DE2309591C3

DE2309591C3 - Schaltung zur kodierung und dekodierung mehrkanaliger tonsignale

Info

Publication number: DE2309591C3
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: 1977-06-16
Also published as: JPS4889702A; USB335741I5; DE2309591A1; US3925615A; DE2309591B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Kodierung und Dekodierung mehrkanaliger Tonsignale gemäß dem OberbegriiT des Patentanspruchs 1.

Auf dem Treffen des Jahres 1971 der American Audio Engineering Association wurde ein im folgenden als »Universalmatrixsystem« bezeichnetes Tonübertragungssystem veröffentlicht (der Bericht wurde später nachgedruckt in Journal of the Audio Engineering Society, Juni 1972, Bd. 20, Nr. 5, S. 346 bis 360), das zusammen mit monophonen und biphonen Systemen arbeiten kann. Dieses Universalmatrixsysteru soll anhand des Beispiels von vier Tonquellen, vier Übertragungskanälen und vier Wiedergabekanälen erläutert werden. Selbstverständlich sind auch andere Kanalzahlen möglich.

Die Matrix ist eine Quadratmatrix der gleichen Zahl und Ordnung wie die Zahl der Tonquellen. Die Elemente der Matrix sind r«-¹)«-¹), worin τ ein Operator e^J w. J = V—Ϊ» « <"^e Anzahl der in einer Phase

symmetrisch angeordneten elektroakustischen Wandler und / und j die jeweilige Zeile bzw. Spalte der

Matrix sind. Entsprechend ist -^ der Winkel zwischen zwei elektroakustischen Wandlern, wobei der Operator die Phase eines Signals um — verschiebt.

Die vier Signalquellen (beispielsweise elektrische Sign&ie erzeugende Mikrophone) sind derart angeorc'net, daß sie symmetrisch in einer Ebene unter einem Winkel von 90° zueinander stehen. Die vier Sigaalquellen werden mit S₀, S₁, S₂ und S₃ bezeichnet. Im Universalmatrixsystem werden die Signale der

23 09 5Si

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

	1	1	1	1
Ά	1	τ	τ²	τ³
Tn	1	T²	τ¹	τ^β
T₃	1	τ³	Γ«	Τ»

In der obigen Gleichung (1 > bedeutet τ eine Phasenverschiebung von 90°, r² aine Phasenverschiebung von 180°, τ³ eine Phasenv; — niebung von 270° usw. „Gleichung (\) wird nzJn Jen üblichen Regeln der ^Vektor- und Matrix; echnung berechnet.

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

T₀

Τι

T₂

T₃

Po

P₁

	'5	[Po'
		P₁
		P₂
		P₃
T₀
T₁
T₂
T₃

1	1	1	1
1	τ	-1	—T
1	1	1	■[
1	—τ	-1	τ
1	1	1	1
1	τ-¹	-1	— Τ
1	-1	1	-1
1	_τ-ι	-1	τ

Po	S₁
P₁	S₂
P₂	S₃
^3

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

In Gleichung (2) bedeutet τ"¹ eine Phasenverschiebung von —90°, d. h. eine Phasenverschiebung von 270°. τ'¹, τ-³, τ-\ ... bedeuten Phasenverschiebungen um -180°, -270°, -360° usw.

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

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 Übertrapungsleifungen oder Aiifzeichmingskanälp ρίηρς Aufzeichnungsmediums reproduziert werden.

Wenn bei dem Universalmatriy.system nur eine Übertragungsleitung oder T₀ verwendet werden kann, so entspricht das System dem monauralen System. jDies 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 besieht. Beim Universalr.iatrixsystcm wird dies zum Matrix-Quasi-Vier-Kanal-System.

Auf diese Weise erzeugt das Universalmatrixsystem die wiedergegebenen Signale von vier Kanälen mit derselben Dekodiermatrix in allen Fällen, in denen die Zahl der Übertragungsleitungen 1, 2, 3 und 4 beträgt. Die Winkel der wiedergegebenen Klänge sind um so kleiner, je höher die Anzahl der Übertragungsleitungen ist. Beispielsweise beträgt der Winkel bei 8 Kanälen 45° und bei 12 Kanälen 30°.

