DE2309591B2

DE2309591B2 - Schaltung zur kodierung und dekodierung mehrkanaliger tonsignale

Info

Publication number: DE2309591B2
Application number: DE19732309591
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Nakano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1976-11-11
Also published as: USB335741I5; JPS4889702A; US3925615A; DE2309591C3; DE2309591A1

Description

vier Signalquellen entsprechend folgender Gleichung zu vierkanaligen Signalen gemischt und dann zu den Aufnahmekanälen eines Aufnahmemediums geleitet, beispielsweise zu einem Schallplatten-Aufnahmegerät, den Übertragungsleitungen des Rundfunks od. dgl. (im folgenden allgemein als »Übertragungskanäle« bezeichnet).

T₀

Ά

T₁

T₃

1
τ
τ²

3	s»
β	S₃
B

(1)

In der obigen Gleichung (1) bedeutet τ eine Phasenverschiebung von 90°, τ² eine Phasenverschiebung von 180°, τ³ eine Phasenverschiebung von 270° usw. Gleichung (1) wird nach den üblichen Regeln der Vektor- und Matrixrechnung berechnet.

In dem Wiedergabesystem werden die ursprünglichen Signale aus den übertragenen oder aufgezeichneten Signalen T₀, T₁, T₂ und T_z entsprechend folgender Gleichung aufbereitet:

Auf diese Weise erzeugt das Universalmatrixsysten

die wiedergegebenen Signale von vier Kanälen mit der selben Dekodiermatrix in allen Fällen, in denen dii Zahl der Übertragungsleitungen 1, 2, 3 und 4 beträgt Die Winkel der wiedergegebenen Klänge sind um s<

kleiner, je höher die Anzahl der Übertragungsleitungei ist. Beispielsweise beträgt der Winkel bei 8 Kanälei 45° und bei 12 Kanälen 30°.

Das Universal matrixsystem ist jedoch hinsichtlicl

ίο der Anordnung der Kodiermatrix- und Dekodier matrixschaltungen komplizierter als das diskrete System Es ist nicht wirtschaftlich, die Schaltung der Matri) der Gleichung (1) oder (2) unverändert zu realisieren Die Gleichungen (1) und (2) können jedoch in folgend« Gleichungen (Y) und (2') umgeschrieben werden wenn man berücksichtigt, daß τ² = —1, τ¹ = 1 τ-2 = -1 und τ-⁴ = 1.

T₀ T₁

Po	4	1
Pi		1
P₂	1
P,	1

r-3

1	1	1	1	S₀	ι	'T₀'
1	Γ	-1	— Τ	S₁	-τ"¹	T₁
1	1	1	— 1	S₂	-1	T₂
1	—τ	-1	T	S₃	τ-¹	T₃
				(I'
1	1	1
1	τ"¹	-1
1	-1	1
1	-τ-¹	-1

Λ,	S₀
Λ	S₁
P₂	S₂
P₃	S₃

(2)

Der Koeffizient J auf der rechten Seite der Gleichung (2) ist unwichtig und kann unbeachtet bleiben.

In Gleichung (2) bedeutet τ-¹ eine Phasenverschiebung von — °0°, d. h. eine Phasenverschiebung von 270°. r~², τ"³, τ-*, ... bedeuten Phasenverschiebungen um -180°, -270°, -360° usw.

Die entsprechend Gleichung (1) durchgeführte Umwandlung wird als Kodierung, die nach Gleichung (2) als Dekodierung betrachtet, wobei allerdings keine Impulskodierung z. B. Pulszahlmodulation, gemeint ist. Sind Kodierung, Übertragung und Dekodierung vollkommen, so gilt:

(3)

und die Originaltonquellen können wiedergegeben werden. Damit wird hier das gleiche Ergebnis erzielt wie bei dem sogenannten diskreten System, bei dem einzelne Tonquellen-Signale über getrennte Übertragungsleitungen oder Aufzeichnungskanäle eines Aufzeichnungsmediums reproduziert werden.

Wenn bei dem Universalmatrixsystem nur eine Übertragungsleitung oder T₀ verwendet werden kann, so entspricht das System dem monauralen System. Dies wird deutlich, wenn man folgende Gleichung in Gleichung (2) einsetzt:

T₁ = T₂ = T₃ = 0.

