-
Reintonsystem Die Erfindung betrifft ein Reintonsystem und insbesondere
eine solche Schaltung, die ein Abschneiden der Spitzen der Tonaufzeichnung vermeidet,
andererseits aber gewährleistet, daß der Reintonstrom dem Tobstrom mit genügender
Schnelligkeit folgt, so daß auf dem Wiedergabefilm keine unnötig großen ungeschwärzten
Stellen entstehen.
-
Bei manchen Tönen, insbesondere bei Sprechtönen, kommt es oft vor,
daß positive Halbwellen, diejenigen Halbwellen des Schalles, bei dem eine Verdichtung
erfolgt, erheblicher Größe auftreten, bevor negative Halbwellen auftreten, und daß
positive Halbwellen eines anhaltenden Tones größer sind als negative Halbwellen;
das Gegenteil kommt nur sehr selten vor. Bisher hat man dasAufzeichnungsgerät üblicherweise
mit dem Verstärker derart verbunden, daß die Richtung des größten zulässigen Ausschlags
in der gleichen Richtung liegt wie die positiven Halbwellen. Beim Reinton wurde
diese Anordnung so gepolt, daß die positiven Halbwellen von der Reintonsteuerung
fortgerichtet sind und die Reintonvorr ichtung der Umhüllenden der negativen Amplitudenspitzen
folgt. Dadurch wird die Bewegung der Reintonvorrichtung auf ein Minimum gebracht.
-
Diese bekannte Anordnung hat eine Reihe von Nachteilen, die gemäß
der Erfindung beseitigt «-erden. Bei Tönen, bei welchen eine Anzahl von positiven
Halbwellen auftreten, bevor merkbare negative Halbwellen vorkommen, würde für diese
"Zeit keine merkbare Bewegung der Reintonblende
auftreten, und sobald
die negativen Halbwellen auftreten, würden sie, da sie dann-bald erhebliche Größen
annehmen, zu einem Teil abgeschnitten werden (im folgenden wird die Erfindung an
Hand einer Zäckenschrift erläutert; die Erfindung ist aber selbstverständlich nicht
darauf beschränkt, sondern beispielsweise auch auf Sprossenschrift anwendbar). Der
genannte Nachteil könnte vermieden werden, wenn man Doppelweggleichrichtung benutzt;
jedoch hat die Benutzung der -Doppelweggleichrichtung den Nachteil, daß die Größe
der positiven Halbwellen manchmal so viel größer ist als die der negativen Halbwellen,
daß auf der negativen Seite der Aufzeichnung eine zu große ungeschwärzte Randzone
im Wiedergabefilm verbleiben würde.
-
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß das
Reintonglied mittels eines Stromes gesteuert wird, der aus den beiden durch Gleichrichtungen
der beiden Halbwellenzüge erhaltenen .Stromkomponenten in der Weise zusammengesetzt
ist, daß die dem größeren Halbwellenzug zugeordnete Komponente ein derartig gewählter
prozentual geringerer Anteil aus dem zugehörigen gleichgerichteten Strom ist gegenüber
dem prozentual größeren Anteil für die dem kleineren Halbwellenzug zugeordnete Komponente;
daß stets die erstere Komponente kleiner bleibt als die zweite.
-
Es ist zweckmäßig, einen Teil der Amplitude der positiven .Spitzen
zu benutzen, um im Anfang ein Öffnen der Reintonblende zu bewirken, aber die wirksame
Amplitude derart zu begrenzen, daß sie die mittlere Amplitude der negativen Spitzen
nicht erheblich übersteigt. Während eines Crescendos, wo jede nachfolgende Spitze
größer ist als die vorhergehende, kann das Abschneiden der Spitzen zu einem erheblichen
Maße verhindert werden wenn zu der Energie der negativen Spitzen ein Teil der Energie
der positiven Spitzen addiert wird.
