DE2528072A1

DE2528072A1 - Verfahren und anordnung zur uebertragung winkelmodulierter signale

Info

Publication number: DE2528072A1
Application number: DE19752528072
Authority: DE
Inventors: Tadashi Abe; Yukinobu Ishigaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1976-01-15
Also published as: DE2528072B2; GB1510205A; DE2528072C3; US4002840A

Description

Patentanwälte

Dr-Ing Wilhelm Beichel DipL-Ing. Wolfomg Esidhel

6 Frankfurt a. M. 1

pktfraße 13 _822g

IiATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD., Kadoma-City,Osaka-Fu und VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Yokohama-City, Kanagawa-Ken, Japan

Verfahren und Anordnung zur Übertragung winkelmodu_ierter Signale

Die Erfindung betrifft die Übertragung von winkelmodulierten Signalen und bezieht sich insbesondere auf ein System, d.h. auf Verfahren und Anordnungen zur Übertragung einer Mehrzahl von winkelmodulierten Signalen über entsprechende Übertragungskanäle unter Verwendung von Einrichtungen zur Verarbeitung und Behandlung dieser Signale in einer solchen Weise, daß Störungen durch Kreuzkopplung zwischen den Übertragungskanälen im wesentlichen vermieden werden.

Wenn zwischen mehreren Übertragungskanälen zur Übertragung von winkelmodulierten Signalen übersprechen oder eine Kreuzkupplung stattfindet, dann entstehen Störungen in dem demodulierten Signal.

Ein Beispiel für ein Verfahren und eine Anordnung, bei der eine Anzahl von Übertragungskanälen für winkelmodulierte Signale benutzt werden, ist das Verfahren zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von vier Kanalsignaleii auf Schallplatten, das in der

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DT-AS 2 058 334 beschrieben ist. Bei der Aufzeichnung dieses Vierkanalaufzeichnungs- und Wiedergabesystems werden die Signale von zwei Paaren von Kanälen in einer Matrix umgewandelt, zur Bildung je eines Summen- und Differenzsignals und dann wird, nachdem eine Trägerfrequenz mit jedem der Differenzsignale winkelmoduliert worden ist, das sich ergebende winkelmodulierte Differenzsignal mit einem direkt zugeführten Summensignal zusammengebündelt (multiplext) und das sich ergebende gebündelte Signal mit Hilfe eines Schneidkopfes auf einer Schallplatte aufgezeichnet. Auf der Wiedergabeseite wird das gebündelte Signal von der Schallplatte mit Hilfe eines Tonabnehmers abgenommen und nachdem.": die winkelmodulierten Differenz signale demoduliert sind, werden die demodulierten Differenzsignale und das direkte Summensignal weiter verarbeitet, um die vif r ursprünglichen Kanalsignale zu erhalten.

Bei diesem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren können Kreuzkopplungen zwischen den winkelmodulierten Differenzsignalen, insbesondere im Augenblick des Schneidens und der Aufzeichnung mit dem Schneidkopf sowie im Zeitpunkt der Wiedergabe mit dem Tonabnehmer auftreten. Bezüglich der Kreuzkopplung, die im Zeitpunkt der Aufzeichnung durch den Schneidkopf auftritt, ist es möglich, auf der Aufzeichnungsseite eine Schaltung zur Löschung der Kreuzkopplung vorzusehen und das Schneiden und die Aufzeichnung derart durchzuführen, daß das Auftreten der Kreuzkopplung vermieden wird. Es ist jedoch bisher schwierig gewesen, die Kreuzkopplung zu vermeiden, die sich durch den Tonabnehmer ergibt, weil die Eigenschaften der Tonabnehmer in den Wiedergabeanlagen von Tonabnehmer zu Tonabnehmer verschieden sind.

Man hat auch schon versucht, das Auftreten von Störungen aufgrund von Kreuzkopplungen auf der Wiedergabeseite dadurch

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zu vermeiden, daß Signale eines tiefen Frequenzbandes, das mit einem großen Modulationsindex winkelmoduliert ist, mit niedriger Amplitude aufgezeichnet werden. Infolge der kleinen Größe der Niederfrequenzkomponente, die eine wichtige Aufgabe bei der Wiedergabe des Tonvolumens hat, leidet jedoch die Tonwiedergabe bezüglich dieses Tonvolumens.

Man hat Untersuchungen angestellt, bei denen die Beziehung zwischen der Störung und der Phasendifferenz zwischen den beiden winkelmodulierten Signalen sowie die Beziehung zwischen der Störung und den Amplitudenverhältnissen der beiden winkelmodulierten Signale gemessen wurden, und es wurde gefunden, daß unabhängig von den charakteristischen Eigenschaften des Tonabnehmers die Störungen dann am kleinsten werden, wenn die Phasendifferenz zwischen den beiden winkelmodulierten Signalen null ist und das Amplitudenverhältnis der beiden winkelmodulierten Signale sich dem Wert 1 nähert.

