DE3211798A1

DE3211798A1 - Bildplattenspieler fuer monophone, stereophone und zweisprachige aufzeichnungen

Info

Publication number: DE3211798A1
Application number: DE19823211798
Authority: DE
Inventors: Gopi Nath Carmel Ind. Mehrotra
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB2096435A; JPS57176510A; US4393489A; CA1179948A; FR2502883A1; GB2096435B; DE3211798C2

Description

Bildplattenspieler für monophone, stereophone und zweisprachige Aufzeichnungen

Die Erfindung bezieht sich auf die Tonsignalverarbeitung, die insbesondere kompatibel mit der Wiedergabe monophoner, stereophoner und zweisprachiger Bildplattenaufnahmen ist.

Es sind Bildplattenaufnahmeformate vorgeschlagen worden, bei denen die Ton- und Bildsignale auf separaten FM-Trägern aufgezeichnet und durch entsprechende FM-Demodulatoren in einen Bildplattenspieler wiedergewonnen werden. In der US-Patentschrift Nr. 3,972,064 ist ein Plattenspieler mit einem einzigen Tondemodulator zum Abspielen monophoner Aufnahmen beschrieben. In der US-Patentschrift Nr. 3,969,756 ist ein Plattenspieler beschrieben, der sich für stereophone und zweisprachige Aufnahmen eignet und zwei Tondemodulatoren enthält, deren Mittenfrequenzen unterhalb der Bildträger-

frequenz bei ungeraden Vielfachen der halben Horizontalzeilenfrequenz liegen, um gegenseitige Bild- und Tonstörungen minimal zu halten. In der US-Patentschrift Nr. 4,119,812 ist ein Plattenspieler beschrieben, der sich für stereophone/zweisprachige Aufnahmen eignet und Nachfolge- und -Halte-Verstärker an den Ausgängen der Tondemodulatoren aufweist. Die Verstärker werden durch einen gemeinsamen Störungsdetektor gesteuert und arbeiten normalerweise in Nachfolgebetrieb, wobei sie die demodulierten Tonsignale an eine Auswerteschaltung weiterleiten, beim Vorhandensein von Störungen werden sie jedoch in einen Haltebetrieb umgeschaltet, wo sie die Tonsignale unterdrücken.

in der US-Patentschrift Nr. 4,121,930 ist ein Bildplattenspieler beschrieben, der mit monophonen, stereophonen und zweisprachigen Aufnahmen kompatibel ist. Ein Merkmal dieses Plattenspielers besteht in einer automatischen Umschaltung vom monophonen in den stereophon/zweisprachigen Betrieb mit Hilfe eines Detektors, welcher das Vorhandensein oder Fehlen eines der FM-Träger feststellt. Wenn nur ein FM-Träger vorhanden ist, dann aktiviert der Detektor einen Schalter, welcher beide Tonausgänge des Plattenspielers mit dem Ausgang des Demodulators koppelt, dem der Ton-FM-Träger zugeführt wird, so daß das monaurale Programm an beiden Ausgangsanschlüssen erscheint. Wenn andererseits beide FM-Träger vorhanden sind, dann ist der Schalter nicht aktiviert, und das Ausgangssignal jedes Demodulators wird

zum entsprechenden Ausgang des Plattenspielers übertragen. 30

Ein derzeit handelsüblicher Bildplattenspieler für monophone, stereophone und zweisprachige Aufnahmen ist in den Juni- und Juli-Heften 1979 der Zeitschrift "Radio-Electronics" beschrieben. Die Tonverarbeitungsschaltung enthält ein Paar FM-Demodulatoren für die Tonträger und

eine Schalteranordnung mit drei Betriebszuständen. In einem ersten Zustand (beispielsweise Stereobetrieb) wird der Ausgang jedes Demodulators mit einem zugehörigen Tonausgangsanschluß des Plattenspielers gekoppelt. In einem j- zweiten Betriebszustand (beispielsweise zweisprachig) koppelt die Schalteranordnung den Ausgang eines der Demodulatoren an beide Ausgänge des Plattenspielers. Der dritte Betriebszustand ist dem zweiten ähnlich mit der Ausnahme, daß der Ausgang des anderen Demodulators an ^q die Ausgangsanschlüsse des Plattenspielers gekoppelt ist.

Ein den oben beschriebenen Plattenspieler für Stereo- und zweisprachige Aufnahmen gemeinsames Merkmal besteht darin, daß die Tonverarboitungskanäle in dem Sinne im wesentlichen unabhängig voneinander sind, daß ein Tonkanal entweder eine erste Sprache oder das linke Stereosignal überträgt und der andere entweder eine zweite Sprache oder das rechte Stereosignal. Dies kann zu einem Problem führen, indem bei einer Bildplattenaufnahme mit stereophonischen Links- und Rechtssignalen auf entsprechenden FM-Trägern diese Aufnahme nicht auf einen monophonen Plattenspieler gemäß der oben erwähnten US-Patentschrift Nr. 3,972,074 abgespielt werden kann, ohne daß eines der Stereosignale nicht wiedergegeben wird.·

Ein Aspekt des Problems dieser "Rückwärtskompatibilität" (also der Fähigkeit, eine stereophone Bildplattenaufzeichnung auf einem monophonen Plattenspieler ohne Verlust eines der Tonsignale wiederzugeben) läßt s.ich lösen durch Aufzeichnung des Stereoprogrammaterials mit Summensignalen (L+R) und DifferenzSignalen (L-R). Ein monophoner Plattenspieler dieser Art, wie er in der US-Patentschrift Nr. 3,972,064 beschrieben ist, könnte dann das Summensignal mit seinem einzigen FM-Demodulator demodulieren und auf diese Weise die Information beider Stereokanäle wiedergeben.

