DEP0043418DA

DEP0043418DA - Directional microphone arrangement for the voice or music frequency band

Info

Publication number: DEP0043418DA
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. Karlsruhe Kalusche; Friedrich Dr.-Ing. Karlsruhe Spandöck
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1951-03-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Mikrophonanordnungen für die Aufnahme von Sprach- oder Musikdarbietungen in geschlossenen Räumen oder im Freien, z.B. in Kirchen, Theatern, Versammlungshallen, auf Sportplätzen o.dgl., vorzugsweise für Zwecke des Tonfilms, des Rundfunkes, der Schallplatten- bzw. Magnettonaufzeichnung sowie der direkten Wiedergabe über eine Lautsprecheranlage.The invention relates to microphone arrangements for recording speech or music performances in closed rooms or outdoors, e.g. in churches, theaters, assembly halls, on sports fields or the like, preferably for the purposes of sound film, radio, record or Magnetic sound recording as well as direct playback via a loudspeaker system.

Es ist bekannt, bei räumlich oder flächenmässig ausgedehnten Aufnahmeszenen, z.B. bei Theater- oder Orchesteraufnahmen mehrere Mikrophone dezentralisiert im Aufnahmeraum zu verteilen, doch befriedigen diese Anlagen in raumakustischer Beziehung nicht vollkommen; sie versagen insbesondere dann, wenn du akustische Dämpfung des Raumes ungenügend ist oder wenn sich die Lautsprecher für die Wiedergabe im gleichen Raum befinden. Eine gewisse Verbesserung ist zwar durch Richtmikrophone mit achtförmiger oder nierenförmiger Richtcharakteristik erzielt worden, doch sind diese auch nicht in der Lage, allen Anforderungen zu genügen.It is known to distribute several microphones in a decentralized manner in the recording room for spatially or spatially extended recording scenes, e.g. for theater or orchestra recordings, but these systems are not completely satisfactory in terms of room acoustics; they fail in particular if the acoustic attenuation of the room is insufficient or if the loudspeakers for playback are in the same room. A certain improvement has been achieved by directional microphones with figure-eight or cardioid directional characteristics, but these are also not able to meet all requirements.

Eine wesentliche Verbesserung wird gemäss der Erfindung durch eine gerichtete Mikrophonanordnung erzielt, bei der mehrere in einer Reihe liegende schwingungsfähige Elemente, z.B. Membranen, eine Empfängergrup- pe nach Art der Strahlergruppe bilden, deren Länge mindestens gleich einer halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die schwingungsfähigen Elemente der Empfängergruppe aus den Membranen mehrerer gleichphasig zusammengeschalteter Mikrophone, vorzugsweise Kondensatormikrophone, die in einer Reihe in vorzugsweise gleichen Abständen angeordnet sind.A substantial improvement is achieved according to the invention by a directional microphone arrangement in which several vibrating elements lying in a row, e.g. membranes, a receiver group Form pe according to the type of radiator group, the length of which is at least equal to half a wavelength of the lowest frequency to be transmitted. In one embodiment of the invention, the vibratory elements of the receiver group consist of the membranes of several microphones connected in phase, preferably condenser microphones, which are arranged in a row at preferably equal intervals.

Als Mikrophone werden zweckmässig solche mit einseitiger Richtwirkung, z.B. nierenförmige Richtcharakteristik, vorgesehen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die schwingungsfähigen Elemente durch Teile einer einzigen Mikrophonmembran, vorzugsweise eines Kondensatormikrophons, gebildet, die die Form eines langen und schmalen Bandes besitzt. Auch dieses Mikrophon ist vorzugsweise als einseitig gerichtet, z.B. besitzt es nierenförmige Richtcharakteristik.Microphones with a one-sided directional effect, e.g. kidney-shaped directional characteristics, are expediently provided. In a further embodiment of the invention, the vibratory elements are formed by parts of a single microphone diaphragm, preferably a condenser microphone, which has the shape of a long and narrow band. This microphone is also preferably directed at one side, e.g. it has a cardioid directional characteristic.

Die Mikrophonanordnung der Erfindung besitzt eine raumakustisch besonders günstige Richtwirkung. Die Empfängergruppe wird erfindungsgemäss vorzugsweise in vertikaler Lage zur Aufnahmeszene, gegebenenfalls dieser zugeneigt, angeordnet. Bei der vertikalen Aufstellung liegen die Hauptempfangsrichtungen mit starker Schallbündelung in einer horizontalen Ebene senkrecht zur Empfängergruppe, während von oben und unten kein Schall aufgenommen wird. Über die Breite des Raumes erfolgt die Schallaufnahme im wesentlichen gleichmässig stark aus allen Richtungen des Aufnahmeraumes. Der Vorteil besteht darin, dass Reflexionen an Decken und Wänden nur wenig zur Wirkung kommen und der direkte Schall von der Aufnahmeszene verstärkt aufgenommen wird. Durch die Richtwirkung ist ausserdem bei im gleichen Raum befindlichen Lautsprechern durch entsprechende Anordnung die akustische Rückkopplung unterdrückbar. Hierfür werden gemäss der Erfindung zweckmässig in Verbindung mit der Empfängergruppe ebenfalls gerichtete Lautsprecheranordnungen für die Wiedergabe verwendet, die aus einer Vielzahl von in einer, vorzugsweise vertikalen, Reihe liegenden gleichphasig erregten Einzellautsprechern gebildet sind, die zusammen nach Art einer geraden Strahlergruppe wirken. Diese Lautsprecheranordnungen werden z.B. im vorderen Teil des Wiedergaberaumes oberhalb der Zuhörer, diesen zugeneigt, angeordnet und haben eine Richtwirkung, die derjenige der erfindungsgemässen Mikrophonanordnung im wesentlichen entspricht. Durch zweckmässige Anordnung mehrerer gerichteter Mikrophon- und Lautsprecheranordnungen dieser Art in einem Raum, die über getrennte Kanäle miteinander in Verbindung stehen, kann durch die Erfindung mit besonderem Erfolg eine stereophonische Aufnahme und Wiedergabe nach dem Prinzip der Summenlokalisierung erzielt werden.The microphone arrangement of the invention has a directional effect which is particularly favorable in terms of room acoustics. According to the invention, the recipient group is preferably arranged in a vertical position to the recording scene, possibly inclined towards it. In the case of vertical installation, the main reception directions with strong sound bundling lie in a horizontal plane perpendicular to the recipient group, while no sound is picked up from above or below. Across the width of the room, the sound is picked up essentially evenly from all directions of the room. The advantage is that reflections on ceilings and walls have little effect and the direct sound is absorbed more strongly by the recording scene. Due to the directional effect, the acoustic feedback can also be suppressed in the case of loudspeakers located in the same room by appropriate arrangement. For this purpose, according to the invention, directed loudspeaker arrangements are also used for playback in conjunction with the receiver group, which are formed from a plurality of in-phase excited individual loudspeakers in a, preferably vertical, row, which together according to Art a straight group of radiators. These loudspeaker arrangements are arranged e.g. in the front part of the reproduction room above the listener, inclined towards them, and have a directional effect which essentially corresponds to that of the microphone arrangement according to the invention. By conveniently arranging several directional microphone and loudspeaker arrangements of this type in a room, which are connected to one another via separate channels, the invention can achieve stereophonic recording and playback according to the principle of sum localization with particular success.

