DE2528072C3 - Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung von Vierkanalsignalen auf einer Vierkanalschallplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung von Vierkanalsignalen auf einer Vierkanalschallplatte, mit Matrixschaltungen zur Erzeugung eines linken Summen- und Differenzsignals und eines rechten Summen- und Differenzsignals, mit Winkelmodulatoren zur Bildung von winkeimodulierten

;>(i Signalen aus den Differenzsignalen, und mit Summierschaltungen für das Summensignal und das winkelmodulierte Signal jeweils einer Seite.

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

Eine Schaltungsanordnung der oben erwähnten Art bei der eine Anzahl von Übertragungskanälen für winkelmodulierte Signale benutzt werden, ist beispiels-

JD weise in der DE-AS 20 58 334 beschrieben. Bei dieser Vierkanalaufzeichnungs- und -wiedergabeanordnung werden die Signale von zwei Paaren von Kanälen in einer Matrix zur Bildung je eines Summen- und Differenzsignals umgewandelt und es werden dann,

1, nachdem eine Trägerfrequenz mit jedem der Differenzsignale winkelmoduliert worden ist, die sich ergebenden winkelmodulierten Signale mit je einem direkt zugeführten Summensignal zusammengefaßt (multiplexiert) und die sich ergebenden Multiplex-Signale mit Hilfe eines Schneidkopfes auf einer Schneidplatte aufgezeichnet. Auf der Wiedergabeseite werden die Multiplex-Signale von der Schallplatte mit Hilfe eines Tonabnehmers abgenommen. Nach ihrer Demodulation werden die beiden Differenzsignale und die beiden direkten

4-) Summensignale weiter verarbeitet, um die vier ursprünglichen Kanalsignale zu erhalten.

Bei dieser Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung von Vierkanalsignalen können Kreuzkopplungen zwischen den winkelmodulierten Signalen, 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

V) 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 Wiedergabeanlagcn von Tonabnehmer zu Tonabnehmer verschieden sind.

Man hat auch schon versucht, das Auftreten von

hi Störungen aufgrund von Kreuzkopplungen auf der Wiedergabeseite dadurch zu vermeiden, daß Signale eines tiefen Frequenzbandes, das mit einem großen Modulationsindexwinkel moduliert ist, mit niedriger

Amplitude aufgezeichnet werden. Infolge der geringen Amplitude dieser Niederfrequenzkomponente, die eine wichtige Aufgabe bei der Wiedergabe des Tonvolumenh hat, leidet jedoch die Tonwiedergabe.

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 Amplitudenverhälinissen der beiden winkelmodulierten Signale gemessen wurden, und es wurde gefunden, daB unabhängig von den charakteristischen Eigenschaften des Tonabnehmers die Störungen dann am kleinsten werden, wenn die Phasendifferenz zwischen den beiden winkelmoduüerten Signalen null ist und das Amplitudenverhältnis der beiden winkelmoduüerten Signale sich dem Wert eins nähert.

Dieses Ergebnis läßt sich auch durch die folgenden Gleichungen ausdrücken. Wenn man die beiden Modulationssignale mit Ma und Mb bezeichnet und den Kreuzkopplungskoeffizienten zwischen den Übertragungskanälen der winkelmodulierten Signale mit AC, ferner den Wirkungsgrad der Winkelmodulation und Demodulation mit λ, das Demodulatior.ssignal mit E und das Amplitudeuverhältnis der beiden winkelmoduüerten Signale mit n, dann ergibt sich folgende Gleichung:

E -- a j Ma + V]

sin ;; (Mb - Ma)

2(1

Der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung bezeichnet ein Demodulationssignal, bezogen auf das gewünschte Modulationssignal und der zweite Ausdruck bezeichnet eine Störungskomponente, j> die durch Kreuzkopplung verursacht ist. Wenn η — 1 in dem zweiten Ausdruck wird, dann nimmt die Störungsgröße Erfden folgenden Wert an:

Ei/= aKsin (Mb -Ma). 4»

Man sieht daher, daß die Störungsgröße Edsehr 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 4-, Amplituden der beiden Modulationssignale gleich sind.