Ähnlich sind bei zwei Übertragungsleitungen nur T₀ und T₁ verwendbar. Dieser Fall gehört zum sogenannten Vier-Zwei-Vier-System, das aus vier Signalquellen, zwei Übertragungsleitungen und vier Wiedergabekanälen besteht. Beim Universalmatrixsystem wird dies zum Matrix-Quasi-Vier-Kanal-System.

Aber auch mit diesen Reduktionen sind die Schaltungsanordnungen zur Verwirklichung der Matrixgleichung kompliziert. So ist ein Beispiel für die Schaltung der Gleichung (2') in F i g. 2 der beigefügten Zeichnung dargestellt. Bei derartigen Schaltungen ist insbesondere die Anordnung der Phasenschieberschaltungen kompliziert. Daher soll die Anzahl der Phasenschieberschaltungen möglichst stark verringen werden.

Die Matrixschaltungen werden proportional zum Quadrat der Kanalzahl umfangreicher, so daß eine Erhöhung der Kanalzahl für den praktischen Gebrauch ungeeignet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau mehrkanaliger Tonsignalerzeugungs- und -Wiedergabeschaltungen gemäß dem Universalmatrixsystem und deren Matrixschaltungen zu vereinfachen. Ferner soll die Anzahl der zu den Matrixschaltungen gehörenden Phasenschieber vermindert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Erfindungsgemäß wird also eine eine mehrkanalige Tonsignalkodier- oder -deKodierschaltung darstellende Matrix aufgrund der Periodizität der Matrix im Universalmatrixsystem in Faktoren zerlegt. Die hergestellte Matrix wird in Schaltungskomponenten oder -bestandteile gebracht, die in Kaskade geschaltet sind. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau des Universalmatrixsystems,

F i g. 2 das Schaltbild einer bekannten Matrixschaltung einer vierkanaligen Tonsignal-Wiedergabeschaltung des Universalmatrixsystemf,

F i g. 3 und 4 Schaltbilder je eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Matrixschaltung zur Verwendung in einer vierkanaligen Tonsignal-Erzeugungsschaltung,

F i g. 5 das Schaltbild eines Phasenschiebers zur Verwendung in der Matrixschaltung und

F i g. 6 die Phasendifferenzkennlinie zweier Phasenschieber mit dem in F i g. 5 gezeigten Aufbau, deren Phasenverschiebungskennlinien sich voneinander unterscheiden.

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild des Universalmatrixsystems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden soll, insbesondere vierkanalige Tonsignal-Erzeugungs- und -Wiedergabeschaltungen. Wie in der Figur dargestellt, sind bei einer Tonquelle 1 vier Signalquellen, beispielsweise Mikrofone la, 26, Ic und Id derart angeordnet, daß sie jeweils in Abständen von 90° voneinander liegen. Die von den Signalquellen abgegebenen Ausgangssignale sind mit S₀, S₁, S₁ und S₃ bezeichnet. Die jeweiligen Ausgangssignale werden mittels einer vierkanaligen Tonsignalkodierschaltung 3 in vierkanalige Signale T₀, T₁, T₁ und T₃ umgewandelt. Die umgewandelten oder transformierten Signale werden den Aufzeichnungskanälen eines Aufzeichnungsmediums, beispielsweise einem Schallplattenaufzeichnungsgerät, den Übertragungsleitungen eines Rundfunksystems od. dgl. zugeführt, die im folgenden allgemein als Übertragungskanäle 4 bezeichnet werden.

Die Ausgangssignale der Übertragungskanäle 4 werden mittels einer vierkanaligen Tonsignaldekodierschaltung 5 in Signale P₀, P₁, P₈ und P₃ reproduziert. Die reproduzierten Signale werden mittels vier elektroakustischer Wandler, beispielsweise Lautsprechern la, Ib, Ic und Id in Tonsignale umgewandelt. Die Lautsprecher sind rings um einen Hörer 6 angeordnet. Die Anzahl der Übertragungskanäle muß nicht notwendig 4 betragen. Ein ähnlicher Klangeffekt wie bei vier Kanälen ergibt sich, freilich unter gröberer räumlicher Auflösung, auch mit zwei oder drei Kanälen, wenn die Kodierschaltung 3 und die Dekodierschaltung 5 entsprechend aufgebaut sind. Die Gleichungen (1), (2) und (3) gelten für die Signale S₀ bis S₃, T₀ bis T₃ und P₀ bis P₃.

