DE1572402C3 - Anordnung zur Erzeugung von einstellbaren Echo- und Nachhalleffekten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von einstellbaren Echo- und Nachhalleffekten unter Verwendung eines mit einer mechanischen Halleinrichtung in Reihe geschalteten Magnettonhallgerätes, bei dem zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf ein Rückkopplungskreis mit einstellbarer Restdämpfung eingeschaltet ist und dessen Ausgang mit dem Ausgang der mechanischen Halleinrichtung verbunden ist.

Ein einfacher Weg, Nachhall mechanisch zu erzeugen, besteht darin, daß man zwei Spiralfedern an ihrem einen Ende, der Geberseite, elektrodynamisch in dem zu verhallenden Signal entsprechende Torsionsschwingungen versetzt. Auf der Nehmerseite werden dadurch. zeitlich verschobene, abklingende Schwingungen erzeugt, die dort auf elektrodynamischem Wege wieder in entsprechende elektrische Schwingungen umgewandelt werden.

Dem Vorteil der Einfachheit und Robustheit dieser »Torsionshallgeräte« stehen die Nachteile gegenüber, daß die maximale Hallzeit auf etwa 2 Sekunden be-60
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■ AT(I),

worin Δ P die Restdämpfung im Rückkopplungspfad, Δ T die Laufzeit zwischen Aufnahme- und Abtastkopf ist. Bei Geräten mit mehreren Abtastköpfen ist Λ T die Laufzeit zwischen dem Aufnahmekopf und dem zur Rückkopplung herangezogenen Abtastkopf.

Die Nachhall- bzw. Echozeit kann bei diesen Magnettonhallgeräten also verändert werden und stellt keine Konstante wie bei den Torsionshallgeräten dar. Zur Verlängerung der Nachhallzeit stellt man die Restdämpfung Δ P im Rückkopplungspfad bei diesen Magnettonhallgeräten aus Stabilitätsgründen nicht kleiner als 2 bis 3 db ein, so daß eine Nachhallzeit von maximal der 30- bis 20fachen Laufzeit (Δ T) entsteht.

Der Vorteil der Magnettonhallgeräte liegt also in ihrer variablen Einstellmöglichkeit, ihr Nachteil hingegen darin, daß für einen zeitlich zusammenhängenden Hall mehrere Abtastköpfe in Laufrichtung des Magnetogrammträgers benötigt werden, womit der Aufwand steigt.

Mit dem deutschen Gebrauchsmuster 1834 751 ist bereits eine Echo- und Nachhallanordnung, bestehend aus einem Magnettonhallgerät und einer mechanischen Nachhallkammer als zweiter Halleinrichtung, bekanntgeworden. Dabei trägt das Magnettonhallgerät drei ortsfeste hintereinander angeordnete Wiedergabeköpfe, die direkt oder über die Nachhallkammer mit in einem akustischen Nachhallraum befindlichen Lautsprecheranordnungen verbunden sind. Unter einem akustischen Nachhallraum soll hier und im folgenden ein realer Raum, z. B. ein Zimmer, ein Saal od. dgl., verstanden werden, in dem die akustischen Darbietungen wiedergegeben werden. In einer Schaltungsvariante können der Ausgang des Magnettonhallgerätes mit dem Eingang der Nachhallkammer zusammengeschaltet und der Ausgang des Magnettonhallgerätes mit dem Ausgang der Nachhallkammer verbunden sein. Mit dieser Schaltung kann eine Verlängerung der Nachhallzeit dadurch erzielt werden, daß die Nachhallkammer dem Wiedergabekopf mit der größtmöglichen Signalverzögerung nachgeschaltet wird. Das erhaltene, verzögerte Schallsignal wird von einem Teil der Lautsprecher wiedergegeben, während der Originalschall von den übrigen Laut-

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Sprechern abgestrahlt wird, so daß Originalschall und a) Die mechanische Halleinrichtung ist ein Tor-Nachhall erst im akustischen Nachhallraum gemein- sionshallgerät;

sam vorhanden sind und dort miteinander vermischt b) das Magnettonhallgerät hat nur einen Aufwerden. Die Verlängerung des Nachhalls ist zum nähme- und einen Wiedergabekopf;
einen nur stufenweise möglich durch nachfolgende 5 c) der Abstand zwischen Aufnahme- und Wieder-Zuschaltung des dem Aufnahmekopf nächstliegenden gabekopf ist veränderbar;
Wiedergabekopfes und der weiter entfernt angeord- d) zwischen dem Torsions- und dem Magnettonneten Wiedergabeköpfe. Zum anderen ist angegeben, hallgerät ist eine aus zwei Teilen, die je zumindaß der Nachhall nicht ausschließlich durch Verzö- dest einen Widerstand enthalten, bestehende gerung mittels der Nachhallkammern, sondern durch io Widerstandskombination so angeordnet, daß eine gegebenenfalls einschaltbare, einstellbare Rück- über deren ersten Teil Ausgangs- und Eingangskoppelung des bereits vom Magnettonhallgerätes ver- spannung des Torsionshallgerätes in einem bezögerten Signals auf den Aufnahmekopf verlängerbar liebigen Verhältnis zueinander einstellbar und sein soll. dem Eingang des Magnettonhallgerätes zuführ-

