DEP0053833DA

DEP0053833DA - Arrangement for recording and playing back a wide audio frequency band by electrical means

Info

Publication number: DEP0053833DA
Authority: DE
Inventors: Albert Hannover Wronna
Original assignee: C. Lorenz AG, Stuttgart
Publication date: 1950-11-16

Description

Bei elektro-akustischen Anlagen ist es oft notwendig, zur Erzielung einer guten Übertragung das aufzunehmende und abzustrahlende Tonfrequenzband zu unterteilen, da die Aufnahme des gesamten Frequenzbandes durch ein Mikrofon und die Abstrahlung desselben durch einen Lautsprecher meistens unbefriedigend ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es kaum ein Mikrofon bzw. einen Lautsprecher gibt, der für das gesamte Tonfrequenzband gleichmäßig gute Aufnahme- bzw. Abstrahlverhältnisse aufweist. Weiterhin treten bei der wiederholten Energieumsetzung Nichtlinearitäten auf, die zur Bildung von Differenz- und Obertönen führen, durch die die Übertragung unsauber wird. Ferner ist die Impedanz eines Lautsprechers sehr frequenzabhängig, die Impedanz eine Mikrofons weniger.In electro-acoustic systems, it is often necessary to subdivide the audio frequency band to be recorded and emitted in order to achieve good transmission, since the recording of the entire frequency band by a microphone and the emission of the same by a loudspeaker is mostly unsatisfactory. This is due to the fact that there is hardly a microphone or loudspeaker that has consistently good recording or radiation conditions for the entire audio frequency band. Furthermore, non-linearities occur in the repeated energy conversion, which lead to the formation of difference and overtones, which make the transmission unclean. Furthermore, the impedance of a loudspeaker is very dependent on frequency, the impedance one microphone less.

Es ist bekannt, zur besseren Wiedergabe das Tonfrequenzband auf der Eingangsseite in mehrere Frequenzbänder unterteilt aufzunehmen und es auf der Ausgangsseite der Übertragungsanlage ebenso unterteilt wieder abzustrahlen. Insbesondere hat man für diesen Zweck ausgangsseitig zwei oder mehrere Lautsprecher verwendet, die in der Lage sind, verschiedene Frequenzen wiederzugeben. Beispielsweise hat man Hoch- und Tieftonlautsprecher verwendet, von denen der Tieftonlautsprecher Frequenzen von 30 bis ungefähr 6000 Hz und darüber und der Hochtonlautsprecher Frequenzen von 4 000 bis 12 000 Hz wiedergibt. Der Anschluss einer solchen Anordnung an die tonfrequente Spannungsquelle, beispielsweise an einen Verstärker oder an ein Rundfunkgerät, erfolgt im allgemeinen mit Hilfe eines Ausgangsübertragers, und zwar derart, dass der Tieftonlautsprecher direkt an die Sekundärwicklung angeschaltet ist, während der Hochtonlautsprecher über einen regelbaren Widerstand und einen Kondensator an die Sekundärwicklung angeschlossen ist. Durch diesen Kondensator wird erreicht, dass erst von den mittleren Frequenzen an eine Wiedergabe der hohen Frequenzen erfolgt. Der Tieftonlautsprecher gibt also den größten Teil des Frequenzbandes wieder, während der Hochtonlautsprecher nur die hohen Frequenzen wiedergibt.It is known to record the audio frequency band on the input side divided into several frequency bands for better reproduction and to broadcast it again on the output side of the transmission system, likewise subdivided. In particular, two or more loudspeakers have been used on the output side for this purpose, which are able to reproduce different frequencies. For example, tweeters and woofers have been used, of which the woofer reproduces frequencies from 30 to about 6000 Hz and above and the tweeter reproduces frequencies from 4,000 to 12,000 Hz. The connection of such an arrangement to the audio-frequency voltage source, for example to an amplifier or to a radio, is generally done with the help of an output transformer, in such a way that the woofer is connected directly to the secondary winding, while the tweeter is connected to a variable resistor and a Capacitor is connected to the secondary winding. This capacitor ensures that the high frequencies are only reproduced from the middle frequencies onwards. The woofer reproduces most of the frequency band, while the tweeter reproduces only the high frequencies.

