DE2411007C2 - Dekodiereinrichtung für ein Matrix-Vierkanalstereosystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dekodiereinrichtung für ein Matrix-Vierkanal-Stereosystem nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine derartige Dekodiereinrichtung wird in der DE-OS 23 45 296 vorgeschlagen, wobei zwei Frequenzbänder vorgesehen sind, die jeweils gesteuerte Matrixeinrichtungen aufweisen.

Aus der DE-OS 22 52 132 ist eine Dekodiereinrichtung bekannt zur Umsetzung eines ersten und zweiten Mischsignals, die vier mit einer vorgewählten Amplituden- und Phasenbeziehung kodierte Toneingangssignale s für vorn-Iinks, vorn-rechts, hinten-Iinks und hinten-rechts enthalten, in vier Tonausgangssignalen, die vier um einen Zuhörer angeordneten Lautsprechern zugeführt werden. Dabei werden die Mischkoeffizienten der Mischsignale kontinuierlich entsprechend der Pegelbeziehungen der Toneingangssignale geändert, die in den Mischsignalen enthalten sind, wodurch man eine schärfere Trennung der Vierkanalsignale erhält

Diese Einrichtung umfaßt vier Verstärker mit variabler Verstärkung, um die zwei Mischsignale, die in vier Ausgangssignalen enthalten sind, entsprechend den Toneingangssignalen zu variieren, die in den zwei Mischsignalen enthalten sind. Der erste und der zweite Verstärker werden dazu verwendet, die Verstärkungsfaktoren von Differenz- und Summensignalen des ersten bzw. zweiten Mischsignals zu steuern, der dritte und vierte Verstärker werden dazu verwendet, die Verstärkungsfaktoren des ersten bzw. zweiten Mischsignals zu steuern. Die Ausgangssignale aus dem ersten und zweiten Verstärker werden dem ersten Lautsprecher, die Ausgangssignale aus dem ersten und vierten Verstärker dem zweiten Lautsprecher, die Ausgangssignale aus dem zweiten und dritten Verstärker dem dritten Lautsprecher und die Ausgangssignale aus dem zweiten und vierten Verstärker dem vierten Lautsprecher zugeführt.
K Die bisher bekannten Dekodiersysteme der vorgenannten Art haben den Nachteil, daß die für den Zuhörer

% einmal festgelegte Tonlokalisation im Gesamttonfeld bezüglich einer bestimmten Verstärkung dann verfälscht

|ä werden, wenn die Verstärkungsgrade der Signale aller Frequenzen mit einem derartigen v.% lablen Überträfe gungssystem bzw. Verstärker verändert werden sollen. Es ergibt sich dann der Nachteil, daß die a-; einem ganz

I? bestimmten Punkt des Tonsystems lokalisierten hohen bzw. niedrigen Töne so verschoben werden, daß die bei

li einem bestimmten Verstärkungspegel vorhanden gewesene natürliche Wiedergabe der Töne in bezug auf die

fj Lokalisation im Raum aufgehoben und bisweilen sogar in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird.

0 Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Dekod'-sreinrichtung der eingangs genannten Art zu

Ii schaffen, mit der auch bei unterschiedlicher Steuerung des Verstärkungsgrades der Signale aller Frequenzen die

if Tonlokalisation für den Zuhörer nicht verändert erscheint und ein Tonfeld natürlicher Wiedergabe geschaffen

jp wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die dem Tieftonbereich zugeordneten Mischkoeffizienten ii unterschiedlich zu den dem Hochtonbereich zugeordneten Mischkoeffizienten gewählt

ψ Vorzugsweise wählte man hierbei die dem Tieftonbereich zugeordneten Mischkoeffizienten größer als die,

0 welche dem Hochtonbereich zugeordnet sind Hierdurch ergibt sich eine schärfere Kanaltrennung im Hochton-

K- bereich als im Tief tonbereich.

% Die Mischkoeffizienten der Mischsignale legt man im Tieftonbereich so fest, daß die Trennung zwischen den

m vorderen und hinteren Kanälen erhöht und die Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen verringert

|; wird, die Mischkoeffizienten der Mischsignale des Hochtonbereiches legt man so fest, daß eine gleichmäßige

ä Trennung zwischen den vier Kanälen erreicht wird oder die Trennung zwischen den linken und rechten Kas.-älen

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

sj Die Veränderung oder Festlegung bzw. Einstellung der Mischkoeffizienten der Mischsignale erreicht man

l>, dadurch, daß die Matrixeinrichtungen mehrere steuerbare Übertragungseinrichtungen zum Variieren der

ϊ\ Mischkoeffizienten enthalten, mit Filtern für den Tiefton-, den Mittelton- und den Hochtonbereich, sowie mit

fi steuerbaren Verstärkern, die jeweils mit einem der Filter für den Mitteltonbereich zusammenwirken. E? ist auch

:? möglich, einen Mischkoeffizienten variierenden Dekodierer vorzusehen, dem nur Mischsignale des Mitteltonbe-

jj; reiches zugeführt werden, und eiren oder zwei Mischkoeffizienten festlegende Dekodierer zu installieren, dem

; bzw. denen nur Mischsignale des Tiefton- bzw. des Hechtonbereiches zugeführt werden, und die entsprechenden

;■■ Ausgangssignale aus den jeweiligen DekotHerern zu mischen.

i. Hierbei umfassen die Matrixeinrichtungen erste bis vierte steuerbare Übertragungseinrichtungen, zur Steue-

£■: rung der Kanaltrennsvng vorn-links und vom-rechts, hinten-links und hinten-rechts, links-vorn und links-hinten

U; b/w. rechts-vorn und rechts-hinten.

