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Aufnahme-bzw. Wiedergabeapparat für die akustische Kinematographie od. dgl.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, elektrische Wechselströme kleiner Amplitude, deren Kurvenform im allgemeinen Sehallvorgängen entspricht, auf ein gewünschtes, grosses Amplitudenmass
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sie auch-für andere Verwendungszwecke benutzt werden, bei denen die gleichen, nachfolgend auseinandergesetzten Bedingungen stattfinden.
In der akustischen Kinematographie wird nämlich zwecks Gewährleistung des Synchronismus der optische mit dem akustischen Vorgang gleichzeitig auf einem Film aufgezeichnet. Zu dem Zweck müssen also die Schallvorgänge in Lichtvorgänge verwandelt werden, was zweckmässig auf dem Umweg über elektrische Energie geschieht. Es sind also zunächst die Schallvorgänge in elektrische Wechselstromvorgänge umzuwandeln. Bei der Wiedergabe sind die photographisehen Aufzeichnungen wiederum in Schall zu verwandeln. Auch dies geschieht dadurch, dass die photographisehen Schwärzungsschwan- rungen vermittels lichtelektrischer Zelle zunächst in elektrische Wechselströme akustischer Charakteristik verwandelt werden.
In beiden Fällen genügen die bei der Aufzeichnung (Verwandlung der Schallwellen in elektrische Wechselströme) und bei der Wiedergabe (Verwandlung der Lichtschwankungen in elektrische Wechselströme) erzeugten elektrischen Weehselstromenergien beiweitem nicht, um das Aufzeichnungsorgan zu betätigen oder bei der Wiedergabe Schallenergie für grosse Räume zu schaffen. Es muss also eine Energieverstärkung stattfinden, u. zw. geschieht dies vorteilhaft mit dem bekannten Mittel der Elektronenröhren oder Kathodenröhren. Die vorliegende Spezialaufgabe stellt nun für diese Verstärkung eine Reihe von Bedingungen, die unbedingt erfüllt werden müssen, wenn die Aufgabe richtig gelöst werden soll.
Die Verstärkungseinrichtung muss alle Frequenzen, die im akustischen Frequenzbereich vorkommen, (beginnend von n = 20 bis n = zirka 20.000) gleichmässig verstärken. Ist dies nicht der Fall, so würden die Schallvorgänge, die den elektrischen Wechselströmen entsprechen, in unzulässiger Weise verzerrt werden, da dann gewisse Frequenzen mehr verstärkt werden wurden als andere. Weiterhin darf die Verstärkungseinrichtung, die naturgemäss bei dem erforderlichen grossen Grad der Verstärkung ziemlich empfindlich sein muss, auf keinerlei störende elektromagnetische Felder der Umgebung reagieren.
Diese Forderung ist um so bedeutungsvoller, als gerade im Rahmen der eingangs gestellten Spezialaufgabe derartige elektromagnetisehe Störfelder in der Regel vorhanden sein werden. Es sind nämlich bei der Aufnahme in der Nähe der Verstärkungseinrichtung eine Reihe von weiteren elektrischen Einrichtungen vorhanden, die sehr starke elektromagnetische Störfelder besitzen. Darunter sind zu rechnen : Antriebsmotoren für den Bewegungsmechanismus der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeeiurichtung, Bogenlampen als Liehtquellen sowohl bei der Aufzeichnung zur Beleuchtung der zu photographierenden Szenen wie bei der Wiedergabe. Um darauf kurz etwas näher einzugehen, ist bekannt, dass Funkenbildung an Kollektoren von Antriebsmotoren sehr leicht Ursprung störender elektromagnetischer Felder wird.
Ebenso ist leicht einzusehen, dass infolge der grossen Stromstärke der Bogenlampenströme bei der Aufnahme (es handelt sich um Stromstärken von der Grössenordnung 500 Amp.) grosse elektromagnetische Störfelder vorhanden sein müssen, wenn deren Lichtbogen nur etwas unruhig brennt. was bekanntlich fast immer der Fall ist ; auch bei der Wiedergabe wird zur Beleuchtung der Aufzeichnungsschwärzungen auf dem Filmband eine Bogenlampe verwendet, die aus diesem Grunde naturgemäss in nächster Nähe der Verstärkungsapparatur befindlich ist und auch leicht Anlass zu Störungen geben kann.