Es wurde ferner bereits ein Vierkanalsystem vorgeschlagen (DE-OS 24 22 471), bei dem ebenfalls vier Tonsignale auf zwei Kanälen einer Schallplatte aufgezeichnet werden, bei dem jedoch jeder dieser >o beiden Kanäle einen Hauptkanal (Basisband) umfaßt, in dem ein Signalgemisch direkt übertragen wird, sowie einen bnterkanal, in dem ein weiteres Signalgemisch auf einem Hilfsträger winkelmoduliert übertragen wird. Nach diesem älteren Vorschlag soll die Aufgabe gelöst werden, drei Arten von Störungen bei der Aufzeichnung und Wiedergabe zu beseitigen, die zu Signalverzerrungen führen. Eine davon, als »Schwebungsverzerrung« bezeichnet, entsteht durch Übersprechen bzw. Kreuzkopplung zwischen den beiden Unterkanälen, also den winkelmodulierten Hilfsträgern, Hierdurch treten Verzerrungen besonders dann auf, wenn die relative Phasenabweichung zwischen den beiden Unterkanalsignalen groß ist. Um diese Verzerrungen zu verringern, werden insgesamt zwei Maßnahmen getroffen: e>

1. In beiden Modulationssignalen wird durch (addi.ives bzw. subtrat-itives) Zumischen nur eines Teils des einen Signalgemisches zu dem anderen dafür gesorgt, daß die Modulationssignale zum überwiegenden Teil jeweils dasselbe Signalgemisch enthalten.

2. Da besonders hohe Verzerrungen im Baßbereich entstehen, (bedingt offenbar durch den wegen der Vorverzerrung des Modulationssignals dort besonders hohen Modulationsgrad), wird der zuzuniischende Teil des einen Signalgemisches über ein Hochpaßfilter geleitet. Im entsprechenden Baßbereich sind die beiden Modulationssignale hierdurch identisch.

Nach der älteren Anmeldung wird mit einer sogenannten »Universalmatrix« gearbeitet, wobei Anteile aller Toneingangssignale in. jedem der vier matrizierten Signale mit entsprechender Amplitudenbewertung und Phasenverschiebung enthalten sind. Ferner wird ein und demselben Unttrkanalsignal ein Anteil des anderen einmal additiv, einmal subtraktiv zugemischt und nur dieser A ".eil zuvor über ein Hochpaßfilter geleitet.

Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung von Vierkanalsignalen auf einer Vierkanalschallplatte der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die winkelmodulierten Signale praktisch ohne Auftreten von Störungen aufgrund von Kreuzkopplungen übertragen werden und bei dem die früher aufgetretenen Schwierigkeiten vermieden werden

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung wird eine symmetrische Signalaufbereitung vorgesehen. Jedem Differenzsignal wird ein Teil des jeweih anderen zugemischt, wobei jedem der Zweige ein Tiefpaßfilter vorgeschaltet ist. Diese aufbereiteten Signalanteile werden dann jeweils dem restlichen Spektralanteil des betreffenden Differenzsignals wieder zugemischt, um die beiden Modulationssignale zu gewinnen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden mit Bezug auf die oben erwähnten Frequenzkomponenten die Phasendifferenz und das Amplitudenverhältnis zwischen den beiden winkelmoduüerten Signalen auf null bzw. auf dem Wert eins gehalten, so daß das Auftreten von Störungen weitgehend vermieden werden kann.

Wegen weiterer Vorteile wird auf die Figurenbeschreibung verwiesen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Die Schaltung läßt sich besonders einfach ausführen, wenn die Mischstufe ein veränderbares Widerstandselemcp-t enthält, welches die beiden Signalzweige verkoppelt.

Ausführungsteispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Vierkanalschallplattenaufzeichnungisystems, bei de.ii winkelmodulierte Signale gemäß der Erfindung übertragen und benutzt werden;

F i g. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Modulationsgrad und der MoJulationsfrequenz eines winkelmoduüerten Signals darstellt;

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

Fi g. 4 im ein Blockschaltbild einer /weilen Ausführungsform der Prozessorschallung;

F- ι g. ι ist ein Schaltbild, das die in I i g. 4 dargestellte Schaltung im ein/einen angibt:

C ι g. 6 ist ein Blockschaltbild einer dritten Aiisfnhrungsform der Pro/essorschaltung und

I' ι g. 7Λ und 7B /eigen je ein Ausführungsbeispiel für I ilterschaltungen. die in den Filtern der F i g. b benut/t werden können.

In Fig. 1 ist ein Alisführungsbeispiel einer Vierkanalsch a I IpI at ten aufzeichnungsanordnung dargestellt, bei dem fur die I Ibertragung der winkelmodulierte!) Signale von der l.rfindung Gebrauch gemacht wird. Die Signale (7/1. (112. (7/3 und (7/4 des ersten bis vierten Kanaies sind auf vier Spuren eines Magnetbandes 10 aufgezeichnet, das von einem Wiedergabekopf Il abgetastet w ird.

Die Signale (7/1 und (7/2 des ersten und /weiten Kanals werden einer Matrixschaltiint! 12.7 zugeführt, während die Signale (7/3 und (7/4 des dritten und vierten Kanals einer Mairix'-ehaltung l2/i zugeleitet werden, welche aus den entsprechenden Vierkan.iKi gnalen Summen und Differenzsignale bilden.

