|
Ljudkameran
Ur NKI:s korrespondenskurs i ljudfilmsteknik 1949-61,
författad av Anders Djurberg
Ljudkameran består i första hand av kamerahuset, i vilket filmmatarmekanismen
är inbyggd. Matarmekanismen består av tandhjul, som kan gripa in i
filmens perforering, och ett system av löprullar, över vilka filmen
går. Matarhjulen (tandhjulen) drivs av en elektrisk motor, vanligen en
trefas synkronmotor med en effektförbrukning av ungefär 100 watt. På
vägen genom matarmekanismen passerar filmen över den s. k. svänghjulsrullen,
en löprulle, fast monterad på en axel, i vars andra ände ett kraftigt
dimensionerat svänghjul är anbragt. Det är vid passerandet av denna
rulle, som filmen belyses av de från oscillografen kommande, i ljudtakt
varierande ljusstrålarna.
Utanpå kamerahuset finns två filmmagasin, de s. k. kassetterna. Den ena
innehåller oexponerad film. Den kallas avgivningskassetten. I
den andra uppspolas den från matarmekanismen kommande exponerade
filmen. Den kallas upptagningskassetten.
Vid sidan om den del av kamerahuset, som innehåller matarmekanismen,
befinner sig oscillografen. Den består i regel av en lampa, tonlampan,
vanligen en 25 till 50 watts lampa av billamptyp (4 till 6 volt och 3
till 8 ampere), ett ljusreglerande organ (den egentliga
oscillografen), som drivs av utgångseffekten från slutförstärkaren, och
slutligen en optik, tonoptik eller spaltoptik,
ett linssystem som projicerar det sålunda reglerade ljuset på filmen,
just där den passerar över svänghjulsrullen. Vi kallar denna punkt i
ljudkameran för inspelningsstället.
Ovan
visas en ljudkamera av modern konstruktion. Den är indelad i fyra
kamrar. Av de båda synliga innehåller den vänstra en spegeloscillograf,
den högra filmframmatnings- och utjämningsanordning. I de bakre (ej
synliga) kamrarna finns motor och utväxlingsmekanism för frammatningen.
Kameran är utförd i lättmetall.
Kassetterna är av
pressgjuten bakelit och avsedda för 300 m film. Kamera och kassetter
måste vara konstruerade så, att ej något ljus kommer in på filmen. På
högra locket till kamerahuset finns räkneverk, som visar den exponerade
filmens längd. På manöverpanelen under kameran finns utöver
startanordningar amperemeter för mätning av tonlampsströmmen,
regleringsmotstånd för denna, frekvensmeter samt utstyrningsinstrument.
Innanför panelen finns kamerans förstärkare och nätaggregat.
Den
viktigaste delen i en ljudkamera är otvivelaktigt oscillografen.
Oscillografen skall reagera lika villigt för de högsta som för de
lägsta och alla mellanliggande ljudfrekvenser vi önskar fotografera på
filmen. Detta är ett förhållandevis svårlösligt problem, dock ej det
svåraste vid konstruktionen av en ljudkamera. Betydligt svårare är det
nämligen att åstadkomma jämn gång hos filmen vid inspelningsstället i
kameran.
Ljuduppteckningssystem
Många olika sätt att fotografera ljudet på filmen förekommer. Dock
skall här anmärkas, att intensitets- och transversalmetoderna
representerar de båda grundprinciperna. Övriga metoder för
ljuduppteckning är modifikationer eller kombinationer av dessa båda och
har tillkommit i avsikt att uppnå vissa särskilda ändamål. Vi skall
senare återkomma till dessa.
Vid avspelningen i
tontillsatsen belyses ljudbandet av ett ljusknippe av samma dimensioner
som det, som användes i ljudkameran. Det är således en mycket smal
ljusstrimma av ca 3 mm bredd, som ligger tvärs över ljudbandet. På
andra sidan filmen befinner sig fotocellen. Om den film som avspelas är
av intensitetstyp, kommer det genomsläppta ljuset att hela tiden belysa
en lika stor del av fotocellens känsliga yta, men styrkan av ljuset
varierar med svärtningen på ljudbandet.
Är filmen
däremot av transversaltyp, kommer ljuset på fotocellen hela tiden att
bibehålla samma intensitet, men den svärtade delen av ljudbandet, som
ju varierar i bredd, kommer att mera eller mindre skärma av bredden av
det ljusknippe som träffar fotocellen. Härigenom varierar ytan av den
belysta delen av fotocellen och därmed fotocellens avgivna spänning.
En
förutsättning för god ljudkvalitet är, att man skall kunna uppta och
återge ljudfrekvenser från 30 upp till 8.000 Hz med samma
ljudstyrkeproportioner, som var rådande vid inspelningen. [...]
Oscillografen
Oscillografen
är, som redan nämnts, det organ som förvandlar de på tonbandet
registrerade impulserna till ljusvariationer. Flera olika
oscillograftyper finns, som väsentligt skiljer sig från varandra till
arbetssättet. Flera av dem kan emellertid anordnas för båda
upptagningsmetoderna, transversal och intensitet.
De mest kända oscillograf-typerna följer här med angivande av de
ljudsystem som de kan användas för:
1. Spegeloscillograf — transversal & intensitet
2. Strängoscillograf — transversal & intensitet
3. Glimljusoscillograf — intensitet
4. Kerrcelloscillograf — intensitet
5. Katodstråleoscillograf — transversal & intensitet
Den
numera vanligaste oscillografen — som därtill är den mest lättskötta
och lättkontrollerade — är spegeloscillografen, och det
ljuduppteckningssystem, som av samma skäl är vanligast, är
transversalsystemet.
Spegeloscillograf — enkel
transversalteckning
Vi skall därför först beskriva spegeloscillografen i dess utförande för
transversalljudteckning.
Figur 1
Fig.
1 visar schematiskt en spegeloscillograf för enkel
transversalljudteckning. L är tonlampan, A en kondensorlins, som skall
inställas så, att den avbildar tonlampans glödtråd på
oscillografspegeln S. M är en skärm, s. k. mask, som med sin öppning
släpper igenom ett skarpt avgränsat ljusflöde. B är en lins, som via
spegeln S på spaltskivan C skarpt avbildar den ljusbild som
masköppningen bildar. Spalten D är en smal springa i spaltskivan. O är
spaltoptiken, ett linssystem av ungefär samma sammansättning som ett
mikroskopobjektiv. Optiken O avbildar skarpt spalten D på filmen F, där
denna passerar över svänghjulsrullen, alltså på den punkt vi kallat
inspelningsstället.
Då oscillografen inte
upptecknar något ljud, dvs. i tysta intervaller, befinner den sig i
viloläge. Maskbildens gränslinje skall då skära spalten på mitten.
(Fig. 1 visar alltså oscillografen i viloläge.) Därvid ligger alltså
ena hälften av spalten i skugga, medan den andra hälften är belyst. Om
hela spalten vore belyst så skulle spaltbilden på filmen sträcka sig
tvärs över hela ljudbandet. När halva spalten är skuggad av maskbilden,
sträcker sig spaltbilden endast över hälften av ljudbandet.
Spegeln
S är monterad på ett organ som vrider spegeln, då det utsätts för
elektrisk ström. Den kan t. ex. vara fäst vid ett i tappar lagrat
järnankare, som genom fjädring intar ett bestämt läge, viloläget.
Befinner sig nu tätt bakom ankaret en elektromagnet, t. ex. av det slag
som används i hörtelefoner, så kommer ankaret att vrida sig, när en
elektrisk ström släpps genom magnetspolarna. Därvid vrider sig också
spegeln, så långt fjädringen tillåter - mera, ju starkare den påsläppta
strömmen är.
När spegeln vrider sig, kommer
maskbilden på spaltskivan att flytta sig i spaltens längdriktning, dvs.
den skarpt avgränsade skuggan på spaltskivan rör sig och intar ett
annat läge.
Släpper man växelström genom
elektromagneten kommer skuggan att fara fram och åter längs spalten.
Man säger, att oscillografen gör utslag. Utslagens storlek beror på
styrkan av strömmen i elektromagneten, och deras hastighet och frekvens
följer strömmens växlingar.
Då oscillografen gör
utslag för växelström kommer givetvis spaltbilden på filmen vid
inspelningsstället att växla i längd. När filmen är i rörelse kommer
därvid växelvis större eller mindre del av ljudbandets bredd att
exponeras.
Den här beskrivna ljudteckningen kallas enkel transversal.