F i g. 2 zeigt eine bekannte Schaltung der vierkanaligen Tonsignalwiedergabeeinrichtung 5, die auf der Basis von Gleichung (2) aufgebaut ist. Werden in der Schaltung die Signale T₁, T₁, T_t und T₃ gegen S₀, S₁, S₁ bzw. S₃ ausgetauscht, so ergibt sich die vierkanalige Tonsignalkodierschaltung 3.

Die den Übertragungskanälen 1 entnommenen Signale T₀ bis T₃ werden Eingangsklemmen 8a, 86, 8c und 8d (F i g. 2) zugeführt. Die Signale T₁ und T₃ werden Addierern 10a und 10c zugeführt, und zwar über Phasenschieberschaltungen A mit Phasenschiebern 9a2, 9a4 und 9c2, 9c4 und Addierern 106 und 10 t/über Phasenschieberschaltungen B mit Phasenschiebern 962, 964 und 9dl, 9d4. Die Signale T₀ und T_t werden Addierern 10 a bis 10 t/ über Phasenschieberschaltungen 9a 1, 9a3; 961, 963; 9c3 und 9dl, 9d3 zugeführt. Die Phasenschieberschaltungen A (Q) ^und die Phasenschieberschaltungen B(Q) bewirken eine Phasendifferenz von 90°. Die Amplituden-Frequenz-Kennlinie der Phasenschieber ist so flach wie möglich. Die Addierer 10a bis VSd bewirken

ao die Mat.-ixoperation gemäß Gleichung (2'). Ihre Ausgangssignale werden Ausgangsklemmen 4a bis Ad zugeführt.

Bei der Schaltung der F i g. 2 werden insgesamt 16 Phasenschieber als Phasenschieberschaltungen A

as und B verwendet.

Die Phasenschieber sind jedoch hinsichtlich Konstruktion oder Schaltungsanordnung kompliziert. Wenn nicht insbesondere die Genauigkeit der Phasenverschiebung so hoch wie möglich ist, kann die oben beschriebene Matrix nicht genau dargestellt werden, so daß die Fehler in der Dekodierschaltung 5 und der Kodierschaltung 3 überlagert werden.

F i g. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Matrixschaltungen, die die vierkanalige Tonsignal-Wiedergabeschaltung im Universalmatrixsystem bilden. Werden die Kanalsignale T₀ bis T₃ durch die Tonquellensignale S₀ bis S_x ersetzt, so ergeben sich aufgrund der Gleichungen (1) und (2) die vierkanalige Tonsignal-Erzeugungsschaltung 3 und die Beziehungen von τ, die die Phasenverschiebung von 90° und von τ"¹, die die Phasenverschiebung von -90° wiedergibt. Die vierkanalige Tonsignalkodierschaltung hat daher — abgesehen von der Polarität der Phasenverschiebung — den gleichen Aufbau wi«

die im folgenden beschriebene vierkanalige Tonsignal-Dekodierschaltung.

Zerlegt man die Matrix der Gleichung (2) in Faktoren, so ergibt sich folgende Gleichung:

P₀ "	■ 1	1	0	0
P₁	0	0	1	tr¹
P₁	1	-1	0	0
**P .***	0	0	1	-Τ"¹

1	O	1	O
O	1	O	1
1	O	—1	O
O	1	O	1

T₀ T₁

. τ\ J

Die Symmetrie wird deutlicher, wenn die Folge der Vektoren auf der rechten Seite der Gleichung (4) en sprechend folgender Gleichung geändert wird:

P₀

Pi

Ρ» .