Das sich aus den Signalen CH 1 und C7/2 ergebende Summensignal S,ι der Matnxschaltung 12;/ wird über eine Verzögemngsschaltung Π,ι einer Summierschal lung 14;/ zugeführt, während das aus den Signalen CH i — i H 2 gebildete Differenzsignal Da tier gleichen Matrixschaltung 12.) einer Signalprozessorschaliung 16 zugeführt wird. In ähnlicher Weise wird das Summensignal Sb. das sich aus den Signalen (7/3 + (7/4 am Ausgang der Matnxschaltung \2b ergibt, über eine Yerzogerungsschaluing IJ/¹ einer Summierschaliung Ι4Λ zugeführt, wahrend das sich aus den Signalen (7/3— (7/4 ergebende Diffcrenzsignal Db vom Ausgang der gleichen Matnxschaltung 12/) der Signalpro-/es>.orschaltung 16 zugeführt wird. Die Differenzsignale I),'. und Db. die der Pro/essorschaltung 16 zugeführt werden, werden in dieser Schaltung in :1er Weise behandelt. daß ihre niederfrequenten Komponenten miteinander und über Kreuz in der weiter unten beschriebenen Weise gemischt werden. Die am Ausgang de" Prozessorschaltung 16 erhaltenen Differenzsignale werden über FAl PM Fintzerrer 17,?und Hb ge'ei'e' und dann zur Winkelmodulation eines Trägers ή Jen W inkelmodi:i;:toren 18.? und 18/) benutzt. Die sich ergebender: w inkelrnodulierter. Signale werden jeweils den oben erwähnter: Summiorschaltungen I4,i und 14fc zugeleite! \ir.u d.iher mit den direkten Summensignalen SVi und Sb am A'.i'-gar.t' der \ erzogerungsschaltungen 13./ urd 13,^A gem:sch!. Yr.c suh am Ausgang der S'.irr.mierschäluing 14,/ und 14/¹ ergebenden Multiplexs'graie «erde- .-■ Yc^rst,irk·.;-- 15./ und I5£> \erstärk! und dann den linker, bzw. rechten Wicklungen eines Schneidkopfes 19 zugeführt, so daß sie auf den linken bzw. rechter. Seitenfianken derselben Rille auf einer Schallplatte 20 eir.eeschn-:'.en und aufgezeichnet werden.

Bei dem beschriebenen Vorgang bewirken die trenannien Winkelmoduiatoren 18s und 18ft eine Winkeimodulaü·")-! der Differenzsignaie mit einem Modulationsgrad, der wie in F i g. 2 dargesteiit. von der Modulationsslgnalfrequenz abhang;. Da die Störungen bei höhere' Modu!a;^;onsgr,iden erzeugt werden, werde" ". ·;- S:g-<:ikorr"r>o:;eri"er! der n-ederfrequer^en d! IUCi ί / i J

tpaie Da bzw. Db\n dem oben erahnter. Signaipro/es --'■>r 16 abgeleitet und miteinander additi·. '-ereinigt.

Man könnte annehmen, daß die gegenseitige additive Vereinigung von zwei winkelmodulierte!) Signalen /u einem Verlust tie* unabhängigen Charakters der w inkelmoilulierten Signale führ! und daher eine nachteilige Wirkung auf den Toneindriick bei tier Wiedergabe hat. Da ledoch eine Signalkomponente in) nictlerfrequenlen Baiul keinen sehr grollen Linfluß auf tlie Lokalisierung des "Fönes in dem wiedergegebenen lonbild hat. tritt nahezu keine Verschlechterung der Tonrichlwirkung b/w. tier Lokalisierung ties Tones ein. wenn die niederfrequenten Signalkomponentcn miteinander additiv gemischt werden, um tlie Störungen in der beschriebenen Weise /ti vermindern.

Bei einem Ausführrngsbeispiel der Pro/essorschaltung 16. das in I ι g. i dargestellt ist. weitlen tlie Differenzsignale /λ/und Db. die von den Yerarbeituiigssth.iltungen 12,/ und \2b geliefert weiden und an den Klemmen 30./ und 30/) auftreten, über Verstärker 31.7 und 31/) geleitet und dann einem llochpaßfilter 32,7iind einem Tiefpaßfilter 34,7 bzw. einem llochpaßfilter 32/' und einem Tiefpaßfilter 34/) zugeführt. Die Komponenten ties hoherfrequenten Bandes der Differenzsignaie Du und Db werden durch llochpaßfilter 32./ und 32/) ausgesiebt und ilen Additionsschaltungen 33,7 und 33/) zugeleitet. Die Komponenten ties niederfrequenten Bandes tier Differenzsignale D,i und Db an) Ausgang der Tiefpaßfilter 34,/und 34/> werden !Einrichtungen 35,7 und 3^ζ/) zur Umstellung tier Amplitude sowie Verstärkern }6;i und 36/) und dann einer Mischstufe 37 zugeführt. Dabei sind die Frequen/bandcharaktenstiken des Hochpaßfilters 32,7 bzw. 32Λ und des Tiefpaßfilters 34,7 bzw. 34/> so ausgewählt, dall bei tier additiven Vereinigung ihrer Ausgangssignale, die sich durch tlie additive Vereinigung ergebenden Signale gleich den Kingangssignalen sintl.

