DE938968C - Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung - Google Patents

Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung

Info

Publication number
DE938968C
DE938968C DET3744A DET0003744A DE938968C DE 938968 C DE938968 C DE 938968C DE T3744 A DET3744 A DE T3744A DE T0003744 A DET0003744 A DE T0003744A DE 938968 C DE938968 C DE 938968C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sound
time delay
acoustic
receiver
delay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DET3744A
Other languages
English (en)
Inventor
Konrad Dr Tamm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DET3744A priority Critical patent/DE938968C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE938968C publication Critical patent/DE938968C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/38Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means in which sound waves act upon both sides of a diaphragm and incorporating acoustic phase-shifting means, e.g. pressure-gradient microphone

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

  • Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung In großen Räumen und im Freien reicht oftmals die Schallenergie einer akustischen Darbietung nicht aus, um an den Plätzen aller Zuhörer eine genügende Lautstärke für die volle Verständlichkeit bzw. für den vollen musikalischen Genuß zu sichern. Man verwendet dann üblicherweise elektroakustische übertragungsanlagen in der Form, daß die Darbietung durch ein Mikrofon aufgenommen, verstärkt und durch einen oder mehrere geeignet aufgestellte Lautsprecher im gleichen Raum mit erhöhter Lautstärke wiedergegeben wird. Bei der Aufstellung von Mikrofonen und Lautsprechern muß selbstverständlich dafür gesorgt werden, daß keine akustische Rückkopplung auftritt.
  • Die zunächst als sinnfälligste Lösung erscheinende Form einer solchen übertragungsanlage erhält man, wenn man einen einzigen Lautsprecher oder eine Lautsprechergruppe verwendet und diese in unmittelbarer Nähe der Originalschallquelle, z. B. des Sprechers, aufstellt. Dann entsteht an allen Orten der Eindruck, daß einfach die Schallenergie der Schallquelle vergrößert ist. Leider führt eine solche Aufstellung oft dazu, daß bei den nahe sitzenden Zuhörern eine störend große Lautstärke entsteht. Man muß daher den einen oder sogar mehrere Lautsprecher bzw. -gruppen an anderen Stellen des Zuhörerraumes aufstellen, um eine einigermaßen gleichmäßig verteilte Lautstärke zu erhalten.
  • Die räumlich getrennte Aufstellung verschiedener Schallquellen bewirkt nun aber, daß die Schallanteile von den einzelnen Schallquellen bei einem Hörer mit ganz verschiedenen Laufzeiten ankommen, so daß bei großen Anlagen echoartige überlagerungen entstehen, die ein solches. zeitliches Durcheinandergehen bewirken können, daß Sprache z. B. vollkommen unverständlich wird, wie das von unsachgemäßen Übertragungsanlagen hinlänglich bekannt ist.
  • Um dieser zeitlichen Verwirrung zu begegnen, ist es weiter bekannt, auf großen Flächen nach außen gerichtet abstrahlende Einzellautsprecher zu verwenden, die mit Tonfrequenzenergie gespeist werden, welcher eine zeitliche Verzögerung erteilt wurde, die gerade den längeren Laufweg des Originalschalls kompensiert. Eine solche Laufzeitverzögerung erzielt man am sinnfälligsten durch Aufstellung des zugehörigen Mikrofons in der gleichen Entfernung von der Originalschallquelle, in der sich auch der von diesem versorgte Wiedergabelautsprecher bzw. Lautsprechergruppe befindet. Man kann dieses Mikrofon vor Störungen durch die Umgebung und vor dem Lautsprecherschall des zugehörigen bzw. anderer Lautsprecher schützen, indem man den Schallweg zum Mikrofon durch Wände von der Umgebung (außer von der Originalschallquelle) abtrennt, z. B. in Form eines radial von der Schallquelle zu dem Mikrofon verlaufenden Kanals, in dem natürlich in entsprechenden Entfernungen auch mehrere Mikrofone stehen können.
