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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patent-
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anspruchs 1.
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Um eine gute Wiedergabe stereophonischer Signale über eine große Hörfläche
zu erzielen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Stereosignale den einzelnen Lautsprechern
einer Lautsprecherkette verzögert zuzuführen (Funkschau 1980, Heft 5, Seiten 74-76,
DE-OS 29 34 000). Die Verzögerung wird dabei mittels Verzögerungselementenbewirkt,
die aus Eimerkettenschaltungen bestehen, welche einen relativ hohen Rauschpegel
erzeugen. Den Verzögerungselementen sind noch Pegel- und Lautstärkesteller vorgeschaltet,
mit denen der Signalpegel des NF-Signals variiert wird. Da einerseits der Signalpegel
variiert wird, andererseits jedoch der von den Verzögerungselementen erzeugte Rauschpegel
konstant bleibt, ergeben sich insbesondere bei niedrig e,ngestellten Signalpegeln
relativ niedrige und für eine HiFi-Wiedergabe unbefriedigende Signal-Rauschabstände.
Sehr viel günstiger wäre es, die Lautstärke- und Pegeleinstellung hinter den rauschintensiven
Verzögerungselementen anzuordnen.
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Hierbei würden jedoch mehrere auf einer gemeinsamen Achse angeordnete
Potentiometer benötigt, an die sehr hohe und kaum zu erfüllende Gleichlaufbedingungen
gestellt werden müßten. Außerdem wäre eine gehörrichtige Lautstärkeeinstellung mit
diesen Potentiometern praktisch nicht möglich. Analoge elektronisch gesteuerte Dämpfungsglieder
oder Abschwächer sind wegen ihrer bekannten Nachteile zur Lösung des Problems ebenfalls
nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Signaischwächungen oder -verstärkungen
zu erzielen, die mit einem niedrigen Rausch- und Klirrfaktor verbunden sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht inshesondere darin,
daß der Signal-Rausch-Abstand einer Stereo-Wiedergabeanaloge, in der Verzögerungseinrichtungen
aus Eimerkettenschaltungen verwendet werden, erheblich verbessert werden kann. Dadurch,
daß der Pegel, mit dem die Verzögerungseinrichtungen angesteuert werden, konstant
gehalten wird, treten die oben erwähnten Nachteile bei einer Lautstärkeregelung
nicht auf. Die den Verzögerungseinrichtungen zugeführten NF-Signale werden digital
und stufenweise so geregelt, daß ihre Amplitude konstant bleibt.
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Um die hierbei auftretende Amplitudenverzerrung wieder rückgängig
zu machen, werden die Ausgangssignale der Verzögerungseinrichtungen einer reziproken
Behandlung unterworfen. Die Regelgröße für die digital steuerbaren Abschwächer und
Verstärker, die vor bzw. hinter den Verzögerungseinrichtungen angeordnet sind, wird
durch eine vor dem Pegel- und Lautstärkesteller eingekoppelte Gleichspannung gewonnen,
die am Ausgang dieses Stellers ausgekoppelt, digitalisiert und den Abschwächern
bzw.
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Verstärkern zugeführt wird.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen
Zeichnungen.
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Es zeigen im einzelnen: Fig. 1 eine bekannte, den Stereoeindruck verbessernde
Schaltungsanordnung; Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung; Fig. 3 ein
digital gesteuertes Compandersystem In der Fig.l ist eine bekannte Anordnung dargestellt,
mit der eine wesentliche Verbesserung des Stereohörens an verschiedenen Stellen
eines Hörraums möglich ist. Diese Anordnung enthält einen Vorverstärker 1, der ein
Stereosignal 2 verstärkt und auf einen Pegel- und Lautstärkesteller 3 gibt. Vor
dem Pegel- und Lautstärkesteller 3 gelangt das Stereosignal auf ein Klangregelnetzwerk
4 und wird von diesem einem Tiefpaßfilter 5 und einem Hochpaßfilter 6 zugeführt.
Von dem Tiefpaßfilter 5 wird das Stereo-R-Signal über einen ersten Endverstärker
7 auf einen ersten Tieftonlautsprecher 8 gegeben, während das Stereo-L-Signal Uber
einen zweiten Endverstärker 9 auf einen zweiten Tieftonlautsprecher 10 gelangt.
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Das Ausgangssignal des Hochpaßfilters wird einem Hoch-Tief-Balanceste1-ler
11 zugeführt, dessen R-Signal über Verzögerungselemente 12-20 und Verstärkern 21-29
sowie Summenverstärker 30-38 auf mehrere Hochtonlautsprecher 39-47 gelangt. Das
L-Signal desselben Hoch-Tief-8alancestellers 11 wird über die Verzögerungselemente
48-56 und Verstärker 57-65 sowie die Summenverstärker 30-38 auf die Hochtonlautsprecher
39-47 gegeben.
