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Verfahren zur plastischen akustischen Fernübertragung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur plastischen akustischen Fernübertragung, insbesondere
für die Zwecke des Rundfunks.
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Die Aufgabe der Fernmeldetechnik besteht darin, optische oder akustische
Zustände von einem Ort an einen anderen möglichst naturgetreu zu übertragen. Für
die Zwecke des geschäftlichen Lebens, der Übermittlung von belehrenden Vorträgen,
Nachrichten od. dgl. genügt es, wenn die zu übertragenden Zeichen an der Empfangsstelle
mit genügender Deutlichkeit ankommen. Handelt es sich aber darum, künstlerische
Darbietungen zu übertragen, so verlangt man nicht nur eine Wiedergabe in groben
Zügen, sondern eine bis ins kleinste Detail richtige, naturgetreue Übertragung der
Darbietungen. Sämtliche bisher bekannten Methoden der akustischen Übertragung entbehren
völlig einer plastischen Wirkung. Die üblichen Übertragungsverhältnisse werden im
folgenden an Hand eines Beispiels kurz erläutert: Bei der Übertragung eines Werkes
für Orchester seien beispielsweise zwei Mikrophone oder Mikrophongruppen im Konzertsaal
angebracht, einerseits links, andererseits rechts vom Dirigenten. Die von den links
sitzenden Musikern (r. Geigen, hohe Bläser) herrührenden Tongemische werden vorwiegend
vom linken Mikrophon, die von den rechts sitzenden Musikern (a. Geigen, Bratschen,
tiefe
Bläser) vom rechten Mikrophon aufgenommen. Die Tongemische,
die von den in der Mitte des Orchesters befindlichen Musikern (Celli, Bläser, Kontrabässe)
erzeugt werden, verteilen sich ungefähr zu gleichen Teilen auf die beiden Mikrophone.
Im Sendeverstärker, gegebenenfalls schon im Mikrophonverstärker, werden die leiden,
etwas voneinander verschiedenen Mikrophonströme zu einem untrennbaren Gemisch vermengt
und so übertragen.
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Wird zur Wiedergabe ein einfacher Empfänger mit einem Lautsprecher
verwendet, so@ kann an der Empfangsseite niemals dieselbe räumliche Wirkung wie
auf der Sendeseite erzielt werden, sondern die Wirkung wird eine punkthafte, bestenfalls
aber eine flächenhaft erscheinende sein. Man verwendet in neuerer Zeit bei großen
Empfängern zwei Lautsprecher, von denen der eine höher, der andere tiefer abgestimmt
ist, und versucht auf diese Weise eine räumliche Wirkung zu erzielen. Die Wiedergabe
erscheint dadurch voller, wird aber in Wirklichkeit verfälscht. Es ist nach diesem
Verfahren niemals möglich, den Zustand im Konzertsaal naturgetreu an der Empfängerseite
herzustellen. Befindet sich ein Zuhörer in der Mitte des Konzertsaales, so wird
er deutlich vernehmen, daß die Melodien der r. Geigen von links, der a. Geigen und
Bratschen von rechts, der Celli und Kontrabässe von hinten usw. kommen, er hört
plastisch. Würde man dasselbe Stück mittels Rundfunksendung in einen dem Aufnahmesaal
vollkommen gleichen Konzertsaal auf zwei noch so günstig angebrachte Lautsprecher
übertragen, so kann der am selben entsprechenden Platz befindliche Zuhörer doch
nicht denselben Eindruck der räumlichen Wirkung haben, weil aus beiden Lautsprechern
dasselbe Frequenzgemisch abgestrahlt wird. Bei Hoch- bzw. Tiefabstimmung der Lautsprecher
werden die Frequenzgemische zwar etwas verschieden sein, aber die Wiedergabe wird
verfälscht, und der Eindruck ist nur ein scheinbar räumlicher.