Ein Bildplattenspieler, der kompatibel für monaurale und matrizierte Stereoaufnahmen ist, ist in der US-Patentschrift Nr. 4,309,722 beschrieben. Er enthält zwei Tondemodulatoren und eine Stereomatrixschaltung. Bei mono-

phonen Aufnahmen wird der (L-R)-Demodulator gesperrt,
und das Ausgangssignal des (L+R)-Demodulators (also das
monaurale Programmsignal) wird über einen Summierungsteil der Stereodekodiermatrix den Ausgangsanschlüssen des Plattenspielers zugeführt. Bei stereophonen Aufnahmen sind
IQ beide Demodulatoren in Betrieb, und die Tonsignale L und R werden aus den Summen- und Differenzsignalen (L+R) und (L-R) mit Hilfe von Addier- und Subtrahierschaltungen
in der Matrix dekodiert und den entsprechenden Ausgangsanschlüssen des Plattenspielers zugeführt.

Zusammenfassend läßt sich bis hier sagen, daß der in der US-Patentschrift Nr. 3,972,064 beschriebene monophone und der in der US-Patentschrift Nr. 3,96 9,756 beschriebene
monophon/stereophone Plattenspieler beide mit monophonen ^und matrizierten Stereobildplattenaufzeichnungen kompatibel sind. Es ergibt sich jedoch bestimmte Probleme hinsichtlich der Kompatibilität solcher Plattenspieler mit zweisprachigen Bildplattenaufnahmen. Obwohl beispielsweise eine Bildplattenaufnahme mit zweisprachigem Programmaterial in

matrizierter Form mit einem Plattenspieler abspielbar ist, der einen Stereodekoder hat, ist es zweifelhaft, daß das mit üblichen Stereodekodern erreichbare Ausmaß der Kanaltrennung zum Zwecke der Trennung zweier verschiedener
Sprachen (oder anderer in ähnlicher Weise unzusammenhängender Tonsignale) akzeptierbar wäre. Eine solche Aufzeichnung würde auch nicht für einen monophonen Plattenspieler kompatibel sein, weil der einzige Tondemodulator in einem solchen Plattenspieler ein völlig unbrauchbares Signal aus der Summe (oder Differenz) der beiden Sprachen erzeugen würde.

-δι Bildplattenaufnahmen mit in matrizierter Form aufgezeichnetem Stereomaterial (also L+R auf einem Träger und L-R auf dem anderen Träger) und mit zweisprachigem (oder anderem zweikanaligem) Material in unmatrizierter Form (wobei je-_R de Sprache oder jedes Programm auf jeweils einem der beiden FM-Träger aufgezeichnet ist) sind mit monophonen Plattenspielern gemäß der US-PS 3,972,064 kompatibel mit der Ausnahme, daß nur eine der beiden Sprachen (beispielsweise die Hauptsprache) ohne Änderung der Mittenfrequenz _ des FM-Demodulators des Plattenspielers demoduliert werden können. Solche Aufzeichnungen sind auch - zumindest hinsichtlich monauraler und stereophoner Programme - kompatibel mit Plattenspielern der allgemeinen Art gemäß der US-Patentschrift 3,969,756, jedoch sind sie wegen der vor-

. ._ handenen Dekodiermatrix nicht kompatibel für die Wieder-Ib

gäbe unmatrizierten zweisprachigen Programmaterials. Würde man die Matrix normal arbeiten lassen, dann würde sie Summen- und Differenzsignale anstatt eines ausgewählten der beiden Sprachensignale erzeugen.

Gemäß der Erfindung liefert eine Signalverarbeitungsschaltung, die durch eine Toneingangssignaldarstellung angesteuert wird,' ein erstes und ein zweites Tonsignal und ein entsprechendes erstes und zweites Fehltonanzeigesig-

2t- nal. Die Tonsignale werden einer Tonmatrix zugeführt, die in einem ersten Betriebszustand ein erstes Tonausgangssignal, das proportional einer Summe der Tonsignale ist, und ein zweites Tonausgangssignal, das proportional zur Differenz der Tonsignale ist, liefert, während in einem

ng zweiten Betriebszustand das erste und zweite Ausgangssignal proportional zur Summe der Tonsignale ist. Mit der Signalwiedergewinnungsschaltung ist eine Tonunterdrückungsschaltung gekoppelt, die bei Zuführung durch das erste und zweite Unterdrückungssignal das erste bzw. zweite Tonsig-

gg nal unterdrückt. Eine Steuerschaltung erzeugt ein erstes

und ein zweites Spielerzustandssteuersignal und führt das erste Steuersignal der Matrix zur Bestiinmung von deren Betriebszustand zu. Die Logikschaltung liefert mindestens das erste Steuersignal oder das erste Fehlanzeigesignal als erstes

g Unterdrückungssignal an die Unterdrückungsschaltung und lierfert mindestens das zweite Steuersignal oder das zweite Fehlanzeigesignal als zweites Unterdrückungssignal an die Unterdrückungsschaltung.

. _ Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild eines Bildplattenspielers gemäß der Erp. findung,

Fig. 2 ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild einer Nachfolge- und Halteschaltung, die sich zur Verwendung in den Plattenspieler nach 2Q Fig. 1 eignet, und

Fig. 3 ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes

Schaltbild eines Vorzeichenumkehrungs- oder Zweiphasenverstärkers, der sich zur Verwendung im Ton-„r matrixteil des Plattenspielers nach Fig. 1 eignet.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Bildplattenspieler enthält einen Abspielmechanismus 10 mit einem Plattenteller zur Drehung einer Bildplatte 12 und mit einem Abnehmerwandler

QQ 14 zur Wiedergewinnung frequenzmodulierter Ton- und Bildsignale von der Platte. Zur Veranschaulichung sei angenommen, daß der Plattenspieler für Aufnahmen vorgesehen ist, bei denen die Information in Form geometrischer Änderungen gespeichert ist und durch Abfühlen von Kapazitätsänderungen zwischen Abnehmerwandler 14 und Platte 12 wiedergewonnen wird (alternativ können Platten und Wandler auch be-

-ΙΟΙ keinnterwoise optisch arbeiten) . Der Ausgang des Wandlers 14 ist mit den Eingang eines Abnehmerkonverters 16 gekoppelt, welcher einen Kapazitäts/Spannungs-Konverter enthält, der aufgrund von Kapazitätsänderungen zwischen dem Abtaststift im Abnehmer 14 und der abgespielten Platte eine FM-Ausgangssignalspannung erzeugt, welche die aufgezeichnete Information darstellt. Solche Platten und geeignete Schaltungen zur Durchführung der Kapazitäts/Spannungs-Umwandlung im Konverter 16 sind bekannt, beispielsweise aus den US-Patentschriften 3,783,196, 3,972,064 oder 3,711 ,641.