Bei dieser Anordnung entsteht nach einem kurzen, 15 bar sind, während an deren zweitem Teil ein mit

auf den Eingang des Magnettonhallgerätes gegebenen Einstellung des ersten Teiles gekoppelt gleich-

Signal im akustischen Nachhallraum ein Hall-Loch, sinnig eingestellter Anteil der Ausgangsspannung

da der Nachhall gegenüber dem Originalschall um des Torsionshallgerätes abgreifbar und der Aus-

die Laufzeit des Magnetbandes bis zum ersten Wie- gangsspannung des Magnettonhallgerätes zu-

dergabekopf verzögert einsetzt. Dieser hallfreie Zeit- 20 mischbar ist.
raum ist auch durch Einschaltung der Rückkopplung

nicht in allen Fällen vermeidbar. Über die Einstellung der Restdämpfung im Rück-

Die bekannte Anordnung besitzt außerdem den kopplungskreis des Magnettonhallgerätes und die wesentlichen Nachteil, daß Originalschall und Nach- Abstandsveränderbarkeit der Magnetköpfe zueinhall lediglich akustisch im Nachhallraum zur Verfü- 25 ander sowie durch die Einstellbarkeit der Widergung stehen und als elektrische Signale erst nach Um- Standskombination lassen sich mit der erfindungsgewandlung über nicht beschriebene Mikrophone — mit mäßen Anordnung außerordentlich vielseitige Echoeigener Schallverzerrung — erhalten werden können. und Hallwirkungen erzeugen, die am Ausgang der

Auch durch einen Ersatz der Nachhallkammer, Anordnung in Form von Tonfrequenzspannungen durch z. B. eine Stahlplatte, können die vorstehenden 30 zur Verfügung stehen. Erfindungsgemäß wird ferner Nachteile nicht vermieden werden. Eventuell vorhan- eine kompakte, wenig aufwendige Echohallkombinadene unregelmäßige Resonanzstellen der Stahlplatte, tion ermöglicht, die sowohl für den Studiobereich als die Klangverfälschungen hervorrufen, sind mit der auch für den Bereich der Tanz- und Unterhaltungsbekannten Schaltung nicht korrigierbar, die zudem musik, Wiedergabe z. B. bei Tanzveranstaltungen, äußerst aufwendig ist und daher höchstens für Studio- 35 einsetzbar ist.
anwendungen in Frage kommen kann. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß die cha-

Mit dem Aufsatz aus der Zeitschrift Funkschau, rakteristische Klangfärbung des Torsionshallgerätes, 1961, H. 3, S. 59, ist ein normalerweise für Laut- die beispielsweise auf zu geringer Resonanzstellenstärkeregelungszwecke benutzbares Tandempotentio- dichte beruht, mit der Anordnung kompensierbar ist. meter in der speziellen Anwendung als Umblendreg- 4° Diese Kompensation erfolgt durch die Überlagerung ler für Stereoschaltungen beschrieben. Dabei dient des ersten Hallimpulses mit den durch Rückkopplung das üblicherweise aus zwei Bahnen mit gekoppelten am Magnettonhallgerät entstehenden nachfolgenden Schleifern bestehende Tandempotentiometer zur ein- Hallimpulsen, so daß ein effektiv verdichtetes Klangstellbaren Addition von Tonfrequenzspannungen der spektrum erhalten wird, das der charakteristischen Stereokanäle und zur Verteilung der Spannungen auf 45 Klangfärbung des Torsionshallgerätes entgegenwirkt, die Lautsprecher. Die Anwendung dieses Tandem- Eine besonders einfache Handhabung und zweckpotentiometers war bisher auf die zuvorgenannten mäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen AnBereiche beschränkt und wird erst bei einer Ausge- Ordnung wird weiter dadurch erzielt, daß die Widerstaltung der vorliegenden Erfindung für die Zusam- Standskombination aus einem an sich bekannten menschaltung von elektromagnetischen Hallerzeu- 50 Tandempotentiometer besteht, dessen erste Bahn als gern benutzt. Umblender und dessen zweite Bahn als Potentiometer

