DE652566C - Selbsttaetige Amplitudenregelung bei der photographischen Schallaufzeichnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der aufzuzeichnenden Amplituden bei der Herstellung von Schallaufzeichnungen. Das Kenn-. zeichen der Erfindung besteht darin, daß bei Schallströmen bis zu einer fest vorgesehenen Amplitude die Übertragung oder Verstärkung konstant ist, bei Schallströmen größerer Amplitude aber derVerstärkungs- oderübertragungsgrad abnimmt. Diese Einrichtung zur automatischen Amplitudenregelung kann sowohl im gewöhnlichen Aufzeichnungskreis als auch in dem sogenannten Noiselesskreis angewandt werden.

Amplitudenregeleinrichtungen bei der Aufzeichnung von Tonfilmen sind bereits bekannt. Diese bekannten Amplitudenregeleinrichtungen arbeiten zum Teil selbsttätig, zum Teil werden sie von Hand eingestellt. Bei dem Erfindungsgegenstand handelt es sich lediglich um selbsttätige Regeleinrichtungen. Die bisher bekannten selbsttätigen Regeleinrichtungen arbeiten so, daß kleine Amplituden mehr verstärkt werden als große Amplituden. Im Gegensatz hierzu sollen nach der Erfindung die Amplituden bis zu einer gewissen Größe um einen konstanten Betrag vergrößert bzw. verstärkt werden, bei Überschreiten dieses Betrages aber soll die Ver-Stärkungszahl abnehmen. Das erfindungsgemäße Prinzip ist somit von den bekannten Verfahren grundsätzlich verschieden. Es bietet besondere Vorteile bei der Anwendung in Geräten zur ,Aufzeichnung grundgeräuschfreier Tonfilme. Denn wenn man nach dem Nullinienverlagerungsverfahren arbeitet, so muß man dafür sorgen, daß bei Vergrößerung der' Amplitude über einen gewissen Wert die Nullinie der Aufzeichnung nicht über die Mittellinie des Aufzeichnungsstreifens hinaus verlagert wird, da in diesem Fall die Verzerrungen zu groß werden. Nach der Erfindung werden verschiedene Ausführungsformen dieses Gedankens angegeben. Es ist sowohl möglich, die Einrichtung der selbsttätigen Amplitudenregelung im Steuerkreis wie auch im Noiselesskreis der Aufzeichnung zu verwenden.

Die Übertragungsvorrichtung kann zweckmäßig aus einem Verstärker bestehen. Das mittlere negative Potential, d. h. die Vorspannung der Steuerelektrode dieser Röhren, nimmt zu, wenn die den Schallwellen entsprechenden Wechselströme eine im voraus festgelegte Amplitude überschreiten. Um dies zu erreichen, kann beispielsweise ein hoher Widerstand in Reihe mit einer Vorspannungsquelle an die Steuerelektroden der Röhren geschaltet werden. Die Vorspannung wird derartig eingestellt, daß sie größer ist als die

Spitzenspannung der normalerweise von den Wechselströmen zugeführten Amplituden. Erst dann, wenn die aufzuzeichnenden Amplituden einen gewissen Wert überschreiten, werden sie größer als die negative Vorspannung dieser Röhren und erzeugen somit einen Gitterstrom, der an dem Widerstand einen entsprechenden Spannungsabfall erzeugt und somit das Gitter um diesen Spannungsabfall negativer vorspannt, so daß die Verstärkungszahl der Röhren herabgesetzt wird. Man kann auf diese Art und Weise erreichen, daß die Übertragung bzw. Verstärkung bis zu bestimmten Amplituden konstant ist und daß dann die Verstärkung abnimmt.

Wie schon erwähnt, kann die Anordnung nach der Erfindung \'orteilhaft bei der Aufzeichnung von grundgeräuschfreien Tonfilmen verwandt werden. Bei diesen bekannten Einrichtungen der grundgeräuschfreien Tonaufzeichnung werden die aufzuzeichnenden Töne gleichgerichtet und der gleichgerichtete Strom dazu benutzt, eine Blende o. dgl. entsprechend der Umhüllenden der Tonkurve anzutreiben, so daß eine Aufzeichnung nach dem Abdeckverfahren oder nach dem NuIllinienverlagerungsverfahren entsteht. Auch bei diesen Anordnungen ist· es sehr wünschenswert, zu verhindern, daß der mittlere Wert der gleichgerichteten Ströme einen gewissen im voraus zu bestimmenden Wert nicht übersteigt, wenn auf das Aufzeichnungsgerät, starke Töne gelangen.