Das Ausgangssignal des Konverters 16 wird dem Eingang einer Videosignalverarbeitungsschaltung 18 zugeführt, welche einen Demodulator zur Demodulierung des FM-Videosignals in das Basisband enthält. Beispielsweise kann der Demodulator mit einem Impulszähler oder einer Phasensynchronisierschleife arbeiten. Ein geeigneter Impulszähler-FM-Demodulator ist in der US-Patentschrift Nr. 4,038,686 beschrieben, ein FM-Demodulator mit einer Phasensynchronisierschleife ist in der US-Patentschrift Nr. 4,203,134 beschrieben.

Für Bildplattenspieleranwendungen bevorzugt man eine Videosignalaufzeichnung auf der Platte 12 mit eingelagertem Träger (BSC-Format) wie es in der US-Patentschrift Nr. 3,872,498 erläutert ist. Bei diesem BSC-Format wird die Farbinformation durch einen Farbträger dargestellt, wie er allgemein auch beim bekannten NTSC-Format verwendet wird. Jedoch befindet sich die Farbkomponente beim BSC-Format nicht am oberen Ende des Leuchtdichtsignalbandes wie beim NTSC-Format, sondern ist stattdessen in einen tieferliegenden Teil des Videobandes eingelagert. Dementsprechend enthält die Videosignalverarbeitungsschaltung 18 eine Umwandlungsschaltung zur Umsetzung der wiedergewonnen Farbsignalkomponente an das obere Ende des

X Videosignalbandes. In der soeben erwähnten US-Patentschrift ist ein geeigneter Umwandler beschrieben. Ein anderer geeigneter Umwandler, der Fehler in der Relativgeschwindigkeit zwischen Platte und Abnehmer und Fehler der Farbsig-

g nalfrequenz mit Hilfe eines Servosystems mit zwei durch das Farbsynchronsignal synchronisierten Schleifen korrigiert, ist in der US-Patentschrift Nr. 3.965,482 beschrieben.

, _Q Eine bevorzugte Ausführungsform der Videosignalverarbeitungsschaltung 18 für nach der NTSC-Norm arbeitenden Plattenspieler ist in der US-Patentschrift Nr. 4,247,866 beschrieben, eine geeignete Ausführungsform für nach der PAL-Norm arbeitende Plattenspieler ist in der US-Patentschrift Nr. 4,314,273 beschrieben.

Das von der Videosignalverarbeitungsschaltung 18 erzeugte Basisband-Videosignal wird dem Bildträgermodulationseingang eines Fernsehmodulators 20 zugeführt, dessen Aus-

2Q gang 22 mit den Antennenanschlüssen eines nicht dargestellten üblichen Fernsehempfängers zu verbinden sind. Der Tonteil des von der Platte 12 wiedergewonnenen Signals wird in der noch zu beschreibenden Art verarbeitet und den Basisbandtoneingang des Modulators 20 zugeführt,

r>(- welcher Bild- und Tonträgerschwingungen auf einen ausgewählten Fernsehkanal erzeugt, auf welchen der Empfangsteil des Empfängers eingestellt wird. Eine integrierte Schaltung, welche sich zur Verwendung als Fernsehmodulator 20 eignet und wahlweise zur Erzeugung eines Ausgangs-

QQ signals beispielsweise auf den Kanälen 3 oder 4 betrieben werden kann, ist das Modell LM 1880N "TV Video Modulator" der National Semiconductor Company, Inc., USA.

Von der Platte 12 im Bildplattenspieler werden Tonsignaic S₁ und S„ wiedergewonnen, indem das Ausgangssignal des Abnehmerkonverters 16 über entsprechende Bandpassfilter

«μ j _β - *.«■ «ν - - ti

-12-

, und 30 einem Paar FM-Demodulatoren 24 und 26 zugeführt wird. Vorzugsweise werden die Mittenfrequenzen der Tonträger auf ungeradzahlige Vielfache der halben Zeilenfrequenz gelegt, wie dies bei dem bereits erwähnten US-Patent Nr. 3,969,756 der Fall ist. Beispielsweise können 5

bei NTSC-Bildplattenspieler die Filter 28 und 30 Mittenfrequenzen bei etwa 715 bzw. 905 kHz haben, und ihre Bandbreiten können etwas breiter als die maximale Tonträgerabweichung sein, damit die Seitenbandkomponenten erster und zweiter Ordnung der modulierten Tonträger noch durchgelassen werden. Der Tonsignal-Wiedergewinnungsteil des Plattenspielers enthält auch ein Paar mit den FM-Demodulatoren 24 bzw. 26 gekoppelte Fehlerdetektoren 32 und 34 zur Feststellung von Frequenzabweichungen über vorgeschriebene Grenzen der durch die Filter 28 und 30 übertragenen Tonträger hinaus und zur Erzeugung von Fehleranzeigesignalen. Eine bevorzugte Form eines Fehlerdetektors für einen FM-Demodulator mit PLL-Schleifer ist in der bereits erwähnten US-Patentschrift Nr. 4,203 154 beschrieben. Ein bevorzugter Fehlerdetektor für einen Im-20

pulszähl-FM-Demodulator ist in der US-Patentschrift Nr.

4.038,686 beschrieben. Unter dem Ausdruck "Typfehlertyp" sei hier ein vollständiges Fehlen eines Tonträgers verstanden, wie es beispielsweise im Pausebetrieb des Plattenspielers der Fall ist, oder wenn kurze Amplituden oder 25

Phasenstörungen des Trägers im normalen Abspielbetrieb die Folge von durch Staubteilchen verursachten Spurfehlern oder dergleichen auftreten.

