DE2209424B2 - Codiermatrix zur codierung von vier signalen in zwei signalgemische - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Codiermatrix, wie sie Gegenstand der Hauptpatentanmeldung 21 26 432 ist und zur Codierung von vier einer entsprechenden Anzahl von Eingangsanschlüssen zugeführten Ausgangssignalen in zwei, an zwei Ausgangsanschlüssen abgenommene Signalgemische dient, in deren erstem das erste Signalgemisch (L!) vorherrscht und das dritte und vierte Signal (Lb bzw. Rb) mit relativ geringerer Amplitude und gegenseitiger Phasenverschiebung von 90° enthalten sind und in deren zweitem das zweite Signal (Rf) vorherrscht und das dritte und vierte Signal (Lb bzw. Rb) ebenfalls mit relativ geringerer Amplitude und gegenseitiger Phasenverschiebung von 90°, aber vertauschter Phasenfolge, enthalten sind.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in einer Vereinfachung der Codiermatrix hinsichtlich einer Verringerung der Anzahl der benötigten Phasenschieberschaltungen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Anstelle der im vorerwähnten Falle benötigten sechs Allpaß-Phasenschieber braucht die erfindungsgemäße Codierschaltung nur vier solche Phasenschieber, um eine vergleichbare Codierung der vier Eingangssignale in zwei Ausgangssignalgemische durchzuführen. Zwar verwendet die erfindungsgemäße Codierschaltung vier Summierschaltungen anstelle von zwei im vorerwähnten Falle, jedoch sind diese Summierschaltungen einmal einfach aufgebaut, da sie jeweils nur zwei anstatt drei Signale addieren, und außerdem sind zwei zusätzliche einfache Summierschaltungen weit weniger kostspielig als zwei Allpaß-Phasenschieber, die durch die Erfindung eingespart werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsformen im Vergleich zur Codiermatrix gemäß dem Hauptpatent 21 26 432 näher erläutert. Es •'.eigt

F i g. 1 die Codiermatrix gemäß dem Stammpatent,

Fig.2 Vektordiagramme von Signalgemischen zur Erläuterung der Erfindung,

Fig.3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Codiermatrix,

Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Codiermatrix,

F i g. 5 eine weitere Abwandlung der erfindunsgemäßen Codiermatrix,

Fig.6 und 7 Vektordiagramme zur Erläuterung der Codiermatrix gemäß Fi g. 5 und

F i g. 8 ein Aufnahmeschema zur Gewinnung der vier mit Hilfe der erfindungsgemäßen Codiermatrix in zwei Signalgemische umzucodierenden Eingangssignale.

Die in Fig. 1 dargestellte Codiermatrix gemäß dem Hauptpatent (DT-PS 2126 432) bedient sich einer Verschlüsselungstechnik, bei welcher die den vier Tonkanälen entsprechenden vier Signale (die im folgenden mit Lr für »links vorne«, Lt, für »links hinten«, Rr für »rechts vorne« und mit Rb für »rechts hinten« bezeichnet werden) sechs Allpaß-Phasenschieber 2^r> durchlaufen und anschließend im bestimmten Verhältnis zu zwei Signalgemischen Lr und Rt zusammengesetzt werden. Die vier Eingangssignale Lr, Lb, Rb und Rf, die jeweils durch einen Vektor 18,20,22 bzw. 24 dargestellt sind, werden vier Eingängen 10,12,14 und 16 zugeführt. Im allgemeinen versinnbildlicht solch ein Vektor eine Sinuswelle einer bestimmten Frequenz, wobei die Länge des Vektors seine Amplitude und die Richtung des Vektors seinen Phasenwinkel zeigen soll; der Einfachheit halber sind die vier Vektoren hier alle mit gleicher Amplitude und gleicher Richtung dargestellt.

Bei der Codierung werden die Phasenlagen der einzelnen Vektoren durch die Allpaß-Phasenschieber 26, 28, 30, 32, 34 und 36 in der angegebenen Weise verändert. Die Phasenschieber sind so ausgelegt, daß sie alle Frequenzen innerhalb des interessierenden Bereichs (typischerweise den ganzen Hörfrequenzbereich von 20 bis 20 000 Hz) ohne Änderung der Amplitude, jedoch mit unterschiedlicher Phasenverschiebung durchlassen; und zwar setzt sich die Phasenverschiebung zusammen aus einer Bezugs-Phasenverschiebung um den Winkel ψ, die eine Funktion der Frequenz ist, und einer jeweils besonderen Phasenverschiebung, die irgendeinen beliebigen Winkel, typischerweise 45° oder 90°, ausmacht, wie im einzelnen aus Fig. 1 erkennbar ist.