Storleken av varje oscillografutslag räknat från viloläget kallas
oscillograf utslagets amplitud.
Vågtopparnas höjd respektive vågdalarnas djup, räknat från den linje,
som bildas då oscillografen står i viloläge (mittlinjen), kallas ljudteckningens
amplitud på filmen.
Transversalteckningen
av en hög ljudfrekvens ter sig i mikroskopet som en kam med
tättsittande, långa och spetsiga tänder. Men vi ser också i
mikroskopet, att tändernas konturer inte är ”skarpa”. De förefaller
ojämna, ja, nästan trasiga. Detta beror på filmens korniga struktur.
Det ljuskänsliga skiktet på filmen, den s. k. emulsionen, innehåller
nämligen korn av finfördelat silver. [...] Ju högre frekvensen är för
det ljud som fotograferas, desto spetsigare blir ”kamtänderna”, och ju
spetsigare dessa är, desto mera förlorar man vid återgivningen av de
höga tonerna på grund av filmens kornighet.
Dubbel transversalteckning
För
att minska nämnda förlust vid höga frekvenser kan man uppdela
ljudbandet i flera skilda transversalteckningar, som tillsammans
skuggar för lika mycket av spalten som en enkel transversalteckning
skulle göra. Därigenom vinnes, att topparna blir kortare och trubbigare
och kornighetens skadliga inverkan således mindre. Man kan emellertid
inte indela ljudbandet i ett större antal ljudteckningar, ty då blir
varje särskild ljudteckning så smal, att kornigheten på nytt börjar
göra sig gällande. Vid lägre frekvens, där kornigheten endast
obetydligt inverkar vid enkel transversal, kommer denna inverkan nu att
bli lika många gånger mera märkbar som antalet skilda ljudteckningar.
Ljudsystem,
som uppdelar ljudbandet i flera skilda ljudteckningar, kallas
multitracksystem. Termen är engelsk och betyder ”mångspårig”.
Figur 2. Till vänster
enkel och till höger dubbel transversalteckning.
Som syns blir den belysta delen lika stor i båda fallen, men vid den
dubbla
transversalteckningen slipper man ifrån de spetsiga ”kamtänderna”.
Ur
flera synpunkter har det visat sig mest praktiskt att uppdela
ljudbandet i endast två skilda ljudteckningar, s. k. dubbel
transversal. I fig. 2 jämförs ljudteckningens utseende vid enkel och
dubbel transversal. Hur spegeloscillografen anordnas för detta system,
framgår av den schematiska framställningen i fig. 3.
Figur 3. Observera
att spegelns vridningsaxel ligger parallellt med spalten
Som
syns är det optiska systemet anordnat på samma sätt som vid enkel
transversalteckning. Skillnaden ligger i maskens utformning och
spegelns vridningsplan. Vid enkel transversal vrider sig spegeln kring
en vertikal axel, emedan ljusbilden på spaltskivan skall förflytta sig
i spaltens längdriktning. Vid dubbel transversal vrider sig spegeln
däremot kring en horisontal axel. Här skall nämligen ljusbilden röra
sig vinkelrätt mot spaltriktningen.
Masken i det
dubbla transversalsystemet täcker kondensorlinsen A. Mitt i masken
finns en triangelformad öppning, vars ena spets är riktad uppåt eller
nedåt. Linsen B avbildar via spegeln denna triangel på spaltskivan. I
viloläget skall triangelbilden på spaltskivan inta ett sådant läge, att
den skärs av spalten mitt emellan basen och toppen. Triangelbildens bas
på spaltskivan skall vara lika lång som spalten. Därvid kommer i
viloläget precis hälften av spalten att vara belyst.
När
spegeln vrider sig flyttar sig maskbilden uppåt eller nedåt. Det ena
ytterläget intar maskbilden, när triangelns bas ligger tätt utmed
spalten, varvid spalten är belyst utefter hela sin längd. Det andra
ytterläget erhålls, när triangelns spets tangerar spalten. Då ligger
hela spalten i skugga.
Utsätts elektromagneten vid
spegeln för växelström, så kommer den lysande triangel, som maskbilden
utgör, att röra sig upp och ned över spaltskivan i takt med strömmens
växlingar. Vad som händer på spaltskivan är i realiteten, att spalten
förmörkas av två skuggor, en från vardera sidan, som rör sig ömsom mot
varandra och ömsom från varandra, allt efter strömväxlingarna i
spegelns elektromagnet. Härav följer att då filmen är i rörelse, en
ljudteckning erhålls, som består av två våglinjer med topparna riktade
mot varandra.
Förvandling till intensitetstecknare
En
spegeloscillograf för dubbel transversal kan lätt omändras för
intensitetsljudteckning. Den enda erforderliga ändringen är nämligen
den, att masken med det triangelformade hålet ersätts med en på
särskilt sätt svärtad glasplatta. Denna glasplatta skall i ena kanten
vara helt ogenomskinlig, varefter svärtningen avtar i riktning mot den
motsatta kanten, tills plattan vid denna kant är klart genomskinlig. En
på så sätt svärtad glasplatta kallas gråkil (se fig. 4).
Figur 4
Studerar
vi nu hur oscillografen fungerar med gråkil i stället för triangelmask,
så finner vi följande: I viloläget kommer gråkilen att avbildas på
spaltskivan i ett sådant läge, att spalten skär gråkilsbilden på
mitten. I detta läge erhåller spalten bara halva den ljusintensitet som
den skulle fått, om ljuset varit oskärmat. Detta motsvarar vid
transversal det läge, då maskbilden skärmar av halva spalten.
I
det ytterläge, där den klara delen av gråkilen avbildas på spalten, får
spalten full ljusstyrka, vilket vid transversal motsvaras av det läge,
då ingen del av spalten är i skugga.
I motsatta
ytterläget skär spalten den mörka delen av gråkilsbilden. Spalten är då
helt förmörkad liksom i det ytterläge vid transversalsystemet, då
maskbilden lägger hela spalten i skugga.
Ljusintensiteten
hos spaltbilden på filmen varierar i samma proportioner som
ljusintensiteten på själva spalten. När filmen är i rörelse kommer
därför olika ställen på ljudbandet att bli olika starkt belysta och
således efter framkallningen att förete ljusare och mörkare partier, se
fig. 2.
I stället för gråkil kan man använda mask.
Denna skall då avskärma halva ljusknippet och placeras så, att dess
kant avbildas parallellt med spalten på spaltskivan. Vidare skall
masken placeras ur fokus, dvs. så nära linsen B, att dess kant avbildas
mycket oskarpt på spaltskivan. Maskbilden får då samma utseende som
gråkilsbilden. Denna art av skugga kallas penumbra. Uttrycket är
härlett från latinet och betyder egentligen ”nästan skugga”. F. ö.
fungerar oscillografen på samma sätt med penumbra som med gråkil.
Spegelns drivsystem
Vi
har nämnt, att oscillografspegeln kan drivas med ett
elektromagnetsystem likt det som förekommer i hörtelefoner. Drivning av
spegeln kan naturligtvis också ske efter vilket som helst annat system,
där elektrisk energi omsätts i rörelse.
Figur 5 (vänster).
Stränggalvanometerns principskiss
Figur 6a & b (mitten och höger). Figuren visar skillanden i
arbetssätt
mellan en spegeloscillograf enligt stränggalvanometerprincipen (a)
och en strängoscillograf (b).
En
vanlig anordning är den, att spegeln är fäst på två fina ståltrådar,
spända i ett starkt magnetfält. En dylik anordning kallas
stränggalvanometer (se fig. 5). De båda trådarna äro egentligen en
tråd, som går fram och åter mellan magnetpolerna och således bildar en
slinga. När slingan genomflyts av en elektrisk ström, strävar trådarna
att röra sig vinkelrätt mot magnetfältets riktning, men eftersom
strömmen har olika riktning i de båda trådarna, strävar dessa åt
motsatt håll (se fig. 6 a). Som man förstår, måste detta förorsaka en
vridning av spegeln. När strömmen ändrar riktning i slingan sker
vridningen åt motsatt håll.
Strängoscillograf
Strängoscillografen
bygger på samma princip som stränggalvanometern men saknar spegel.
Skillnaden mellan denna typ och spegeloscillografen framgår bäst av
fig. 6 a och b, som visar tvärsnitt genom strängarna i magnetfältet,
dels i en spegeloscillograf (fig. 6 a) och dels i en strängoscillograf
(fig. 6 b).