Zum Zwecke der Veranschaulichung und für die nachfolgen-

de Diskussion sei angenommen, daß das von jedem der Fehlerdetektoren 32 und 34 erzeugte Fehlersignal normalerweise einen hohen Pegel (+V Volt) hat, wenn keine Fehler auftreten und einen niedrigen Pegel (0 Volt oder Massepegel)

_or. annimmt, wenn ein Fehler festgestellt wird. Dies sei als

negative Logikkonvention, bei der Aktivierung einen nied-

rigen Pegel bedeutet, definiert und ist eine Frage der Wahl beim Entwurf eines bestimmten Bildplattenspielers. Man kann die Erfindung auch mit Elementen realisieren, welche Signale erzeugen und auf sie reagieren, die einer positiven Logikkonvention entsprechen, wobei im aktiven Fall Signale hohen Pegels geliefert werden, wenn dies gewünscht wird (beispielsweise können dann die NAND-Tore durch ODER-Tore ersetzt werden, wenn die Logikkonventionen vertauscht werden).

Die von den FM-Demodulatoren 24 und 26 erzeugten Tonsignale

S- bzw. S„ werden den Toneingangsanschlüssen 52 bzw. 54 einer Tonmatrixschaltung 50 für zwei Betriebsarten über entsprechende Folge- und Halteschaltungen 40 bzw. 46 zu-■L5 geführt. Diese Schaltungen dienen als Tonunterdrückungsschaltungen zur Unterdrückung jeweils eines der Signale S. und S„ bei Zuführung entsprechender Tonunterdrückungs-

signale S₁ und S„ an ihre Steueranschlüsse, im 2m

^Das Tonsignal S₁ wird einem Eingangsanschluß 42 der Schaltung 40 zugeführt, und an einem Ausgangsanschluß 43 liefert sie das Signal S₁ zum Anschluß 52 der Matrixschaltung 50, das erste Unterdrückungssignal S. wird einem Steueranschluß 44 zugeführt. Die Schaltung 40 ist so ausgebildet, daß das Signal am Anschluß 4 3 normalerweise dem Signal am Anschluß 42 nachfolgt, jedoch bei Anliegen des Unterdrückungssignals am Anschluß 44 einen Haltezustand einnimmt, bei dem das Signal S. am Anschluß 43 praktisch blockiert oder unterdrückt wird, indem der Anschluß 43 auf einem Potential gehalten wird, daß im wesentlichen gleich dem letzten Wert von S ist. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung bedeutet ein Signal niedrigen Pegels (beispielsweise Masse) am Anschluß 44 das Vorhandensein eines Unterdrückungssignals, welches die Schaltung 40 in ihren Haltebetrieb bringt, während ein Signal hohen Pegels (beispielsweise +V Volt) das Fehlen des Unterdrückungssignals

bedeutet und die Schaltung 4 0 in ihren Nachfolgebetrieb bringt. Die Schaltung 46 ist identisch mit der Schaltung 40 mit der Ausnahme, daß ihren Eingangsanschlüssen 47 das Signal S zugeführt wird und ihr Ausgangsanschluß 48 das

g Signal S„ dem Anschluß 54 der Matrixschaltung 50 zuführt, während an ihren Steueranschluß 49 das zweite Unterdrückungssignal S„ gelegt wird.

Obgleich die Tonsignale S₁ und S auch durch Serien oder Parallelschalter unterdrückt werden können, haben sich Folge- und Halteschaltungen hierfür als vorteilhaft bei der Erfindung erwiesen, weil sie die Doppelfunktion der Störunterdrückung und Betriebsansteuerung des Plattenspielers ausführen. Die Haltereigenschaft dieser Schaltungen p. verhindert plötzliche Sprünge in den Signalen S₁ und S„ beim Auftreten der Unterdrückungssignale S- und S . Da die Unterdrückungssignale von den Fehlersignalen und den Betriebsansteuersignalen abgeleitet werden, ergeben sich wenig hörbare Wirkungen (also Schaltgeräusche), wenn der 2Q Betriebsartschalter umgestellt wird oder wenn Fehlersignale vorhanden sind.

Die Tonmatrixschaltung 50 für zwei Betriebsarten enthält eine erste Summierungsschaltung 56, deren Eingänge mit

_nr- den Anschlüssen 52 und 54 verbunden sind und deren Ausgang mit den Ausgangsanschluß 58 der Matrixschaltung verbunden ist und dort ein Ausgangssignal S- entstehen läßt, das die Summe der Signale S₁ und S„ darstellt (eines oder beide dieser Signale können Typ Null Typ-

QQ Signale sein, also sie können je nach Zustand der Schaltungen 40 oder 46 unterdrückt sein). Die Matrixschaltung enthält ferner eine zweite Summierungsschaltung 60, von der ein Eingang mit dem Anschluß 52 verbunden ist und das Signal S₁ erhält, während ein zweiter Eingang mit dem Anschluß 54 über einen Signalumkehr oder Zweiphasenverstärker 62 verbunden ist und entweder das Signal S„ oder

die invertierte Form -S2 erhält, je nach dom Pegel eines Steuersignals, welches einem fJteueranschl aß 64 des Verstärkers 62 zugeführt wird. Liegt am Anschluß 64 ein hoher Pegel (also +V Volt), dann invertiert der Verstärker 62 das Signal S„, und die Summierungsschaltung 6 0 liefert ein Ausgangssignal S. an den Ausgangsanschluß 66 der Matrix/ welches gleich der Differenz zwischen den Signalen S₁ und S» ist (also S₄=S₁-Sp). Wenn umgekehrt am Anschluß 64 ein niedriger Pegel liegt, dann läßt der Verstärker das Signal S„ ohne Umkehr zur Summierungsschaltung 60 gelangen, wobei S₄ gleich der Summe von S₁ und S„ wird (also S.=S₁+S_:?). Die von den Summierungsschaltungen 56 und 60 erzeugten Tonsignale S-. und S. werden in einer weiteren Summierungsschaltung 68 summiert, welche das resultierende kombinierte Basisband-Tonsignal S_n. an einen Ausgangsanschluß 70 der Matrix gelangen läßt, der mit dem Tonträgermodulationseingang des Fernsehmodulators 20 verbunden wird.

