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Elektroakustisches binaural es Peilgerät Es sind binaurale Peilgeräte
bekanntgeworden, die aus je zwei kreuzweise angeordneten Schallempfängerpaaren für
zwei Beobachter bestehen, von denen das eine Paar zur Seitenpeilung, das andere
zur Höhenpeilung dient.
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Um die Schallempfänger möglichst weitgehend auszunutzen, hat man auch
bereits Geräte mit vier die Ecken eines Rechteckes bildenden Schallempfängern vorgeschlagen,
wobei jeder Beobachter unter Benutzung sämtlicher vier Schallsammler nach der binauralen
Methode arbeiten kann.
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Ferner war man bedacht, Abmessungen und Gewicht der Peilgeräte möglichst
gering zu halten und gelangte aus diesem Bestreben zu Geräten mit nur zwei Schallempfängern
für die gleichzeitige Höhe und Seitenpeilung durch zwei Beobachter ; die eine Koordinate
kann hierbei mittels beider Schailsammier binaural, die andere durch Lautstärkenvergleich
ermittelt werden, oder aber beide Koordinaten werden nach dem Binauralverfahren
gefunden. Schließlich sind auch Peilgeräte mit drei Schallempfängern bekanntgeworden,
bei denen zwei Beobachter nach dem binauralen Verfahren arbeiten, indem der eine
Schallempfänger gleichzeitig von beiden Beobachtern benutzt wird.
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Die bekannten Geräte mit zwei oder drei Schallsammlern haben den
Nachteil, daß eine störende Beeinflussung der beiden Empfangskreise (nämlich für
die Seite und für die Höhe) stattfindet, da ja mindestens ein Schallsammler an beide
Empfangskreise gleichzeitig angeschlossen ist. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil,
indem Mittel angegeben werden, die diese gegenseitige Beeinflussung der an den gleichen
Empfänger angeschlossenen Kreise vermeiden. Eine solche Entstörung läßt sich in
besonders einfacher und wirkungsvoller Weise auf elektrischem Wege erreichen, und
demgemäß bezieht sich die Erfindung auf elektroakustische Peilgeräte; ihr wesentlichstes
Kennzeichen besteht in der Verwendung von Differentialübertragern für die Übertragung
der Mikrophonströme auf die Telephone.
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Bei dem obenerwähnten Peilgerät mit vier Schallempfängern, die sämtlich
gleichzeitig für die Ermittlung des Höhenwinkels wie auch des Seitenwinkels dienen,
handelt es sich ebenfalls um ein elektroakustisches Gerät.
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Die vier Schallempfänger werden durch vier Teile eines durch Längswände
unterteilten Trichters gebildet, und jeder Trichterteil ist mit einem besonderen
Mikrophon verbunden.
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Die in den Mikrophonen erzeugte elektrische Energie wird über vier
Transformatoren den Telephonen der beiden binauralen Hörerpaare zugeleitet. Um zu
verhindern, daß trotz der gleichzeitigen Benutzung eines Trichterteiles für die
Höhe und Seitenpeilung Impulse von falschen Mikrophonen zu dem jeweils in bestimmter
Weise benutzten Telephon gelangen,
sind in die Leitung von den Transformatoren
zu den Telephonen elektrische Ventile eingefügt, vornehmlich Elektronenröhren, die
gleichzeitig als Verstärker arbeiten. Da jedes Telephon aber an zwei Mikrophone
angeschlossen ist, sind insgesamt acht Verstärkerröhren erforderlich. Wendet man
dagegen an Stelle der einfachen Transformatoren die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Differentialübertrager an, so sind keine elektrischen Ventile erforderlich bzw.
es werden nur, wenn man auf die Verstärkung nicht verzichten will, vier Elektronenröhren
benötigt.
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Die Erfindung betrifft also elektroakustische Peilgeräte für gleichzeitige
Einstellung nach zwei Koordinaten (insbesondere Höhe und Seite) mit zwei oder mehreren
Schallempfängern, von denen mindestens einer für beide Koordinaten -gemeinsam benutzt
wird, indem je zwei Beobachter an je ein Mikrophon angeschlossen sind, von dem sie
die elektrische Energie zugeführt erhalten, und besteht darin, daß zur Verhütung
gegenseitiger Beeinflussungen zwischen den an das gleiche Mikrophon angeschlossenen
Kreisen die beiden Beobachter an das gemeinsame Mikrophon über Differentialiibertrager
angeschlossen sind.
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Verwendet man ein Gerät mit zwei Schallempfangern, so ist das Gerät
über den einen Anschluß gemäß der einen Koordinate nach der binauralen Methode und
über den anderen Anschluß gemäß der zweiten Koordinate nach der Lautstärkenmethode
gleichzeitig einstellbar. Sollen beide Beobachter binaural peilen, so wird das Gerät
durch einen dritten Schallempfänger ergänzt und ein Schallempfänger gleichzeitig
von beiden Beobachtern benutzt.
