ARRANGEMENT FOR RECORDING AND/OR PROCESSING STEREOPHONIC SIGNALS

Abstract: 1. An apparatus for recording and/or processing of stereophonic signals, appropriate for reproduction by means of a stereophonic loudspeaker assembly, having a dummy head (20) the ear channels (21) of which communicate each with a microphone (10), and having a means (30) for equalizing the frequency response of the dummy-head signals, characterized in that said means for equalizing the frequency response of the dummy-head signals comprises for each microphone (10) a prestaged acoustic coupling device (30), formed from, especially three, Helmholtz resonators (32, 36, 38) and having a frequency response essentially inverse with respect to the frequency characteristic of the difference between the propagation ratio in the diffused field of the dummyhead signal and the essentially smooth propagation ratio of the output signal of a detached microphone.

Description: EINRICHTUNG ZUM AUFNEHMEN UND/ODER BEARBEITEN STEREOPHONER SIGNALE Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur raumgetreuen Wiedergabe von stereophonen Signalen, welche mittels Kunstkopf aufgenommen wurden, sind in der Regel Kopfhörer erforderlich, damit die durch die Richtcharakteristik des Kunstkopft hervorgerufene Frequenzcharakteristik des aufgenommenen Signals unverändert in die Ohrkanäle des Hörers übertragen wird. Um Kunstkopf-Signale für eine Lautsprecherwiedergabe kompatibel zu machen, z.B. bei der Rundfunkübertragung, ist es bekannt (NTG-Fachberichte 56, Hörrundfunk 4, Seite 184 bis 191), eine senderseitige, elektrische Entzerrung der Kunstkopfsignale durchzuführen. Der Frequenzgang des dabei benutzten elektrischen Filters ist invers bezüglich des Freifeld übertragungsmasses des Kunstkopfs für frontalen Schalleinfall von 00. Diese aus Kompatibilitätsgründen erfolgende Entzerrung der Kunstkopf-Signale braucht bei der Kopfhörerwiedergabe nicht zusätzlich kompensiert zu werden, da die heute verwendeten, standardisierten Kopfhörer - aus anderen Gründen - bereits freifeldentzerrt sind. Diese bekannte senderseitige Entzerrung der Kunstkopf-Signale führt jedoch zu Klangverfälschungen bei der Lautsprecherwiedergabe, da die Schalidrucke der von 0 abweichenden Schalleinfahrrichtungen insbesondere im Bereich zwischen 3 kHz und 10 kHz Frequenzgänge besitzen, welche zum Teil erheblich von dem Frequenzgang des Schalldrucks für die Schalleinfallsrichtung von 0 abweichen (z.B. "Acustica" Nr.26, 1972, Seite 219). Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, dass bei der Lautsprecherwiedergabe mit entzerrten Kunstkopf-Signalen eine weitgehende Klangtreue erzielbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäO durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemässe Einrichtung besitzt einen Frequenzgang, welcher im Gegensatz zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik nicht den Frequenzverlauf des Schalldrucks einer einzigen Schalleinfallsrichtung, nämlich für 0 frontalen Schalleinfall, sondern den Frequenzverlauf der aufsummierten Schalldrucke sämtlicher Schalleinfallsrichtungen gegenläufig kompensiert. Das daraus resultierende entzerrte Kunstkopf-Signal besitzt angenähert den gleichen Frequenzverlauf wie das von einem stereophonen Studiomikrophon erzeugte, im Diffusfeld aufgenommene Mikrophonsignal. Die