DE2156702A1 - Stereophonisches Wiedergabesystem - Google Patents

Description

.»«in

ί 5. «uv.

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan

Stereophon!schaβ Wiedtrgabeeyetem

Die Erfindung bezieht sich auf stereophonisohe Wiedergabesysteme. ■

Neuerdings wendet man sich immer mehr den Vierkanal-Stereo systemen zu, die mit vier Lautsprechern arbeiten, weiche vom Hörer aus gesehen vorn links, vorn rechte, hinten links und hinten rechts angeordnet sind, um so die gleichen akustischen Eindrücke hervorzubringen, wie sie der Hörer bei Anwesenheit am Übertragungs¹-ort selbst haben würde.

Als die leistungsfähigsten Vierkanal- Stereo systeme gelten die sog. diskreten Systeme, bei denen vier gesonderte Schälle unabhängig voneinander wiedergegeben werden, da sie am besten geeignet sind, den Eindruck unmittelbarer Anwesenheit am Ort des akustischen Geschehens zu vermitteln. Bei diesen Systemen sind jedoch zum Verstärken der vier diskreten Signale vier Verstärker erforderlich, was eine erhebliche Baugröße der Qesamtanlage bedingt und mit einer sehr

hohen

209823/0694

hohen Aufwendigkeit verbunden ist.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein stereophon!Bches Wiedergabe system zu schaffen, da· geeignet ist, praktisch den gleichen akustischen Eindruck des Dabeiseins zu vermitteln wie das Vierkanal-Stereosystem, wobei jedoch nloht mit den vier obenerwähnten Verstärkern gearbeitet wird, sondern mit den üblichen Zweikanal-Stereophonieveratärkern.

Weiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, in einer einfachen und stetigen Weise die Erzielung des Vierkanal-Raumtoneffekt· zu ermöglichen, indem man eioh zu diesem Zweck einer zwischen die beiden Signalkanälen gelegten Impedan» bedient.

Dem besseren Verständnis der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung einiger Aufführungsformen anhand der beigegebenen Zeichnungen. Darin zeigern

Hg. 1 eine Darstellung des Zu stände β der kombinierten Wahrnehmung von Schällen, die von dem erfindungsgemäßen stereophonisehen Wiedergabe^ system wiedergegeben werden}

Jig» 2 bis 4 Blockschaltbilder verschiedener Ausführungsformen der Erfindung» und

Fig. 5 und 6 schemati sehe Darstellungen der Anordnung der Lautsprecher bei den erfindungsgemäSen stereophon!sohen Wiedergabe system.

fe Hg. 1 veranschaulicht den Zustand der kombinierten Wahrnehmung von Schällen, die von dem erfindungigemäßen stereophon!sehen Wiedergabe system erzeugt werden* In der Figur ist der Ort, an dem die kombinierte Sehallwahrnehmung erfolgt, oder der Standort des Hörers mit der Bezugszahl 1 bezeichnet. Falls sich der Ort der Schallwahrnehmung in der Mitte des Raumes 2 befindet, wie dies in JIg. 1 dargestellt ist, so geht der in Kombination wahrzunehmende Schall aus allen Hiohtungen an diesem Ort ein. Es sei nun angenommen, daß die zu kombinierenden Schälle von vier Stellen A,-B, C und D ausgehen. Bezeichnet man diese Schälle mit A, B, C bzw. D, so kann eine umwandlung aus den stereophonisehen Signaleingängen L und R des linken Kanals und des rechten Kanals erfolgen, deren Erzeugung so

Tonstatten

209823/0694

vonstatten geht, daß den Gleichungen

L ■ αΑ + ßB - ßC + aD und R ■ aB + ßA - ßD + oC

Genüge geleistet wird, in denen α und ß als Konstanten behandelt werden, die als Funktion der Frequenz dieser Signale verändert werden können.

Mit anderen Worten, gemäß der Erfindung werden aus den Signaleingängen L und R des linken Kanals und des rechten Kanals an vier verschiedenen Stelleu schließlich Schälle A, B, € und D erzeugt.

