargestellten Verlauf abweicht, so ist
auch der Frequenzgang des Kompressors entsprechend abzuwandeln. Der Kerngedanke
der vorliegenden Erfindung besteht nach den vorstehenden Erläuterungen darin, daß
die Aufzeichnung der tiefsten Frequenzen und gegebenenfalls auch der hohen Frequenzen
mit überhöhtem Frequenzgang erfolgt. In Anbetracht der Tatsache, daß gemäß Abb.
2 Kurve I von Natur aus die Schwingungen unterhalb und oberhalb von iooo Hz mit
abnehmender Amplitude auftreten, wird mit anderen Worten angestrebt, daß auch durch
die tatsächlich auftretenden Spitzenamplituden der Tonträger im gesamten Tonfrequenzbereich
voll ausgesteuert wird und daß Übersteuerungen durch einen bezüglich Frequenzgang,
Regelgrad und Regelzeitkonstante geeignet dimensionierten Dynamikkompressor vermieden
werden.
-
Die Ausführung des Erfindungsgedankens kann z. B. in der Weise erfolgen,
daß die Schallplattenaufzeichnung durch Umspielen von einem Hochfrequenzmagnetogramm
erfolgt. Durch das Umspielen können gewisse Vorteile bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Dynamikkompression erreicht werden.
-
Eine grundsätzliche Anordnung zum Umspielen zeigt Abb. 4. Es bedeutet
M einen Hochfrequenzmagnetogrammträger, der in der Pfeilrichtung vor den Abtastköpfen
H, und H, vorbeibewegt wird. Das die natürliche Schallquelle ersetzende Hochfrequenzmagnetogramm
stellt eine Schallaufzeichnung mittels Hochfrequenz dar, bei der ein gepulverter
Magnetogrammträger benutzt wird.
-
Als gepulverter Magnetogrammträger eignet sich vorzugsweise ein solcher,
dessen magnetisierbare Schicht in bekannter Weise aus in einem Bindemittel verteilten
feinsten magnetischen Partikeln besteht. Die Hochfrequenz kann einfach der Tonfrequenz
superponiert werden, indem beide gleichzeitig dem Sprechkopf der magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung
zugeführt werden. Ein derartiges Hochfrequenzmagnetogramm besitzt eine Dynamik,
die weit mehr als doppelt so groß ist wie die Dynamik der besten Wachsplatten, die
als Originaltonträger für Schallplatten dienen. Während die Dynamik einer Wachsplatte
bei etwa 5o db liegt, liefert das vorstehend gekennzeichnete magnetische Tonaufzeichnungsverhren
Aufzeichnungen mit einer Dynamik von etwa 6o bis 7o db. Durch passende Bemessung
der Spaltbreite des Sprech- und Hörkopfes im Verhältnis zur Geschwindigkeit des
Tonträgers bei der magnetischen Tonaufzeichnung kann dem Magnetogramm ein Frequenzumfang
gegeben werden, der von den tiefsten, r eine Schallplattenaufzeichnung in Frage
kommenden Frequenzen bis herauf zu über ioooo Hz reicht, also über das Gebiet hinausgeht,
das von der Schallplatte bzw. selbst der Wachsplatte beherrscht %vird, dessen Grenzen
bei etwa 6ooo bis 7ooo Hz liegen. Dabei kann der Klirrfaktor der magnetischen Auf-7eichnung
selbst im ungünstigsten Falle immer noch wesentlich unter 5 (/0 gehalten
werden, so daß ei gegenüber dem Klirrfaktor der Schallplattenaufzeichnung, der bei
io 0/, liegt, nicht ins Gewicht fällt. DaE Hochfrequenzmagnetogramm ersetzt also
in idealei Weise die natürliche Schallquelle.
-
Beim Umspielen wird nun zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß die
Magnetophonapparatur mit zwei Hörköpfen H2 und H, versehen wird, die das Magnetogramm
in geeignetem zeitlichen Abstand voneinander abtasten. Der Hörkopf R#, an dem die
Originalaufzeichnung zuerst vorbeiläuft, leitet die Regelspannung für den Kompressor
ab, der in an sich bekannter Weise aus dem Regelspannungsglied R und der geregelten
Stufe V.R besteht. Die von dem zweiten Hörkopf H, abgetastete Spannung wird zum
eigentlichen Umspielen verwendet, indem sie über einen Vorverstärker V, die geregelte
Verstärkerstufe Vn und den üblichen Endverstärker V2 dem Schneidgerät
S bekannter Bauart zugeführt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es
möglich, unliebsame Amplitudenverzerrungen, die, bedingt durch die Einschwingzeit,
bei der üblichen Kompressionsmethode auftreten, zu vermeiden. Man kann vielmehr
die Einschwingzeitkonstante des Kompressors groß genug wählen, um derartige Verzerrungen
auf ein nicht mehr störendes Maß zurückzuführen. Um den erfindungsgemäßen Frequenzgang
der Amplituden in Verbindung mit einer Dynamikkompression mit entsprechendem Frequenzgang
sicherzustellen, sind zwei gleiche Entzerrer Ei und E, üblicher Bauart
vorgesehen. Die Charakteristik dieser Entzerrer zeigt Abb. 5 Wie ersichtlich,
steigt, vorausgesetzt, daß dem Entzerrer eine frequenzunabhängige Eingangsspannung
zugeführt wird, die am Ausgang des Entzerrers auftretende Spannung UE von etwa
250 Hz nach tiefen Frequenzen zu linear und gegebenenfalls auch oberhalb
von iooo Hz nach hohen Frequenzen zu linear oder stärker als linear an. Hierdurch
wird erreicht, daß die Rillenamplitude den in Abb. i durch den Linienzug g-e-b-b'
dargestellten Verlauf erhält und die gleichzeitig wirksame Dynamikkompression einen
entsprechenden Frequenzgang aufweist und auf diese Weise eine Überschreitung der
zulässigen Amplitudengrenze durch vereinzelt auftretende übermäßige Amplitudenspitzen
verhindert wird.