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Es ist bekannt, zur Übertragung von Musik und Sprache ein Verfahren
zu benutzen, bei dem zwei oder mehrere Schallaufnahmekörper, Mikrophone od. dgl.
zur Erzeugung einer Phasenverschiebung räumlich getrennt voneinander angeordnet
sind und auf eine gemeinsame Sendevorrichtung abwechselnd nacheinander in kurzen
Zeitabständen wirken. Dies kann z. B. derart geschehen, daß die Strahlungsenergie
einer gemeinsamen Sendevorrichtung abwechselnd durch die Schallaufnahmekörper gesteuert
wird. Da diese Einrichtung auf der Empfangsseite nur einen Lautsprecher benutzt,
kann auf der Empfangsseite keine räumliche Klangwirkung hervorgerufen werden.
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Ferner ist es bekannt, senderseitig mehrere Mikrophone zu benutzen
und auf der Empfängerseite eine entsprechende Anzahl von Lautsprechern so aufzustellen,
daß sie in gleicher Lage zueinander stehen wie die Mikrophone. Zur Übertragung der
verschiedenen Tonfrequenzgemische werden dabei eine entsprechende Anzahl von Kanälen
verwendet. Es ist auch bekannt, zwei Tonaufnahmegeräte zu verwenden, die gleichzeitig
einen Sender steuern, wobei ein Hilfssignal mit übertragen wird, welches die Verteilung
der Niederfrequenzenergie auf zwei Lautsprecher derart vornimmt, daß die Intensität
der einzelnen Lautsprecher der Schallintensität an den zugehörigen Mikrophonen entspricht.
Bei diesem Verfahren ist es nicht möglich, einzelne Instrumente des Orchesters gegenüber
anderen hervorzuheben.
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Um alle diese Nachteile zu vermeiden, werden bei einem Verfahren,
bei dem senderseitig mindestens zwei Mikrophone oder Mikrophongruppen vorgesehen
sind und bei dem empfängerseitig ebenso viele Lautsprecher oder Lautsprechergruppen
in analoger räumlicher Anordnung angebracht sind, gemäß der Erfindung die Mikrophone
und Lautsprecher mit Überhörfrequenz abwechselnd abgetastet, und zwar so, daß nur
jeweils ein Mikrophon bzw. eine Mikrophongruppe gleichzeitig mit dem entsprechenden
Lautsprecher bzw. Lautsprechergruppe in Betrieb ist.
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Eine vollständig naturgetreue Wiedergabe eines Werkes für Orchester
kann, streng genommen, nur dann erreicht werden, wenn für jedes einzelne Instrument
eine Übertragungsanlage vorgesehen ist, deren Lautsprecher im Wiedergaberaum an
der dem Aufnahmeraum entsprechenden Stelle angeordnet ist. Es ist jedoch praktisch
undenkbar für die Übertragung eines Orchesterwerkes, das beispielsweise von achtzig
Musikern gespielt wird, achtzig getrennte Übertragungsanlagen zu verwenden. Die
Erfahrung zeigt, daß man unter Verwendung von zwei Übertragungsanlagen schon eine
außerordentliche räumliche Wirkung erzielen kann. Nimmt-man z. B. ein Orchester
gleichzeitig mittels zweier räumlich voneinander in gewisser Entfernung befindlicher
Mikrophone auf zwei Schallplatten auf und gibt die Tonaufzeichnungen der beiden
Schallplatten in derselben räumlichen Anordnung gleichzeitig und synchron wieder,
so ist die Wirkung derart, daß man ein räumlich ausgedehntes Orchester zu hören
vermeint. Da das Ohr empfindlicher als die feinsten akustischen Meßgeräte ist, kann
der Effekt nicht oder nur schlecht mit Meßinstrumenten nachgeprüft werden. Der Vorteil
einer plastischen Übertragung ist nach musikalisch-künstlerischen Gesichtspunkten
offensichtlich, da der Wert der Übertragung dann am höchsten ist, wenn sie möglichst
naturgetreu erfolgt.
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An Hand der Zeichnung soll das Verfahren gemäß der Erfindung näher
erläutert werden.
