DE960732C - Vorrichtung zur elektrischen UEbertragung von tonfrequenten Schwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Übertragung von einkanalig aufgenommenen tonfrequenten Schwingungen, die zur Erzielung eines räumlichen Höreindrucks über wenigstens zwei mit frequenzabhängigen Filtern ausgerüstete Kanäle räumlich getrennte Lautsprecher speist.

Hierbei wird unter »räumlichem« Höreindruck der Eindruck verstanden, als ob der Schall von einer oder mehreren eine räumliche Ausdehnung aufweisenden Schallquellen herrührt.

Ein räumlicher Eindruck wird in gewissem Maße bereits mit einer bekannten Vorrichtung erhalten, bei der aus einem einzigen Kanal kommende tonfrequente elektrische Schwingungen mittels einer Anzahl von sich teilweise überlappenden Filtern über die gleiche Anzahl von Wiedergabekanälen verteilt werden. Ordnet man die Lautsprecher in einer Reihe nebeneinander nach zunehmenden oder abnehmenden Frequenzbereichen geordnet an, so ist der erhaltene räumliche Eindruck derart, daß die niedrigeren Töne als vom äußeren Lautsprecher an einer Seite und die höheren Töne als vom äußeren Lautsprecher an der anderen Seite herrührend gehört werden. Die zwischenliegenden Frequenzbereiche werden dann von den zwischenliegenden Lautsprechern wiedergegeben. Da die Durchlaßcharakteristiken der Filter für zwei benachbarte Frequenzbereiche sich teilweise überlappen, wird für die Frequenzen in diesem überlappenden Bereich erreicht, daß sie von zwei Lautsprechern, jedoch nicht für jede

Frequenz in gleichem Stärkeverhältiiis wiedergegeben werden. Die Abbildung der räumlichen Stelle einer solchen Frequenz liegt daher zwischen den beiden betreffenden Lautsprechern und ändert sich räumlich für jede Frequenz im überlappenden Bereich.

Die Unvollkommenheit dieser Vorrichtung liegt darin, daß bei der Wiedergabe derjenigen Frequenzen, die nicht im überlappenden Teil der ίο Durchlaßcharakteristik zweier benachbarter Filter liegen, sondern von nur einem Filter durchgelassen werden, sämtliche Frequenzen an derselben räumlichen Stelle, nämlich an der des dem Filter zugeordneten Lautsprechers, abgebildet werden. Bei t5 chromatischer Zunahme der Frequenzen ergibt sich auf diese Weise eine Abbildung, bei der das Schallbild beim äußersten Lautsprecher stillsteht, dann schnell zum nächsten Lautsprecher läuft, dort wieder eine Zeit stillsteht, usw. Es ist bei einer solchen Vorrichtung daher nicht möglich, eine Wiedergabe zu erreichen, bei der in Abhängigkeit von der Frequenz die Stelle des Schallbildes einer Frequenz sich gleichmäßig räumlich über demjenigen Teil des wiedergegebenen Frequenzbereiches ändert, der zum räumlichen Eindruck beiträgt.

In der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung ist dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der Frequenzbereich der Filter sich mit fallender Charakteristik im wesentlichen auch über den ganzen Frequenzbereich des Nachbarkanals erstreckt.

Hierbei kommt es darauf an, daß ein gewisser Minimalunterschied im Schallstärkeverhältnis zwisehen zwei im Schallbild nebeneinander anzubringenden Frequenzen bzw. Frequenzgruppen in je einem von wenigstens zwei Kanälen bestehen muß, nämlich ein solcher Unterschied, daß die erzeugten Schallbilder der beiden Frequenzen bzw. Frequenzgruppen wahrnehmbar verschiedene Stellen im Raum einnehmen. Wie oben erwähnt, kann dies bei der Vorrichtung nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Wiedergabestärke beim Übergang in wenigstens einem der Kanäle zunimmt und in wenigstens einem der anderen Kanäle abnimmt.