Då strömmen släpps på
oscillografslingan i ena riktningen i en strängoscillograf strävar
strängarna utåt, alltså från varandra, medan de vid motsatta
strömriktningen går mot varandra.
I
strängoscillografen är strängarna flata (tunt fosforbronsband) och
placerade så nära varandra, att de i det ena ytterläget går helt ihop,
medan de i det andra ytterläget lämnar en fri öppning, motsvarande två
strängbredder.
Då avståndet mellan strängarna även
i detta ytterläge endast är en bråkdel av en millimeter kan man vid
utföringsformen för intensitetsteckning använda öppningen mellan
strängarna som spalt och koncentrera ljuset från tonlampan på denna.
Spalten avbildas sedan på vanligt sätt genom spaltoptiken på filmen.
Vid inspelning rör sig strängarna mot och från varandra i takt med
ljudimpulserna. Det ljus som spalten släpper igenom varierar i direkt
proportion till avståndet mellan strängarna.
Skall
strängoscillografen användas för ljuduppteckning enligt
transversalmetoden används vanlig fast spalt. Strängarna placeras på
något avstånd från spalten och avbildas genom en mikroskopoptik skarpt
på spaltskivan, vinkelrätt mot spalten. Avståndet mellan strängarna i
avbildningen på spaltskivan skall i viloläget vara lika med halva
spaltlängden. På så sätt erhålls dubbel transversalteckning.
Glimljusoscillograf
Glimljusoscillografen,
som endast kan användas för intensitetsmetoden, arbetar med en
specialgjord glimljuslampa, som har den egenskapen att dess ljusstyrka
är proportionell mot spänningen över lampan. Glimlampans ljus
koncentreras på en spalt, som avbildas på filmen genom en spaltoptik.
Ljuset kan även koncentreras direkt på filmen utan spalt. Därvid
används en s. k. cylinderlins, som bryter samman ljuset till en smal
strimma.
Kerrcelloscillograf
Kerrcelloscillografen baserar sig på användandet av s. k. polariserat
ljus.
Från
tonlampan koncentreras ljuset mot ett nicol-prisma. På grund av detta
prismas egenskaper kommer ljuset, efter att ha passerat genom detsamma,
att vara polariserat i ett visst plan.
Efter nicol-prismat passerar det polariserade ljusknippet genom
kerrcellen.
Denna
består av en med nitrobenzol fylld glasbehållare, i vilken två
metallplattor är placerade på något avstånd från varandra. Plattorna
står i förbindelse med upptagningsförstärkarens utgångskontakter.
Kerrcellen har samma egenskap som nicolprismat, nämligen att den
polariserar ljuset, men polariseringsplanets läge är beroende av
spänningen mellan metallplattorna i cellen.
När
kerrcellens polariseringsplan sammanfaller med nicolprismats,
genomsläpper den allt det polariserade ljuset. Men om spänningen mellan
kerrcellens plattor ändras så att dess polariseringsplan vrids ur det
läge, där det sammanfaller med nicolprismats polariseringsplan, så
minskas den av kerrcellen genomsläppta ljusmängden. Ju större
vridningsvinkeln är, desto mindre ljus genomsläpper kerrcellen. När
vridningsvinkeln mellan polariseringsplanen nått 90° genomsläpps inget
ljus.
Den genomsläppta ljusmängden är proportionell mot spänningen mellan
plattorna.
Genom
ett linssystem, t. ex. en cylinderlins, koncentreras det av kerrcellen
genomsläppta ljuset i en smal linje på filmens ljudband.
Katodstråleoscillograf
Katodstråleröret,
som fått en så vidsträckt användning för mätändamål, television osv.,
kan även användas som oscillograf vid ljudfilmsinspelning.
För
inspelning enligt intensitetsmetoden anordnas röret på så sätt, att
elektronstrålen från katoden sprids över en större del av
fluorescensskärmen. Den sålunda lysande ytan koncentreras genom ett
optiskt system (t. ex. cylinderlins) på filmens ljudband.
Intensiteten
av ljuset bringas att variera genom variation av spänningen på gallret
i katodstråleröret, som för den skull är anslutet till
upptagningsförstärkarens utgångsida.
Filmens hastighet och exponering
Som
tidigare nämnts är ljudfilmens hastighet 24 bildrutor per sekund.
Delningsavståndet mellan bilderna är 19 mm, dvs. att om inte bilderna
för formatets skull varit avmaskade upptill och nedtill, så skulle de
varit 19 mm höga. Filmens hastighet är således 24 x 19 mm/s = 456 mm/s.
De
största normala rullarna med råfilm i handeln innehåller 300 meter.
Ljudkamerorna är i regel också utrustade med kassetter för denna
filmlängd. En 300 meters filmrulle räcker för 11 minuters
ljudfotografering.
Scener i vanliga spelfilmer
överstiger sällan 10—20 meters längd. Musikscener kan någon sällsynt
gång överskrida 100 meter. Endast vid enbart musikinspelning förekommer
längre tagningar.
Ljudet kan fotograferas på många
olika sätt på filmen, men gemensamt för alla systemen är, att den för
ljudbandet avsedda delen av filmen vid inspelningen belyses av en smal
ljusstrimma, vars längd är lika med ljudbandets bredd (ca 3 mm) och
vars höjd är så liten som möjligt. Av praktiska skäl kan man knappast
få det ljusknippe som träffar filmen smalare än 1/100 mm. Denna smala
ljusstrimma på filmen kallas spaltbilden.
När
kameran är i gång, kommer spaltbilden att exponera ljudbandet i hela
dess bredd. Hur mycket filmen därvid blir exponerad beror dels på
ljusintensiteten hos spaltbilden, dels på exponeringstiden.
Ljusintensiteten kan man välja genom att använda en lämplig lampa i
oscillografen och reglera strömmen till denna medelst ett variabelt
motstånd. Exponeringstiden däremot kan man inte göra någonting åt. Den
är i ljudkameror oerhört kort jämfört med de exponeringstider man är
van att röra sig med vid vanlig fotografering. Den exponeringstid man
har att räkna med är den tid, som en punkt på filmen behöver för att
passera över det belysta fältet. Antar vi, att spaltbilden är 0,01 mm
hög, så blir med en filmhastighet av 456 mm/s exponeringstiden =0,00002
s.
För att filmen skall bli fullt exponerad vid så
kort exponeringstid, fordras givetvis att ljusintensiteten i
spaltbilden är mycket stor. Som regel gäller vid exponering att produkten
av ljusintensitet och exponeringstid är konstant.
Detta innebär, att om man t. ex. minskar exponeringstiden till 1/10,
måste man ha 10 gånger så starkt ljus för att bibehålla samma
exponering.
Någon avvikelse från denna regel
inträffar vid extremt korta exponeringstider (således vid ljudfilm)
samt vid extremt långa exponeringstider (t. ex. vid astronomisk
fotografering eller annan vetenskaplig fotografering).
Det
bör påpekas att den fotografering av ljudet vi nu talat om gäller
överföring av ljudet från magnetisk film till negativ optisk film, ett
mellanskede som är nödvändigt om utsläppskopian skall ha optisk
ljuduppteckning.
UPPTAGNING av LJUDFILM
av chefen för SF:s laboratorium, civilingenjör Hilding
Jakobsson.
ur SF-Nyheter nr 4, 1-7 februari 1943
Det
ljud, som beledsagar SF:s filmer, upptages i apparater byggda av
Aga-Baltic efter Petersen-Poulsens system. Det på filmen synliga
tonspåret framträder som ett klart, naggat, ofärgat band på båda sidor
omgivet av helt svarta partier. Hur uppstår detta, och hur kan ett ljud
komma att representeras av så konstiga krumelurer, som bilden visar?
Schematiskt sett så här:
Det
vi uppfattar som ljud är en vågrörelse i luften, som träffar vår
trumhinna och genom innerörats olika organ omsättes till en
ljudförnimmelse. Om man i stället låter dessa vågor träffa membranet på
en mikrofon, bakom vilken befinner sig en elektromagnet, uppstår genom
membranets svängning i elektromagnetens fält en svag växelström i rytm
med vågrörelsen. Dessa strömvariationer passera en förstärkare. Styrkan
av förstärkningen regleras och anpassas för ytterligare en förstärkare.