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Endlich können auch vier Schallaufnahmevorrichtungen in der Weise
vorgesehen werden, daß sie die Ecken eines mit seinen Seiten parallel zu dem Bezugssystem
verlaufenden Rechteckes bilden und sämtliche Schallaufnahmegeräte an die Horchvorrichtung
jedes Beobachters angeschlossen sind. In allen Fällen erfolgt die Energieübertragung
von den Mikrophonen zu den Telephonen durch Differentialübertrager.
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In der Zeichnung ist je ein Ausführungs beispiel dieser drei Bauarten
dargestellt. Es zeigen Fig. I ein Peilgerät mit zwei Schallempfängern, Fig. 2 und
3 die zugehörigen Schaltungen, Fig. 4 ein Gerät mit drei Schallempfängern, Fig.
5 die entsprechende Schaltung, Fig. 6 ein Peilgerät mit vier Schallempfängern, Fig.
7 und 8 die zugehörigen Schaltungen.
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Bei der Ausführung nach Fig. I sind die beiden Schallaufnahmevorrichtungen
je durch einen Paraboloidschallspiegel I bzw. 2 und ein vorzugsweise im Brennpunkt
des Schallspiegels angeordnetes Mikrophon, insbesondere ein magnetisches Mikrophon
3 bzw. 4, gebildet. Die beiden Schallaufnahmevorriclltungen sind mit Hilfe des Handrades
5 oder 6 mit einer waagerechten Achse drehbar, die an einem vom Ständer 7 getragenen
Tragarm 8 gelagert ist. Der Tragarm 8 kann mit Hilfe des Handrades 9 relativ zum
Ständer 7 um eine lotrechte Achse gedreht werden.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jedem Mikrophon ein Verstärker
10 bzw. II zugeordnet, wie das aus dem schematischen Schaltbild der Fig. 2 hervorgeht.
Die beiden Verstärker 10 und II können in Kästen 12 bzw. I3, die von dem. Tragarm
8 gehalten werden, untergebracht sein. Bei 14 und 15 sind die beiden Anschlüsse
für die beiden Beobachter angedeutet. An diese Anschlüsse werden die Kopfhörer des
einen bzw. des anderen Beobachters angeschlossen.
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Die Schaltung sei zunächst an Hand der Fig. 2 erläutert. Hiernach
ist das Mikrophon 3 über den Verstärker 10 auf das Telephon 16 und das Mikrophon
4 über den Verstärker II auf das Telephon I7 geschaltet. Die Telephone 16 und 17
werden von dem einen Beobachter zur Bestimmung der Seitenrichtung nach der binauralen
Methode benutzt.
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Für den zweiten Beobachter sind zwei in Reihe geschaltete Telephone
IS und 19 vorgesehen. Auf diese beiden Telephone I8 und 19 sind die beiden Mikrophone
3 und 4 in Reihenschaltung bzw. Gegenschaltung, geschaltet. Im einen Fall ergibt
sich bei Einstellung der beiden Schallaufnahmevorric} lzungen in die Höhensollstellung
ein Nilaximum, im andern Falle ein Minimum der Lautstärke.
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Um eine gegenseitige Beeinflussung der zu den Telephonen I6 und 17
führenden Kreise und des zu den Telephonen IS und 19 führenden Kreises zu verhindern,
erfolgt die Energieübertragung erfindungsgemäß mittels Differentialiibertrager,
wie es Fig. 3 zeigt.
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Hiernach ist in jedem Ausgangskreis des Verstärkers 10 bzw. des Verstärkers
II ein Diiderentialübertrager 20 bzw. 21 mit den Sekundärwicklungen 20 und 20b bzw.
2IU und 2rb gelegt. An die eine Sekundärwicklung des Übertragers 20 bzw. des Ubertragens
21, ist das Telephon 16 bzw. das Telephon I7 angeschlossen. An die zweite Sekunfdärwicklung
des Übertragers 20 bzw. des Übertragers 21 sind die Telephone IS und 19 entweder
gemäß der Schaltung nach Fig. 3a oder gemäß der Schaltung nach Fig. 3b angeschlossen,
je nachdem, ob von der Maximum- oder Minimummethode bei der Höheneinstellung des
Peilgerätes Gebrauch gemacht werden soll.
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Es versteht sich, daß von den Telephonen I8 und 19 das eine fortgelassen
werden kann, da ja mit Hilfe dieser Telephone lediglich nach der Lautstärkenmethode
gearbeitet wird.