Die Mischstufe 37 enthält Widerstände 38,/ und 38/) und einen veränderbaren Witlerstantl 39/). der zwischen ilen Ausgangsklemmen tier beiden Widerstände 38,/ und 38/) liegt. Die niederfrequente Komponente des Differenzsignals Du. die den Widerstand 38;/ durchlaufen hat. wird einem Verstärker 40,7 zugeführt und gleichzeitig über den veränderbaren Widerstand 39 einem Verstarker 40/). In ähnlicher Weise wird die niederfrequente Komponente des Diffcrenzsignals Db. welche den Widerstand 38ft durchlaufen hat. dem Verstärker 40/)und gleichzeitig über den veränderbaren Widerstand 39 dem Verstärker 40,/zugeführt.

Auf diese Weise w irt! ein Signal aus der Mischung des Differenzsignales /),/ mit dem Differenzsignal Db im speziellen Mischverhältms am Ausgang des Verstärkers 40,7 erhalten und w ird der Additionsstufe 33a zi'"eführt. um mit der hochfrequenten Bandkomponente des Diffcrenzsignals Du vom Ausgang des Hochpaßfilters 32;? vereinigt zu werden. In ähnlicher Weise wird das Signal, das sich aus der Mischung des Differenzsignales Db mit dem Differenzsignal Da im speziellen Mischverhältnis ergibt, am Ausgang des Verstärkers 40ft abgenommen und der Additionsschaltung 33b zugeführt, wo es additiv mit der hochfrequenten Bandkomponeritc des Differcnzsignals Dft vereinigt wird, das am 1 lochpaßfiltcr 32ftentnommen ist.

Auf diese Weise wird ein Signal, das sich aus der additiven Vereinigung der niederfrequenten Bandkomponente des Differenzsignals Dfc in speziellem Mischverhälinis mit dem Differenzsignal Da ergibt, am Aitinong eier Addü-onsschaltung 33a erhalten und über die Ausgangsklemmen 41a und den oben erwähnten Knt/errer 17;) dem Winkelmodulator 18a zugeführt. In

ähnlicher Weise wird ein Signal, d.is sich .ins der iidditiven Vereinigung eier niederlrec|iii'nten H;inc1k(>m ponenle des Differenzsign.ils Dn im speziellen \lmh verhiiliiiis mil dem Diffe.cnzsignal /)Ί ergibt, .im AiISLMM]L' tier Atltlitlonssth.iltutijt: 33Λ erhalten und über die Ausgangsklcmme 4l/> und und die oben erwähntel.ntzerrerschaltung \7b der,, Winkelmodulator 18/'

|j:r. Mischverhältnis der Mischstufe 37 kann durch Einstellung des Widerstandswertes ties Widerslandes 39 > nach Wahl eingestellt werden. Fs wird auf einen solchen Wert bemessen, dall einerseits die Störungen in dem demodiiherten Signal einen minimalen Wert haben und daß andererseits die Orientierung bzw. l.okalisienim' ties Tonbildes in dem wiedergegehenen IHnIeItI nicht beeinträchtigt w ird.

Da die Signale, bei denen der KoirelationsL'r.id der niederfrequenten Bandkomponenien. die fur da, \uf tre'vii tier Störungen am !Meisten serjntworilich sind, angehoben ist. an den Additionsslufen 33,/ und Hh zur Verfügung stehen, tritt praktisch keine Störung auf. wenn die winkelmodulierte!·¹ Schwingungen tier Winkelmodulatoren aufgezeichnet und wiedergegeben werden.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der lall eintreten, daß die .Signalkomponenten des niederfrequenten Frequenzbandes, die mit Hilfe der Tiefpaßfilter 34a und 346 ausgesiebt worden sind einen starken Korrelationsgrad von Anfang an aufweisen, und zwar je nach der Art der Signale. In einem solchen Fall besteht nur wenig Gefahr für das Auftreten \on Störungen, selbst wenn der oben erwähnte Mischvorgang nicht in vollem Umfang durchgeführt w rd. In einem solchen Fall kann es unerwünscht sein, die Mischung stets mit einem konstanten Mischverhältnis, wie bei dem obigen Beispiel durchzuführen. ; ■

Rs wird nun auf das Blockschaltbild einer /weiten Ausführungsform der Prozessorschaltung 16 Bezug genommen, in der diese Schwierigkeit beseitigt ist und das in F-" i g. 4 dargestellt ist. In F ι g 4 sind die Te,Ie. die denen der F i g. 3 entsprechen, mit den gleichen ·" Bezugszeichen versehen.

