DE2264023B2

DE2264023B2 - Dekodierer für ein SQ Vierkanal-Matrix-System

Info

Publication number: DE2264023B2
Application number: DE2264023A
Authority: DE
Inventors: Susumu Tokio Takahashi
Original assignee: Sansui Electric Co Ltd
Current assignee: Sansui Electric Co Ltd
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1979-11-08
Also published as: NL7217482A; DE2264023C3; NL161329C; NL161329B; DE2264023A1; US3783192A

Description

Die Erfindung betrifft einen Dekodierer für ein SQ-Vierkanal-Matrix-System zur Bildung von vier in einer bestimmten Phasen- und Amplitudenbeziehung zueinander stellenden Tonsignalen aus zwei Kanalsignalen mit Phasenschiebern und Matrixschaltungen.

Neuerdings sind verschiedene Arven von Matrix-Vierkanalwiedergabesystemen entwickelt worden, bei welchen die ursprünglichen Vierkanalsignale in Zweikanalsignale umgesetzt, die Zweikanalsignale über ein Übertragungsmedium, beispielsweise eine Stereoschallplatte, ein Magnetband oder ein frequenzmoduliertes Stereo-Rundfunkübertragungssystem, einem Dekodierer übermittelt werden, wo sie zu vier Tonsignalen umgesetzt werden, die den ursprünglichen Vierkanalsignalen möglichst entsprechen, und die dekodierten vier Tonsignale vier um einen Zuhörer herum angeordneten Lautsprechern zugeführt werden. Zur Verbesserung der Signaltrennung jeweils zwischen den beiden vorderen und zwischen den beiden hinteren Tonsignalen ist dabei vorgesehen, die Ausgangsverstärker in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der beiden Kanalsignale zu regeln. In diesen Zusammenhang wird auf den Aufsatz »A Compatible Stereo-Quadraphonic (SQ) Record System« im »Journal of the Audio Engineering Society<', September 1971, Seiten 638 bis 646 hingewiesen, in dem die SQ-Anordnung beschrieben ist. Bei dieser Anordnung sind in jedem Kanalsignal ein seitenrichtiges vorderes und zusätzlich im Pegel verminderte hintere Tonsignale enthalten, die zueinander eine Phasendifferenz von 90° aufweisen.

Da der Dekodierer bei dem bekannten SQ-System vier aufwendige Phasenschieber erforderlich macht, ist dessen Aufbau kompliziert und kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dekodierer für ein SQ-System einfachen Aufbaus zu schaffender maximal drei Phasenschieber erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine erste Matrixschaltung zur Bildung des Differenzsignals aus den beiden Kanalsignalen, durch eine zweite Matrixschaltung zur Bildung des Summensignals aus

den beiden Kanalsignalen, durch eine Phasenschieberanordnung zur Einführung einer Phasenverschiebung von 90° zwischen dem Summensignal und dem Differenzsignal, durch ein Subtraktionsglied zur Bildung des linken, hinteren Tonsignals aus den zueinander phasenverschobenen Summen- bzw. Differenzsignalen, und durch ein Addierglied für die Bildung des rechten, hinteren Tonsignals aus den zueinander phasenverschobenen Summen- bzw. Differenzsignalen, wobei das linke vordere Tonsignal durch das linke Kanalsignal und das rechte vordere Tonsignal durch das rechte Kanalsignal gebildet werden.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist der Dekodierer nach Anspruch 5, der zusätzlich zwei regelbare Verstärker zur Verbesserung der Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen enthält.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einem Schaltbild einen Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Dekodierers,

Fig.2A und 2B zeigen Vektordiagramme von Zweikanalsignalen, wie sie bei einem Matrix-Vierkanalsystem verwendet werden, für das der Dekodierer geeignet ist,

F i g. 3A bis 3D zeigen Vektordiagramme von Vierkanalwiedergabesignalen, die von einem herkömmlichen Dekodierer erzeugt werden,