Um eine möglichst vollständige Aufteilung des Tonfrequenzbandes bei Anordnungen zur Aufnahme und/oder Wiedergabe eines breiten Tonfrequenzbandes auf elektrischem Wege zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwei oder mehrere Mikrofone und/oder Lautsprecher mit je einem besonderen Übertrager zu verwenden, deren Sekundärseiten bzw. Primärseiten in Reihe geschaltet sind, und die Sekundärseite bzw. Primärseite des von den hohen Frequenzen aus betrachteten zweite und jedes weiteren Übertragers durch je einen Kondensator zu überbrücken, der so bemessen ist, dass jeweils die obere Grenzfrequenz des Übertragers gleich der unteren Grenzfrequenz des vorhergehenden Übertragers ist, während die untere Grenzfrequenz durch die Dimensionierung der Induktivität des jeweiligen Übertragers gleich der oberen Grenzfre- quenz des nachfolgenden Übertragers ist.In order to achieve the most complete possible division of the audio frequency band in arrangements for recording and / or reproducing a wide audio frequency band by electrical means, the invention proposes to use two or more microphones and / or loudspeakers, each with a special transmitter, whose secondary sides or primary sides in Are connected in series, and the secondary side or primary side of the second and each further transformer considered from the high frequencies to be bridged by a capacitor each, which is dimensioned so that the upper limit frequency of the transformer is equal to the lower limit frequency of the previous transformer, while the lower limit frequency due to the dimensioning of the inductance of the respective transformer is equal to the upper limit frequency is the frequency of the subsequent transformer.

Auf diese Weise wird erreicht, dass für jeden Frequenzbereich ein speziell für diesen entwickeltes Mikrofon und/oder Lautsprecher verwendet werden kann. Es ergeben sich hierdurch sehr gleichmäßige Aufnahme- und Abstrahlungsverhältnisse. Der Eingangs- bzw. Abschlusswiderstand der gesamten Anordnung ist über das ganze Frequenzband betrachtet annähernd gleich, während die Aufnahme der einzelnen Mikrofone und die Abstrahlung der einzelnen Lautsprecher frequenzmäßig begrenzt ist. Die Möglichkeit einer Differenztonbildung ist wesentlich herabgesetzt worden. Die neue Anordnung lässt sich vorteilhaft bei elektrischen Übertragungsanlagen, insbesondere Lautsprecheranlagen, Tonsäulen usw., sowie Rundfunkgeräten anwenden. Die Umwandlung der mechanischen Schallschwingungen in elektrische Schwingungen und umgekehrt, erfolgt derart, dass der Klangeindruck nach der Übertragung weitestgehend der Originaldarbietung, besonders bei der Musikübertragung entspricht.In this way it is achieved that a microphone and / or loudspeaker specially developed for this can be used for each frequency range. This results in very uniform recording and radiation conditions. The input or terminating resistance of the entire arrangement is approximately the same over the entire frequency band, while the recording of the individual microphones and the emission of the individual loudspeakers is limited in terms of frequency. The possibility of creating a difference in tone has been significantly reduced. The new arrangement can be used advantageously in electrical transmission systems, in particular loudspeaker systems, sound columns, etc., as well as radio devices. The conversion of the mechanical sound vibrations into electrical vibrations and vice versa takes place in such a way that the sound impression after the transmission largely corresponds to the original performance, especially when music is transmitted.

Die Abb. zeigen in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der neuen Anordnung, insbesondere für die Ausgangsseite einer solchen Übertragungsanlage.The figures show a schematic representation of exemplary embodiments of the new arrangement, in particular for the output side of such a transmission system.

In Abb. 1 arbeitet der Tonfrequenzgenerator 1 beispielsweise die Endröhre eines Verstärkers, auf den Tieftonübertrager 2, der beispielsweise eine Frequenz von 30 bis 2000 Hz überträgt, und den Hochtonübertrager 3, der beispielsweise eine Frequenz von 2000 bis 10 000 Hz überträgt. Der Tieftonübertrager und der Hochtonübertrager sind so dimensioniert, dass die mittlere Lautsprecherimpedanz des nachgeschalteten Tiefton- und Hochtonlautsprechers 4 bzw. 5 in den vorgesehenen Frequenzbereichen an die Endröhre angepasst ist. Induktionsmäßig ist der Hochtonübertrager jedoch so ausgelegt, dass die untere Grenzfrequenz gleich der gewählten unteren Grenzfrequenz des Hochtonübertragers ist. Die Primärseite des Tieftonübertragers ist mit einem Kondensator 6 überbrückt, der so dimensioniert ist, dass die obere Grenzfrequenz dieses Übertragers gleich der unteren Grenzfrequenz des Hochtonübertragers ist.In Fig. 1, the audio frequency generator 1 works, for example, the end tube of an amplifier, on the bass transformer 2, which transmits, for example, a frequency of 30 to 2000 Hz, and the high frequency transformer 3, which transmits, for example, a frequency of 2000 to 10,000 Hz. The woofer and tweeter are dimensioned so that the mean loudspeaker impedance of the downstream woofer and tweeter 4 and 5 respectively is adapted to the end tube in the intended frequency ranges. In terms of induction, however, the tweeter is designed so that the lower limit frequency is equal to the selected lower limit frequency of the tweeter. The primary side of the bass transformer is bridged with a capacitor 6 which is dimensioned so that the upper limit frequency of this transformer is equal to the lower limit frequency of the tweeter.

