DE2411007A1

DE2411007A1 - Matrix-vierkanaldekodiervorrichtung

Info

Publication number: DE2411007A1
Application number: DE2411007A
Authority: DE
Inventors: Ryosuke Ito; Susumu Takahashi
Original assignee: Sansui Electric Co Ltd
Current assignee: Sansui Electric Co Ltd
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1974-03-07
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1434471A; DE2411007C2; JPS49115503A; JPS5317283B2; NL7403068A; NL161646C; NL161646B; US3952157A

Description

PATENTANWÄLTE

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER

DR.-ING. WOLFRAM BUNTH

DR. WERNER KINZEBACH

D-BOOO MÜNCHEN 4O, BAUERSTRASSE 22 · FERNRUF (OS9) 37 05 83 · TELEX 521S2O8 ISAR D POSTANSCHRIFT! D-800O MÜNCHEN 43, POSTFACH 78O

M/15 1Ί5 7. März 1974

SANSUI ELECTRIC CO., LTD. Tokyo, Japan

Matrix-VierkanaIdekodiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Matrix-Vierkanaldekodiervorrichtung,

Es wurde bereits eine Anzahl von Dekodiervorrichtungen vorgeschlagen (DT-OS 2 252 132), bei welchen ein erstes und zweites Mischsignal aus wenigstens vier gerichteten Toneingangssignalen für vorn-links, hinten-links, vorn-rechts und hinten-rechts, die mit einer vorgewählten Amplituden- und Phasenbeziehung kodiert worden sind, in vier Signale für vorn-links, hintenlinks, vorn-rechts" und hinten-rechts umgesetzt und vier Lautsprechern zugeführt werden, die den Zuhörer umgeben. Dabei werden wenigstens die Mischkoeffizienten oder Mischverhältnisse der Mischsignale bzw. zusammengesetzten Signale kontinuierlich entsprechend der Pegelbeziehung der gerichteten Toneingangs-.si-KnaLo geändert, die in den Mischsignalen enthalten sind, wodurch man eine schärfere Trennung der Vierkanalsignaie erhalt.

Eine dieser Dekodieranordnungen umfaßt erste, zweite, dritte und vierte variable Ubertragungseinrichtungen oder Verstärker mit variabler Verstärkung, um den Mischzustand des ersten und zweiten Mischsignals, das in vier Ausgangssignalen enthalten

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ist, entsprechend dem Zustand der gerichteten Toneingangssignale zu variieren, die in dem ersten und zweiten Mischsignal enthalten sind. Die erste und zweite variable Übertragungs- bzw. Verstärkungseinrichtung wird dazu verwendet, die Verstärkungsgrade von Differenz- und Summensignalen des ersten bzw. zweiten Mischsignals zu steuern. Die dritte und vierte variable Übertragungs- bzw. Verstärkungseinrichtung wird dazu verwendet, die Verstärkungsgrade des ersten bzw. zweiten Mischsignals zu steuern. Ausgangssignale aus der ersten und zweiten variablen Übertragungseinrichtung werden dem ersten Lautsprecher, Ausgangssignale aus der ersten und vierten variablen Übertragungseinrichtung dem zweiten Lautsprecher, Ausgangssignale aus der zweiten und dritten variablen Übertragungseinrichtung dem dritten Lautsprecher und Ausgangasignaie aus der zweiten und vierten variablen Übertragungseinrichtung dem vierten Lautsprecher zugeführt.

Wenn Matrix-Vierkanalquellen vorgesehen sind, ist es oft übliche Praxis, ein Musikinstrument mit niedriger Tonhöhe, beispielsweise einen Bass oder eine Trommel, in der Mitte zwischen den Kanälen für vorn-links und vorn-rochts oder zwischen den Kanälen für hinten-links und hinten-rechts oder in beiden Mitten anzuordnen, während ein Musikinstrument mit großer Tonhöhe, beispielsweise eine Trompete, in der Mitte zwischen den Kanälen für vorn-links und hinten-links oder zwischen den Kanälen für vorn-rechts und hinten-rechts oder in beiden Mitten positioniert wird. Diese Anordnung wählt man, um zu verhindern, daß dem Zuhörer falsche bzw. nicht wahrheitsgetreue tfiedorgabetbne geliefert werden.

Worin man jedoch versucht, die Verstärkungsgrade der Signale alLer Frequenzen mit den vorstehenden variablen Übertragungseinrichtungen zu steuern, ergibt sich der Nachteil, daß Komponenten hoher Frequenz, wie Musiktöne und Geräusche bzw. Rauschen, quer über die vorderen und hinteren Kanäle geschoben

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werden oder daß Komponenten niedriger Frequenz, die an den vorderen Kanälen zu lokalisieren sein sollen, durch die in den hinteren Kanälen lokalisierten hochfrequenten Komponenten zur Seite der hinteren Kanäle bewegt werden oder daß der entgegengesetzte Fall eintritt, was für den Zuhörer zu einer nicht natürlichen Wiedergabe der Töne führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Mischkoeffizienten variierende Dekodieranordnung zu schaffen, mit der es möglich ist, ein Tonfeld mit natürlicher Wiedergabe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mischkoeffizienton oder Mischverhältnisse der Mischsignale bzw. zusammengesetzten Signale des mittleren Frequenzbereichs entsprechend dem l'ogolzustand der gerichteten Toneingangssignale, die in den Mischsignalen enthalten sind, in weitern Bereich variiert werden und daß die Mischkoeffizienten oder Mischverhältnisse der Mischsignale bzw. zusammengesetzten Signale des niederfrequenten und hochfrequenten Bereichs im wesentlichen festgelegt bzw. fixiert werden, anstatt daß man die letzteren Koeffizienten in weitem Bereich ändert.