Lautsprecherwiedergabe des erfindungsgemäss entzerrten Kunstkopf-Signals unterscheidet sich somit in ihrer Klangfarbe nicht oder nicht wesentlich von der Lautsprecherwiedergabe entsprechender intensitätsstereophoner Signale. Für die Wiedergabe der erfindungsgemäss entzerrten Kunstkopf-Signale mittels standardisierter, freifeldentzerrter Kopfhörer braucht die Differenz zwischen Freifeldentzerrung durch Kopfhörer und Diffusfeldentzerrer des Kunstkopfs nicht unbedingt ausgeglichen zu werden, obwohl ein solcher Ausgleich ohne grösseren Aufwand möglich ist. Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 Frequenzgänge für das relative Diffusfeldübertragungs mass von freifeldentzerrten und verschieden stark diffusfeldentzerrten Kunstkopf-Signalen, wobei als Bezugsgrösse das Diffusfeldübertragungsmass eines Studiomikrophons dient, Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines Kunstkopfes mit akustischem Koppler zur Diffusfeldentzerrung des Kunstkopf-Signals gemäss der gestrichelten Kurve nach Fig. 1, Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild eines elektrischen Filters zur zusätzlichen Diffusfeldentzerrung des mit dem akustischen Koppler nach Fig. 2 diffusfeldentzerrten Kunstkopf-Signals, und Fig. 4 den Frequenzgang des zur zusätzlichen Diffusfeldent zerrung des Kunstkopf-Signals gemäss der durchgezogenen Kurve nach Fig. 1 verwendeten elektrischen Filters. In Fig. 1 ist der Frequenzverlauf des relativen Diffusfeld übertragungsmasses verschiedener Kunstkopf-Signale dargestellt, wobei als Bezug das mit strichpunktierter Linie eingezeichnete Diffusfeldübertragungsmass des Ausgangssignals eines freistehenden Studiomikrophons dient. Die gepunktete Kurve gilt für ein freifeldentzerrtes (für Schalleinfallsrichtung "vorne") Kunstkopf-Signal, die gestrichelte Kurve gilt für ein mittels eines akustischen Kopplers gemäss Fig. 2 diffusfeldvorentzerrtes Kunstkopf-Signal und die ausgezogene Kurve für ein mittels des Kopplers nach Fig. 2 und eines elektrischen Filters nach Fig. 3 diffusfeldentzerrtes Kunstkopf-Signal. Wie man aus einem Vergleich der gepunkteten Kurve und der durchgezogenen Kurve erkennt, ist die Abweichung im Obertragungsmass bei einem diffusfeldentzerrten Kunstkopf-Signal (ausgezogene Kurve) von der strichpunktierten Bezugskurve praktisch über den gesamten, interessierenden Hörfrequenzbereich gering, wohingegen bei einem freifeldentzerrten Kunstkopf-Signal (gepunktete Kurve) eine starke Abweichung in positiver Richtung bei hohen Frequenzen im Bereich 8 bis 10 kHz auftritt. Infolge der guten Annäherung des diffusfeldentzerrten Kunstkopf-Signals an das Studiomikrophonsignal ist bei der Lautsprecherwiedergabe derartiger diffusfeldentzerrter Kunstkopf-Signale praktisch die gleiche Klangtreue erzielbar wie bei der Wiedergabe von Signalen, die mittels eines freistehenden Studiomikrophons aufgenommen wurden. Der in Fig. 2 dargestellte akustische Koppler 30 dient zur Diffusfeldentzerrung der Kunstkopf-Signale gemäss der gestrichelten Kurve in Fig. 1 und ist zwischen einem Studiomikrofon 10 und dem Ohrkanal 21 des Kunstkopfes 20 angebracht. Ein derartiger Koppler ist in der älteren deutschen Patentanmeldung P 31 01 264.7 beschrieben und ist nicht Gegenstandder vorliegenden Erfindung. Der Koppler 30 weist ein Querschnittsanpassungsstück 33 auf, dessen