Die Betriebsartsteuerung für die Matrix 50 und die Folge- und Halteverstärker 40 und 46 erfolgt von einer Signalquelle 80 für Betriebsartsteuersignale, einen Tonunterdrückungsschalter 90 und einer Logikschaltung mit Dioden und Widerständen, die zu einem Paar NAND-Toren zusammengeschaltet sind, aus. Es wurde bereits erwähnt, daß die Anwendung einer negativen Logikkonvention willkürlich ist und daß man sich stattdessen auch für eine positive Logikkonvention entscheiden kann, wenn man die Steuersignalpolaritäten entsprechend wählt. Die Schalter 90 und 82 sind zum leichteren Verständnis und zur Vereinfachung der Zeichnung als mechanische Schalter dargestellt, jedoch können sie durch elektrische Schalter wie Transistoren, Logiktore und dergleichen ersetzt werden.

Die Betriebsartsteuersignalquelle enthält einen Dreistellungsschalter 82 mit einem an Masse liegenden Schaltarm

und drei Kontakten, welche durch die Betriebsartfunktionen gekennzeichnet sind, in denen der Plattenspieler arbeitet, wenn der Schaltarm in der entsprechenden Position liegt. In der am weitesten links befindlichen Position gibt der § Plattenspieler beispielsweise den Kanal 1 einer monauralen Aufzeichnung oder die Hauptsprache einer zweikanaligen unmatrizierten zweisprachigen Platte wieder. In der mittleren Position des Schalters 82 reproduziert der Plattenspielerton von einer matrizierten Stereoplatte, und in ,Q der am weitesten rechts befindlichen Position wird der Kanal 2 einer unmatrizierten zweikanaligen (oder zweisprachigen) Aufnahme wiedergegeben.

Zwischen eine Betriebsspannungsquelle +V und die An- ·,[- Schlüsse für Kanal 1 und Kanal 2 sind Vorspannungswiderstände 84 bzw. 86 geschaltet. Der Anschluß S bleibt frei. Wenn der Schalter 82 sich also in der Schaltung S befindet (Stereobetrieb), dann liegen an beiden Anschlüssen für Kanal 1 und Kanal 2 hohe Pegel (+V Volt), während in den beiden anderen Stellungen einer der Anschlüsse für Kanal 1 oder 2 an Masse liegt. Dieser Massezustand bedeutet, daß die Betriebsartsteuersignalquelle 80 das Signal S₁

oder S„ als Aktivierungssignal erzeugt.

Das Steuersignal S. wird dem Anschluß 64 der Matrixschaltung 50 und einem ersten Eingang eines NAND-Tores mit drei Eingängen zugeführt, dessen Ausgang an den Anschluß 44 der Folge- und Halteschaltung 40 angeschlossen ist und daß mit einem zweiten Eingang an den Ausgang des Fehlerdetektors 32 und mit einem dritten Eingang an einen Pause/Abtast-Ausgangsanschluß 92 eines Tonunterdrückungsschalters 90 angeschlossen ist, der in geschlossenem Zustand den Anschluß 92 an Masse legt. Das NAND-Tor enthält einen Vorspannungswiderstand 100 zwischen der Betriebsspannungsqucllc +V und den Anoden der Dioden 101, 102 und 103, deren Kathoden jeweils an den Ausgang des Fehler-

detektors 32, an den Ausgang 92 des Tonunterdrückungsschalters 90 bzw. an den Anschluß für Kanal 2 des Schalters 82 gelegt sind. Der Ausgang des NAND-Tores (also der Verbindungspunkt der Elemente 100 bis 103) ist mit dem Anschluß 44 der Folge- und Halteschaltung 40 verbunden .

Das Steuersignal S„ , das vom Tonunterdrückungsschalter 90 erzeugte Pausesignal und das vom Fehlerdetektor 34 , _n erzeugte Fehleranzeigesignal (alle mit niedrigen Pegel als Aktivsignale) werden dem Anschluß 49 des Folge- und Halteverstärkers 46 über das Äquivalent eines zweiten NAND-Tores mit drei Eingängen zugeführt. In diesem Falle ist das Tor jedoch wesentlich einfacher und braucht nur

_Ί r- zwei Dioden 105 und 106, deren Anoden am Anschluß 49 der ο

Schaltung 46 und am Anschluß für Kanal 1 des Schalters 82 liegen. Die; Kathoden der Dioden 105 und 106 sind jeweils mit dem Ausgang des Fchlerdetoktors 34 und dom Anschluß 92 des Tonunterdrückungsschalters 90 verbunden. Die Vor-2Q spannungszuführung zur Torschaltung erfolgt über den Widerstand 84 in der Signalquelle 80.

Für beide veranschaulichten Torschaltungen führt ein Signal niedrigen Pegels (beispielsweise Masse) an irgendeinem

2g Eingang oder an einer Eingangskombination zur Zuführung eines Signal niedrigen Pegels zum Steuereingang des entsprechenden I¹O 1 (ja— und TIaH ovorüt.Mirkurr>, dor an den Ausgang des Tores angeschlossen ist, und bringt diesen Verstärker in seinen Haltezustand. Die Folge- und Haltever-

QQ stärker arbeiten nur dann im Folgebetrieb, wenn an sämtlichen Eingängen ihrer entsprechenden Tore hohe Pegel liegen. Für positive Logikkonvention ausgedrückt heißt dies, daß die Folge- und Halteverstärker die Signale S und S unterdrücken, wenn ihren zugehörigen Steuertoren die Inklusiv-Logiksumme der jeweiligen Fehleranzeige-, ünterdrükkungs- und Betriebssteuersignale zugefühtrb wird.

