DE2422424A1

DE2422424A1 - Aufnahme- und wiedergabegeraet fuer mehrdimensionale tonsignale

Info

Publication number: DE2422424A1
Application number: DE19742422424
Authority: DE
Inventors: Duane H Cooper
Original assignee: Individual
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1974-05-09
Publication date: 1974-11-28
Also published as: FR2229182B1; JPS5521519B2; FR2229182A1; NL7406330A; CA1006827A; DE2422424C2; JPS5019403A; GB1473532A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann.

Dipl.-Ing. H-Weickm^nn^ Dtpl.-Phys. Dr. IL Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 DXV MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Duane H. Cooper, 918 West Daniel Street, Champaign, Illinois

V.St.A.

Aufnahme- und Wiedergabegerät für mehrdimensionale Tonsignale

Die Erfindung "betrifft ein Aufnahme- und Wiedergabegerät für mehrdimensionale Tonsignale, das sowohl bezüglich des Richtungssinns als auch an wirklichkeitsnaher Empfindlichkeit mehr bietet als ein herkömmliches Stereogerät.

Die der Erfindung zugrunde liegende Vorrichtung ist allgemein als "4-Kanal-Stereogerät" bekannt. Früher hat man Geräte dieser Art in drei G-ruppen eingeteilt, und zwar in das diskrete System (4-4-4), das Matrix-System (4-2-4) und das künstliche 4-Kanal-System (2-2-4). Kürzlich hat Dr. Duane H. Cooper, ein Mitanmelder der vorliegenden Erfindung, ein "Universal-Matrix-Sys tem"

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(nachstehend als TJM-System bezeichnet) vorgeschlagen, das unter den oben erwähnten Systemen die meisten Vorzüge bietet. Beim UK-System ist beispielsweise die Austauschbarkeit zwischen einkanaligen und gewöhnlichen 2-kanaligen Systemen günstiger, können Schallquellen getreu wiedergegeben werden, sind Schallbilder gut positioniert oder können die zu verwendenden Lautsprecher an einem beliebigen Ort aufgestellt werden.

Im folgenden soll das UM-System in seinen Grundzügen beschrieben v/erden, und zwar in Anwendung auf ein 4-Kanal-Stereogerät unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm und zeigt ein Schneidsystem für eine Aufnahmeplatte. Mit dem Bezugszeichen 1 ist dabei eine Schallquelle versehen. Von der Schallquelle 1 sind vier Signale S₁-T_n. S_n-T₁. S_x-D und Sm, abgeleitet. Diese vier Signale sind von Mikrofonen gewonnen, die Lautsprechern LF, RF, LB und RB bei einem Wiedergabesystem für die Aufnahmeplatte (Fig. 5) entsprechen. Diese Lautsprecher sind an vier Ecken unter Bildung eines Quadrates (2+2-Aufstellung) in einem Empfangsraum aufgestellt, der einen Höhrer 20 umgibt. Die elektrischen Signale, die von den den Lautsprechern LF, RB, LB und RB entsprechenden Mikrofonen abgeleitet sind, sind jeweils mit S_x-T₃, St₃₁;,, S_TT3 bzw. S_13x, bezeichnet. Diese

if J? XtiJ XtX) K H

vier Signale sind einem Codierer 2 eingegeben, von dem Signale TL, TR, TT und TQ abgeleitet sind. Diese vier Signale stehen in den folgenden, zu einer Gleichung (1) zusammengefaßten Beziehungen zueinander:

TL = 0.924S_L}? Lj 22.5° + 0.383S₁₁₁₁ £j- 67.5°

L-Z ⁶7·5 ⁺ °«^924SLB L·- ²²-5 TR = 0.383S_LJ1 Lr ⁶?.5° + 0.924Sj₀, L-T ²²·5° '

^B L·+ ²²·5° + 0.383S_LB LJ ^β?·5° = 1.414S₁₁J₁ Lj 135° + 1.414S_RI? Lj 45°.

Lr 45° + 1.414S₁₅Z,- 135° 409848/1016

TQ = 1.4HS₁₁, 1+ 90° + 1.4HS₁₁₁₁ £_- 90

90° + 1.414S_LB /_- 90°

Unter diesen Signalen werden die Signale TL und TR als Hauptkanal-Signale, die Signale TT und TQ als Teilkanal'-Signale "bezeichnet. Diese Übertragungssignale TL, TR, TT und TQ sind in Pig. 2 jeweils als Vektoren dargestellt.

Die vom Decoder 2 abgenommenen Hauptkanal-Signale TL undTR sind über einen Aufnahmeentzerrer 4 einem Mischer 5 eingegeben. Die Kennlinie des Aufnahmeentζ errers 4 ist standardisiert (RIAA-Typ-Aufzeichnungskennlinie) und in Pig. 3 als Kurve 3 eingezeichnet. Die Nebenkanal-Signale TT und TQ sind dagegen zu einem Winkelmodulator 6 geführt, um ein Trägerfrequenz-Signal f im Winkel zu modulieren. Demzufolge werden die winkelmodulierten Trägerfrequenz-Signale f modulierte Nebenkanal-Signale TT¹ und TQ'- genannt. Diese beiden Übertragungssignale sind über einen Aufnahmeverstärker 7 einem 45-45-Schneider 8 eingegeben, der ähnlich ausgeführt ist wie ein Schneider zur Herstellung einer herkömmlichen Stereo-Aufnahmeplatte. Der 45-45-Schneider 8 trägt der einen Fläche einer Rille das Signal TL + TT' und der anderen Fläche der Rille das Signal TR + TQ¹ ein, wie in Pig. 4 dargestellt. Mit anderen Worten, die Rille ist an ihrer einen Wandung 9L mit dem Hauptkanal-Signal TL und dem modulierten Nebenkanal-Signal TT¹ und an ihrer anderen Wandung 9R mit dem Hauptkanal-Signal TR und dem modulierten Nebenkanal-Signal TQ¹ bespielt.

Ein Wiedergabesystem.für eine derart bespielte Platte ist als Blockdiagramm in Pig. 5 gezeigt. Ein Wiedergabesignal aus einem Tonabnehmer 21 ist auf einen Vorverstärker 22 geführt. Die aus dem Vorverstärker 22 erhaltenen Hauptkanal-Signale TL und TR sind auf einen Decodierer 24 über einen Wiedergabeent-

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zerrer 23 geleitet. Der Wiedergabeentzerrer 23 weist eine zur Kennlinie des Aufnahmeentzerrers 4 umgekehrte Charakteristik auf. Die dem Vorverstärker 22 entnommenen modulierten Nebenkanal-Signale TT¹ und TQ^! sind über ein Bandpass-Filter 25 geführt und zur Bildung der Nebenkanal-Signale 'TT.und TQ mittels eines Vfinkeldemodulators 26 demoduliert. Diese Nebenkanal-Signale TT und TQ aus dem Winkeldemodulator 26 sind dem Decodierer 24 zusammen mit den Hauptkanal-Signalen TL und TR eingegeben. Der Decodierer 24 wandefc sie in dieselben Signale wie die von der Schallquelle 1 erzeugten Tonsignale S₃-J₁, S^, ^SLB ¹³²¹^^{- 3}EB ^zurück· ^Die Signale S-^, S-^₉ S₃^ und S^g sind über einen Verstärker 27 den entsprechenden, in einer 2+2-Aufstellurgangeordneten Lautsprechern LF, RP, LB und RB zugeführt.

Das geschilderte Stereo-System ist noch, wie im folgenden erläutert werden soll, mit 'einer Reihe von Mangeln behaftet.

Ein erstes Problem ergibt sich bei der Betrachtung eines Grenzwertes für die Größe der Frequenzabweichung. Übermodulation eines Trägers, der mit einem Signal im Niederfrequenzbereich moduliert wird, tritt auf, wenn die maximale Frequenzabweichung die hinsichtlich des modulierten Nebenkanals festgelegte Frequenzgrenze übersteigt, \ienii der Träger allerdings mit einem Signal eines ■ höheren Frequenzbereichs moduliert wird, hat das modulierte·Nebenkanal-Signal ein Frequenzspektrum, das breiter als die maximale Frequenzabweichung ist. Die größte Frequenzabweichung, bei der 5% der Trägerenergie jenseits der Bänder von 10 kHz zu beiden Seiten verteilt sind, hat in Abhängigkeit von der Signalfrequenz eine stufenartige Gestalt; sie ist in Fig. 6 als Kurve JOa eingetragen. Ihr grober Verlauf ist durch eine Kurve 30b in Fig. 6 wiedergegeben. Gelangen nun die modulierten Nebenkanal-Signale durch das Bandpass-Filter 24, das zu ihrer Trennung im Wiedergabe-

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system dient, tritt eine Demodulationsentzerrung auf. Ein Grenzwert, "bei dem eine harmonische Verzerrung von /beispielsweise 5/0 auftritt, hat in Abhängigkeit von der Signalfrequenz einen stufenförmigen Verlauf, wie er als Kurve 31a in Fig. eingetragen ist. Verwendet man ein symmetrisches Filter, so wird die harmonische Verzerrung von ungerader Ordnung, während "bei Einsatz eines einzigen Seitenband-Eilters die harmonische Verzerrung von gerader Ordnung wird; ihr ungefährer Verlauf ist im Diagramm der Fig. β als gerade Linie 31b wiedergegeben. Die Modulationskurve des ITebenkanal-Signals kann die Kurven 30a und 30b nicht überschreiten.

Zweitens treten in Gegenwart eines sogenannten Übersprechens zwischen den modulierten Nebenkanal-Signalen Schwebungsverzerrungen in den demodulierten Hebenkanal-Signalen auf. Ein Übersprechen stellt sich im allgemeinen ein, wenn ein Signal auf einer Aufnahmeplatte aufgezeichnet und von ihr wiedergegeben wird. Übersprechen bei der Aufzeichnung wird von einem Schneidekopf, einer Ritznadel und ähnlichem verursacht. Zur Beseitigung des Übersprechens sind teuere Schneideköpfe und Ritznadeln erforderlich. Übersprechen bei der Wiedergabe entsteht, wenn ein Signal aus einer Plattenrille mittels einer Aufnehmervorrichtung abgetastet wird; es bereitet Herstellungsschwierigkeiten, das von der Abnehmervorrichtung herrührende Übersprechen vollständig zu beseitigen. Die Erzeugung einer Schwebungsverzerrung aufgrund des Übersprechens des Trägerfrequenzbandes ist ein nichtlinearer Vorgang und führt zu den komplexen harmonischen und Kreuzmodulationsverzerrungen, wenn die relativen Phasenabweichungen groß sind. D.h., wenn das Rillenwand-Übersprechen in Phase ist, so ist die Verzerrung von ungerader Ordnung mit Thermen proportional zu ^Jon-1^^x^^x (n steht für eine positive ganze Zahl), wenn χ die maximale. Phasendifferenz bezeichnet. Ist das Rillenwand-Übersprechen " um 90° phasenverschoben, so ist die Verzerrung von gerader Ord-

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nung mit Thermen proportional zu ^ (x)/x (η "bezeichnet eine positive ganze Zahl). Hierbei ist J_n(x) die Bessel-Funktion erster Art in n-ter Ordnung. In diesen Fällen ist die Verzerrung proportional zur Größe des Übersprechens. Bei einem x-Wert von 3.6 hat die Komponente J~(x)/x ihr Maximum, "bei einem x-Wert von 2.3 liegt das Maximum der Komponente ί₂(^χ)/^χ und "bei einem x-Wert von 3.8 ist die Komponente Jp(x)/x gleich der Komponente J~(x)/x. Die harmonische Verzerrung "beträgt in diesem Pail ungefähr 2% bei einem Übersprechen von -2OdB. Die Terzerrungen niedriger und hoher Ordnung werden in einem kritischen Ausmaß beim Modulati ons index von 3.8 Radian erzeugt. Dieser Indexwert ist die Modulationsindex-Differenz der kritischen Höhe, die halbe Differenz ist als linie 32 in Fig. 6 aufgetragen. \Iewi diese linie durch die Modulationskurve des Kebenkanal-Signals überschritten ist, wird die Schwebungsverzerrung gesteigert.

Drittens gibt es ein durch die Wiedergabe verursachtes Übersprechen vom Hauptkanal-Signal zum Nebenkanal-Signal. Diese Art von Übersprechen wird als Aufsprechen (uptalk) bezeichnet. Die andere Art des Über Sprechens, vom Nebenkanal-Signal zum Hauptkanal-Signal, heißt Absprechen (downtalk). Dieses Absprechen ist ausgeprägt beim Vorgang des sogenannten Fachfahrfehlers (tracing-error), spielt aber keine Rolle, wenn das modulierte ITebenkanal-Signal bei einer konstanten Geschwindigkeit aufgenommen wird. Das Aufsprechen wird hingegen sowohl durch den ITachfahrfehler als auch durch den sogenannten Spur-Winkelfehler (tracking angle-error) hervorgerufen.

Das Aufsprechen aus dem Spur-Winkel fehler bewirkt bei einer Verschiebung des modulierten Seitenkanal-Signals, wenn sie im Vergleich zur Verschiebung des Hauptkanal-Signals klein ist, daß das modulierte Nebenkanal-Signal eine Phasenmodulation von 2u/^c am tan0 erfährt, wobei am die Verschiebung des Hauptkanal-Signa-ls bezeichnet, Xc die Wellenlänge des Trägersignals und 0 der Spur-Fehlerwinkel sind. Aufsprechen beispielsweise aufgrund

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eines vertikalen Spur-Fehlerwinkels wird hauptsächlich durch die Yertikalkomponente (Differenzsignal-Komponente) des Hauptkanal-Signals erzeugt. Wird das Hauptkanal-Signal gemäß der RIAA-Typ-AufZeichnungskennlinie (Kurve 3 in Fig. 3) aufgenommen, so entsteht aus einem vertikalen Spur-Fehlerwinkel von Aufsprechen mit einem Grenzwert, wie er in Kurve 33 der Fig. dargestellt ist.

Weiterhin "bildet das demodulierte Signal durch Umdrehungsschwankungen eine Verzerrung nach Art eines Rumpelgeräusches, d.h. eine vom Einfluß des Hauptkanal-Signals unabhängige Flatterschwingung. Diese Verzerrung ist dem Aufsprechen analog. Der Einfluß eines beispielsweise 0.1^-Flatterns auf den Nebenkanal ist in Fig. 6 als Linie 34 eingezeichnet. Dementsprechens hat die Modulationskurve des Nebenkanal-Signals von den Linien 33 und 34 entfernt zu sein.

Ein Aufsprechen vom Hauptkanal-Signal zum Nebenkanal-Signal aufgrund eines iTachfahrfehlers wird an beiden Rillenwänden erzeugt, Die Gesamtsumme dieser Aufsprech-Störungen ist in einer Kurve 35 in Fig. 6 gezeigt. Diese Kennlinie 35 erhält man, wenn· die Aufnahmegeschwindigkeit 11.15 mm/s und der Nadelradius 5 p. betragen.

Wie oben bereits erwähnt, wird das Nebenkanal-Signal im Niederfr-equenzbereich durch die Rumpel-Verzerrung (Linie 34) im demodulierten Signal - erzeugt durch Umdrehungsunregelmäßigkeiten -, durch Aufsprechen aufgrund eines Spur-Winkelfehle r,s (Linie 33) und durch eine Schwebungsverzerrung (Linie 32) aufgrund eines Übersprechens zwischen den Nebenkanal-Signalen erzeugt. Weiterhin haben in mittleren und höheren Frequenzbereichen Einfluß auf die Nebenkanal-Signale das Aufsprechen aufgrund eines Nachfahrfehlers (Linie 35) und'die Abschneideverzerrung aufgrund der Frequenzband-Grenze (Linie 31b). Die durch das Hauptkanal-Signal

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erzeugten Aufsprech-Störungen (Linien 33 void. 35), die durch ein Übersprechen zwischen den Nebenkanal-Signalen erzeugte Schwebungsverzerrung (Linie 32) und die durch die Frequenzband-Grenze verursachte Abschneideverzerrung (Linie 31b) werden im allgemeinen als Kreuzmodulationsverζerrung _t bezeichnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei dem vorstehend beispielhaft beschriebenen Aufnahme- und Wiedergabegerät für mehrdimensionale Tonsignale die geschilderten Nachteile zu beheben, also Störungen auszuschließen, die beim Zumischen der modulierten Nebenkanal-Signale zu den Hauptkanal-Signalen entstehen, und insbesondere die genannten Kreuzmodulationsverzerrungen unter Berücksichtigung der hierbei erwähnten Gesichtspunkte zu beseitigen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Aufnahme- und Wiedergabegerät für mehrdimensionale, vorzugsweise 4-kanalige Tonsignale erfindungsgemäß vorgesehen, daß für ein Nebenkanal-Signal eine Betonungskennlinie gewählt ist, die mit der vorgegebenen Aufnahmekennlinie eines Hauptkanal-Signals im wesentlichen übereinstimmt, derart, daß die Entstehung einer Kreuzmodulationsverzerrung im Nebenkanal-Signal verhindert und eine:· Phasendifferenz zwischen den Mehr-Kanal-Signalen, die auf einem Aufnahmemedium in Mehrfach-Preajienz-Technik aufzuzeichnen sind, vermieden ist.

Die Erfindung soll nachstehend in Verbindung mit den Piguren der Zeichnung mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. In den Piguren haben einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen erhalten. Es sind:

Pig. 1: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Aufnahmeplatten-Schneidesystems für mehrdimensionale Tonsignale;

Pig. 2: eine Reihe von Vektor-Diagrammen von Nebenkanal-Signalen, die in dem Aufnahmeplatten-Schneidesystem codiert sind;

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Fig. 3: eine graphische Darstellung für eine RIAA-Typ-Aufnahmekennlinie des Hauptkanal-Signals (aufgetragen ist die Verschiebung in um gegen die Signalfrequenz in Hz);

Pig. 4: eine schematische Ansicht zur. Erläuterung 'des Aufnahmeplatten-Schneidesystems für mehrdimensionale Tonsignale;

Pig. 5: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Aufnahmeplatten-Y/ledergabesystems für mehrdimensionale Tonsignale;

Pig. 6: eine graphische Darstellung verschiedener Störungskennlinien für die Nebenkanal-Signale und ihre Modulationskurve;

Pig. 7: ein Vektor-Diagramm der Differenz zwischen den codierten Nebenkanal-Signalen TT und TQ;

Pig. 8: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Aufnahmeplatten-Schneidesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Pig. 9: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Aufnahmeplatten-Wiedergabesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Pig.10: ein Blockdiagramm zur Darstellung eine3 anderen Ausführungsbeispiels des Aufnahmeplatten-Schneidesyste ms;

Pig.11: eine Reihe von Prequenz-Vektordiagrammen zur - Erklärung des Beispiels der Pig. 10;

-Pig. 12: ein Blockdiagramm zur. Darstellung eines dritten Aus- . . · führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aufnahmeplatten-Schneidesystems ;

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Pig. 13: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungs gemäß en Aufnahmeplatten-Schneidesystems j

Pig. 14 und 15: graphische Barstellungen zur Erklärung des Aufnahmeplatten-Schneidesystems deir Pig. 13 und

Pig. 16: ein Blockdiagramm zur Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungs gemäß en Aufnahmeplatten-Wiedergabesystems, das dem Aufnahmeplatten-Schneidesystem der Pig. 13 entspricht.

Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Schallquelle, 2 einen Codierer, 3 eine Aufnahmekennlinie nach RIAA, 6 einen Winkelmodulator, 8 einen 45-45-Schneider, 10 einen Matrix-Schaltkreis, 11a und 11b Betonungs-Schaltkreise, 12 einen Hochpass-Pilter, 14 einen Begrenzer, 15 einen Entzerrer, 21 eine Aufnehmervorrichtung, 24 einen Decodierer, 26 einen Winkeldemodulator und 36 die Modulationskurve des Nebenkanal-Signals.

Zur Beseitigung der Kreuzmodulationsverzerrungen ist die Modulationskennlinie des Nebenkanal-Signals bei" seiner Winkelmodulation so gewählt, daß sie von den Jeweils eine Störung repräsentierenden Linien aus Pig. 6 entfernt liegt. Im Niederfrequenzbereich ist die Modulationskurve zunächst so angepaßt, daß sie von den Linien 32, 33 und 34 getrennt ist. In den mittleren und höheren Frequenzbereichen ist ihre Charakteristik dann so gewählt, daß sie von einem mittleren Ort .zwischen den Kennlinienkurven 31b und 35 verläuft. Eine Übereinstimmung in den Pr equenz-Amplituden- und Phasen-Charakteristiken untereinander ist bei zwei Hauptkanal-Signalen und zwei Nebenkanal-Signalen hinsichtlich einer Trennung oder ähnlichem von Yorteil, wenn die vier Signale Matrix-demoduliert sind. Demgemäß ist die Betonungskennlinie für das Nebenkanal-Signal, die schließlich eine fest-

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gelegte Modulationskurve bildet, so gewählt, daß sie mit der RIAA-Typ-Charakteristik aus Pig. 3 übereinstimmt. Eine solche Übereinstimmung beseitigt Kennlinienunterschiede zwischen den Hauptkanal-Signalen und den Nebenkanal-Signalen in einem Aufnahmeplatten-Wiedergabesystem.. In diesem Pail ist 'es, besonders wenn man die Störungskennlinie 34 des sogenannten Plattergeräusches in Betracht zieht, vorzuziehen, die Kantenfrequenz im "Niederfrequenz-Bereich leicht anzuheben.

Die Nebenkanal-Signale TT und TQ im.oben beschriebenen UM-System sind in Pig. 3 dargestellt, der Differenz-Vektor TT - TQ, der der relativen Phasenabweichung dieser beiden Nebenkanal-Signale entspricht, ist in Pig» 7 wiedergegeben. Wie der Pig. 7 entnommen werden kann, ändert sich die relative Phasenabweichung in Abhängigkeit von der Position der zweiten Quelle, d.h., die Erzeugung von SehwebungsVerzerrungen ändert sich mit den Schallquellenorten.

Wählt man aie beiden Signale TT + kTQ und TT - kTQ als Nebenkanal-Signale, so wird ihre relative Phasenabweichung 2kTQ. -In diesem Palle wird die relative Phasendifferenz unabhängig von den Orten der Schallquellen. Nimmt man k kleiner als 0.38 an, so entspricht der Vektorausdruck für- die relative Phasenabweichung dem Vektorbild des Signals TQ und seine Größe wird, wenn die Schallquellen, getrennt voneinander an den Orten von LP, RP, LB und RB aufgestellt sind, klein im Vergleich zur Größe, die sie bei Bildung von TT - TQ aufweisen würde. Ist k kleiner als 1/2, so ist der Wert von 2kTQ über einen weiten Bereich von Schallquellen-Positionen klein im Vergleich zu dem von TT - TQ.

Ausgehend von den erwähnten Gesichtspunkten erhalten die Nebenkanal-Signale TT ± kTQ eine Referenz-Modulationskurve, die als Linie 36 in Pig. 6 wiedergegeben ist. Da diese Referenz-Modula-

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tionskurve 36 der MM-Typ-Charakteristik aus Pig. 3 entspricht, nimmt sie, wenn das Nebenkanal-Signal einen Frequenzbereich unter 100 Hz hat, den Charakter einer EM-Modulation an, in einem Bereich von 100 Hz bis 500 Hz den einer PM-Modulation, in einem Bereich von 500 Hz bis 21θΌ Hz den einer FM-Modulation, in einem Bereich von 2100 Hz bis 6000 Hz den einer PM-Modulation und in einem Bereich größer als 6000 Hz den einer IiM-Modulation an.

In Pig. 6 bezeichnet weiterhin die Bezugsziffer 37 eine Modulationskurve der gleichphasigen Komponente !TT zwischen den beiden Nebenkanal-Signalen TT + kTQ und TT -kTQ im Falle k = 1/3. Mit 38 ist eine Modulationskurve bezeichnet, die die gegenphasige Komponente kTQ der beiden Nebenkanal-Signale für den Pail k = 1/3 wiedergibt.

Das Blockdiagramm der Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufnahmeplatten-Schneidesystems gemäß der vorliegenden, vorstehend beschriebenen Erfindung. Aus einem Codierer 2 abgeleitete Signale TL, TR, TT und TQ sind einem Matrix-Schaltkreis 10 eingegeben. Der Matrix-Schaltkreis 10 gibt die Hauptkanal-Signale TL und TR und die neu gebildeten Nebenkanal-Signale TT + k TQ und TT - kTQ ab. Die Hauptkanal-Signale TL und TR werden Über einen Aufnahmeentzerrer 4 (recording equalizer) auf einen Mischer 5 geführt, während das Nebenkanal-Signal TT + kTQ über einen Betonungs-Schaltkreis 11a zu einem PM-Modulator 6 und das Nebenkanal-Signal TT - kTQ über einen Betonungs-Schaltkreis 11b zum ΪΜ-Modulator 6 geleitet sind. Mittels dieser Betonungs-Schaltkreise 11a und 11b und des PM-Modulators 6 sind die Nebenkanal-Signale TT + kTQ und TT - kTQ gemäß der Modulationskurve 36 aus Pig. 6 winkelmoduliert. Im Mischer 5 werden dLe Hauptkanal-Signale und die modulierten Nebenkanal-Signale in"zwei Übertragungskanäle aufgeteilt und über den 45-45-Schneider 8 der rechten und linken

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Rillenwandung aufgezeichnet.

Ein Wiedergabesystem für eine derart bespielte Platte ist im Blockdiagramm der Pig. 9 dargestellt. Die modulierten Nebenkanal-Signale werden von einem Bandpass-3?ilte"r 25 von den aus einer Aufnehmervorrichtung 21 erhaltenen Signalen getrennt und einem PM-Demodulator 26 zugeführt. Die demodulierten Ausgänge des M-Demodulators 26 werden auf einen Matrix-Schaltkreis 21 über Betonungs-Schaltkreise 27a und 28b geleitet, die.eine umgekehrte Kennlinie wie die Betonungs-Schaltkreise 11a und 11b des Aufnahmeplatten-Schneidesystems aufweisen. Vom Matrix-Schaltkreis 28 werden die Nebenkanal-Signale TT und TQ gewonnen und auf einen Decodierer 24 zusammen mit den Hauptkanal-Signalen TL und TR gegeben. Der Decodierer 24 gibt die Tonsignale S^₁,, S^, S^₂ und S^ ab. Diese Signale entsprechen den speziell angeordneten Schallquellen, sie werden verstärkt und -jeweils Lautsprechern LI¹, RP, LB und RB zugeführt,

Der Codierer 2 und der Matrix-Schaltkreis 10 im oben beschriebenen Aufnahmeplatten-Schneidesystem können tatsächlich als ein einziger Matrix-Schaltkreis aufgebaut sein. In ähnlicher Weise können auch der Decodierer 24 und der Matrix-Schaltkreis 28 als ein einziger Matrix-Schaltkreis ausgebildet sein.

Wie bereits beschrieben, wird in dem Palle, daß die Nebenkanal-Signale beispielsweise zu TT + kTQ und TT - kTQ gewählt sind, die Schwebungsverzerrung vom Signal TQ als der gegenphasigen Komponente zwischen diesen Nebenkanal-Signalen gebildet. Im Ergebnis kann die Schwebungsverzerrung erheblich vermindert werden, wenn man das Signal TQ in solchen Frequenzbereichen klein oder zu Null macht, in denen die relative Phasenabweichung an sich groß wäre und daher Schwebungsverzerrungen leicht auftreten könnten.

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Ein Aufhahmeplatten-Schneidesystem, das unter Beachtung der oben genannten Gesichtspunkte aufgebaut ist, wird in einem Blockdiagranm der Fig. 10 dargestellt.

Unter den Signalen TL, TR, TT und TQ, die von einem Codierer 2 geleitet sind, wird das Signal TQ über ein Hochpass-Filter 12 zu einem Matrix-Schaltkreis 10 geführt. In diesem Falle sind für die anderen Signale TL, TR und TT, da das Hochpass-Filter 12 eine Phasen-Charakteristik aufweist, jeweils Phasenentzerrer 13a, 13b und 13c vorgesehen, um unter allen Signalen eine gute Phasenbeziehung aufrechtzuerhalten. Die.Frequenzspektren der Signale TL, TR-, TT und TQ, die dem Matrix-Schaltkreis eingegeben werden, sind in Fig. 11 dargestellt. Die Signale TL und TR enthalten alle Frequenzkomponenten des Bandes, die zur Wiedergabe des Schallfeldes erforderlich sind, während die Signale TT und TQ die kleinsten Frequenzkomponenten haben. Außerdem ist beim Signal TQ der Niederfrequenz-Bereich abgeschnitten. Selbst bei einem derart abgeschnittenen Niederfrequenz-Bereich des Signals TQ ergibt sich keine Beeinträchtigung des akustischen Wahrnehmungsfeldes hinsichtlich der Positionierung von tiefen und hohen Tönen. Nebenbei kann ein 4-Kanal-Stereoeffekt mit praktisch großer Trennungscharakteristik sogar lediglich mit den Signalen TL, TR und TT erwartet werden.

Das in Fig. 10 dargestellte Aufnahmeplatten-Schneidesystem ist nicht nur geeignet zur Anwendung im UM-System oder im diskreten 4-Kanal-Stereosystem, sondern auch im sogenannten Matrix-System, das mit nur einem Hauptkanal-Signal einen 4-Kanal-Effekt hervorruft und weiterhin durch Addition zweier Nebenkanal-Signale abgewandelt ist.