Fig.4A bis 4D zeigen Vektordiagramme von Vierkanal-Wiedergabesignalen, die von einem Dekodierer nach F i g. 1 erzeugt werden,

F i g. 5 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Dekodierers gemäß der Erfindung,

Fig. 6 zeigt eine Modifizierung der Schaltung von Fig. 5,

F i g. 7 zeigt ein Schaltbild eines Phasenschiebers,

F i g. 8 zeigt in einem Diagramm die Phasenverschiebungskennlinie des Phasenschiebers von F i g. 7,

F i g. 9 zeigt in einem Diagramm die Trennungskennlinie zwischen den hinteren Signalen, die man durch Verwendung des Phasenschiebers von F i g. 7 in dem Dekodierer von F i g. 1 erhält,

Fig. 10 zeigt ein Blockschallbild eines modifizierten Dekodierers, mit welchem die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen verbessert werden kann,

Fig. 11 zeigt ein Beispiel der in Fig. 10 gezeigten Verstärker mit variabler Verstärkung,

Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen den Verstärkungen der Verstärker mit variabler Verstärkung gemäß Fig. 10 und der Phasendifferenz zwischen Zweikanalsignalen.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Grundaufbau eines erfindungsgemäßen SQ-Dekodierers sind zwei vordere Lautsprecher SFR und SFL und zwei hinlere Lau'sprecher SRL und SRR so angeordnet, daß sie einen Zuhörer 1 in einem Raum 2 für das Zuhören umgeben, wie dies bei den herkömmlichen Vierkanalwiedergabesystemen bekannt ist Von einem SQ-Matrix-Vierkanalmedium, beispielsweise einer Stereo-Schallplatte, einem Magnetband oder einem frequenzmodulierten Stereoempfänger, werden ein erstes Kanalsignal oder linkes Signal L und ein zweites Kanalsignal oder rechtes Signal R erzeugt, die in einer stereophonen Beziehung stehen. Das linke Signa/ L wird dem Lautsprecher SFL über einen Leistungsverstärker 3 als das Signal FZ/für vorne links zugeführt, während das rechte Signal R dem Lautsprecher SFR über einen Leistungsverstärker 4 als Signal FR' für vorn rechts zugeführt wird. Weiterhin werden das linke und das rechte Signal L bzw. R einer

ί ersten Matrixschaltung 5, die ein Differenzsignal L- R erzeugt, und einer zweiten Matrixschaltung 6 zugeführt, die ein Summensignal L+ R erzeugt Das Summensignal L+R wird durch einen -90° Phasenschieber 7 geführ., wodurch ein Signal erzeugt wird, dessen Phase um 90°

ι» bezüglich des Differenzsignals L-R nacheilt. Das Differenzsignal L-R und das phasenverschobene Summensignal L+R werden gleichzeitig an ein Subtraktionsglied 8, mit Widerständen 9 und 10 gleicher Größe sowie mit einer Umkehrstufe 11, die in Reihe

ι ~> geschaltet sind, und an ein Addierglied 12 mit in Serie geschalteten Widerständen 13 und 14 gleicher Größe angelegt Von der Verbindung zwischen den Widerständen 9 und 10 des Subtraktionsgliedes 8 wird ein Signal RL' für hinten links abgenommen und dem Lautspre-

-Ί) eher SRL über einen Leistungsverstärker 15 zugeführt, während von der Verbindung zwischen den Widerständen 13 und 14 des Addiergliedes. >,2 ein Signal RR' für hinten rechts abgenommen und dem .'.autsprecher SRR über einen Leistungsverstärker 16 zugeführt wird.