  • Zur Vermeidung solchen Aufwandes ist es bekannt, statt dessen Verzögerungseinrichtungen in die elektrische Apparatur zwischen Aufnahmemikrofon, das nun unmittelbar in der Nähe der Originalschallquelle stehen kann, und Wiedergabelautsprecher einzuschalten. Dies können rein elektrische Verzögerungsvierpole, Magnetbandverzögerungseinrichtungen oder auch elektroakustische Verzögerungseinrichtungen sein, die aus einer akustischen Leitung, z. B. Rohrleitung, bestehen, welche an einem Ende elektroakustisch, z. B. durch Lautsprecher, erregt wird, während am anderen durch einen akustisch-elektrischen Wandler, z. B. ein Mikrofon, die verzögerte Tonfrequenz abgenommen wird, die den Verstärkern als verzögerte elektrische Tonfrequenz zugeleitet wird. Diese Möglichkeiten sind an sich bekannt. Da die rein elektrische Verzögerung wegen des hohen Aufwandes bei den notwendigen großen Laufzeiten praktisch ausscheidet, wurden anscheinend nur die Magnetband- und die elektroakustischen Verzögerungseinrichtungen wirklich angewendet. Ihr Nachteil ist jedoch die notwendige Zwischenumformung der elektrischen Energie in magnetische bzw. akustische Energie und die Rückumformung in elektrische Energie. Sie erfordert einen gewissen Aufwand, den man nicht überall vertreten kann, wo Verzögerungen notwendig sind.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Zwischenumformung bzw. die entfernte Mikrofonaufstellung dadurch vermieden, daß eine genügend große, geeignet bemessene Lautzeitverzögerung in einem handlich aufgebauten Schallempfänger selbst rein akustisch erzielt wird, indem eine akustisch arbeitende Laufzeitverzögerungseinrichtung von gedrängtem Aufbau vor dem eigentlichen Mikrofonsystem, d. h. dem elektroakustischen Wandler, der die akustische Energie in elektrische umwandelt, also zwischen diesem und dem Schallauffänger;_ der diese akustische Energie dem Schallfeld entnimmt, eingeschaltet wird, so daß die Abmessungen des gesamten Schallempfängers handlich bleiben, insbesondere aber kleiner sind, als der Schallweg in Luft ist, der der vorgegebenen Laufzeitverzögerung entspricht.
  • Die einfachste Ausführung einer solchen akustischen Verzögerungseinrichtung besteht in einer an sich zur Laufzeiterzeugung bekannten ,luft- oder gasgefüllten Rohr- oder Schlauchleitung, die den Schall an einem Ende mit der Rohröffnung aufnimmt und ihn in der" Luft- oder Gasfüllung zum Mikrofonsystem hin überträgt. Das schallaufnehmende Ende kann auch mit einer Membran, einem Trichter oder einem anderen akustischen Transformationsglied versehen, sein. Die Rohrleitung, deren Durchmesser klein zur Wellenlänge gewählt wird, damit ihre Laufzeit frequenzunabhängig wird, muß eine wirksame Länge haben, die der gewünschten Laufzeit entspricht; sie wird daher zweckmäßigerweise gekrümmt, aufgewickelt oder gefaltet angeordnet, so daß die Gesamtabmessungen der Anordnung nicht größer als die anderer Mikrofone mit den entsprechenden Stativen zu sein brauchen. Das Rohr kann aus Metall, Glas oder anderen festen oder biegsamen Materialien, wie Gummi oder Kunststoffen, hergestellt sein. Die erhöhte Dämpfung für die hohen Frequenzen vermeidet man weitgehend durch genügend großen Rohrquerschnitt, oder man gleicht sie akustisch oder elektrisch aus. Man kann die Rohrleitung natürlich durch irgendeine andere akustische Leitung ersetzen. Auch Körperschalleitungen sind hier anwendbar, die im einfachsten Fäll aus einem Draht oder Stab bestehen und die ebenfalls aufgewickelt sein können. Zur Herstellung kleiner Ausbreitungsgeschwindigkeit kann man als Leitungsmaterial Stoffe mit niedrigem Elastizitätsmodul verwenden. Die Anregung kann durch den aufzunehmenden Luftschall direkt oder über schallauffangende Transformationsglieder,wie Membranen, erfolgen. Die Abnahme der verzögerten Energie von dem Körperschallverzögerungssystem erfolgt mit einem entsprechenden elektroakustischen Wandler, z. B. einem Tastmikrofon.
