DE2460278A1

DE2460278A1 - Schaltungsanordnung zur mehrkanaltonwiedergabe

Info

Publication number: DE2460278A1
Application number: DE19742460278
Authority: DE
Inventors: Koichi Ishizaka; Yoshio Osakabe; Sumio Satoh
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1973-12-27
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-10
Also published as: GB1480620A; IT1028094B; NL7416968A; JPS5645360B2; CA991088A; US3956709A; FR2256618B1; JPS5098802A; FR2256618A1

Description

PATENTANWÄuTE 24θϋΖ/

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER D-80OO München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

19. Dez. 1974

S74P178

SONY CORPORATION, Tokyo/Japan

SCHALTUNGSANORDNUNG ZUR MEHRKANALTONWIEDERGABE

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Mehrkanal-Schallwiedergabe nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 und bezieht sich insbesondere auf eine Abgleich-Steuerschaltung zur relativen Pegeleinstellung der einzelnen Tonsignale auf den Tonkanälen eines stereophonen oder allgemein mehrkanaligen Tonübertragungsund Wiedergabesystems.

Zur stereophonen Reproduktion von Tonsignalen über einzelne Niederfrequenzverstärker ergibt sich im allgemeinen der beste und natürlichste Klangeindruck, wenn der Zuhörer sich in einer Mittenposition zwischen den Lautsprechern oder - insbesondere bei zwei Lautsprechern - an einer Position

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ΓΈΗ Ml-LR MULIl M-SThINMEISTER

auf der zur Verbindungslinie der beiden Lautsprecher senkrechten Symmetrie!, in ie befindet. Dies gilt bei Einstellung der einzelnen Tonkanäle auf im wesentlichen gleichen Ver<Stärkungsgrad. Verläßt der Zuhörer jedoch seine Mittenposition und bewegt sich zu einem anderen Beobachtungsort, so muß er, um wenigstens einen gewissen Ausgleich für die jetzt mit ungleichem Pegel an sein Ohr dringenden Einzelsignale des stereophonen Gesamtsignals zu schaffen, eine Abgleich-Steuerschaltung nachstellen, die zwischen den beiden Tonkanälen angeschlossen ist. Nimmt der Zuhörer beispielsweise eine näher beim linken Lautsprecher gelegene Position ein, so wird er die Abgleich-Steuerschaltung so betätigen, daß das Tonsignal des linken Kanals vermindert und das vom rechten Lautsprecher abgestrahlte Tonsignal im relativen Pegel zum Tonsignal des linken Lautsprechers erhöht wird. Bei richtigem Abgleich kann der Zuhörer auch in dieser außermittigen Position in etwa den stereophonen Schalleindruck so korrigieren, als befände er sich in der erwähnten Mittenposition.

In der erwähnten Beobachterposition (näher am linken Lautsprecher) jedoch erreicht der vom linken Lautsprecher abgestrahlte Schall das Ohr des Zuhörers früher als der vom rechten Lautsprecher ausgehende Schalleindruck, Zwischen den beiden Schalleindrücken besteht also eine Phasendifferenz, die zu einer Verfälschung und Störung des Schalleindrucks führt, obgleich am Ort des Zuhörers im wesentlichen der gleiche Schallpegel bzw, das gleiche Schall·" volumen von beiden Kanälen vorliegt.

Für Mehrkanalstereo- insbesondere Quadrophoniesysteme ist es zur Vermeidung von Störungen des Klangbilds durch reflektierten Schall insbesondere von den rückwärtigen Wänden eines Raums bekannt, fest eingestellte Verzögerungselemente in der Schallsignal-Zuführungsleitung für die rückwärtigen