2'< Der Zweck des Phasenschiebers 7 besteht darin, eine 90°-Differenz zwischen dem Differenzsignal L— R und den: Summensignal L+R herzustellen. Anstelle des — 90° Phasenschiebers 7 in der Schaltung des Summensignals L+R ist es auch möglich, einen +90°

in Phasenschieber in die Schaltung des Differenzsignals L-R einzusetzen. Der Phasenschieber 7 kann ein +90° Phasenschieber sein, wobei in diesem Fall die Umkehrstufe 11 in das Addierglied 12 geschaltet wird. Alternativ kann ein —90° Phasenschieber in die Schaltung des

Γ) Differenzsignals L-R geschaltet werden, wobei in diesem Fall ebenfalls die Umkehrstufe 11 in dem Addierglied 12 angeordnet wird. Der Phasenschieber 7 ist so ausgelegt, daß er eine bestimmte Phasendifferenz zwischen seinen Eingangs- und Ausgangssignalen über

in dem ganzen Tonfrequenzbei eich gibt.

Der SQ-Dekodierer gemäß F i g. 1 arbeitet folgendermaßen:

Das linke Signal L und das rechte Signal /?, die von einem SQ-Matrix-Vierkanaimedium wiedergegeben

j ι werden, werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

L = FL + 0,7/?/? + 0,7RL < -90°
R = FR + 0,7/?/? < +90° - 0,7 RL

wobei FL, FR, RL und RR die ursprünglichen Vierkanalsignale sind. Die Vektordiagramme der Signale L und R sind in den F i g. 2A bzw. 2B gezeigt.

Von einem herkömmlichen SQ-Dekodierer wieder- y< g^g^bene Tonsignale werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

FLX = FL+ OJRR + OJRL < -90°

FR 1 - FR + OJRR < +90° - 0,7RL

Mi RLX = RL + OJFL < +90° - 0,7 FR

RR 1 = uR + OJFL + OJFR < -90°

Die Vektordiagramme dieser wiedergegebenen Tonsignale sind in den F i g. 3A bis 3D gezeigt.
b·; Die wiedergegebenen Tonsignale FL', FR', RL' und RR', die von dem SQ-Dekodierer gemäß F i g. 1 erzeugt werden, werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

FL' = FL + OJRR -JOJkL

FR' = FR +JOJRR - OJRL

RL' = '/2^L - R -J(L + R)'

= '/2^L -JR -(R +JL) :

= Ui'·XARR + ft. -./'ftf -(JXARR +JFl. + FR)'.

= '/2(2AL < -45° + 1AFL < +45° + I.4ÄÄ < + l 35°)

= RL <-45° + OJFL <+45° + OJFR < + l35°

RR' = Ui''L - R +J(L + RY'

- Ui¹L +JR -(R - il.Y

= Ui'. -j XARl. *■ FL + HR -(-XARl. - JFl. + FR)'

= '/2(2ΛΛ<-45° + 1.4/7. <-45°+ 1,4FR <-135°)

- RR < -45° + 0.7/7. < -45° + 0.7FR < - 135°

Die Vektordiagramme dieser wiedergegebenen Tonsignale sind in den F i g. 4A bis 4D gezeigt. Man sieht, daß die Vektordiagramme der wiedergesehenen vnrrlpren Signale FL' und FR'die gleichen sind, wie die der Signale FL 1 und FR 1, wie sie in den F i g. 3A und 3B gezeigt sind. Aus den Vektordiagrammen der wiedergegebenen hinteren Signale RL' und RR', die in Fig. 4C und 4D gezeigt sind, sieht man, daß die ursprünglichen Signale RL und RR, die darin enthalten sind, in Phase zueinander liegen, obwohl sie bezüglich der ursprünglichen Signale FL und FR, die in den wiedergegebenen vorderen Signalen FL'und FR'gemäß Fig. 4A und 4B enthalten sind, in der Phase um —45° nacheilen. Die Trennung zwischen den wiedergegebenen vorderen Signalen FL' und FR' bezüglich der ursprünglichen vorderen Signale FL und FR sowie die Trennung zwischen den wiedergegebenen hinteren Signalen RL' und RR' bezüglich der ursprünglichen hinteren Signale RL und RR ist so vollkommen wie in dem herkömmlichen Dekodierer.

Obwohl die vorstehende Beschreibung auf der Annahme basiert, daß der in Fig. 1 gezeigte Phasenschieber 7 den Eingangssignalen über dem ganzen Tonfrequenzbereich Phasenverschiebungen eines definierten Betrags erteilt, ist dies in der Praxis mit einem einzigen Phasenschieber nicht möglich.