Dieses Ergebnis läßt sich auch durch die folgenden Gleichungen ausdrücken. Wenn man die beiden Modulationssignale mit Ma und Mb bezeichnet und den Kreuzkopplungskoiffizienten zwischen den Übertragungskanälen der winkelmodulierten Signale rait K, ferner den Wirkungsgrad der Winkelmodulation und Demodulation mit α und das Demodulationssignal mit E, dann ergibt sich folgende Gleichung:

E= et j Ma + Σ sin η (Mb - Ma)

n=l ⁿ

Der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung bezeichnet ein Demodulationssignal, bezogen auf das gewünschte Modulationssignal und der zweite Ausdruck bezeichnet eine Störungskomponente, die durch Kreuzkopplung verursacht ist. Wenn η = 1

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in dem zweiten Ausdruck wird, dann nimmt die Störungsgröße Ed den folgenden Wert an

Ed = α K sin (Mb - Ma)

Man sieht daher, daß die Störungsgröße Ed sehr klein ist und im Idealfall null wird, wenn die Differenz zwischen den Modulationssignalen (Mb - Ma) sehr klein oder praktisch null ist, d.h., wenn die Phasen und Amplituden der beiden Modulationssignale gleich sind.

Die angegebenen Schwierigkeiten werden daher gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Phasendifferenz zwischen den oben erwähnten beiden winkelmodulierten Signalen zu null wird und wenn ferner das Amplitudenverhältnis den Wert 1 annimmt, mit Bezug auf die Komponente des Bandes, welche die Trägerfrequenz mit großem Modulationsgrad winkelmoduliert und einen großen Einfluß auf das Auftreten von Störungen hat.

Bei dem Verfahren und der Anordnung gemäß der Erfindung werden daher zur Übertragung winkelmodulierter Signale benutzt:

Eine Anzahl von Übertragungskanälen zur Übertragung winkelmodulierter Signale, Einrichtungen zur Lieferung von mindestens einem ersten und einem zweiten Modulationssignal, Filtereinrichtungen, die aus den ersten und zweiten Modulationssignalen Signalkomponenten eines vorbestimmten Frequenzbandes aussieben, das für die Erzeugung von Störungen in den übertragenen und demodulierten Signalen infolge von Kreuzkopplungen der winkelmodulierten Signale zwischen den Übertragungskanälen förderlich ist, Mischeinrichtungen, die mit einem spezifischen Mischverhältnis die Signalkomponenten des bestimmten Frequenzbandes des ausgesiebten ersten und zweiten Modulationssignales mit den Signalkomponenten des bestimmten Frequenzbandes der anderen

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Modulationssignale mischen, Additionsschaltungen, die eine additive Zusammenführung der Signalkomponenten des bestimmten Frequenzbandes der so behandelten ersten und zweiten Modulationssignale mit den Signalkomponenten des ersten und■zweiten Modulationssignals eines von dem bestimmten Frequenzband abweichenden Frequenzbandes bewirken,und Einrichtungen zur Winkelmodulation von Trägerfrequenzen mit den derart behandelten ersten und zweiten Modulationssignalen, die dem Ausgang der Addierschaltungen entnommen werden, und Einrichtungen zur Übertragung der sich ergebenden winkelmodulierten AusgangsSignalen,durch entsprechende Übertragungskanäle.

Auf diese Weise wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren zur Übertragung winkelmodulierter Signale anzugeben, bei dem die winkelmodulierten Signale praktisch ohne Auftreten von Störungen aufgrund von Kreuzkopplungen übertragen werden und bei dem die früher auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden.

Durch die Erfindung wird auch die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, bei dem jede von zwei Frequenzkomponenten, die zum Auftreten von Störungen zwischen zwei winkelmodulierten Signalen beitragen, in einem bestimmten Mischverhältnis mit der anderen Komponente gemischt wird und die sich ergebenden winkelmodulierten Signale übertragen werden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Phasendifferenz und das Amplitudenverhältnis zwischen den beiden winkelmodulierten Signalen auf null bzw. auf dem Wert 1 gehalten, mit Bezug auf die oben erwähnten Frequenzkomponenten, so daß das Auftreten von Störungen weitgehend vermieden werden kann.

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Es liegt auch im Sinne der Erfindung, "bei dem erwähnten Mischvorgang der Frequenzen, die für das Auftreten von Störungen günstig sind, das Amplitudenverhältnis selbsttätig zu regeln.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden bei dem oben erwähnten Mischvorgang der Frequenzkomponenten, die das Auftreten von Störungen begünstigen, die aufeinander einwirkenden Frequenzbandkomponenten automatisch geregelt.

Weitere Merkmale und Kennzeichen der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, in der auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles eines MehrkanalschallplattenaufZeichnungssystems, bei dem winkelmodulierte Signale gemäß der Erfindung übertragen und benutzt werden;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Modulationsgrad und der Modulationsfrequenz eines winkelmodulierten Signals darstellt;

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispieles der Prozessorschaltung angibt, die einen wesentlichen Teil der in Fig. 1 dargestellten Schaltung bildet;

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Prozessorschaltung;

Fig. 5 ist ein Schaltbild, daß die in Fig. 4 dargestellte Schaltung im einzelnen angibt;

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Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer dritten .Ausführungsform der Prozessorschaltung und

Fig. 7A und 7B zeigen je ein Ausführungsbeispiel für Filterschaltungen, die in den Filtern der Fig. 6 benutzt werden können.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer VierkanalschallplattenaufZeichnungsanordnung dargestellt, bei dem für die Übertragung der winkelmodulierten Signale von der Erfindung Gebrauch gemacht wird. Die Signale CH1, CH2, CH3,und CH4 des ersten bis vierten Kanales sind auf vier Spuren eines Magnetbandes 10 aufgezeichnet, das von einem Wiedergabekopf 11 abgefüllt wird.