Anstatt den Teil des Niederfrequenz-Bereiches des Signals" TQ;"-'"" der Schwebungsver ζ errungen hervorruft, abzuschneiden, kann auch ein Begrenzer 14, wie er in Fig. 12 dargestellt ist,- ein-

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gesetzt werden. Der Begrenzer 14 begrenzt das Niveau des Signals TQ, wenn es auf ein vorgegebenes Niveau angehoben wird oder hinreichend groß wird, um Schwebungsverζerrungen zu bilden. Da der Begrenzer 14 den besagten Anteil des Niederfrequenz-Bereichs des Signals TQ nicht vollständig abschneidet, können Wirkungen in der wirklichkeitsnahen Empfindlichkeit, im Richtuagssinn und ähnlichem vor einer Beeinträchtigung fast vollständig bewahrt werden* . - - -

Eine Aufnahmeplatte, die durch das in Pig. 10 oder 12 dargestellte Aufnahmeplatten-Schneidesystem, dem die Hochpass-Filter 12 und.Phasenentzerrer 15a, 13b und 13c oder die Begrenzer 14 zugefügt sind, hergestellt ist, kann mittels eines Aufnahmeplatten-Wiedergabesystems der Fig. 9 wiedergegeben werden.

Fig. 13 sseigt in Abwandlung der Ausführung der Fig. 12, daß das Nebenkanal-Signal TQ, bevor es in den Matrix-Schaltkreis 13 gelangt* einen Entzerrer 15 zu passieren hat. Im Ergebnis verschiebt sich der Bereich dieser Modulationskurve, der die linie 32 - die Grenze für Schwebungsverzerrungen - übersteigt, zu einem Bereich geringerer Frequenzen und verringert dadurch die SchwebungsverZerrungen.

Bei Wiedergabe der Aufnahmeplatte, auf der ein Signal über das in Fig. 13 dargestellte Aufnahmeplatten-Schneidesystem aufgezeichnet ißt, wird in Fig. 16 illustriert. Dort wird ein Signal 5DQ von einem Matrix-Schaltkreis 21 abgeleitet und einem Entzerrer 29 zugeführt, der eine umgekehrte Charakteristik wie der Entzerrer in Fig.' 14 aufweist. Das in diesem Entzerrer 29 korrigierte Signal TQ wird einem Decodierer 24 zugeführt. .

-H&emäß der vorliegenden Erfindung ist eine Betonungs-CharäTcteristik (emphasis characteristic) für die Modulation eines Nebenkanal-Signals mit einer bestimmten Modulationskurve (Kuwe 36)

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gewählt, die der Aufnahme-Kennlinie nach RIAA für ein Hauptkanal-Signal angepaßt ist. Dadurch stimmt das Hauptkanal-Signal mit dem ITebenkanal-Signal in den Ixequenz-Amplituden- und Phasen-Charakteristiken "ifberein und man erhält eine gute Trennung.

Im Vorhergehenden ist die Erfindung im wesentlichen im Hinblick auf Aufnahmegeräte "beschriebenworden.Ss ist jedoch darauf hinzuweisen, daß "bei einem erfindungs gemäß en Wiedergabegerät eine Betonungs-Kennlinie für ein ilebenkanal-Signal auf ähnliche Vie is e so gewählt ist, daß es mit der ¥ieaergabe-Kennlinie nach RIAA des Hauptkanal-Signals übereinstimmt. Die vorliegende Erfindung findet nicht nur beim IM-System sondern auch beim CD-4-3ystem und ähnlichen Systemen mit den gleichen Vorzügen Anwendung. Darüberhinaus ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß eine Aufnahmeplatte als Aufnahmemedium verwendet wird, sie kann " auch dann vorteilhaft sein, wenn man ein magnetisches Band mit mehreren Spuren zugrunde -legt.

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Claims

Patentansprüche

1J Aufnahme- und Wiedergabegerät für uielirdimensionale, vorzugsweise 4-kanalige Tonsignale, dadurch gekennzeichnet, daß für ein He"benkanal-Signal (TT ± kTQ) eine Betonungs-Kennlinie gewählt ist, die mit der vorgegebenen Aufnahme-r bzw. Wi ed er gäbe -Kennlinie (3) eines Hauptkanal-Signals (TL, TR) im wesentlichen übereinstimmt, derart, daß die Entstehung einer Kreuzmodulationsverzerrung im Nebenkanal-Signal (TT t kTQ) verhindert und eine Phasendifferenz zwischen den Mehr-Kanal-Signalen, die auf einem Aufnahmemedium in Mehrfach-Iitequenz-Technik aufzuzeichnen sind, vermieden ist.
2. Aufnahmemedium, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihm ein Signal mittels eines G-erätes nach Anspruch 1 aufgezeichnet ist.

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