Das Universalmatrixsystem ist jedoch hinsichtlich

ίο der Anordnung der Kodiermatrix- und Dekodiermatrixschaltungen komplizierter alsdas diskrete System. Es ist nicht wirtschaftlich, die Schaltung der Matrix der Gleichung (1) oder (2) unverändert zu realisieren. Die Gleichungen (1) und (2) können jedoch in folgende Gleichungen (Γ) und (2') umgeschrieben werden, wenn man berücksichtigt, daß τ² = —1, τ* = ¹, τ-² = -I und τ-¹ = 1.

S₀ S₁ S₂ S₃

d')

T₀ T₁

(2) _ο (2')

Aber auch mit diesen Reduktionen sind die Schaliungsanordnungen 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 derartiger Schaltungen ist insbesondere die Anordnung der Phasenschieberschaltungen kompliziert. Daher soll die Anzahl der Phasenschieberschaltungen möglichst stark verringert 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. Frfinriiingsgemäß wird also eine eine mehrkanalige Tonsignalkodier- oder -dekodierschaltung darstellende Matrix aufgrund der Periodizität der Matrix im Uriver '!rritrix¹-' ;tem 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 Universalmatrixsystems,

F i g. 3 und 4 Schaltbilder je eines crfindungsgemäßen Ausführungsbcispicls einer Matrixschallung zur Verwendung in einer vicrkanaligcn Tonsignal-Erzcugungsschaltting,

F i g. 5 das Schaltbild eines Phasenschiebers zur Verwendung ir. der Matrixschaltiing und

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

F ί g. 1 vcigt das Blockschaltbild des Universal· matrixsystems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden soll, insbesondere vicrkanaligc Tonsignal-I.r/cugungs- und -wiedergahcschallimgen. Wie in der Figur dargestellt, sind bei einer Toiiquclle 1 vier Signalquellen, beispielsweise Mikrofone 2a, 2b. 2c und 2il derart angeordnet, daß sie jeweils in Abständen von 'JO voneinander liegen. Die von den Signalquellen abgegebenen Ausgangs,ignale sind mit S_n. .V₁. .V₂ und .V, bezeichnet. Die jeweiligen Ausgangssignalc '.verdcn mittels einer vicrkanaligcn Toiisijinalkndicrschaltung 3 in vierkanalige Signale T_n, 7~,. T₂ und 7 , umgewandelt. Die umgewandelten «der transformierten Signale werden den Auf/eichnungskanälcn eines Auf/ciehnungsmcdiums, beispielsweise einem Schall plallcnaufzeichnungsgcrät, den Übcrtragungs-Icitungen eines Rundfunksystcms od. dgl. zugeführt, die im folgenden allgemein als Übertragungskanälc 4 bezeichnet werden.

Die Ausgang^irrialc der Übertragungskanäle 4 werden mittels einer vicrkanaligen Tonsignaldekodierschallung 5 in Signale P₀. /',. P₂ und P₃ reproduziert. Die reproduzierten Signale werden mittels vier elektroakustischer Wandler, beispielsweise Lautsprechern Ta. Tb. Tc und Tel in Tonsignale umgewandelt. Die Lautsprecher sind rings um einen I lörer 6 angeordnet. Die Anzahl der Übertragungskanälc muß nicht notwendig 4 betragen. I in 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 Dekndierschaltung 5 entsprechend aufgebaut sind. Die Gleichungen (T). (2) und (3) gelten für die Signale.V₀ bis S,, T₀ bisV₃ und P₀ bis P_n.

1 i g. 2 zeigt eine bekannte Schaltung der vierkanatigen Tonsignalwiedcrgabeeinrichtung 5, die auf der Basis von Gleichung (2) aufgebaut ist. Werden in der Schaltung die Signale T_u T₁, T₂ und T_n gegen .S₀, S₁, S₂ bzw. S₃ ausgetauscht, so ergibt sich die vierkanaligc Tonsignalkodicrschaltiing 3.