Nach der weiteren Ausbildung Erfindung werden die schwingungsfähigen Elemente bzw. Mikrophone einer Reihe gruppenweise zu unterschiedlichen Empfängergruppen für verschiedene Frequenzbereiche zusammengefasst, diese Gruppen sind mit Rücksicht auf den jeweiligen Frequenzbereich, z.B. tiefen, mittleren und hohen Töne, in der Länge bzw. in der Anordnung der Mikrophone so dimensioniert, daß sie alle untereinander gleiche Richtwirkungen haben. Bei Zusammenschaltung auf einen Kanal ergibt sich infolgedessen für das ganze Frequenzband die gleiche Richtcharakteristik. Dieselbe Wirkung kann bei der Mikrophonanordnung mit der Membran in Form des langen und schmalen Bandes dadurch erzielt werden, daß dieses Band in mehrere entsprechende Teilbänder verschiedener Länge unterteilt ist.According to the further embodiment of the invention, the vibratory elements or microphones of a row are grouped together to form different receiver groups for different frequency ranges Microphones are dimensioned in such a way that they all have the same directivity with one another. When connected to one channel, the result is the same directional characteristic for the entire frequency band. The same effect can be achieved in the microphone arrangement with the membrane in the form of the long and narrow band in that this band is divided into several corresponding sub-bands of different lengths.

Eine weitere, besonders zweckmässige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine oder mehrere Empfängergruppen mit solcher Richtcharakteristik, z.B. durch entsprechende Bemessung der Länge, versehen und derart der Aufnahmeszene zugeneigt angeordnet werden, dass die durch Entfernungsänderung der Schallquelle bedingte Änderung der Aufnahmespannung, d.h der Ausgangsspannung der Empfängergruppe, durch die gegensinnige Änderung der Aufnahmespannung aufgrund der Richtwirkung kompensiert wird; die Aufnahmespannung wird hierdurch in einem gewissen Gebiet unabhängig von der Entfernung derAnother, particularly useful embodiment of the invention is that one or more groups of receivers are provided with such a directional characteristic, e.g. by appropriately dimensioning the length, and are arranged inclined towards the recording scene in such a way that the change in the recording voltage, i.e. the output voltage, caused by the change in the distance of the sound source the recipient group, which compensates for the opposite change in the pick-up voltage due to the directional effect; the pick-up voltage is thereby independent of the distance of the in a certain area

Schallquelle. Sofern bei sehr ausgedehnten Aufnahmeszenen eine Empfängergruppe nicht zur Erfassung des gesamten Raumes ausreicht, werden gemäss der weiteren Ausgestaltung der Erfindung mehrere dieser Gruppen aus verschiedenen Richtungen aufnehmend angeordnet, vorzugsweise in vertikaler Lage oder der Aufnahmeszene zugeneigt. Sie sind zweckmässig zu einer säulenartigen Einheit, z.B. mit allseitiger Aufnahme, zusammengebaut und etwa an zentraler Stelle der Aufnahmeszene angeordnet oder im Ampelform aufgehängt oder auf einem Mast befestigt.Sound source. If, in the case of very extensive recording scenes, one group of receivers is not sufficient to cover the entire room, according to the further embodiment of the invention, several of these groups are arranged to record from different directions, preferably in a vertical position or inclined towards the recording scene. They are expediently assembled into a column-like unit, e.g. with an all-round receptacle, and arranged at a central point in the scene, or hung in the form of a traffic light or attached to a mast.

Eine weiter Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Empfängergruppen mit untereinander verschiedener Phasenlage und/oder gegebenenfalls verschiedener Aufnahmeempfindlichkeit zusammengeschaltet werden. Auf diese Weise können bestimmte Richtwirkungen erzielt werden, z.B. achtförmige, nierenförmige oder kreisförmige Richtcharakteristiken. Die Phase und/oder die Aufnahmeempfindlichkeit können dabei veränderbar sein. Im Betrieb wird die Richtwirkung durch Umschalten beeinflusst.A further embodiment of the invention consists in that the individual receiver groups with mutually different phase positions and / or possibly different recording sensitivities are interconnected. In this way, certain directional effects can be achieved, e.g. figure-eight, cardioid or circular directional characteristics. The phase and / or the recording sensitivity can be changeable. During operation, the directivity is influenced by switching.

Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind anhand der Abb. 1 - 18 beispielsweise erläutert.The invention and related details are explained with reference to Figs. 1-18, for example.