Dabei können die Mischkoeffizienten oder Mischverhältnisae der Mischsignale des niederfrequenten Bereichs bei Pegeln fixiert werden, die sich gegenüber denen der Mischsignale des hochfrequenten Bereichs unterscheiden.

In diesem Fall werden vorzugsweise die Mischkoeffizienten der Mischsignale des niederfrequenten Bereichs so fixiert, daß die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen erhöht und die Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen verringert wird, und die Mischkoeffizienten der Mischsignale des hochfrequenten Bereiches so fixiert, daß eine gleichmäßige Trennung zwischen den vier Kanälen erreicht wird oder die Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen erhöht

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und die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen verringert wird.

Die Veränderung oder Fixierung bzw. Festlegung der Mischkoeffizienten der Mischsignale kann dadurch erreicht werden, daß eine Vielzahl von variablen Übertragungseinrichtungen, von denen jede aus einer Kombination eines Verstärkers mit einer variablen Verstärkung und Filtern gebildet wird, dazu gebracht wird, die Signalübertragungscharakterstika der Kombination in dem Bereich der mittleren Frequenz in hohem Maße zu ändern und die Sig· nalübertragungscharakteristika im nieder- und hochfrequenten Bereich festzulegen bzw. zu fixieren. Uni dies zu erreichen, ist oh auch möglich, einen Mischkoeffizienten variierenden Dekodiorer, dom nur Mischsignale des mittleren Frequenzbereichs zugeführt werden, und einen oder zwei Mischkoeffizienten fixierende Dokodierer zu installieren, dem nur Mischsignale niedriger oder hoher Frequenzen zugeführt werden, und die entsprechenden Ausgangssignale aus den jeweiligen Dekodierern zu mischen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine erste variable Übertragungseinrichtung, der ein Differenzsignal der Mischsignale zugeführt wird, so daß die Trennung zwischen den Kanälen für vorn-links und vorn-rechts gesteuert wird, eine zweite variable Übertragungseinrichtung, der ein Summensignal der Mischsignale zugeführt wird, so daß die Trennung zwischen den Kanälen hinten-links und hinten-rechts gesteuert wird, eine dritte variable Übertragungseinrichtung, dar das erste Mischsignal zugeführt wird, so daß die Trennung zwi.seilen den Kanälen für vorn-links und hinten-links gesteuert wird, und eine vierte variable Übertragungseinrichtung, der das zweite Mischsignal zugeführt wird, so daß die Trennung zwischen den Kanälen für vorn-rechts und hinten-rechts gesteuert wird, wodurch jedes gewünschte Wiedergabemuster in den niederfrequenten und hochfrequenten Bändern erzeugt werden kann, indem die Verstärkungsgrade der ersten, zweiten, dritten und vierten variablen Übertragungseinrichtungen bezüglich dor niederfrequenten und hochfrequenten Signale frei eingestellt

^werden· 409839/0684

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dekodiervorrichtung.

Fig. 2 und 3 zeigen die Bereiche, in denen die Verstärkungs- " koeffizienten der ersten bis vierten in Fig. 1 gezeigten variablen Übertragungseinrichtungen gesteuert werden.

Fig. 4 zeigt Muster von Ausgangssignalen, die aufgrund von an verschiedenen Stellen angeordneten Tonquollen wiedergegeben werden, wobei die Matrixkoeffizienten der Dekodiervorrichtung von Fig. 1 geändert werden.

Fig. 5» 6 und 7 zeigen Wiedergabemuster verschiedener Ausgangssignale, wobei die Matrixkoeffizionten der Dekodiervorrichtung von Fig. 1 fixiert sind.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild, welches jeweils der ersten und zweiten variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 1 zuzuordnen ist.

Fig. 9 und Io zeigen Schaltpläne für die Schaltung von Fig. 8.

Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild der dritten und vierten variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 1.

Fig. 12 und 13 sind Schaltpläne der variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 11.

Fig. Ik zeigt in einem Diagramm die Frequenzkennlinlon dor variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 8.

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Fig. 15 zeigt in einem Diagramm die'Frequenzkennlinien der variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 11.

Fig. 16 zeigt in einem Diagramm weitere Frequenzkennlinien der ersten und zweiten variablen Übertragungseinrichtungen.

Fig. 17 zeigt in einem Diagramm weitere Frequennkenrilinicn der dritten und vierten variablen Übertragungseinrichtungen.