In Fig. 2 ist eine erste Aueführungsform des erfindungsgemäßen stereophonisch·!! Wiedergabesystems dargestellt. Diese Ausführ uiigs form weist Eingangsanschlüsse 3 und k auf, an denen die Eingangssignale des linken Kanals bzw. des rechten Kanals zugeführt werden, ferner Verstärker 5 und 6 zum Verstärken des Signals im linken Kanal, Verstärker 7 und 8 zum Verstärken des. Signals im rechten Kanal, ein zwischen die AusgangsanBChlüsse der Verstärker 5 und 7 gelegtes Impedanzglied 9, Lautsprecher 10 und 11, deren Spulen jeweils mit dem einen Ende an den Auegangeanschluß des betreffenden der Verstärker 6 und 8 und mit iem anderen Ende gemeinsam an Erde gelegt sind, sowie Lautsprecher 12 und 13, deren Spulen jeweils mit dem einen Ende ebenfalls an den fusgangsanachluß dee betreffenden der Verstärker 6 und 8 und mit dem anderen Ende über ein Impedanzglied l*t gemeinsam an Erde gelegt sind.

•Sie Impedanzen der Impedanzglieder 9 und -Ik sind durch die Konstanten α und ß bestimmt.

Bei der obigen Anordnung werden die an den Eingangsanschlüssen 3 und k zugeführten Eingangssignal· für den linken Kanal bzw. für den rechten Kanal schließlich durofa die Lautsprecher 10, 11, 12 und 13 vereint, abgesehen von dem Teilverlust oder der Streuung durch die Impedansglieder 9 und I¹K Die Schallpegel V^_Qt ^v^» V₁ und V₁- des. jeweils von dem betreffenden der Lautsprecher 10, 11, 12 und 13 erzeugten Schalls sind wie folgt auszudrücken: V₁₀ = aL + ßR » (a² + ß²)A + 2aßB + (a² - ß²)D V₁₁ = aR + ßL = (a² + ß²)B + 2aßA + (a² - ß²)C

209823/0694

"Γ 2 _a 21₂56702

V₁₂ « aL + ßH « (α _+ ß^£)D - 2aßG + (cT - β^)Α und V₁ « aR + ßL . (a² + ß²)C - 2aßD + (a² - ß²)B ·

Ee liegt auf der Hand, daß sich durch eine geeignete Wahl von α und ß erreichen läßt, daß die zweiten und dritten Glieder in den obigen Gleichungen im Vergleich zu den ersten Gliedern sehr klein ausfallen. Durch eine Anordnung der Lautsprecher 10, 11, 12 und 13 in der in Fig. 5 gezeigten Weise können die Schälle A, B, C und D in bezug auf die Position P mit geeigneten Pegeln wiedergegeben werden.

Insofern α und ü reelle Zahlen sind, läßt sich für den Fall α = fi eine Trennung zwischen linke und rechts nicht erzielen, sondern nur eine Trennung zwischen vorn und hinten. Ist anderseits α = O oder ß = O, so iet eine Trennung zwischen vorn und hintan nicht möglich, sondern nur ein· Trennung zwischen links und rechts. Die Impedanzgliedor y und Ik können in der Weise verstellbar sein, daß- sich α und ß entsprechend der wieder^egebenen Frequenz ändern. Ist hierfür Vorsorge getroffen, ao läßt sich überall um den Abhorpunkt P herum eine, einheitliche akustische Wirkung hervorbringen.

Bei der obigen Ausführungsform dreht es sich insbesondere ua die. Wiedergabe der Eingangesignale für den linken und den rechten Kanal, doch ist natürlich ebensogut auch eine Verarbeitung der üblichen Zweikanal-ätereophoniesignale möglich.

Fig» 3 zeigt eine zweite Auaführungaform der Erfindung. Sie weist Eingänge«nachlüaee zum Zuführen der linken und rechten Signale auf, ferner Verstärker 23 und 2h zum Verstärken des Signals im linken Kanal, Verstärker 25 und 26 zum Verstärken des Signals im rechten Kanal, einen vorderen linken und einen vorderen rechten Lautsprecher 27 und 28, die an den Ausgangsanschluß des betreffenden der Verstärker 2h und 26 gelegt eind, einen hinteren linken und einen hinteren rechten Lautsprecher 29 und 30, die zu einer differentiellen Betriebsweise zwischen die Ausgangsanschlüsse der Verstärker Zh und 26 gelegt sind, und ein Impedanzglied Jl mit einer vergleichsweise hohen Impedanz, das zwischen die Ausgangsanschlüsee der Verstärker 23 und 25 gelegt ist.

