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Verfahren zur Herstellung einer grundgeräuscharmen Lichttonaufzeichnung
Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Herstellung einer grundgeräuscharmen. Lichttonaufzeichnung
durch einen von den aufgezeichneten Schallstromamplituden abhängigen gleichgerichteten
Strom die mittlere Lichtdurchlässigkeit der Tonaufzeichnung zu beeinflussen. Dadurch
wird z. B. der Flächeninhalt des lichtdurchlässigen Teiles der Schallschrift oder
die Lichtdurchlässigkeit der Schallschrift eines mit Hilfe des negativen Films hergestellten
positiven Films verkleinert, wenn die Amplituden der Schallwellen abnehmen. Unregelmäßigkeiten
in der Emulsionsschich.t des Films, Schrammen oder andere Fehlee haben dann bei
kleinen Amplituden der Schallwellen einen erheblich weniger störenden Einfluß auf
die Wiedergabe. Das Verhältnis zwischen. den Amplituden der Schallwellen und den
Amplituden der Nebengeräusche kann über ein größeres Amplitudengebiet nahezu konstant
gehalten werden.
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Bei allen den bisher vorgeschlagenen Verfahren entsteht die Schwierigkeit,
daß Änderungen der Durchlässigkeit des Films zum Erscheinen von
knackenden
Lauten in der Wiedergabe Anlaß geben, und zwar dann, wenn die erwähnten Änderungen
zu plötzlich anfangen oder aufhören; es entstehen dann plötzliche Stromstöße in
dem Verstärker des Wiedergabeapparates. Es besteht auch die Gefahr, daß die totale
Schwärzung des Films, die in den Tonpausen erstrebt wird, zu früh erscheint, so
daß langsam abklingende Töne plötzlich abgeschnitten werden oder zu spät aufhören,
so daß der erste Teil von Tönen, der aufgezeichnet werden sollte, nicht aufgezeichnet
wird.
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Zur Behebung dieser Nachteile werden gemäß dem Verfahren nach der
Erfindung die Leitungskonstanten des Gleichrichterstromkreises derart bemessen,
daß die einer bestimmten Änderung der Schallstromamplituden entsprechende Änderung
des gleichgerichteten Stromes und demgemäß der mittleren Lichtdurchlässigkeit bei
zunehmender Tonstärke schneller erfolgt als bei abnehmender Tonstärke. Ein Ton,
der plötzlich nach einer Pause eintritt, bewirkt dann eine verhältnismäßig schnelle
Änderung der Schwärzung des Films, so daß die Aufzeichnung des betreffenden Tones
gewährleistet wird. Wenn dagegen einTon langsam verschwindet, ändert sich die Schwärzung
so langsam, daß sie den maximalen Wert, den sie während der Pause aufweisen soll,
nicht erreicht, bevor die aufzuzeichnenden Schallschwingungen abgeklungen. sind.
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Zweckmäßig -,verden die Leitungskonstanten des elektrischen Stromkreises;
durch welchen der gleichgerichtete Strom und demzufolge die mittlere Lichtdurchlässigkeit
der Tonaufzeichnung das tonaufzeichnende Organ beeinflußt, derart bemessen, daß
der gleichgerichtete Strom und damit die mittlere Lichtdurchlässigkeit der Tonaufzeichnung
sich bei zunehmender Tonstärke schneller und bei abnehmender Tonstärke langsamer
ändern als die aufgezeichneten Schallamplituden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. z einen Teil eines positiven Films nach dem
erwähnten älteren Vorschlag, Fig. 2 einen Teil eines positiven Films, der durch
Kopieren eines nach der Erfindung hergestellten negativen Films erzeugt ist, Fig.
3 eine Schaltung zur Steuerung des schallaufzeichnenden Organs, Fig. 4 eine Ersatzschaltung
des Anodenkreises einer Gleichrichterröhre, Fig. 5 eine graphische Darstellung des
Verlaufs des gleichgerichteten Stromes, Fig. 6 eine geänderte Ausführungsform der
in Fig.4 dargestellten Ersatzschaltung, Fig. 7 den Verlauf des gleichgerichteten
Stromes in der in Fig. 6 dargestellten Schaltung, Fig. 8 eine abgeänderte Schaltung
des Gleichrichters.
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Fig. r zeigt einen Teil eines Films, auf welchen die Schallschrift
nach .dem Amplitudenverfahren, wie es schon vorgeschlagen wurde, aufgezeichnet ist.
Die Nullinie liegt in der Ruhestellung an einer Kante des Films und wird während
des Aufzeichnens proportional zur Schwingungsamplitude nach der Mitte des Films
hin- verschoben.
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Fig:2 zeigt, daß die Verschiebung der Nullinie nach der vorliegenden
Erfindung so verlaufen soll, daß sie beim Einsatz des Tones schneller und beim Abklingen
des Tones langsamer erfolgt als die Aufzeichnung der entsprechenden Schallwellen.
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Fig. 3 zeigt eine Anordnung für eine solche Steuerung eines schallaufzeichnenden
Organs, z. B. eines schwingenden Spiegels e, daß die Verschiebung der Nullinie nach
Fig. 2 verläuft. Die Wechselströme, in die der aufzuzeichnende Ton in bekannter
Weise umgewandelt wird, werden nach geeigneter Verstärkung durch den Transformator
T auf die Aufhängeschleife f eines Oszillographenspiegels e übertragen, während
ein Teil des Stromes durch einen Transformator T1 auf eine Gleichrichterröhre übertragen.
wird, die eine Gleichrichtung der Ströme bewirkt und in deren Anodenkreis ein von
einem ohms-chen Widerstand t überbrückter Kondensator u eingeschaltet ist.
v ist eine Verstärkerröhre, deren Gitter an einem einstellbaren Punkt des
Widerstandes t -angeschlossen ist und in deren Anodenkreis die Oszillographenschleife
f eingeschaltet ist. Dieses System steuert die Schwingungen des Spiegels e, so daß
durch Aufzeichnung der Töne das in Fig. z gezeigte Phonogramm entsteht.