Fig. 18 zeigt in einem Blockschaltbild eine weitere Ausführungsform einer Dekodiervorrichtung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dekodiervorrichtung werden an den Eingangsklemmen 12L, 12R linke und recht Mischsignale L₁ R empfangen, die wenigstens vier gerichtete Toneingangssignale LF für vorn-links, RF für vorn-rechts, LB für hinten-links und RB für hintenrechts enthalten, die, wie beispielsweise bei Io und 11 gezeigt ist vektoriell zusammengesetzt sind. Die zusammengesetzten Signale bzw. Mischsignale L, R werden einer Matrixschaltung 13 zur Bildung zweier Summensignale L+R , -(L+R) zugeführt. Eine Matrixschaltung 14 erzeugt ein Differenzsignal L-R, dessen Verstärkung durch eine erste variable Übertragungseinrichtung 15 gesteuert wird. Eine Matrixschaltung l6 bildet zwei Differenzsignale L-R, -(L-R). Eine Matrixschaltung 17 erzeugt ein Summensignal L+R, dessen Verstärkungsgrad durch eine zweite variable Übertragungseinrichtung l8 gesteuert wird. Ausgangssignale aus der Matrixschaltung 13 und ein Ausgangssignal aus der ersten variablen Übertragungseinrichtung 15 werden durch eine Matrixschaltung I9 gemischt, um ein Signal LFl für vorn-Link.s und oin Signal RFl für vorn-rechts zu bilden. Ausgangs-MIsna Le «um der Matrixschaltung l6 und ein Ausgang«signal tiuu der zweiten variablen Übertragungseinrichtung l8 werden von einer Matrixschaltung 2o gemischt, um ein Signal LBl für hinten-links und ein Signal RBl für hinten-rechts zu erzeugen.

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täglich! ²⁴¹¹⁰°? geändert

Der Verstärkungsgrad oder die Amplitude des rechten zusammengesetzten Signals bzvr. Mischsignals R wird von einer dritten variablen Übertragungseinrichtung 21 gesteuert. Das rechte Mischsignal R wird mit dem linken Mischsignal L durch eine Matrixschaltung 22 zur Bildung eines Signals LF2 (L+£'R) für vorn-links und eines Signals LB2 (L-iR) für hinten-links gemischt. Der Vorstärkungsgrad oder die Amplitude des linken MLschsignals L wird von einer vierten variablen IJbertragungseinrichtung 23 gesteuert. Das linke Mischsignal L wird mit dem rechten Mischsignal R durch eine Matrixschaltung 2k zur Erzeugung eines Signals RF2 (R+r£.) für vorn-rechts und eines Signals RB2 (R-rjJ^) für hinten-rechts gemischt. Das Ausgangssignnl LFl aus der Magrixschaltung 19 und das Ausgangssignal LF2 aus der Matrixschaltung 22 werden im Verhältnis von (i/VTü):l durch eine Matrixschaltung 25 gemischt, um ein Signal LF3 für vorn-links zu bilden.

Die Signale RFl, FR2 für vorn-rechts werden im Verhältnis von (I/V2.) : 1 durch eine Matrixschaltung 26 gemischt, um ein Signal RF3 für vorn-rechts zu erzeugen. Die Signale LBl, LB2 für hinten-links werden im Verhältnis von (l/V2):l durch eine Matrixschaltung 27 gemischt, um ein Signal LB3 für hintelinks zu erzeugen. Die Signale RBl, RB2 für hinten-rechts werden im Verhältnis von (1/V2):1 von einer Matrixschaltung 28 gemischt, um ein Signal RB3 für hinten-rechts zu erzeugen. Die vorstehenden vier Ausgangssignale LF3, RF3i LB3, RB3 werden den Lautsprechern über entsprechende nicht gezeigte Phasenschieberschaltungen und Leistungsverstärker zugeführt.

Die erste und die zweite Eingangsklemme 12L bzw. 12R sind mit einer ersten Steuerschaltung 3° verbunden, die einen ersten Phasendiskritninator 3I umfaßt, dem das linke und das rechte Mischsignal L bzw. R über Bandfilter 32A bzw. 32B zugeführt werden, die in der Lage sind, Signale passieren zu lassen, die beispielsweise eine Frequenz zwischen 5oo Hz und 7 kHz haben.

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Der erste Phasendiskriminator 3I stellt die Pegelbeziehung oder das Pegelverhältnis zwischen den vorderen und hinteren Toneingangssignalen, die in dem linken und rechten Mischsignal L, R enthalten sind, entsprechend der Phasendifferenz zwischen den Mischsignalen L, R fest und erzeugt zwei Steuersignale, deren Spannungspegel symmetrisch in entgegengesetzten Richtungen variieren. Diese Steuersignale werden durch KorrokturscliaLtungen 33, 34 in erste und zweite Steuersignale Ef, Eb umgesetzt, wobei in jedem dieser Signale die Spannungsänderungen in positiver und negativer Richtung bezüglich einoa Bezugsspannungspegels unsymmetrisch sind. Das erste Steuersignal Ef wird der ersten variablen Übertragungseinrichtung 15 zugeführt, um den Verstärkungsgrad oder die Amplitude des Differenzsignals L-R zu steuern. Das zweite Steuersignal Eb wird der zweiten variablen Übertragungseinrichtung l8 zugeführt , um den Verstärkungsgrad oder die Amplitude des Summonsignals L+R zu steuern.