Um die gewünschten Phaseneigenschaften des SQ-Systems über dem ganzen Tonfrequenzbereich aufrechtzuerhalten, ist es aus diesem Grund vorteilhaft, einen SQ-Dekodierer zu verwenden, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, in der die Schaltelemente, die denen von Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Dekodierer werden die Ausgangssignale aus den Phasenschiebern TB und TC, die so geschaltet sind, daß sie das linke Signal L bzw. das reciite Signal R aufnehmen, als vordere Signale FL' bzw. FR' verwendet und der ersten Matrixschaltung 5 zugeführt Die zweite Matrixschaltung 6 ist für die direkte Aufnahme des linken Signals L und des rechten Signals R vorgesehen.

Die Φ-0° Phasenschieber TB und TC haben die gleiche Phasen-ZFrequenz-Kennlinie, wobei der Betrag der Phasenverschiebung Φ abhängig von der Frequenz variiert Der Φ —90° Phasenschieber TA, der eine um 90° nacheilende Phasenkennlinie bezüglich der Phasenschieber TB und TC über dem ganzen Hörfrequenzbereich hat, ist mit der Ausgangsseite der zweiten Matrixschaltung 6 verbunden. Man sieht, daß zwischen dem Ausgangssignal (L-R) < Φ der ersten Matrixschaltung 5 und dem Ausgar.gssigr.a! (L+ R) < Φ-90° des Phasenschiebers TA über dem ganzen Tonfrequenzbereich eine 90° -Phasendifferenz vorliegt Deshalb

60

65 kann mit dem Dekodierer gemäß F i g. 5 die gleiche Funktion wie mit dem herkömmlichen Dekodierer

Hiirrh VprvypnHtjniT \'QJ} drS! Ph3*»C"5Chicbcrn 1Λ 1 tj

und TC ausgeübt werden. Da in diesem Fall für einen Phasenschieber mehrere Stufen gemäß F i g. 7 erforderlich sind, bietet die Möglichkeit des Weglassens eines Phasenschiebers einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil.

Fig. 6 zeigt eine Modifizierung des in F i g. 5 gezeigten Dekodierers, wobei anstelle der Phasenschieber TS und TC gemäß Fig. 5 ein einziger Φ-0°- Phasc-srhieber TD benutzt wird, der die gleiche Phasenverschiebungskennlinie hat und mit der Ausgangsseite der ersten Matrixschaltung 5 verbunden ist, wodurch man eine 90° Phasenverschiebung zwischen dem Differenzsignal L-R und dem Summensignal L+ R über dem ganzen Tonfrequenzbereich erhält und somit eine perfekte Trennung zwischen den hinteren Signalen RL' und RR' erzielt. Obwohl bei dem Dekodierer gemäß Fig. 6 Phasendifferenzen auftreten, die abhängig von den Frequenzen zwischen den wiedergegebenen vorderen Signalen FL'und FR' und den wiedergegebenen hinteren Signalen AL'und RR' variieren, beeinträchtigen solche Phasendifferenzen die Wiedergabe praktisch nicht.