-
Da die übliche Reintonschaltungentsprechend der Höhe der Spitzen gesteuert
wird, wird durch die Addition eines Teils der positiven Spitzen, sofern sie die
gleiche Höhe haben wie die negativen Spitzen, die Verhinderung des Abschneidens
nur insofern unterstützt, als die Abstände der Spitzen dann geringer sind. Während
eines Crescendos unterstützt die Hinzufügung der positiven Spitzen das Verhindern
des Abschneidens mehr, und zwar auch dann, wenn ihre Amplitude begrenzt ist, da
in den meisten Fällen die positiven Spitzen früher kommen. Wenn die dem Reintonsystem
zugeführten positiven Spitzen auf einen Wert begrenzt sind, der niedriger liegt
als der der negativen Spitzen, so bringen die positiven Spitzen doch insofern einen
Vorteil, als sie eine weniger enge Begrenzung der Randzone bewirken gegenüber der
Randzone, die bei Steuerung durch lediglich die negativen Spitzen erzeugt wird.
Eine solche Randzone läßt ein plötzliches Anwachsen der negativen Spitzen in gewissem
Umfang ohne Störung zu. Um diese Vorteile zu erreichen, wird gemäß der Erfindung
eine Schaltung benutzt, welche die Größe der positiven Spitzen, die dem Reintonsystem
zugeführt werden, begrenzt und einen begrenzten.Betrag dieser Spitzen zur Steuerung
des gesamten Ausschlages des Reintonsystems verwendet.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
-
Fig. i zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die positiven
Wellenspitzen bis zu einer bestimmten Amplitude begrenzt werden und mit einem begrenzten
Betrag teilnehmen an der Gesamtspannung, welche das Reintönsystem steuert; Fig.
2 zeigt eine andere Form der- Erfindung, wobei die positiven und negativen Wellenspitzen
auf einen bestimmten Wert begrenzt sind und dem Stromkreis in einer von Fig. i abweichendenWeise
zugeführt werden zwecks Erzielung einer Randzone, die günstiger ist als die Randzone
bei unbegrenzten negativen Spitzen; Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei
welcher die Begrenzungsspannung für die positiven Wellenspitzen während Crescendos
vergrößert werden kann; Fig: 4 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3,
wobei eine Fotozelle zur Steuerung der Entladung benutzt wird; Fig. 5 zeigt eine
Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die von den positiven Spitzen gelieferte
Energie gesteuert wird durch die von den negativen Spitzen gelieferte Spannung.
-
In Fig. i wird die tonfrequente Spannung der Primärwicklung des Übertragers
io zugeführt. Der Übertrager io ist mit zwei Sekundärwicklungen ii und 12 versehen,
von denen jede auf einen Gleichrichter 14 bzw. 23 arbeitet. Die Ausgangsströme der
Gleichrichter werden unabhängig voneinander gesiebt, und zwar der vom Gleichrichter
14 gelieferte Strom durch Kondensatoren 16 und 18 in Verbindung mit einem Widerstand
17, und der vom Gleichrichter 23 gelieferte Strom von Kondensatoren 25 und 27 in
Verbindung mit einem Widerstand 26. Die endgültige Ausgangsspannung liegt in Serie
an den Kondensatoren 27 und 18 und ist somit genau additiv. Nach Beendigung einer
Modulation entlädt sich der Kondensator 16 über- einen Widerstand 15, während
der Kondensator 25 sich über einen Widerstand 24 entlädt. Die Summe der an 18 und
27 liegenden Spannungen wird an Kathode und Gitter einer Röhre ig gelegt, deren
Anodenstrom durch die Wicklung 28 der Reintonblende fließt.