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Durch entsprechende Einstellung der Verzögerungszeiten der Versorgungselemente
12-20 bzw. 48-56 können Wellenfronten gebildet werden, wie sie durch t1...tg für
den linken Kanal dargestellt sind.
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In der Fig.2 ist eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt,
bei der diejenigen Teile, die auch in der Fig.1 gezeigt sind, dieselben Bezugszahlen
aufweisen. Zusätzlich zur Fig.1 weist die Anordnung der Fig.2 eine Einkopplung 200
einer Gleichspannung UO auf, die durch Kondensatoren 201, 202 vom Verstärker 1 getrennt
ist.
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Außerdem ist ein weiterer Tiefpaß 203 vorgesehen, der eine Gleichspannungsauskopplung
darstellt und mit einem Analog-Digital-Wandler 204 verbunden ist. Die Ausgänge 205,
206, 207 dieses Analog-Digital-Wandlers 204 sind mit verschiedenen multiplizierenden
Digital-Analog-Wandlern 208-213 direkt und mit weiteren multiplizierenden Digitale
Analog-Wandlern 214-219 ueber Inverter 220, 221, 222 verbunden. Die erwähnten multiplizierenden
Digital-Analog-Wandler sind jeweils vor und hinter den Verzögerungselementen 48,
49...56 bzw. 12...19, 20 angeordnet. Es handelt sich hierbei um Wandler, wie sie
etwa bei TIETZE/SCHENK, Halbleiterschaltungstechnik, 3.Auflage, Seite 603 im Kapitel
'*Dividierender DIA-Wandler" erwähnt sind. Multiplizierende Digital-Analog-Wandier
erlauben eine Multiplikation der analogen Eingangsspannung mit einem digitalen Wert.
Mit ihnen können also die NF-Signale vom Hoch- Tiefbalancesteller 11 schrittweise
in der Amplitude verändert werden. Im Prinzip eignen sich hierfür sehr viele Digital-Analog-Wandler,
bei denen die sogenannte Referenzspannung~ auch als variable Eingangsspannung betrachtet
werden kann.
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Die digitalen Steuersignale für die gesteuerten Verstärker können
entweder direkt aus einem codierten Drehschalter oder durch Analog-Digital-Wandlung
einer potentiometergesteuerten Gleichspannung erzeugt werden.
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Da es wünschenswert ist, den Pegel- und Lautstärkestaller, wie er
in herkömmlichen Stereoanlagen verwendet wird, weite!benutzen zu können, wird bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung am Eingang des Pegel- und Lautstärkestellers
die Gleichspannung UO eingekoppelt und am Ausgang des Pegel- und Lautstärkestellers
wieder ausgekoppelt, so daß sie als Steuerspannung für ein Compandersystem benutzt
werden kann. Dieses Compandersystem besteht aus zwei digital gesteuerten Verstärkereinrichtungen
208-213, 214-219, wobei die Expandereinrichtung 214-219 mit dem binär invertierten
Steuersignal der Compressoreinrichtung 208-213 angesteuert wird.
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In der Fig.3 ist das Compandersystem noch einmal näher dargestellt.
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Man erkennt hierbei einen Expander 300, der einen multiplizierenden
Digital-Analog-Wandler 301 und einen Operationsverstärker 302 mit einem Rückkopplungswiderstand
303 enthält. Der multiplizierende Digital-Analog-Wandler 301 wird dabei über einen
Inverter 304 angesteuert, dem digitale Steuerinformationen über die Leitungen 305,
306, 307 zugeführt werden.
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Diese digitalen Steuerinformationen sind auch noch einem weiteren
multiplizierenden Digital-Analog-Wandler 309 zugeführt, der Teil eines Compressors
310 ist, in dem sich außerdem noch ein Operationsverstärker 311 mit einem Rückkopplungswiderstand
312 befindet. Zwischen den Expander 300 und den Compressor 310 ist eine Verzögerungseinrichtung
313 geschaltet.
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Die digitale Steuerinformation der Leitungen 305, 306, 307, die von
dem Analog-Digital-Wandler 204 (Fig.2) kommt, ist ein Maß für die Gesamtabschwächung
des Pegel- und Lautstärkestellers. Die Verzögerungseinrichtung 313 kann somit bei
jeder Stellung des Pegel- und Lautstärkestellers mit einem konstanten Signalpegel
angesteuert werden. Hierdurch ist der günstigste Signalrauschabstand unabhängig
von der Position des Pegel- und Lautstärkestellers gewährleistet. Bei kleinen Signal
pegeln, d. h. wenn der Laustärkesteller zurückgedreht ist, wird das Signal am Eingang
des Verzögerungselements verstärkt und am Ausgang dieses Verzögerungselements wieder
geschwächt.
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Da die Höhe der Rauschspannung konstant ist, bleibt bei konstantem
Signalabstand auch der S;gnal/Rausch-Abstand konstant.