Die den Übertragungskanälen 4 entnommenen Signale T_n bis T₃ werden FJngangskicmmcn Sa, Sb, Sc und ScI (F i g. 2) zugeführt. Die Signale T₁ und 7"_:, werden Addierern 10a und IOc zugeführt, und z.war über Phascnschicbcrschaltungcn A mit Phasenschicbcrn 9«2, 9a4 Und 9c2, 9c4 und Addierern 10/; ( ünd'lÖi/über Phasenschicbcrschaltungcn /Imit Phasenschiebern 9b2. 9b4 und 9d2, 9J4. Die Signale T₀ und T₂ werden Addierern 10a bis !()</ über Phasenschiebcrschaltungcn 9al, 9a3: 9b\, 9Λ3; 9r3 und 9i/l, 9i/3 zugeführt. Die Phascnschicbcrschaltungcn A (Q) ^un[l die Phascnschiebcrschaltungcn B (Q) bewirken eine Phasendifferenz von 90'. Die Amplitudcn-Frequcnz-Kcnnlinic der Phas.nscliiebcr ist so flach wie möglich. Die Addierer JOa bis lOi/ bewirken die Mjlrixoperalion gemäß Gleichung (2'). Ihre Ausgangssignalc werden Ausgangsklemmen 4a bis 4d /ugeführt.

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

und B verwendet.

Die Phasenschieber sind jedoch hinsichtlich Konstruktion oder Schaltungsanordnung kompliziert. Wenn nicht insbesondere die Genauigkeit der Phasenverschiebung, ..i !,och wie möglich ist, kann die oben

beschriebene Matrix nicht genau dargestellt werden, so daß die Fehler in der Dckodicrschaltung 5 und der Kodierschaltung 3 überlagert werden.

I i g. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Matrixschaltungen, die die vicr-

kanaligc Tonsignal-Wicdcrgabcschallung im Universalmatrixsyslcm bilden. Werden die Kanalsignalc T₀ bis T, durch die Tonquellcnsignale S₀ bis .V, 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 '. die die Phasenverschiebung von - 90 wiedergibt. Die vierkanalige Tonsignalkodierschaltung hat daher -- abgesehen von der Polarität der Phasenverschiebung den gleichen Aufbau wie

die im folgenden beschriebene vierkanalige TonsiLnal-Dekodicrschaltung.

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

Γ Po P₁ ρ.

Γ	1	1	O	O	1	O	1	O
	O	O	1	τ-¹	O	1	O	1
	1	-1	O	O	1	O	—1	O
	O	O	1	-τ-¹	O	1	O	-1

T₀ T₁

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

I	0	1	0
0	1	0	T '
1	0	1	0
0	-1	0	-Τ"¹

1	1	0	0
1	-1	0	0
0	0	1	1
0	0	1	-1

T₀

Tn

T-

3 J

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 Phasenschiebcrschaltung 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 Größer erscheint in den Gleichungen ■'■•ν·») und (4') je nur zweimal, so daß die Anzahl der • Phasenschieber stark vermindert wird. Eine entsprechend Gleichung (4) aufgebaute Schallung ist in F i g. 3 dargestellt. Im Fall der Wiedergabe einer Schallplatte besteht die Eingangseinheit 12 aus dem Tonabnehmer und im !"all einer Rundfunkaufnahme aus dem Empfänger. Hier hat die Eingangseinheit 12 allgemein die Bedeutung eines Empfängers für Übertragungssignale. Die Eingangseinheit 12 empfängt die vierkanaligcn Übertragungssignale und gibt die Signale T₀, T₂, T₁ und T₃ der Gleichung (2') an den Ausgangsklernmen 13a bis 13r/ ab. Da zwei der Vektorkomponenten in Gleichung (4) ausgetauscht sind, sind bei der Schaltung der E i g. 3 Verbindungen gekreuzt.

