Способ записи и воспроизведения звука Советский патент 1935 года по МПК G03B31/00 

Современные способы записи звука обладают тремя основными недостатками:

1)малой динамикой звучаний;

2)большими паразитными шумами;

3)плохой нюансировкой при малых амплитудах.

В настоящем изобретении предлагается способ записи (в особенности фото-записи) и воспроизведения звука, устраняющий все три указанных недо-j статна.

В соответствии с настоящим изобретением запись производится при динамике звучания, сниженной электрическим путем до значения, равного единице, т. е. запись производится с постоянной амплитудой (в дальнейшем эта запись будет называться записью частотного спектра). Одновременно производится запись амплитуды звучания. Под амплитудой звучания понимается величина, пропорциональная квадрату действующих амплитуд (сила звучания) или первой степени их, которая при воспроизведении служит для расшифровки истинной динамики звунанця.

Частотный спектр записывается посредством усилителя, амплитуда колебаний на выходе которого не зависит от амплитуды колебаний на вноде, а амплитуда звучания записывается при помощи устройства, реагирующего на значения квадратов или первой степени действующих на него амплитуд.

(148),

При воспроизведении запись частотного спектра воздействует на вход устройства (усилителя), коэфициент усиления которого изменяется соответственно отдельной записи амплитуды звучания, воздействующей на устройство, управляющее коэфициентом усиления усилителя частотного спектра (напр, уменьшающее его пропорционально силе звучания).

Из вышеизложенного ясно, что

1)так как при такой записи звука динамика звучания (при воспроизведении) зависит всецело от изменения коэфициента усиления усилителя, воспрюизводящего запись частотного спектра, то она может быть доведена до любой требуемой величины (напр, изменение тангенса угла наклона прямой зависимости усиления его от управляющего напряжения т. е. от записи амплитуды звучания);

2)так как коэфициент усиления может быть выбран нормальным для некоторой средней или максимальной амплитуды и так как вследствие этого для малых амплитуд он будет при воспроизведении понижен, то и шумы, резко сказьшающиеся при пианиссимо, сильно понизятся (уменьшится уровень помех);

3)так как малые амплитуды в соответствии с вышесказанным записываются в увеличенном масштабе и так как вследствие этого при фотозаписи уменьшается площадь незатененной части пленки, то шумы резко снизятся;

4) так как малые амплитуды записываются в увеличенном масштабе, то повысится качество нюансировки при пианиссимо.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему для записи звука согласно предложенному способу; фиг. 2, 3, 4-то же для воспроизведения звука.

Изображенное на фиг. 1 устройство для записи звука состоит из усилителя У {амплитуда на выходе которого не зависит от амплитуды на входе), предназначенного для записи частотного спектра, и устройства Д, реагирующего на амплитуду звучания состоящего из детектора и усилителя (напр, усилителя постоянного тока), предназначенного для записи силы звучания и управления коэфициентом усилителя записи частотного спектра. На выходы У и Д включаются какие-либо обычно употребляемые для записи устройства, напр, при фотозаписи модулируемые источники света MI и Жз, воздействующие на пленку П, предназна ченную для записи частотного спектра, и записи средних значений амллитуд (силы звучания). Следует заметить, что при применении для записи амплитуды звучания квадратичного детектора будет записана сила звучания (в некотором масштабе), при применении линейного-амплитуда колебаний (давление).

При воспроизведении (фиг. 2) могут быть употреблены два усилителя У и для усиления частотной записи, УЗ - для усиления записи амплитуды звучания, УЗ предназначается для управления усилением ус:илителя У. Поэтому его выход должен быть связан с управляемыми органами усилителя У. В качестве У2 может ыть применен, например, усилитель постоянного тока.

Независимость амплитуды на выходе усилителя от амплитуды на выходе в усилителе записи частотного спектра и неискаженная расшифровка динамики звучания при воспроизведении может быть осуществлена и не непосредственно на низкой частоте, а на высокой, например, путём модуляции записываемыми колебаниями высокочастотного генератора и управлением коэфициентом усиления усилителя высокой частотУ значениями амплитуд записываемых низкочастотных холебаний и последующих демодуляций.