Die Ausgangssignale der sechs Phasenschieber werden mittels zweier Summierschaltungen 38 und 40 zu zwei Signalgemischen kombiniert. Eine Summierschaltung 38 addiert das volle Signal Lr nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 28, mit dem O,7O7fachen des Signals Lb nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 26 und dem O,7O7fachen des Signals Rb nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 30, wodurch am Ausgang 42 ein Signalgemisch wi Lt entsteht. In ähnlicher Weise addiert die Summierschaltung 40 das O,7O7fache des Signals Lb nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 32, mit dem vollen Signal Rf nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 34 und dem O,7O7fachen des Signals Rb h'> nach dessen Durchgang durch den Phasenschieber 36, wodurch am Ausgang 44 ein zweites Signalgemisch Rt entsteht. Die Signalgemische Lrund Ärsind stereokompatibel und können mittels üblicher Zweikanalmedien übertragen oder gespeichert werden. Anhand der Vektordiagramme 46 und 48, welche die Signalgemische Lt und Rt darstellen, läßt sich erkennen, in welche gegenseitige Phasenbeziehung und Amplitudenverhällnisse die Codiermatrix die Vektoren Lr, Lb, Rb und Rr bringt.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Codiermatrix ergibt den Vorteil, daß der linke vordere und der rechte vordere Kanal theoretisch — wie bei einer herkömmlichen Stereo-Schallplatte — vollständig voneinander getrennt sind, während der linke hintere und der rechte hintere Kanal bei der Wiedergabe mehr oder weniger in der Mitte und etwas gestreut zwischen den beiden Lautsprechern erscheinen.

In den Vektordiagrammen 46 und 48 der F i g. 1 ist das jeweils vorherrschende Signal Lr bzw. Rf um 45° bezüglich der schwächeren Signalanteile L_b und Rb phasenverschoben. Als Folge dieser Phasenbeziehung erzeugen die in dem erwähnten Hauptpatent beschriebenen Decodierer einander phasengleiche Ausgangssignaie Lf und Rr sowie Signale Lb und Rb, die ebenfalls zueinander in Phasen sind, jedoch bezüglich der Signale Lr und Rr phasenverschoben sind. Jedoch ist es für die Wiedergabequalität günstiger, wenn alle vier Vektoren Lr, Lb, Rb, und Rr nach ihrer Decodierung phasengleich sind. Bei der nachfolgend erläuterten Codiermatrix gemäß der Erfindung ist dies der Fall. Ferner treten nach der Decodierung keine all zu starken Signale auf, wenn den »seitlichen« Eingängen (z. B. den Eingängen für links vorne und links hinten) des Codierers gleiche Signale zugeführt werden, und es kommt weniger zu Mehrdeutigkeiten bei der Wiedergabe, die dann entstehen können, wenn gleiche Signale in den beiden »vorderen« Kanälen oder in den beiden »hinteren« Kanälen erscheinen.

Die hier zu beschreibende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es zwar für die Codierung wichtig ist, den Phasenunterschied zwischen den Vektoren 0,707 Lb von 90° einzuhalten, für die Decodierung jedoch die gegenseitige Phasenlage der Vektoren Lr und Rr willkürlich gewählt werden kann, wie es Fig. 2 veranschaulicht. Die dort dargestellten Signalgemische Lrund Λτ-können also von irgendeinem Decodierer, der für die Entschlüsselung der in Fig. 1 gezeigten Signalgemische Lt und Rt ausgelegt ist, ebenfalls in zufriedenstellender Weise entschlüsselt werden, und zwar ohne Rücksicht auf die Größe der Winkel <%i und OLi zwischen den Vektoren L/und 0,707 Lb bzw. zwischen den Vektoren Rr und 0,707 Rb. Da die Werte für die Winkel <x (45° in Fig. 1) durch die Phasenschieber 28 und 34 bestimmt werden, kann man durch geeignete Dimensionierung dieser Netzwerke die Vektoren Lrund Rf in eine beliebige Phasenbeziehung zu den anderen beiden Vektoren innerhalb der Gruppe bringen. Eine besonders vorteilhafte Phasenbeziehung erhält man, wenn man beide Winkel λ = 90° macht, so daß im Vektordiagramm Z./ der Vektor Lr mit dem Vektor 0,707 R_b mit dem Vektor 0,707 R_b zusammenfällt. Diese Verhältnisse kann man einfach dadurch erreichen, daß man die Phasenschieber 28 und 34 statt mit einer Phasenverschiebung von ψ +45° mit einer Phasenverschiebung von ψ +90° ausstattet. Die obengenannten Phasenbeziehungen bringen außerdem den Vorteil mit sich, daß man die Verschlüsselung mit nur vier Phasenschiebern durchführen kann und nicht wie bei dem Codierer nach Fig. 1 sechs Phasenschieber braucht.