1	O	1	O	1	1	O	O
O	1	O	T"¹	1	-1	O	O
1	O	-1	O	O	O	1	1
O	-1	O	-τ-¹	O	O	1	-1

T₀

Gleichung (4^ zeigt, daß, wenn ein Element der Matrix gleich Null ist, keine Operation ausgeführt wird. Ist es dagegen gleich 1 oder τ, so erfolgt über eine Phasenschieberschaltung eine Addition. Die Phasenschieberschaltung wird jedoch nur benötigt, wenn die Elemente 1 und τ paarweise auftreten. Es reicht nur eine Addierschaltung aus, wenn nur ein Element enthalten ist. Die die Phasenverschiebung wiedergebende Größe τ erscheint in den Gleichungen (4) und (4') je nur zweimal, so daß die Anzahl der Phasenschieber stark vermindert wird. Eine entsprechend Gleichung (4) aufgebaute Schaltung ist in F i g. 3 dargestellt. Im Fall der Wiedergabe einer Schallplatte besteht die Eingangseinheit 12 aus dem Tonabnehmer und im Fall einer Rundfunkaufnahme aus dem Empfänger. Hier hat die Eingangseinheit 12 allgemein die Bedeutung eines Empfängers für Übertragungssignale. Die Eingangseinheit 12 empfängt die vierkanaligen Übertragungssignale und gibt die Signale T₀, T_t, T₁ und T₃ der Gleichung (2') an den Ausgangsklemmen 13a bis 13d ab. Da zwei der Vektorkomponenten in Gleichung (4) ausgetauscht sind, sind bei der Schaltung der F i g. 3 Verbindungen gekreuzt.

Die von der Eingangseinheit 12 zugeführten Signale T₀ bis T₃ werden Addierern 14a bis 14 d derart zugeführt, daß zwei derselben in der gezeigten Weise miteinander verbunden sind. Di: Ausgangssignale der Addierer 14 a bis 14 d sind äquivalent Multiplikationen der Vektoren um die zweite der in Faktoren zerlegten Matrizen auf der rechten Seite von Gleichung (4'). Nachfolgend werden die Ausgangssignale der Addierer 14 a bis 14 c Phasenschieberschaltungen A mit den Bezeichnungen 15a bis 15c zugeführt, während das Ausgangssignal des Addierers XAd einer Phasenschieberschaltung B, mit XSd bezeichnet, zugeführt wird. Gemäß der Darstellung der F i g. 3 werden die Ausgangssignale der Phasenschieber Addierern 16a bis 16 a" zugeführt, von denen je zwei miteinander verbunden oder kombiniert sind. Die Addierer 16a bis 16a* multiplizieren die Vektoren mit der ersten Matrix auf der rechten Seite der Gleichung (4'). Die Vektoren ergeben sich aus den Multiplikationen zwischen der zweiten Matrix und den vorstehend genannten Vektoren.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die Addierer XAb, XAd, 16c und 16a* Subtraktionseingänge aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, daß alle Addierer nur Additionseingänge aufweisen und daß anstelle der Subtraktionseingänge Phasenumkehrschaltungen verwendet werden. Werden Schaltungen verwendet, die gleichzeitig Ausgangssignale mit positiver und negativer Phase abgeben, so sind auch die Phasenumkehrschaltungen überflüssig. Die Ausgänge der Addierer 16a bis 16a* sind jeweils an Ausgangsklemmen 17a bis 17a* angeschlossen, an denen die reprodizierten Ausgangssignale der vier Kanäle abgegeben werden.

Das in F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist wesentlich einfacher aufgebaut als die Schaltung der F i g. 2. Da vier Phasenschieberschaltungen ausreichen, kann die Matrixschaltung billig hergestellt werden.

Wenn, wie obenerwähnt, nur zwei Eingänge in der Eingangseinheit 12 der F i g. 3 verwendbar sind, so kann lediglich mit den Signalen T₉ und T₁ ein QuasiVier-Kanal-System wiedergegeben werden. In diesem

ίο Fall können die Klemmen von T_x und T₃ an Masse geführt sein, so daß ihnen kein Signal zugeführt wird.