Die im niederfrequenten Band Hegenden Komponenten der Differenzsignale Da und Db vom Ausgang der Verstärker 36a und 366 werden gegenseitig und kreuzweise mit einem entsprechenden Mischverhältnis :· in einer Mischstufe 50 in ähnlicher Weise gemischt, wie in der Mischstufe 37. und dann den Verstärkern 40a und 406 zugeführt. Die Mischstufe 50 enthält Widerstände 51a und 516 und einen Widerstand 52. dessen Widerstandswert durch ein Steuersignal einer Genera- '" torschaltung 56 verändert werden kann.

Die Ausgangssignale der Verstärker 40a und 406 werden einerseits den Additionsschaltungen 33a und 336 in der gleichen Weise zugeführt wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel. andererseits einer Diffe- '->% renzschaltungSS. Von dieser Differenzschaltung53 wird ein Signal erzeugt, das der Differenz zwischen den Amplituden der Signale des Verstärkers 40a und des Verstärkers 406 entspricht, am Ausgang erzeugt und einer Kompensationsschaltung 54 zugeführt. Die Korn- >-n pensationsschaltung 54 hat einen Frequenzgang, der der Standardmodulationsfrequenz in Abhängigkeit von dem Modulationsgrad der Winkelmodulatoren 18a und 186 entspricht und eine Kompensation der Modulationskennlinie bei dem Ausgangssignal der Differenzschal- r5 tung 53 bewirkt.

Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 54 wird im Verstärker 55 verstärkt und dann dem oben ei w ahnten Steuersignalgeneraior 5h zugeführt, tier daraufhin ein Steuersignal abgibt. Dieses Steuersignal wird dem \eranderharen Widerstand 52 der Mischstufe 50 zugeleitet, um dessen Widerstandswert zu verändern iiikI damit das Miscln erhältnis zu beeinflussen.

Wenn hier der Kon elationsgrad zwischen den beiden Ijngangssignalen. die der Mischsiiife 50 von den Verstarkorn 3h,/ und 366 zugeführt werden, hoch ist. dann ist tlas Ausgangssignal der Differenzschaltung 53 klein und die Mischstufe 50 wird so gesteuert, daß das Mischverhiillnis unter dem Finfluß des Steuersignals des < iener.Hors 5h klein wird. Wenn andererseits der Korrelationsgrad zwischen den heulen Ijngangssignalen der Mischstufe 50 niedrig ist. dann ist das Ausgangssignal der Differenzschaltung 5! groß und die Mischstufe 50 wird so gesteuert, daß das von dem Steuersignal abhangige Miscliv erhiiltnis groß ist.

Fin spezielles Ausführungsbeispiel des in I ι g. 4 dargestellten Blockschaltbildes wird nun in Zusammenhang mit I ι g. 3 beschrieben. In I" ig. 5 sind die einzelnen in F i g. 4 als Block dargestellten F.lemente durch gestrichelte Linien umrandet und mit den betreffenden Bezugszeichen versehen. Da die Blöcke paarweise auftreten und die gleichen Bezugszeichen haben, werden sie durch ''ic Buchstaben ,/ und 6 voneinander unterschieden, ν ibei die Blöcke mit dem Index η in dem .Schaltbeispiel der F i g. 5 dargestellt sind, jedoch nicht die Blöcke mit dem Index 6.

Das Differenzsignal Dn. das an der Fingangsklemme 30;) auftritt, wird über einen Zwischenverstärker 31a mit Widerständen R\ und RZ und einem Verstärker A 1 geleitet, und dem Hochpaßfilter 32a zugeführt, das Kondensatoren C2 und C' 3. Widerstände R 3. /?4 und R 5 und einen Verstarker A 2 aufweist, sowie einen Tiefpaßfilter 34a. welches Widerstände R 9 bis R 12. einen Kondensator Γ4 und einen Verstärker A4 enthält, um die Bandtrennung durchzuführen. Die Übertragungsfunktion Gh(X) des Ftochpaßfiltcrs 32a kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden

(i_tl ι \ ι

V-'

2X <■ 1

wobei

V -/ —

(O₁

Die i'hertMgungsfunkiinn (V₁ (.Vl des Tiefpaßfilter 34,ι kann durch die Gleichung ausgedrückt werden:

O ι (V)- I - (/„ι Vi--

2 V

X-

IX-

Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 32a wird über einen invertierenden Verstärker 60a mit Widerständen RS. Rl und RS und einem Verstärker A3 der Additionsschaltung 33a zugeführt, die Widerstände R 13 bis R16 und einen Verstärker A 6 enthält. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 34a wird über einen Widerstand R 17 der Mischstufe 50 zugeleitet, die einen Widerstand R 17. einen Widerstand R 18 und einen veränderbaren Widerstand 61 enthält und dem Zwischenverstärker 40a zugeleitet, der einen Widerstand R 19 und einen Verstärker A 5 aufweist, sowie über den Widerstand 17 und das veränderbare Widerstandselement 61 dem Zwischenverstärker 406. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 346 wird über den Widerstand

R IH Jem Av ischenv eistai kci 40/' /ii^clcitot und und gleichzeitig über ilen Widerstand R 18 und dir. veränderbare Widerstandselement hi dem /wischen verstärker 40,( zugeführt.

Diis Ausgangssignal iles /wischenv erst,irkers 40./ wird der Addiiionsschaltiing S".ι iinil gleichzeitig (iiber einen Widerstand R 20) der Dilferenzschaltiing ">3 zugeleitet, die einen Widerstand R 20. weitere Widerstünde W 21, ^22 und R 23 und einen Verstärker 47 enthüll. In ähnlicher Weise v.ird das Ausgangssignal des /.wischenverstiirkers 40/' tier Addilionsschallung 53/' zugeleitet und gleichzeitig (fiber ilen Widerstund R 22) der Differenzschaltung 3 3.

Wenn die Signale, die son den /w ischenv erstarkern 40,i und 40/' tier Differenzschaltung 53 zugeführt werden, die gleiche Phase und die gleiche Amplitude hahen. dann ist die Ausgangsgröße an der Differenz schaliiing 53 gleich Null. Wenn andererseits eine Phasendifferenz und eine Am|)litudendifferenz zvv ι sehen den beiden Signalen der z'w iseiien^eisuii koi 40.i und 40^ 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 Hinstellung der Amplitude der Kompensationsschaltung :.

54 zugeführt, die dazu dient, den Frequenzgang der M eh rk a na Ischall platten aufzeichnung zu kompensieren.

Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung 54 wird dem Steuersignalgenerator 56 zugeführt, der einen Hüükurvendetektor 62 enthalt, mit einem nicht invertie- ,<> renden Verstarker Λ 8. einem inverlierenden Verstärker Λ 9. Dioden Dl und D 2. einem Widerstand R 24. einem Kondensator C'5 und einer Schaltung 63 zur Steuerung des veränderbaren Widerstandselementes, die einen Widerstand R 25. einen Verstarker /HO. ι. Transistoren 7*1 und 7*2 und eine Diode D 3 enthält. Wenn das Ausgangssignal der Differenz.schallung 53 groß ist. dann ist auch der Steuersignalstrom am Ausgang der Generatorschaltung 56 groß.

Das veränderbare Widerstandselement 61 der Misch- 4,1 stufe 50 enthält einen sogenannten »Photokoppler«. der eine lichtemittierende Diode 64 enthält, die durch einen Steuerstrom des Steuersignalgenerators 56 einer Helligkeitssteuerung unterworfen wird, und einen lichtempfindlichen Widerstand 65. dessen Widerstands- i\ wert in Abhängigkeit von dem Licht der lichtemittierenden Diode 64 verändert wird. Wenn der oben erwähnte Steuersignalstrom groß wird, dann wird der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandselementes 65 klein und das Mischverhältnis der Mischschaltung 50 vi wird groß.

Wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 346 die entgegengesetzte Phase und den gleichen Amplitudenwert hat wie das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 34a und wenn weiterhin die Amplituden der betreffenden Ausgangssignale in dem Band der Tiefenfrequenzen groß sind, wird das Mischverhältnis groß. Als Folge davon werden, unabhängig von der Phasenlage der Differenzsignale Da und Db. die den Eingangsklemmen 30a und 306 zugeführt werden, die an den Ausgangsklemmen 41a und 416 auftretenden Differenzsignale automatisch so gesteuert, daß sie die gleiche Phase aufweisen, zusammen mit einer Erhöhung der Signalamplitude in dem Band der tiefen Frequenzen.

Wenn der Steuerstrom der der lichtemittierenden Diode 64 zugeführt wird, zunimmt und wenn infolge dessen der Widerstandswert des verändert sren Widerstandselementes 65 auf einen Wert in der Nähe von Null gesteuert wird, wird der Mischlaktor der Mischstufe 50 groß und 1111 /".eiipunkt der stärksten Mischung nimmt iiie Diflerenzsignal.impliluile in ledeiu der Kanäle des ticlfrequenten Halides auf einen Wert sun hilB infolge der Mischung in der Mischstufe 50 ab.