Die Signale CHI und CH2 des ersten und zweiten Kanals werden einer Verarbeitungsschaltung 12a zugeführt, während die Signale CH3 und CH4 des dritten und vierten Kanals einer Verarbeitungsschaltung 12b zugeleitet werden, so daß aus den Vierkanalr Signalen Summen- und Differenzsignale gebildet werden.

Das sich aus den Signalen CH1 und CH2 ergebende Summensignal Sa der Verarbeitungsschaltung 12a wird über eine Verzögerungsschaltung 13a einer Mischstufe 14a zugeführt, während das aus den Signalen CH1-CH2 gebildete Differenzsignal Da der gleichen Verarbeitungsschaltung 12a einer Signalprozessorschaltung 16 zugeführt wird. In ähnlicher Weise wird das Summensignal Sb, das sich aus den Signalen CH3+CH4 am Ausgang der Verarbeitungsschaltung 12b ergibt, über eine Verzögerungsschaltung 13b einer Mischstufe 14b zugeführt, während das sich aus den Signalen CH3-CH4 ergebende Differenzsignal Db vom Ausgang der gleichen Verarbeitungsschaltung 12b der Signalprozessorschaltung 16 zugeführt wird. Die Differenzsignale Da und Db, die der'Prozessorschaltung 16 zugeführt werden, werden in dieser Schaltung

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in der Weise behandelt, daß ihre niederfrequenten Komponenten miteinander und über Kreuz in der weiter unten beschriebenen Weise gemischt werden. Die am Ausgang der Prozessorschaltung 16 erhaltenen Differenzsignale werden über FM/PM Entzerrer 17a und 17b geleitet und dann zur Winkelmodulation eines Trägers in den Winkelmodulatoren 18a und 18b benutzt. Die sich ergebenden winkelmodulierten Differenzsignale werden je den oben erwähnten Mischstufen 14a und 14b zugeleitet und daher mit den direkten Summensignalen : Sa und Sb am Ausgang der Verzögerungsschaltungen 13a und 13b gemischt und gebündelt. Die sich am Ausgang der Mischstufen 14a und 14b ergebenden gebündelten (Multiplex) Signale werden in Verstärkern 15a und 15b verstärkt und dann den linken bzw. rechten Wicklungen eines Schneidkopfes 19 zugeführt, so daß sie auf den linken bzw. rechten Seitenflanken derselben Rille auf einer Schallplatte 20 eingeschnitten und aufgezeichnet werden.

Bei dem beschriebenen Vorgang bewirken die genannten Winkelmodulatoren 18a und 18b eine Winkelmodulation der Differenzsignale mit einem Modulationsgrad, der wie in Fig. 2 dargestellt, von der Modulationssignalfrequenz abhängt. Da die Störungen bei höheren Modulationsgraden erzeugt werden, werden die Signalkomponenten der niederfrequenten Bänder (z.B. von 0 bis 500 Hz) der beiden Differenzsignale Da bzw. Db in dem oben erwähnten Signalprozessor 16 -abgeleitet und miteinander additiv vereinigt.

Man könnte annehmen, daß die gegenseitige additive Vereinigung von zwei winkelmodulierten Signalen zu einem Verlust des unabhängigen Charakters der winkelmodulierten Signale führt und daher eine nachteilige Wirkung auf den Toneindruck bei der Wiedergabe des Tones hat. Da jedoch eine Signalkomponente

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im niederfrequenten Band.-keinen sehr großen Einfluß mit Bezug auf die Lokalisierung des Tones in dem wiedergegebenen Tonbild hat, tritt nahezu keine Verschlechterung der Tonrichtwirkung bzw. der Lokalisierung des Tones ein, wenn die niederfrequenten Signalkomponenten miteinander additiv gemischt werden, um die Störungen in der beschriebenen Weise zu vermindern.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Prozessorschaltung 16, das in Fig. 3 dargestellt ist, werden die Differenzsignale Da und Db, die von den Verarbeitungsschaltungen 12a und 12b geliefert werden und an den Klemmen 30a und 30b auftreten, über Verstärker 31a und 31b geleitet und werden dann einem Hochpaßfilter 32a und einem Tiefpaßfilter 34a bzw. einem Hochpaßfilter 32b und einem Tiefpaßfilter 34b zugeführt. Die Komponenten des höherfrequenten Bandes der Differenzsignale Da und Db werden · durch Hochpaßfilter 32a und 32b ausgesiebt und den Additionsschaltungen 33a und 33b zugeleitet. Die Komponenten des niederfrequenten Bandes der Differenzsignale Da und Db" am Ausgang der Tiefpaßfilter 34a und 34b werden Einrichtungen 35 a und 35b zur Einstellung der Amplitude sowie Verstärkern 36a und 36b und dann einer Mischstufe 37 zugeführt. Dabei sind die Frequenzbandcharakteristiken des Hochpaßfilters 32a bzw. 32b und des Tiefpaßfilters 34a bzw. 34b so ausgewählt, daß bei der additiven Vereinigung ihrer Ausgangssignale,die sich durch die additive Vereinigung ergebenden Signale gleich den EingangsSignalen sind.