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Das in Fig. I dargestellte Gerät kann natürlich auch in der Weise
benutzt werden, daß es in der lotrechten Ebene um go0 geschwenkt wird, also die
beiden Schallspiegel I und 2 lotrecht unler, einanderliegen. In diesem Fall würde
der eine Beobachter die Höhenrichtung nach der binauralen Methode und der andere
Beobachter die Seitenrichtung nach der Lautstärkenmethode bestimmen.
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Fig. 4 zeigt ein Gerät mit drei Schallaufiiahmevorrichtungen, deren
jede vorzugsweise aus einem parabolischen Schallspiegel 30, 3I bzw. 32 mit einem
im Brennpunkt angeordneten Mikrophon 34, 35 bzw. 36 besteht. Die drei Schallaufnahmevorrichtungen
sind an einer horizontalen Achse 37 befestigt, die mit Hilfe der Handräder 38, 39
relativ zu dem Tragarm 40 gedreht werden kann. Zur Seiteneinstellung dient das Handrad
41. Für die drei Schallaufnahmevorrichtungen sind drei Verstärker 42, 43 und 44
vorgesehen. Diese Verstärker können in den Kästen 45, 46 und 47, die am Tragarm
40 aufgehängt sind, untergebracht sein. Je zwei Telephonpaare8 und 49 bzw. 50 und
51 sind in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise an die drei Schallaufnahmegeräte angeschlossen.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, können beide Beobachter nach der binauralen Methode die
Höhe bzw. die Seite der anzupeilenden Schallquelle bestimmen. 52 und 53 sind die
Anschlüsse für die Telephonpaare 48,49 bzw. 50, 51. Dabei muß der Verstärker 42
die doppelte Leistung wie 43 und 44 liefern.
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Die Ausführung nach Fig. 6 besitzt vier Schallaufnahmevorrichtungen,
deren jede aus einem parabolischen Schalispiegel 6o, 6I, 62 bzw. 63 mit vorzugsweise
im Brennpunkt angeordnetem Mikrophon 6ß, 65, 66 bzw. 67 besteht. Die vier Schallaufnahmevorrichtungen
sind an einer horizontalen Achse 68 befestigt und mit Hilfe der Handräder 69 und
70 relativ zu dem Tragarm 7I der Höhe nach einstellbar. Vermittels des Handrades
72 kann der Tragarm 7I relativ zum Ständer 73 der Seite nach eingestellt werden.
Gemäß dem Schaltbild nach Fig. 7 ist für jede Schallaufnahmevorrichtung ein Verstärker7,
75, 76 bzw. 77 vorgesehen, die in den vom Arm 7I getragenen Kästen 74', 75', 76'
und 77' untergebracht sein können. DieTelephonpaare 78,79 bzw. 80, so sind an sämtliche
Schallaufnahmevorrichtungen angeschlossen, d. h. jedes Telephon ist an zwei Schallaufnahmevorrichtungen
angeschlossen. 82 und 83 sind die Anschlüsse für die beiden Telephonpaare 78, 79
bzw. 80, 81.
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Die nähere Schaltung ergibt sich aus Fig. 8.
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Wie man ohne weiteres aus dieser entnimmt, sind die Mikrophone 64
und 65 über die Verstärker 74 und 75 in Reihenschaltung auf das Telephon 78 und
entsprechend die Mikrophone 66 und 67 auf das Telephon 79 geschaltet. Die beiden
Telephone 68 und 79 dienen demnach zur Einstellung des Gerätes der Seite nach gemäß
der Binauralmethode. Mit Hilfe der Telephone80 und 8I, von denen das eine an die
Mikrophone 6+ und 67 und das andere an die Mikrophone 65 und 66 angeschlossen ist,
wird das Peilgerät der Höhe nach auf die zu bestimmende Schallquelle eingestellt,
und zwar ebenfalls nach der binauralen Methode. Auch bei der Schaltung nach Fig.
8 sind Differentialübertrager verwendet, so daß sich die einzelnen Kreise nicht
gegenseitig beeinflussen.
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Es versteht sich, daß man auch mehr als vier Schallaufnahmevorrichtungen
verwenden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Wenn ein Schallempfänger gleichzeitig auf beide Empfangskreise (für
Höhe und Seite) wirken soll, so ist es auch notwendig, daß evtl. vorzunehmenide
Lautstärkeänderungen für sämtliche Kreise gleichzeitig erfolgen müssen, und zwar
von einem einzigen Beobachter, damit die scharfe Binauralwirkung erhalten bleibt
und nicht durch Ungleichmäßigkeit in den einzelnen Kreisen beeinträchtigt wird.
Es empfiehlt sich daher, ein Organ zur gemeinsamen Einstellung der Lautstärke sämtlicher
Kreise vorzusehen und dieses Organ nur Bereich des einen Beobachters anzuordnen.