Der Phasenschieber 7, der bei dem in F i g. 1 gezeigten Dekodierer verwendet wird, kann durch einen in F i g. 7 gezeigten Phasenschieber ersetzt werden, der eine Phasenverschiebungskennlinie hat, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist. Der Phasenschieber von F i g. 7 hat einen Transistor 20, dessen Kollektor und Emitter jeweils über Widerstände an eine Versorgungsquelle + B bzw. an Masse geschaltet ist Parallel zur Kollektor-Erriitter-Strecke ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 21 und einem Widerstat. J 22 vorgesehen. Die Basiselektrode des Transistors 20 ist so geschaltet, daß sie ein Eingangssignal empfängt, d. h. in diesem Fall das Summensignal L+ R, wobei das phasenverschobene Summensignal von der Verbindung zwischen dem Kondensator 21 und dem Widerstand 22 angenommen wird Verschiedene Schaltelemente des in F i g. 7 gezeigten Phasenschiebers sind so ausgewählt daß der Phasenwinkel des Ausgangssignals um —90° bezüglich des Eingangssignals bei einer vorher festgelegten Frequenz /& beispielsweise bei 1 kHz, auf dem Tonfrequenzband verschoben ist Demzufolge ist bei der Frequenz /0 eine 90° Phasendifferenz zwischen dem Summensignal L+R und dem Differenzsignal L—R gegeben, so daß die Trennung zwischen den hinteren Signalen ÄL'und RR'bti der Frequenz /0, wie in Fi g. 9 gezeigt unendlich groß ist Bei einem SQ-Dekodierer, der nur einen Phasenschieber aufweist wie er in F i β. 7

gezeigt ist, ist die Trennung zwischen den wiedergegebenen hinteren Signalen RL' und RR' in einem Frequenzband, das von der vorher festgelegten Frequenz f_a abgesondert ist, unzureichend, was aus Fig. 9 zu ersehen ist. Diese unzureichende Trennung bedingt jedoch keine wesentlichen Schwierigkeiten.

Bei dem SO-System ist sowohl die Trennung zwischen den vorderen Signalen FL' und FR' als auch zwischen den hinteren Signalen RL'nnd /?/?'unendlich, was durch die oben beschriebenen Gleichungen gezeigt ist, wenn man die wiedergegebenen Tonsignale betrachtet, die Trennung /wischen den vorderen und hinteren Kanälen ist jedoch unzureichend. Insbesondere stellt das Übersprechen zwischen den vorderen und hinteren Kanälen im Hinblick auf das Signal vorn in der Mitte, in diesem Fall FL = FR oder im Hinblick auf das Signal hinten in der Mitte, in diesem Fall RL = RR, ein Problem dar.

In Fig. 10 ist ein Dekodierer gezeigt, mit dem die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen des SQ-Dekodierers von F i g. 5 verbessert werden kann und der deshalb als eine bevorzugte Ausfiihrungsform anzusehen ist. Die F i g. 5 entsprechenden Schaltelemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der in Fig. 10 gezeigten Schaltung sind zusätzlich eine dritte Matrixschaltung 25 und eine vierte Matrixschaltung 26 vorgesehen, die das Summensignal L+R bzw. das Differenzsignal L-R erzeugen, und zwar ansprechend auf das linke Signal L bzw. das rechte Signal /?, die den Matrixschaltungen 25 und 26 über Phasenschieber 7B bzw. 7C zugeführt werden. Weiterhin ist ein regelbarer Verstärker 27 mit dem Ausgang der vierten Matrixschaltung 26 verbunden. Die Ausgangssignale aus der dritten Matrixschaltung 25 und aus dem Verstärker 21 sind parallel an ein Addierglied 28, das in Serie geschaltete Widerstände 29 und 30 gleicher Größe hat, sowie parallel an ein Subtraktionsglied 31 angelegt, das Widerstände 32 und 33 gleicher Größe sowie eine Umkehrstufe 36 aufweist, die in Reihe geschaltet sind. Die Tonsignale FL' und FR' werden jeweils von der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 29 und 30 des Addiergliedes 28 und der Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 32 und

33 des Subtraktionsgliedes 31 abgegriffen. Zwischen die zweite Matrixschaltung 6 und den Phasenschieber TA ist ein zweiter regelbarer Verstärker 34 geschaltet. Eine Steuereinheit 35 ist dafür vorgesehen, die Phasenbeziehung zwischen dem linken Signal L und dem rechten Signal R festzustellen und um erste und zweite Steuerausgangssignale EC \ und EC2 zu bilden. Das erste Steuersignal ECl wird dem ersten Verstärker 27 zugeführt, um dessen Verstärkung /zu steuern, während das zweite Steuersignal EC2 dem zweiten Verstärker

34 zugeführt wird, um dessen Verstärkung b zu steuern. Wenn der erste und zweite Verstärker 27 bzw. 34 sowie die Steuereinheit 35 weggelassen werden, arbeitet der in Fig. 10 gezeigte Dekodierer genauso wie der von Fig. 5.