£^: Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Ausgestaltung der Erfindung verarbeitet die erste

;# Übertragungseinrichtung ein Differenzsignal aus dem ersten und zweiten Mischcigpal, die zweite Übertragungs-

ijä einrichtung das Summensignal aus dem ersten und dem zweiten Mischsignal, die dritte Übertragungseinrichtung

?<■ das zweite Mischsignal und die vierte Übertragungseinrichtung das erste Mischsignal. Auf diese Weise kann

;. jedes gewünschte Wiedergabemuster im Tiefton- und Hochtonbereich erzeugt werden,da die Verstäricjngsgra-

P de der Übertragungseinrichtungen bezüglich der Tiefton- bzw. Hochtonsignale frei einstellbar sind.

}ii Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist derart ausgebildet, daß in wenigstens einem

■i Frequenzband, in welchem die erste bis vierte Übertragungseinrichtung dun Verstärkungskoeffizienten bestim-

§:, men, die dritte und vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte

festlegen, die größer sind als diejenigen, auf welche die erste und die zweite Übertragungseinrichtung die : Verstärkungskoeffizienten festlegen, so daß dadurch die Links-/Rechts-Kanaltrennung verringert und die Vorn-

! /Hinten-Kanaltrennung erhöht wird.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist derart ausgestaltet, daß in wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste bis vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoe'fizienten bestimmen, die erste und zweite Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als die Werte, auf welche die dritte und die vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten festleeen. so daß dadurch die Links-/Rechts-Kanaltrennung erhöht und die Vorn-/Hinten-Kanaltrennung verrin-

gert wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist derart ausgebildet, daß in wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste bis vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten bestimmen, die Übertragungseinrichtungen die Verstärkungskoeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert festlegen, so daß die Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen gleich ist.

Weiterhin ist es möglich, die Anordnung derart auszubilden, daß im Tieftonbereich die dritte und vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als diejenigen, auf welche die erste und zweite Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten festlegen, und daß im Hochtonbereich die erste und zweite Übertragungseinrichtung Verstärkungskoeffiziienten auf ίο vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als diejenigen, auf welche die dritte und vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten festlegen.

Weiterhin ist es möglich, die Anordnung derart auszubilden, daß im Tieftonbereich die dritte und vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als diejenigen, auf welche die erste und zweite Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten festlegen, und daß im Hochtonbereich die Übertragungseinrichtungen die Verstärkungskoeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert festlegen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Matrixeinrichtungen erste Einrichtungen zum Milben des ersten und zweiten Mischsignals mit vorgewählten Mischkoeffizienten wenigstens in einem Frequenzband, das nicht dem Mitteltonbereich entspricht, um vier Ausgangssignaie zu erzeugen, zweite Einrichtungen zum Mischen des ersten und zweiten Mischsignals im Mitteltonbereich mit den variablen Mischkoeffizienten, um vier Ausgangssignale zu erzeugen, und dritte Einrichtungen auf zum Mischen der entsprechenden Ausgangssignale aus der ersten und zweiten Einrichtung. Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Dekodiereinrichtung;

F i g. 2 und 3 zeigen die Bereiche, in denen die Verstärkungskoeffizienten der ersten bis vierten in F i g. 1 gezeigten Übertragungseinrichtungen gesteuert werden;

F i g. 4 zeigt Muster von A^! isgangssignalen, die aufgrund von an verschiedenen Stellen angeordneten Tonquellen wiedergegeben werden, wobei die Matrixkoeffizienten der Dekodiereinrichtung von F i g. 1 geändert v/erden;

F i g. 5,6 und 7 zeigen Wiedergabemuster verschiedener Ausgangssignale, wobei die Matrixkoeffkienten der Dekodiereinrichtung von F i g. 1 fest eingestellt sind;

F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild, welches jeweils der ersten und zweiten Übertragungseinrichtung von F i g. I zuzuordnen ist;

F i g. 9 und 10 zeigen Schaltpläne für die Schaltung von F i g. 8;

F i g. 11 zeigt ein Blockschaltbild der dritten und vierten Übertragungseinrichtung von F i g. 1; F i g. 12 und 13 sind Schaltpläne der Übertragungseinrichtung von Fig. 11;