-
Der obere den Gleichrichter 14 enthaltende Kreis erzeugt wie bei heute
üblichen Reintonschaltungen, eine nach der Hüllkurve verlaufende Spannung am Kondensator
18, die gänzlich von den negativen Spitzen der zugeführten tonfrequenten Spannung
herrührt. Dieser Teil würde also, wenn der Kondensator 27 kurzgeschlossen würde,
genau so arbeiten wie in den heute üblichen Reintonsystemen. Dieses System kann
so eingestellt werden, daß der Ausschlag der Blende gerade ausreicht, um die Spitzen
der aufzuzeichnenden Wellen freizugeben; es ist aber praktisch notwendig, die Ausgangs-Leistung
etwas größer zu machen mittels eines
Volumenreglers im tonfrequenten
Kreis, von dem aus der Übertrager io gespeist wird. Dieser Überschuß ist normalerweise
ungefähr proportional zur Größe der Modulation und somit verhältnismäßig gering
bei kleiner Modulation, während er bei großer Amplitude unnötig groß wird. Um einen
konstanteren Überschuß zu haben, hat man vorgeschlagen, den Gleichrichter oder den
den Gleichrichter speisenden Übertrager so zu belasten, daß die Anordnung bei kleinen
Amplituden einen verhältnismäßig großen Wirkungsgrad und bei größeren Amplituden
einen geringeren Wirkungsgrad besitzt. Man hat vorgeschlagen, dies mittels eines
Gleichrichters und einer Vorspannbatterie zu tun, wie sie im nachfolgenden an Hand
der Figuren beschrieben wird. Dabei ergibt sich ein nahezu konstanter Überschuß
und somit eine nahezu konstante, im;Wiedergabefilm ungeschwärzte Randzone, was für
die Vermeidung abgeschnittener Amplitudenspitzen zweifellos zweckmäßig ist. Zum
Unterschied von jener vorgeschlagenen Anordnung arbeitet bei der Anordnung gemäß
Fig. i der Gleichrichter 1q. gemäß den negativen Spitzen und ist so eingestellt,
daß er nur eben die Spitzen freigibt, während die Randzone bestimmt wird von den
positiven Spitzen, die den Gleichrichter 21 steuern. Damit eine Randzone auch bei
sehr kleinen Amplituden erreicht wird, besitzt die Wicklung 12 des Übertragers io
vorzugsweise mehr Windungen als die Wicklung i i. Würde nun in dem die Randzone
bewirkenden Teil der Schaltung der Fig. i keine Begrenzungsvorrichtung vorgesehen,
so würde eine zu starke Aussteuerung der Blende bewirkt, einerseits, weil die positiven
Spitzen möglicherweise größer sind als die negativen Spitzen des Originaltones,
und andererseits wegen der größeren Anzahl der Windungen der Wicklung 12. Daher
ist eine Begrenzungsvorrichtung vorgesehen, die einen Gleichrichter 21 und eine
Vorspannbatterie 22 umfaßt. Jede positive Spitze versucht, Strom durch den Gleichrichter
23 zu schicken; ebenso sendet sie Strom durch den Gleichrichter 21, sofern die durch
sie erzeugte Spannung die Spannung der Batterie 22 übersteigt. Ist die von der positiven
Spitze erzeugte Spannung geringer als die Spannung der Batterie 22, so fließt kein
Strom durch den Gleichrichter 2i. Der Widerstand des Gleichrichters 21 ist so gering,
daß er eine größere Belastung des Ausgangskreises des Übertragers io bedeutet. Um
die Belastung für die Begrenzung der Spannung noch wirksamer zu machen, ist der
Widerstand des Kreises noch vergrößert durch einen Widerstand 31, der außerdem dazu
dient, eine Reaktion auf die in der Wicklung ii erzeugte Spannung zu verhindern,
wenngleich dies kein wesentliches Merkmal ist, da diese Belastung lediglich die
positiven, nicht aber die negativen Spitzen beeinflußt.
-
Die Widerstände 23 und 2o sollen dem Eingangskreis einen niedrigen
Ausgangswiderstand geben, damit die Wirkung eines Reaktanzverlustes im Umformer
vermindert wird und außerdem nötigenfalls die Gleichrichter gegen plötzliche :Stromstöße
schützt. Da die dem Gleichrichter 23 zugeführte Energie im wesentlichen begrenzt
wird durch die Batterie 22, kann der Strom nur eine begrenzte Spannung erzeugen.