Den vier Eingängen 60, 62, 64 und 66 des erfindungsgemäßen Codierers gemäß F i g. 3 werden die Eingangssignale L₁, Lb, R_b und Rr zugeführt. Die Eingänge 60 und 64 sind hierbei nicht wie die entsprechenden Eingänge in Fig. 1 direkt mit einem Phasenschieber verbunden, sondern mit einer Summierschaltung 68, die das volle Signal U zu dem O,7O7fachen des Signals Rb addiert. In ähnlicher Weise führen die Eingänge 62 und 66 zu einer zweiten Summierschaltung 70, die das volle Signal Rrzu dem O,7O7fachen des Signals Lb addiert. Der Eingang 62 ist außerdem mit dem Eingang des Phasenschiebers 72 verbunden, der die Phasenlage des Signals Lb um einen Bezugswinkel ψ verschiebt, und der Eingang 64 ist mit dem Eingang eines gleichgcartcten zweiten Phasenschiebers 78 verbunden. Die Ausgänge der Summierschaltungen 68 bzw. 70 liegen an den Eingängen der Phasenschieber 74 bzw. 76, die beide eine realtive Phasenverschiebung von ψ +90° bewirken.

Das volle Ausgangssignal des Phasenschiebers 74 wird in der Summierschaltung 80 mit dem O,7O7fachen des Ausgangssignals des Phasenschiebers 72 addiert, und in ähnlicher Weise wird das volle Ausgangssignal des Phasenschiebers 76 in der Summierschaltung 82 mit dem O,7O7fachen des Ausgangssignals des Phasenschiebers 78 addiert. Durch diese Phasenverschiebung und Zusammensetzung der Signale erscheint an der Ausgangsklemme 84 ein Signalgemisch Lt, welches als Vektorgruppe 88 dargestellt ist, und an der Ausgangsklemme 86 ein Signalgemisch R_T, welches als Vektorgruppe 90 dargestellt ist. Man erkennt, daß die Vektordiagramme 88 und 90 den entsprechenden Vektordiagrammen in F i g. 2 für den Fall gleichen, daß dort der Winkel λ 90° beträgt.

Es läßt sich zeigen, daß nach der Decodierung von Signalgemischen Lt und Rt, die mittels der in Fig. 1 dargestellten Codiermatrix gemäß dem Stammpatent gewonnen worden sind, die beiden Hauptvektoren für die vorderen Kanäle, nämlich Ll und R/ phasenglcich sind und die beiden Hauptvektoren für die hinteren Kanäle, nämlich Lb und Rb zwar ebenfalls einander phasengleich sind, jedoch nicht die gleiche Phasenlage wie die Vektoren L/ und R/ haben. Zwar ist eine solche Phasenbeziehung beim Höreindruck noch tragbar, aber es ist besser, wenn die dominanten Vektoren alle in Phase sind. Diese günstigere Phasenbeziehung erhält man aber bei einer Codierung mit der erfindungsgemäßen Codiermatrix. Es läßt sich nachweisen, daß die Vektordiagramme Li und Wonach der Decodierung als dominante Komponenten die Vektoren ZV bzw. Rb' enthalten, die miteinander in Phase sind und außerdem gleiche Phasenlage wie die dominanten Vektoren im obenerwähnten Fall haben und jeweils von den beiden schwächeren Signalen 0,707 R/ und 0,707 L/ begleitet sind. Ein Vergleich der Vektorgruppen in beiden Fällen ergibt ferner, daß die gleichen schwächeren Komponenten jeweils den gleichen Betrag und innerhalb der Vcklorgruppe jeweils die gleiche gegenseitige Phasenbc/ichung haben. Daher sind die jeweiligen Signale zur richtigen Ansteuerung von gegebenenfalls auf der Wicdcrgabescitc zur weiteren Verbesserung des Riehtungscindruckcs vorgesehenen Logik- und Stcuerschalttingcn geeignet.