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Eineweiterezu stellende, Bedingung ist die, dass die Verstärkungseinriehtung in elektrischer Beziehung den elektrischen Bedingungen des Eingangsgliedes angepasst ist, d. h. dem inneren Widerstand des Mikrophons, das zur Aufzeichnung verwendet wird bzw. der photoelektrischen Zelle, die bei der Wiedergabe Verwendung findet.
Die bisher bekannten Niederfrequenzverstärker-, d. h. Verstärker für den akustischen Frequenzbereich, haben den Nachteil, die oben geschilderten Bedingungen nicht zu erfüllen. Bei ihnen werden
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Resonanzlagen und müssen deswegen sehr stark verzerrend wirken. Die Verwendung der eisengekoppelten Transformatoren bedingt bekanntlich auch eine sehr starke Aufnahmefähigkeit der Verstärkungseinrichtungen für störende niederfrequente Wechselfelder.
Infolgedessen haben diese Verstärkermethoden bisher praktisch keine Bedeutung erlangt. Auf eine Nebenwirkung der Verzerrung bei der Schallaufzeichnung oder Schallwiedergabe möge hier noch kurz hingewiesen werden. Durch verzerrte Wiedergabe von Sprache beispielsweise kann die Vorstellung des Synchronismus zwischen optischem und akustischem Vorgang aufgehoben werden, da das Gehörte nicht dem aus dem Bildeindruck Erwarteten entspricht.
Die bei der Aufnahme und Wiedergabe verwendeten Organe, das Mikrophon und die liehtelektrische Zelle, müssen einen sehr grossen inneren Widerstand haben. Als Mikrophon kann dabei z.-B. eine schallempfindliche Gasentladung mit jonisierter Gasstrecke benutzt werden. Diese Anordnung zeichnet sich durch gänzliche Freiheit von Resonanzlagen aus, da hier keinerlei schwingendes Gebilde von irgendwelchen nennenswerten Massen vorhanden ist.
Als Wiedergabeorgan, das Licht in Elektrizität umsetzt, wird die für andere Verwendungszwecke bekannte photoelektrische Zelle mit Alkalikathode im gasver-
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Photozelle, Telephon u. dgl.) mit mehreren trägheitslosen Verstärkern (Vakkuumröhren) verbunden ist, wobei die verschiedenen Elemente ohne Benutzung von Niederfrequenztransformatoren nur galvanisch vermittels Ohmscher Widerstände miteinander gekoppelt sind. Die Störungen und Verzerrungen, die durch Niederfrequenztransformatoren bedingt sind, werden infolgedessen bei der neuen Anordnung vermieden.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1-5 stellen
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sind. Durch Stromänderungen in den zugehörigen Kreisen treten an den Widerständen Spannungs- änderungen auf, die über Kondensatoren Cy, C's, 6*3 usw. auf die zugehörigen Gitter gl, g2, ga usw. über-
1ragen werden und wiederum Stromänderungen in dem zugehörigen Anodenkreis bewirken.
Als Kopplungswiderstände werden für Niederfrequenzverstärker vorteilhaft Ohmsche Wider- stände benutzt.
In Fig. 1-4 ist das Schallaufnahmeorgan, das beispielsweise (Fig. 21) ein Mikrophon M mit jonisierter Gasstrecke oder (Fig. 2) ein kapazitives Mikrophon oder (Fig. 3) ein Körnermikriphon oder (Fig. 4) ein elektromagnetisches Mikrophon sein kann, mit dem Gitterkreis (gi "'1) der ersten Röhre un- mittelbar (ohne Zwischenschaltung eines Transformators) verbunden.
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Recording or. Playback apparatus for acoustic cinematography or the like.
The present invention has the purpose of reducing electrical alternating currents of small amplitude, the curve shape of which generally corresponds to sound processes, to a desired, large amplitude level
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they are also used for other purposes for which the same conditions as detailed below apply.
In acoustic cinematography, to ensure synchronism, the optical and acoustic processes are recorded simultaneously on film. For this purpose, the sound processes have to be converted into light processes, which is expediently done via electrical energy. So first of all the sound processes have to be converted into electrical alternating current processes. During playback, the photographic recordings are again to be converted into sound. This also happens because the photographic fluctuations in blackening are initially converted into electrical alternating currents with acoustic characteristics by means of a photoelectric cell.