Die erste und die zweite Eingangsklemme 12L bzw. 12R sind weiterhin mit einer zweiten Steuereinheit 4o verbunden, die Bandfilter 4lA und 4lB, welche in der Lage sind, Signale mit einer Frequenz von beispielsweise 5oo Hz bis 7 kHz pnssioron /.ulii.ss(!ii , Phasenschieber 42A, 42B für das Einführen einer beispielsweisen relativen Phasendifferenz von 45 zwischen den Mischsignalen L, R, Matrixschaltungen 43, 44 zur Bildung eines Summen- und Differenzsignals aus den Mischsignalen L, R und einen Phasendiskriminator 45 umfaßt, um eine Phasendifferenz zwischen dem Summen- und Differenzsignal festzustellen. Diese zweite Steuereinheit 4o stellt die Pegelbeziehung oder das Poge!verhältnis zwischen dem linken und rechten Toneingangssignnlen fest, die in dem linken und rechten Mischsignal L bzw. R enthalten sind, und erzeugt zwei Steuersignale, deren Spannungen symmetrisch in entgegengesetzten Richtungen variieren. Die beiden auf diese Weise erzeugten Steuersignale werden durch Korrekturschaltungen 46, 47 in dritte und vierte

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Steuersignale E£, Er umgesetzt, wobei in jedem dieser Signale die Spannungsänderungen in positiver und negativer Richtung bezüglich eines Bezugsspannungspegels unsymmetrisch sind. Das dritte Steuersignal E£ wird der dritten variablen Übertragungseinrichtung 21 zugeführt, um den Verstärkungsgrad oder die AmpLitude des rechten Mischsignals R zu steuern. Das viertο Steuersignal Er wird der vierten variablen Übertragungseinrichtung 23 zugeführt, um den Verstärkungsgrad oder die Amplitude des linken Mischsignals L zu steuern.

Bei der vorstehenden Ausführungsform mißt die erste Steuereinheit 3° die Pegelbeziehung zwischen den vorderen und hinteren Tonolngangsaignalen, die in dem linken und rochton Mischsignal L, U enthalten sind, entsprechend der Phasendifferenz zwiachon den Mischsignalen L, R. Die zweite Steuereinheit (10 mißt die Pegelbeziehung zwischen den linken udd rechten Tonsignalen, die in dem linken und rechten Mischsignal L, R enthalten sind, entsprechend der Phasenbeziehung zwischen den Summen- und Differenzsignalen der Mischsignale L, R. Um jedoch die Pegelbeziehung zwischen den vorderen und hinteren Toneingangssignalen festzustellen, kann die erste Steuereinheit 3° einen Pege!komparator zur Bestimmung der Pegelbeziehung oder des Poge!Verhältnisses zwischen dem Summensignal L+R und dem Differenzsignal L-R der Mischsignale L, R aufweisen. Die zweite Steuereinheit ko kann von einem Pegelkomparator zum Feststellen der Pegelbeziehung oder des Pegelverhältnisses zwischen den Mischsignalen L, R gebildet werden, um die Pegelbeziehung zwischen den linken und rechten Toneingangssignalen festzustellen. Die Bandfilter 32A, 32B, 4lA, 4113 können durch Ilochp.Ulf i lter ersetzt werden, die in der Lage .sind, Signale durchzulassen, deren Frequenz höher als beispielsweise 5oo Hz ist.

Die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung 15, l8, 21, 23 werden hauptsächlich zur Steuerung der Trennung zwischen den. Kanälen vorn-links und vorn-rechts,

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- Io -

zur Trennung zwischen den Kanälen hinten-links und hintenrechts, zur Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und hinten-links und zur Trennung zwischen den Kanälen vorn-rechts und hinte-rechts verwendet. Jede Einrichtung hat variable Verstärkungskoeffizienten f, b, I , r für die zugeführten Ein-Snngssignale, die, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, veränderbar sind. Wenn eine zweite Quelle sich in der vorderen Ltigo befindet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, nimmt der variable Koeffizient f einen Maximalwert von 3, 4l4 an und der var^ibie Koeffizient b einen Minimalwert von null. Wenn eine Tonquelle sich in der hinteren Lage befindet,, zeigt der variable Koeffizient f einen Minimalwert von null an, der variable Koeffizient b erreicht einen Maximalwert von 3»^!^· Wenn eine Tonquelle in der MLtte zwischen den vorderen und hinteren Kanälen angeordnet ist, haben die beiden variablen Koeffizienten f, b einen Wert von oinss. Wenn eine Tonquelle auf der linken Seite angeordnet ist, hat der variable Koeffizient I einen Maximalwert von 3,4l4, der variable Koeffizient r einen Minimalwert von null. Wenn die Tonquelle sich auf der rechten Seite befindet, zeigt der variable Koeffizient r einen Maximalwert von 3,4lA an, der variable Koeffizient £ hat einen Minimalwert von null. Vienn eine Tonquelle in der Mitte zwischen den linken und rechten Kanälen angeordnet ist, haben die beiden variablen Koeffizienten Q. , r einen Wert von eins. Auf diese Weise ändern sich die vorstehenden variablen fCoeffizi ent en f, b, ί , r kontinuierlich zwischen einem Maximalwert von J,kl¹* und einem Minimalwert von null entsprechend der Lage einer Tonquelle.