Вполне допустима некоторая зависимость выходных амплитуд от амплитуд на входе (при записи). В этом случае следует озаботиться только тем, чтобы кривая усиления воспроизводящего усилителя в функции регулирующего напряжения (записи силы звучания) была как раз обратна кривой зависимости усиления усилителя записи в функции значений записываемых амплитуд (силы звучания).

При фотозаписи (на пленку) раздельная запись частотного спектра и амплитуды звучания может быть объединена в одну запись, осуществляемую поперечно-интенсивным методом. Именно частотный спектр записывается таким поперечньш методом, при котором интенсивность освещения меняется в соответствии с изменением амплитуды звучания. Для этой цели может быть употреблена напр, трубка Брауна, частота колебаний катодного пучка которой (с постоянной амплитудой) соответствует частоте записываемых колебаний, а интенсивность свечения экрана пропорциональна амплитуде звучания. Понятно, что для этой цели пригодны и другие методы, применимые при обычной поперечно-интенсивной записи.

На месте воспроизведения такой объединенной записи может быть применено, напр., устройство, показанное на фиг 3, состоящее; из двух фотоэлементов Ф и 02, одновременно подвергающихся воздействию поперечно-интенсивной записи. Цепи фотоэлементов связываются с соответствующими усилителями и отличаются друг от друга характером включения. Так, например, напряжение на вход усилителя Уа записи амплитуды звучания подается с сопротивления , шунтированного емкостью Cg, величина которой выбирается таким образом, чтобы изменение силы звучания (частота этих изменений, вообще говоря, весьма 1 пер/сек) изменяло потенциал на входе УЗ, а минимальная частота записываемого частотного спектра (порядка 50-100 герц) не вызывала существенных изменений напряжения.

С сопротивления RI, включенного в цепь фотоэлемента 0i и не шунтированного емкостью, через соответствующий конденсатор Cj напряжение подается на вход усилителя записи частоного

спектра. В этом случае картина получается обратная только что описанной, TV Q. лампа оказывается заблокированной от изменений напряжения, вызываемых изменением силы звучания.

Разумеется, что выход усилителя У должен быть связан с управляемыми, органами усилителя.

Можно пользоваться также схемой, изображенной на фиг. 4, имеющей всего один фотоэлемент, включенный в плечо сбалансированного (для постоянного тока) мостика. В этом случае один усилитель подключается к зажимам сопротивления одного из плеч моста, шунтированного емэстью, другой, через емкость к сопроти|ению, включенному в диагональ Моста.

I Очевидно, что возможны также и более совершенные способы разделения напряжений от обеих записей (поперечной « интенсивной), например, с применением полосных фильтров.:

Еще раз следует заметить, что управляем1; 1е усилители следует ставить в такой режим, при котором они имели бь1 нормальный коэфициент усиления для некоторой средней или максимальной величины амплитуды звучания.

Помимо ранее перечисленных преимуществ предлагаемого способа целесообразно отметить еще одно преиму щество, а именно то, что ширина полоски записи (на пленке) или бороздки (на химическом носителе) может быть сильно уменьшена.

Предмет изобретения.

1.Способ записи и воспроизведени г звука, отличающийся тем, что при записи отдельно записывают частотный спектр звучания и отдельно амплитуды звучания, а при воспроизведении запись частотного спектра подают на устройство, усиление которого управляется записью амплитуд звучания.

2.Видоизменение .способа по п. 1, отличающееся тем, что запись частотного спектра и запись амплитуд звучания совмещают в одну общую запись путем применения поперечного метода для записи частотного спектра и интенсивного дпя записи амплитуд звучания.

3.При способе по пп. 1 и 2 применение, при записи частотного спектра, усилителя, амплитуда на выходе которого н嫧ависит от амплитуды на входе, и для записи амплитуд звучания-детектирующего устройства.

4.При способе по пп. 1 и 2 применение при воспроизведении звука усилителя, коэфициент усиления которого управляется записью амплитуд звучания.

5.Прием выполнения способа по п. 2, отличающийся тем, что для разделения импульсов поперечной и интенсивной записи применяют цепи, отличающиеся постоянной времени или частотной характеристикой.

||)ИГ.1 жт IхТ I .к U) . Ф йг

фиг. 2