Hin weiterer Vorteil der hier beschriebenen Codiermalrix ergibt sich dann, wenn den Eingängen für »links vorne« und »links hinten« gleiche Signale zugeführt WLM(Il-H. Wegen des besonderen Winkels zwischen den Vektoren 0.707 /./ und 0,707 /.,,' im Vektordiagramm für die Wiedergabe »links hinten« ist der resultierende Vektor dieser Gruppe hier größer als im Falle des Hauptpatentes, wo der besagte Winkel 90° beträgt. Es ist ein wesentlicher Vorteil, daß bei der Erfindung das ~> resultierende Signal nicht überstark wird, und aus Symmetriegründen wird auf ähnliche Weise eine übermäßige Stärke des resultierenden Signals für »rechts hinten« vermieden, welches beim Anlegen von jeweils gleichen Signalen an die Eingänge 64 und 66 der

ι« in F i g 3 gezeigten Codiermatrix entsteht.

Die in Fig. 3 gezeigte Codiermatrix hat also gegenüber der gemäß F i g. 1 wesentliche Vorteile: erstens benötigt sie zur Verschlüsselung nur vier anstatt sechs Phasenschieber, wodurch sich ihre Kosten

i^r> verringern; zweitens erzeugt sie codierte Signale, die nach ihrer Decodierung zu phasengleichen dominanten Signalen führen; drittens werden all zu starke Ausgangssignale am Decodierer vermieden, wenn den »seitlichen« Eingängen des Codierers gleiche Signale

-'<> zugeführt worden sind.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Codiermatrix, bei der die Summierung und Phasenverschiebung der vier Eingangssignale aul andere Weise erfolgt. Das an der Eingangsklemme 17C zugeführte volle Signal Lf wird nämlich mit dem O,7O7fachen des an der Eingangsklemme 64 liegender Signals Rb in der Summierschaltung 68 addiert. In der Summierschaltung 70 wird das an der Eingangsklemme 66 liegende volle Signal Rf mit dem O,7O7fachen des an der Eingangsklemme 62 liegenden Signals Lb addiert Die Ausgangssignale der Summierschaltungen 68 und 70 gelangen durch jeweils einen zugeordneten Phasenschieber 74' bzw. 76' und werden jeweils in zugeordneten Summierschaltungen 80' bzw. 82' mit derr O,7O7fachen des Signals Lb bzw. Rb addiert, nachdem diese Signale in zugeordneten Phasenschiebern 72' bzw 78' um ψ +90° phasenverschoben worden sind. Die ar den Ausgangsklemmen 84 und 86 erscheinenden Signale Lrund /?rsind mit den Vektordiagrammen 198 und 20C dargestellt und gleichen den entsprechenden Vektordiagrammen 88 und 90 in F i g. 3 mit der Ausnahme, daß iir Diagramm 198 der Vektor 0,707 K₆ dem Vektor 0,707 L, voreilt, während im Diagramm 88 L_b gegenüber Ri voreilt. Die Lage der Vektoren Lb und Rb in der Diagrammen 200 und 90 ist auf ähnliche Weise vertauscht.

Ein kleiner Nachteil der von der Codiermatrix nacti F i g. 4 gelieferten Signale ergibt sich jedoch daraus, daC wegen der Voreilung des Vektors 0,707 Rb im Diagramn- 198 bezüglich des entsprechenden Vektors im Diagramm 200 dieses »rechte hintere« Signal leicht zu dem »linken vorderen« Kanal hingezogen scheint, wenn die Aufzeichnung stereophonisch über zwei Lautsprecher wiedergegeben wird. Aus Symmetriegründen erscheinl das »linke hintere« Signal in ähnlicher Weise leicht nach rechts hingezogen, wenn die Aufzeichnung stereophonisch abgespielt wird. Während diese Codiermalrix alsc gut geeignete Signalgemische für die Wiedergabe übet vier Lautsprecher erzeugt, ist sie der Codiermatrix nach

mi F i g. 3 etwas unterlegen, wenn die die codierten Signale enthaltende Aufzeichnung über eine zwcikanaligc stcrcophonische Anlage wiedergegeben werden soll.