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- geschaltet ist.

gründe, unter Vermeidung der Nachteile der bekann- Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 bis 4 näher

ten Anordnungen, eine Anordnung zur Erzeugung erläutert. In

von einstellbaren Echo- und Nachhalleffekten mit ge- 55 F i g. 1 ist ein Schema der erfindungsgemäßen An-

ringstmöglichem Aufwand derartig auszubilden, daß Ordnung dargestellt; in

ohne einen akustischen Nachhallraum verhallte F i g. 2 ist ein für die Anordnung besonders geeig-

Echo- und Nachhallsignale in elektrischer Form er- netes Magnettonhallgerät schematisch wiedergegeben,

halten werden, wobei durch die Signale eine Verlän- bei dem die Laufzeit Δ Τ zwischen Aufnahme- und

gerung der Nachhallzeiten gegenüber dem Original- 60 Abtastkopf kontinuierlich eingestellt werden kann; in

schall und die Erzeugung stufenlos einstellbarer, aku- den

stischer Nachhalleffekte von Shattereffekten bis zum Fig. 3 und 4 sind die beiden extremen Effekte ver-

vom ersten Toneinsatz ab gebundenen Nachhall er- anschaulicht, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen

möglicht werden sollen, und ferner die Möglichkeit Anordnung erzielt werden können und zwischen

gegeben sein soll, die den mechanischen Halleinrich- 65 denen jede beliebige Übergangsmöglichkeit einstell-

tungen eigenen Klangfärbungen zu kompensieren. bar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Die zu verhallende Tonfrequenzspannung T ge-

die Vereinigung der folgenden Merkmale: langt über einen Knotenpunkt K₁ zu einem Torsions-

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hallgerät S und dem Umblender R₁ des Tandem- ergibt. Diese Zumischung der Hallspannung H_s über Potentiometers R. Die im Torsionshallgerät S ver- Potentiometer R₂ ist erforderlich, um bei großer hallte Tonfrequenzspannung H_s wird den beiden Laufzeit Δ T im Magnettonhallgerät ein »Hall-Loch« Bahnen R₁ und R₂ des Tandem-Potentiometers R zu- unmittelbar hinter einem kurzen Toneinsatz zu vergeführt. Durch die Bahn R₁ kann der Eingang des 5 meiden. Mittels der Additionswiderstände R₆ und JR₇ Magnettonhallgerätes M mit beliebigen Mischungen werden verhallte und unverhallte Tonfrequenzspanzwischen unverhallter Tonfrequenzspannung T und nungen im Knotenpunkt K₃ zusammengeführt. Der verhallter Tonfrequenzspannung H_s beaufschlagt Verhallungsgrad H/T wird durch das Potentiometer werden, so daß ein stufenloser Übergang vom Echo- A₅ eingestellt.

bzw. Shatterhall bis zum gebundenen diffusen Nach- io In den Fig. 3 und 4 ist der zeitliche.Verlauf des

hall möglich ist. Die beiden Endstellungen des Um- Schallpegels bei der erfindungsgemäßen Schaltung für

blenders sind mit A bzw. B bezeichnet. die Fälle dargestellt, bei denen der Umblender R₁ in

Das Magnettonhallgerät hat, wie in Fig. 2 sehe- seinen jeweiligen Endstellungen A und B eingestellt

matisch dargestellt, je einen Aufnahme- und Wieder- ist. F i g. 3 zeigt den Verlauf des Schallpegels für die

gabekopf. Der Aufnahmekopf 1 ist auf einem Schie- 15 Endstellung A des Umblenders R₁. Dieser Zeitverlauf

ber 2, der auf dem Gestänge 3 bewegbar ist, angeord- ist mit dem identisch, der sich bei alleiniger Verwen-

net. Durch Verschiebung des Aufnahmekopfes ist der dung des Magnettonhallgerätes ergeben würde, da

AL* JJ jj -^j-T c ■<. at ^d A-u hierbei dem Magnettonhallgerät ausschließlich die

Abstand d und darrut die Laufzert Δ T = - zum Ab- _unverhallte Tonfrequenzspannung T zugeleitet wird.

tastkopf 4 beliebig einstellbar. Mit 5 ist eine Band- 20 Bei einem kurzen Toneinsatz, wie er in der Figur darschleife bezeichnet, die durch Antrieb 6 mit der Ge- gestellt ist, entstehen bei entsprechend großer Laufschwindigkeit ν in Bewegung gesetzt wird. 7 stellt zeit Δ T Einbrüche des Schallpegels, die als Shattereinen Löschkopf dar. Ein einstellbarer Teil der im echo vernommen werden.