Die Mischstufe 37 enthält Widerstände 38a und 38b und einen veränderbaren Widerstand 39b, der zwischen den Ausgangsklemmen der beiden Widerstände 38a und 38b liegt. Die niederfrequente· Komponente des Differenzsignals Da, die den Widerstand 38a durchlaufen hat, wird einem Verstärker 40a zugeführt,und gleichzeitig über den veränderbaren Widerstand 39 einem Verstärker 40b.

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In ähnlicher Weise wird die niederfrequente Komponente des Differenzsignals Db, welche den Widerstand 38b durchlaufen hat, dem Verstärker 40b und gleichzeitig über den veränderbaren Widerstand 39 dem Verstärker 40a zugeführt.

Auf diese Weise wird ein Signal aus der Mischung des Differenzsignales Da mit dem Differenzsignal Db im speziellen Mischverhältnis am Ausgang des Verstärker 40a erhalten und wird der Additionsstufe 33a zugeführt, um mit der hochfrequenten Bandkomponente des Differenz signals Da vom Ausgang des Hochpaßfilters 32a vereinigt zu werden. In ähnlicher Weise wird das Signal, das sich aus der Mischung des Differenzsignales Db mit dem Differenzsignal Da im speziellen Mischverhältnj s ergibt, am Ausgang des Verstärkers 40b abgenommen und wird der Additionsschaltung 33b zugeführt, wo es additiv mit der hochfrequenten Bandkomponente des Differenzsignals Db vereinigt wird, das am Hochpaßfilter 32b entnommen ist.

Auf diese Weise wird ein Signal, das sich aus der additiven Vereinigung der niederfrequenten Bandkomponente des Differenzsignals Db in speziellem Mischverhältnis mit dem Differenzsignal Da ergibt, am Ausgang der Additionsschaltung 33a erhalten und wird über die Ausgangsklemme 41a und den oben erwähnten Entzerrer 17a dem Winkelmodulator 18a zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Signal, daß sich aus der additiven Vereinigung der niederfrequenten Bandkomponente des Differenzsignals Da im speziellen Mischverhältnis mit dem Differenzsignal Db ergibt, am Ausgang der Additions schaltung 33b erhalten und über die Ausgangsklemme 41 b und die oben erwähnte Entzerrer schaltung 17b dem Winkelmodulator 18b zugeführt.

Das Mischverhältnis der Mischstufe 37 kann durch Einstellung des Widerstandswertes des Widerstandes 39 nach Wahl einge-

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stellt werden und wird auf einen solchen Wert bemessen, daß die Störungen in dem demodulierten Signal einen minimalen Wert haben und daß die Orientierung bzw. Lokalisierung des Tonbildes in dem wiedergegebenen Tonfeld nicht beeinträchtigt wird.

Da die Signale,bei denen der Korrelationsgrad der niederfrequenten Bandkomponenten, die für das Auftreten der Störungen am meisten verantwortlich sind, angehoben ist, an den Additionsstufen 33a und 33b zur Verfügung stehen, tritt praktisch keine Störung auf, wenn die winkelmodulierten Schwingungen der Winkelmodulatoren aufgezeichnet und wiedergegeben v/erden.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Fall eintreten, daß die Signalkomponenten des niederfrequenten Frequenzbandes, die mit Hilfe der Tiefpaßfilter 34a und 34b ausgesiebt worden sind, einen starken Korrelationsgrad vom Anbeginn aufweisen, je nach der Art der Signale. In einem solchen Fall besteht vom Anbeginn an nur wenig Gefahr für das Auftreten von Störungen, selbst wenn der oben erwähnte Mischvorgang nicht im vollen Umfang durchgeführt wird. In einem solchen Fall entsteht daher die Frage, daß es unerwünscht sein kann, die Mischung stets mit einem konstanten Mischverhältnis, wie bei dem obigen Beispiel durchzuführen.

Es wird nun auf das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Prozessorschaltung 16 Bezug genommen, in der diese Schwierigkeit beseitigt ist und das in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 sind die Teile, die denen der Fig. 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die im niederfrequenten Band liegenden Komponenten der Differenzsignale Da und Db vom Ausgang der Verstärker 36a und

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36b werden miteinander und über Kreuz mit einem entsprechenden Mischverhältnis in einer Mischstufe 50 in ähnlicher Weise gemischt, wie in der Mischstufe 37 und dann den Verstärkern 40a und 40b zugeführt. Die Mischstufe 50 enthält Widerstände 51a und 51b und einen Widerstand 52, dessen Widerstandswert durch ein Steuersignal einer Generatorschaltung 56 verändert werden kann.