Die von der Eingangseinheit 12 zugeführten Signale T₀ bis T₃ werden Addierern 14a bis 14</ derart zugeführt, daß zwei derselben in der gezeigten Weise miteinander verbunden sind. Di; Ausgangssignale der Addierer 14a bis 14r/ 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 14a bis 14c Phascnschieberschaltungen A mit den Bezeichnungen 15a bis 15c zugeführt, während das Ausgangssignal des Addierers 14a" einer Phasenschieberschaltung B, mit 15i/ bezeichnet, zugeführt wird. Gemäß der Darstellung der F i g. 3 werden die Ausgangssignalc der Phasenschieber Addierern 16a bis 16d zugeführt, von denen je zwei miteinander verbunden oder kombiniert sind. Die Addicrer 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 14b, I4d, 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 Schaffungen verwendet, die gleichzeitig Ausgangssignale mit positiver und negativer Phase abgeben, so sind auch die Phasenumkehrschaltungen überflüssig. Die Ausgänge der Addierer 16a bis 16d sind jeweils an Ausgangsklemmen 17a bis YId 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 T₀ und T₁ ein Quasi-Vier-Kanal-Systcm wiedergegeben werden. In diesem 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 crfindungsgemäßcn Matrixschaltung beschrieben werden. Durch Verwendung von Addierern mit mehreren Eingängen ist bei der Schaltung der F i g. 4 der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Schaltung weiter vereinfacht. Die Eingangseinheit 12, die Ausgangsklemmen 13a bis 13a", der Addierer 14a* und der Phasenschieber 15o* sind die gleichen wie in F i £,. 3. Die Ausgangsklemmen 20a bis 2Od entsprechen den Ausgangsklemmen 17a bis 17</ in F i g. 3. Phasenschieber 18a bis I8</ der Gruppe A dienen zur Aufrechterhaltung der Phasenbeziehungen wie im Fall der F i g. 3. Als Addierer werden Addierer 19a bis 19a" verwendet, die viele Eingänge aufweisen. Im Addierer I9a sind die Addierer 14a, 14c und 16a der F i g. 3 zusammengefaßt, während im Addierer 19c die Addierer 14a. 14cund 16c zusammengefaßt sind. Die Addierer 19fr bis 19a* 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 R₁ bis Ag, 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 fig. 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 Tonsignale 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:

P₁

P_t

P,

1	ι	1	1	1	1	1
1	τ-¹	τ-²	Τ"³	Τ"⁴	τ-⁵	τ-·
1		τ-⁴	τ-«	Τ"⁸	τ-¹⁰	τ-¹²
1	τ-³	Τ"»	τ"^β	Τ"¹²	τ-¹⁵	τ-¹⁸
1	τ-⁴	τ-⁸	τ"¹²	τ-¹«	τ-²⁰	τ-²⁴
1	τ-⁵	τ-¹⁰	τ-¹⁵	Τ"²⁰	τ-²⁵	_Τ-30
1	τ-^β	τ-¹²	T-"	τ-²⁴	τ-⁰	Τ"³»
1	τ-⁷	_τ-Ι4	Τ"²¹	τ-²⁸	1—35	τ-⁴²

τ-"

T₁

τ<

T₅

τ,

T₁

709624/207

ίο

Hierbei bedeutet im Gegensatz zu Gleichung (2) Gleichung durch Τ_ύ bis 7*₇, S₀ bis S₇ bzw. τ" ersetzt

r eine Phasenverschiebung um 45° und entsprechend werden können. Zerlegt man die Matrix der Glci-

r~^l eine Phasenverschiebung um —45". chung (5) in Faktoren, so ergibt sich folgende Glci-

Zu bemerken ist, daß für die Kodierschaltung die chung (6):