Aus diesem Grunde werden gemäß der Erfindung die Wechselströme vor der Gleichrichtung durch eine Übertragungseinrichtung, beispielsweise durch einen Verstärker,, gesandt, deren Übertragung oder Verstärkung in dem oben geschilderten Sinn abnimmt, wenn die Wechselströme eine gewisse im voraus festgelegte Amplitudengröße überschreiten.

Nach einem anderen Erfindungsgedanken werden die Wechselströme nicht, vor der Gleichrichtung durch eine Übertragungseinrichtung gesandt, deren Verstärkung abnimmt, wenn die Ströme eine bestimmte Amplitude überschreiten, sondern der Steuerkreis (Noiselesskreis) enthält eine Vorspannungsbatterie, die mit einem Gleichrichter derart zusammengeschaltet ist, daß die durch Gleichrichtung entstehenden Spannungen der Vorspannung entgegenwirken. 'Mittels dieser Anordnung über Gleichrichter kann verhindert werden, daß auf das Aufzeichnungsgerät eine Spannung wirkt, die das entgegengesetzte Vorzeichen der Vorspannungsbatterie hat.

Wenn eine Belichtung in Übereinstimmung mit den Wechselströmen und mittels einer von der mittleren Amplitude der Wechselströme abhängigen Vorspannung gesteuert wird,'kann der Stromkreis, durch den die Wechselströme' zugeführt werden, aus zwei Teilen bestehen, die um zwei Punkte elektrisch symmetrisch sind, die mit Bezug auf ' die Wechselströme äquipotential sind. In dem einen Teil dieses Stromkreises ist die eigentliche Aufzeichnungsvorrichtung untergebracht, und in dem anderen Teil des Stromkreises befindet sich ein gleichwertiges Ausgleichsmittel. Eine der Umhüllenden der Tonwechselströme entsprechende Spannung kann durch einen Stromkreis zugeführt werden, der die beiden äquipotentialen Punkte miteinander verbindet.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden AOm Mikrophon 19 die Töne in elektrische Ströme umgewandelt und über die Verstärker 20 und 21 auf die Transformatorprimärwicklungen 22 gegeben. Der Verstärker, der aus den Röhren 24 und 25 besteht, ist in Gegentakt geschaltet. Das Gitter der Röhren ist durch eine Batterie 27 negativ vorgespannt. Mit dieser' Vorspannungsquelle in Reihe liegt ein Widerstand 26. Im Ausgangsstromkreis der Röhren 24, 25 befindet sich die Primärwicklung des Transformators 28. Von einer Batterie 29 wird den Röhren über die Impedanz 30 die Anodenspannung zugeführt.

Die negative Vorspannung, die von der Batterie 27 den Stejierelektroden der Röhren 24 und 25 aufgedrückt wird, ist derart eingestellt, daß die Arbeitspunkte der Röhren 24 und 25 in der Mitte der Kennlinie dieser Röhren zu liegen kommen. Solange die von dem Transformator 22 den Steuerelektroden aufgedrückte Spannung nicht hoher ist als die Vorspannung, werden die Röhren wie der bekannte Gegentaktverstärker arbeiten. Sobald jedoch die Steuerelektroden eine Spitzenspannung erhalten, die den Wert der Vorspannung übersteigt, werden sie'ein positives Potential erhalten, demzufolge ein Gitterstrom fließt und wodurch an dem Widerstand 26 ein Spannungsabfall erzeugt wird, der den Arbeitspunkt der Röhren auf der Kennlinie Verschiebt. Durch diese Verschiebung wird be- no wirkt, daß die Verstärkungszahl des Verstärkers abnimmt. .Da die Ausgangskreise der Röhren 24 und 25 in Gegentaktschaltung miteinander verbunden sind, wird die Verzerrung, die durch die Kraftbegrenzung erzeugt wird, im wesentlichen neutralisiert.

Die Sekundärwicklung des Transformators wird zu einer bekannten, von Hand betätigten Lautstärkensteuerungsvorrichtung ;eführt, die aus den beiden Widerständen 31 und 32 besteht.

Der aus den Röhren 34 und 35 bestehende

Verstärker arbeitet in derselben Weise wie der bereits beschriebene Verstärker 24 und 25. Auf Grund der begrenzten Wirkung des Verstärkers 34, 35 kann die von dem Transformator 23 dem Transformator 36 zugeführte Energie einen im voraus festgelegten Höchstwert nicht wesentlich überschreiten.

