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Elektroakustische Übertragungsanlage mit Mikrofon und Lautsprecher
im gleichen Raum Es ist eine elektroakustische Übertragungsanlage mit Mikrofon und
Lautsprecher im gleichen Raum bekannt, bei welcher der Lautsprecherschall kurzzeitig
später beim Hörer eintrifft als der direkte Schall von der zu übertragenden Schallquelle,
z. B. einem Sprecher. Dabei erfolgt die Verzögerung auf akustischem Wege durch entsprechende
Anordnung von Mikrofon und Lautsprecher in der Weise, daß der Schallweg von der
zu übertragenden Schallquelle zum Mikrofon zuzüglich dem Schallweg vom Lautsprecher
zum Hörer länger, und zwar höchstens 17 m länger ist als der direkte Schallweg
von. der zu übertragenden Schallquelle zum Hörer.
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In manchen Räumen treten bei der Verwirklichung dieses Prinzips Schwierigkeiten
auf, da Mikrofon und Lautsprecher im Hinblick auf die Sichtbehinderung der Zuschauer
nicht beliebig im Raum angeordnet werden können.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch beseitigt, daß als
Verzögerungsmittel für den Schall von der zu übertragenden Schallquelle zum Mikrofon
bzw. vom Lautsprechersystem zum Hörer eine Trichterschallführung, vorzugsweise ein
Exponentialtr, echter, vorgesehen wird.
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Die Übertragungsanlage nach der Erfindung eignet sich insbesondere
für die Anwendung in einem Theater. Hierbei wird gemäß der Erfindung zweckmäßig
so vorgegangen, daß der mit einem Mikrofon versehene Trichter mit seiner Öffnung
in den Orchesterrauen des Theaters mündet, vorzugsweise in eine Seitenwand des Orchesterraumes.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein
Nachteil vermieden,
der insbesondere denjenigen Theatern eigen ist, die wegen der ungünstigen räumlichen
Verhältnisse eine besonders kleine Orchesterraumöffnung haben. Dann gelingt es nämlich
nicht, das Orchester mit voller Lautstärke im Theaterraum zur Wirkung zu bringen,
da der Schall durch die kleine Öffnung oberhalb des Orchesterraumes nur unvollkommen
austritt.
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Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung wird im Theaterraum
der mit einem Mikrofon versehene Trichter auf die obere Öffnung des Orchesterraumes
gerichtet und vorzugsweise oberhalb derselben angeordnet. Auch hierdurch ist es
möglich, die Orchesterlautstärke im Wiedergaberaum zu erhöhen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird in einem
Theater der mit einem Mikrofon versehene Trichter von oben oder unten, gegebenenfalls
schräg, auf die Bühne gerichtet.
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Die Länge des Trichters wird bei allen Ausführungsformen nach der
Erfindung so dimensioniert, daß in Übereinstimmung mit dem Hauptpatent der Schallweg
von der zu übertragenden Schallquelle zum Mikrofon zuzüglich dem Schallweg vom Lautsprecher
zum Hörer länger, und zwar höchstens 17 m länger ist als der direkte Schallweg
von der übertragenen Schallquelle zum Hörer. Diese Dimensionierung wird angewendet
sowohl wenn der Trichter am Mikrofon angeordnet ist als auch wenn er einem oder
mehreren Lautsprechern zugeordnet ist. Sofern es nicht möglich sein sollte, Trichter
mit der erforderlichen großen Länge herzustellen, die mit Rücksicht auf die Raumverhältnisse
für die Einhaltung der Schallverzögerungsbedingung erforderlich ist, kann der Trichter
am Mikrofon bzw. Lautsprecher mit einem Verlängerungsrohr verbunden werden. Das
Verlängerungsrohr kann zwecks Verkleinerung der räumlichen Ausdehnung der Anordnung
aufgerollt werden. Man kann zur Verkleinerung der Anordnung als Trichter auch einen
geschachtelten oder gekrümmten Trichter vorsehen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann man als Trichter am Mikrofon
bzw. am Lautsprecher auch einen entsprechend dimensionierten Mehrfachtrichter oder
einen Vielzellentrichter verwenden. Die einzelnen Trichter bzw. Trichterzellen des
Vielzellentrichters können dabei in an sich bekannter Weise gespreizt werden. Die
einzelnen Trichter des Mehrfachtrichters bzw. die einzelnen Zellen eines Vielzellentrichters
können so ausgebildet werden, daß ihre Öffnungen als gerade Strahlergruppe zusammenwirken.
Auf diese Weise ist es möglich, besondere Schallrichtwirkungen zu erzielen, die
für das Prinzip der Erfindung zweckmäßig sind. Mehrfachtrichter dieser Art sind
an sich bei Lautsprecheranlagen für Besprechungszwecke bekannt.