Den elektriska impulsen har nu uppnått en sådan kraft, att när den
ledes till en spegelgalvanometer, förmår den vrida spegeln i rytm med
mikrofonmembranets svängning. På galvanometerns spegel projicieras en
W-formad ljusfläck. När spegeln är i viloläge, d. v. s. när membranet i
mikrofonen är stilla, reflekteras ljusfläcken i riktning mot en
filmremsa i en s. k. ljudkamera. I strålvägen befinner sig en smal
springa, spalt, samt en lämplig optik, som möjliggör en skarp
inställning av spalten på filmbandet. Om filmen frammatas i sin
längdriktning erhåller man två smala belysta linjer. När återigen någon
talar mot mikrofonen, uppstår, som tidigare sagts, en pulserande ström,
som slutligen påverkar spegelgalvanometern. När spegeln är i rörelse —
den vrider sig kring sin upphängning — reflekteras den påfallande
ljusfläcken ej längre i axelns riktning utan gör en avvikelse härifrån
uppåt eller nedåt. Dess storlek är beroende av spegelns vridning.
Härigenom varieras utsträckningen av de båda upplysta partierna på
spalten och ge upphov till att de smala, tidigare omnämnda linjerna,
öka eller minska i bredd. Vid upptagning av höga frekvenser, som t. ex.
fiolspel o. dyl., gör spegeln 3,000 a 4,000 svängningar per sekund.
Efter framkallningen av filmen har man således skaffat sig en
fotografisk reproduktion av ljudet ifråga. Återgivningen av detta ljud
sker i omvänd ordning, varvid högtalaren avlämnar det ljud, som
mikrofonen tagit emot.
H. J.
Ljudkameran
av Stellan Dahlstedt
ur Fotografisk handbok, andra upplagan, 1958.
Redaktör Helmer Bäckström
Ljudkameran
är uppbyggd av kamerahus, filmmatningsmekanism med motor och kassetter
samt ljusventil. Kamerahuset, som är gjutet i lättmetall, utgör
monteringsram för de ingående delarna. Motorn är en trefas
synkronmotor, som medelst snäckdrev är kopplad till
filmmatningsmekanismens axlar. Oftast matas filmen av ett enda tandhjul,
vilket passeras av filmen både före och efter tonfönstret. Det är
lättare att åstadkomma en jämn gång med denna metod än om man har
skilda tandhjul före och efter ljudfönstret. I det senare fallet kan
glapp i kugghjul och axlar förorsaka ojämnhet i filmframmatningen,
svajning.
Det är viktigt att tillhållarrullarna,
som håller filmen mot tandhjulet utan att trycka den mot detta, är rätt
justerade. Tillhållarna är monterade på armar, så att de kan svängas ut
från tandhjulen, då filmen skall läggas på eller tas av. Den avgivande
kassetten har en friktionsanordning och den upptagande en
drivanordning, som är friktionskopplad, eftersom filmrullen måste
drivas med varierande hastighet beroende på dess storlek i varje
ögonblick. Dessa friktionsanordningar kan åstadkomma ryckig gång och
måste vara noga justerade.
Vid ljudfönstret passerar filmen en slät utjämningsrulle, på
vars axel det finns ett stort svänghjul.
I drift är denna svänghjulsaxel frigående och drivs endast av filmen.
Filmen får därvid inte vara för hårt spänd, ty då uppstår små
ryckningar i filmen, när perforeringen passerar matarhjulets tänder.
Den får inte heller vara för löst spänd, ty då följer utjämningsrullen
och svänghjulet inte med i rätt hastighet. Vanligen införs fjädrande
rullar på ömse sidor om utjämningsrullen. Hävarmarna för dessa
fjädrande rullar är kopplade till dämpanordningar för att förhindra
pendlingar i gången hos utjämningsrullen. Den största svårigheten vid
konstruktion av ljudkameror är just att åstadkomma en jämn och
svajningsfri gång hos filmen, och de mekaniska anordningar som fordras
för detta drar en stor del av kostnaderna vid tillverkning av
ljudapparatur. I en fullgod ljudkamera bör svajningen understiga 0,1 %,
dvs. hastighetsvariationen får endast vara en tusendel av filmens
konstanta hastighet.
Ljusventilen
Ljusventiler
av de mest skilda slag har använts för ljudkameror. Vanligen används en
sträng- eller en spegeloscillograf, men kerrcellen och glimljuslampan
samt magnetiska oscillografer har också funnit användning.
Ljusventilens uppgift är ju att förvandla de elektriska impulserna till
ljusimpulser, som skall exponera filmen. Ljuset skall träffa filmen i
form av en smal spalt, maximalt 3 mm lång och endast några tusendels
millimeter bred. Detta sker där filmens gång är jämnast, dvs. på själva
tonvalsen.
Spegeloscillografen används huvudsakligen för amplitudmetoden.
I
spaltskivan, som eljest är ogenomskinlig, finns en smal genomskinlig
springa, en spalt. Det ljus, som faller på denna spalt träffar
objektivet, som avbildar spalten på filmen i förminskad skala,
ljudspalten. Den exponerade bredden av ljudspåret bestämmes i varje
ögonblick av hur spaltskivan är belyst. Är den belyst i hela sin längd,
skall ljudspalten vara 1,93 mm lång, och då filmen rör sig, erhålles
ett 1,93 mm brett belyst band. Hur ljusvariationen åstadkommes framgår
av figuren nedan.
Från tonlampan koncentreras ljuset
med en kondensorlins på oscillografens spegel. I ljusvägen sitter
masken, vilken medelst oscillograflinsen avbildas på spaltskivan.
Masken är en tunn skiva av ogenomskinligt material med ett
triangelformat hål. Masken har ett sådant läge att triangelns bas är
parallell med spalten vid avbildningen på spaltskivan. Denna bas väljes
så att den motsvarar den önskade maximala spaltlängden. För att man
skall undvika ljusförluster införs en lins, som samlar spaltens ljus
mot objektivet.
Då oscillografen tillförs en
elektrisk ström, vrids spegeln, och maskbilden på spaltskivan kommer
att förflyttas vinkelrätt mot spalten. Då det inte förekommer något
ljud, intar spegeln sitt viloläge, som är så inställt att triangeln
skäres av spalten mitt emellan basen och toppen. Vid de största utslag,
som kan förekomma, rör sig triangelbilden så långt åt ena sidan att
triangeltoppen tangerar spalten och åt den andra så att triangelns bas
tangerar spalten. I första fallet blir spalten obelyst, och i det
senare är den fullt belyst. Den belysta delen av spalten minskas och
ökas växelvis åt båda hållen, och spaltbilden på filmen växlar på samma
sätt. Resultatet blir ett ljudspår med periodiska insnörningar resp.
utbuktningar, se fig. nedan. Ett dylikt ljudspår kallas dubbelt
amplitudspår. Ett dubbelspår har vissa betydande fördelar i förhållande
till ett enkelspår. Den viktigaste är att man vill undvika alltför
spetsiga taggar i ljudteckningen, vilka ger upphov till distorsion och
förluster i återgivningen.
Vid
de högsta frekvenser som förekommer i ljudfotograferingen ter sig inte
ljudteckningen som mjuka våglinjer utan som spetsiga taggar, som från
ljudbandets mitt skjuter ut åt båda hållen. Ju längre en sådan tagg är
i förhållande till sin tjocklek, desto svårare är det att med den
storlek som silverkornen i emulsionen har bygga upp en riktig bild av
taggens yttersta spets. Det är därför gynnsamt att dela upp
ljudteckningen i flera spår, se fig. ovan. Man kan t. ex. ordna flera
triangelformiga öppningar i masken, se fig. nedan, och erhåller då ett multitrack-ljudspår
(multitrack=mångspårig).
I strängoscillografen
åstadkommes ljusspalten genom två fina strängar, som är spända tätt
intill varandra. Strängarna befinner sig i ett kraftigt magnetfält och
är förbundna till en slinga, så att de rör sig åt motsatt håll, då en
elektrisk ström passerar dem.
När
strängarna rör sig från varandra, vidgar sig spalten, och tvärtom.
Härigenom varierar den ljusmängd, som slappes igenom i proportion till
strömmen, och spalten varierar i hela sin längd i ljusstyrka. Den
avbildas med ett lämpligt objektiv direkt på filmen, där ett intensitetsljudspår
uppstår, se fig. nedan. Man talar i detta fall om ett longitudinalförarande,
eftersom spalten öppnas och slutes i filmens längdriktning.
Strängarna
består av mycket tunna band av t. ex. fosforbrons och är obetydligt
förskjutna i förhållande till varandra för att inte slå ihop vid
eventuellt förekommande stora utslag.