F i g. 14 zeigt in einem Diagramm die Frequenzkenniinien der übertragungseinrichtung von F i g. 8; F i g. 15 zeigt in einem Diagramm die Frequenzkennlinien der Übertragungseinrichtung von Fig. 11; Fig. 16 zeigt in einem Diagramm weitere Frequenzkennlinien der ersten und zweiten Übertragungseinrichtungen;

Fig. 17 zeigt in einem Diagramm weitere Frequenzkennlinien der dritten und vierten Übertragungseinrichtungen;

F i g. 18 zeigt in einem Blockschaltbild eine weitere Ausführungsform einer Dekodiereinrichtung. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform einer Dekodiereinrichtung werden an den Eingangsklemmen 12L, i2R linke und rechte Mischsignale L, R empfangen, die wenigstens vier Toneingangssignale LF für vorn-links, ÄFfür vorn-rechts, LB für hinten-links und RB für hinten-rechts enthalten, die, wie beispielsweise bei 10 und 11 gezeigt, 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 Übertragungseinrichtung 15 so gesteuert wird Eine Matrixschaltung 16 bildet zwei Differenzsignale L—R, -(L-R). Eine Matrixschaltun« 17 erzeugt ein Summensignal L + R, dessen Verstärkungsgrad durch eine zweite Übertragungseinrichtung 18 gesteuert wird. Ausgangssignaie aus der Matrixschaitung 13 und ein Ausgangssignal aus der erster. Übertragungseinrichtung 15 werden durch eine Matrixschaltung 19 gemischt, um ein Signal LFi für vorn-links und ein Signal RFi für vorn-rechts zu bilden. Ausgangssignale aus der Matrixschaltung 16 und ein Ausgangssignal aus der zweiten Übertragungseinrichtung 18 werden von einer Matrixschaltung 20 gemischt, um ein Signal LBI für hinten-links und ein Signa! RB1 für hinten-rechts zu erzeugen.

Der Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des rechten Mischsignals R wird von einer dritten Übertragungseinrichtung 21 gesteuert Das rechte Mischsignal R wird mit dem linken Mischsignal L durch eine Matrixschaltung 22 zur Bildung eines Signals LFI (L+IR) für vorn-links und eines Signals LB2 (L—!R) für hinten-links gemischt Der Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des linken Mischsignals L wird von einer vierten Übertragungseinrichtung 23 gesteuert Das finke Mischsignal L wird mit dem rechten Mischsignal R durch t:ine Matrixschaltung 24 zur Erzeugung eines Signals RF2 (R+rL) für vorn-rechts und eines Signals RB2 (R—rL) für hinten-rechts gemischt Das Ausgangssignal LFl aus der Matrixschaltung 19 und das Ausgangssignal LF2 aus der Matrixschaltung 22 werden im Verhältnis von (1 /]/2)·Λ durch eine Matrixschaltung 25 gemischt, um ein Signal Z.F3 für vorn-Iinks zu bilden.

Die Signale RFi, RF2 für vorn-rechts werden im Verhältnis von (1V2~):1 durch eine Matrixschaltung 26 gemischt, um ein Signal RF3 für vorn-rechts zu erzeugen. Die Signale LBi, LB2 für hinten-ünks werden im Verhältnis von {\lfi):\ durch eine Matrixschaltung 27 gemischt, um ein Signal LB 3 für hinten-links au erzeugen.

Die Signale RBX, RB2 für hinten-rechts werden im Verhältnis von (\/\ß):\ von einer Matrixschaltung 28 gemischt, um ein Signal RB3 für hinten-rechts zu erzeugen. Die vorstehenden vier Ausgangssignale LF 3, RF3, LB 3, RB3 werden den Lautsprechern über entsprechende nicht gezeigte Phasenschieberschaltungen und Leistungsverstärker zugeführt.

Die erste und die zweite Eingangsklemme I2L bzw. 12/? sind mit einer ersten Steuerschaltung 30 verbunden, die einen ersten Phasendiskriminator 31 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 . Vequenz zwischen 500 Hz und 7 kHz haben.

Der erste Phasendiskriminator 31 stellt 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 Korrekturschaltungen 33, 34 in erste und zweite Steuersignale Ef, Eb umgesetzt, wobei in jedem dieser Signale die Spannungsänderungen in positiver und negativer Richtung zu einem Bezugsspannungspegel unsymmetrisch sind. Das erste Steuersignal £7 wird der ersten Übertragungseinrichtung 15 zugeführt, um den Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des Differenzsignals L—R zu steuern. Das zweite Steuersignal Eb wird der zweiten Übertragungseinrichtung 18 zugeführt, um den Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des Summensignals L+Rz\x steuern.