Wie vorstehend beschrieben, besteht der Zweck der Steuereinheit 35 darin, die Phtsenbeziehung zwischen dem linken Signal L und dem rechten Signal R festzustellen. Die Steuereinheit 35 kann einen Phasendiskriminator für die Feststellung der Phasendifferenz zwischen dem linken Signal L und dem rechten Signal R oder einen Pegelkomparator umfassen, der die Phasenbeziehung zwischen dem linken und rechten Signal entsprechend dem Unterschied in den Pegeln der Summen- und Differenzsignale dieser beiden Signale feststellt. Ein solcher Phaseiidiskrintinatur oder ein Pegelkomparator dieser Art ist in der Patentanmeldung P 22 52 132.0 beschrieben.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Verstärkung /des > ersten Verstärkers 27 auf »I« eingestellt, wenn die Phasendifferenz zwischen dem linken und dem rechten Signal L bzw. R im Bereich von -90° bis +90" liegt, während die Verstärkung fcdes zweiten Verstärkers 34 so eingestellt ist, daß sie in einem Bereich zwischen 0

in und 1 liegt. So entspricht beispielsweise der Fall, bei welchem die Phasendifferenz 0 ist. einem Zustand, bei dem das linke Signal /. und das rechte Signal R nur die Signale vorn in der Mitte enthalten, also FL=FR. In diesem Fall ist die Verstärkung b des zweiten

ι -, Verstärkers 34 so eingestellt, daß sie etwa gleich 0 ist, so daß die Ausgangssignale der zweiten Matrixschaltung 6 im wesentlichen gesperrt werden. Die Beziehung zwischen den Pegeln der Summen- und Differenzsignale bei diesem Zustand wird ausgedrückt durch

L + r\

L - R\.

Wenn die Phasendifferenz zwischen dem linken Signal L und dem rechten Signal R in einem Bereich von + 90° bis +270° liegt, liegt der Verstärkungsgrad ödes

?-> zweiten Verstärkers 34 bei 1, während die Verstärkung / des ersten Verstärkers 27 im Bereich zwischen 0 und 1 liegt. So entspricht ein Fall, bei welchem die Phasendifferenz +180° ist, dem Fall, bei welchem das linke Signal L und das rechte Signal R nur das Signa!

in hinten in der Mitte enthalten, also RL=RR. Unter diesen Bedingungen ist die Verstärkung / des ersten Verstärkers 27 im wesentlichen auf 0 eingestellt, so daß die Ausgangssignale der vierten Matrixschaltung 26 gesperrt werden. Die Beziehung zwischen den Pegeln

r> der Summen bzw. Differenzsignale unter dieser Bedingung wird durch die Ungleichung ausgedrückt

I L + RI < I L - RI.

Der Aufbau des ersten und zweiten Verstärkers 27 bzw. 34 wird kurz unter Bezugnahme auf das Schaltbild von F i g. 11 beschrieben. Da beide Verstärker den gleichen Aufbau haben, wird nur einer von ihnen beschrieben. Der dargestellte Verstärker enthält einen Transistor 40 und einen Feldeffekttransistor 41, der als

•n variabler Widerstand wirkt und parallel zu dem Emitterwiderstand 42 liegt. An der Torelektrode des Feldeffekttransistors 41 liegt eine vorher festgelegte Vorspannung, beispielsweise +13 V, aus einer Vorspannungsschaltung an, so daß die Verstärkung des

~>o Transistors 40 auf »1« eingestellt ist.