Vom Transformator 36 werden die Tonströme der Aufzeichnungseinrichtung 12 zugeführt. Mit der Schleife 12 ist ein Widerstand 37 in Reihe geschaltet, der im wesentlichen gleich der Bewegungsimpedanz der Schleife 12 ist, so daß etwa die Hälfte der von dem Transformator 36 gelieferten Energie bei der Bewegung der Schleife 12 ausgenutzt wird.

Von der Batterie 38 fließt ein konstanter Strom durch den Draht 39 zu der Abzapfstelle der Sekundärwicklung des Transformators 36. Von diesem Abzapfpunkt zweigen sich die Teilströme ab, wovon einer durch die Schleife 12, der andere über den Widerstand 37 fließt. Mittels des Widerstandes 40 wird der von der Batterie 38 herrührende Strom derart eingestellt, daß die Bänder 12 dicht nebeneinander liegen, wenn keine Töne aufgezeichnet werden. Dieser konstante Strom soll in der Folge die statische Vorspannung genannt werden.

Die von dem Transformator 33 kommenden Ströme werden durch den Vollweggleichrichter 41 gleichgerichtet. Versuche haben gezeigt, daß der höchste Wirkungsgrad der Aufzeichnungseinrichtung dann erzielt wird, wenn der Gleichrichter eine Impedanz besitzt etwa von derselben Größe wie die Impedanz des Lichtventils. Da nun ein Lichtventil normalerweise eine ziemlich niedrige Impedanz hat, so darf auch die Impedanz des Gleichrichters nicht groß gewählt werden; es wird aus diesem Grunde vorgeschlagen, als Gleichrichter 41 einen Kupferoxydgleichrichter zu verwenden. Der · Ausgangsstrom des Gleichrichters 41 wird durch einen einstellbaren Widerstand 42 und eine Drosselspule

43 dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 37 und der Schleife 12 zugeführt. Von diesem Punkt fließt ein Teilstrom durch die Bänder 12 und einen Teil der Sekundärwicklung des Transformators 36, während der andere Teilstrom den Widerstand 37 und den entsprechenden anderen Teil der Sekundärwicklung 36 durchfließt. Über die Leitung

44 wird dann der Strom auf die Sekundärwicklung des Transformators 33 zurückgeführt.

In der Schleife 12 fließt der vom Gleichrichter 41 herrührende Strom entgegen 'dem „von der Batterie 38 herrührenden. Der Ausgangsstrom des Gleichrichters 41 ändert sich mit den dem Transformator 33 aufgedrückten modulierten Wellen und soll jetzt die dynamische Vorspannung genannt werden. Es wirkt also die dynamische Vorspannung der statischen Vorspannung entgegen. Durch entsprechende Wahl der Spule 43 und der Kondensatoren 45 und 46 kann die Zeitkonstante des Systems richtig eingestellt werden. Durch Einstellung des Widerstandes 42 kann erzielt werden, daß die Bänder 12 sich gerade so weit voneinander einstellen, daß ihr Abstand gleich dem doppelten Wert der Schwingungsamplitude der modulierten Töne ist. Von der Batterie 38 fließt auch ein schwacher Strom über den Gleichrichter 41 und über die Widerstände 42, 40 und die Impedanz 43 zur Batterie zurück. Dieser Strom erzeugt eine solche Veränderung in der Wirkung des Gleichrichters 41, daß die Arbeitsimpedanz desselben unter den normalen Wert sinkt und der Impedanz der Schleife 12 näher kommt. Nach der Abb. 2 werden die Schallwellen von dem Mikrophon 47 über Verstärker 48, 49 und Primärwicklungen der Transformatoren 50, 51 zugeführt. Die den Sekundärwicklungen der Transformatoren entnommenen Ströme werden durch gleichartige Verstärker verstärkt. Jeder Verstärker enthält ein Potentiometer, welches aus zwei in Reihe geschalteten regelbaren Widerständen 52, 53 besteht. Der Widerstand 53 wird von einem zweiten Potentiometer 54 überbrückt, welches die modulierte Spannung regelt, die der Steuerelektrode der Verstärkerröhre 55 zugeführt wird. Mittels des Kontaktarmes 60 des Potentiometers 54 kann die Spannung von Null bis zur maximalen, zwischen den Enden des Widerstandes 53 herrschenden Spannung verändert werden. Wird der Schalter 56 geöffnet und der Schaltarm 57 von Kontakt 58 ¹⁽>⁰ auf Kontakt 59 hinübergeschwenkt, so kann die'zugeführte Spannung denselben Wert wie die maximale, von der Sekundärwicklung des · Transformators 50 entwickelte Spannung annehmen; es ist somit mittels der beiden ¹⁰S Potentiometer möglich, die Spannung, die der Steuerelektrode der Röhre 55 aufgedrückt wird, innerhalb weiter Grenzen zu regeln. Die Ausgangsklemmen der Röhre 55 können über den Transformator 61 an eine weitere ^no \'~erstärkerstufe angeschlossen werden, die beispielsweise aus zwei in Gegentaktschaltung angeordneten Röhren 62 und 63 bestehen kann.