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Die Mittellinie o kann als eine graphische Darstellung der Kurvenform
des gleichgerichteten Stromes aufgefaßt werden, da sie ihr im wesentlichen entspricht.
Diese ist von den Konstanten des Anodenkreises der Röhre s abhängig. In der Ersatzschaltung
nach Fig. 4 ist die Röhre s durch die Wechselstromquelle q und den Widerstand
r, der dem inneren Widerstand der Röhre s entspricht, ersetzt. Der Widerstand
r wird während der positiven Halbwelle des Wechselstromes einen anderen Durchschnittswert
aufweisen als während der negativen Halbwelle, weil er beim Auftreffen der letzteren
nahezu unendlich groß ist. Der Kondensator ac wird deshalb beim Auftreten der positiven
Halbwelle über den Widerstand r geladen: und beim Erscheinen der negativen: Halbwelle
über den Widerstand t entladen werden.
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Wird der Einfachheit halber angenommen; daß der Anodenkreis nur von.
einer einzigen Schwingung beeinflußt wird, ist der Verlauf des Spannungsabfalles
am Widerstand t durch die Kurve E in Fig. 5 darzustellen. Wenn man von dem Einfluß
des Widerstandes t auf den Zeitkonstanten des Anodenkreises während der Ladung des
Kondensators u. absieht, was unter der Voraussetzung, daß der Widerstand
t dem Widerstand r gegenüber groß ist, mit großer Annäherung zulässig ist,
wird die Zeitkonstante des Anodenkreises während der Ladung dem Produkt r - u und
während -der Entladung, die ausschließlich über den Widerstand t vor sich geht,
dem Produkt u - t proportional sein. Durch Änderung der Werte des Widerstandes
t und des Kondensators ac im Verhältnis zum inneren Widerstand r der Gleichrichterröhre
s kann man also die Kurvenform des gleichgerichteten Stromes iR
(Fig.
5) so ändern, daß sie die durch die Mittellinie o in der Fig. 2 angedeutete Form
oder nahezu diese Form annimmt (vgl. die Kurve des Stromes 'R in Fig. 5).
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Wenn die Frequenz des Wechselstromes so hoch ist, daß ,die Dauer der
Periode kurz im Verhältnis zur Ladungs- und Entladungszeit des Kondensators u ist,
wird der gleichgerichtete Strom praktdsch vollständig geglättet. Ist dagegen die
Frequenz des Wechselstromes niedrig und die Dauer der Wechselstromperiode von der
gleichen Größenordnung wie die Ladungs- und Entladungszeit des Kondensators u, so
entstehen Schwierigkeiten in bezug auf Glättung durch den Widerstand t. Wenn die
Glättung keine vollständige ist, hat der gleichgerichtete Strom eine Wechselstromkomponente,
die nicht nur eine Verstärkung oder eine Schwächung der betreffenden Frequenz bewirkt,
sondern auch Obertöne einführen kann. Will man diesem Nachteil abhelfen, indem man
die Zeitkonstante u - t sehr groß wählt oder mehrere Drosselketten hintereinander
einschaltet, entsteht der Nachteil, daß die Entladung des Kondensators u nach dem
vollständigen Aufhören der Schwingungen sehr lange dauert. Dies hat zur Folge, daß
die Nullinie erst lange nach dem Aufhören des Tones in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt
oder überhaupt nicht wieder zu ihrer Ausgangsstellung zurückkehrt, bevor der nächste
Ton erscheint. Die Tonpausen werden dann nicht geräuschlos.
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Dem letztgenannten Mangel kann man zweckmäßig durch Einschalten einer
Induktionsspule i in Reihe mit dem Widerstand t abhelfen, wie in Fig.6 gezeigt.
Die Induktionsspule wird dem ersten Teil der Entladungskurve des Kondensators u
eine flachere Form geben als in Fig. 7 gezeigt, d. h. die Drosselwirkung wird besser,
ohne daß die Entladungszeit vergrößert wird. Die Erfindung ist nicht nur auf die
oben beschriebenen Vorrichtungen und Schaltungen beschränkt, sondern ist auch bei
anderen Vorrichtungen anwendbar, bei denen die Ladung und Entladung oder besser
das Zunehmen und Abnehmen des gleichgerichteten Stromes zu ungleich großen Geschwindigkeiten
gebracht werden können. Zum Beispiel ist in Fig.8 eine Schaltung der Gleichrichterröhre
dargestellt, laut welcher die Induktionsspule i im Gitterstromkreis der Gleichrichterröhre
eingeschaltet ist, und zwar derart, daß sie mit dem Gitterableitungswiderstand x
in Reihe geschaltet ist. In dem Anodenstromkreis der Röhre ist der Widerstand
t sowie auch der Kondensator u
eingeschaltet. Die Ausgangszeitkonstante
des gesamten Gleichrichters nach Fig. 8 wird der Ausgangszeitkonstanten des Gleichrichters
nach Fig. 3 gegenüber vergrößert, vorausgesetzt, daß die Zeitkonstante des Anodenstromkreises,
d. h. das Produkt u - t, nicht klein gewählt wird.
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Oben wurde vorausgesetzt, daß zur Gleichrichtung Elektronenröhren
verwendet werden, jedoch sind auch andere Gleichrichter verwendbar. Ebenso können
statt der Oszillographenschleife andere beliebige Organe zum Aufzeichnen der Töne
in Betracht kommen.