Die Abb. 1 zeigt in ihrer einfachsten Aufbauweise die gerichtete Mikrophonanordnung der Erfindung. Sie besteht aus einem akustisch unwirksamen Träger 1, z.B. einer Stange oder Latte, auf der sich in einer Reihe in vorzugsweise gleichen Abständen z.B. acht Einzelmikrophone 2 befinden; diese sind gleichphasig zusammengeschaltet und bilden eine Empfängergruppe nach Art der geraden Strahlergruppe. Zweckmässig sind als Mikrophone 2 solche mit einseitiger Richtwirkung verwendet, z.B. nach Art den Kondensatormikrophone mit nierenförmiger Charakteristik. Die Kondensatormikrophone sind alle mit gleicher Polung parallelgeschaltet und ihre Gleichstromvorspannungen sind gleichartig ange- schlossen. Durch die Parallelschaltung der Kondensatormikrophone erzielt man eine verhältnismässig hohe Eigenkapazität, z.B. von 1000 pF und damit einen kleinen inneren Widerstand. Das Mikrophonkabel kann infolgedessen ohne die übliche angebaute Mikrophonverstärkerröhre unmittelbar daran angeschlossen werden. Gegebenenfalls wird ein Anpassungsübertrager dazwischengeschaltet. Am Kabelende kann die Spannung durch einen weiteren Übertrager heraufgesetzt werden. Die Hauptempfangsrichtung liegt in der xy-Ebene senkrecht zum Träger 1 entsprechend der nierenförmigen Richtcharakteristik 3. In der xz-Ebene ist die Richtcharakteristik 4 keulenförmig.Fig. 1 shows in its simplest construction the directional microphone arrangement of the invention. It consists of an acoustically ineffective support 1, e.g. a rod or lath, on which there are e.g. eight individual microphones 2 in a row at preferably equal intervals; these are interconnected in phase and form a receiver group in the manner of the straight radiator group. The microphones 2 which are expediently used are those with a unilateral directional effect, e.g. of the type of condenser microphones with kidney-shaped characteristics. The condenser microphones are all connected in parallel with the same polarity and their DC bias voltages are applied in the same way. closed. By connecting the condenser microphones in parallel, a relatively high self-capacitance is achieved, e.g. of 1000 pF and thus a small internal resistance. As a result, the microphone cable can be connected directly to it without the usual built-on microphone amplifier tube. If necessary, a matching transformer is connected in between. At the end of the cable, the voltage can be increased by another transformer. The main reception direction lies in the xy plane perpendicular to the carrier 1 in accordance with the kidney-shaped directional characteristic 3. In the xz plane, the directional characteristic 4 is club-shaped.

Bei vertikaler Aufstellung der Empfängergruppe wird also von oben und unten nichts aufgenommen, sondern nur in der Horizontalebene. Bei Verwendung von Einzelmikrophonen 2 mit kugelförmiger Richtcharakteristik ist in der xy-Ebene die Richtcharakteristik kreisförmig. Sie kann bei entsprechender Wahl der Mikrophone auch achtförmig sein. Die vertikale Charakteristik besitzt auch in diesen beiden Fällen die Form der Keule 4.If the recipient group is set up vertically, nothing is picked up from above or below, but only in the horizontal plane. When using individual microphones 2 with a spherical directional characteristic, the directional characteristic is circular in the xy plane. With the appropriate choice of microphones, it can also be eight-shaped. The vertical characteristic also has the shape of the lobe 4 in these two cases.

Die Länge der Empfängergruppe bezw. des Trägers 1 ist mindestens gleich einer halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz, z.B. 1,5 m. Die Breite ist klein dagegen, z.B. 3 cm. Die Mikrophone 2 können gegebenenfalls innerhalb der Reihe unter verschiedenen Winkeln nach beiden Seiten gedreht angeordnet sein, so dass die Empfangsrichtungen der einzelnen Mikrophone in der Horizontalebene fächerförmig zueinander liegen. Hierdurch werden auch die hohen Frequenzen, die naturgemäss stärker gerichtet sind, von allen Seiten gleichmässig aufgenommen, so dass sich eine etwa gleiche horizontale Richtcharakteristik für die hohen und tiefen Frequenzen ergibt. Ferner ist es u.U. zweckmässig, bestimmte Mikrophone einer Reihe zu verschiedenen Gruppen zusammenzufassen, die alle auf den gleichen Übertragungskanal geschaltet werden. Jede dieser Gruppe ist für einen bestimmten Teil des Frequenzbandes dimensioniert, z.B. eine für die tiefen und eine weitere für die hohen Frequenzen. Die Länge jeder Gruppe ist dabei so gewählt, dass sich in jedem Frequenzbereich die gleiche vertikale Richtwirkung ergibt, so dass auch in dieser Ebene die Richteigenschaft frequenzunabhängig ist. Die mittleren Mikrophone der Reihe bilden dabei zweckmässig die Hochtongruppe und die äusseren die Tieftongruppe. Für jede Gruppe ist vorteilhaft ein besonderer Kabelübertrager vorgesehen.The length of the recipient group respectively. of the carrier 1 is at least equal to half a wavelength of the lowest frequency to be transmitted, e.g. 1.5 m. In contrast, the width is small, e.g. 3 cm. The microphones 2 can optionally be arranged rotated to both sides at different angles within the row, so that the receiving directions of the individual microphones lie in the horizontal plane in a fan-shaped manner to one another. As a result, the high frequencies, which are naturally more strongly directional, are recorded evenly from all sides, so that there is approximately the same horizontal directional characteristic for the high and low frequencies. It may also be useful to combine certain microphones in a row into different groups that are all switched to the same transmission channel. Each of these groups is dimensioned for a specific part of the frequency band, e.g. one for the low and one for the low frequencies more for the high frequencies. The length of each group is selected in such a way that the same vertical directivity results in each frequency range, so that the directivity is frequency-independent in this plane as well. The middle microphones in the row suitably form the high-frequency group and the outer microphones the low-frequency group. A special cable transmitter is advantageously provided for each group.