Die erste und die zweite Eingangsklemme \2L bzw. 12/? sind weiterhin mit einer zweiten Steuereinheit 40 verbunden, die Bandfilter 41/λ und 415, weiche in der Lage sind. Signale mit einer Frequenz von beispielsweise 500 Hz bis 7 kHz passieren zu lassen, Phasenschieber 42A 42ß für das Einführen einer relativen Phasendifferenz von z. B. 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 40 stellt die Pegel!: Ziehung oder das Pegelverhältnis zwischen dem linken und rechten Toneingangssignalen 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 Steuersignale El, Er umgesetzt, wobei in jedem dieser Signale die Spannungsänderungen in positiver und negativer Richtung bezüglich eines Bezugsspannungspegels unsymmetrisch sind. Das dritte Steuersignal El wird der dritten Übertragungseinrichtung 21 zugeführt, um den Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des rechten Mischsignals R zu steuern. Das vierte Steuersignal Er wird der vierten Übertragungseinrichtung 23 zugeführt, um den Verstärkungsgrad bzw. die Amplitude des linken Mischsignals L zu steuern.

Bei der vorstehenden Ausführungsform mißt die erste Steuereinheit 30 die Pegelbeziehung 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. Die zweite Steuereinheit 40 mißt die Pegelbeziehung zwischen den linken und 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 30 einen Pegelkomparator zur Bestimmung der Pegelbeziehung oder des Pegeiverhältnisses zwischen dem Summensignal L+R und dem Differenzsignal L—R der Mischsignale L, R aufweisen. Die zweite Steuereinheit 40 kann von einem Pegelkomparator zum Feststeilen der Pegeibeziehung oder des Pegelverhältnisses zwischen den Mischsignalen L, R gebildet werden, um die Pegelbeziehung zwischen den linken und rechten Toneingangssignalen festzustellen. Die Bandfilter 32Λ, 32ß. 41Λ, 41 B können durch Hochpaßfilter ersetzt werden, die Signale durchlassen, deren Frequenz höher als beispielsweise 500 Hz ist.

Die erste, zweite, dritte und vierte Übertragungseinrichtung 15,18,21,23 werden hauptsächlich zur Steuerung der Trennung zwischen den Kanälen vom-links und vorn-rechts, zur Trennung zwischen den Kanälen hintenlinks und hinten-rechts, zur Trennung zwischen den Kanälen vorn-!inks und hinten-links und zur Trennung zwischen den Kanälen vorn-rechts und hinten-rechts verwendet Jede Einrichtung hat variable Verstärkungskoeffizienten F, b, 1, r für die zugeführten Eingangssignale, die, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, veränderbar sind. Wenn eine zweite Quelle sich in der vorderen Lage befindet, wie es in F i g. 2 gezeigt ist, nimmt der variable Koeffizient /"einen Maximalwert von 3,414 an und der variable Koeffizient b einen Minimalwert von null. Wenn eine Tonquelle sich in der hinteren Lage befindet, zeigt der variable Koeffizient /einen Minimalwert von null an, der variable Koeffizient b erreicht einen Maximalwert von 3,4W. Wenn eine Tonquelle in der Mitte zwischen den vorderen und hinteren Kanälen angeordnet ist, haben die beiden variablen Koeffizienten /, b einen Wert von eins. Wenn eine Tonquelle auf der linken Seite angeordnet ist, hat der variable Koeffizient / einen Maximalwert von 3,414, 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 3,414 an, der variable Koeffizient / hat einen Minimalwert von nulL Wenn eine Tonquelle in der Mitte zwischen den linken und rechten Kanälen angeordnet ist, haben die beiden variablen Koeffizienten 4 reinen Wert von eins. Auf diese Weise ändern sich die vorstehenden variablen Koeffizienten f, b, I τ kontinuierlich zwischen einem Maximalwert von 3,414 und einem Minimalwert von null entsprechend der Lage einer Tonquelle.

Die variablen Koeffizienten f.b.Lr können auch zwischen einem Maximalwert von 1 + \/]/2 und einem Minimalwert von — l/j/2, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist, geändert werden. Der Mittenwert von eins in F i g. 2 und der Mittenwert von null in F i g. 3 sind größer als der Minimalwert und zwar um einen Wert, der gleich dem Uffiß + i ^fachen "^r Breite bzw. des Spielraums der Steuerung oder Änderung ist (3,414 in F i g. 2 und 1 +j/2 in Fig. 3).

Die Ausgangssignale LF3, RF3, LB 3, RB 3 aus der Dekodiervorrichtung von F i g. 1 können folgendermaßen

auseedrückt werden:

LF3 - LFi + LF2 - l/fö[(L + R) + f(L-R)]+ L+IR

ß ß)] 0)

LF3 - RFi + RF2 - \/fi[(L + R)-HL- R)] + R + rL

1//2[(I f+f£)R + (\-f+]/2r)L] (2)

LS3 - LBi+ LB2 - l/v#j/L- R) + b(L + R)] + L- IR

/5 b + ]ß)L-(\-b + fii)R] (3)

ίο RB3 - RB 1 + RB2 - \l]ß[-(L - R) + b(L + R)]+ R- rL

- 1V3(1 + b + fi)R - (1 - b + v/2r)L] (4)

Wenn die variablen Koeffizienten f.b.l.r innerhalb eines vorher festgelegten Bereiches durch die erste und

zweite Steuereinheit 30 bzw. 40 getrennt gesteuert werden, wird die Dekodiereinrichtung so betrieben, daß sich ein Wiedergabemuster gemäß F i g. 4 entsprechend den Lagen der Tonquellen ergibt und Ausgangssignale mit

erhöhter Trennung erzeugt werden. Der prinzipielle Betrieb der Dekodiereinrichtung ist bereits in dem älterer.