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Lautsprecher vorzusehen_t Mit dieser Maßnahme läßt sich jedoch nicht das aufgezeigte Problem erfolgversprechend an" gehen, das sich aus der unterschiedlichen SchallverzögerungS" zeit für den Direktschall von den einzelnen Lautsprechern ergibt, wenn der Zuhörer außerhalb des erwähnten Zentrums oder der erwähnten Mittellinie in Bezug auf die Lautsprecher sitzt. In diesem Fall ergibt sich auch bei Anwendung der erwähnten bekannten Verzögerungselemente am außermittigen Beobachtungsort ein gestörter Schaileindruck aufgrund der Schall-Laufzeitunterschiede der einzelnen Direktschalle, die den gesamten Schalleindruck ergeben,

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Abgleich-Steuersystem für Mehrkanal-Schallwiedergabegerate zu schaffen, durch das sich der aufgezeigte Nachteil,also die Laufzeitoder Phasendifferenz der Schalleindrücke von den verschiedenen Wiedergabestellen eines Mehrkanal-Schallwiedergabesystems, auch für Beobachterpositionen ausgleichen läßt, die in dem oben erwähnten Sinn außermittig zu den Orten der Schallwiedergabe, also insbesondere zu den Lautsprechern liegen. '

Die Lösung dieser technischen Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen/ die hier vorteilhaft unter anderem durch die in der.folgenden Beschreibung angegebenen Möglichkeiten weitergebildet werden können.

Mit der Erfindung läßt sich eine Schaltungsanordnung zur Mehrkanal-Schallwiedergabe angeben, bei der ein einwandfreier Laufzeitausgleich bzw. Phasenabgleich der an verschiedenen Beobachterorten durch mehrere Schallwiederga.bestellen erzeugten Schalleindrücke dadurch erreichen läßt, daß eine Verzögerungsschaltung mit wenigstens einem der beiden Tonkanäle (bei einem stereophonen System) verbunden

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ist, der zur Steuerung eine Abgleich^Steuerschaltung zugeordnet ist. Für allgemeine Mehrkanalsysteme, also beispielsweise Quadrophon-Wiedergabeeinrichtungen, läßt sich durch die mit der Abgleich-Steuerschaltung verbundene Verzögerungsschaltung ein im Vergleich zu herkömmlichen Systemen wesentlich einfacherer einwandfreier Laufzeitoder Phasenabgleich erreichen.

Die Erfindung wird im folgenden durch beispielsweise Ausführung sformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein stereophones Tonwiedergabesystem;

Fig. 2 das Schaltbild eines Frequenzgenerators und

Fig. 3 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Vierkanal-Stereo- bzw. Quadrophonie-System.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird ein für den linken Kanal bestimmtes stereophones Teilsignal - im folgenden als "LinkS'-Signal." bezeichnet - über einen linken Kanal L übertragen, der eine Eingangsklemme 10, einen Vorverstärker 12, einen linken Klangstärkeregler 14, einen Leistungsverstärker 16 und eine Ausgangskiemme 36 aufweist. Über den rechten Kanal wird ebenfalls ein stereophones Teilsignal - im folgenden als "Rechts-Signal" bezeichnet übertragen. Dieser rechte Kanal weist im wesentlichen eine Eingangskiemme 11, einen Vorverstärker 13, einen rechten Klangstärkeregler 15, einen Leistungsverstärker 17 und eine Ausgangsklemme 37 auf. In bekannter Weise ist eine Abgleich-Steuerschaltung 20 zwischen dem linken bzw, rechten Kanal L bzwt R angeschlossen. Diese Schaltung 20 umfaßt einen

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Widerstand 21, mit einem auf Masse liegenden bewegbaren Kontakt 22.

Der linke bzw. rechte Kanal L bzw, R enthalten außerdem je eine Verzögerungsschaltung 24 bzw. 25, die beispielsweise, als Verzögerungseinrichtung mit Ladungsübertragung (CTD-Element, CTD = Charge Transfer Device) oder als digitale Verzögerungsleitung aufgebaut sein können. Bei den letztgenannten Arten von Verzögerungsschaltungen läßt sich die Verzögerungszeit durch eine Impulsfolgefrequenz bestimmen, Um diese Steuerung der Verzögerungszeit für die Verzögerungsschaltungen 24 und 25 zu ermöglichen, sind spannungssteuerbare Frequenzgeneratoren 26 und 27 vorgesehen, die - wie Fig. 2 als Beispiel zeigt - als astabile Multivibratoren aufgebaut sein können, die an die Verzögerungsschaltung 24 bzw. 25 angeschlossen sind.