Bei der Anordnung nach Abb. 2 ist anstelle der in einer Reihe liegenden Einzelmikrophone nur ein einziges Mikrophon verwendet, dessen Membran 5 die Form eines langen und schmalen Bandes besitzt. Seine Länge beträgt ebenfalls z.B. 1,5 m und seine Breite z.B. 3 cm. Es ist zweckmässig als Kondensatormikrophon ausgebildet und in Vorderansicht sowie im Schnitt dargestellt. Die bandförmige Membran 5, die z.B. aus einer Isolierstoffolie mit einer aussen aufgebrachten dünnen Metallschicht besteht, ist über die perforierte Bleckelektrode 6 gespannt. Zwischen beiden befinden sich feine Stege für die Abstützung, so dass ein definierter feiner Luftspalt gebildet wird. Hinter der perforierten Elektrode 6 ist ein Luftraum 7 vorgesehen mit einer Begrenzung in Form der mit Löchern versehenen Trennwand 8 und einer anschliessenden Packung 9 aus Filz oder ähnlichem Dämpfungsmaterial. Der Luftraum 7 bewirkt zusammen mit den durch die Filzpackung reibungsgedämpften Öffnungen in der Trennwand 8 eine Phasendrehung für den von rückwärts auf das Mikrophone auftreffenden Schall, die so bemessen ist, dass nach hinten Auslöschung erfolgt. Die Richtwirkung ist infolgedessen einseitig, die Richtcharakteristik z.B. nierenförmig. Die einzelnen Teile der Membran 5 bilden zusammen eine Empfängergruppe nach Art der Abb. 1 mit gleichartiger Richteigenschaft. Die nierenförmige Charakteristik kann im übrigen auch durch andere Mittel erzielt werden, z.B. durch eine zweite Membran auf der Rückseite des Mikrophons, die in bestimmten Maße reibungsgedämpft ist. Auch dieses Mikrophon besitzt eine hohe Kapazität von z.B. 10000 pF; das Kabel kann deshalb ebenfalls direkt oder über einen Übertrager angeschlossen werden.In the arrangement according to Fig. 2, instead of the individual microphones lying in a row, only a single microphone is used, the membrane 5 of which has the shape of a long and narrow band. Its length is also e.g. 1.5 m and its width is e.g. 3 cm. It is expediently designed as a condenser microphone and shown in a front view and in section. The band-shaped membrane 5, which consists, for example, of an insulating film with a thin metal layer applied on the outside, is stretched over the perforated sheet metal electrode 6. Between the two there are fine webs for support, so that a defined fine air gap is formed. Behind the perforated electrode 6 an air space 7 is provided with a delimitation in the form of the partition wall 8 provided with holes and an adjoining pack 9 made of felt or similar damping material. The air space 7, together with the openings in the partition 8, which are friction-damped by the felt packing, cause a phase rotation for the sound hitting the microphone from behind, which is dimensioned such that it is canceled towards the rear. The directivity is consequently one-sided, the directional characteristic e.g. kidney-shaped. The individual parts of the membrane 5 together form a recipient group according to the type of Fig. 1 with the same directional property. The kidney-shaped characteristic can also be achieved by other means, e.g. a second membrane on the back of the microphone, which dampens friction to a certain extent is. This microphone also has a high capacity of e.g. 10,000 pF; the cable can therefore also be connected directly or via a transformer.

Anstelle des akustisch unwirksamen Trägers 1 kann gegebenenfalls auch eine mehr oder weniger ausgedehnte Schallwand benutzt werden. Die Richtwirkung kann hierdurch in bestimmten Maße verändert werden, entsprechend wie bei Lautsprechern.Instead of the acoustically ineffective support 1, a more or less extended baffle can optionally also be used. As a result, the directional effect can be changed to a certain extent, in the same way as with loudspeakers.

Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei unter einem bestimmten Winkel zueinander stehende Empfängergruppen vorgesehen sind, sie aus verschiedenen Richtungen aufnehmen. Sie sind auf Trägern 1 angeordnet, die einen bestimmten Winkel miteinander bilden und akustisch unwirksam ausgeführt sind, z.B. in Form von Stäben oder Latten; sie können jedoch auch als Schallwände ausgebildet sein. Die Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform dieser Art mit drei Empfängergruppen, aus verschiedenen Richtungen aufnehmend. Die Mikrophone 2 können auch freitragend an Stäben o.dgl. befestigt sein oder an gewinkelten Schallwänden 1. In Abb. 5 ist eine gekrümmte Schallwand 1 nach Art eines Teiles einer Zylindermantelfläche vorgesehen. Die drei Empfängergruppen bilden einen solchen Winkel miteinander, daß einerseits der Aufnahmeraum in der Breite lückenlos erfasst wird und andererseits die Strahlungsbereiche der Einzelgruppen sich an den Rändern möglichst wenig überschneiden.Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, in which two groups of receivers are provided at a certain angle to one another and receive them from different directions. They are arranged on supports 1 which form a certain angle with one another and are acoustically ineffective, e.g. in the form of rods or slats; however, they can also be designed as baffles. Fig. 4 shows another embodiment of this type with three groups of receivers, receiving from different directions. The microphones 2 can also be cantilevered on rods or the like. be attached or on angled baffles 1. In Fig. 5, a curved baffle 1 is provided in the manner of a part of a cylinder jacket surface. The three recipient groups form such an angle with one another that, on the one hand, the recording space is covered in width without any gaps and, on the other hand, the radiation areas of the individual groups overlap as little as possible at the edges.