In both cases, the electrical alternating current energies generated during recording (conversion of sound waves into electrical alternating currents) and during playback (conversion of light fluctuations into electrical alternating currents) are by no means sufficient to operate the recording device or to create sound energy for large rooms during playback. So there must be an increase in energy, u. zw. This is done advantageously with the known means of electron tubes or cathode tubes. The special task at hand sets a number of conditions for this reinforcement that must be met if the task is to be solved correctly.
The amplification device must amplify all frequencies that occur in the acoustic frequency range (starting from n = 20 to n = approx. 20,000) evenly. If this is not the case, the sound processes that correspond to the electrical alternating currents would be distorted in an inadmissible manner, since certain frequencies would then be amplified more than others. Furthermore, the amplification device, which naturally has to be quite sensitive given the required high degree of amplification, must not react to any interfering electromagnetic fields in the environment.
This requirement is all the more important as such electromagnetic interference fields will usually be present precisely within the framework of the special task set at the beginning. This is because there are a number of other electrical devices in the vicinity of the amplification device when recording, which have very strong electromagnetic interference fields. These include: drive motors for the movement mechanism of the recording or reproducing device, arc lamps as sources of light both during recording to illuminate the scenes to be photographed and during reproduction. To go into this briefly in more detail, it is known that sparks on collectors of drive motors can very easily be the source of interfering electromagnetic fields.
It is also easy to see that, due to the high current intensity of the arc lamp currents during recording (current intensities of the order of magnitude of 500 Amp.), Large electromagnetic interference fields must be present if the arc burns only a little restlessly. which is known to be almost always the case; During playback, too, an arc lamp is used to illuminate the blackening of the recording on the film tape, which for this reason is naturally in close proximity to the amplification apparatus and which can easily give rise to disturbances.
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A further condition to be set is that the amplifying device is adapted in electrical relation to the electrical conditions of the input member, i.e. H. the internal resistance of the microphone that is used for recording or of the photoelectric cell that is used for playback.
The previously known low frequency amplifier, i. H. Amplifiers for the acoustic frequency range have the disadvantage of not fulfilling the conditions outlined above. Be with them
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Resonance positions and must therefore have a very strong distortion. As is well known, the use of iron-coupled transformers also requires the amplification devices to have a very high capacity to absorb disruptive low-frequency alternating fields.
As a result, these amplification methods have so far gained practically no importance. A side effect of distortion in sound recording or sound reproduction should be briefly pointed out here. Distorted reproduction of speech, for example, can cancel out the notion of synchronism between optical and acoustic processes, since what is heard does not correspond to what is expected from the visual impression.
The organs used for recording and playback, the microphone and the electric cell, must have a very high internal resistance. As a microphone, e.g. a sound-sensitive gas discharge with ionised gas path can be used. This arrangement is characterized by complete freedom from resonance positions, since there is no oscillating structure of any significant mass.
The photoelectric cell with alkali cathode, known for other purposes, is used as a reproducing organ that converts light into electricity.
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Photocell, telephone, etc. Like.) is connected to several inertia-free amplifiers (vacuum tubes), the various elements being coupled to one another only galvanically by means of ohmic resistors without the use of low-frequency transformers. The interference and distortion caused by low-frequency transformers are consequently avoided with the new arrangement.
Some embodiments of the invention are shown in the drawing. Figures 1-5 represent
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are. Changes in current in the associated circuits cause voltage changes at the resistors, which are transferred via capacitors Cy, C's, 6 * 3, etc. to the associated grids gl, g2, ga, etc.
1 will rise and in turn cause current changes in the associated anode circuit.
Ohmic resistances are advantageously used as coupling resistors for low-frequency amplifiers.
In Fig. 1-4, the sound pick-up organ is, for example (Fig. 21) a microphone M with ionized gas path or (Fig. 2) a capacitive microphone or (Fig. 3) a grain microphone or (Fig. 4) an electromagnetic microphone can be directly connected to the grid circle (gi "'1) of the first tube (without the interposition of a transformer).