Die in Fig. 2 dargestellten astabilen Multivibrator en 26a und 27a sind in ihrem Aufbau bekannt, so daß eine ins einzelne gehende Erläuterung des speziellen Schaltungsaufbaus erübrigt werden kann. Es sei jedoch bemerkt, daß ein veränderbarer Widerstand 30 über Widerstände R₁ zwischen dem ersten Multivibrator 26a und Masse (über einen Widerstand 31) liegt. Dieser veränderbare Widerstand 30 ist mit einem Schleifer 32 versehen, der. mit der Gleichstromversorgung 33 verbunden ist. Dieser Schleifer 32 wird in Verbindung mit dem verschiebbaren Kontakt 22 der Abgleich-Steuerschaltung 20 bewegt. Andererseits sind die Basen von Transistoren Q^ und Q₄ des zweiten Multivibrators 27a jeweils über Widerstände R₂ mit dem Widerstand 31 verbunden.

Liegt für diese Schaltung das Gleichspannungspotential am Punkt A tiefer als am Punkt B aufgrund der Einstellung des veränderbaren Widerstands 30, so ist auch die vom ersten Multivibrator. 26a abgegebene Impulsfolgefrequenz .f^ riger als die vom zweiten Multivibrator 27a erzeugte

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Impulsfolgefrequenz f2«

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Verzögerungszeit T der Verzögerungsschaltungen 24 bzw. 25 durch die folgende Gleichung bestimmt:

τ_ πι
- f

Darin ist mit

m die Bit-Anzahl des CTD-Speicher- bzw. Verzögerungselements und mit

f die Impulsfolgefrequenz bezeichnet.

Da m für ein bestimmtes Verzögerungselement einen stanten Wert darstellt, ist die Verzögerungszeit (, un bar umgekehrt'proportional zur Impulsfolgefrequenz f.

Für den oben diskutierten Fall, daß der Zuhörer sich näher am linken Lautsprecher befindet, wird die Abgleich-Steuerschaltung 20 so nachgestellt, daß der Pegel des Signals im linken Kanal L erniedrigt und der Pegel des Signals im rechten Kanal R erhöht wird. Dies erfolgt über den einstellbaren Kontakt 22. Gemäß der Erfindung werden gleichzeitig die Frequenzgeneratoren 26 und 27 so nachgesteuert, daß die vom ersten Multivibrator 26a abgegebene Impulsfolgefrequenz f.. kleiner als die vom zweiten Multivibrator 27a abgegebene Impulsfolgefrequenz f₂ wird. Dabei wird der Schleifer 32 des veränderbaren Widerstands 30 zusammen mit dem verstellbaren Kontakt 22 so verschoben, daß das Gleichspannungspotential am Punkt A kleiner als das am Punkt B wird.

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Als Folge davon tritt das Signal an der Ausgangsklemme 36 des linken Kanals L mit kleinerer Amplitude, aber gleichzeitig mit längerer Verzögerungszeit auf als das an der Ausgangsklemme 37 des rechten Kanals R erscheinende Signal. Bei richtig gewählter Größe des veränderbaren Widerstands 30, des Verschiebewegs des Schleifers 32 usw. läßt sich ohne besondere Schwierigkeit erreichen, daß der Schall den Zuhörer an einem weitgehend beliebigen Ort im Beschallungsbereich mit gleichem Klangvolumen erreicht, gleichzeitig aber die sich dort zu einem Klangbild vereinigenden Schal'lsignale in gleicher Signalform, das heißt richtiger Phasenlage und ohne Laufzeitverzögerung auftreten. Dies bedeutet, daß das am Beobachtungsort auftretende Klangbild als vollständig richtige ungestörte Wiedergabe auftritt.