Anhand F i g. 4 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Matrixschaltung be- schrieben werden. Durch Verwendung von Addierern mit mehreren Eingängen ist bei der Schaltung der F i g. 4 der Aufbau der in F i g. 3 gezeigten Schaltung weiter vereinfacht. Die Eingangseinheit 12, die Ausgangsklemmen 13a bis 13d, der Addierer XAd

so und der Phasenschieber XSd sind die gleichen wie in F i g. 3. Die Avsgangsklemmen 20a bis 20 d entsprechen den Ausgangsklemmen 17a bis 17a" in F i g. 3. Phasenschieber 18a bis XSd der Gruppe A dienen zur Aufrechterhaltung der Phasenbeziehungen wie im Fall der Fig. 3. Als Addierer werden Addierer 19a bis 19a" verwendet, die viele Eingänge aufweisen. Im Addierer 19a sind die Addierer 14a, 14c und 16a der F i g. 3 zusammengefaßt, während im Addierer 19 c die Addierer 14a, 14cund 16 c zusammen gefaßt sind. Die Addierer 19Zj bis 19o" weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Subtraktionseingänge auf. Es ist jedoch auch möglich, wie erwähnt, Addierer zu verwenden, die nur Additionseingänge aufweisen. Anstelle der Subtraktionseingänge müssen dann Phasenumkehrstufen verwendet werden.

Obwohl für die obigen Ausführungsbeispiele keine praktischen Schaltungen dargestellt sind, können diese leicht auf bekannte Art realisiert werden. Daher sei anhand der F i g. 5 und 6 nur ein Phasenschieber näher erläutert. Der Phasenschieber der F i g. 5 enthält Widerstände A₁ bis A₁, Kondensatoren C₁ bis C₃ und Transistoren T₁ und T₁. Durch geeignete Dimensionierung dieser Elemente kann eine gewünschte Phasenverschiebung erreicht werden.

F i g. 6 zeigt die Frequenzkennlinie, wenn die Phase mittels zweier Phasenschieber gemäß F i g. 5, deren Phasenverschiebung unterschiedlich ist, um 90° verschoben werden soll. Aus dem Diagramm der F i g. 6 geht hervor, daß die Phase zwischen 100 Hz und 10 kHz des Tonsignals um praktisch 90° verschoben wird.

Der Fall vierkanaliger Tonsignaie hat in der Praxis die größte Bedeutung. Die erfindungsgemäße Matrixschaltung ist jedoch auch auf Signale mit sechs, acht, neun, sechzehn und vierundzwanzig Kanälen anwendbar. Für acht Kanäle ergibt sich entsprechend Gleichung (2) für die Wiedergabe der Originalsignale folgende Gleichung:

Po	1	1	1	1	1 1	1	1	Γ.
P₁	1	τ-¹	τ-¹	τ-³	*Χ~ Τ"·**	τ-·	Τ"»	Ά
P,	1	τ~*	Τ"«	τ-·	*τ- τ-¹⁰**	Τ""	T"¹*	Γ,
P,	1	τ-*	τ-*	τ-·		τ-"	Τ""
P₁	1	τ-«	τ-·	τ-"	γ-1» .j—»0	Τ"«	τ-^Μ	ΐί
P_s	1	τ-·	τ-¹⁰	τ-»	τ-« τ-"	*τ~°**	τ-»»
Ρ«	1	τ-·	τ-"	.J-It	*τ~^Μ τ-·**	τ-"	*τ-·**
*P-, .*	1	τ-*	τ-¹«	τ-"	τ-" τ-»	τ-«"		Γ,

Hierbei bedeutet im Gegensatz zu Gleichung (2) τ eine Phasenverschiebung um 45° und entsprechend τ"¹ eine Phasenverschiebung um —45°.

Zu bemerken ist, daß für die Kodierschaltung die Größen P₀ bis P₁, T₀ bis T₁ und x~ⁿ in der obigen

Gleichung durch T₀ bis T₁, S₀ bis S₁ bzw. τ^η ersetzt werden können. Zerlegt man die Matrix der Gleichung (5) in Faktoren, so ergibt sich folgende Gleichung (6):

ι ι ο ο ο ο ο ο ι -ι ο ο ο ο

0 0

0
1
0
0
0

T"