  • Eine weitere Möglichkeit für den Aufbau einer akustischen Verzögerungseinrichtung besteht in der Anwendung der zur Laufzeiterzeugung an sich ebenfalls bekannten akustischen Laufzeitketten, die sich von den Leitungen durch den inhomogenen Aufbau aus einzelnen Gliedern unterscheiden. Bestimmte Arten solcher akustischer Filterketten haben- die Eigenschaft, unterhalb .einer Grenzfrequenz je Glied eine genügend frequenzunabhängige Laufzeit zu besitzen. Körperschallfilterketten werden z. B. durch Aneinanderreihung von Massen und Federungen hergestellt.
  • Ein weiterer neuer Gedanke' besteht nun darin, die Laufzeit der hier vorgeschlagenen Anordnung nicht so zu bemessen, daß gerade der Laufzeitunterschied zwischen dem Weg von der Originalschallquelle zum Hörer und dem vom Wiedergabelautsprecher zum Hörer kompensiert wird, sondern die Verzögerung des Wiedergabeschalls um einen bestimmten Betrag größer zu machen, nämlich um die sogenannte Lokalisierungszeitspanne, deren Länge und Grenzen durch den Hörvorgang selbst festgelegt sind. Der Grund für diese neue Maßnahme liegt in der folgenden Erscheinung begründet. Kompensiert man, wie es bisher bekannt ist, bei gleicher Lautstärke die Laufzeit von Original-und Wiedergabeschall in bezug auf einen Hörerort genau, so lokalisiert der Hörer die scheinbare Schallquelle auf die räumliche Mitte zwischen beiden. Geringe Laufzeitunterschiede innerhalb weniger Millisekunden -verschieben die scheinbare Schallquelle im Raum, sie bewirken also Pseudo-Stereophonie-Effekte, und man hat also keineswegs den Eindruck, daß der Schall von der Original= schallquelle herkomme. Durch diese Laufzeitkompensation wird also zwar die Verständlichkeit erheblich verbessert, aber eine völlig falsche Lokalisierung bewirkt. Dieser Effekt kann wegen seiner ablenkenden Wirkung sehr ermüdend und störend sein; er läßt das Vorhandensein einer übertragungsanlage sofort erkennen. Sorgt man dagegen dafür, daß der Wiedergabeschall um eine gewisse Zeitspanne später eintrifft als der Originalschall, dann erfolgt die Lokalisierung auf die Originalschallquelle. Diese Zeitspanne ist nach unten durch das Auftreten des Pseudo-Stereophonie-Effekts begrenzt und muß also mindestens einige Millisekunden betragen; 5 bis io Millisekunden genügen aber sicher. überschreitet man q.o bis 6o Millisekunden, so tritt schließlich ein deutlich hörbares Echo auf. Aus diesem Ergebnis neuerer Untersuchungen wurde gefolgert, daß es notwendig ist, den Wiedergabeschall so weit zu verzögern, daß er innerhalb dieser Lokalisierungszeitspanne von 5 bzw. io bis 40 Millisekunden nach dem Originalschall beim Hörer ankommt, um eine Lokalisierung. auf die Originalschallquelle sicherzustellen. Es ist weiter ermittelt worden, daß der verzögert eintreffende Schall in der Lautstärke bis zu io Phon höher liegen darf, d. h., er darf ungefähr die zehnfache. Energie besitzen als der Originalschall, ohne diese Lokalisierung zu stören.
  • Der hier vorgeschlagene Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung unterscheidet sich somit grundsätzlich in bezug auf Zielsetzung, Ausführung, Funktion und Ergebnis von bisher bekannten Schallempfängern, die ebenfalls Kombinationen von Rohrleitungen mit Mikrofonsystemen darstellen.