hohlzylindrischer Abschnitt auf das Studiomikrofon 10 aufgesteckt ist und dessen sich daran anschliessender konischer bzw. kegelstumpfförmiger Abschnitt in Richtung auf den Ohrkanal 21 verläuft. Der von dem letztgenannten Abschnitt umschlossene Hohlraum 32 steht über ein Ansatzstück 31, welches in oder in der Nähe der Konusspitze des Anpassungsstücks 33 in dieses eingesetzt ist, mit dem Ohrkanal 21 in durchgängiger Verbindung. Und zwar endet das Ansatzstück 31 in einer in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichneten Querschnittsebene 22 des Ohrkanals 21, welche ausreichend weit von dem Ohrkanaleingang entfernt liegt, damit keine Rückwirkungen des Kopplers 30 auf die Richtcharakteristik des Kunstkopfohrs 23 auftreten. Im Inneren des Hohl raumes 32 befindet sich ein Abstimmungsstück 34, welches im dargestellten Beispielsfall eine zylindrische Basis und einen kegeligen Fortsatz aufweist und mit seiner Basis auf einer Lochscheibe 35 mittig befestigt ist. Die mit mehreren Durchgangslöchern 35a versehene Lochscheibe 35 ist auf einer Schulter der Innenfläche des Anpassungsstücks 33 am Obergang von dem kegelstumpfförmigen zum hohlzylindrischen Abschnitt aufgelegt, und zwar unter Einhaltung eines definierten Abstandes zu der Membrane 11 des Mikrofons 10, wodurch ein dazwischenliegender Hohlraum 36 begrenzt wird. In die Wand des kegelstumpfförmigen Abschnitts des Anpassungsstücks 33 ist ferner ein halsförmiges Mündungsstück 37a eines Resonatorgehäuses 37 eingesetzt, dessen Hohlraum 38 zur Aussenatmosphäre hin durch eine Abstimmschraube 39 abgeschlossen ist. Anstelle einer Abstimmschraube 39 kann ein beliebiger anderer, harter Abschluss gewählt werden. In dem Hohlraum 38 befindet sich ein poröses Dämpfungsmaterial 38a, das auch oder alternativ in dem Mündungsstück 37a angeordnet werden kann. Die vorstehend beschriebenen Teile des Kopplers 30 definieren drei Helmholtz-Resonatoren. Der erste Helmholtz-Resonator besteht aus dem Hohlraum 32 und dem Ansatzstück 31; der zweite Helmholtz-Resonator besteht aus dem Hohlraum 36 und den Löchern 35a in der Lochscheibe 35; der dritte Helmholtz-Resonator besteht aus dem Hohlraum 38 einschliesslich des porösen Dämpfungsmaterials 38a und dem halsförmigen Mündungsstück 37a. Das in Fig. 3 dargestellte elektrische Filter dient zur Diffusfeldentzerrung der Kunstkopf-Signale und ergibt zusammen mit dem akustischen Koppler gemäss Fig. 2 die durchgezogene Kurve in Fig. 1. Das Filter besteht aus der Kettenschaltung eines Band passes 100 und zweier Bandsperren 200, 300, wobei die Schaltungsbestandteile 100, 200 und 300 durch senkrechte gestrichelte Linien voneinander getrennt sind. Der Bandpass 100 und die Bandsperren 200, 300 sind in Form von Brücken-T-Gliedern ausgebildet. Der Querzweig des Bandpasses 100 umfasst einen Parallelschwingkreis mit einer Induktivität L1, einer Kapazität C1 und einem ohmschen Widerstand Rt, ferner einen Serienwiderstand R2. Der Brückenzweig des Bandpasses 100 umfasst einen Serienschwingkreis mit einer Induktivität L3, einer Kapazität C3 und einem ohmschen Widerstand R3, ferner einen Parallel widerstand R4. Der Längszweig des Bandpasses 100 umfasst zwei ohmsche Widerstände R. Dies gilt in gleicher Weise auch für die Längszweige der beiden Bandsperren 200 und 300. Bei der ersten Bandsperre 200 umfasst der Querzweig einen