Obwohl bei den Diagrammen nach F i g. 2 die Werte der Winkel <\| und 1x2 vorzugsweise 90" sind, können fiii

<·' manche ["alle andere Werte, z. B. 0" oder 180" oder aucl· unterschiedliche Werte für <\i und m wünsehenswertci sein.

Die oben beschriebene Technik der Codierung vor

vier Signalen in zwei Signalgemische liefert bei entsprechender Decodierung in vier Wiedergabesignale für die meisten Fälle sehr gute Ergebnisse. Wenn jedoch im Sonderfall einer Schwenkung der Tonquelle bei Anlegen von zwei gleichen Signalen an die Codiereingänge Lf und Ri das Tonereignis genau in die Mitte zwischen die beiden vorderen Kanäle »geschwenkt« werden soll, oder wenn in entsprechender Weise ein Tonsignal genau in die Mitte zwischen die beiden hinteren Kanäle Lb und Rb gelegt werden soll, läßt sich zeigen, daß in diesen beiden Fällen die von der Stereoschallplatte erzeugte Modulation jeweils dieselbe ist, ob nun der Schwenk zwischen den beiden vorderen Kanälen oder den beiden hinteren Kanälen liegt. Daher kann eine gegebenenfalls bei der Decodierung verwendete Logik- und Steuereinrichtung nicht unterscheiden, ob das geschwenkte Tonsignal zu den vorderen Kanälen oder zu den hinteren Kanälen gehört, wodurch sich eine Mehrdeutigkeit ergibt. Durch die Ausbildung der Codiermatrix gemäß F i g. 5 läßt sich diese Mehrdeutigkeit vermeiden und die Qualität der Wiedergabe beträchtlich verbessern.

Den vier Eingangsklemmen 60,62,64,66 der in F i g. 5 dargestellten modifizierten Codiermatrix werden die vier Signale L_f, Lb, Rb und Rf, die als gleichphasige Signale mit gleichen Amplituden gezeichnet sind, zugeführt. Vom vollständigen Signal Lf wird das O,7O7fache des Signals Rb in einer Summierschaltung 68' addiert, deren Ausgang zu einem Phasenschieber 74' führt, welcher eine frequenzabhängige Bezugsphasenverschiebung ψ bewirkt. Das am Eingang 66 liegende vollständige Signal Rf wird zum O,7O7fachen des am Eingang 62 erscheinenden Signals Lb in einer Summierschaltung 70 addiert, deren Ausgang zu einem Phasenschieber 76' führt, der ebenfalls die Bezugsphasenverschiebung ψ bewirkt. Die Signale Lb und Rb gelangen außerdem zu den Phasenschiebern 72' bzw. 78', deren jeder eine Phasenverschiebung von ψ +90° bewirkt. Von dem am Ausgang des Phasenschiebers 74' erscheinenden vollständigen Signal wird in der Sum- <to mierschaltung 80" das O,7O7fache des am Ausgang des Phasenschiebers 72' erscheinenden Signals addiert, so daß an der Ausgangsklemme 84 dieser Summierschaitung ein Signalgemisch Lrerscheint. In ähnlicher Weise wird das vollständige Signal aus dem Phasenschieber 76 in der Summierschaltung 82' mit dem O,7O7fachen des Signals aus dem Phasenschieber 78' addiert. Das hierauf an der Ausgangsklemme 86 erscheinende Signalgemisch ist mit /?7-bezeichnet.