  • So haben z. B. die bekannten Sondenmikrofone, bei denen ein kurzes, gestrecktes Sondenrohr von etwa i m Länge den Schall vom Aufnahmeort, d. h. der Rohröffnung, zum Mikrofonsystem leitet, welches durch seine Größe am Aufnahmeort stören würde, viel zu kleine Laufzeiten, um zur Kompensation und zur Lokalisierungsverzögerung dienen zu können. Der Zweck des Rohres ist hier die Herstellung der notwendigen räumlichen Distanz, so däß Falten oder Aufwickeln der Leitung und Verlängerung der Laufzeit völlig sinnwidrig sein würde.
  • Ebensowenig besteht keine Beziehung zu den Richtmikrofonen, deren Richtwirkung auf der Interfrequenz der verschiedenen Schallanteile, d. h. auf Phasenbeziehungen, beruht, die von einer Reihe von räumlich verteilten Schalleintrittsöffnungen durch gestreckte Rohrleitungen zum gemeinsamen Mikrofonsystem geleitet werden. Hierbei bestimmt der Phasenunterschied von i8o° bei der höchsten Frequenz die zulässigen Öffnungsabstände (bei 3000 Hz zu 5 cm entsprechend einer Laufzeit von o,i7 m/s) und bei der tiefsten Frequenz die Gesamtlänge des Systems, die jedoch durch die Forderung nach Handlichkeit auf etwa i m begrenzt ist. Bei Sprache ergeben größere Abmessungen, die längeren Laufzeiten als der Dauer der Sprachlaute, besonders der Konsonanten, entsprechen, ohnehin keine wesentliche Steigerung der Richtwirkung für diese mehr. Gefaltete bzw. aufgewickelte Rohre großer Länge, d. h. mit größeren Laufzeiten, die ein Merkmal der Erfindung sind, sind für Richtmikrofone also ungeeignet.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der für die Lokalisierung auf die Originalschallquelle notwendigen zeitlichen Verzögerung des Wiedergabeschalls gegen den Originalschall beim Hörer zwischen dem Schallauffänger des Empfängers und dem eigentlichen Mikrofonsystem eine rein akustisch arbeitende Schallverzögerungseinrichtung konstruktiv vereinigt mit diesen eingeschaltet ist, deren räumliche Abmessungen kleiner sind als die Schallweglänge in Luft, die ihrer vorgegebenen Laufzeit entspricht, welche etwas größer als zur Kompensierung des längeren Originalschallweges notwendig bemessen ist, und zwar um so viel, daß der Wiedergabeschall gerade innerhalb der durch das Gehör bestimmten Lokalisierungszeitspanne nach dem Originalschall beim Hörer ankommt.
  2. 2. Schallempfängermit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch -arbeitende Schallverzögerungseinrichtung eine homogene akurstische Leitung aus einem schallübertragenden Medium ist.
  3. 3. Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallfortleitung in einem gasförmigen Medium innerhalb einer gekrümmten, gefalteten oder aufgewickelten Schlauch- oder Rohrleitung erfolgt. q..
  4. Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aus einer akustischen Laufzeitfilterkette besteht.
  5. 5. Schallempfänger mit vorgebbarer zeitlicher Verzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallverzögerungseinrichtung aus einer Körperschalleitung oder Körperschallfilterkette besteht, die den Schall aus dem Schallfeld direkt oder über ein akustisches Transformationsglied aufnimmt und von der akustische Energie nach einer gewissen Laufstrecke durch einen akustisch-elektrischen Wandler abgenommen wird. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 428 144; USA.-Patentschriften Nr. 22:2:25 312, 2 419 894; Braunmühl und Weber, Einführung in die angewandte Akustik, 1936, S. 211I212.
DET3744A 1951-01-03 1951-01-03 Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung Expired DE938968C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DET3744A DE938968C (de) 1951-01-03 1951-01-03 Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DET3744A DE938968C (de) 1951-01-03 1951-01-03 Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE938968C true DE938968C (de) 1956-02-09