Vorschlag gemäß der DE-OS 22 52 132 beschrieben.
Im folgenden werden die Ausgangssignale aus der Dekodiereinrichtung beschrieben, wenn die varicblen

Koeffizienten f, b, i r jeweils ßinen Festwert haben. Im folgenden wird angenommen, daß die Koeffizienten f.b.l und r von null bis 3,414, wie in F i g. 2 gezeigt ist, variieren. Wenn die Koeffizienten r, /einen größeren Wert ais

die Koeffizienten f, b haben, beispielsweise wenn r-/=l und /=0-0, können die vorstehenden Gleichungen

folgendermaßen geschrieben werden:

LF3 - \lfö{\+fi)(L+R) (5)

RF3 - Miß{\+Tß)(L+R) (6)

LB3 - l/y/20+y^il-Ä; (7)

RB3 - \ψ(\+^(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 LB 3, RB 3 die Differenzsignale der Mischsignale L bzw. R, so daß, wie in F i g. 5 gezeigt ist, ein in Längsrichtung gestrecktes Wiedergabemuster erzeugt wird, in welchem die linke und rechte Kanaltrennung verringert und die vordere und hintere Kanaltrennung vergrößert

ist

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

LF3 " lV5(l+v/2+3)[L+(i/3-l)/?] = l/v/3 5,414 fL+0,414/?; (9)

RF3 " i/i/2~(\+fi+3)[R+U2-\)L] = l/y/2 5,414 (Ä + 0,414L; (10)

LB3 - l/v/2(l+^2+3)[L-(i/2-l)Ä] = l/y/2 5,414 (L-OMAR) (11)

RB3 - l/v^(l+j/2+3)[Ä-(v/5-l)L] = \fö 5,414 (Ä-0.414L; (12)

In diesem Fall erhält man eine gleiche Trennung (—3 db) zwischen benachbarten Kanälen, was ein quadratisches Wiedergabemmuster ergibt, wie es in F i g. 6 dargestellt ist

so Wenn die Koeffizienten f, b einen größeren Wert als die Koeffizienten r, / haben, beispielsweise wenn / = b = 1 und r — / =» 0, lassen sich die vorstehenden Gleichungen 1 bis 4 folgendermaßen ausdrücken:

LF3

RF3 = (l+i/2)Ä (14)

LBi - (i+]ß)L (15)

RB3 = (l+i/2)Ä (16)

In diesem Fall wird, wie in F i g. 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 = I>b, erhält man ein umgekehrtes trapezförmiges Wiedergabemuster, in dem die Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und vorn-rechts größer ist als die Trennung zwischen den Kanälen hinten-links und hinten-rechts.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, erzeugt ein vergröBerter Koeffizient / eine große Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und vorn-rechts. Ein vergrößerter Koeffizient b erzielt eine große Trennung zwischen den Kanälen hinten-links und hinten-rechts. Ein vergrößerter Koeffizient /ermöglicht eine

groüe Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und hinten-links. Ein vergrößerter Koeffizient r ergibt eine große Trennung zwischen den Kanälen vorn-rechts und hinten-rechts. Man sieht, daß die Trennung zwischen einem Pair von Kanälen durch einen einzigen Kotifizienten nicht vollständig bestimmt ist, sondern durch eine Zwischenbeziehung oder ein Verhältnis zwischen einem Koeffizienten und den anderen Koeffizienten. Wenn beispielsweise die Koeffizienten /, b, r, /auf ein?n gleichen Wert eingestellt sind, um eine gleichförmige Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen zu bewirken und der Koeffizient /für sich allein erhöht wird, kann die Trennung zwischen den Kanälen vorn-links und vorn-rechts erhöht werden, die Trennung zwischen den anderen Kanälen wird jedoch im Gegensatz dazu verringert.

Im folgenden wird die Arbeitsweise verschiedener Übertragungseinrichtungen beschrieben, die die Matrixkoeffizienten f, b, r, /bezüglich des Mitteltonbereichs variieren können, während die Koeffizienten im Tiefton- und Hochtonbereich im wesentlichen festgelegt sind.