Bei der Ausführungsform nach Abb.6 sind vier Empfängergruppen unter 90° stehend zu einer Säule vereinigt, die etwa an zentraler Stelle der Aufnahmeszene aufgestellt wird. Die Mikrophone sind hier ebenfalls freitragend, z.B. an Stäben oder Latten in die Säule eingebaut, um akustische Beeinflussung durch die Einbauteile auszuschalten; die Mikrophone können jedoch auch an vier Schallwänden 1 befestigt sein. Im Rahmen der Erfindung kann die Säule auch eine zylindrische Form besitzen bezw. die Form eines Prisma mit anderer Seitenzahl, z.B. eines dreiseitigen oder eines fünfseitigen.In the embodiment according to Figure 6, four groups of recipients standing at 90 ° are combined to form a column, which is set up roughly at the center of the scene. The microphones are also self-supporting, e.g. built into bars or slats in the column in order to eliminate acoustic interference from the built-in parts; however, the microphones can also be attached to four baffles 1. In the context of the invention, the column also have a cylindrical shape respectively. the shape of a prism with a different number of sides, e.g. a three-sided or a five-sided.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 7 sind die Empfängergruppen zu einer ampelartigen Einheit, freitragend oder an Schallwänden zusammengefügt, die an zentraler Stelle aufgehängt wird bezw. nach Abb. 8 auf einem Mast angebracht ist. Die Empfängergruppen sind dabei geneigt, vorzugsweise nach abwärts, um die Hauptempfangsrichtung auf die Aufnahmeszene zu richten. Man kann auch bei der Ampel eine andere Anzahl von Empfängergruppen benutzen. Die Neigung kann verschieden sein, im einfachsten Falle sind sie alle symmetrisch geneigt. Man kann im übrigen auch eine Ampel benutzen, bei der eine Schallwand in Form eines Kegelstumpfes vorgesehen ist, dessen kleinere Schnittfläche unten liegt. In diesen Kegelstumpf kann eine beliebige Anzahl von Empfängergruppen eingebaut sein, vorzugsweise vier unter 90° versetzt stehende.In the embodiment according to Fig. 7, the groups of receivers are joined together to form a traffic light-like unit, cantilevered or on baffles, which is respectively suspended at a central point. is mounted on a mast according to Fig. 8. The recipient groups are inclined, preferably downwards, in order to focus the main reception direction on the scene. You can also use a different number of recipient groups at the traffic light. The inclination can be different, in the simplest case they are all symmetrically inclined. You can also use a traffic light in which a baffle is provided in the form of a truncated cone, the smaller section of which is below. Any number of receiver groups can be built into this truncated cone, preferably four offset by 90 °.

Es ist vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, dass die Empfängergruppen sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen verstellt werden können. Zur Verstellung des Winkels sind die Träger 1 nach Abb.9 durch senkrechte Scharniere 10 o.dgl. miteinander verbunden; man kann hierdurch die Empfängergruppen verschieden richten. Die Anordnung ist dabei für Schallwände und akustisch unwirksame Träger analog ausgebildet. Zur Verstellung der Neigung werden nach Abb. 10 vorzugsweise waagerechte Scharniere 11 an einem Rahmen 12 benutzt. Der Neigungswinkel jeder Empfängergruppe kann dabei unabhängig von denen der anderen eingestellt werden.It is advantageous to make the arrangement so that the recipient groups can be adjusted both horizontally and vertically. To adjust the angle, the carrier 1 according to Fig.9 by vertical hinges 10 or the like. connected with each other; This means that the recipient groups can be addressed differently. The arrangement is designed analogously for baffles and acoustically ineffective carriers. To adjust the inclination, horizontal hinges 11 on a frame 12 are preferably used as shown in FIG. The angle of inclination of each recipient group can be set independently of that of the others.

In Abb. 11 ist die Anordnung der Empfängergruppen in einem Aufnahmeraum z.B. einem Bühnenraum, dargestellt. Sie sind erfindungsgemäss in vertikaler Lage, gegebenenfalls etwas geneigt, in zwei benachbarten Ecken des Raumes aufgestellt; bei einem Bühnenraum in den beiden vorderen Ecken. Die Empfängergruppen können ferner oberhalb der Aufnahmeszene, dieser zugeneigt, in zwei benachbarten oberen Ecken des Raumes angeordnet sein; bei einem Bühnenraum in den beiden vorderen oberen Ecken. Die Mittelsenkrechten auf den Empfängergruppen sind dabei entsprechend den Pfeilen 13 etwa auf die Mitte der Aufnahmeszene gerichtet. Die Empfangsverhältnisse sind aus den eingezeichneten Richtcharakteristiken ersichtlich, die in der Horizontalebene durch die nierenförmige Charakteristik 3 und in der Vertikalebene durch die keulenförmige Charakteristik 4 bestimmt werden. Besonders zweckmässig ist dabei eine solche Ausbildung der keulenförmigen Richtcharakteristik 4 in Verbindung mit einer solchen Neigung der Empfängergruppe, dass die Aufnahmespannung an den Mikrophonen unabhängig von der Entfernung der Schallquelle ist. Zur Erläuterung sei erwähnt, dass bei einem normalen Mikrophon die Empfangsspannung mit grösser werdender Entfernung r der Schallquelle proportional 1/r abnimmt. Bei einer geneigten Empfängergruppe nach der Erfindung nimmt die Empfangsspannung in einem bestimmten Bereich bei grösser werdender Entfernung aber zu, da sich die Schallquelle immer mehr dem Maximum der Richtcharakteristik nähert. Die Abnahme durch Entfernungsänderung kann erfindungsgemäss bei entsprechender Wahl der Richtcharakteristik und der Neigung gerade durch die Zunahme durch die Richtwirkung kompensiert werden, so dass sich über eine bestimmte Fläche, z.B. die Bühne, konstante Verhältnisse ergeben.Fig. 11 shows the arrangement of the recipient groups in a recording room, e.g. a stage room. According to the invention, they are set up in a vertical position, possibly slightly inclined, in two adjacent corners of the room; in the case of a stage in the two front corners. The recipient groups can also be above the scene, inclined towards it, in two adjacent upper corners of the room be arranged; in the case of a stage in the two front upper corners. The vertical lines on the recipient groups are directed towards the center of the scene as indicated by arrows 13. The reception conditions can be seen from the directional characteristics shown, which are determined in the horizontal plane by the kidney-shaped characteristic 3 and in the vertical plane by the club-shaped characteristic 4. A configuration of the club-shaped directional characteristic 4 in conjunction with such an inclination of the receiver group that the pick-up voltage at the microphones is independent of the distance from the sound source is particularly useful. For explanation it should be mentioned that with a normal microphone the reception voltage decreases proportionally 1 / r with increasing distance r from the sound source. In the case of an inclined receiver group according to the invention, however, the reception voltage increases in a certain range as the distance increases, since the sound source approaches the maximum of the directional characteristic more and more. According to the invention, the decrease due to the change in distance can be compensated for by the increase due to the directional effect, with an appropriate selection of the directional characteristic and the inclination, so that constant conditions result over a certain area, e.g. the stage.