Die variablen Koeffizienten f, b,2 , r können auch zwischen üinc'M Maximalwert von l + l/V^T und einem Minimalwert von -i/V2, witi dies in Fig. 3 gezeigt ist, geändert wordon. Dor Mittoiiwert von eins in Fig. 2 und der Mittenwert von null in Fig. 3 sind größer als der Minimalwert und zwar um einen Wert, der gleich dem 1/^(^2 + 1) -fachen der Breite bzvj. des Spielraums der Steuerung oder Änderung ist (3,4l4 in Fig. 2 und 1+V^ in Fig. 3)· . '

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Die Ausgangssignale LF3, RF3, LB3, RB3 aus der Dekodiervorrichtung von Fig. 1 können folgendermaßen ausgedrückt werden

LF3 = LFl + LF2 = I/V2 [(L+R)+f (L-R)J +L+^R ·

LF3 s- RFl + RF2 = I/V2 [(L+R) ~f (L-R)J +R+rL

= I/V2 [(l + f+V2)R + (l-f+VUr)L] (2)

LB3 = LBl + LB2 = l/V~2 [(L-R) fb(L+R)J +L- ?R

a l/V!?[(l+b+V2)L - (l-b+VliORj (3)

RIJ3 = RUl + RB2 = I/V2 [-(L-R) i-b(L+R)] +R-rL

= l/Vif (l+b+V2)R - (l-b+V^rjLj (4)

Wenn die variablen Koeffizienten f, b, € , r innerhalb eines vorher festgelegten Bereiches durch die erste und zweite Steuereinheit 30 bzw. ko getrennt gesteuert werden, wird die Dekodiervorrichtung so betrieben, daß sich ein Wiedergabemuster gemäß Fig. k entsprechend den Lagen der Tonquellen ergibt und Ausgangssignale mit erhöhter Trennung erzeugt werden. Der Matrixvariierungsbetrieb der Dekodiervorrichtung ist bereits in dem älteren Vorschlag gemäß der DT-OS 2 252 132 beschreiben, so daß nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.

Im folgenden werden die Ausgangssignale aus der Dekodiervorrichtung beschrieben, wenn die variablen Koeffizienten f, b, C, r jeweils einen Festwert haben. Im folgenden wird angenommen, daß 'die Koeffizienten f, b, Z und r von null bis 3,*il'i, wie in Fig. 2 gezeigt ist, variieren. Wenn die Koeffizienten r, i einen größeren Wert als die Koeffizienten f, b haben, beispielsweise wenn r=f=l und f=b=O, können die vorstehenden Gleichungen folgendermaßen geschrieben werden :

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LF3 = 1/V2(1+V2)(L+R) (5)

HF3 = l/V^d+Vi) (L+R) (6)

LB3 = 1/V^( 1+V^) (L-R) (7)

RB3 = 1/V^(1+V2) (R-L) (8)

In diesem Fall geben die vorderen Ausgangssignale LF3, RF3 die Summensignale des linken und rechten Mischsignals L bzw. R und die hinteren Ausgangssignale LB3, RB3 die Differenzsignale der Mischsignale L bzw. R, so daß, wie in Fig. 5 gezeigt ist, ο Ln in Längsrichtung gestrecktes Wiedergabemuster erzeugt wird, in weichem die linke und rechte Kanaltrennung verringert und die vordere und hintere Kanaltrennung vergrößert ist.

Wenn die Koeffizienten f, b, t , r einen gleichen Wert haben, beispielsweise von drei, lassen sich die vorstehenden Gleichungen 1 bis 4 folgendermaßen ausdrucken :

LF3 = l/V2(l+V2+3)[L+(Vi-l)RJ = l/V^ 5,4l4 (L+o,4i4R) ... (9) RF3 = l/V^/2(l+V^f2+3) [r+(V2-1)l] = l/Vii 5,4l4 (R+o,4l4D ... (lo) LB3 = 1/^(1+^2+3) [l-(V2-DrJ = ι/λβ 5,4i4 (l-o,4i4r) ...(111)

RB3 = l/V2(l+V^r2+3)[R-(V2-l)Lj = 1/Vii5,4l4 (R-o,4l4D (12)

In diesem Fall erhält man eine gleiche Trennung (~3db) zwischen benachbarten Kanälen, was ein quadratisches Wiedergabemuster ergibt, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Wenn die Koeffizienten f, b einen größeren Wert als die Koeffizienten r, ί haben, beispielsweise wenn f=b=l und r=£=O, lassen sich die vorstehenden Gleichungen 1 bis 4 folgendermaßen ausdrücken :

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LF3 = (1+V2)L (13)

RF3 = (1+V2)R (Ik)

LB3 = (1+V2)L ... (15)

RB3 = (1+Vi)R (16)

In diesem Fall wird, wie in Fig. .7 gezeigt ist, ein seitlich gestrecktes Wiedergabemuster erzeugt, in welchem die linke und rechte Kanaltrennung vergrößert und die vordere und hintere Kanaltrennung reduziert ist.

Wenn f > r = £>b, erhält man ein umgekehrtes trapezförmiges Wiedergabemuster, in dem die Trennung zwischen den Kanälon vorn-links und vom-rechts größer ist als die Trennung zwischen den Kanälen hinten-links und 'hinten-rechts.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, erzeugt ein vergrößerter Koeffizient f eine große Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und vom-rechts. Ein vergrößerter Koeffizient b erzielt eine große Trennung zwischen den Kanälen hintenlinks und hinten-rechts. Ein vergrößerter Koeffizient £ ermöglicht eine große Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und hinten-links. Ein vergrößerter Koeffizient r ergibt eine große Trennung zwischen den Kanälen vorn-rechts und hintenrechts. Man sieht, daß die Trennung zwischen einem Paar von Kanälen nicht völlig durch einen einzigen Koeffizient bestimmt ist, sondern durch, eine Zwischenbeziehung oder ein Verhältnis zwischen einem Koeffizienten und den andoren Koeffizienten. Wenn beispielsweise die Koeffizienten f, b, r,£ auf einen gleichen Wert eingestellt sind, um eine gleichförmige Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen zu bewirken und der Koeffizient f für sich allein erhöht wird, kann die Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und vornrechts erhöht werden, die Trennung zwischen den anderen Kanälen wird jedoch im Gegensatz dazu verringert.