Die Ausgangssignale der Verstärker 40a und 40b werden einerseits den Additionsschaltungen 33a und 33b in der gleichen Weise zugeführt wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, andererseits einer Subtraktionsschaltung 53, die als Differenzbildner arbeitet. Von dieser Differenzschaltung 43 wird ein Signal, das der Differenz zwischen den Amplituden der Signale des Verstärkers 40a und des Verstärkers 40b entspricht, am Ausgang erzeugt und einer Kompensationsschaltung 54 zugeführt. Die Kompensationsschaltung 54 hat einen Frequenzgang, der der Charakteristik der Winkelmodulatoren 18a und 18b· bezüglich der normalen Modulationsfrequenz in Abhängigkeit von dem Modulationsgrad entspricht und bewirkt eine Abwägung des Modulationsgrades bezüglich des Ausgangssignales der Differenzschaltung 53.

Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 54 wird im Verstärker 55 verstärkt und dann dem oben erwähnten Steuersignalgenerator 56 zugeführt, der daraufhin ein Steuersignal abgibt. Dieses Steuersignal wird dem veränderbaren Widerstand 52 der Mischstufe 50 zugeleitet, um den Widerstandswert zu verändern und damit das Mischverhältnis zu beeinflussen.

Wenn hier der Korrelationsgrad zwischen den beiden Eingangsmodulationsschwingen, die von den Verstärkern 36a und 36b der Mischstufe 50 zugeführt werden, hoch ist, dann ist das Ausgangssignal der Differenzschaltung 53 klein und die Misch-

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stufe 50 wird so gesteuert, daß das Mischverhältnis unter dem Einfluß des Steuersignals des Generators 56 klein wird. Wenn andererseits der Korrelationsgrad zwischen den beiden Eingangsschwingungen der Mischstufe 50 niedrig ist, dann ist das Ausgangssignal der Differenzschaltung 53 groß und die Mischstufe 50 wird so gesteuert, daß das von dem Steuersignal abhängige Mischverhältnis groß ist.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel des in Fig. 4 dargestellten Blockschaltbildes wird nun in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben. In Fig. 5 sind die einzelnen in Fig. 4 als Block dargestellten Elemente durch gestrichelte Linien umrandet und mit den betreffenden Bezugszeichen versehen. Da die Blöcke paarweise auftreten und die gleichen Bezugszeichen haben, werden sie durch die Buchstaben a und b voneinander unterschieden, wobei die Blöcke mit dem Index a in dem Schaltbeispiel der Fig. 5 dargestellt sind, jedoch nicht die Blöcke mit dem Index b.

Das Differenzsignal Da, das an der Eingangsklemme 30a auftritt, wird über einen Zwischenverstärker 31a mit Widerständen R1 und R2 und einem Verstärker A1 geleitet, und dem Hochpaßfilter 32a zugeführt, das Kondensatoren C2 und C3, Widerstände R3, R4 und R5 und einen Verstärker A2 aufweist, sowie einem Tiefpaßfilter 34a, welches Widerstände R9 bis R12, einen Kondensator C4 und einen Verstärker A4 enthält, um die Bandtrennung durchzuführen. Die Übertragungsfunktion G„(X) des Hochpaßfilters 32a kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden

,2

"'J

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wobei X= ό~-_ο ist.

Die Übertragungsfunktion G₁ (X) des Tiefpaßfilter 34a kann durch die Gleichung ausgedrückt werden:

G₁(X) = 1 - G₁₁(X) =

ⁿ X+

Das Ausgangs signal des Hochpaßfilters 32a wird über eine Phasenumkehrverstärkerschaltung 60a mit Widerständen R6, R7 und R8 und einem Verstärker A3 der Additions schaltung 33a zugeführt, die Widerstände R13 bis R16 und einen Verstärker A6 enthält. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 36a wird über einen Widerstand R17 der Mischstufe 50 zugeleitet, die einen Widerstand R17, einen Widerstand R18 und einen veränderbaren Widerstand 61 enthält und dem Zwischenverstärker 40a zugeleitet, der einen Widerstand R19 und einen Verstärker A5 aufweist, sowie über den Widerstand 17 und das. veränderbare Widerstandselement 61 dem Zwischenverstärker 40b. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 34b wird über den Widerstand R18 dem Zwischenverstärker 40b zugeleitet und wird gleichzeitig über den Widerstand R 18 und das veränderbare Widerstandselement 61 dem Zwischenverstärker 40a zugeführt.

Das Ausgangssignal des Zwischenverstärkers 40a wird der Additionsschaltung 33a und gleichzeitig über einen Widerstand R20 der Differenzschaltung 53 zugeleitet, die einen Widerstand R20, weitere Widerstände R21, R22 und R23 und einen Verstärker A7 enthält. In ähnlicher Weise wird das Ausgangs signal des Zwischenverstärkers 40b der Additionsschaltung 33b zugeleitet und gleichzeitig über den Widerstand R22 der Differenzschaltung 53.