Abtastkopf 4 erzeugten Spannung wird, wie in der In F i g. 4 ist der Fall dargestellt, bei dem R₁ auf Figur nicht näher veranschaulicht, wieder in den 25 die Endstellung B eingestellt ist. Hier wird dem Ma-Aufnahmekreis und damit in den Aufnahmekopf 1 gnettonhallgerät ausschließlich durch das Torsionsrückgekoppelt, hallgerät S verhallte Tonfrequenzspannung H_s zuge-Die sich mit diesem Gerät ergebende Nachhallzeit leitet. Dadurch wird auf Grund der puffernden Wir- T_n berechnet sich aus der oben bereits angegebenen kung des Torsionshallgerätes erreicht, daß die in und erläuterten Formel: 30 F i g. 3 dargestellten Einbrüche des Schallpegels aufgefangen werden, so daß ein gebundener Nachhall j. _ 60 _ vernommen wird.

^N AP Durch Zwischenstellungen des Umblenders R₁

können beliebig abgestufte Mischungen zwischen den

Die über den Additionswiderstand R₃ vom Ma- 35 oben beschriebenen Schallwirkungen eingestellt gnettonhallgerät M ausgehende Hallspannung H_M er- werden.

fährt noch eine Mischung mit der durch Potentio- Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich

meter R₂ eingestellten und über den Additionswider- beispielsweise bei einer Laufzeit Δ T von 0,36 Sekunstand2?₄ geleiteten Spannung H_s im Knotenpunkt K₂, den im Magnettonhallgerät Nachhallzeiten von etwa wobei sich die endgültige Hallsummenspannung H 40 .10 Sekunden erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erzeugung von einstellbaren Echo- und Nachhalleffekten unter Verwendung eines mit einer mechanischen Halleinrichtung in Reihe geschalteten Magnettonhallgerätes, bei dem zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf ein Rückkopplungskreis mit einstellbarer Restdämpfung eingeschaltet ist und dessen Ausgang mit dem Ausgang der mechanischen Halleinrichtung verbunden ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) Die mechanische Halleinrichtung ist ein Torsionshallgerät;

b) das Magnettonhallgerät hat nur einen Aufnahme- und einen Wiedergabekopf (1, 4);

c) der Abstand zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf ist veränderbar;

d) zwischen dem Torsions- und dem Magnettonhallgerät ist eine aus zwei Teilen, die je zumindest einen Widerstand enthalten, bestehende Widerstandskombination (R₁, R₂) so angeordnet, daß über deren ersten Teil (R₁) Ausgangs- und Eingangsspannung des

. Torsionshallgerätes in einem beliebigen Verhältnis zueinander einstellbar und dem Eingang des Magnettonhallgerätes zuführbar sind, während an deren zweitem Teil (R₂) ein mit Einstellung des ersten Teiles (R₁) gekoppelt gleichsinnig eingestellter Anteil der Ausgangsspannung des Torsionshallgerätes abgreifbar und der Aüsgangsspannung des Magnettonhallgerätes zumischbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskombination aus einem an sich bekannten Tandempotentiometer (R) besteht, dessen erste Bahn (R₁) als Umblender und dessen weite Bahn (R₂) als Potentiometer geschaltet ist.

. grenzt ist und spezielle Laufzeiteffekte, bewußte Shatterwirkungen und Echos nicht erzeugt werden können.

Ein anderer Weg, Nachhall oder auch Echo künstlieh zu erzeugen, besteht in der Anwendung des Magnettonverfahrens. Durch örtlichen Versatz der Aufnahme- und Abtaststelle auf einem endlosen Band, einer rotierenden Magnetfolienscheibe oder einer Magnettrommel wird eine Schallverzögerung nachgebildet, von der ausgehend Echo und Nachhall aufgebaut werden können. Hierzu enthält das Echohallgerät eine elektrische Rückführung, die einen einstellbaren Anteil der zeitverschoben abgetasteten Wiedergabespannung in den Aufzeichnungskanal zurückmischt. Dadurch ergibt sich eine Folge in ihrer Stärke abklingender Echos bzw. bei bestimmten Voraussetzungen Hallerscheinungen, deren Dauer von der Laufzeit zwischen Aufnahme- und Abtaststelle und der Restdämpfung im Rückkopplungspfad abhängt.

Die Nachhallzeit T_n, die durch einen Pegelrückgang um 60 db definiert ist, errechnet sich aus der Formel