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Im folgenden wird die Arbeitsweise einer Vielzahl von variablen Übertragungseinrichtungen beschrieben, die die Matrixkoeffizienten f, b, r, t bezüglich der Signale der mittleren Frequenz! variieren können, während die Koeffizienten in Verbindung mit den Signalen niedriger und hoher Frequenzen im wesentlichen fixiert werden.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild für die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung 15» iß· Jede dieser ÜbertragungaoinrLchtungen 15, lö umfaßt e\inen Verstärker 5o mit viiriabler Verstärkung, einen Verstärker 51, Hochpaßfilter 52, 53, einen Tiefpaßfilter ^k und einen Mischer 55· Wenn ein Eingangssignal durch die Hochpaß- und Tiefpaßfilter 53 > 5^ nacheinander hindurchgegangen ist', wird eine Komponente von lediglich der mittleren Frequenz dem Verstärker 5<> mit variabler Verstärkung zugeführt. Wenn eine hochfrequente Komponente, die durch den Durchgang eines Eingangssignals durch das Hochpaßfilter 52 erhalten wird, und ein Ausgangssignal der mittleren Frequenz aus dem Verstärker 5o mit variabler Verstärkung gemischt werden, haben die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung 15, iß Frequenzkennlinien, wie sie in Fig. lk gezeigt sind. Dementsprechend variiert die Spielraumänderung der Verstärkungskoeffizienten f, b der ersten und zweiten variablen Übor Iragungnüinrichtung I5 bzw. iß, wie in Fig. I¹I gezeigt ist, fortschreitend weniger, wenn die Frequenz abnimmt, da die Filter keine abrupten bzw. steilen Frequenzkennlinien haben. Wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise loo Hz erreicht, gehen die Verstärkungskoeffizienten im wesentlichen nach null. Der Anderungsspielraum der Verstärkungskoeffizienten variiert fortlaufend weniger, wenn die Frequenz zunimmt. Die Koeffizienten werden beispielsweise bei 3 fixiert, wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Froquonz von beispielsweise 2o kHz erreicht. Nur bezogen auf die Signale des mittleren Frequenzbandes ist die Spielraumänderung der Verstärkungskoeffizienten groß.

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Fig. 9 ist ein Schaltplan der variablen Übertragungseinrichtung von Fig. 8. Die Fig. 8 entsprechenden Teile von Fig. 9 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß darauf nicht nochmals eingegangen zu werden braucht. Fig. Io ist ein Schaltplan, bei welchem der Verstärker 5o von Fig. 9 mit variabler Verstärkung mit verschiedenen Art von Filtern versehen ist. Wie in Fig. Io gezeigt ist, besteht ein ilochpaßfliter aus einer Kapazität Cl, Widerständen Rl, R2 und der Eingangsimpedanz eines Transistors Ql. Der Emitter des Transistors Ql ist über eine Impedanzschaltung mit Masse verbunden, die aus einem Kondensator C2 und einem Widerstand R3 besteht. Bezüglich der hochfrequenten Signale nimmt deshalb die Verstärkung des Transistors Ql zu, ohne daß sie im wesentlichen von dem Innenwiderstand des Feldeffekttransistors Q2 beeinflußt wird. Andererseits wird der Verstärkungsgrad bezüglich der hochfrequenten Signal durch einen Kondensator C3 verringert, der mit dem Kollektor des Transistors Ql verbunden ist. Deshalb ist der Verstärkungsgrad des Transistors Ql bezüglich der hochfrequenten Signale im wesentlichen mittels der Kondensatoren C2, C3 unabhängig von der Arbeitsweise des Feldeffekttransistors Q2 fixiert, wodurch die variable Übertragungseinrichtung 15, 18 in der Lage ist, den Frequenzkennlinien von Fig. lk zu entsprechen.

Die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 kann aus einem Verstärker 60 mit variabler Verstärkung, einem Verstärker 6l, Tiefpaßfiltern 63, Gk, Hochpaßfiltern 62, 65 und einem Mischer 66 zusammengesetzt sein, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. Durch das Durchführen eines Eingangssignals durch die Tiefpaß- und Hochpaßfilter 64t und 65, die in Reihe geschaltet sind, wird nur eine Komponente mit mittlerer Frequenz dem Verstärker 60 mit variabler Verstärkung zugeführt. Wenn die niederfrequenten und hochfrequenten Komponenten, die durch den Durchgang eines Eingangssignals durch das Tiefpaß- bzw. Hochpaßfilter 63 bzw. 62 erhalten werden, mit dem Ausgangssignal des mittleren Frequenzbandes aus dem

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Verstärker 60 mit variabler Verstärkung gemischt werden, haben die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 die in Fig. I5 gezeigten Frequenzkennlinien.