Im allgemeinen wird man bestrebt sein, das Verhältnis zwischen der Summe der Wiedergabestärke einer bestimmten Frequenz in den verschiedenen Kanälen und derjenigen der anderen Frequenzen gleich dem Verhältnis zu machen, das zwischen den Stärken der Schwingungen der entsprechenden Frequenzen bei der Erzeugung besteht. Es werden daher vorzugsweise, z. B. bei zwei Kanälen, solche Filter verwendet, die beim Übergang von einer Frequenz bzw. Frequenzgruppe auf eine benachbarte Frequenz bzw. Frequenzgruppe die Wiedergabestärke in einem Kanal in gleichem Maße zunehmen lassen, wie sie im anderen Kanal abnimmt.

Auch wird man in dem Falle, daß jede Frequenz eine besondere Stelle einnimmt oder wenn die Gruppen von gleicher Größe sind, den Abstand zwischen diesen Frequenzen bzw. Frequenzgruppen vorzugsweise gleich wählen, so daß die Filter für jeden Kanal derart sein müssen, daß bei zwei Kanälen bei logarithmischer Zunahme der Frequenz die durchgelassene Spannung bei einem Filter in solchem Maße zunimmt, daß die vom entsprechenden Kanal wiedergegebene Schallstärke in etwa linearem Verhältnis zunimmt, und beim anderen Filter in solchem Maße abnimmt, daß die wiedergegebene Schallstärke des anderen Kanals in etwa linearem Verhältnis abnimmt.

In einer Vorrichtung zur Wiedergabe mit drei Lautsprechern können z. B. die räumlich getrennt angeordneten äußeren Lautsprecher mit solchen Filtern versehen sein, daß ihre Schallstärke in etwa linearem Verhältnis mit dem Logarithmus der Frequenz in einem Bereich von z. B. 500 bis 12 000 Hz zunimmt bzw. abnimmt. A⁷On dem zentralen Lautsprecher werden dann die Frequenzen unter 500 Hz wiedergegeben, die bekanntlich nicht zum räumlichen Eindruck beitragen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ermöglicht unter anderem die stereofonische Wiedergabe elektrischer Schwingungen, die z. B. von einem Klavier herrühren und gegebenenfalls unter Vermittlung einer Schallspur nicht stereofonisch von einem Mikrofon übertragen werden. Das Schallbild solcher Schwingungen kann dann derart sein, daß der Eindruck erweckt wird, als ob das Schallbild sich in Abhängigkeit von der Frequenz räumlich in gleicher Weise verstellt, wie es vom Spieler des Instrumentes selbst gehört wird.

Es ist einleuchtend, daß der gleiche Effekt auftritt, wenn als Quelle von tonfrequenten Schwingungen ein elektrisches Musikinstrument verwendet wird. Da eine stereofonische Wiedergabe von elektrischen Musikinstrumenten nicht möglich ist, kann mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung erreicht werden, daß das Schallbild eines solchen Instrumentes trotzdem einen räumlichen Eindruck macht. Mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung läßt sich insbesondere ein räumlicher Eindruck einer tonfrequenten Schwingungsquelle erzielen, die eine räumliche Ausdehnung aufweist, welche gegenüber dem räumlichen Eindruck des Schallbildes derselben klein ist. So ist es z. B. möglich, von einer Musikdose, bei der sämtliche akustischen Schwingungen von derselben Stelle herzurühren scheinen, ein solches Schallbild zu erhalten, daß die verschiedenen Töne an verschiedenen Stellen gehört werden, also in der Weise, daß z. B. sämtliche Töne nebeneinander gehört werden, wobei die Gesamtbreite des Schallbildes gleich dem Abstand zwischen den Lautsprechern der Wiedergabekanäle sein kann.

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.

In Fig. ι ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der in zwei Kanälen je ein solches Filter verwendet wird, daß je Kanal eine Wiedergabestärke gemäß . 2 erzielt wird.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung für drei Kanäle dargestellt. Die Wiedergabecharakteristik dieser Vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Fig. 5 und 6 sind Varianten der Fig. 3 und.4. In Fig. ι ist mit 1 ein Kanal zur Übertragung tonfrequenter elektrischer Schwingungen bezeichnet. Diese Schwingungen werden zwei Kanälen 1 und 2 zugeführt, die je ein Filter F₁ bzw. F₂ enthalten. Diese Filter sind in der Weise frequenzabhängig, daß die Lautstärke des von den Lautsprechern b wiedergegebenen Schalls von der Frequenz derart abhängig ist, wie es in Fig. 2 durch die Kurve A₁ für den Kanal 1 und durch die Kurve A₂ für den Kanal 2 dargestellt ist. Eine bestimmte Frequenz wird daher sowohl von dem Lautsprecher des Kanals 1 als auch von demjenigen des Kanals 2 wiedergegeben. Die Stelle dieser Frequenz im Schallbild liegt daher entsprechend den Lautstärken der beiden Kanäle zwischen den beiden Lautsprechern. Der Abstand zwischen den beiden Lautsprechern ist hierbei gleich der Gesamtbreite des Schallbildes des ganzen Frequenzbereiches. Die elektrischen Schwingungen des einfachen Kanals α können von einem Mikrofon oder von einer Aufzeichnung herrühren. Sie können aber auch von anderen Tonfrequenzerzeugern, wie z. B. einem elektrischen Musikinstrument, herrühren.