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Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Trichter
für verschiedene Teilbereiche des Hörfrequenzbandes vorgesehen werden, z. B. Tieftontrichter,
Mitteltontrichter und Hochtontrichter. Bei Verwendung von als gerade Strahlergruppe
wirkenden Mehrfachtrichtern bzw. Vielzellentrichtern wird die Länge der durch die
Trichteröffnungen gebildeten Strahlergruppen auf die verschiedenen Teilbereiche
des Hörfrequenzbandes abgestimmt.
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Wenn ein oder mehrere Trichter am Aufnahmemikrofon angebracht sind,
ist es zweckmäßig, für die Schallwiedergabe eine oder mehrere an sich bekannte als
gerade Strahlergruppen wirkende Lautsprecherzeilen, gegebenenfalls ohne Trichter,
mit entsprechender Ausrichtung auf die mit Hörern besetzten Raumteile vorzusehen.
Dies kann entsprechend dem Vorschlag nach dem Hauptpatent geschehen, z. B. auch
in der Weise, daß reflektierende Flächen zur Schallwegverlängerung vorgesehen werden.
Werden umgekehrt an den Wiedergabelautsprechern Trichter für die Schallwegverlängerung
vorgesehen, so ist es zweckmäßig, für die Schallaufnahme eine oder mehrere als gerade
Strahlergruppe wirkenden Mikrofonzeilen, gegebenenfalls ohne Trichter, vorzusehen,
die in entsprechender Weise auf die zu übertragenden Schallquellen ausgerichtet
sind.
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Um den Frequenzgang der einzelnen Übertragungswege aufeinander abzustimmen,
ist es möglich, an den nach der Erfindung ausgebildeten Trichtern akustische Entzerrungsmittel,
z. B. Helmholtz-Resonatoren, vorzusehen. Die Trichter bzw. die Verlängerungsrohre
können auch mit Dämpfungsmitteln versehen werden, z. B. indem sie mit Filz. Watte
od. dgl. ausgefüllt werden. Zur Vermeidung der rückwärtigen Reflexionen kann das
enge Trichterende gedämpft werden. Dabei kann ein zweiter mit Dämpfungsmaterial
ausgefüllter Trichter benutzt «-erden, wobei das Mikrofon seitlich an das Rohr gesetzt
wird. Um die Laufzeit im Filter zu vergrößern, kann man ihn auch mit einem Gas geringer
Schallgeschwindigkeit (Kohlensäure) füllen. Dabei wird durch eine schalldurchlässige
dünne Gummihaut dafür gesorgt, daß die Kohlensäure nicht entweicht. Es ist zweckmäßig,
die Trichter nach der Erfindung, die unter Umständen eine verhältnismäßig große
räumliche Ausdehnung haben, unmittelbar in das Gebäude einzubauen, in dem sich der
Wiedergaberaum befindet.
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Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand von Fig.
i bis 8 beispielsweise erläutert.
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In Fig. i ist ein Theater im Vertikalschnitt in Längsrichtung dargestellt.
Die Bühne ist mit i bezeichnet, der Orchesterraum mit :2, das Parkett mit 3 und
der Rang mit q.. Unterhalb des Parketts ist der lange Trichter, vorzugsweise Exponentialtrichter
5, so eingebaut, daß er in den Orchesterraum z mündet. Seine Öffnung nimmt vorzugsweise
die eine Seitenwand des Orchesterraumes z vollständig ein. Am Trichter ist das Mikrofon
6 angebracht, das über den Verstärker 7 auf die beiden Lautsprecherzeilen 8 und
9 arbeitet. Die Lautsprecherzeilen 8 und 9 bestehen aus einer langen, schmalen Schallwand,
auf der sich eine Reihe von Einzellautsprechern befindet, die mit gleicher Polung
zusammengeschaltet sind. Die Lautsprecherzeile 8 ist so eingerichtet, daß ihr verhältnismäßig
scharf gebündelter Schall auf
die Plätze im Rang 4 gestrahlt wird.
Die Lautsprecherzeile 9 strahlt gebündelt auf das Parkett 3. Die Länge des Trichters
5 ist so bemessen, daß der Schallweg vom Orchesterraum zum Mikrofon 6 und von den
Lautsprecherzeilen 8 bzw. 9 zu den Plätzen im Parkett 3 bzw. im Rang 4 länger ist
als der direkte Schallweg vom Orchesterraum :2 durch die schmale Orchesteröffnung
io zum Parkett 3 bzw. zum Rang q.. Auf diese Weise trifft der direkte Schall vom
Orchesterraum 2 früher bei den Hörern ein als der Schall über Mikrofon und Lautsprecher.
Die Zuhörer orten infolgedessen nach dem direkten Schall, und der Lautsprecherschall
erhöht lediglich die Lautstärke. Die Wiedergabe ist infolgedessen eine verhältnismäßig
natürliche.
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Bei der Anordnung nach Fig.2 ist der gleiche Schnitt durch einen Theaterraum
dargestellt. Die gleichen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. i versehen.
Der am Mikrofon 6 befindliche Trichter i i ist hier oberhalb des Orchesterraumes
angebracht und auf die Orchesteröffnung io eingerichtet. Auf diese Weise kann eine
ähnliche Wirkung wie bei der Anlage nach Fig. i erzielt werden.
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Die Anlage nach Fig. 3, die an Hand des gleichen Schnittes durch einen
Theaterraum erläutert ist, hat nicht in erster Linie den Zweck, das Orchester zu
übertragen, sondern es soll hier die akustische Szene auf der Bühne verstärkt werden.
Die Trichter 12 mit den Mikrofonen 6 sind deshalb hier auf den Bühnenraum i gerichtet,
und zwar zweckmäßig so, daß sie von oben oder unten schräg mit ihrer Achse auf die
Bühne i zeigen. An die Mikrofone 6 schließen sich entsprechend wie bei Fig. i und
2 der Verstärker und Lautsprecher bzw. Lautsprecherzeilen an. Die letzteren sind
in entsprechender Weise angeordnet wie bei Fig. i und 2, vorzugsweise oberhalb der
Bühnenöffnung.
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In Fig.4 und 5 sind abgewandelte Ausführungsformen von Trichtern dargestellt,
die sowohl für Mikrofone als auch für Lautsprecher in Betracht kommen. Zur Verlängerung
des Schallweges sind hier die Trichter 13 mit Verlängerungsrohren i.[ verbunden.
Am anderen Ende der Rohre sitzt das .Mikrofon bzw. der Lautsprecher 15. Die Rohrlänge
ist so dimensioniert, daß zusammen mit der Verzögerungszeit innerhalb des Trichters
die für die Anlage erforderliche Laufzeitverlängerung zustande kommt. Um die räumliche
Ausdehnung des Gebildes zu verkleinern, ist bei Fig. 5 das Verlängerungsrohr aufgerollt.
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In Fig. 6 ist in Seitenansicht und von vorn gesehen ein Mehrfachtrichter
dargestellt, der für eine Anlage nach der Erfindung in Betracht kommt. Er besteht
aus den einzelnen Trichtern 16, die über das Verzweigungsstück 17 und das
Verlängerungsrohr 18 mit dein J,liltrofon i9 bzw. dem Lautsprechersvstem verbunden
sind. Die Anordnung kann so getroffen. sein, daß die Einzeltrichter 16 auseinandergespreizt
sind. Es gelingt auf diese Weise, die hohen Frequenzen des Hörfrequenzbandes über
eine größere Raumbreite aufzunehmen bzw. abzustrahlen. Die Trichteröffnungen können
so angeordnet sein, daß sie als gerade Strahlergruppe zusammenwirken und eine Schallbündelung
zustande kommt. An Stelle von Einzeltrichtern 16 kann auch ein sogenannter Vielzellentrichter
benutzt werden, bei dem die Einzeltrichter durch Zellen eines einzigen Trichters
ersetzt sind. Dabei können die Trichteröffnungen in gleicher Weise ausgebildet sein,
hinsichtlich Spreizung und Strahlergruppenwirkung.
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Bei der Anordnung nach Fig. 7 sind in einer Anlage drei Mehrfachtrichter
bzw. Vielzellentrichter2o, 2 1 und 22 vorgesehen. Ihre Öffnungen arbeiten als gerade
Strahlergruppe zusammen, und ihre Größe und Länge ist so dimensioniert, daß sie
auf verschiedene Teilbereiche des Hörfrequenzbandes abgestimmt sind. Der Trichter
2o arbeitet beispielsweise als Tieftontrichter im Frequenzbereich zwischen 4oo und
85o Hz, der Trichter 21 arbeitet als Mitteltontrichter in einem Frequenzbereich
von etwa 85o bis i8oo 1-1z, der Trichter 22 arbeitet als Hochtontrichter zwischen
i8oo und 4ooo Hz. Auch die Trichter nach Fig. 7 können sowohl auf der Lautsprecherseite
als auch auf der Mikrofonseite in der Anlage angewendet werden.
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Bei der Anordnung nach Fig. 8 ist der Aufnahmetrichter 23 und gegebenenfalls
ein Verlängerungsrohr 24 vorgesehen. Zur Vermeidung von Reflexionen am Ende des
Trichters 23 bzw. des Rohres 24 ist dort der Gegentrichter 25 angeordnet, der zweckmäßig
die gleiche Form und Größe hat wie der Trichter 23. Der Gegentrichter 25 ist mit
Dämpfungsmaterial ausgefüllt. Das Mikrofon 26 ist bei dieser Anordnung seitlich
am Rohr 24 angesetzt.