Dur An(l<:ruiigs3pielraum der Verstiirkungskocffizlenteri C , r der dritten und vierten variablen Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 variiert fortschreitend weniger, wie dies in Fig. I5 gezeigt ist, wenn die Frequenz abnimmt. Die Koeffizienten sind fixiert bei beispielsweise 1, wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise loo Uz erreicht hat. Der Änderungsspielraum der Koeffizienten ändert sich auch fortschreitend weniger, wenn die Frequenz zunimmt. Die Koeffizienten sind fixiert bei beispielsweise 3i wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise 2o kHz erreicht. Der Änderungsspielraum der Koeffizienten£ , r ist nur bezüglich der Signale der mittleren Frequenz groß.

Fig. 12 zeigt einen Schaltplan der Anordnung von Fig. 11. Die Fig. 11 entsprechenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so daß eine Beschreibung nicht erforderlich ist. Fig. 13 ist eine Modifizierung des Schaltplans von Fig. 12. In Fig. 13 ist ein Hochpaßfilter 62, welches aus dem in Reihe geschalteten Kondensator Ck und dem Widerstand R5 besteht, zwischen den Emitter des Transistors Q3 und Masse geschaltet. Der Verstärkungsgrad des Transistors Q3 bezüglich der hochfrequenten Signale ist auf einen im wesentlichen hohen Pogol fixiert, unabhängig von der Arbeitsweise des Feldeffekttransistors q4.

Wenn, bei der Dekodiervorrichtung von Fig. 1 die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung I51 l8 die Frequenzkennlinien von Fig. l4 zeigen und die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung 21, 23 die Frequenzkennlinien von Fig. 15 zeigen, konvergieren die Verstärkungskoeffizienten f, b der ersten und zweiten Übertragungseinrichtung 15» 18 im wesentlichen nach null und die

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Verstärkungskoeffizienten r, (? der dritten und vierten variablen Übertragungseinrichtung 21, 23 im wesentlichen nach eins bezüglich der niederfrequenten Signale. Man erhält das Wiodorgabemuster gemäß Fig. 5» bei welchem die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen erhöht und die Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen verringert ist. Bezüglich der hochfrequenten Signale konvergieren die Verstärkungskooffizienten f, b, r,2 alle im wesentlichen nach 3» ^sc> d»»ß man das Wiodergabemuster von Fig. 6 erhält, bei welchem oinu gLeiche Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanülen vorliegt.

Bezüglich der Kanäle des mittleren Frequenzbandes werden die Verstärkungskoeffizienten f, b, r, i hauptsächlich entsprechend der Pegelbeziehung der gerichteten Toneingangssignale gesteuert, die in dem linken und rechten Mischsignal L, K enthalten sind, wodurch Ausgangssignale mit erhöhter scharfer Trennung erzeugt werden.

Es ist auch möglich, die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung I5.1 l8 derart auszubilden, daß sie solche Frequenzkennlinien haben, daß die Verstärkungskoeffizienten f, b, wie dies in Fig. l6 gezeigt ist, im wesentlichen bei null bezüglich der niederfrequenten Signale und im wesentlichen boi 1 bezüglich der hochfrequenten Signale fixiert sind. Die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung 21, 23 kann so ausgebildet werden, daß sie solche Frequenzkennlinien hat, daß die Verstärkungskoeffizienten I , r wie in Fig. 17 gezeigt im wesentlichen nach 1 bezüglich der niederfrequenten Signale und im wesentlichen nach null bezüglich der hochfrequenten Signale konvergieren. In diesem Fall erhält man bezüglich dor niederfrequenten Signale ein Wiedergabemuster, wie es in Fig. gezeigt ist. Bezüglich der hochfrequenten Signale erhält man ein Wiedergabemuster, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, bei welchem die Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen erhöht und die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen verringert ist.

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Die Frequenzkennlinien der ersten bis vierten variablen Übertragungseinrichtung brauchen nicht auf die vorstehend in Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Kennlinien beschränkt zu sein, sondern können frei begrenzt werden. Entsprechend den vorstehenden Ausführungsformen werden die jeweiligen variablen Übertragungseinrichtungen so gebaut, daß .sie Frequenzkennlinien haben, wei welchen die Matrixkooffi'/.ienton bezüglich dor hochfrequenten und niodcrfroquoiileri Signale fixiert werden. Die erfindungsgemäße Dekodiorvorrichtiin kann jedoch auch, wie es in Fig. J.8 gezeigt ist, aus einor fixierten Matrixschaltung "Jo für das Kombinieren der niederfrequenten Mischsignale mit vorher ausgewählten Mischkoeffizienten, einer fixierten Matrixschaltung Jl für das Kombinieren der hochfrequenten Mischsignale mit vorher ausgewählten Mischkoeffizienten und einer variablen Matrixschaltung 72 für die mittelfrequenten Signale zusammengesetzt sein. So ist es insbesondere möglich, niederfrequente Mischsignale der fixierten Matrixschaltung Jq über ein Tiefpaßfilter 73» mitteifrequente Mischsignale der variablen Matrixschaltung J2. über ein Bandfilter 75 und hochfrequente Mischsignale der fixierten Matrixschaltung 71 über ein Hochpaßfilter Jk zuzuführen und die entsprechenden Ausgangssignale aus den jeweiligen Matrixschaltungen 70, 71) 72 durch Mischer 76 so zu mischen, daß vier Aus-LF₁ RF, LB ₍ RB erzeugt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Dekodiervorrichtung zur Umsetzung eines ersten und eines zweiten Mischsignals, die wenigstens vier gerichtete, mit einer vorgowähiten Amplituden- und Phasenbeziehung kodierte Toneingangssignale für vorn-links, vorn-rechts, hinten-links und hinten-rechts enthalten, in vier Ausgangssignale, die vier um einen Zuhörer angeordneten Lautsprechern zugeführt werden, mit Steuereinrichtungen zum Feststellen der Pegelbeziehungen der gerichteten Toneingangssignale in dem ersten und zweiten Mischsignal und Matrixeinrichtungen zur Erzeugen von AusgangsSignalen, während die Matrixkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals entsprechend der Pegelbeziehung der gerichteten Toneingangssignale variiert werden, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Matrixeinrichtungen die Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals des mittleren Frequenzbandes entsprechend der Pegelbeziehung der gerichteten Toneingangssignale variierbar und dLe Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals der niederfrequenten und hochfrequenten Bänder im wesentlichen fixierbar sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Matrixeinrichtungen die Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals des niederfrequenten Bandes auf Werte fixierbar sind, die sich von denen des ersten und zweiton Mischsignals des Ilochfrequtmzbundos unterscheiden.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Matrixeinrichtungen die Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals des niederfrequenten Bandes auf Werte fixierbar sind, die größer sind als die des ersten und zweiten Mischsignals im hochfrequenten