In Abb. 12 ist eine Schallübertragungsanlage für ein Theater oder dergl. dargestellt, die mit Hilfe der Anordnungen der Erfindung betrieben wird. Der Raum ist im Querschnitt gezeichnet und besteht aus der Bühne 14 und der Halle 15; die Hörer befinden sich auf der schrägen Fläche 16. Für die Aufnahme ist im vorderen oberen Teil der Bühne eine Empfängergruppe der Erfindung mit ihrem Träger 1, auf die Schauspieler zugeneigt, angeordnet. Sie besitzt die keulenförmige Richtcharakteristik 3 und erfasst die interessierenden Teil der Bühne durch den Strahlkegel 17. Für die Wiedergabe ist die gerichtete Lautsprecheranordnung 18 im vorderen Teil der Halle 15 oberhalb der Zuhörer, auf diese geneigt, angeordnet. Sie besteht aus mehreren Einzellautsprechern, die in einer Reihe übereinander angeordnet sind; sie bilden zusammen eine gerade Strahlengruppe mit der keulenförmigen Richtcharakteristik 19, die den Strahlkegel 20 bestimmt. Letzterer ist im wesentlichen auf die hinteren Zuhörerreihen gerichtet, da vorn der direkte Schall von der Bühne hörbar ist. Die Empfängergruppe auf dem Träger 1 steht über den Verstärker 21 mit der Lautsprechergruppe 18 in Verbindung.In Fig. 12 a sound transmission system for a theater or the like is shown, which is operated with the aid of the arrangements of the invention. The room is drawn in cross-section and consists of stage 14 and hall 15; the listeners are on the inclined surface 16. For the recording, a group of receivers of the invention with their support 1, inclined towards the actors, is arranged in the front upper part of the stage. It has the club-shaped directional characteristic 3 and captures the part of the stage of interest through the beam cone 17. For playback, the directional loudspeaker arrangement 18 is arranged in the front part of the hall 15 above the audience, inclined towards them. It consists of several individual speakers that are arranged in a row one above the other; together they form a straight group of rays with the club-shaped directional characteristic 19, which determines the beam cone 20. The latter is mainly aimed at the rear rows of the audience, since the direct sound from the stage can be heard in front. The group of receivers on the carrier 1 is connected to the loudspeaker group 18 via the amplifier 21.

Die weitere Durchbildung der Erfindung bezieht sich auf die Zusammenschaltung von zwei oder mehr Empfängergruppen, die beispielsweise an gekrümmten oder gewinkelten Schallwänden nach den Abb. 3 - 5 oder an Säulen bezw. Ampeln nach den Abb. 6 - 8 vorgesehen sind. Im einfachsten Falle sind alle Empfängergruppen mit gleicher Phase zusammengeschaltet. Es ergibt sich dann im allgemeinen eine gleichmässige Schallaufnahme aus allen Richtungen. Durch Zusammenschaltung mit untereinander verschiedener Phasenlage und gegebenenfalls verschiedener Aufnahmeempfindlichkeit können jedoch auch andersartige, für bestimmte raumakustische Aufgaben zweckmässige Richtcha-The further development of the invention relates to the interconnection of two or more groups of receivers, for example, on curved or angled baffles according to Figs. 3-5 or on columns BEZW. Traffic lights according to Fig. 6 - 8 are provided. In the simplest case, all recipient groups with the same phase are interconnected. In general, the result is a uniform sound pick-up from all directions. By interconnection with mutually different phase positions and possibly different recording sensitivity, however, different types of directional cha-