Von dem Transformator 64 wird der "5 Schleife 12 des Lichtventils die Wechselspannung zugeführt. Das Lichtventil ist in Reihe mit einem Widerstand 37 und, falls gewünscht, mit einem anderen Widerstand 65 in Reihe geschaltet. Die von dem Transformator 66 abgegebene Leistung wird dem Steuerstromkreis (Noiselesskreis) zugeführt, und zwar

unter Zwischenschaltung eines Vollweggleichrichters 41. Diejenigen Teile der Stromkreise, die in Abb. 1 und 2 gleiche Funktionen haben, sind mit denselben Bezugszeichen beziffert.

Mit der Batterie ist ein weiterer Gleichrichter 6y in Reihe geschaltet. Dieser Gleichrichter kann ebenfalls ein Kupferoxydgleichrichter sein. Der statische Vorspanmmgsstrorn fließt dabei von der Batterie 38 durch die Leitung 68 zur Sekundärwicklung des Transformators 64. Ein Teil des Stromes fließt durch den einen Abschnitt der Sekundärwicklung, den Widerstand 65 und die Schleife 12, während der andere Teil des Stromes den zweiten Abschnitt der Sekundärwicklung und den Widerstand 37 durchfließt. Der gesamte statische Vorspannungsstrom fließt darauf durch den Gleichrichter 67 und den Widerstand 40 zur Batterie 38 zurück.

Der dynamische Vorspannungsstrom fließt von der Sekundärwicklung des Transformators 66 durch den Gleichrichter 41, über den Widerstand 40 und Batterie 38 zur Sekundärwicklung des Transformators 66 zurück. Der Gleichrichter 67 verhindert dabei, daß der dynamische Vorspannungsstrom, der von dem Gleichrichter 41 erzeugt wird, die Schleife ]2 durchfließen kann. Dieser dynamische Vorspannungsstrom erzeugt aber am Widerstand 40 einen Spannungsabfall, der dem statischen Vorspannungsstrom entgegenwirkt. Der dynamische Varspannungsstrom kann bewirken, daß der die Schleife 12 durchfließende statische Vorspannungsstrom auf Null herabgesetzt wird. Eine Stromumkehr des durch die Schleife 12 fließenden Stromes kann aber wegen des Gleichrichters 6y nicht eintreten, wenn die von dem Transformator 66 zugeführte Energie einen vorher bestimmten Wert überschreitet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der aufzuzeichnenden Amplituden beim Herstellen von Lichttonaufzeichnungen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schallströmen bis zu einer fest vorgesehenen Amplitude die Übertragung oder Verstärkung konstant ist, bei Schallströmen größerer Amplitude aber der Verstärkungsoder Übertragungsgrad abnimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung im Noiselesskreis bei Klartonaufzeichnung.

3. Verstärker mit veränderbarer negativer Vorspannung am Gitter einer Verstärkerröhre in einer Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Vorspannung erst dann erhöht wird, wenn die Amplitude der Schallströme einem im voraus festgelegten Wert überschreitet.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Vor- spannung (38), die dem Noiselessstrom entgegenwirkt, ein Gleichrichter (6y) in Reihe geschaltet ist, so daß der Strom seine Richtung nicht ändern kann, wenn der Noiselessstrom einen bestimmten Wert überschreitet.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallstromkreis aus elektrisch zu zwei Punkten symmetrischen Teilen besteht, in dessen einem Teil eine Lichtsteuereinrichtung (12), in dessen anderem Teil eine gleichwertige Ausgleichsimpedanz (37) angeordnet ist, und daß der vom Gleichrichter (41) erhaltene Noiselessstrom zwischen 8ü den beiden symmetrischen Punkten geführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen