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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur stereophonischen
Übertragung unter Verwendung von wenigstens vier Aufnahmestellen auf der Aufnahmeseite
und einer gleichen Anzahl von Wiedergabestellen auf der Wiedergabeseite.
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Bei echter Stereophonie sind mehrere getrennte Aufzeichnungs- oder
Übertragungskanäle notwendig. Die wirtschaftlichen Möglichkeiten erfordern meist
eine Beschränkung .auf zwei Kanäle. Die Zweikanalstereophonie kann aber höchste
Qualitätsansprüche nicht befriedigen. Nach bisheriger Auffassung läßt sich die Qualität
der Stereowiedergabe nur durch eine Steigerung der Anzahl der Stereokanäle verbessern.
Damit vergrößert sich aber auch der Aufwand bei der Aufzeichnung und Übertragung.
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Es ist aus der deutschen Patentschrift 819 548 eine Anlage zur Übertragung
stereophoner Schallbilder bekannt, bei der nur ein Übertragungskanal benutzt wird,
über .den die einzelnen Stereosignale unterbrochen und in zeitlicher Aufeinanderfolge
abwechselnd gesendet bzw. empfangen und folgerichtig zerlegt zur Wiedergabe gebracht
werden.
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Außerdem ist aus der deutschen Patentschrift 8l3166 eine Anordnung
zum Zwecke .der Stereophonie bekannt, bei der mindestens zwei Mikrophone in Hochfrequenzschaltung
mit in der Frequenz voneinander abweichenden, durch Kapazitätsänderung frequenz-
oder amplitudenmoduliertenTrägern verwendet werden. Die Träger werden dabei auf
einem gemeinsamen Übertragungskanal übertragen. Diese beiden bekannten Anordnungen
beziehen sich auf eine echte Stereoübertragung, bei der unter Vermeidung einer Mehrzahl
von übertragungskanälen das sogenannte Multiplexverfahren angewandt wird. Der Nachteil
besteht darin, daß sich eine viel zu große Übertragungsbandbreite ergibt, die die
praktische Anwendung weitgehend ausschließt.
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Es ist weiterhin die Übertragung räumlicher Schallfeldstrukturen über
einen Kanal mit Hilfe unterschwelliger Pilotfrequenzen bekannt (»Elektronische Rundschau«,
Nr. 10, 1958, S. 347 bis 349 sowie »Funkschau«, Heft 1, 1959, S. 8, rechte Spalte).
Diese Art von Übertragung geht von der Annahme aus, daß eine Lokalisierung der Schallquellen
auch durch die ausschließliche Übertragung von Intensitätsunterschieden erfolgen
kann. Zur Aufnahme der Schallvorgänge werden daher zwei räumlich dicht benachbarte
Richtmikrophone verwendet. Der Ausgang der beiden Mikrophone wird einem Laufzeitglied
zugeführt, dann zusammengefaßt und einkanalig übertragen. Diese Modulation kann
von jedem üblichen Rundfunkempfänger in der bisherigen Qualität unbeschränkt wiedergegeben
werden. Vor der Zusammenführung wird jedoch von der Tonfrequenzspannung der einzelnen
Mikrophone durch Gleichrichtung die Hüllkurve gebildet, die ein Maß für den zeitlichen
Intensitätsverlauf der von den beiden Mikrophonen aufgenommenen Schallereignisse
darstellt. Diese Hüilkurvenspannungen werden dazu verwendet, über einen Ringmodulator
zwei Pilotfrequenzen in der Amplitude zu steuern. Diese Pilotfrequenzen werden gleichzeitig
mit der Modulation übertragen; ihre Amplituden sind dabei so niedrig gehalten, daß
sie unhörbar bleiben. Am Empfangsort werden die Pilotfrequenzen über Filter auf
der Niederfrequenzseite des Empfängers ausgesiebt und entsprechend verstärkt. Man
benutzt sie als Steuerspannungen, um die Lautstärke räumlich getrennter Lautsprecher
mit Hilfe von Regelverstärkern zu beeinflussen. Der Aufwand dieser übertragungsart
ist sehr hoch, weil für jedes einzelne Miprophon eine eigene Pilotfrequenz vorgesehen
sein muß, wobei jedoch die Wiedergabetreue einer echten stereophonischen Übertragung
ohnehin nicht erreicht werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das eine
geringe Zahl, vorzugsweise nur zwei, Stereokanäle erfordert und auf eine möglichst
wirtschaftliche Weise die Übertragung der Informationen einer größeren Anzahl von
Kanälen gestattet. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Stereosignale von jeweils zwei Aufnahmestellen in Gruppen zu einer Anzahl von Stereokanälen
zusammengefaßt werden, deren Anzahl bei einer geraden Zahl von Aufnahmestellen die
Hälfte, bei einer ungeraden Zahl um einen mehr als die Hälfte beträgt, daß für jede
Gruppe das Intensitätsverhältnis der Stereosignale ihrer Aufnahmestellen in an sich
bekannter Weise auf je einen Piloten aufgeprägt und übertragen wird, daß wiedergabeseitig
von diesen Stereokanälen die Signale lauf entsprechende Gruppen mit jeweils zwei
Wiedergabestellen in entsprechender Gruppierung wie auf der Aufnahmeseite verteilt
werden, in denen .die Energieverteilung durch die Pilotsignale in an sich bekannter
Weise entsprechend dem Intensitätsverhältnis auf der Aufnahmeseite gesteuert wird,
und daß jeder Pilot eine Tonfrequenz ist, die in einem kleinen Teil des Übertragungsbandes
der zugehörigen Gruppe an dessen oberen Ende mitübertragen wird.
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Aus »Funk-Technik« Nr. 22, 1958, S. 746 bis 749 sowie »Radio-Electronics«,
Juli 1959, S. 75 ist das Percival-Übertragungsverfahren für Rundfunkstereophonie
bekannt, bei dem der Hauptträger mit einem kombinierten Signal des tonfrequenten
rechten und linken Kanals frequenzmoduliert wird. Über einen Hilfsträger, der in
einem Seitenband außerhalb des Hauptbandes liegt, wird bei diesem bekannten Verfahren
- vermutlich in Amplitudenmodulation - eine zweite Information, nämlich ein Verhältniswert
der Lautstärkeanteile der beiden tonfrequenten Kanäle, übertragen. Dies bedeutet,
daß für dieLautstärkeinformation ein eigenes Band außerhalb des tonfrequenten Bereiches
beansprucht wird. Abgesehen davon, daß es sich bei dem bekannten Percival-Verfahren
nicht um eine Kombination der echten Mehrkanalstereophonie mit einer Pilottonstereophonie,
wie beim Verfahren nach der Erfindung, handelt, bei dem beispielsweise über zwei
gewöhnliche Stereoübertragungskanäle die Information von vier Aufnahmestellen geleitet
wird, unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung vom bekannten Verfahren
auch dadurch, .daß innerhalb einer Aufnuhmestellengruppe das zugehörige Pilotsignal
nicht außerhalb des tonfrequenten übertragungsbandes der Kanäle der Aufnahmestellen
übertragen werden muß, sondern schmalbandig in einem kleinen Bereich am .oberen
Ende des Übertragungsbandes.
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Dadurch wird ein wesentlicher Teil der Stereoinformation mit kleiner
Kanalzahl übertragen, und zusätzliche Informationen einer Reihe weiterer Stereokanäle
werden über schmale Pilotkanäle übertragen. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung
besteht darin, daß die zusammengefaßten Stereosignale nach einem Multiplexverfahren
über
einen einzigen Multiplexkanal übertragen werden und daß nach
Demodulation des einkanaligen Multiplexsignals wiedergabeseitig die größere Anzahl
von Stereokanälen wieder zur Verfügung steht.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel an Hand des Blockschaltbildes
näher erläutert. Aufnahmeseitig bilden die auf verschiedene Teile der Aufnahmeszene
ausgerichteten Mikrophone MA1 und MA, eine Gruppe, deren Signale auf einem
Stereokanal A zusammengefaßt werden, der an den einen Eingang des Modulators M führt.