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Wenn die Signale, die von den Zwischenverstärkern 40a und 40b der Differenzschaltung 53 zugeführt werden, die gleiche Phase und die gleiche Amplitude haben, dann ist die Ausgangsgröße an der Differenzschaltung 53 gleich null. Wenn andererseits eine Phasendifferenz und eine Amplitudendifferenz zwischen den beiden Signalen der Zwischenverstärker 40a und 40b existiert, wird ein Signal am Ausgang der Differenzschaltung 53 erzeugt, welches dieser Differenz entspricht. Die Ausgangsgröße der Differenzschaltung 53 wird über einen veränderbaren Widerstand VR zur Einstellung der Amplitude der Kompensationsschaltung 54 zugeführt, die dazu dient, den Frequenzgang der Mehrkanalschallplatt enauf zeichnung zu kompensieren.

Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 54 wird dem Steuersignalgenerator 56 zugeführt, der einen Hüllendetektor 62 enthält, mit einem phasengetreuen Verstärker A8, einem gegenphasigen Verstärker A9,Dioden D1 und D2, einem Widerstand R24, einem Kondensator C5 und einer Schaltung 63 zur Steuerung des veränderbaren Widerstandselements, die einen Widerstand R25, einen Verstärker A1O, Transistoren T1 und T2 und eine Diode D3 enthält. Wenn das Ausgangssignal der Differenzschaltung 53 groß ist, dann ist auch der Steuersignalstrom am Ausgang der Generatorschaltung 56 groß.

Das veränderbare Widerstandselement 61 der Mischstufe 50 enthält einen sogenannten Photokoppler, der eine lichtemittierende oder Elektroluminizenz aufweisende Diode 64 enthält, die durch einen Steuersignalstrom des Steuersignalgenerators 56 einer Helligkeitssteuerung untervrorfen wird und ein veränderbares widerstandsgesteuertes Element 65, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von dem Licht der lichtemittierenden Diode 64 verändert wird. Wenn der oben erwähnte Steuersignalstrom groß wird, dann wird der Widerstandswert des veränder-

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baren Widerstandselementes 65 klein und das Mischverhältnis der Mischschaltung 50 wird groß.

Wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 34b die entgegengesetzte Phase und den gleichen Amplitudenwert hat wie das Ausgangs signal des Tiefpaßfilters 34a und wenn weiterhin die Amplituden der betreffenden Ausgangssignale in dem Band der Tiefenfrequenzen groß sind, wird die Mischgröße groß. Als Folge davon werden unabhängig von der Phasenlage der Differenzsignale Da und Db,die den Eingangsklemmen 30a und 30b zugeführt werden, die an den Ausgangsklemmen 41a und 41b auftretenden Differenzsignale automatich so gesteuert, daß sie die gleiche Phase aufweisen, zusammen mit einer Erhöhung der Signalamplitude in dem Band der tiefen Frequenzen.

Wenn der Steuersignalstrom,der dem veränderbaren Widerstandselement 61 zugeführt wird, zunimmt und wenn infolge dessen der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandselementes 65 auf einen Wert in der Nähe von null gesteuert wird, wird die Mischgröße der Mischstufe 50 groß und im Zeitpunkt der maximalen Mischung nimmt die Differenzsignalamplitude in jedem der Kanäle des Bandes der Tiefenfrequenzen auf einen Wert von 6 dB infolge der Mischung in der Mischstufe 50 ab.

Die oben erwähnte Beeinflussung der Kanaltrennung infolge der Mischung wird nun analytisch untersucht. Die Trennung S(dB) zwischen den verschiedenen Kanälen kann wie folgt ausgedrückt werden:

S(dB) = 20 log ^ß

2 - ß

Hier ist ß = BR/(1 + BR), wobei BR das Mischverhältnis der Signale in der Mischstufe 50 ist. Wenn daher beispielsweise

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ein Signal nur in dem ersten Kanal CH1 vorhanden ist und das zweite, dritte und vierte Kanalsignal CH2, CH3 und CH4 = null ist und wenn ferner BR = 1 ist (maximale Mischung), dann beträgt die Trennung der Vierkanalsignale nach der Demodulation durch den Demodulator und der Verarbeitung 9,5 dB zwischen dem ersten und zweiten Kanal sowie zwischen dem ersten und dritten Kanal und zwischen dem ersten und vierten Kanal. Im allgemeinen hat die Signalkomponente des Bandes der tiefen Frequenzen keinen sehr bedeutenden Einfluß auf die Lokalisierung des Tonbildes und wenn daher eine Trennung·.von 9,5 dB sichergestellt werden kann, dann tritt praktisch keine Schwierigkeit bezüglich Beeinflussung der Trennung auf.

Es wird nun ein weiteres Blockschaltbild der Prozessorschaltung 16 in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben. In Fig. 6 sind Blöcke, die denen der Fig. 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Ausgangsdifferenzsignale der Verstärker 31a und 31b werden einem Hochpaßfilter 70a und einem Tiefpaßfilter 71a bzw. einem Hochpaßfilter 70b und einem Tiefpaßfilter 71b zugeführt, deren Grenzfrequenzen fc durch ein weiter unten beschriebenes Steuersignal in veränderbarer Weise gesteuert werden. Die Komponenten der Bänder mit den tiefen Frequenzen,welche die Tiefpaßfilter 71a und 71b durchsetzen, werden der Mischstufe 37 zugeführt und nachdem sie dort in entsprechendem Mischverhältnis, wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, gemischt worden sind, werden sie den Additionsschaltungen 33a und 33b zugeleitet und mit den Signalen additiv vereinigt, die den Hochpaßfiltern 70a und 70b entnommen sind.