Das wirkt dahin, daß die gewünschte konstante Randzone erzeugt wird.
-
Wenn es auch zweckmäßig ist, die Randzone durch die positiven Spitzen
zu steuern statt durch die negativen Spitzen, so besteht doch kein Grund, nicht
beide zur Steuerung der Randzone zu benutzen. Tatsächlich besteht die Möglichkeit,
daß die ersten negativen Spitzen die positiven Spitzen überragen, wenngleich dies
eine seltene Ausnahme ist. Daher ist in Fig. 2 ein Doppelweggleichrichter in dem
unteren Kreis angeordnet, der die Übertragerwicklung 30 und die Gleichrichter
23 umfaßt. Die Ausgangsleistung dieser Gleichrichter 23 wird begrenzt durch die
Spannung der Batterie 22, die in Reihe mit einem Gleichrichter 21 liegt. Die Anordnung
der Gleichrichter 21 und 23 ist hier etwas anders getroffen als in Fig. i. In Fig.
2 ist die Begrenzungsvorrichtung auf die gleichgerichtete Spannung angewandt, während
sie in Fig. i auf die gleichzurichtende Spannung angewandt ist. Die Wahl der einen
oderanderen Anordnung hängt von den jeweiligen Verhältnissen ab. Der Widerstand
31 hat den gleichen Zweck wie in Fig. i, ist aber von größerer Bedeutung, da anderenfalls
der von den negativen Spitzen erzeugte Teil der Spannung die Spannung in der Wicklung
i i beeinflussen könnte.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Begrenzungsspannung eines
Reintonsystems proportional der Änderung der Gitterspannung einer Ausgangsröhre
zu ändern, oder mit anderen Worten, entsprechend der Änderung des keintonblendenstromes
zu ändern. Diese Spannung ist groß während eines Crescendos und sonst wesentlich
kleiner. Fig. 3 zeigt eine Schaltung, bei welcher eine solche Spannung angewendet
wird zur Vergrößerung der Randzone während ansteigender Lautstärke. Fig. 3 unterscheidet
sich von Fig. 2 lediglich durch die Einschaltung einer Sekundärwicklung eines übertragers
32 in Reihe mit der Batterie 22. Die Windungszahl der Sekundärwicklung ist so bemessen,
daß während eines Crescendos die gewünschte Vergrößerung der Randzone erzeugt wird.
Während eines Diminuendos hat die durch den Übertrager 32 erzeugte Spannung die
umgekehrte Wirkung, so daß die Randzone vermindert wird. Das schadet nicht, ist
sogar erwünscht. Jedenfalls ist die Verminderung der Randzone während eines Diminuendos
geringer als die Vergrößerung während eines Crescendos, weil die Siebkreise so bemessen
sind, daß die Zeitkonstante beim Aufhören des Signals erheblich größer ist als bei
Beginn des Signals.
-
Es ist ferner vorgeschlagen worden, daß die Zurückführung auf die
Nullinie mittels Entladung durch den Kondensator 16 durch eine Fotozelle erfolgt,
statt durch einen einfachen Widerstand. Nachdem eine Tonspitze vorgekommen ist,
ist es nicht erwünscht, daß der Kondensator 16 der Fig. i bis 4 sofort in großem
Maßstab mit der Entladung
beginnt. Die Erzeugung einer glatten Umhüllenden
wird begünstigt durch die Verzögerung der Entladung, so daß eine starke Entladung
erst entsteht, nachdem die Modulation erheblich abgesunken ist. Zu diesem Zweck
ist vorgeschlagen worden, den Strom durch eine Fotozelle zu schicken, die durch
eine Lampe belichtet wird, deren Strom entsprechend gesteuert wird. In Fig. 4 ist
dieser Gedanke für die Erfindung benutzt. Fig. 4 entspricht Fig. 3 in fast jeder
Beziehung; nur ist der Widerstand 15 ersetzt durch eine Fotozelle 42, die von einer
Lampe 41 belichtet wird. Die Helligkeit der Lampe 41 wird gesteuert durch eine Röhre
4o, deren Gitterspannung von- dem die Randzone bestimmenden Gleichrichter abgeleitet
ist. Die Verbindung erfolgt derart, daß- bei Modulation und demnach einer vom Gleichrichter
23 gelieferten Gleichspannung die negative Vorspannung des Gitters der Röhre 40
vergrößert wird, so daß der Lampenstrom verkleinert wird. Dadurch wird die Entladung
des Kondensators 16 infolge der geringen Belichtung der Fotozelle so lange verzögert,
wie eine erhebliche Modulation vorhanden ist, die die Spannung des die Randzone
steuernden Kreises beeinflüßt. Bei Anordnung des unteren Stromkreises gemäß Fig.