Bei dieser Anordnung werden die linken und die rechten EingangBsignale durch die Verstärker 23> 2*f, 25 und 26 verstärkt,

bevor

209823/0694

bevor sie den Lautsprechern 27, 28, 29 und 30 zugeleitet werden. Während dem vorderen linken und dem vorderen rechten Lautsprecher 27 und 28 der Ausgang des betreffenden deT Verstärker 24 und 26 der zweiten Stufe unmittelbar zugeführt wird, gehen dem hinteren linken und dem hinteren rechten Lautsprecher jeweils subtraktive Kombinationen der Yerstärkerausgänge des rechten und des linken Kanals zu. Es ist somit möglich, praktisch die gleichen akustischen Wirkungen hervorzubringen, wie sie bei einem Vierkanal-Stereophoniewiedergäbesystem erzielbar sind. Bei dieser Ausführungsform vermittelt das Impedanzglied 3I eine Teilstreuung des linken Signals nach der Seite des rechten Signals und eine Teilstreuung des rechten Signals naoh der Seite des linken Signals, so daß die Möglichkeit eines starken Rückwärtsstroms duroh die die Verstärker bildenden Transistoren auoh dann nicht besteht, wenn eines der Signale den Wert Hull annimmt. Eine Beschädigung der Transistoren kann daher vermieden werden. Ist zwischen dem linken und dem rechten Kanal keine Impedanz vorhanden, so fließt der Ausgangsstrom aus dem einen Kanal in der Gegenrichtung unmittelbar in den Transistor des Verstärkers der letzten Stufe für den anderen Kanal, wenn das Eingangssignal im anderen Kanal Mull wird. In die»em Fall besteht daher die Gefahr einer Beschädigung des Transistors der letzten Stufe. Auoh wenn jedoch das Eingangssignal des einen Kanals bei der hier beschriebenen Ausführungsform den Wert Null annimmt, streut das Signal des anderen Kanals teilweise in den erstgenannten Kanal. Mit anderen Worten, am Transistor der letzten Stufe kommt es niemals zu einem alleinigen Schwinden des Signals eines der beiden Kanäle, so daß einem Mitziehen des Transistors vollständig vorgebeugt werden kann.

Wegen der Teil streuung des Signals des einen Kanals durch die Impedanz ?1 zum anderen Kanal ist eine Verschlechterung des Trennungsgrades im Ganzen unvermeidlich. Doch läßt sich diese Verschlechterung auf ein Mindestmaß herabsetzen, so daß sie praktisch vernachlässigbar wird, wenn man den Streuungegrad entsprechend festlegt.

Wig. 4 zeigt eine Modifikation der vorauf gegangenen Ausführungsform. Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform

209323/0694

der vordere linke und der vordere rechte Lautsprecher 27 und 28 mit den gleichen Yeretärkerschaltungen gekoppelt sind, die auch für den hinteren linken und für den hinteren rechten Lautsprecher vorgesehen sind, sind der vordere linke und der vordere rechte Lautsprecher 27 und 28 bei dieser Ausführungsform jeweils an eigens vorgesehen· Verstärker 32 und 33 gelegt. Durch diese Anordnung kann die Verschlechterung des Trennungsgrades vollständig ausgeschaltet werden.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung der Lautsprecher ist nioht in einem einschränkenden Sinn aufzufassen. Flg. 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer möglichen Lautspreoheranordnung.

Patentansprüche

209823/0694

Claims (2)

1. Patenten β_ ρ r ü c h e

   (Iy Stereophonisches Wiedergabesystem zur Wiedergabe eines Zweikanal-Stereophoniesignals aus vier Lautsprechern, gekennzeichnet durch
   zwei Eingangsanschlüese (3, k) für die Zuführung des linken beziehungsweise des rechten Kanaleingangs, an den betreffenden der Eingangsanschlüsse (3, 4) gelegte Verstärker (5, 6; 7, 8) für den linken und rechten Kanal und zwischen die Übertregungebahnen der Signale der beiden Kanäle gelegte Impedanzmittel (9)·
2. 2. Stereophonisches Wiedergabeeystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der linke und der rechte Kanaleingang L und R in
   vier Signale aL + ßR, aE + ßL, <XL - ßR und aR - ßL umwandelbar
   sind (worin α und ß· Konstanten bezeichnen), wobei die vier Signale den betreffenden vier Lautsprechern (10, 11, 12, 13) zur Wiedergabe zuführbar sind.

   3· Stereophonisches Wiedergabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der vier Lautsprecher (27» 28, 29» 30)» nämlich der hintere linke Lautsprecher (29) und der hintere rechte Lautsprecher (30) zu einer differentiellen Betriebsweise dieser beiden Lautsprecher (29» 30) zwischen den Verstärker (2*0 für den linken
   Kanal und den Verstärker (26) für den rechten Kanal gelegt sind.

   k. Stereophonischee Wiedergabesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden differentiell miteinander verbundenen Lautsprecher (12, I3) und
   Erde ein Impedanzglied (l^f) gelegt ist.

   209823/0694

   Leerseite