Die Ausgangssignale der Additionsschaltungen 33a und 33b werden über Ausgangsklemmen 41a und 41b geführt und gleichzeitig einer Differenzschaltung 72 zugeleitet. Die Differenz-

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komponente der beiden Signale, die von den Additionsschaltungen 33a und 33b stammen, wird in der Differenz schaltung 72 ermittelt und das Ausgangs signal dieser Schaltung wird über eine Kompensationsschaltung 73 für den Frequenzgang einem Steuersignalgenerator 74 zugeleitet, an dessen Ausgang ein Steuersignal entsteht. Die Differenz schaltung 72, die Kompensationsschaltung 73 und der Steuergenerator 74 entsprechen der Differenzschaltung 53, der Kompensationsschaltung 54 und dem Steuergenerator 56 in dem zweiten obigen Ausführungsbeispiel.

Die Grenzfrequenzen fc des Hochpaßfilters 70a und des Tiefpaßfilters 71a sowie des Hochpaßfilters 70b und des Tiefpaßfilters 71b werden durch ein Steuersignal des Steuersignalgenerators Ik gesteuert. Die Filter werden so gesteuert, daß die Grenzfrequenz fc nach oben verschoben wird, wenn die Ausgangsgröße der Differenzschaltung 72 zunimmt. Wenn daher der Korrelationsgrad der Signalkomponenten des Frequenzbandes, welches die Entstehung von Störungen in den Modulationsdifferenzsignalen Da und Db begünstigt, an den Eingangsklemmen 30a und 30b niedrig ist, wird das Ausgangs signal der Differenzschaltung 72 groß und die vier Filter 70a, 71a, 70b und 71b werden von dem Steuersignal des Generators 74 so gesteuert, daß ihre Grenzfrequenzen fc hoch werden. Daher vergrößern sich die Frequenzbänder der in der Mischstufe 37 verarbeiteten Signale, wodurch der Korrelationsgrad zwischen den an den Ausgangsklemmen 41a und 41 b auftretenden Signalen hoch wird.

Für die oben erwähnten Hochpaßfilter 70a und 70b ist in Fig. 7a ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Kondensator und ein veränderbares Widerstandselement 83 in der dargestellten Weise miteinander verbunden sind und an die Eingangsklemmen 80 und Ausgangsklemmen 81 angeschlossen sind.

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Der Widerstandswert-des veränderbaren Widerstandselementes 81 wird durch das Steuersignal verändert, welches von dem Generator 74 geliefert wird und das der Eingangsklemme 84 zugeleitet wird. Außerdem ist für das oben erwähnte Tiefpaßfilter 71a und 71b ein Schaltbeispiel in Fig. 7b dargestellt. Es enthält ein veränderbares Widerstandselement 87 und einen Kondensator 88, die in der dargestellten Weise mit den Eingangsklemmen 85 und den Ausgangsklemmen 86 verbunden sind. Der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandselementes 87 wird durch ein Steuersignal verändert, das über eine Steuersignalleitung 89 zugeführt wird. Als veränderbares Widerstandselement 83 und 87 kann ein Photokoppler benutzt werden, der einen Feldeffekttransistor und einen Transistor enthält und ein Photokoppler, der eine lichtemittierende Diode und eine Kadmiumsulfidzelle (CdS) enthält.

Während bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Ausgangssignale der Additionsschaltungen 33a und 33b als Eingangsgröße der Differenzschaltung 72 zugeführt werden, kann auch eine Anordnung benutzt werden, bei der die beiden Ausgangsgrößen der Mischstufe 37 als Eingangsgrößen der Differenzschaltung 72 zugeleitet werden.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf MehrkanalschallplattenaufZeichnungsanlagen sondern kann auch bei Mehrkanalrundfunkanlagen und bei Mehrkanalaufzeichnungs- und Wiedergabe · mit magnetischen Materialien benutzt werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Übertragung winkelmodulierter Signale auf einer Anzahl von Übertragungswegen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der winkelmodulierten Signale benutzt werden:

Filtereinrichtungen (32a, 32b, 34a, 34b, 70a, 70b, 71a, 71b), die aus einem ersten und zweiten Modulationssignal Signalkomponenten eines vorbestimmten Frequenzbandes aussieben, das zur Erzeugung von Störungen in den übertragenen und demodulierten Signalen infolge von Kreuzkopplungen der winkelmodulierten Signale zwischen den Übertragungswegen Anlaß gibt, Mischstufen (37, 50), die -mit einem spezifischen Mischverhältnis die ausgesiebten Signalkomponenten des vorbestimmten Frequenzbandes des ersten und zweiten Modulationssignals mit den Signalkomponenten des vorbestimmten Frequenzbandes des anderen Modulationssignales mischen, sowie Additionsschaltungen (33a, 33b), die eine additive Vereinigung der Signalkomponenten des vorbestimmten Frequenzbandes des in der Mischstufe verarbeiteten ersten und zweiten Modulationssignales mit den Signalkomponenten der ersten und zweiten Modulationssignale eines Frequenzbandes, das von dem vorbestimmten Frequenzband abweicht, durchführen, und Einrichtungen, die die am Ausgang auftretenden Signale den Winkelmodulatoren (18a, 18b) zuführen.