Diese Seite wurde auf Seite 9 der Beschreibung des Anmelders im zweiten Absatz erfasst. rakteristiken erzielt werden. Dabei wird erfindungsgemäss vorteilhaft die Phasenlage der Empfängergruppen gegeneinander veränderbar gemacht, z.B. durch Umpolen mit Hilfe eines Umschalters. Durch Anordnung und Phasenzusammensetzung kann man dabei wahlweise eine kreisförmige, eine achtförmige oder eine nierenförmige horizontale Richtcharakteristik erzielen. Durch Umwechseln der einzelnen Gruppen kann dabei ausserdem die Richtcharakteristik gedreht werden. Man kann hierdurch wahlweise aus verschiedenen Richtungen aufnehmen. Bei aus Kondensatormikrophonen bestehenden Empfängergruppen erfolgt die gegenseitige Veränderung der Phasenlage vorzugsweise durch Umpolen der Gleichstromvorspannung der Mikrophone. Diese Schaltung besitzt den Vorteil, dass in den hochohmigen Mikrophonkreisen keine Schaltmittel erforderlich sind. Die Veränderung der Aufnahmeempfindlichkeit der einzelnen Empfängergruppen wird zweckmässig durch Vergrössern oder Verkleinern der Mikrophonvorspannung bewirkt. Man erzielt hierdurch unsymmetrische Richtcharakteristiken, die Zwischenformen zwischen einem Kreise, einer Niere oder einer Acht darstellen. Im einfachsten Falle werden zwei Empfängergruppen verwendet, die mit ihren Rückseiten aneinander liegen. Bei gleichphasiger Zusammenschaltung entsteht eine achtförmige horizontale Richtcharakteristik, beim Umpolen einer Gruppe entsteht eine nierenförmige Charakteristik, beim Umpolen der anderen Gruppe eine nierenförmige Charakteristik nach der entgegengesetzten Richtung. Wird eine Mikrophongruppe abgeschaltet, so entsteht - sofern Mikrophone mit kugelförmiger Charakteristik verwendet sind - eine kreisförmige Charakteristik.This page was recorded on page 9 of the applicant's description in the second paragraph. characteristics can be achieved. According to the invention, the phase position of the groups of receivers is advantageously made mutable with respect to one another, e.g. by reversing the polarity with the aid of a changeover switch. Through the arrangement and the phase composition, you can choose to achieve a circular, figure-eight or a kidney-shaped horizontal directional characteristic. The directional characteristic can also be rotated by changing over the individual groups. You can choose to record from different directions. In the case of receiver groups consisting of condenser microphones, the mutual change in the phase position is preferably carried out by reversing the polarity of the direct current bias of the microphones. This circuit has the advantage that no switching means are required in the high-resistance microphone circuits. The change in the recording sensitivity of the individual groups of recipients is expediently brought about by increasing or decreasing the microphone bias. As a result, asymmetrical directional characteristics are achieved that represent intermediate shapes between a circle, a cardioid or a figure of eight. In the simplest case, two groups of recipients are used with their backs against each other. In-phase interconnection results in a figure-eight horizontal directional characteristic, reversing the polarity of one group produces a kidney-shaped characteristic, and reversing the polarity of the other group produces a kidney-shaped characteristic in the opposite direction. If a microphone group is switched off, then - provided microphones with spherical characteristics are used - a circular characteristic.

Anhand der Abb. 13 -18 sind Schaltmöglichkeiten bei vier unter 90°versetzt stehenden Empfängergruppe vorzugsweise durch nierenförmiger Charakteristik, z.B. an einer Säule oder einer Ampel, erläutert. In den Abbildungen ist der Grundriss der Anordnung dar- gestellt, deren Empfängergruppe mit 22, 23, 24, 25 bezeichnet sind. Daneben ist jeweils durch einen Pfeil die Phase der Ausgangsspannung angegeben. In Abb. 13 sind alle vier Empfängergruppen 22 - 25 gleichphasig zusammengeschaltet; es entsteht dann die kreisförmige horizontale Richtcharakteristik 26. In Abb. 14 sind jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Empfängergruppenpaare 22, 25 bezw. 23, 24 mit entgegengesetzter Phase zusammengeschaltet. Es entsteht dann die achtförmige Richtcharakteristik 27. In Abb. 15 sind die drei Empfängergruppen 23, 24, 25 gleichphasig zusammengeschaltet und die vierte Gruppe 22 gegenphasig. Es entsteht dann die nierenförmige Richtcharakteristik 28. In Abb. 16 sind die drei Empfängergruppen 22, 23, 24 gegen die vierte Empfängergruppe 25 geschaltet. Die nierenförmige Richtcharakteristik 29 liegt dann um 90° gedreht. In Abb. 17 ergeben die gleichphasig geschalteten Gruppen 22, 23, 24 mit den gegenphasigen Gruppe 24 die um weitere 90° gedrehte nierenförmige Richtcharakteristik 30. In Abb. 18 sind die Gruppen 22, 24, 25 gleichphasig und die Gruppe 23 gegenphasig geschaltet, so dass die um weitere 90° gedrehte nierenförmige Richtcharakteristik 31 entsteht. Durch einen Umschalter können wahlweise die Einstellungen der Abb. 13 - 18 leicht eingeschaltet werden. Man kann hierdurch mit einer einzigen Säule oder Ampel die horizontale Richtcharakteristik den akustischen Gegebenheiten anpassen. Es ist dabei im einfachsten Falle vorausgesetzt, dass die Empfangsempfindlichkeiten aller vier Empfängergruppen gleich sind. Man kann zusätzlich noch die Empfangsempfindlichkeit verändern; es ergeben sich hierdurch abgewandelte Richtdiagramme, z.B. eine unsymmetrisch liegende kreisförmige, eine unsymmetrische acht- oder eine nierenförmige Richtcharakteristik mit unscharfem Minimum.With the help of Fig. 13-18, switching options for four receiver groups offset by 90 ° are explained, preferably with kidney-shaped characteristics, e.g. on a pillar or a traffic light. The figures show the layout of the arrangement. set, whose recipient group are designated by 22, 23, 24, 25. In addition, the phase of the output voltage is indicated in each case by an arrow. In Fig. 13, all four recipient groups 22-25 are connected together in phase; the circular horizontal directional characteristic then arises. In FIG. 23, 24 connected together with opposite phase. The figure-eight directional characteristic 27 then arises. In Fig. 15, the three receiver groups 23, 24, 25 are connected in phase and the fourth group 22 is in phase opposition. The kidney-shaped directional characteristic 28 then arises. In FIG. 16, the three receiver groups 22, 23, 24 are switched against the fourth receiver group 25. The kidney-shaped directional characteristic 29 is then rotated by 90 °. In Fig. 17, the groups 22, 23, 24 switched in phase with the group 24 in phase opposition result in the cardioid directional characteristic 30 rotated by a further 90 ° that the kidney-shaped directional characteristic 31 rotated by a further 90 ° is produced. The settings shown in Fig. 13 - 18 can be easily switched on using a switch. This allows the horizontal directional characteristic to be adapted to the acoustic conditions with a single column or traffic light. In the simplest case, it is assumed that the reception sensitivities of all four recipient groups are the same. You can also change the reception sensitivity; This results in modified directional diagrams, e.g. an asymmetrically lying circular, an asymmetrical figure-eight or a kidney-shaped directional characteristic with a fuzzy minimum.