3 kann die geschilderte Anordnung dazu führen, daß die Steuerung zu groß wird, die
Lampe also- entweder zu hell oder zu dunkel brennt. Es würde daher vorteilhafter
sein, die Helligkeit der Lampe durch_ die Größe des tonfrequenten Signals allmählich
herabzusetzen. Dies kann, ohne die scharfe Begrenzung des für die Randzone benutzten
Stromes zu beeinträchtigen, durch Einsetzung eines Widerstandes 32 geschehen, durch
welchen der vom Gleichrichter 23 gleichgerichtete Strom laufen muß, bevor er den
Kreis 2r, 22 erreicht:. Die dem Gitter der Röhre 4o zugeführte Spannung ist an die
Summe der begrenzten Spannung und einer Spannung angelegt, die weiter wächst, wenn
die Modulation wächst, nämlich des Spannungsabfalls am Widerstand 32: Bei dieser
Anordnung ist die Fotozelle im wesentlichen nichtleitend bei großer Modulation;
bei abnehmender Modulation beginnt sie mehr Strom zu führen, und ermöglicht daher
ein genügend schnelles Zurückgehen auf Null, nachdem die Modulation aufgehört hat.
-
In Fig. 5 sind die Spannungen, - die von den positiven und negativen
Spitzen herrühren; in einem einzigen Doppelweggleichrichter kombiniert; jedoch ist
der Nachteil der Verwendung eines üblichen Doppelweggleichrichters, daß bei positiven
Spitzen, die größer sind als die negativen Spitzen, eine unnötig große Randzone
entsteht, in Fig. 5 dadurch vermieden, daß die Größe der positiven Spitzen abhängig
gemacht ist von der Größe der negativen Spitzen. In Fig. 5 stimmen die Teile ii
und 13 bis 18 überein mit den gleichen Teilen der Fig. i. Auch erfolgt die Aufladung
des Kondensators 16 durch die in der Wicklung 55 des Übertragers io zugeführten
und durch den Gleichrichter 23 gleichgerichteten positiven Spitzen. Würde man den
Widerstand 3 i und den Gleichrichter 2i fortlassen und den Wicklungen 55 und i i
die gleiche Windungszahl geben, so würde die Anordnung nach Fig. 5 wie ein üblicher
Reintonkreis arbeiten mit der Besonderheit, daß ein Doppelweggleichrichter benutzt
wird. Um nun die Einwirkung der positiven Spitzen zu begrenzen, ist der Widerstand
31 eingeschaltet, wodurch der Kreis für die Gleichrichtung der positiven Spitzen
eine hohe Impedanz erhält. Die Größe der dem Gleichrichter 23 zugeführten positiven
Spitzen ist begrenzt durch einen zweiten Gleichrichter 21, der in Reihe mit einer
Vorspannungsquelle liegt, die weiter unten beschrieben wird. Dieser Kreis arbeitet
in gleicher Weise wie in Fig. i und begrenzt die Spitzen auf eine Größe, die im
wesentlichen der Vorspannung entspricht, die in Fig. i durch eine Batterie gebildet
wird und daher konstant ist; in Fig: 5 ist sie jedoch abhängig von der Größe der
negativen Spitzen. Die Vörspannung kann somit genau gleich der von den negativen
Spitzen am Kondensator 16 erzeugten. Spannung gemacht werden; in Fig. 5 ist jedoch
eine Anordnung gezeigt, durch welche die Vorspannüng et@vas größer ist. Hierdurch
wird erreicht, daß die positiven Wellen eine Randzone erzeugen, die im Interesse
der Vermeidung des Abschneidens zweckmäßig ist. In Fig. i bestand die Vorspannung,
die ein Durchtreten des Stromes durch den Gleichrichter 21 nur für Spannungen zuließ,
die größer waren als die Vorspannung, aus einer einfachen Batterie von sehr geringem
Widerstand. Für eine gute Wirksamkeit ist die geringe Impedanz notwendig. In Fig.