Die Abb. 2 zeigt eine Anordnung, bei der an eine tonfrequente Spannungsquelle 1, beispielsweise an die Endröhre eines Verstärkers, mit Hilfe von drei in Serie geschalteten Übertragern 2, 3 und 4 drei Lautsprecher 5, 6 und 7 angeschlossen sind. Hierbei wird das Frequenzband auf die drei Lautsprecher aufgeteilt. Der Lautsprecher 5 arbeitet als Hochton-, der Lautsprecher 6 als Mittelton- und der Lautsprecher 7 als Tieftonlautsprecher. Die Übertrager sind so dimensioniert und mit den Kondensatoren 8 und 9 überbrückt, dass die untere Grenzfrequenz des Hochtonübertragers gleich der oberen Grenzfrequenz des Mitteltonübertragers, und die untere Grenzfrequenz des letzteren gleich der oberen Grenzfrequenz des Tieftonübertragers ist.Fig. 2 shows an arrangement in which three loudspeakers 5, 6 and 7 are connected to an audio-frequency voltage source 1, for example to the end tube of an amplifier, with the aid of three transformers 2, 3 and 4 connected in series. The frequency band is divided between the three loudspeakers. The loudspeaker 5 works as a high-frequency loudspeaker, the loudspeaker 6 as a mid-range loudspeaker and the loudspeaker 7 as a low-frequency loudspeaker. The transducers are dimensioned and bridged with the capacitors 8 and 9 so that the lower limit frequency of the high frequency transmitter is equal to the upper limit frequency of the mid-range transmitter, and the lower limit frequency of the latter is equal to the upper limit frequency of the low frequency transmitter.

Die Abb. 3 zeigt eine Gegentaktanordnung mit zwei Lautsprechern. Die tonfrequente Spannungsquelle wird in diesem Falle beispielsweise durch die beiden Endröhren 1 und 2 eines Kraftverstärkers gebildet. Die beiden Röhren arbeiten auf die beiden Gegentaktausgangsübertrager 3 und 4, dabei ist an den Ausgangsübertrager 3 ein Hochtonlautsprecher 5 und an den Ausgangsübertrager 4 ein Tieftonlautsprecher 6 angeschlossen. Die Primärseite des Übertragers 4 ist wiederum durch einen Kondensator 7 überbrückt. Die Verhältnisse in Bezug auf Anpassung und Induktion sind die gleichen, wie bei der vorbeschriebenen Abb. 2.Fig. 3 shows a push-pull arrangement with two loudspeakers. In this case, the audio-frequency voltage source is formed, for example, by the two end tubes 1 and 2 of a power amplifier. The two tubes work on the two push-pull output transformers 3 and 4, a tweeter 5 is connected to the output transformer 3 and a woofer 6 is connected to the output transformer 4. The primary side of the transformer 4 is in turn bridged by a capacitor 7. The ratios of adaptation and induction are the same as for the above-described Fig. 2.

Da die Eingangsseite einer Übertragungsanlage in Bezug auf die Unterteilung des Frequenzbandes und die Anpassung der einzelnen Mikrofone über entsprechende Übertrager auf den Eingang des bzw. der Verstärker genau so ausgebildet ist, wie die vorbeschriebene Ausgangsseite der Übertragungsanlage erübrigt es sich hierauf nochmals einzugehen.Since the input side of a transmission system with regard to the subdivision of the frequency band and the adaptation of the individual microphones to the input of the amplifier or amplifiers via appropriate transformers is exactly the same as the above-described output side of the transmission system, there is no need to go into this again.

Claims

Arrangement for recording and / or playing back a wide audio frequency band by electrical means, characterized in that there are two or more microphones and / or loudspeakers, each with a special transmitter, the secondary or primary sides of which are connected in series, of which the secondary or the primary side of the second and every further transformer viewed from the high frequencies is bridged by a capacitor each, which is dimensioned so that the upper limit frequency of the transformer is equal to the lower limit frequency of the previous transformer, while the lower limit frequency is determined by the dimensioning the inductance of the respective transformer is equal to the upper limit frequency of the subsequent transformer.