Fi g. 8 ist ein Blockschaltbild für die erste und zweite Übertragungseinrichtung 15, 18. Jede dieser Übertragungseinrichtungen 15,18 umfaßt einen Verstärker 50 mit variabler Verstärkung, einen Verstärker 51, Hochpaßfilter 52, 53, einen Tiefpaßfilter 54 und einen Mischer 55. Wenn ein Eingangssignal durch die Hochpaß- und Tiefpaßfilter 53, 54 nacheinander hindurchgegangen ist, wird eine Komponente des Mitteltonbereiches dem Verstärker 50 mit variabler Verstärkung zugeführt. Wenn eine Hochtonkomponente, die durch den Durchgang eines Eingangssignals durch das Hochpaßfilter 52 erhalten wird, und ein Ausgangssignal aus dem Mitteltonbereich aus dem Verstärker 50 mit variabler Verstärkung gemischt werden, haben die erste und zweite Übertragungscinnchtiing 15. 18 Frequenzkennlinien, wie sie in Fig. 14 gezeigt sind. Dementsprechend variiert die Spielraumä.iderung der Verstärkungskoeffizienten f, b der ersten und zweiten Übertragungseinrichtung 15 bzw. 18, wie in 7 i g. 14 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 100 Hz erreicht, gehen die Verstärkungskoeffizienten im wesentlichen gegen null. Der Anderungsspieiraum der Verstärkungskoeffizienten variiert fortlaufend weniger, wenn die Frequenz zunimmt. Die Koeffizienten werden beispielsweise bei 3 festgelegt, wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise 20 kHz erreicht. Nur für die Signale des mittleren Frequenzbandes ist die Spielraumänderung der Verstärkungskoeffizienten groß.

F i g. 9 ist ein Schaltplan der Übertragungseinrichtung von F i g. 8. Die F i g. 8 entsprechenden Teile von F i g. 9 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß darauf nicht nochmals eingegangen zu werden braucht. F i g. 10 isi ein Schaltplan, bei welchem der Verstärker 50 von F i g. 9 mit variabler Verstärkung mit verschiedenen Filtern versehen ist. Wie in F i g. 10 gezeigt ist, besteht ein Hochpaßfilter aus einer Kapazität C1, Widerständen Ri, R 2 und der Eingangsimpedanz eines Transistors Qi, Der Emitter des Transistors Qi ist über eine Impedanz mit Masse verbunden, die aus einem Kondensator C2 und einem Widerstand A3 besteht. Im Hochtonbereich nimmt deshalb die Verstärkung des Transistors Q1 zu, ohne daß sie im wesentlichen von dem Innenwiderstand des Feldeffekttransistors Q 2 beeinflußt wird. Andererseits wird der Verstärkungsfaktor für hochfrequente Signale durch einen Kondensator C3 verringert, der mit dem Kollektor des Transistors Q1 verbunden ist. Deshalb ist die Verstärkung des Transistors Q1 für Hochtonsignale im wesentlichen durch die Kondensatoren Cl, C3 unabhängig von der Arbeitsweise des Feldeffekttransistors Q2 festgelegt, wodurch die Übertragungseinrichtung 15,18 die Frequenzkennlinien von F i g. 14 aufweist

Die dritte und vierte Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 kann aus einem Verstärker 60 mit variabler Verstärkung, einem Verstärker 61, Tiefpa^BF η 63,64, Hochpaßfiltern 62,65 und einem Mischer 66 zusammengesetzt sein, wie dies in F i g. 11 gezeigt ist. ^urch das Durchführen eines Eingangssignals durch die Tiefpaß- und Hochpaßfilter 64 und 65, die in Reihe geschaltet sind, wird nur eine Komponente des Mitteltonbereichs dem Verstärker 60 mit variabler Verstärkung zugeführt Wenn die Tiefton- und Hochtonkomponenten, die duK^ den Durchgang eines Eingangssignals durch das Tiefpaß- bzw. Hochpaßfilter 63 bzw. 62 erhalten werden, mit dem Ausgangssignal des Mitteltonbereichs aus dem Verstärker 60 mit variabler Verstärkung gemischt werden, haben die dritte und vierte Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 die in F i g. 15 gezeigten Frequenzkennlinien.

Der Änderungsspielraum der Verstärkungskoeffizienten /, rder dritten und vierten Übertragungseinrichtung 21 bzw. 23 variiert fortschreitend weniger, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, wenn die Frequenz abnimmt Die Koeffizienten sind festgelegt bei beispielsweise 1, wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise 100 Hz erreicht hat. Der Änderungsspielraum der Koeffizienten ändert sich auch fortschreitend weniger, wenn die Frequenz zunimmt Die Koeffizienten sind festgelegt bei beispielsweise 3, wenn die Frequenz eine vorher festgelegte Frequenz von beispielsweise 20 kHz erreicht Der Anderungsspieiraum der Koeffizienten /. rist nur im MiUeltonbereich 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 F i g. 13 ist eine Modifizierung des Schaltplans von F i g. 12. In F i g. 13 ist ein Hochpaßfilter 62 aus dem in Reihe geschalteten Kondensator C 4 und dem Widerstand RS zwischen dem Emitter des Transistors Q 3 und Masse geschaltet Der Verstär- | kungsgrad des Transistors Q 3 im Hochtonbweich ist auf einen im wesentlichen hohen Pegel festgelegt, unab-

f| hängig von der Arbeitsweise des Feldeffekttransistors Q 4.

ff Wenn bei der Dekodiereinrichtung von Fig. 1 die erste und zweite Übertragungseinrichtung 15, 18 die