-
Statt mit zwei Entzerrern kann notfalls auch mit nur einem Entzerrer
gearbeitet werden. Es entfallen dann Hörkopf H, und Entzerrer E2 in Abb.
4, und das Regelspannungsglied R ist dann über die zusätzlichen Leitungen i und
--> direkt hinter den Entzerrer EI zu schalten.
-
Eine Betrachtung der Abb. i zeigt, daß zwischen den Kurven d-e-a-b-c
einerseits und g-e-b andererseits zwischen den Frequenzpunkten e und b noch
eine unausgenutzte Aussteuerungsreserve liegt, die eine um etwa 8 db stärkere
Aussteuerung bei iooo Hz zuläßt. Da gerade im mittleren Frequenzbereich die größten
Spitzenamplituden auftreten, man also bei strikter Einhaltung der vorgeschlagenen
Aussteuerungskurven in den mittleren Frequenzen eine unnötige Dynamikreduktion vornehmen
würde, kann erfindungsgemäß auch diese Reserve noch ausgenutzt werden, sei es durch
geeignete Wahl der Kompressorcharakteristik,
sei es, daß man die
Empfindlichkeit des bei der Aufnahme benutzten Aussteuerungsmessers in diesem Frequenzbereich
entsprechend dämpft.
-
Die in der Schallaufnahmetechnik übliche Aussteuerungsregelung kommt
einer Dynamikkompression gleich, nur daß sie, nicht automatisch, sondern manuell.
erfolgt. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken kann bei Verzicht auf einen automatischen
Dynamikkompressor derrL bei der Aufnahme verwendeten Aussteuerungsmesser ein solcher
Frequenzgang der Empfindlichkeit gegeben werden, daß diese bei den tiefsten Frequenzen
(unterhalb des Frequenzpunktes e)
und bei den hohen Frequenzen (oberhalb des
Frequenzpunktes b) um den gleichen Faktor überhöht wird, um * den
die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Aussteuerung die theoretisch zulässigen Grenzen
d-e und b-c überschreitet,. während im mittleren Frequenzbereich (zwischen e und
b) die Empfindlichkeit dieses Aussteuerungsmessers um den gleichen Faktor
gedämpft wird, um den die vorgeschlagene Aussteuerung unter der zulässigen Grenze
liegt.
-
Abb. 6 zeigt ganz schematisch eine Ausführungsform eines Aussteuerungsmessers,
dessen Empfindlichkeit einen solchen Frequenzgang aufweist. Von der vor dem Schneidgerät
S liegenden Endröhre R_r wird eine Spannung abgeleitet, die über den Widerstand
W, einer aus Kapazität C, Widerstand W, und Induktivität L bestehenden Widerstandskombination
zugeführt wird, parallel zu der ein Demodulator D liegt, an dem das
Anzeigeinstrument A bekannter Bauart angeschlossen ist. Durch geeignete Bemessung
der Werte von C, W, und L kann der Empfindlichkeit der gewünschte
Frequenzgang gegeben werden.
-
Das erfindungsgemäße -Verfahren kann mit Erfolg auch bei anderen
Nadeltonaufzeichnungsverfahren, wie beispielsweise dem SchaUband usw., angewendet
werden. An Stelle des Magnetophons kann für Umspielzwecke ein anderer Originalschallträger
eingesetzt werden, sofern dieser nur einen hinreichenden Qualitätsvorsprung vor
dem Nadeltonträger hat.
-
Für den Fall, daß bei der Abtastung der Schallplatten statt der üblichen
magnetischen Tonabnehmer, .deren Ausgangsspannung proportional der Geschwindigkeitsamplitude
ist, ein Kristalltonabnehmer benutzt wird, der eine Spannung proportional der Rillenamplitude
erzeugt, kann, um die gleichen Verhältnisse bezüglich der Nutzspannung zu schaffen,
wie bei magnetischen Tonabnehmern, das Abtastorgan mit .einer geeignet diinensionierten
Serienschaltung von Kapazität und Widerstand belastet und die Nutzspannung an dem
Widerstand abgenommen werden. 1
Die Nutzspannung zeigt dann den gleichen Frequenzgang
wie ein magnetischer Tonabnehmer.