Die Bedeutung der Abänderung der Codiermatrix gemäß Fig.5 gegenüber Fig.4 (nämlich die Umkehrung der Phase der 0,707-Eingänge beiden im oberen Teil des Schaltschemas dargestellten Summierschaltungen) kann anhand einer Anlyse der Phasenbeziehungen der Signale Lt und R_T (Vektordiagramme 238 und 200) erkannt werden. Das Vektordiagramm 238 enthält das Signal Lf (welches zwar in derselben Richtung wie das Eingangssignal Li gezeichnet ist, jedoch in Wirklichkeit um den frequenzabhängigen Winkel ψ gegenüber diesem verschoben ist), ein Signal 0,707 Rh mit wi gegenüber dem gleichnamigen Eingangsvektor entgegengesetzter Richtung und ein Signal 0,707 Lb, welches durch die Wirkung des Phasenschiebers 72' dem Vektor 0,707 Rb um 90° nacheilt. Das Vektordiagramm 200 enthält das Originalsignal /^(gezeichnet in der gleichen ft5 Richtung wie das gleichnamige Eingangssignal), ein damit gleichphasiges Signal 0,707 Lb und ein Signal 0,707 Rt* welches wegen der Wirkung des Phasenschiebers 78' dem Signal 0,707 Lb um 90° nacheilt. Im Interesse einer besseren Wirklichkeitstreue für die Wiedergabe der Aufzeichnung über eine herkömmliche Stereophonische Anlage mit zwei Lautsprechern ist es günstiger, wenn der Vektor 0,707 Lb im Vektordiagramm 200 dem gleichnamigen Vektor im Vektordiagramm 238 nacheilt und wenn der Vektor 0,707 Rb im Vektordiagramm 238 dem gleichnamigen Vektor im Vektordiagramm 200 nacheilt. In dieser Hinsicht ist also die in F i g. 5 gezeigte Codiermatrix vorzuziehen, jedoch profitiert man auch dann noch von wichtigen Vorteilen der Erfindung, wenn man die Phasenlagen der Vektoren vertauscht.

F i g. 6 zeigt, daß der Effekt des »Schwenkens« darin besteht, das Signal zwischen zwei Kanaleingängen aufzuteilen (was mittels eines Spannungsteilers aus zwei gekoppelten Dämpfungsgliedern geschehen kann). In der Mitte des Schwenks wird das Signal genau zu gleichen Teilen zwischen den vorderen Kanälen Lf und Rf bzw. zwischen den hinteren Kanälen Lb und Rb aufgeteilt. Dieser Zustand sei anhand von F i g. 6 näher betrachtet, in der zusätzlich die geschwenkten »mittleren« Signale eingetragen sind. Das vordere, mittlere Signal CV befindet sich mit dem Betrag von 0,707 und in jeweils gleicher Phase als Vektor 254 bzw. 256 in den Vektordiagrammen 238 bzw. 200. Das mittlere hintere Signal Cb ist mit den Beträgen 0,707 auf den linken hinteren und den rechten hinteren Kanal aufgeteilt. Da hiervon wiederum nur ein Bruchteil von 0,707 in den Vektordiagrammen 238 und 200 erscheint, ist in diesen Vektordiagrammen der in Phase mit dem Vektor 0,707 Lt, und dem Vektor 0,707 Rb liegende Bruchteil des Signals Cb jeweils 0,5. In jeder der beiden Vektorgruppen 238 und 200 addieren sich diese beiden Bruchteile zu jeweils dem größeren Vektor 0,707 Cb- Es ist jedoch zu erkennen, daß der Vektor 0,707 Q, in der Gruppe 238 gegenphasig zu dem entsprechenden Vektor in der Gruppe 200 ist. Dies ist ein wichtiges Merkmal des Codierers nach F i g. 5, weil nun das mittlere hintere Signal Cb einen völlig anderen Charakter als das mittlere vordere Signal Cf hat. Die in den beiden Kanälen mit entgegengesetzter Phase auftretenden Signale Q, haben eine vertikale Modulation einer Schallplattenrille zur Folge und ein in dieser Weise aufgezeichnetes Signal kann nicht mit einem monophonischen Plattenspieler wiedergegeben werden oder in einer Mono-Sendung ausstrahlen. Daher sollte man bei Gebrauch der in F i g. 5 gezeigten Codiermatrix die »mittlere hintere« Position vorzugsweise nur für gelegentliche besondere Töne verwenden, z. B. für Nachhall, Bewegung während des Schwenkens usw., und nicht als Position für einen wichtigen Künstler, da man ihn dann bei Sendung der Signale über AM- oder über monophonischen FM-Rundfunk nicht hören würde. Solche Signale sind jedoch bei Wiedergabe über ein stereophonisches oder ein quadrophonisches System voll hörbar, und auch alle anderen Positionen des Künstlers würden zufriedenstellend übertragen werden.