Claims

1. Directional microphone arrangement for the speech or music frequency band, characterized in that several vibratory elements lying in a row, e.g. membranes, form a receiver group in the manner of the straight radiator group, the length of which is at least half a wavelength of the lowest frequency to be transmitted.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the vibratory elements of the receiver group consist of the membranes of several in-phase interconnected microphones (2), preferably condenser microphones, which are arranged in the row at preferably equal intervals.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the vibratory elements are formed by parts of a single microphone diaphragm (5), preferably a condenser microphone, which has the shape of a long and narrow band.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vibrating elements are parts, e.g. membranes, of unidirectional microphones (2), e.g. microphones, with kidney-shaped characteristics.

5. Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the vibratable elements BEZW. Microphones (2) of a number are grouped together to form different receiver groups for different frequency ranges, which BEZW due to their arrangement. their length have the same directional effects.

6. Arrangement according to claim 3 and 5, characterized in that the microphone diaphragm (5) in the form of a long and narrow band is divided into several sub-bands for different frequency ranges which have the same directional effects due to their arrangement and length.

7. Arrangement according to one of claims 1-6, characterized in that the vibratable elements BEZW. Microphones (2) are arranged on an acoustically ineffective support (1), e.g. a rod or lath.

8. Arrangement according to one of claims 1-6, characterized in that the vibratable elements BEZW. Microphones (2) are arranged on a support (1) acting as a baffle.

9. Arrangement according to one of claims 1-8, characterized in that the vibratory elements or microphones (2) are arranged within the row at different angles with fan-shaped receiving directions, such that there is approximately the same directivity for the high and low frequencies results.

10. Arrangement according to one of claims 1 - 9, characterized in that several groups of receivers are arranged receiving them from different directions, e.g. on curved or angled supports (1), e.g. baffles, respectively. on bars or slats.

11. Arrangement according to claim 10, characterized in that the receiver groups are arranged on a support (1), e.g. baffle, in the form of a cylindrical surface or a part of such.

12. Arrangement according to claim 10, characterized in that the receiver groups are arranged on supports (1), e.g. baffles, which are joined together to form a multi-sided prism or a part of such a prism.

13. Arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that one or more recipient groups are arranged in a vertical position to the plane of the recording scene, possibly inclined towards it.

14. Arrangement according to claim 13, characterized in that one or more receiver groups have such a directional effect, for example by appropriately dimensioning the length, and are arranged inclined towards the recording scene in such a way that the change in the recording voltage caused by the change in distance of the sound source compensates for and due to the directional effect this makes the pick-up voltage independent of the distance.

15. Arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the vertical groups of receivers form a columnar unit, for example with a receptacle on all sides, which is arranged approximately at the central point of the recording scene.

16. Arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the vertical receiver groups, preferably inclined, form a traffic light-like unit, e.g. with all-round receptacle, which is arranged approximately at the central point of the recording scene.

17. Arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the vertical receiver groups, optionally inclined, are arranged on a room wall.

18. Arrangement according to one of claims 8-17, characterized in that the recipient groups BEZW. whose supports (1) are connected to one another so as to be adjustable by vertical hinges (10) or the like.

19. Arrangement according to one of claims 1 - 18, characterized in that the recipient groups BEZW. whose supports (1) are arranged to be adjustable in their inclination by horizontal hinges (11) or the like.

20. Arrangement according to one of claims 13-19, characterized in that the receiver groups are arranged in a vertical position, possibly inclined, in two adjacent corners of a recording room, e.g. a stage room.

21. Arrangement according to one of claims 13-20, characterized in that the recipient groups are arranged above the recording scene, inclined towards it, in two adjacent upper corners of a recording room, e.g. a stage room.

22. Circuit for an arrangement according to one of claims 10-21, preferably according to claim 15 or 16, characterized in that two or more receiver groups with mutually different phase positions and optionally different recording sensitivity are interconnected.

23. Circuit according to claim 22, characterized in that the phase position of the recipient groups can be changed in relation to each other, e.g. by reversing the polarity with the help of a switch.

24. A circuit according to claim 22 or 23, characterized in that the recording sensitivity of the receiver groups can be changed.

25. A circuit according to claim 23 or 24, characterized in that in the case of receiver groups consisting of condenser microphones, the mutual change in the phase position is brought about by reversing the polarity of the direct current bias of the microphones.

26. A circuit according to claim 24 or 25, characterized in that in the case of receiver groups consisting of condenser microphones, the change in recording sensitivity is brought about by increasing or decreasing the direct current bias of the microphones.

27. Circuit according to one of claims 23-26, characterized in that the phase position of the receiver groups can be changed in such a way that either a circular, a kidney-shaped or a figure-eight directional characteristic is produced.

28. A circuit according to claim 27, characterized in that with four receiver groups offset by 90 °, for example in the manner of a column or traffic light, three receiver groups (eg 22, 23, 24) with the same and one receiver group (eg 25) are connected together with opposite phase.

29. A circuit according to claim 27, characterized in that with four receiver groups offset by 90 °, for example in the manner of a column or traffic light, the diagonally opposite receiver group pairs (eg 22, 25 and 23, 24) to form a figure-eight directional characteristic un- opposite phase are interconnected.

Use of the arrangement according to one of claims 1 - 21, preferably according to claim 20 or 21, on playback systems, e.g. for generating stereophonic effects, with directed loudspeaker arrangements, possibly inclined towards the listener, consisting of a plurality of in a, preferably vertical, Row lying in-phase excited individual speakers are formed, which act together in the manner of a straight group of radiators.