0 0 0

1 -τ-¹
0 0
0 0

1 0
0 1
0 0
0 0
0

0
0
1
0
0
0

1
0
0
0

0 0

T~

0 0 0

1
0
0

0
0
1
0
0
0
1
0

0
0
0
1

0
0
0
1
0
0

1 -τ-¹ Ο

1 -τ"³

0-1 0 0-1

1 0 0 0

0 0 0
0
1
0
0
0

0 -1
0 0

0
0
0
1
0
0
0
-1

1 0
0 1

1
0

0 0 0 0
0 0 0 0
10-10
0 10-1

0 0 0 0 0 0

0 0

T₀ T₁ T_s T₃ T_A
Ά
T_t T₁

0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0

0 0 τ-0 0 0

0 -t-^s

τ-²

1 0 -τ~²

Da die Größe τ, die die Phasenverschiebungen wiedergibt, in der obigen Gleichung (6) nur zehnmal enthalten ist, reichen zehn Phasenschieber aus. Darüber hinaus können die Phasenschieber gemeinsam benutzt werden, so daß sogar nur fünf Phasenschieber ausreichen. Dagegen bleibt bei der ursprünglichen Form der Gleichung (5) auch bei Vereinfachungen wie τ~^β = 1, τ~⁴ = —1, die Größe τ etwa sechzehnmal in der Gleichung enthalten. Dies bedingt eine hohe Anzahl von Phasenschiebern, so daß es schwierig und kostspielig wird, die Matrizen in die tatsächliche Schaltung zu übersetzen.

Erfindungsgemäß können unter Beibehaltung der Vorteile des Universalmatrixsystems das Wiedergabesystem vereinfacht und die Anzahl teurer Phasenschieberschaltungen verringert werden. Das Wiedergabesystem zur Verwendung im Universalmatrixsystem eignet sich daher auch im Privatbereich füi Vier-Kanal-Stereo-Wiedergaben. Das erfindungsgemäße System bringt eine starke Vereinfachung derartiger Schaltungen mit sich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Kodierung und Dekodierong mehrkanaliger Tonsignale, mit der von mehreren symmetrisch in einer Fbene angeordneten elektroakustischen Wandlern erzeugte elektrische Signale in Übertragungskanalsignale und umgekehrt umgewandelt werden, wobei die Schaltung entsprechend einer mathematischen Quadratmatrix mit Elementen TC^-1JW-¹J aufgebaut ist, worin τ ein

Operator e·⁷ -7 (J = J^

durch einen ersten, zweiten, dritten und vierter Phasenschieber (18a, 18b, 18c, I8d) erster Art die an die Eingangsklemmen angeschlossen sind durch eine zweite Rechenschaltung (19a) zui Addition der Ausgangssignale des ersten, zweiten dritten und vierten Phasenschiebers erster Art' durch eine dritte Rechenschaltung (19b) zur Subtraktion des Ausgangssignals des zweiten Phasenschiebers von der Summe aus dem Ausgangssignal des ersten Phasenschiebers erster Art und des Phasenschiebers zweiter Art, durch eine vierte Rechenschaltung (19c) zur Subtraktion der Ausgangssignale des dritten und vierten Phasenschiebers erster Art von der Summe der Ausgangssignale des ersten und zweiten Phasenschiebers erster Art, und durch eine fünfte Rechenschaltung (19a¹) zur Subtraktion des Ausgangssignals des zweiten Phasenschiebers erster Art und des Ausgangssignals des Phasenschiebers zweiter Art vom Ausgangssignal des ersten Phasenschiebers erster Art.

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Übertragungskanäle vorgesehen sind, von denen einer die erste Ausganpsklemme der ersten Matrixschaltung mit der ersten Eingangsklemme der zweiten Matrixschaltung verbindet, und von denen der zweite die dritte Ausgangsklemme der ersten Matrixschaltung mit der dritten Eingangsklemme der zweiten Matrixschaltung verbindet.