Glimljusoscillografen
grundar sig på glimlampans egenskap att inom ett visst område avge en
ljusmängd, som är proportionell mot strömmen genom lampan. Lampan
tillförs en konstant likspänning, så att den brinner med
medelljusstyrka. Över den konstanta spänningen lagras den tonfrekventa
växelspänningen, varigenom ljusvariationerna uppstår. Ljuset från
lampan koncentreras på filmen medelst en cylinderoptik.
Glimljusoscillografen har använts huvudsakligen i lätta
reportagekameror och torde nu vara nästan helt ur bruk.
Kerrcellen
grundar sig på nitrobensens förmåga att vrida polarisationsplanet för
ljus. Cellen är en glaskyvett, fylld med nitrobensen, vari finns två
platta elektroder på något avstånd från varandra, så att ljuset kan
passera mellan dem. Ljuset från tonlampan måste först linjärpolariseras
i ett nicol-prisma, passerar sedan genom kerrcellen och därefter
ytterligare ett nicol-prisma, anordnat med polarisationsplanet
vinkelrätt mot det första prismats polarisationsplan.
Om
ingen elektrisk spänning finns mellan cellens plattor, stoppas det
polariserade ljuset helt av den andra polarisatorn. Om kerrcellen
däremot tillförs en elektrisk spänning, vrids ljusets polarisationsplan
så att en viss del kan passera den andra polarisatorn. Inom vissa
gränser kan man göra den genomsläppta ljusmängden proportionell mot den
påtryckta spänningen så att anordningen kan utnyttjas för
ljudregistrering på fotografisk väg.
Olika ljuduppteckningssystem
av Arne Holtzberg
ur Elektroteknisk handbok, band 5
Radio, radar, television, ljudteknik
Redaktör Ove Norell
Natur och kultur, Stockholm 1951
Beroende
på ljusmodulatorns konstruktion uppkomma två olika huvudsystem för
ljuduppteckning, vilka benämnas intensitetsmetoden och
transversalmetoden. Vid inspelning efter den första metoden bibehålles
det på filmen projicerade ljusknippets storlek konstant eller i det
närmaste konstant under det att ljusets intensitet varierar. Vid den
senare metoden hålles belysningsintensiteten konstant och ljusknippets
bredd (vinkelrätt mot filmens längdriktning) varieras.
Intensitetsmetoden
Då
man först började inspela ljudfilm enligt intensitetsmetoden, använde
man en glimljuslampa, vars ljusstyrka varierade i takt med den
påtryckta förstärkta mikrofonströmmen. Lampan belyste således med
varierande intensitet en spalt av konstant storlek, vilken genom ett
objektiv avbildades på filmen. Denna metod övergavs dock snart, bl. a.
emedan den erhållna ljusstyrkan visade sig vara för svag.
En
annan metod för intensitetsuppteckning, som företrädesvis användes i
Tyskland, arbetade med den s. k. Kerr-cellen. Kerr-cellen, som består
av en vätskebehållare fylld med nitrobensol eller nitrotoluol, i vilken
två elektroder, vanligen av rent nickel, äro monterade, har den
egenskapen, att, om planpolariserat ljus passerar mellan elektroderna,
polarisationen ändras i takt med en elektrisk spänning, som påtryckes
elektroderna beroende på uppkommande dubbelbrytning i vätskan. Själva
ljusventilen består av en polarisator, en Kerr-cell och en analysator.
Den förstärkta mikrofonspänningen anbringas över elektroderna i
Kerr-cellen och ändringarna i polarisationen komma att föranleda, att
analysatorn genomsläpper mer eller mindre ljus i takt med
spänningsvariationerna. De bägge elektroderna i Kerr-cellen utbildas
till en spalt, som via analysatorn och ett objektiv avbildas på filmen.
Den
anordning, som f. n. mest användes vid intensitetsuppteckningarna, är
den s. k. strängventilen. Strängventilen består av två aluminiumband,
vilka monteras parallellt med varandra i ett magnetfält. Bägge banden
äro fästa över två eggar, varvid bandets längd och den mekaniska
spänningen anpassas så, att egenfrekvensen ligger över den högsta
frekvens man vill registrera med ventilen (ca 8.500 p/s). Strängarna
äro seriekopplade och genomflytas av den förstärkta mikrofonströmmen.
Beroende på den varierande strömmens inverkan på magnetfältet, komma
strängarna att röra sig i takt med strömmens variationer, varigenom
avståndet mellan dem minskas eller ökas. En del av strängarna utbildas
till en spalt, vilken genom ett objektiv avbildas på filmen. I detta
fall kommer spaltens höjd att variera, och metoden är sålunda ej en ren
intensitetsmetod. Approximativt blir emellertid uppteckningen densamma
som om ljusknippet skulle varierat i intensitet. Från början monterades
de bägge metallbanden i samma plan, men då svårigheter uppstodo vid
överstyrning genom att banden slogo tillsammans och ventilen därigenom
skadades, har man övergått till att montera dem i olika plan.
Denna
uppteckningsmetod, som användes av några firmor i Amerika, ställer
stora krav på såväl tillverkningen av apparaturen som kontrollen under
användningen. Strängarna i ljusventilen måste vara noggrant justerade,
så att de ligga vinkelrätt mot filmens rörelseriktning, och vidare är
det nödvändigt att spalten mycket noggrant fokuseras på filmen. Ett
fel, som vidlåder metoden, är, att uppteckningen ej blir fullt korrekt.
Filmens exponering är ju ej endast beroende på ljusstyrkan utan även på
exponeringstiden, och då filmen hela tiden under inspelningen rör sig
förbi ventilen i en riktning, kommer hastigheten hos det ena bandet att
addera sig till filmens hastighet och hos det andra bandet att
subtrahera sig från denna. Resultatet blir att vissa övertoner komma
att uppträda vid återgivningen av filmbandet. Denna störningskälla är
mycket liten vid uppteckningen av låga frekvenser, där ju bandets
hastighet är låg jämfört med filmens, men vid höga frekvenser blir den
märkbar och resulterar i såväl volymminskning som distorsion.
Enligt
ännu en annan metod, den s. k. penumbrametoden, projiceras ljuset på
uppteckningsspalten via spegeln på en spegelgalvanometer, till vilken
senare ljudförstärkaren anslutes (se nedan under transversalmetoden).
Mellan spegeln och spalten inskjutes en skärm på så sätt, att spalten
ligger i halvskugga, därav namnet. Då galvanometern svänger fram och
tillbaka flyttas spalten från ljusare till mörkare halvskugga och
spaltens ljusintensitet kommer på så sätt att variera i takt med ljudet.
Transversalmetoden
Den
uppteckningsmetod, som f. n. mest användes i vårt land, är
transversalmetoden. Principen för denna metod är, att en av en
glödlampa belyst öppning via en på en galvanometer monterad spegel
avbildas på en spalt, vilken i sin tur genom ett objektiv avbildas på
filmbandet. Galvanometern anslutes till ljudförstärkaren och spegeln
tvingas sålunda att svänga i takt med den påtryckta förstärkta
mikrofonströmmen. Spalten, som i jämviktsläget belyses till hälften (se
fig. 3), kommer sålunda att under uppteckningen belysas mer eller
mindre, och resultatet blir, att på filmen avbildas en vågformad linje.
Fig. 3. Schematisk bild av
ljusventil för transversaluppteckning
I
början använde man galvanometrar, som bestodo av ett par fina trådar
fästa mellan två magnetpoler, på vilka spegeln fastklistrades.
Utvecklingen har emellertid framtvingat enklare och mera tillförlitliga
konstruktioner. Numera användas sålunda dels elektromagnetiska, dels
elektrodynamiska spegeloscillografer. I en utföringsform är den
elektromagnetiska oscillografen försedd med ett litet metallankare,
elastiskt upphängt mellan polerna i en magnet. På ankaret fästes
oscillografspegeln. Magnetfältet alstras dels av en fältspole matad med
konstant ström, dels av en spole matad med den förstärkta
mikrofonströmmen. Genom att det av mikrofonströmmen alstrade magnetiska
fältet varierar tvingas ankaret att svänga fram och tillbaka i sin
fattning. Ankaret är försett med gummi-, olje- och
virvelströmsdämpning, och dess egenfrekvens är avstämd till ca 7.000
p/s. — En typ av de moderna elektroynamiska spegeloscillograferna
består av en spole rörlig i ett magnetfält alstrat av en permanent
magnet. Spegeln är fastklistrad på spolen och hela enheten inneslutes i
olja, vilken dels dämpar det svängande systemet, dels tjänar till att
hålla det vid jämn temperatur. Denna senare vidmakthålles automatiskt
konstant med hjälp av en termostatreglerad uppvärmningsanordning.
Fig. 4. Bilateralt ljudspår
Genom
att variera utseendet av den på spalten projicerade ljusfläcken kunna
olika ljudband erhållas. Såsom exempel härpå visas på fig. 4 en
triangelformad ljusfläck, som i stället för att röra sig fram och
tillbaka över spalten rör sig upp och ned. Ljudbandet kommer då, såsom
visas på figuren, att bestå av ett i mitten av ljudbandet löpande
genomskinligt spår, åt bägge håll begränsat av vågformade kurvor. På
grund av att i själva verket två ljudband i detta fall uppstå, benämnes
denna metod den bilaterala metoden. Genom att ljusfläcken utbildas till
två trianglar osv. kunna flera olika spårtyper erhållas.
Uppteckningens kvalitet
Ett
fel, som vidlåder såväl transversal- som intensitetsmetoden är, att
spalten, som fotograferas på filmen, ej kan göras oändligt smal, vilket
teoretiskt sett skulle vara det riktiga. Därav följer, att vid en
korrekt uppteckning spaltbredden måste vara liten jämfört med den på
filmen upptecknade ljudvågens längd. Ljudfilmshastigheten är f. n.
standardiserad till 24 bilder per sekund, vilket motsvarar en
filmhastighet av 0,456 meter i sekunden. En våglängd blir sålunda vid
10.000 p/s 0,0456 mm lång och spalten bör vara betydligt smalare än
detta mått. Å andra sidan avtager givetvis ljusintensiteten med
minskning i spaltbredden, och man måste därför som vanligt vid tekniska
konstruktioner söka finna en kompromisslösning. F. n. användes vid
inspelningen enligt transversalmetoden en spaltbredd av ca 0,01 mm,
vilket sålunda motsvarar fjärdedelen av ovannämnda våglängd samt vid
intensitetsmetoden en något bredare spalt. Det är givet, att denna
spaltbredd ej ger distorsionsfri uppteckning av de höga frekvenserna,
men i allmänhet räknar man ej med att på filmen kunna upptaga högre
frekvenser än ca 8.000 p/s, varför denna olägenhet i praktiken blir
mycket ringa.
Vid ljudfotografering räcker det
emellertid ej att endast taga hänsyn till att de ingående tonerna
avbildas utan frekvensdistorsion. Man måste även tänka på de olika
ljudens inbördes styrkeförhållanden. Utförda mätningar hava visat, att
förhållandet mellan de svagaste och starkaste passagernas effekt i t.
ex. ett orkesterstycke är 1 till 1.000.000. Det svagaste ljud, som kan
inspelas på en film, är givetvis det, som nätt och jämnt överröstar det
brus, som alltid alstras av filmens kornighet, och det starkaste var
till att börja med av tekniska skäl ca 10.000 gånger större och sålunda
långt ifrån tillräckligt.
Ljudkameran
av Arne Holtzberg
ur Elektroteknisk handbok, band 5
Radio, radar, television, ljudteknik
Natur och kultur, Stockholm 1959
En
modern ljudfilmsupptagningsapparat består i huvudsak av två delar,
nämligen det s. k. kontrollbordet, där ljudet så att säga ”tillagas”
(se fig. 1), och kamerabordet, där ljudet fotograferas (se fig. 2).
 |
 |
| Fig.
1. Kontrollbord |
Fig.
2. Ljudkamera |
Kontrollbordet
med tillhörande mikrofoner för ljudupptagningen kan antingen placeras i
ett rum intill upptagningsateljén eller intill scenuppställningen i
själva ateljén, i vilket senare fall ljudingenjören kommer i närmare
kontakt med inspelningen. De från mikrofonerna inkommande kablarna
anslutas på det i fig. 1 visade kontrollbordet till kontakter på
bordets baksida. Såsom synes är bordet uppdelat i tre fält, vardera
avsett för två mikrofoner. De inkommande mikrofonsignalerna förstärkas
först i var sitt förstärkarsteg, passera därefter var sin stegvis
inställbara volymkontroller för att sedan sammanföras två och två till
två efter varandra kopplade variabla filter, avsedda för bas- och
diskantkorrigering. Efter förstärkning i ännu ett steg inmatas
signalerna via en kontinuerligt variabel volymkontroller på en
kompressionsförstärkare. På bordets översida märkas rattar för
manövrering av filter, volymkontroller, kompressionsgrad etc. —
Kompressionsförstärkaren är en tonfrekvensförstärkare, som automatiskt
varierar förstärkningen med de inkommande signalernas styrka i en viss
fastställd proportion och på sådant sätt att en begränsning uppåt av
signalstyrkan erhålles. Härigenom undvikes s. k. överstyrning, som
resulterar i förvrängt och dåligt ljud. Förstärkarens kompressionsgrad
är stegvis inställbar. — De tre kompressionsförstärkarnas utgångar
parallellkopplas och anslutas, till slutförstärkare,
kontrollförstärkare och förstärkare för logaritmisk voltmeter, vilka
samtliga finnas i bordet. Slutförstärkaren matar ljudkameran och
kontrollförstärkaren kontrollhögtalaren eller kontrollhörlurarna. Den
logaritmiska toppvoltmeterförstärkarens utgång är ansluten till ett
speciellt instrument. Den är så konstruerad att instrumentets utslag
alltid är proportionellt mot logaritmen för signalspänningens
maximumvärde. Instrumentet är snabbt nog att följa även relativt korta
toppar, och då det försetts med fördröjd återgång, kommer visaren så
att säga att ”rida på topparna”, vilket i högsta grad underlättar
kontrollen. Kontrollbordet är vidare försett med signalsystem och
lokaltelefon till ljud- och bildkamera. Det stora instrumentet, synligt
mitt på bordets överdel, är toppvoltmetern, de tre små instrumenten
därovanför ange kompressionsgraden hos resp. kompressionsförstärkare,
och det stora instrumentet till höger kan medelst på panelen synliga
strömbrytare inkopplas i olika kretsar för att kontrollera ström- eller
spänningsvärden.
Kamerabordet består dels av själva
ljudkameran, där den fotografiska uppteckningen på filmen äger rum, och
dels av en sockel, i vilken monteras nödvändiga förstärkare jämte
kontrollorgan. Kameran är utrustad med två kassetter, vardera rymmande
300 meter film. Den oexponerade filmen löper från den högra kassetten
(fig. 2) genom en mekanisk utjämningsanordning, över tonvalsen, där den
exponeras, och vidare in i den vänstra kassetten. I den vänstra delen
av kameran är den optiska och elektriska utrustningen monterad. Från en
glödlampa, placerad i en flänsad kåpa, faller ljuset via en mask,
synlig mellan lamphuset och den fyrkantiga lådan på bilden, ett prisma
och en oscillograf på spalten, vilken genom objektivet avbildas på
filmen. Mellan spalten och objektivet placeras ”noiseless”-masken. En
del av det på filmen fallande ljuset reflekteras och utbrytes med hjälp
av en glasskiva vinkelrätt mot strålgången i den på bilden synliga
luppen, varigenom exponeringen på filmen kan visuellt kontrolleras.
Dessutom utbrytes ca 10 % av ljuset och riktas mot en fotocell, vilken
anslutes till en i sockeln monterad avlyssningsförstärkare, som i sin
tur matar en kontrollhögtalare. Normalt ligger denna högtalare kopplad
till den inkommande ledningen från kontrollbordets slutförstärkare, men
då tagning äger rum överkopplas den till avlyssningsförstärkaren,
varigenom kontrollen av ljudet sker omedelbart framför
registreringsstället. — I sockeln finnes även inbyggd en
”noiseless”-förstärkare för matning av ”noiseless”-skärmen. Vidare
märkas tonlampsreostat, instrument för övervakning av tonlampsström,
ljusström, ”noiseless”-ström och glödströmmar, telefon,
ljussignalanordningar etc.
Den kompletta
inspelningsutrustningen består förutom av kontrollbord och kamerabord
av diverse apparater såsom nätaggregat, spänningsregulatorer,
mikrofoner, mikrofonkablar, anordningar för upphängning av mikrofoner,
transportväskor m. m.
Ljudkameran finnes även i
transportabelt och portabelt utförande. Vid det transportabla
utförandet inbyggas vanligen såväl ljudkamera som mixer i en bil,
vilken även utrustas med ackumulatorer och omformare för kamerans och
mixerbordets drift. I bilen medföres även tillräcklig längd av
mikrofonkabel upprullad på kabeltrummor.
I det
portabla utförandet uppdelas ljudkameran på flera enheter. Själva
kameraenheten monteras i en väska, slutförstärkaren i en annan väska,
en eller flera mikrofonförstärkare i en tredje väska, mixerpulpeten i
en fjärde väska etc. Enheterna drivas då vanligen från en portabel
motorgenerator, vilken i sin tur matas från en sats batterier. Givetvis
kan även en transportabel bensingenerator användas.
Noiselessmetoden
för reduktion av brus
av Anders Djurberg
ur Fotografisk handbok, första upplagan, 1942.
Redaktör Helmer Bäckström
Den
störande knäpp, som ett dammkorn ger upphov till, är starkast när det
ligger på en klar del av ljudbandet. Ju mörkare filmen är där
dammkornet ligger, desto svagare blir knäppen vid ljudåtergivningen. Är
filmen ”alldeles svart”, åstadkommer dammkornet ingen förändring av
belysningen på fotocellen, då ju i detta fall intet ljus passerar genom
filmen, och någon störning uppkommer icke.
Ett
ljudband genomsläpper i tysta intervaller hälften av det påfallande
ljuset i ljudprojektorn. När dessa ställen på filmen exponerades befann
sig nämligen oscillografens ljusreglerande organ i viloläge. Vid dessa
”tysta” tillfällen träffas alltså fotocellen av hälften av den totala
ljusmängd, som i ljudprojektorn koncentreras på filmens ljudband.
Därvid alstras ett fotocellbrus, som i och för sig kan vara störande.
Men värre är det, om det finns damm på ljudbandet. Är det en
transversalfilm, så är ljudbandet klart till halva sin bredd. De
dammkorn, som befinna sig på den klara hälften, ge då upphov till ett
knastrande brus, under det att dammkornen på den svärtade delen av
ljudbandet ej höras.
På intensitetsljudband störa
dammkornen över hela ljudbandet, men på grund av att svärtningen i
ljudbandet är så stor, att filmen endast genomsläpper hälften av det
påfallande ljuset, blir den av varje dammkorn alstrade störspänningen
endast hälften av vad den skulle blivit om filmen hade varit klar. I
realiteten blir alltså den av damm alstrade störspänningen lika för
intensitets- och transversalljudband. Intensitetsljudbandet ställer sig
dock ur störningssynpunkt något gynnsammare, i det att störningen är
fördelad på dubbelt så många ”knäppar” som vid transversalmetoden.
Bruset blir därför jämnare och mindre irriterande.
Det finns emellertid en metod att taga bort såväl fotocellbruset som
den av damm och smuts förorsakade störningen, nämligen ” noiseless-metoden”
(noiseless=störningsfri). Denna metod går ut på att ljudbandets
svärtning ständigt skall göras så stor, att det endast genomsläpper så
mycket ljus, som är nödvändigt för reproduktion av den för tillfället
rådande ljudstyrkan.
Vi skola nu se hur
noiselessmetoden tillämpas och börja då med ett ljudband med enkel
transversalljudteckning. Vid A på fig. 1 nedan visar ett sådant
ljudband vid ett tyst intervall. Som synes är halva bandet helt klar.
Det genomsläpper alltså hälften av det påfallande ljuset. Men eftersom
intet ljud förekommer gör detta ljus ingen nytta. Däremot alstrar det
fotocellbrus och gör att damm och smuts på filmen kommer att störa. Vid
detta ställe på filmen skulle ljudbandet mycket väl kunna vara svärtat
över hela sin bredd. Filmen skulle då genomsläppa något ljus, och man
skulle bli befriad från störningarna. Detta är just vad som sker i
noiselessmetoden. Vid B på fig. 1 visas ett enkelt transversalljudband
upptaget med noiseless. Vid upptagningen av detta ljudband har
oscillografen varit försedd med en anordning, som automatiskt skärmat
för det överflödiga ljuset vid tysta intervaller. I praktiken måste man
därvid lämna en smal strimma av klar film intill den ljudtecknande
svärtningskanten, då i annat fall mycket svaga ljud ej skulle komma
fram. Pauser skulle bli onaturligt tysta och verka ”döda”.
Figur 1
Den automatiska avskärmningen drives av en tillsatsförstärkare
till den egentliga upptagningsförstärkaren. Denna tillsats, den s. k.
noiselessförstärkaren, lämnar en likström, som varierar, icke i takt
med ljudsvängar utan i takt med ljudstyrkan. Noiselessförstärkaren är
alltså ett slags likriktare. Den däri alstrade varierande likströmmen
kalla vi noiseless-strömmen.
Vid C och D på fig. 1
ovan visas avskärmningen vid ett par olika ljudstyrkor. Vid E har
ljudstyrkan nått sitt maximum. På analogt sätt kan ljusavskärmningen
ske vid dubbel transversalljudteckning.
Man kan emellertid åstadkomma
noiselessverkan även genom att låta noiseless-strömmen passera genom
oscillografslingan samtidigt
med ljudets växelström. Det viloläge, kring vilket oscillografslingan
svänger, kommer då att vridas åt ena sidan mer eller mindre, beroende
på styrkan av noiseless-strömmen. På så sätt erhåller ett enkelt
transversalljudband det i fig. 2 visade utseendet. Den linje på
ljudbandet, som motsvarar oscillografens viloläge, kallas noll-linjen
(streckad linje i fig. 2). Denna metod kallas därför noll-linjeförskjutning.
Figur 2
Vid
dubbel transversal anordnas noll-linjeförskjutningen så, att
triangelbildens spets nätt och jämt skares av spalten vid tysta
intervaller. När ljudstyrkan ökar, förskjutes viloläget, tills spalten
vid maximal ljudstyrka i viloläget skär triangel bilden på halva
höjden. Fig. 3 visar ljudbandets utseende vid dubbel transversal.
Figur 3
Noiselessmetoden
tillämpas på analogt sätt vid intensitetsljudteckning. Den svärtning på
ljudbandet, som representerar oscillografens viloläge, blir mörkare ju
svagare det ljud är, som skall upptecknas. Mörkast är ljudbandet i
tysta intervaller.
Noiseless-metoden
Ur NKI:s korrespondenskurs i ljudfilmsteknik 1949-61,
författad av Anders Djurberg
För
att nedbringa inverkan av damm, smutspartiklar och slitageskador på
filmen samt uppkomsten av brus från tontillsatsens fotocell har en
metod som benämnes noiseless-metoden införts. Ordet noiseless är
engelska och betyder ”fri från oljud”.
Ju mer ljus
filmen släpper igenom till fotocellen, desto mer gör sig dessa
störningskällor gällande, vare sig det är intensitets- eller
transversalljudteckning.
Fotocellbruset stiger i
direkt proportion till den ljusmängd som träffar fotocellen. En
dammpartikel skärmar av allt det ljus, som träffar den, emedan den kan
anses ogenomskinlig. Vid intensitets film gäller alltså: Ju
starkare det ljus är, som normalt skulle gå igenom filmen, desto större
ljusmängd avskärmar dammkornet, och styrkan av den knäpp som en
partikel åstadkommer i högtalaren är proportionell mot den av partikeln
avskärmade ljusmängden.
Vid transversalsystemet gäller:
Varje dammkorn som ligger på ett klart parti av ljudbandet, åstadkommer
en knäpp av maximal styrka, emedan det ljus den avskärmar är av full
styrka, under det att partiklar som ligger på svärtade delar av
ljudbandet över huvud taget inte hörs.
I sådana
delar av ljudbandet, som återger tysta intervaller, genomsläpper
ljudbandet hälften av det påfallande ljuset i ljudprojektorn. Denna
ljusmängd är tillräcklig både för att åstadkomma ett märkbart
fotocellbrus och för att störande framhäva filmbruset. Det är också
just i tysta intervaller man mest lägger märke till brus, eftersom
andra ljud då inte förekommer. Men eftersom inget ljud förekommer, är
det onödigt med denna relativt starka belysning av fotocellen. Det är
just denna tanke som ligger till grund för en metod att minska film-
och fotocellbruset till ett minimum, den s. k. noiseless-metoden.