5 wird diese geringe Impedanz erzeugt durch den verhältnismäßig großen Kondensator
52, der sich bei Aufhören der Modulation durch den verhältnismäßig kleinen Widerstand
5q. entlädt. Wenn der Kondensator 52 durch negative Spitzen der gleichen Größe geladen
würde, wie die, welche über den .Gleichrichter 14 den Kondensator 16 laden, so würden
die positiven Spitzen auf die gleiche Größe begrenzt werden wie die negativen Spitzen.
Damit eine Randzone erzeugt wird, ist eine zusätzliche Sekundärwicklung 5o auf dem
Übertrager io, angebracht, so daß die gesamte Vorspannung an den Wicklungen i i
und 5o liegt. Der Widerstand 57 hat für die Wicklung 5o die gleiche Bedeutung wie
der Widerstand 13 für die Wicklung i i, nämlich die, der Sekundärseite des
Übertragers einen großen Ausgangswiderstand zu geben, so daß plötzliche kurze Belastungen
möglich sind. Eine Batterie 53 kann entweder alternativ oder zusätzlich zur Erzeugung
des gewünschten Spannungsüberschusses des Kondensators 32 gegenüber dem Kondensator
16 dienen. Der Übertrager io muß übrigens eine solche Größe haben, daß er größere
plötzliche Ströme aufnehmen kann, als dies in üblichen Reintonschaltungen der Fall
ist, weil nicht nur der Kondensator 16 schnell geladen werden muß, wenn eine negative
Spitze eintrifft, sondern auch der sehr viel größere Kondensator 52 auf den gleichen
oder sogar höheren Wert aufgeladen werden muß. Aus dem vorhergehenden ergibt sich,
daß die Spannung am Kondensator 52 eng der Spannung am Kondensator 16 folgt, daß
aber
an ihm ein gewisser konstanter Spannungsüberschuß liegt, der von der Batterie 53
herrührt, oder ein gewisser prozentualer Spannungsüberschuß, der von der zusätzlichen
Wicklung 50 herrührt. Da die vom Gleichrichter 23 gelieferte von den positiven
Spitzen beeinflußte Spannung begrenzt ist durch die am Kondensator 52 liegende Spannung,
können die positiven Spitzen den gesamten Ausschlag nie über das gewünschte Maß
mit Rücksicht auf die Höhe der negativen Spitzen beeinflussen, jedoch wird eine
bestimmte und kontrollierbare Randzone erreicht. Der Vorteil der Anordnung nach
Fig. 5 gegenüber der Anordnung nach Fig. i bis 4. besteht darin, daß die Heranziehung
der in ihrer Größe den negativen Spitzen etwa gleichen positiven Spitzen zur Abdeckung
des Kondensators 16 eine zweimalige Rufladung für jede Periode der Tonschwingung
erzeugen wird, so daß die Spannung am Kondensator 16 weniger schwankt. Die Schwankungen
infolge der periodischen Ladung des .Kondensators 16 und der teilweisen Entladung
in den Zwischenzeiten zwischen der Rufladung bewirken trotz der Siebglieder 17 und
18 manchmal hörbare Störungen; diese Störungen werden praktisch vermieden, wenn
der Kondensator 16 während jeder Periode zweimal aufgeladen wird.