Die oben erwiihnte Heeinflussung der Kaualirciiiiung infolge der Miscliung wird nun analytisch untersucht. Die trennung .MiIB) zwischen den verschiedenen Kanülen kann w ie folizt ausgedruckt w erden:

I Ul-I ist ,i -■ IiR (1 + IiR). wobei IiR das Mischver haltnis der Signale in der Mischsiule 50 ist. Wenn daher beispielsweise ein Signal nur in dein ersten K,mal Cl I vorhanden ist und das zweite, dritte und vierte Kanalsignal ( 112. CH 3 und ( //4 = Null ist und wenn foi-nor Uli - I ;-,; (niüMmülc Mischung). :!;s:i:; hc;r;:gl die Trennung der Vierkanalsignale nach der Demodulation durch den Demodulator und der Verarbeitung 4.5 elt3 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 Finfluß auf die Lokalisierung des Tonbikles und w enn daher eine Trennung von 9.5 dB sichergestellt werden kann, dann tritt praktisch keine Schwierigkeit bei Verminderung der Trennung auf.

lis wird nun ein weiteres Blockschaltbild der Prozessorschaltung 16 in Verbindung mit F i g. b beschrieben. In F i g. b sind Blöcke, in denen der F i g. J entsprechen, mit den gleichen Bezugs/eichen versehen.

Die Ausgangsdifferenzsignale der Verstärker 31;) und 3Lb werden einem Hochpaßfilter 70.i und einem Tiefpaßfilter 71,ί bzw. einem Hochpaßfilter 70ό und einem Tiefpaßfilter 71 b zugeführt, deren Grenzfrequenzen fc durch ein weiter unten beschriebenes Steuersignal in veränderbarer Weise gesteuert werden. Die Signalanteile mit tiefen Frequenzen, welche durch die Tiefpaßfilter 71a und 71 fc hindurchgehe", 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 336 zugeleitet und mit den Signalen additiv vereinigt, die den Hochpaßfiltern 70a und 706 entnommen sind.

Die Ausgangssignale der Additionsschaltungen 33a und 336 werden über Ausgangsklemmen 41a und 416 geführt und gleichzeitig einer Differenzschaltung 72 zugeleitet. Die Differenzkomponente der beiden Signale, die von den Additionsschaltungen 33a und 336 stammen, wird in der Differenzschaltung 72 ermittelt und das Ausgangssignal dieser Schaltung wird über eine Kompensationsschaltung 73 für den Frequenzgang einem Steuersignalgenerator 74 zugeleitet, an dessen Ausgang ein Steuersignal entsteht. Die Differenzschaltung 72, die Kompensationsschaltung 73 und der Steuergenerator 74 entsprechen der Differenzschaltung 53, der Kompensationsschaltung 54 und dem Steuergenerator 56 in dem zweiten obigen Ausführungsbeispiel, vgl. F i g. 5.

Die Grenzfrequenzen fc des Hochpaßfilters 70a und des Tiefpaßfilters 71a sowie des Hochpaßfilte;-s 706 und des Tiefpaßfilters 716 werden durch ein Steuersignal des Steuersignalgenerators 74 gesteuert Die Filter werden so gesteuert daß die Grenzfrequenz fc nach oben

Ii

vc^rH'h<iben wird, wenn die Ausgangsgröße der Dilfe ι einschaltung 72 /uniiiiml. Wenn daher eier Korre'.i tiotisgr.u! der SignalkomponcMtcn des Frequenzbandes, welches die Umstellung von Störungen in den Modiilationsdifierenzsignalen l),i und Ph begünstigt, .in den l-ingangsklemnien lO.v und 30Λ niedrig Ist. wird das Aiisgangssignal der Diffen'nzschallung 72 groll und die vier Filter 70.λ 71./. 70/) und 71/' werden von dem Steiiersign.il des Generators 74 so gesteuert, dall ihre Cirenzfrequen/en ic hoch werden. Daher vergrößert :■ sich du. Handbreite der in iler Mischstufe 17 verarbeiteten Signale, wodurch der Korrelationsgrad /wischen den an de" Ausgangsklemmen 41,( und 41/' auftretenden Signalen hoch wird.

l'n r ι lic oben erwähnten Mochpa Hill ι er 70.) und 70/' ist in I ι g. 7a ein Aiisführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Kondensator 82 und ein veränderbares Wider standselemenl 8) in der dargestellten Weise miteinan der verbunden sind und an die T.mgangskleinmen 80 und