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Band, um dadurch die linke und rechte Kanaltrennung im hochfrequenten Band stärker zu machen als im niederfrequenten Band.

k. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixeinrichtungen eine Vielzahl von variablen Übertragungseinrichtungen für das Variieren der Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals umfassen, wohei die variablen Übertragungseinrichtungen Verstärkungskoeffizienten für die zugeführten Eingangssignale haben und so arbeiten, daß die Verstärkungskoeffizienten für die Eingangssignale des mittleren Frequenzbandes in größerem Maße variiert werden als die für die Eingangssignale des niederfrequenten und hochfrequenten Bandes.

5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixeinrichtungen eine erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung umfassen, mit welchen die Mischkoeffizienten des ersten und zweiten Mischsignals veränderbar sind und die für die zugeführten Eingangssignale Verstärkungskoeffizienten haben, um hauptsächlich die Kanaltrennung vorn-links und vorn-recht, hinten-links und hinten-rechts, links-vorn und links-hinten bzw. rechts-vorn und rechtshinten zu steuern, wobei die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, dnß die Verstärkungskoeffizienten für die Eingangssignale dee mittleren Frequenzbandes variierbar und die Verstarkungskooffizienten für die Eingangssignale des niederfrequenten und hochfrequenten Bandes im wesentlichen fixierbar sind. ^:

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste variable Übertragungseinrichtung für don Empfang eines Differenzsignals des ersten und zweiten MLachaignnis, die zweite variable Übertragungseinrichtung für den Empfang eines Suinmensignala dos oraton und zweiten Mischsignals, die dritte variable Übertragungseinrichtung für den Empfang des zweiten Mischsignals und die vierte variable Übertragungseinrichtung für den Empfang des ersten Mischsignals geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5) dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Frequenzband, in welchem die erste, zweite·, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung den Verstärkun.gskoeffizienten fixieren, die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte fixierbar sind, die größer sind als diejenigen, auf die die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten fixieren, so daß dadurch die linke und rechte Kanaltrennung verringert und die vordere und hintere Kanaltrennung erhöht wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung eine Fixierung der Verstärkungskoeffizienten ausführen, die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte fixierbar sind, die größer sind als die Werte, auf die die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten fixieren, so daß dadurch die linke und rechte Kanaltrennung erhöht und die vordere und hintere Kanaltrennung erniedrigt wird.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung eino Fixierung der Vorstärkungskoci"fizitmlon ausführen, die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß die Verstärkungs koeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert fixierbar sind, so daß die Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen zueinander gleich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß im niederfrequenten Band die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß ihre Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte fixierbar sind, die größer sind als diejenigen, auf die die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung ihre Verstärkungskoeffizienten fixieren, und daß im hochfrequenten Band die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß ihre Verstärkungskoeffizienton auf vorgewählte Werte fixierbar sind, die größer sind als diejenigen, auf die die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung ihre Verstärkungskoeffizienten fixieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß im niederfrequenten Band die dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte fixier-

. bar sind, die größer sind als diejenigen, auf welche die erste und zweite variable Übertragungseinrichtung ihre Verstärkungkoeffizienten fixieren, und daß im hochfrequenten Band die erste, zweite, dritte und vierte variable Übertragungseinrichtung so arbeiten, daß ihre Verstärkungskoeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert fixiert werden.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixeinrichtungen erste Einrichtungen zum Mischen des ersten und zweiten Mischsignals mit wenigstens einem Frequenzband, das nicht dem mittleren Frequenzband entspricht, mit vorgewählten Mischkoeffizienten, um vierAusgangssxgnale zu erzeugen, zweite Einrichtungen zum Mischen des ersten und zweiten Mischsignals des mittleren Frequenzbandes mit den Mischkoeffizienten, die-ansprechend auf die Pegelbeziehungen der gerichteten Toneingangssignale variieren, um vier Ausgangssignale zu erzeugen, und dritte Einrichtungen zum Mischen der entsprechenden AusgangssignaIe aus der ersten und zweiten Einrichtung aufweisen.

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