Im Botrieb arbeiten die Elemente 10 bis 18 und 24 bis 34 als Quelle für Basisbandvideosignale, Tonsignale und Fehleranzeigesignale. Die Verarbeitung der Tonsignale und insbesondere die Zwischenbeziehungen der Tonmatrixschaltung 50 und der Folge- und Halteschaltungen 40 und 46 lassen sich recht leicht verstehen, wenn man einige spezielle Beispiele des Abspielens verschiedener Plattenarten auf dem Plattenspieler betrachtet.

jQ Als erste« üeispie.1 sei angenommen, daß die Bildplatte 12 eine Stereoaufnähme enthält, bei der das Summensignal L+R mit dem 715 kHz-Tonträger und das Differenzsignal L-R mit dem 905 kHz-Träger aufgezeichnet ist. Eine solche Aufzeichnung ist voll kompatibel mit monophonen BiId-

_1{- Plattenspielern, die nur einen einzigen Tondemodulator für 715 kHz haben. Zum Abspielen einer solchen Platte wird der Schalter 82 in die Position S (Stereo) gebracht, wobei der Verstärker 62 das Signal S₂ invertiert, so daß die Matrixschaltung 50 die Summen und Differenzsignale ^Si^+S2 ^unc^ ^S1~^S2 ^erzeu9t. Da im angenommenen Fall S =L+R undS2=L-R ist, treten die matrizierten Stereosignale nach Addition und Subtraktion mittels der Summierungsschaltungen 56 bzw. 60 getrennt an den Anschlüssen 58 und 66 der Matrixschaltung 50 auf. Das Signal S^ am Anschluß 58 ist beispielsweise gleich (L+R)+(L-R) oder gleich 2L, und das Signal S. ist gleich (L+R)-(L-R) oder gleich 2R. Die Summe S₁- dieser Signale, welche den Fernsehmodulator 2 0 zugeführt werden, ist somit ein monophones Signal der Größe 2(L+R). Für alle Ausgangssignale QQ ist der Amplitudenfaktor bei verlustfreier Summierung 2. Für einfache Widerstandssummierschaltungen mit 6 dB Einfügungsverlust wären die Signale S₃, S- und S₁. gleich L, R bzw. (L+R)/2.

Beim normalen Abspielen der Platte unterdrücken die Schaltungen 40 und 46 die Signale S₁ bzw. S-, wenn die Detek-

toren 32 und 34 Fehleranzeigesignale erzeugen, so daß Aufzeichnungsgeräusche (Knacken und Plopps) minimal werden. Die !Folge- und Halteschaltungen unterdrücken auch die Signale S und S„ beim Schließen des Tonunterdrückungsschalters 90, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn der Plattenspieler in den Pause- oder Abtastbetrieb geschaltet wird. Bei Bildplattenspielern mit kapazitivem Abnehmer ist der Schalter 90 vorzugsweise ein elektronischer Schalter, welcher durch ein Signal gesteuert wird, das den Wandlerarm-Hebemechanismus betätigt, so daß beim Abheben des Wandlers von der Platte der Ton unterdrückt wird. In gewissem Ausmaß bewirken die Fehlerdetektoren in diesem Falle eine Unterdrückung wegen des fehlenden Tonträgers, jedoch ist eine völlige Unterdrückung unabhängig von den Fehlerdetektoren zuverlässiger und daher in einem solchen Fall zweckmäßiger. Es ist auch wünschenswert, daß der Schalter 90 im Abtastbetrieb des Plattenspielers automatisch geschlossen wird, damit störende Überlautstärken vermieden werden, die von den Fehlerdetektoren nicht unterdrückt werden.

Als zweites Beispiel für den Betrieb des Plattenspielers sei angenommen, daß die abgespielte Bildplatte 12 entweder eine monophone Aufzeichnung mit einem einzigen Tonträger bei 715 kHz ist oder eine unmatrizierte zweisprachige Aufzeichnung, bei dor die gewünschte wiederzugebende Sprache bei 715 kHz aufgezeichnet ist. In diesem Falle würde der Schalter 82 in die Position für Kanal 1 gelegt, so daß die Folge- und Halteschaltung 46 sich im Haltebetrieb befindet und somit das vom Demodulator 26 mit 905 kHz erzeugte Signal S~ unterdrückt. Damit würde dem Eingang des Verstärkers 62 kein Signal zugeführt, so daß es ohne Belang ist, ob dieser Verstärker invertiert oder nicht-invertiert. Das Signal S. erscheint an allen drei Ausgängen 58, 66 und 70 der Matrixschaltung 50, denen es über die Summierungsschaltungen 56, 60 und 68 zugeführt

wird. Der Tonunterdrückungsschalter 90 und der Fehlerdetektor 32 arbeiten in gleicher Weise wie im Stereobetrieb.

Als drittes Beispiel sei angenommen, daß die abgespielte Platte eine unmatrizierte zweisprachige Aufzeichnung enthält und daß die gewünschte Sprache auf dem Tonträger mit 915 kHz aufgezeichnet ist. Dieses Beispiel ist ähnlich wie das zweite, jedoch mit der Ausnahme, daß der. Verstärker 62 nicht invertierend arbeitet, so daß ein Phasenproblem vermieden wird, welches andernfalls zur Erzeugung außerphasiger Signale an den Stereoausgangsanschlüssen 58 und 66 des Plattenspielers und zur völligen Auslöschung des dem Fernsehmodulator zugeführten Signals 5 führen würde. Ohne Korrektur würde bei diesem Zustand kein Ton durch den an den Anschluß 22 angeschlossenen Fernsehempfänger erzeugt werden, und zwischen den an die Anschlüsse 58 und 66 angeschlossenen Lautsprecherkanäle eines Stereosystems würde ein akkustisches Nichts erscheinen,

Für die angenommenen Fälle ergibt sich detailliert bei in der Position für Kanal 2 liegendem Schalter 82 eine Unterdrückung des Signals S₁ durch die Folge- und Halteschaltung 40, so daß am Anschluß 52 der Matrixschaltung 50 kein Signal erscheint. Gleichzeitig liefert die Folge- und HaI-teschaltung 46 das Signal S an den Anschluß 54. Da der Verstärker 62 durch das Steuersignal S₁ im nicht-invertierenden Betrieb gehalten wird,erscheint das Signal S„ an jeder der Summierungsschaltungen 56 und 60 in Phase. Damit sind auch die Signale an den Anschlüssen 58 und 66 gleichphasig, und das Signal S₁- wird nicht ausgelöscht.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Folge- und Halteschaltung zur Verwendung als Schaltungen 40 und 46 bei dem Bildplattenspieler gemäß Fig. 1. Anders als bei üblichen Folge- und Halteschaltungen, wo die Ausgangsspannung im Haltebetrieb im wesentlichen konstant gehalten

wird und der Amplitudenverlauf im Folgebetrieb frequenzunabhängig ist, enthält die Schaltung hier einen Entladeweg, damit die Ausgangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalles einen Bezugspegel annimmt, um bestimmte Übergangserscheinungen minimal zu halten und eine Tiefpasscharakteristik für die Deemphasis des Tonsignals zu ergeben. Damit übt die Schaltung nach Fig. 2 zwei zusätzliche Funktionen in dem erfindungsgemäßen Bildplattenspieler aus, und zwar über die drei bereits jO erwähnten Funktionen hinaus (Unterdrückung, Störverringerung und Betriebsartkontrolle) .