Fig. 3 zeigt ein Dreikanalsystem für die Wiedergäbe des Schalls. Hierbei werden die elektrischen Schwingungen des einfachen Kanals α den drei Kanälen 3, 4 und 5 zugeführt, in denen die frequenzabhängigen Filter .F₃, F_i und F₅ enthalten sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, welche die Wiedergabekurven der drei Kanäle nach Fig. 3 darstellt, werden von dem Lautsprecher b des Kanals 3 nur die niedrigen Frequenzen wiedergegeben. Die höheren Frequenzen werden mit verschiedenen Stärken von den beiden Kanälen 4 und 5 durchgelassen, und das Schallbild wird daher frequenzabhängig zwischen den Lautsprechern dieser Kanäle abgebildet.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, welche eine Variante derjenigen nach Fig. 3 darstellt. Auch hier sind drei je ein Filter enthaltende Wiedergabekanäle zur Erhaltung eines räumlichen Eindrucks im Abbildungsraum zwischen den beiden äußeren Lautsprechern dargestellt. Die Kanäle 6, 7 und 8 enthalten solche Filtering, F₇, F₈, daß der Schall bei etwaiger Wiedergabe über die gleiche Kanalzahl, unter Vermittlung einer von den Aufzeichnungsmitteln c in drei Spuren erzeugten Aufzeichnung, eine von der Frequenz abhängige Stärke aufweist, wie sie in Fig. 6 mit A₆ für den Kanal 6 bzw. mit A₇ und A₈ für die Kanäle 7 und 8 angedeutet ist. Hier werden daher auch die niedrigen Töne über zwei Kanäle verteilt, so daß jeder Ton seine eigene Stelle einnimmt. Bei dieser Vorrichtung wird daher beim Übergang von einer sehr niedrigen Frequenz auf eine höhere Frequenz die Wiedergabestärke der von den. Kanälen 6 und 7 wiedergegebenen Frequenzen im Kanal 7 zunehmen und im Kanal 6 abnehmen.

Es ist einleuchtend, daß die Erfindung nicht auf die Kurven der Fig. 2, 4 und 6 beschränkt ist. 6g Auch weitere Formen sind zur Erhaltung eines bestimmten gewünschten räumlichen Eindrucks verwendbar.

Da die elektrischen Schwingungen aus dem Kanal α ein Schallbild mit der Breite des Abstandes zwischen den Lautsprechern der äußeren Kanäle ergeben, ist die Vorrichtung vorteilhaft bei Instrumenten verwendbar, die eine kleine räumliche Ausdehnung gegenüber dem räumlichen Eindruck des Schallbildes derselben aufweisen, wie z. B. bei einer Spieldose.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Für die elektrische Übertragung von einkanalig aufgenommenen Tonfrequenzschwingungen dienende Vorrichtung, die zur Erzielung eines räumlichen Höreindrucks über wenigstens zwei mit frequenzabhängigen Filtern ausgerüstete Kanäle räumlich getrennte Lautsprecher speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich der Filter sich mit fallender Charakteristik im wesentlichen auch über den ganzen Frequenzbereich des Nachbarkanals erstreckt.

2. Die Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Wiedergabe von tonfrequenten Schwingungen aus einer Quelle, deren räumliche Ausdehnung kleiner ist als der Abstand zwischen den Lautsprechern, welche am weitesten voneinander entfernt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 701 326;
britische Patentschrift Nr. 297 308;
USA.-Patentschrift Nr. 2 179 840.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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