Noiselessmetoden
innebär, att oscillografen vid inspelningen så gott som fullständigt
stänger av ljuset vid tysta intervaller. Vid uppteckningen av ett svagt
ljud öppnar den inte för mera ljus, än som är nödvändigt för att
ifrågavarande ljudstyrka obehindrat skall upptecknas. Varken vid
intensitets- eller transversalmetoden behöver oscillografen släppa
igenom mera ljus, än som är nödvändigt för uppteckning av de ”klara”
vågtopparna vid den för tillfället rådande ljudstyrkan. För att lättare
förstå detta betraktar vi fig. 1, som visar ljudband med enkel
transversaluppteckning av ett relativt svagt ljud.
Figur 1
Ljudbandet a är upptaget utan noiseless, medan b
är upptaget med noiseless. I båda fallen äro vågtopparna lika höga. De
åstadkommer vid avspelning lika stora ljusvariationer på fotocellen,
varför ljudet i båda fallen blir lika starkt.
I a, som är upptagen utan noiseless, genomfaller en mängd
onödigt ljus på fotocellen och ger anledning till brus.
I b
har den överflödiga delen av ljuset avskärmats genom en extra svärtning
av filmen. I oscillografen har detta åstadkommits genom en bländare,
som automatiskt ställer in sig efter ljudstyrkan.
Vid återgivning av film b blir ljudet lika starkt som vid film a, men
då film b
på grund av den avskärmande svärtningen inte genomsläpper det onödiga
ljuset till fotocellen, uteblir det störande bruset. Vi har fått en
”brusfri” film, en noiseless-film.
Ljudband c
i fig. 1 visar hur noiselessverkan vid enkel transversal även kan
erhållas genom en förskjutning av hela ljudteckningen ut mot ena
kanten. Denna förskjutning ändrar sig med ljudstyrkan och åstadkoms
därigenom, att oscillograf spegelns elektriska drivorgan inte
genomströmmas endast av den i ljudtakt varierande växelströmmen utan
även samtidigt av en likström, vars styrka varierar i proportion till
styrkan av det ljud som upptas. Denna extra likström, som kallas förskjutningsströmmen,
ar starkast vid tysta intervaller. Då förskjuter den nämligen spegelns
viloläge så långt åt sidan, att endast en obetydlig ljusstrimma
upptecknas i ena kanten av ljudbandet.
Vid
förekomsten av ljud minskar förskjutningsströmmen lagom mycket för att
låta spegeln inta ett för den rådande ljudstyrkan lämpligt läge. Vid
tilltagande ljudstyrka avtar förskjutningsströmmen, tills den vid full
ljudstyrka helt upphör. Då gör spegeln största möjliga utslag åt båda
hållen. Något överflödigt ljus att avskärma finns inte längre, och
således behöver spegeln inte förskjutas.
Denna
noiselessmetod kallas nolllinjeförskjutning, emedan det är det viloläge
eller ”noll-läge”, kring vilket spegeln svänger, som förskjuts.
Förskjutningsströmmen
alstras i en särskild förstärkare, noiselessförstärkaren. Denna är
vanligen sammanbyggd med slutförstärkaren. I sådana fall, då en
särskild bländare för noiseless används i oscillografen, används
förskjutningsströmmen för att dirigera denna.
Vid
intensitetsmetoden försiggår noiselessuppteckning på analogt sätt.
Genom förskjutning av spegeln flyttar sig gråkilsbilden eller penumbran
på spaltskivan, så att den mörkare delen av skuggan ligger över spalten
vid svaga ljud.
En sak som vi alltid måste hålla i
minnet vid studerandet av ljudfotografering är att exponeringen i
ljudkameran skall åstadkomma ett negativ. Det är t. ex. vid
noiselessfilm först i kopian, som ljudbandet uppfyller
noiselessbetingelserna. Negativet har alldeles motsatt verkan. De
partier som på kopian skall vara särskilt mörka eller svärtade till
största delen av ljudbandets bredd, är på negativet särskilt ljusa
eller helt genomskinliga. Vid körning av ett noiselessnegativ är
således bruset starkast vid ”tysta” intervaller.
Olika ljuduppteckningssystem.
Ur en liten skrift som heter
Kinotekniska data, utgiven av AGA ljudfilmsavdelning 1942
Ljudbandet
kallas den del av filmremsan, som är reserverad för ljuduppteckningen.
Ljudbandets bredd och placering på filmremsan är standardiserad.
Utseendet på detta ljudband varierar beroende på metoden vid
ljudfotograferingen. Tonspåret är den eller de teckningar på
ljudbandet, som alstra ljudet. De olika systemen ha många varianter
allt efter konstruktionen av ljudkamerorna.
Av nedanstående tabelluppställning framgå de vanligaste varianterna.
Intensitet
Standardband (Single) Utan noiseless
Standardband (Single) Med noiseless
Standardband (Single) Med noiseless och squeezetrack
Transversal
Standardband (Single) Enkel utan noiseless
Standardband (Single) Enkel med sidonoiseless
Standardband (Single) Enkel med nollinjenoiseless
Standardband (Single) Fler-transversal utan noiseless
Standardband (Single) Fler-transversal med sidonoiseless
Standardband (Single) Fler-transversal nollinjenoiseless
Specialband (ev. kommande)
Push-pull
klass A (ev. B eller AB) med eller utan noiseless av endera typen samt
antingen utförd som transversal eller intensitet, vid sistnämnda
eventuellt även med squeeze-track.
Stereofoniskt
med eller utan noiseless av endera typen samt utförd som transversal
eller intensitet, vid sistnämnda eventuellt även med squeeze-track.
Beteckningarnas betydelse samt kortfattad förklaring härtill lämnas
nedan:
Standardband (Single): Är det nu använda enkla
ljudbandet avsett för avspelning i vanliga apparater med enkel fotocell.
Specialband:
Ljudbandet är här uppdelat i två halvor genom ett smalt svart streck.
Detta ljudband kan sålunda ej avspelas i standardtontillsats utan
fordrar en tontillsats med dubbla fotoceller.
Intensitet: Är beteckning för den
fotograferingsmetod, som bygger på olika stark svärtning.
Transversal:
Är beteckning för den fotograferingsmetod, varvid svärtningens styrka
hela tiden är lika, men den svärtade delens kontur följer ljudvågen.
(Transversalmetoden kallas stundom även amplitudmetoden.)
Fler-transversal: Är en transversaluppteckning med
flera lika tonspår (d, v, s. svärtningslinjer).
Noiseless: Är en beteckning på en automatiskt
erhållen extra svärtning av filmen vid tysta ställen ock avser sänkning
av bakgrundsbruset.
Sidonoiseless : Beteckning för noiseless erhållen
genom en eller flera extra svärtningsränder, som öka i bredd, när tysta
ställen förekomma.
Nollinjenoiseless: Beteckning för noiseless erhållen
genom ökning av tonspårens bredd vid tysta ställen (varvid noll-linjen
sålunda förskjutes).
Squeeze-track:
Är något som principiellt liknar noiseless men skiljer sig härifrån
genom att manövreringen av denna extra svärtning sker manuellt vid
omfotografering efter inspelningen.
Push-pull:
Avser fotograferingsmetod, varvid halva ljudbandet upptecknar ljudet
positivt och den andra halvan negativt. Vid avspelning fordras
speciella push-pulltontillsatser (vilka dock kunna kopplas även för
standardfilm).
Stereofoniskt: Vid
detta system är ljudbandet delat och varje halva försedd med
ljuduppteckning från separat mikrofon. Vid inspelning användas således
två mikrofoner och två förstärkare. Vid återgivning fordras
specialanläggning med två skilda kanaler från fotocell till högtalare,
vilka sistnämnda placeras på var sin sida av duken.
Ljudbandens utseende: Framgår av figurer nedan.
.
Med sänkt brusnivå, som erhålles genom noiseless,
squeeze-track och push-pull ernår man större volymområde,
d. v. s. att skillnaden mellan det lägsta brusfria ljudet och det
starkaste, som kan återgivas med samma volymkontrollinställning, blir
större. Vid litet volymområde drunknar mycket av det för kvaliteten
viktiga svagare ljudet i brus, som uppstår genom repor och ojämnheter i
det ljusgenomsläppande partiet av ljudbandet. Noiseless, squeeze-track
och push-pull i nämnd ordning äro olika steg till utökning av
volymområdet och till höjandet av kvaliteten. En annan fördel med stor
brusfrihet och till följd härav utökat volymområde är att man på
biograferna ej behöver ändra ljudstyrkeinställningen i så stor
omfattning under filmens gång. För att återgiva dessa filmer med
särskilt stort volymområde s. k. Hi-Rangefilmer fordras stor
utgångseffekt och överdimensionerade högtalare.
|