Größen P₀ bis P₇, T, bis T-, und r ⁿ in der obigen

ρ-,

1 1
0 0
0 0

0 0

1 -1
0 0
0 0
0 0

O
1
O
O
O

O O O

0
0
1
0
0

1 -τ ^l O
O O 1
0 0 0

r-

0
0
0
1
0
0
Ο
1

0 0 0

0
0
0

1
0
0
0

1
0
0
0
1
0
0

0
1
0
0
0
1
0

0 0

1 0 0 -1 0 0

0 0

1 0

10 0 0 10

0 1 0 0 0

0 -1 0

0
0
0
1
0
0
0

0
0
0
1

-1

0 1

1 0
0 0
0 0

0 -1

1 0
0 0
0 0

0 I

0 0 0 I

0 0

T₀

Ά
T₂

τ_Λ τ,

T₆ T₁

0 0

0
0
0

1
0

0 0 0 1

0 0

0 0

r 0 0 0

0 -γ-1 0

0 0 0

— T

Da die Größer, 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 t~^s = 1, T~* = — ί, die Große 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 vercinfachl und die Anzahl teurer Phasenschieberschallungen verringert werden. Das Wiedergabesystem zur Verwendung im Universalmalrixsystem eignet sich daher auch im Privatbercich für Vier-Kanal-Slereo-Wicdergaben. Das erfindungsgemäße System bringt eine starke Vereinfachung derartiger Schaltungen mit sich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Kodierung und Dekodierung mehrkanaliger Tonsignale, mit der von mehreren symmetrisch in einer Ebene angeordneten elektroakustischen Wandlern erzeugte elektrische Signale in Übertragungskanalsignale und umgekehrt umgewandelt werden, wobei die Schaltung entsprechend einer mathematischen Quadratmatrix mit Elementen τΐ^£-^χ)ϋ-¹) aufgebaut ist, worin τ ein

Operator e^ ^r (J = V—ϊ, η = Anzahl der

elektroakustischen Wandler) und i und j die Zeilen und Spalten der Matrix sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schr.'.tun^ entsprechend Matrizen aufgebaut ist, die durch Faktorenzerlegung der Quadratmatrix nach den Regeln der Matrizenrechnung und aufgrund der Periodizitki 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 Rechenschaitung (140) zur Subtraktion des Signals der zweiten Eingangsklerrune ι >n dem der ersten Eingangsklemme, durch eine dr Ue Rechenschaltung (14c) zur Addition der Signale von der dritten und vierten Eicgangsklemme, durch eine vierte Rechenschaltung (I4d) zur Subtraktion des Signals der vierten Fingangsklemme von dem der dritten Eingangsklemme, durch einen ersten, zweiten und dritten Phasenschieber (15a, ISb, ISc) erster Art, von denen je einer an den Ausgang der ersten, zweiten bzw. dritten Rechenschaltung angeschlossen ist, durch einen Phasenschieber (15α) zweiter Art, der an den Ausgang der vierten Rechenschaltung angeschlossen ist, durch eine fünfte Rechenschaltung (16 a) zur Addition der Ausgangssignale des ersten und dritten Phasenschiebers erster Art, durch eine sechste Rechenschaltung (16b) zur Subtraktion des Ausgangssignals des Phasenschiebers zweiter Art vom Ausgangssignal des zweiten Phasenschiebers erster Art, durch eine siebte Rechenschaltung (16c) zur Subtraktion des Ausganessignals des dritten Phasenschiebers erster Art von dem des ersten Phasenschiebers erster Art, und durch eine achte Rechenschaltung (16*0 zur Bildung der negativen Summe des Ausgangssignals des zweiten Phasenschiebers erster Art und des Ausgangssignals des .■Phasenschiebers zweiter Art, wobei die Ausgänge der fünften bis achten Rechenschaltung an die erste, zweite, dritte bzw. vierte Ausgangsklemme angeschlossen sind (F i g. 3).

3* Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Rechenschaltung (14a¹) zur Subtraktion des Signals der vierten Eingangsklemme von dem der dritten Eingangsklemme, durch einen Phasenschieber (ISd) zweiter Art, der an den Ausgang der ersten Rechenschaltung angeschlossen ist, durch einen ersten, zweiten, dritten und vierten Phasenschieber (18a, 18Zj, 18c, ISd) erster Art, die an die Eingangsklemmen angeschlossen sind, durch eine zweite Rechenschaltung (19a) zur Addition der Ausgangssignale des e sten, zweiten, dritten und vierten Phasenschiebers erster Art, durch eine dritte Rechenschaltung (196) zur Subtraktion des Ausgangssignals des zweiten Phasenschiebers von der Summe aus dem Ausgangssignal des ersten Phasenschiebers erster A/t 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 Rechenschaitung (19d) zur Subtraktion des Ausgangssignals des zweiten Phasenschiebers erster Art und des Ausgangssignais 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 Ausgangsklemme 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.