Die Schaltung hat einen Eingangsanschluß 202 zur Zuführung des Eingangssignals (S oder S„), einen zwischen den Anschluß 202 und den Eingang einer Torschaltung 206 geschalteten Kondensator 204, und die Torschaltung 206 weist einen Steuereingang 208 zur Zuführung des Unterdrückungssignals (S-J_1n oder S_2m) auf. Der Ausgang der Torschaltung 206 ist über einen Widerstand 210 an einen Belag eines Kondensators 212 gelegt, dessen anderer Belag geerdet ist. Der eine Belag des Kondensators 212 ist auch mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 214 und über einen Widerstand 216 mit einer Bezugsspannungsquelle verbunden, deren Spannung gleich dem gewünschten Mittelwert des Tonausgangssignals der Schaltung ist. Für Systeme, welche duale positive und negative Impulse liefern, wäre der Widerstand 216 mit Masse verbunden. Für Systeme mit nur einem Ausgang (wie hier) wäre er an eine Spannungsquelle anzuschließen, deren Spannung gleich der halben Betriebsspannung ist, damit man einen maximalen Dynamikbereich des Ausgangssignals erhält. Der invertierende Eingang des Verstärks 214 ist an den Verstärkerausgang, an den Ausgangsanschluß 218 der Schaltung und über einen Widerstand 220 an den Eingang der Torschaltung 206 angeschlossen.

Im Betrieb wird ein am Eingang 203 zugeführtes Eingangssignal über den Kondensator 204, die Torschaltung 206 und den Widerstand 210 zum Kondensator 212 gekoppelt, wenn das Potential des Steuersignals am Anschluß 208 hoch ist {j (+V Volt) . Dann arbeitet die Schaltung im Folgezustand. . Der Verstärker 214 dient als Spannungsfolger und ergibt am Ausgangsanschluß 218 eine niedrige Ausgangsimpedanz bei minimaler Belastung des Kondensators 212. Der Widerstand 210 bildet zusammen mit dem Kondensator 212 eine Verzögerungsschaltung zur Deemphasis des Tonsignals. Geeignete Werte für den Widerstand 210 und den Kondensator 212 sind 36 kOhm bzw. 2200 pF für eine Deemphasiszeitkonstante von etwa 80 [is. Der Widerstand 220 kann entfallen, wenn eine derartige Deemphasis in einem bestimmten

Ib Anwendungsfall nicht notwendig ist.

Der Kondensator 204 entfernt die Gleichspannungskomponente aus dem Tonoingancjssignal, so daß die Gleichspannungskomponente mit Hilfe des Widerstandes 216 wieder einge- führt werden kann. Bei der dargestellten speziellen . Schaltung ist die Gleichspannungskomponente des Ausgangssignals gleich +V/2 und ist unabhängig von der Gleichspannungskomponente, welche das Eingangssignal enthalten mag. Ein geeigneter Wert für den Widerstand 216 ist 4,7 MOhm und zusammen mit dem Wert des Kondensators 212 ergibt sich damit eine Entlade/Lade-Zeitkonstante von über 10 ms. Dies ist wesentlich länger als die Dauer der meisten Fehlerimpulse, so daß die gesamte Schaltung gewöhnlich den letzten Wert des Eingangssignals während der gesamten Fehlerimpulsperiode hält. Für längere Unterdrückungsperioden (wobei die Torschaltung 206 durch ein Signal niedrigen Pegels am Anschluß 208 gesperrt ist), wie also im Pausenbetrieb, entlädt sich (oder lädt sich) der Kondensator 212 auf das Potential +V/2, welches der

^° mittlere Gleichspannungspegel für ein mit nur einer Spannungsquelle arbeitendes System ist (bei einem System mit zwei Spannungsquellen wäre der mittlere Gleichspannungspegel 0 Volt).

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^ Der Widerstand 220 bildet einen Lade/Entladeweg für den Gleichspannungssperrkondensator 204, wenn die Torschaltung 206 durchlässig ist. ELn geeigneter Wert Für don Widerstand 220 ist 4,7 MOhm. Der Kondensator 204 ist vor-

,- zugsweise wesentlich größer als der Kondensator 212, damit man bei der Übertragungswirkung der Schaltung keine unerwünschte Leitungsunterbrechung erhält. Wird keine Deemphasis gewünscht, dann kann der Widerstand 210 entfallen. Wird keine Wiedereinführung der mittleren

_n Gleichspannungskomponente in das Tonsignal gewünscht, dann können der Widerstand 220 und der Kondensator 204 entfallen.

Fig. 3 zeigt eine geeignete Ausführung eines Zweiphasenoder Vorzeichenumkehrungsverstärkers, der als Verstärker

62 eingesetzt werden kann. Ein ähnlicher Verstärker ist von J. Millman auf den Seiten 631, 632 des Buches "Microelectronics", erschienen bei der McGraw-Hill Book Company, USA im Jahre 1979 beschrieben.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 ist der Eingangsanschluß 302 über Widerstände 306 bzw. 308 mit dem nicht-invertierenden bzw. dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 304 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers

„p. ist mit dem Ausgangsanschluß 310 der Schaltung und über einen Rückführungswiderstand 312 mit dem invertierenden Verstärkeranschluß verbunden. Zwischen den nicht-invertierenden Verstärkereingang und Masse liegt eine Torschaltung 314, die durch ein am Anschluß 316 zugeführtes

OQ Signal gesteuert wird. Als Torschaltung eignet sich die integrierte Schaltung CD 4016, welche vier Tore in einer Einheit enthält. Alle Widerstände haben die gleichen Werte.