Der W.ilerstandnverl des veränderbaren Wider slandsek. rentes 81 wird durch das Steuersignal verändert, welches von dem ( ienera tor 74 geliefert wird und das der I.ingang .klemme 84 zugeleitet >■ ird. ■\uiicrdem ist für das oben erwähnte Tiefpaßfilter 71,f und 7ΙΛ ein Schaltbeispiel in I ι g. 7h dargestellt. Is enthält ein veränderbares Widerslandselement 87 und einen Kondensator 88. die in der dargestellten Weise mi: den i.ingangsklemmen 85 und den Ausgangsklemmen 86 verbunden sind. Der Widerstandswert des veränderbaren Widerslandseleinentes 87 w ird durch ein Steuersignal verändert, das über eine Steuersignalleitung 89 zugeführt wird. Als veränderbares Wit'j. · standselemenl 83 und 87 kann ein l'hotokoppler benutzt werden, der einen Feldeffekttransistor und einen Transistor enthält im.: ein l'hotokoppler. der eine lichtemittierende Diode und eine Kadmiiimsulfidzelle (CdS) enthält.

Während bei dem beschriebenen Ausfiihrunt'sheispiel die Ausgangssignale der <\dditionsschaltungen Π./ und H/i als Kingangsgröße der Differenzschaltung 72 zugeführt werden, kann auch eine Anordnung benutzt

u.i*rili>n h.'i ilfr nip hi'uipn AiiMi^nukiirr'.ltrn ilfr -- --■- -- - c--c-i-

Mischstufe 37 als Eingangsgrößen der Differen/schal lung 72 /ugeleitt' werden

Hierzu ί Blau /eichinmi;eii

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung von Vierkanalsignalen auf einer Vierkanalschallplatte, mit Matrixschaltungen zur Erzeugung eines linken Summen- und Differenzsignals und eines rechten Summen- und Differenzsignals, mit Winkelmodulatoren zur Bildung von winkelmodulierten Signalen aus den Differenzsignalen, und mit Summierschal· tungen für das Summensignal und das winkelmodulierte Signal jeweils einer Seite, dadurch gekennzeichnet, daß Tiefpaßfilter (34a, 346, 71 a, 716JaUS den rechten und den linken Differenzsignalen tieffrequente Signalkomponenten ausfiltern, die in besonderem Maße zu Störungen infolge von Kreuzkopplungen zwischen den winkelmodulierten Signalen Anlaß geben, daß Hochpaßfilter (32a, 32b. 70a, 7Qb) aus den rechten und den linken Differenzsignalen Signalkomponenten in dem an die tieffrequenten Signalkomponenten anschließenden Bereich höherer Tonfrequenzen ausfiltern, daß eine Mischstufe (37,50) das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters des rechten Kanals mit einem Teil des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters des linken Kanals und das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters des linken Kanals mit einem Teil d^s Ausgangssignals des Tiefpaßfilters des rechten Kanals mischt, derart, daß das Übersprechen zwischen dem rechten und dem linken winkelmodulierten Signal im wesentlichen ausgeschaltet wird, daß Additionsschaltungen (33a, 336,1 die der rechten bzw. der linken Seite zugeordneten Aus^angssi^jale der Mischstufe (37, 50) zu den Ausgang-.signalen der entsprechenden Hochpaßfilter addieren, und 'aß die Ausgangssigna-Ie der Additionsschaltungen (33a. 33b) den Winkelmodulatoren (18a, 18tyzugeführt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstufe (37, 50) ein veränderbares Widerstandselement (39, 52, 65) enthält, welches die beiden Signalzweige verkoppelt (Fig. 3bisFig. 5).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Mischstufe eine Differenzschaltung (53) nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal einem Steuersignalgenerator (56) zugeführt wird, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Differenzschaltung ein Steuersignal erzeugt, und daß die Mischstufen (50) Einrichtungen (52, 64, 65) enthalten, die das Mischverhältnis in Abhängigkeit von dem Steuersignal verändern (F i g. 4, F i g. 5).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Veränderung des Mischverhältnisses ein steuerbares Widerstandselement (65) enthalten, dessen Widerstandswert von dem Steuersignal gesteuert wird (F i g. 5).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Differenzschaltung (53) und dem Steuersignalgenerator (56) eine Kompensationsschaltung (54) vorgesehen ist, welche dem Ausgangssignnl der Differenzschaltung eine Frequenzkennlinie erteilt, die der Modulationsgrad/ Modulationsfrequenz-Kennlinie des Winkelmodulators(l8a, 18i>;entspricht(F i g. 5).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen der beiden Additionsschaltungen (33a. 33/yeine Differen/.schallung (72) verbunden ist. deren Ausgangssignal einem Steuersignalgenerator (74) zugeführt wird, dessen Steuersignal die Eckfrequenz (den DurchlaQbereich) der Hoch- und Tiefpaßfilter (70a, 70ή, 71a, 71 ty steuert (Fi g. 6).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (70a, 70Zj, 71a, 71 tyein veränderbares Widerstandselement (83, 87) aufweisen, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von dem Steuersignal gesteuert wird (Fig. 7A, 7B).