Eine wie gezeigt gepolte Diode 43 ist zwischen die Torelektrode des Feldeffekttransistors 41 und die Ausgangsklemme der Steuerschaltung geschaltet, die das Steuerausgangssignal ZfCerzeugt Die Steuereinheit 35 ist so gebaut, daß die Steuersignale EC1 und EC2 die gleiche Spannung haben, beispielsweise +13V, wenn die Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen L und R gleich 90° ist Für diesen Fall ist bei diesen Bedingungen das Steuersignal FC aus der Steuereinheit zu der Torspannung des Feldeffekttransistors 41 im Gleichgewicht, so daß die Verstärkung des Transistors 40 bei 1 gehalten wird. Wenn die Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen L und R im Bereich zwischen -90° und +90° liegt, ändert sich das Steuersignal £C1 stark in positiver Richtung, von +13 V aus, jedoch wird eine solche Spanr.ungsändening durch die Diode 43 davon abgehalten, zu der Torelektrode des Feldeffekttransistors 41 zu

Dementsprechend wird die Verstärkung des Transistors 40 nicht geändert. Andererseits ändert sich das Steuersignal EC2 aus der Steuereinheit 35 stark in negativer Richtung von + 13 V aus. Diese Spannungsänderung in der negativen Richtung wird auf die Torelektrode des Feldeffekttransistors 41 durch die Diode 43 übertragen. Dadurch wird die Vorspannung an der Torelektrode unter +13V verringert, so daß die Verstärkung des Transistors 40 unter den Wert I sinkt. Daraus ergibt sich, daß sich die Verstärkungen /und b des ersten bzw. des zweiten Verstärkers 27 bzw. 34, wie in F i g. 12 gezeigt ist, ändern.

Der in Fig. 10 gezeigte Dekodierer arbeitet folgendermaßen:

Wenn die Phasendifferenz zwischen dem linken Signal L und eiern rechten Signal R 0° beträgt, d. h. wenn beispielsweise nur Signale vorn in der Mine vorliegen, sind die Verstärkungen /und fr des ersten und zweiten Verstärkers 27 bzw. 34 auf 1 bzw. 0 eingestellt. Als

t_tflCLtyillK? VTLIULII LJlL «_J ICHui\, e_# ui iu ii uij ViI^

wiedergegebenen vorderen Signale FL' und FR' verwendet. Da andererseits das Ausgangssignal L-R aus der ersten Matrixschaltung 5 im wesentlichen 0 ist und das Ausgangssignal L+R aus der zweiten Matrixschaltung 6 im wesentlichen durch den Verstärker 34 gesperrt ist, also in diesem Fall />=0, sind die wiedergegebenen hinteren Signale RL/ und RR' im wesentlichen 0. Das heißt mit anderen Worten, daß die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen im wesentlichen für das Signal vorn in der Mitte unendlich ist.

Wenn die Phasendifferenz zwischen dem linken Signal L und dem rechten Signal R gleich 180° ist, d. h. wenn nur Signale hinten in der Mitte vorhanden sind, sind die Verstärkungen /und ödes ersten und zweiten Verstärkers 27 bzw. 34 gleich 0 bzw. 1. In diesem Fall ist das Ausgangssigna! L+R aus der dritten Matrixschaltung 25 im wesentlichen 0 und das Ausgangssignal /.- R aus der vierten Matrixschaltung 26 durch den Verstärker 27 gesperrt, dessen Verstärkung /auf 0 stellt, so daß die wiedergegebenen vorderen Tonsignale FL' und FR'im wesentlichen 0 sind. Andererseits erhält n.an Signale RL < -45° und RR < -45° als wiedergegebene hintere Tonsignale RL' und RR'. Somit ist die

für das Signal hinten in der Mitte im wesentlichen unendlich. Selbstverständlich können Steuereinrichtungen, die denen von Fig. 10 entsprechen, bei den Dekodierern von F i g. 1 und 6 vorgesehen werden.