r.p- Im Betrieb machU ein am Anschluß 310 zugoführtos positives Signal (+V) die; TorMchal Lung 51G durch I <kssig, ho daß dor

nicht-invertierende Eingangsanschluß des Verstärkers geerdet wird. In diesem Fall bewirkt die Schaltung eine Signalumkehrung, und ihre Verstärkung wird durch das Verhältnis R312/R308 bestimmt, welches eins ist, weil R312= f._} R308 LHt. HaL das Signal am Anschluß 316 Massepegel, dann arbeitet die Schaltung mit der Verstärkung 1 ohne Inversion, d.h. daß der Verstärker 304 nur als Pufferverstärker oder Spannungsfolger mit dem Verstärkungsfaktor 1 arbeitet. Die Verstärkung wird in diesem Falle nicht

•j^q von den Werten der Widerstände 306, 308 oder 312 beeinflußt (von denen in diesem Betriebszustand keiner einen nennenswerten Strom führt), sondern wegen des Vorspannungsstromes >■ am Verstärkereingang wird die Verstärkeroffsetspannung in gewissem Ausmaß durch ihre Widerstände beeinflußt.

2g Wenn man alle Widerstände gleich groß macht, dann erhält man zufriedenstellende Offsetwerte. Ein Widerstandswert von 22 kOhm hat sich als recht zufriedenstellend für typische Operationsverstärker mit mittleren Ansprüchen genügenden Übertragungseigenschaften erwiesen.

Es versteht sich, daß die Prinzipien der Erfindung auch auf andere Tonsignalverarbeitungsfalle anwendbar sind als auf den Bildplattenspieler, wo die Tonsignale in matrizierter zweikanaliger, unmatrizierter zweikanaliger oder monophoner Form vorliegen. Ein solcher Anwendungsfall liegt bei der Verarbeitung monophon-stereophonzweisprachiger Fernsehtonsignale. Andere Anwendungsgebiete liegen für den Fachmann auf der Hand.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

: 1/. Vorrichtung mit einer Signalverarbeitungsschaltung mit einer Eingangsschaltung zur Zuführung eines Toneingangssignals und mit einer Ausgangsschaltung zur Lieferung eines ersten und eines zweiten Tonsignals (S₁, S„) und jeweils eines ersten und eines zweiten Tonfehleranzeigesignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonsignaie einer Tonmatrixschaltung (50) zugeführt werden, die in einen ersten Betriebszustand ein erstes Ausgangssignal (S-.) , das proportional der Summe der Tonsignale ist, und ein zweites Ausgangssignal (S.), das proportional der Differenz der Tonsignale ist, liefert und die in einen zweiten Betriebszustand das erste und das zweite Ausgangssignal proportional zur Summe der Tonsignale liefert,, daß ferner eine Tonunterdrückungsschaltung (40j 46) mit der die wiedergewonnenen Signale liefernden Schaltung (16) gekoppelt ist und bei Zuführung des ersten und des zweiten Unterdrückungssignals (S

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das jeweils entsprechende erste bzw. zweite Tonsignal unterdrückt, daß eine Steuerschaltung (80) das erste und das zweite Steuersignal für den Plattenspielerbetrieb erzeugt und das erste Steuersignal der Matrixschaltung zur Steuerung von deren Betriebszustand zuführt, und daß eine Logikschaltung (84, 100, 101-106) mindestens das erste Steuersignal oder das erste Fehleranzeigesignal als erstes Unterdrückungssignal und mindestens das zweite Steuersignal oder das zweite Fehleranzeigesignal als zweites Unterdrückungssignal an die Tonunterdrückungsschaltung liefert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonmatrixschaltung einen Verstärker (62) enthält, der unter Steuerung durch eines der Tonsignale und einen ersten Pegel des ersten Steuersignals ein invertiertes Ausgangssignal erzeugt und unter Steuerung durch einen zweiten Pegel des ersten Steuersignals ein nicht-invertiertes Ausgangssignal anstelle des invertierten Ausgangssignals erzeugt, ferner eine erste Summierungsschaltung (56) zur Summierung der Tonsignale zu einem ersten Ausgangssignal (S_) und eine zweite Summierungsschaltung (60) zur Summierung der Tonsignale mit dem Ausgangssignal des Verstärkers (6 2) zu einem zweiten Ausgangssignal (S.).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker eine Verstärkerstufe (304) mit einem invertierenden und einem nicht-invertierenden Eingang, ferner eine Koppelschaltung (306, 308) zur Zuführung des einen Tonsignals zu den beiden Verstärkereingängen, sowie einen Rückkopplungszweig (312) zwischen dem Ausgang (310) der Verstärkerstufe und ihrem invertierenden Eingang, und eine Koppelschaltung (314) zur Verbindung des nicht-invertierenden Eingangs mit einem Be-

zugspotential bei einem Zustand des ersten Steuersignals und zur Trennung des nicht-invertierenden Eingangs von dem Bezugspotential beim anderen Zustand des ersten Steuersignals enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tonunterdrückungsschaltung Folge- und Halteschaltungen (40, 46) zur Kopplung des ersten Tonsignals zur Matrixschaltung (50) im Folgebetrieb und zur ig Abtrennung des ersten Tonsignals von der Matrixschaltung im Haltebetrieb aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge- und Halteschaltung eine Deemphasis-Schaltung (210, 212) enthält, welche im Folgebetrieb der Folge- und Halteschaltung als Deemphasis für das erste Tonsignal arbeitet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge- und Halteschaltung ein die Gleichspannungskomponente aus dem ersten Tonsignal entfernendes Element (204) und einer die Gleichspannungskomponente mit einem vorbestimmten Pegel in das erste Tonsignal wieder einführende Schaltung (V/2, 216) enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Erzeugung eines dritten Tonunterdrückungssignals (90, 92, 102, 106) und zur Zuführung dieses dritten Tonunterdrückungssignals zu den Tonunterdrückungsschaltungen (Folge- und Halteschaltungen 40, 46) zur Unterdrückung sowohl des ersten als auch des zweiten Tonsignals.