Ein weiteres bedeutungsvolles Merkmal der Codiermatrix ist mit den Vektordiagrammen 256 und 258 der F i g. 7 veranschaulicht. Das Vektordiagramm 256 entsteht dann, wenn man die Vektordiagramme 238 und 200 der Fig. 6 addiert, und das Vektordiagramm 258 entsteht dann, wenn man das Vektordiagramm 252 vom Vektordiagramm 250 subtrahiert. Nach Addition der beiden in F i g. 6 gezeigten Vektordiagramme haben alle Vektoren L_f, L_lh R_b und /feinen Betrag von 1, während das mittlere vordere Signal Ci auf den Betrag 1,414 vergrößert ist. Dies ist genau das, was beim Abspielen

einer stereophonischen Aufzeichnung über ein monophonisches Wiedergabegerät eintritt. Das mittlere hintere Signal Q, wird jedoch wegen der beschriebenen Gegenphasigkeit ausgelöscht. Nach einer Subtraktion der in Fig. 6 gezeigten Vektordiagramme erscheinen wiederum die Vektoren Li, Lb, Rb und Rr mit einem Betrag von 1, jedoch ist diesmal das mittlere hintere Signal Q, auf den Betrag 1,414 vergrößert, während das mittlere vordere Signal O ausgelöscht ist. Die mit den Vektordiagrammen 256 und 258 gezeigten Beziehungen sind besonders wichtig, weil hiermit das Vektordiagramm 256 stärker ist als das Vektordiagramm 258, wenn ein mittleres Signal nur vorne (und nicht auch noch hinten) vorhanden ist, und weil umgekehrt das Vektordiagramm 258 stärker ist, wenn nur ein mittleres hinteres und kein mittleres vorderes Signal vorhanden ist.

Um bei einer Codierung mit der Matrix gemäß F i g. 5 die besten Ergebnisse zu erzielen, ist es beispielsweise nicht ratsam, ein wichtiges Signal wie den Ton von einem Solisten »mitten hinten« anzuordnen, weil dieses Signal bei der Wiedergabe über ein monophonisches Gerät verschwindet oder stark gedämpft wird. Man kann jedoch sehr gut irgendwelche Begleitsignale wie beispielsweise das Geräusch eines rund um den Raum fahrenden Fahrzeugs oder den Klang eines Symphonieorchesters in einem widerhallenden Konzertsaal aufnehmen, wie es schematisch mit Fig.8 gezeigt ist. In diesem Beispiel sind die musikalischen Gruppen vorne innerhalb eines mit der gestrichelten Umrahmung 390 angedeuteten Konzertsaales durch gestrichelte Ellipsen 400 bis 412 dargestellt. Die von diesen Gruppen erzeugten Töne werden von Mikrophonen 416 bis 428 aufgenommen, die in der dargestellten Weise durch Pufferverstärker 430 bis 444 voneinander getrennt sind. Die Mikrophone 416, 418 und 420 sind miteinander und mit dem Anschluß 450 für links vorne verbunden, während die Mikrophone 424,426 und 428 miteinander und mit dem Anschluß 456 für rechts vorne verbunden sind. Der Ausgang des mittleren Mikrophons 422, welches für den Solisten vorgesehen sein kann, speist parallel die beiden mit gleichem Verstärkungsfaktor arbeitenden Verstärker 436 und 438, so daß jeweils gleiche Teile des von diesem Mikrophon ausgehenden Signals an die Klemmen für links vorne und rechts vorne gelangen, wodurch der mittlere vordere Kanal der Aufzeichnung gebildet wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Codiermatrix zur Codierung von vier einer entsprechenden Anzahl von Eingangsanschlüssen zugeführten Signalen in zwei, an zwei Ausgangsanschlüssen abgenommene Signalgemische, in deren erstem das erste Signal (L) vorherrscht und das dritte und vierte Signal (Lb bzw. Rb) mit relativ geringerer Amplitude und gegenseitiger Phasenver- iu Schiebung von 90° enthalten sind und in deren zweitem das zweite Signal (R;) vorherrscht und das dritte und vierte Signal (Lb bzw. Rb) ebenfalls mit relativ geringerer Amplitude und gegenseitiger Phasenverschiebung von 90°, aber vertauschter Phasenfolge, enthalten sind, nach Patentanmeldung 2126 432, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der vierte Eingangsanschluß (60, 64) mit einer ersten Summierschaltung (68) verbunden sind, die das erste Signal (Lf) mit einem geringeren Anteil des vierten Signals (Rb) addiert, daß der zweite und dritte Eingangsanschluß (66,62) mit einer zweiten Summierschaltung (70) verbunden sind, die das zweite Signal (Ri) mit einem geringeren Anteil des dritten Signals (Lb) addiert, daß der Ausgang der ersten Summierschaltung (68) und der dritte Eingangsanschluß (62) über eine Phasenschieberschaltung (72,74), welche die ihr zugeführten Signale gegeneinander um 90° verschiebt, mit den Eingängen einer dritten Summierschaltung (80) verbunden sind, welche das Ausgangssignal der ersten Summierschaltung (68) mit einem geringeren Anteil des dritten Signals (Lb) addiert, daß der Ausgang der zweiten Summierschaltung (70) und der vierte Eingangsanschluß (64) über eine weitere Phasen-Schieberschaltung (76, 78), welche die ihr zugeführten Signale gegeneinander um 90° verschiebt, mit den Eingängen einer vierten Summierschaltung (82) verbunden sind, welche das Ausgangssignal der zweiten Summierschaltung (70) mit einem geringeren Anteil des vierten Signals (Rb) addiert, und daß die Ausgänge der dritten und vierten Summierschaltung (80, 82) mit dem ersten bzw. zweiten Matrixausgang (84 bzw. 86) verbunden sind.