Family

ID=7544363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DET3744A Expired DE938968C (de) 1951-01-03 1951-01-03 Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE938968C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1170006B (de) * 1960-11-30 1964-05-14 Weber Louis Rehde Verfahren zur Erzeugung eines Echos mit Hilfe von aus Federn bestehenden Koerperschall-leitungen und Schallaufnahme- und Abgabe-membranen sowie Vorrichtung zur Durch-fuehrung dieses Verfahrens

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB428144A (en) * 1933-11-08 1935-05-08 Peter William Willans Improvements in or relating to microphones or the like
US2225312A (en) * 1939-10-05 1940-12-17 Bell Telephone Labor Inc Acoustic device
US2419894A (en) * 1945-08-01 1947-04-29 Bendix Aviat Corp Acoustic system for uniform distribution of sound

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB428144A (en) * 1933-11-08 1935-05-08 Peter William Willans Improvements in or relating to microphones or the like
US2225312A (en) * 1939-10-05 1940-12-17 Bell Telephone Labor Inc Acoustic device
US2419894A (en) * 1945-08-01 1947-04-29 Bendix Aviat Corp Acoustic system for uniform distribution of sound

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1170006B (de) * 1960-11-30 1964-05-14 Weber Louis Rehde Verfahren zur Erzeugung eines Echos mit Hilfe von aus Federn bestehenden Koerperschall-leitungen und Schallaufnahme- und Abgabe-membranen sowie Vorrichtung zur Durch-fuehrung dieses Verfahrens

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2910117C2 (de) Lautsprecherkombination zur Wiedergabe eines zwei- oder mehrkanalig übertragenen Schallereignisses
DE102013221754A1 (de) Kopfhörer und verfahren zum herstellen eines kopfhörers
DE102013221752A1 (de) Ohrhörer und verfahren zum herstellen eines ohrhörers
DE972491C (de) Elektrisches Geraet fuer stereophonische Schallwiedergabe
DE112018001393T5 (de) Sprachvertraulichkeitssystem und/oder zugehöriges verfahren
DE112018001396T5 (de) Sprachverschlüsselungssystem und/oder dazugehöriges Verfahren
DE938968C (de) Schallempfaenger mit vorgebbarer zeitlicher Verzoegerung
DE602004013376T2 (de) Vsr-surround-röhrenkopfhörer
DE3733095A1 (de) Stereoeinrichtung mit einem piezoelektrischen membranlautsprecher
DE934353C (de) Anordnung zur zentralen breitbandigen Schallversorgung eines Luftraumes
DE940048C (de) Vorrichtung zur stereophonischen Schalluebertragung
DE969503C (de) Raumplastik-Wiedergabevorrichtung
DE898459C (de) Vorrichtung zur stereophonischen Schalluebertragung
DE102018108852B3 (de) Verfahren zur Beeinflussung einer auditiven Richtungswahrnehmung eines Hörers
DE736241C (de) Schallversorgungsanlage fuer grosse Flaechen mit raeumlich verteilten Lautsprechern
DE822252C (de) Anordnung fuer die stereophonische Tonuebertragung
DE102005048905B3 (de) Aktiver Kanalschalldämpfer
AT163594B (de) Vorrichtung zur stereophonischen Schallübertragung
DE1903661A1 (de) Elektro-akustisches UEbertragungssystem mit einer Anzahl gesonderter UEbertragungskanaele fuer einen Saal
AT164730B (de) Gehäuse für stereophonische Schallwiedergabe
DE3904943A1 (de) Lautsprecheranordnung zur verbesserung des akustischen klangeindrucks in wohnraeumen
EP0377144B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer Verfälschung der Lautheitsempfindung eines reproduzierten Schallereignisses
DE689565C (de) Anordnung fuer das Ferndirigieren
DE927571C (de) Schalluebertragungsanlage
DE2355943C3 (de) Zweikanalgerät zur Verarbeitung stereophonischer Signale