Serienschwingkreis mit einer Induktivität L5, einer Kapazität C5 und einem ohmschen Widerstand R5. Der Brückenzweig der Bandsperre 200 umfasst einen Parallelschwingkreis mit einer Induktivität L6, einer Kapazität C6 und einem ohmschen Widerstand R6. Bei der zweiten Bandsperre 300 umfasst der Querzweig einen Serienschwingkreis mit einer Induktivität L7, einer Kapazität C7 und einem ohmschen Widerstand R7. Der Brückenzweig der Bandsperre 300 umfasst einen Parallelschwingkreis mit einer Induktivität L8, einer Kapazität C8 und einem ohmschen Widerstand R8. Dem Eingang 110 des Filters gemäss Fig. 3 ist zur Impedanzanpassung ein ohmscher Widerstand Rg vorgeschaltet. Die Wirkungsweise des Filters nach Fig. 3 ist am besten aus dem Frequenzgang gemäss Fig. 4 ersichtlich. Wie man erkennt, besitzt der dargestellte Frequenzgang bei etwa 1200 Hz ein erstes Minimum, auf welches bei etwa 4000 Hz ein erstes Maximum folgt. Hieran schliesst sich bei etwa 7000 Hz ein zweites Minimum an, worauf das Obertragungsmass wieder ansteigt. Die Wahl der Maxima und Minima des Frequenzgangs gemäss Fig. 4 ist durch den in Fig. 1 mit gestrichelter Linie gezeichneten Verlauf des relativen DiffusfeldUbertragungsmasses für ein mittels des Kopplers nach Fig. 2 diffusfeldvorentzerrtes Kunstkopf-Signal bestimmt. Hier erkennt man, dass die gestrichelt eingezeichnete Kurve ein erstes Abweichungsmaximum in positiver Richtung bei etwa 1200 Hz besitzt, woran sich ein erstes Minimum in negativer Richtung bei etwa 40CO Hz anschliesst. Diese Abweichungen von der Bezugskurve werden durch den Frequenzgang gemäss Fig. 4 gegenläufig kompensiert, womit sich die in Fig. 1 mit durchgezogener Linie gezeichnete Kurve ergibt. Und zwar bewirkt der Bandpass 100 die Anhebung des Frequenzgangs bei 4 kHz, während die Bandsperren 200, 300 die Absenkungen bei 1,2 kHz bzw. bei 7 kHz bewirken. Die Diffusfeldentzerrungswirkungen des akustischen Kopplers gemäss Fig. 2 und des elektrischen Filters gemäss Fig. 3 können für sich allein oder zusammen durch entsprechend gebaute Kunstkopf-Mikrophone erreicht werden, bei denen jeweils der Frequenzgang invers bezüglich des Frequenzverlaufs der Differenz zwischen dem Diffusfeldübertragungsmass des Kunstkopf-Signals und dem im wesentlichen glatten Obertragungsmass des Ausgangssignals eines freistehenden Mikrophons ist.

Claims: PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten stereophoner Signale, welche zur Wiedergabe mittels einer stereophonen Lautsprecheranordnung geeignet sind, mit einem Kunstkopf, dessen Ohrkanäle mit jeweils einem Mikrophon in Verbindung stehen, und ggf. mit einem dem Kunstkopf nachgeschalteten elektrischen Filter zum Entzerren des Frequenzgangs der Kunstkopfsignale, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Frequenzgang jedes Kunstkopfmikrophons und/oder des elektrischen Filters und/oder eines jeden, jeweils einem zugeordneten Kunstkopfmikrophon vorgeschalteten akustischen Kopplers im wesentlichen invers bezüglich des Frequenzverlaufs der Differenz zwischen dem Diffusfeldübertragungsmass des Kunstkopf-Signals und dem im wesentlichen glatten übertragungsmass des Ausgangssignals eines freistehenden Mikrophons ist.

Inventors: THEILE, GUNTHER, DR., Theile, Günther, Dr.
Applicants: GEORG NEUMANN GMBH
Application year: 1981
Main classification: H04S1
IPC codes: H04R5