E lief/u 5 Dliitl

Claims

Patentansprüche:

1. Dekodierer für ein SQ-Vierkanal-Matrix-Systera zur Bildung von vier in einer bestimmten Phasen- und Amplitudenbeziehung zueinander stehenden Tonsignalen aus zwei Kanalsignalen mit Phasenschiebern und Matrixschaitungen, gekennzeichnet durch eine erste Matrixschaltung (5) zur Bildung des Differenzsignals (L- R) aus den beiden Kanalsignalen (L, R), durch eine zweite Matrixschaltung (6) zur Bildung des Summensignals (L+R) aus den beiden Kanalsignalen (L, R) durch eine Phasenschieberanordnung (7; TA, TB, TC TD) zur Einführung einer Phasenverschiebung von 90° zwischen dem Summensignal (L+R) und dem Differenzsignal (L- R), durch ein Subtraktionsglied (8) zur Bildung des linken, hinteren Tonsignals (RL') aus den zueinander phasenverschobenen Summenbzw. Differenzsignalen, und durch ein Addierglied (12) für Ίϊε Bildung des rechten, hinteren Tonsignals (RR') aas den zueinander phasenverschobenen Summen- bzw. Differenzsignalen, wobei das linke vordere Tonsignal (FL')durch das linke Kanalsignal (L)und das rechte vordere Tonsignal (FR')duvch das rechte Kanalsignal (7?,) gebildet werden.

2. Dekodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnurig aus einem einzigen, mit dem Ausgang der zweiten Matrixschaltung (6) verbundenen Phasenschieber (7) besteht.

3. Dekodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung aus jeweils gleichen Phasens fiebern (TB, TC) für die beiden Kanalsignair (L, R) und einem dritten, mit dem Ausgang der zweite Matrixschaltung (6) verbundenen Phasenschieber (TA) besieht, der gegenüber den beiden ersten Phasenschiebern eine zusätzliche Phasenverschiebung um 90° bewirkt (F ig. 5).

4. Dekodierer nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberanordnung aus einem ersten, mit dem Ausgang der ersten Matrixschaltung (5) verbundenen Phasenschieber (TD) und einem zweiten, mit dem Ausgang der zweiten Matrixschaltung (6) verbundenen Phasenschieber (TA) besteht, der gegenüber dem ersten Phasenschieber (TD) eine zusätzliche Phasenverschiebung um 90° hervorruft (F i g. 6).

5. Dekodierer nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durch eine dritte Matrixschaltung (25) zur Bildung eines Summensignals (L+R) aus den beiden Kanalsignalen (L, R) durch eine vierte Matrixschaltung (26) zur Bildung eines Differenzsignals (L-R) aus den beiden Kanalsignalen (L R), durch ein Addierglied (28) zur Bildung des Hinken, vorderen Tonsignals (FV) aus dem Summen- bzw. Differenzsignal, durch ein Subtraktionsglied (31) zur Bildung des rechten, vorderen Tonsignals (FR) aus dem Summen- bzw. Differenzsignal, durch einen ersten regelbaren Verstärker (27) zur Verstärkung des von der vierten Matrixschaltung (26) gebildeten Differenzsignals (L- R) in Abhängigkeit von einem ersten Ausgangssignal (ECi) einer Steuereinheit (35) zur Verbesserung der Trennung zwischen den Tonsignalen (FV, FR' bzw. RV, RR') und durch einen zweiten regelbaren Verstärker (34) zur Verstärkung des von der zweiten Matrixschaltung

(6) gebildeten Summensignals (L+ R) in Abhängigkeit von einem zweiten Ausgangssignal (EC 2) der Steuereinheit (35) (F ig. 10).

6. Dekodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (35) einen Phasendiskriminator zur Feststellung des Phasenunterschiedes zwischen den beiden Kanalsignalen (L, ^enthält

7. Dekodierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren (f, b) des ersten und zweiten Verstärkers (27,34) C bzw. 1 sind, wenn das erste und das zweite Kanalsignal (L, R) die gleiche Phase haben, und 1 bzw. 0 sind, wenn das erste und das zweite Kanalsignal (L, R) entgegengesetzte Phasen haben.

8. Dekodierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (35J einen Pegelkomparator für den Vergleich der Pegel des Summenur.d Differenzsignals des ersten und zweiten Kanalsignals (L, φ enthält.