Frequenzkennlinien von F i g. 14 zeigen und die dritte und vierte Übertragungseinrichtung 21,23 die Frequenz-

B kennlinien von F i g. 15 zeigen, gehen die Verstärkungskoeffizienten f, b der ersten und zweiten Übertragungs-

λ einrichtung 15, 18 im wesentlichen gegen null und die Verstärkungskoeffizienten r, / der dritten und vierten

J Übertragungseinrichtung 21,23 im wesentlichen gegen eins für den Tieftonbereich. Man erhält das Wiedergabe-

% muster gemäß F i g. 5, bei welchem die Trennung zwischen den vorderen und hinteren Kanälen erhöht und die

ff Trennung zwischen den linken und rechten Kanälen verringert ist Im Hochtonbereich geben die Verstärkungs-

fe koeffizienten f.b.r, I alle im wesentlichen gegen 3, so daß man das Wiedergabemuster von F i g. 6 erhält, bei

welchem die gleiche Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen vorliegt

Im mittleren Frequenzband werden die Verstärkungskoeffizienten f,b,r,l hauptsächlich entsprechend der Pegelbeziehung der Toneingangssignale gesteuert, die in dem linken und rechten Mischsignal L, R enthalten sind, wodurch A jsgangssignale mit erhöhter scharfer Trennung erzeugt werden.

Es ist auch möglich, die erste und zweite Übertragungseinrichtung 15,18 derart auszubilden, daß sie solche Frequenzkennlinien haben, daß die Verstärkungskoeffizienten f, b, wie dies in F i g. 16 gezeigt ist, im wesentlichen bei null im Tieftonbereich und im wesentlichen bei 1 im Hochtonbereich festliegen. Die dritte und vierte Übertragungseinrichtung 21, 23 kann so ausgebildet werden, daß sie solche Frequenzkennlinien hat, daß die Verstärkungskoeffizienten L r, wie in Fig. 17 gezeigt, im wesentlichen gegen 1 im Tieftonbereich und im

to wesentlichen gegen null im Hochtonbereich gehen. In diesem Fall erhält man für den Tieftonbereich ein Wiedergabemuster, wie es in F i g. 5 gezeigt ist Für den Hochtonbereich erhält man ein Wiedergabemuster, wie es in F i g. 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

Die Frequenzkennlinien der ersten bis vierten Übertragungseinrichtung brauchen nicht auf die vorstehend in

is Verbindung mit den vorhergehenden Ausfuhrungsformen beschriebenen Kennlinien beschränkt zu sein, sondern können frei begrenzt werden. Entsprechend den vorstehenden Ausführungsformen werden die jeweiligen Übertragungseinrichtungen so gebaut, daß sie Frequenzkennlinien haben, bei welchen die Matrixkoeffizienten im Tiefton- und im Hochtonbereich festgelegt werden. Die erfindungsgemäße Dekodiereinrichtung kann jedoch auch, wie es in F i g. 18 gezeigt ist, aus einer festen Matrixschaltung 70 zum Kombinieren der Tief ton-Mischsignale mit vorher ausgewählten Mischkoeffizienten, einer fixierten Matrixschaiiung 71 für das Kombinieren dsr Hochton-Mischsignale mit vorher ausgewählten Mischkoeffizienten und einer variablen Matrixschaltung 72 für den Mitteltonbereich zusammengesetzt sein. So ist es insbesondere möglich, Tiefton-Mischsignale der festen Matrixschaltung 70 über ein Tiefpaßfilter 73, Mittelton-Mischsignale der variablen Matrixschaltung 72 über ein Bandfilter 75 und Hochton-Mischsignale der festen Matrixschaltung 71 über ein Hochpaßfilter 74 zuzuführen und die entsprechenden Ausgangssignale aus den jeweiligen Matrixschaltungen 70,71,72 durch Mischer 76 se zu mischen, daß vier Ausgangssignale LF, RF, LB, RB erzeugt werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   1 Dekodiereinrichtung für ein Matrix-Vierkanal-Stereosystem zur Umsetzung eines ersten und zweiten Mi^hsignals,dieviermitemervorgew^^

   für vonKs, vorn-rechts, hinten-links und hinten-rechts enthalten,.η vier Tonausgangssignale durvier um einen Zuhörer angeordneten Lautsprechern zugeführt werden, mit Filtern, die das erste und das zweite SsiSod ™^kombinationen hiervon in mehrere Frequenzbänder aufteilen, mit Matrixe.nnchtungen.dercnAusgangssignalezudenTonausgangssignalenkombinieitwerdenundmitSteueremnchtungen.diein