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Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstufe (37, 50) ein veränderbares Widerstandselement (39, 52, 65) enthalt welches die Signalkomponenten des vorbestimmten Frequenzbandes des ersten Modulationssignales mit der Signalkomponente des vorbestimmten Frequenzbandes des zweiten Modulationssignals mit einem spezifischen Mischverhältnis mischen und die Signalkomponente des vorbestimmten Frequenzbandes des zweiten Modulationssignales mit der Signalkomponente des vorbestimmten Frequenzbandes des ersten Modulationssignals mit einem spezifischen Mischverhältnis mischen.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß einer Differenzschaltung (53) eine von der Mischstufe verarbeitete Signalkomponente zugeführt wird und ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz zwischen diesen Signalkomponenten entspricht und daß ein Steuersignalgenerator (56) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Differenzschaltung ein Steuersignal erzeugt und daß die Mischstufen (37, 50) Einrichtungen (52, 64, 65) enthalten, die das Mischverhältnis verändern und denen das Steuersignal zugeführt wird, um das Mischverhältnis in Abhängigkeit von den Steuersignalen zu verändern.

Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Veränderung des Mischverhältnisses ein veränderbares Widerstandselement (65) enthalten, dessen Widerstandswert von dem Steuer-

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signal gesteuert wird.

Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelmodulator (18a, 18b) eine spezielle Kennlinie des Modulationsgrades in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz aufweist und daß eine Kompensationsschaltung (54) vorgesehen ist, welche der Ausgangsgröße der Differenz schaltung eine Frequenzkennlinie ergibt, die der erwähnten Kennlinie entspricht und daß die Ausgangsgröße dem Generator (56) zur Erzeugung des Steuersignals zugeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Differenzschaltung (72) vorgesehen ist, der die von den Mischstufen verarbeiteten ersten und zweiten Modulationssignalen zugeführt werden und die ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz zwischen den beiden Signalen entspricht und daß ein Generator (74) zur Erzeugung eines Steuersignals entsprechend der Ausgangsgröße der Differenzschaltung vorgesehen ist, und daß in den Filtern Einrichtungen (83, 87) vorgesehen sind, denen das · Steuersignal zugeführt wird, um die Bandbreite der Filter zu verändern.

Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Veränderung der Frequenzbandbreite der Filter ein veränderbares Widerstandselement (83, 87) aufweist, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von dem Steuersignal gesteuert wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmodulatoren (18a, 18b) eine spezielle Kennlinie des Modulationsgrades in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz aufweisen und daß eine Kompensationsschaltung (73) der Ausgangsgröße der Differenzschaltung eine Frequenzkennlinie erteilt, welche der Modulationsgrad-Modulationsfrequenzkennlinie entspricht und die sich ergebende Ausgangsgröße der Einrichtung zur Erzeugung des Steuersignals zuführt.

9. Verfahren zur Übertragung winkelmodulierter Signale mit einem ersten und zweiten Übertragungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der winkelmodulierten Signale benutzt werden:

Filter (32a, 32b,34a, 34b, 70a, 70b, 71a, 71b), die erste und zweite Tiefpaßfilter (34a, 34b, 71a, 71b) und erste und zweite Hochpaßfilter (32a, 32b, 70a, 70b) aufweisen, die aus den ersten und zweiten Modulationssignalen Bandkomponenten mit niedriger Frequenz aussieben, welche die Entstehung von Störungen begünstigen und Signalkomponenten eines weiteren Frequenzbandes aussieben, das sich von dem Band mit den tiefen Frequenzen . unterscheidet, Mischstufen (37, 50), die die Ausgangsgrößen des ersten TiefpaßfilteiB mit den sich ergebenden Ausgangsgrößen des zweiten Tiefpaßfilters in einem spezifischen Mischverhältnis mischen, um als Ausgangsgröße ein erstes gemischtes Signal zu erzeugen, und die in einem spezifischen Mischverhältnis die Ausgangsgröße des zweiten Tiefpaßfilters mit der Ausgangsgröße des ersten Tiefpaßfilters mischen, um am Ausgang ein zweites Misch-

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signal zu erzeugen und daß eine erste und eine zweite Additionsschaltung (33a, 33"b) vorgesehen ist, die eine additive Vereinigung der Ausgangsgröße des ersten Hochpaßfilters und des ersten Mischsignals sowie eine additive Vereinigung der Ausgangsgröße des zweiten Hochpaßfilters und des zweiten Mischsignals bewirken, sowie Einrichtungen, die die additive vereinigten Signale im ersten und zweiten Winkelmodulator (18a, 18b) zuführen.

Re/Pi.

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