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Abb. r zeigt die grundsätzliche Wirkungsweise mit zwei Mikrophonen
und zwei Lautsprechern. Zwei Mikrophone m1 und m2 sind senderseitig abwechselnd
in Betrieb und geben ihre tonfrequente Energie abwechselnd über eine gemeinsame
Trägerwelle an den Äther ab. Empfängerseitig sind zwei Lautsprecher s1 und s2 in
einer der Mikrophonanordnung entsprechenden räumlichen Verteilung angebracht. Die
Pfeile deuten zwei verschiedene Betriebszustände an. Das Mikrophon m1 ist gleichzeitig
mit dem Lautsprecher s1 in Betrieb
(durch die voll ausgezogenen
Pfeile angedeutet), im nächsten Augenblick ist das Mikrophon m2 und der Lautsprecher
s2 in Betrieb (durch die strichlierten Pfeile angedeutet), und im weiteren Verlauf
der Sendung findet ein ständiger Wechsel zwischen Mikrophon ml und Lautsprecher
s1 einerseits und Mikrophon m2 und Lautsprecher s2 andererseits statt, so daß das
vom Mikrophon ml aufgenommene Tongemisch nur vom Lautsprecher s1 und das vom Mikrophon
m2 aufgenommene nur vom Lautsprecher s2 wiedergegeben wird. Jedes Mikrophon und
jeder Lautsprecher ist allerdings nur die halbe Zeit der ganzen Betriebszeit ausgenutzt,
und die abgestrahlte Schallenergie der beiden Lautsprecher s1 und s2 ist nur ebenso
groß wie die abgegebene Schallenergie eines einzigen Lautsprechers unter denselben
Bedingungen.
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Abb. 2 zeigt ein Beispiel einer vereinfachten Schaltanordnung zur
Abtastung von zwei Mikrophonen auf der Sendeseite (Abb. 3) zur Abtastung von zwei
Lautsprechern auf der Empfängerseite.
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Die beiden Mikrophone ml und m2 sind mit zwei in Gegentakt geschalteten
Röhren a, und a2 transformatorisch gekoppelt. Die Röhren a1 und a. sind mit Röhren
bi und b2, die ebenfalls in Gegentakt geschaltet sind, widerstandsgekoppelt. An
den Gittern der Röhren bi und b2 liegt die Abtastfrequenz fA, die abwechselnd die
Röhren b1 und b2 für die von den Mikrophonen ml und m2 aufgenommenen und in den
Röhren cc, und a2 verstärkten Tongemische sperrt bzw. durchlässig macht. Über die
Übertrager d1 und d2 gelangt daher abwechselnd die Energie der Mikrophone ml und
m2 über die Röhre c zu den Hochfrequenzstufen und damit zur Sendung.
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Im Empfänger wird die durch Demodulation erzeugte Niederfrequenzenergie
in der Röhre q verstärkt und über die Übertrager u1 und u2 den Röhren r1 und r2
und damit den transformatorisch gekoppelten Lautsprechern s1 und s2 zugeführt. Die
Abtastfrequenz fA, die durch irgendeine, beispielsweise beim Fernsehen gebräuchliche
Methode im Sender und Empfänger synchron gehalten wird, sperrt abwechselnd die Röhre
r1 und r2 und ermöglicht die räumlich richtige Wiedergabe. Die Polung der Transformatoren
u, und u2 wurde aus Gründen der leichteren Übersichtlichkeit symmetrisch gewählt,
ist jedoch für die grundsätzliche Wirkungsweise der Schaltung belanglos.
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Die Abtastfrequenz fA soll eine möglichst rechteckige Kurvenform haben,
da dann die Verzerrungen am geringsten sind. Die Abtastfrequenz wirkt wie ein mitgesendeter
Ton, bildet daher bei Modulation und Demodulation mit den anderen Niederfrequenzen
Kombinationsströme, stört jedoch nicht wesentlich, da die Kombinationsfrequenzen
mit großer Amplitude außerhalb des Hörbereiches liegen, wenn die Abtastfrequenz
fA selbst außerhalb des Hörbereiches ist.