2. ' Codiermatrixs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Summierungsverhältnis der ersten und zweiten Summierschaltung (68, 70) 1 :0,707 beträgt.

3. Codiermatrix nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Summierungsverhältnis der dritten und vierten Summierschaltung (8, 82) 1 :0,707 beträgt.

4. Codiermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der ersten und zweiten Summierschaltung (68, 70) jeweils über einen ersten bzw. zweiten Allpaß-Phasenschieber (74,76) mit je einem Eingang der dritten bzw. vierten Summierschaltung (80, 82) und der dritte und vierte Matrixeingangsanschluß (62, 64) jeweils über einen dritten bzw. vierten Alloaß-Phasenschieber (72, 78) mit dem jeweils anderen Eingang der dritten bzw. vierten Summierschaltung (80, 82) verbunden sind und daß die durch den ersten bzw. zweiten Allpaß-Phasenschieber (74, 76) bewirkte Phasendrehung sich von der durch den dritten bzw. vierten (,5 Allpaß-Phasenschieber (72, 78) bewirkten Phasendrehung um 90° unterscheidet.

5. Codiermatrix nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der dritte und vierte Phasenschieber (72, 78) die Phase der ihnen zugeführten Signale um einen Bezugswinkel (ψ) verdrehen (Fig. 3).

6. Codiermatrix nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem ersten bzw. zweiten Allpaß-Phasenschieber (74, 76) bewirkte Phasendrehung sich von der durch den dritten bzw. vierten Allpaß-Phasenschieber (72, 78) bewirkten Phasendrehung um plus 90° unterscheidet (Fig. 3).

7. Codiermatrix nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem dritten bzw. vierten Allpaß-Phasenschieber (72', 78) bewirkte Phasendrehung sich von der durch den ersten bzw. zweiten Allpaß-Phasenschieber (74', 76') bewirkten Phasendrehung um plus 90° unterscheidet (F i g. 4 und 5).

8. Codiermatrix nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Summierschaltung (68') als geringeren Anteil das O,7O7fache des vierten Signals (Rb) vom ersten Signal (Lf) subtrahiert und daß die dritte Summierschaltung (80') als geringeren Anteil das O,7O7fache des phasenverschobenen (Phasenschieber 72') dritten Signals (Lb) vom Ausgangssignal der ersten Summierschaltung (68') subtrahiert (F i g. 5).

9. Codiermatrix nach Anspruch 7 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Phasenschieber (74', 76') die Phase der ihnen zugeführten Signale um einen Bezugswinkel (ψ) verdrehen.