J « = Anzahl der

elektroakustischen Wandler) und 1 und j die Zeilen und Spalten der Matrix sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung entsprechend Matrizen aufgebaut ist, die durch Faktorenzerlegung der Quadratmatrix nach den Regeln der Matrizenrechnung und aufgrund der Periodizität des Faktors gewonnen werden, daß die Schaltung eine erste Art von Phasenschiebern (A) für ein Element »1« der Matrix und eine zweite Art von Phasenschiebern (B) für ein Element enthält, das weder »1« noch »0« ist, und daß die Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen der ersten und der zweiten Art von Phasenschiebern auf einen bestimmten Wert eingestellt ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Rechenschaltung (14a) zur Addition der Signale von der ersten und zweiten Eingangsklemme, durch eine zweite Rechenschaltung (14b) zur Subtraktion des Signals der

zweiten Eingangsklemme von dem der ersten Ein-

gangsklemme, durch eine dritte Rechenschaltung (14 c) zur Addition der Signale von der dritten und

vierten Eingangsklemme, durch eine vierte Rechen- Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur

schaltung (Ud) zur Subtraktion des Signals der Kodierung und Dekodierung mehrkanaliger Ton-

vierten Eingangsklemme von dem der dritten signale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eingangsklemme, durch einen ersten, zweiten Auf Jem Treffen des Jahres 1971 der American

und dritten Phasenschieber (15a, 156, 15c) erster 40 Audio Engineering Association wurde ein im folgen-

Art, von denen je einer au den Ausgang der ersten, den als »Universalmatrixsystem« bezeichnetes Ton-

zweiten bzw. dritten Rechenschaltung angeschlos- übertragungssystem veröffentlicht (der Bericht wurde

sen ist, durch einen Phasenschieber (ISd) zweiter später nachgedruckt in Journal of the Audio Engi-

Art, der an den Ausgang der vierten Rechen- neering Society, Juni 1972, Bd. 20, Nr.

5, S. 346 bis

schaltung angeschlossen ist, durch eine fünfte 45 360), das zusammen mit monophonen und biphonen

Rechenschaltung (16a) zur Addition der Aus- Systemen arbeiten kann. Dieses Universalmatrix-

gangssignale des ersten und dritten Phasen- system soll anhand des Beispiels von vier Tonquellen,

Schiebers erster Art, durch eine sechste Rechen- vier Übertragungskanälen und vier Wiedergabekanälen

schaltung (16b) zur Subtraktion des Ausgangs· erläutert werden. Selbstverständlich sind auch andere

signals des Phasenschiebers zweiter Art vom Aus- 50 Kanalzahlen möglich.

gangssignal des zweiten Phasenschiebers erster Die Matrix ist eine Quadratmatrix der gleichen

Art, durch eine siebte Rechenschaltung (16c) Zahl und Ordnung wie die Zahl der Tonquellen. Die zur Subtraktion des Ausgangssignals des dritten Elemente der Matrix sind τ«-^"-¹', worin τ ein Ope-Phasenschiebers erster Art von dem des ersten /» _{y =} ,— _n _{die Anzah}, _{der in einer phase}

Phasenschiebers erster Art, und durch eine achte 55 ^v

Rechenschaltung (16a¹) zur Bildung der negativen symmetrisch angeordneten elektroakustischen Wand-Summe des Ausgangssignals des zweiten Phasen- ler und i und j die jeweilige Zeile bzw. Spalte der Schiebers erster Art und des Ausgangssignals des _M . · _{d Entsprechend ist} *? _der winkel zwi-Phasenschiebers zweiter Art, wobei die Ausgänge "

der fünften bis achten Rechenschaltung an die 60 sehen zwei elektroakustischen Wandlern, wobei der erste, zweite, dritte bzw. vierte Ausgangsklemme _{Q di ph ines si} , _um 2* _verschiebt

angeschlossen sind (F 1 g. 3). ^{F 6} «

3. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet Die vier Signalquellen (beispielsweise elektrische

durch eine erste Rechenschaltung (Ud) zur Sub- Signale erzeugende Mikrophone) sind derart angetraktion des Signals der vierten Eingangsklemme 65 ordnet, daß sie symmetrisch in einer Ebene unter von dem der dritten Eingangsklemme, durch einen einem Winkel von 90° zueinander stehen. Die vier Phasenschieber (ISd) zweiter Art, der an den Aus- Signalquellen werden mit S₀, S₁, S₂ und S₃ bezeichnet. gang der ersten Rechenschaltung angeschlossen ist, Im Universalmatrixsystem werden die Signale der