   Abhängigkeit von den Pegelbeziehungen der Toneingangssignale in dem ersten und dem zweiten M.scMigraal deren AnteileindenTonausgangssignalenvariieren, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t daßdie^requmzbander aus einem Tiefton-, einem Mittelton- und einem Hochtonbereich bestehen, und daß die Schaltungsanordnung derart getroffen ist daß die Anteile der in den Tonausgangssignalen enthaltenen Toneingangssignale im Mitteltonbereich von den Steuereinrichtungen variiert werden, wodurch sich im Mitteltonbereich variable, >m Tiefton-undimHochtonbereichdagegenimwesentlichenfesteMischkoeffizientcnergeben.
2. 2. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die dem Tief tonbereich zugeordneten Mischkoeffizienten sich von denen unterscheiden, die dem Hochtor.bereich zugeordnet sind.
3. 3 Dekodiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die dem Tieftonbereich zugeordneten Mischkoeffizienten größer sind als die, welche dem Hochtonbereich zugeordnet sind, wodurch sich im Hochtonbereich eine schärfere Kanaltrennung ergibt als im Tieftonbereich.
4. 4 Dekodiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Matnxemrichtungen mehrere steuerbare ObertragungseLnrichtungen (15,18,21,23) zum Variieren der Mischkoeffizienten (L r, f, b) enthalten, mit Filtern für den Tiefton-, den Mittelton- und den Hochtonbereich, sowie mit steuerbaren Verstärkern, die jeweils mit einem der Filter für den Mitteltonbereich zusammenwirken.
5. 5 Dekodiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Matrixeinrichtungen erste bis vierte steuerbare Übertragungseinrichtungen (15,18, 21,23) umfassen, zur Steuerung der Kanaltrennung

   vorn-links und vorn-rechts» hinten-links und hinten-rechts, links-vorn und links-hinten bzw. rechts-vorn und
6. 6. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die erste Übertragungseinrichtung (15) ein Differenzsignal aus dem ersten und dem zweiten Mischsignal, die zweite Übertragungseinrichtung

   (18) das Summensignal aus dem ersten und dem zweiten Mischsignal, die dritte Übertragungseinrichtung (21) das zweiro Mischsignal und die vierte Übertragungseinrichtung (23) das erste Mischsignal verarbeitet
7. 7. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß in wenigstens einem Frequenzband, in welchem die erste Dis vierte Übertragungseinrichtung (15,18,21,23) den Verstärkungskoeffizienten bestimmen, die dritte ir-id vierte Übertragungseinrichtung (21,23) die Verstärkungskoeffizienten auf vorge-

   wählte Werte festlegen, die größer sind als diejenigen, auf die die erste und zweite Übertragungseinrichtung (15,18) die Verstärkungskoeffizienten festlegen, so daß dadurch die Links/Rechts-Kanaltrennung verringert und die Vorn/Hinten-Kanaltrennung erhöht wird.
8. 8. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, .'adurch gekennzeichnet daß in wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste bis vierte Übertragungseinrichtung (15,18,21,23) die Verstärkungskoeffizienten

   -to bestimmen, die erste und zweite Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als die Werte, auf die die dritte und vierte Übertragungseinrichtung die Verstärkungskoeffizienten festlegen, so daß dadurch die Links/Rechts-Kanaltrennung erhöht und die Vorn/ Hinten-Kanaltrennung verringert wird.
9. 9. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Frequenzbereich, in welchem die erste bis vierte Übertragungseinrichtung (15,18,21,23) die Verstärkungskoeffizienten

   bestimmen, die Übertragungseinrichtungen die Verstärkungskoeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert festlegen, so daß die Trennung zwischen den jeweils benachbarten Kanälen gleich ist
10. 10. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß im Tieftonbereich die dritte und vierte Übertragungseinrichtung (21,23) die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die

    so größer sind als diejenigen, auf die die erste und zweite Übertragungseinrichtung (15,18) die Verstärkungskoeffizienten festlegen, und daß im Hochtonbereich die erste und zweite Übertragungseinrichtung (15, 18) Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die größer sind als diejenigen, auf die die dritte und vierte Übertragungseinrichtung (21,23) die Verstärkungskoeffizienten festlegen.
11. 11. Dekodiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Tieftonbereich die dritte und vierte Übertragungseinrichtung (21,23) die Verstärkungskoeffizienten auf vorgewählte Werte festlegen, die

    größer sind als diejenigen, auf welche die erste und zweite Übertragungseinrichtung (15, 18) die Verstärkungskoeffizienten festlegen, und daß im Hochtonbereich die Übertragungseinrichtungen die Verstärkungskoeffizienten auf einen im wesentlichen gleichen Wert festlegen.

    ^.DekodiereinrichtungnachAnspruchl.dadurchgekennzeichnetdaßdieMatrixeinrichtungenaufweisen: erste Einrichtungen (70, 71) zum Mischen des ersten und zweiten Mischsignals mit vorgewählten

    Mischkoeffizienten in wenigstens einem Frequenzband, das nicht dem Mitteltönbereich entspricht, um vier Ausgangssignale zu erzeugen,

    zweite Einrichtungen (72) zum Mischen des ersten und zweiten Mischsignals im Mitteltonbereich mit den variablen Mischkoeffizienten, um vier Ausgangssignale zu erzeugen, und

    dritte Einrichtungen (76) zum Mischen der entsprechenden Ausgangssignale aus der ersten (70,71) und zweiten (72) Einrichtung.