Beim Blockschaltbild eines Vierkanal-Stereosystems gemäß Fig. 3 weisen die vier Tonkanäle L„, R_p, L_ bzw. R„ jeweils Verzögerungsschaltungen 51, 52, 53 bzw. 54 auf. Die Verzögerungszeit der jeweiligen Verzögerungsschaltungen 51 bis 54 läßt sich durch Einstellung der durch Frequenzgeneratoren 61, 62, 63 bzw. 64 erzeugten Frequenzen einstellen. Zwischen den Kanälen L bzw. R„, den Kanälen Lg bzw. IU₁ den Kanälen Lp bzw. L_ß und den Kanälen R₅₁ bzw. R_ß sind jeweils· eine erste, zweite, dritte bzw. vierte Abgleich-Steuerschaltung 71, 72, 73 bzw. 74 angeschlossen. In diesem Fall werden die erste Abgleich-Steuerschaltung 71 und die Frequenzgeneratoren. 61 und 62 gleichzeitig gesteuert, ebenso die zweite Abgleich-Steuerschaltung 72 und die Frequenzgeneratoren 63 und 64, ebenso die dritte Abgleich-Steuerschaltung 73 und die Frequenzgeneratoren 61 und 63 und schließlich werden auch die vierte Abgleich-Steuerschaltung 74 und die Frequenzgeneratoren 62 und 64 jeweils gleichzei« tig eingestellt. Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung ist ansonsten prinzipiell gleich wie die für daß oben beschriebene Zweikanalstereosystem, so daß eine ins einzelne

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gehende Beschreibung erübrigt werden kann.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit der Erfindung die gestellte technische Aufgabe in vollem Umfang durch eine vergleichsweise einfache Schaltungsanordnung gelöst wurde. Das Problem der Schaltsignal-Laufzeitdifferenz bei außermittiger Zuhörerposition bei Mehrkanaltonwiedergabesystemen wurde dadurch gelöst, daß wenigstens in einem der Tonkanäle eine steuerbare Verzögerungsschaltung angeordnet wird, die zusammen mit einer zwischen den Tonkanälen liegenden Abgleich-Steuerschaltung einstellbar ist.

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Claims

Patentansprüche

1./schaltungsanordnung zur Mehrkanal-Schallwiedergabe mit wenigstens zwei Tonkanälen zur übertragung und Wiedergabe von stereophonen Tonsignalen, mit einer beiden Tonkanälen zugeordneten Abgleich-Steuerschaltung zur in Bezug zueinander relativen Pegeleinstellung der stereophonen Tonsignale und mit einer mit wenigstens einem der beiden Tonkanäle verbundenen Verzögerungsschaltung zur relativen Zeitverzögerung des einen in Bezug auf das andere Tonsignal, d. adurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (24 bzw. 25; 51, 52, 53 bzw. 54) und die Abgleich-Steuer schaltung (20; 71 bis 74) miteinander so verkoppelt sind, daß sich bei einer Verschiebung der Pegeleinstellung über die Abgleich-Steuerschaltung gleichzeitig eine Änderung der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung bewirken läßt.

2.·Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß in jedem Tonkanal (L, R.; Lp, Rj,, L_ßf Rg) eine Ver zogerungs schaltung (24, 25; 51 bis 54) liegt und mindestens zwei Verzögerungsschaltungen (zum Beispiel 24 mit 25) durch ein gemeinsames elektrisches Einstellelement (30) verbunden sind, über das bei einer Änderung des Abgleiche der Abgleich-Steuerschaltung (20) eine gegensinnige Änderung der Ver zöger, ungszeit für die zugeordneten Tonkanäle bewirkba,r ist.

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Einstellelement ein veränderbarer Widerstand (30) ist, dessen verschiebbarer Abgriff (32) mit dem Abgriff (22) des Steuerelements der Abgleich-Steuerschaltung (20) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltungen frequenzsteuerbare Verzögerungselemente enthalten.

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