Auf der anderen Seite sind entsprechend die Mikrophone MBl und MB., zu einer Gruppe
zusammengefaßt und an den Stereokanal B angeschlossen, der an .den anderen Eingang
des Modulators M führt. Mit einer elektronischen Intensitätsvergleichsschaltung
1A wird in an sich bekannter Weise .das Intensitätsverhältnis der Signale von den
Mikrophonen MA 1 und MA 2 nach den Umhüllenden der Tonspannungen ermittelt,
und dieses Verhältnis wird einem Pilotsignal pa aufgeprägt, indem es z. B. in seiner
Amplitude und/oder Frequenz beeinfiußt wird. Entsprechend wird mit der Vergleichsschaltung
1B das Intensitätsverhältnis zwischen den Signalen von den Mikrophonen
MB, und MB., der anderen Gruppe festgestellt und einem Pilotsignal pb aufgeprägt.
Im Modulator Ni wird aus den Signalen der Stereokanäle A und B sowie
aus den Pilotsignalen pa und pb in üblicher Weise ein Multiplexsignal gebildet,
welches den Sender S aussteuert und von diesem zweikanalig abgestrahlt wird.
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Die Pilotsignale pa und pb sind beispielsweise Tonfrequenzen, die
in bekannter Weise in einem kleinen Teilbereich der Übertragungsbänder der Kanäle
A und B von z. B. je 100 Hz Bandbreite am oberen Ende der Übertragungsbänder mitübertragen
werden.
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Für die Multiplexübertragung eignen sich unter anderem das Zeitmultiplexverfahren
in Form der Pulsamplitudenmodulation (PAM) od. dgl. sowie das Frequenzmultiplexverfahren
mit Hilfsträger. Der Modulator M enthält beim PAM-Verfahren in bekannter Weise einen
Abtaster. Der Sender S ist zweckmäßig ein frequenzmodulierter UKW-Sender. Er überträgt,
falls für das Multiplexverfahren erforderlich, auch die Synchronisierfrequenz.
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Der Empfänger E nimmt das Multiplexsignal auf, und in einem Demodulator
D wird dieses zunächst wieder in seine Komponenten, nämlich die Stereosignale der
Kanäle A und B sowie die Pilotsignale pa und pb aufgetrennt. Beim
PAM-Verfahren ist der Demodulator ein üblicher mit dem Senderabtaster synchronisierter
PAM-Verteiler. Der Kanal A führt an die versetzt oder gestaffelt aufgestellten Lautsprecher
LA, und LA, einer Wiedergabegruppe auf der einen Seite und der Kanal
B an die Lautsprecher LBl und LB.2 einer Wiedergabegruppe auf der anderen Seite.
Die Verteilung der Lautsprecherenergien wird über die zweckmäßig elektronisch arbeitenden
Verteilerschaltungen VA und VB durch die an diese herangeführten Pilotsignale
pa und pb selbsttätig und fortlaufend gesteuert. Bei Bewegungen des Klangbildes
wandert die Energie entsprechend der Intensitätsverteilung auf der Aufnahmeseite
ständig hin und her. Das Ausführungsbeispiel zeigt einen einfachen Fall mit zwei
Stereokanälen und zwei Gruppen von je zwei Mikrophonen bzw. Lautsprechern. Die Zahl
der Kanäle ist auf zwei nicht beschränkt, und die Anzahl der Gruppen sowie der Mikrophon-
bzw. Lautsprecherstellen kann natürlich anders gewählt werden, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. Der Erfindungsgedanke läßt sich auch auf andere echte und
Pseudo-Stereophonieverfahren anwenden. So kann man z. B. die an sich bekannte Verzögerung
und die Phasenbeeinflussung der Signale mit der echten Stereophonie kombinieren.
An Stelle der Laufzeit-Stereophonie kann beispielsweise auch die sogenannte Mitte-Seite-Stereophonie
angewendet werden. Die Stereosignale der Kanäle A und B können auch
getrennt übertragen bzw. aufgezeichnet werden.
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Das Verfahren der Intensitätsverhältnissteuerung mittels Pilotton
ist an sich bereits bekannt. Es wurde bisher zur Erzielung von Pseudostereophonie
verwendet. Die Erfindung besteht dagegen in einer Kombination der echten Mehrkanalstereophonie
mit der Pseudostereophonie und gestattet es, die Wirkung der echten Stereophonie
durch die Pseudostereophonie zu verbessern und zu ergänzen, so daß bereits bei einer
geringen Anzahl von Stereokanälen und entsprechend geringem Übertragungsaufwand
eine sehr hochwertige Stereowiedergabe erzielt wird.