DE3314566A1

DE3314566A1 - Verfahren zum uebertragen eines zusatzsignals in einem stereofonen nutzsignal

Info

Publication number: DE3314566A1
Application number: DE19833314566
Authority: DE
Inventors: Günther Dr.-Ing. 8191 Thanning Theile
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1984-10-25

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 33 11 647.4).

Übertragen einer Zusatzinformation in einem Tonkanal ist es bekannt (DE-OS 23 33 524), die Zusatzinformation frequenzmäßig versetzt gegenüber der Nutzinformation zu übertragen, wodurch jedoch die Übertragungsbandbreite erhöht oder die Bandbreite des linken oder rechten stereo-5 fönen Nutzsignals verringert wird. Für ein stereofones Nutzsignal ist es ferner aus der gleichen Literaturstelle bekanntr beispielsweise im Linkssignal einen Frequenzbereich auszusparen und darin die Zusatzinformation zu übertragen. Empfangsseitig wird der ausgesparte Frequenzbereich durch den im entsprechenden Frequenzbereich des Rechtssignals liegenden Anteil aufgefüllt. Falls jedoch in dem ausgesparten Frequenzbereich die Links- oder Rechtssignale größere Amplitudenunterschiede aufweisen, treten in dem aufgefüllten Frequenzbereich Signalverzerrungen auf, welche sich sowohl auf die Klangfarbe als auch die Richtungsabbildung auswirken können.

Um demgegenüber eine Übertragung eines ZusatzSignaIs in einem stereofonen Nutzsignal ohne hörbare Beeinflussung des Nutzsignals zu ermöglichen, ist in dem Hauptpatent bereits vorgeschlagen worden,

- sendeseifig die Differenz der niederfrequenten Anteile des Rechts- und des Linkssignals zu unterdrücken un.j das

Zusatzsignal mit der Summe der niederfrequsiten Anteile 35

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des Rechts- und des Linkssignals zu matrizieren, wobei das matrizierte Rechtssignal dem restlichen Anteil des Rechtssignals und das matrizierte Linkssignal dem restlichen Anteil des Linkssignals jeweils additiv zugesetzt werden und/oder

empfangsseitig die in beiden stereofonen Kanälen übertragenen Signale unter Gewinnung des Zusatzsignals zu dematrizieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung besteht darin, mit Hilfe des Verfahrens gemäß dem Hauptpatent eine größere Zusatzinformationsmenge zu übertragen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ergibt sich aus dem Unteranspruch.

• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fign. 1 schematische Schaltbilder von sendeseitigen Einrichtungen zur Du:
mäßen Verfahrens;

^Un richtungen zur Durchführung des erfindungsge-

Fig. 1A den allgemeinen Aufbau einer bei der Einrichtung

nach Fig. 1 verwendeten Matrixschaltung; 30

Fign.2 schematische Schaltbilder von empfangsseitigen ^un Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

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Fig. 3 eine entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene Frequenzbelegung mit Seitensignal und Zusatzsignal in einem stereofonen Tonkanal.
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Die in Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung zum sendeseitigen Einmischen eines Zusatzsignals Z in ein stereofones Tonsignal, bestehend aus dem Linkssignal L und dem Rechtssignal R, umfaßt einen Coder 30, der von einer Stereosignalquelle 10 über deren Ausgänge 11 und 12 gespeist wird. Die Coderausgänge 31, 32 führen zu einer nicht näher definierten Strecke 50, beispielsweise einer Rundfunkübertragungsstrecke (einschließlich Kabelübertragung) und/oder einem Tonaufzeichnungsgerät (Band, Platte). Als Stereosignalquelle 10 kommt beispielsweise das Mischpult eines Tonstudios in Betracht, ebenso ein Band- oder Plattenwiedergabegerät sowie ein Stereomikrofon (einschließlich Kunstkopf).

Der in Fig. 1 mit strichpunktierter Umrandung veranschaulichte Coder 30 enthält für jeden Signalausgang 11, 12 der Stereosignalquelle 10 eine Frequenzweiche 21/22 bzw. 23/24, die jeweils aus einem Tiefpaß 21 bzw. 24 und einem Hochpaß 22 bzw. 23 besteht. Alle Filter 21 bis 24 weisen die gleiche Grenzfrequenz auf, die im Falle des in Fig. 3 veranschaulichten, wirklichkeitsnahen Beispiels 12 kHz beträgt.

Die Ausgangssignale der Hochpäße 22 und 23 sind mit L (= hochfrequenter bzw. oberer Anteil des Linkssignals L) bzw. mit R (= hochfrequenter bzw. oberer Anteil des Rechtssignals R) bezeichnet, während die Ausgangssignale der Tiefpäße 21 und 24 mit L (= restlicher bzw. unterer Anteil des Linkssignals L ) bzw. mit R (= restlicher bzw. unterer Anteil des Rechtssignals R) bezeichnet sind. Die Ausgangssignale L und R der Hochpässc 22, 23 werden in einer

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ersten Addierstufe 25 zu dem Summensignal (L +R) summiert und anschließend einer Matrixschaltung 26 zugeführt, welcher ferner das einzumischende Zusatzsignal Z von einer Zusatzsignalquelle 40 zugeführt wird. Der in Fig. 1A dargestellte, allgemeine Aufbau der Matrixschaltung 26, wie er aus "Rundfunktechnische Mitteilungen", Jahrgang 25 (1981), Seite 159, Bild 2, bekannt ist, besteht aus den Matrixgliedern α, β, γ und δ, die eine Signalverknüpfung gemäß folgender Gleichungen bewirken:

^Lm ^{= a(L}o ⁺ V ^{+ γΖ} ..-(D

^Rm ⁼ 3<^L _O ^{+ R} _o) ⁺ δ^ζ ···(2)

Die Matrixglieder α, 3, γ und δ sind lineare Netzwerke, 15

die teilweise (beispielsweise für α und δ) auch die übertragungsfunktion 1 haben können.

Das von der Quelle 40 erzeugte Zusatzsignal Z besitzt wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, eine im Vergleich zum Nutzsignal (- Seitensignal S) wesentlich geringere Amplitude, beispielsweise eine um etwa 60 dB bezogen auf Vollaussteuerung kleinere Amplitude. Im dargestellten Beispielsfall liegt das Spektrum des Zusatzsignals Z im Bereich von

14-15 kHz und besitzt somit von der oberen Grenzfrequenz 25

des Seitensignals S einen- Abstand von 2 kHz. Dieser Abstand dient beispielsweise dazu, sicherzustellen, daß. im Bereich 12 .- 14 kHz keine Nutz- und Zusatzsignalanteile auftreten. Dies kann dazu benutzt werden, alle in diesem

Bereich nach Durchlaufen der Strecke 50 auftretenden Kom-30

ponenten als Störungen der Strecke 50 zu bewerten.

Die Matrixschaltung 26 führt mit ihrer Ausgangsleitung 27 zu einer zweiten Addierstufe 29, welche das matrizierte Linkssignal L_m mit dem restlichen bzw. unteren Anteil L_u

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des Linkssignals L addiert und das resultierende Summensignal L + L dem Coderausgang 31 zuführt. Ferner führt die Matrixschaltung 26 mit ihrer Ausgangsleitung 28 zu einer dritten Addierstufe 20, welche das matrizierte Rechtssignal R mit dem restlichen bzw. unteren Anteil R des Rechtssignals R addiert und das resultierende Summensignal R + R dem Coderausgang 32 zuführt.

Das über die Strecke 50 übertragene Signalpaar (L + L)

2Q und (R +R) wird am Ausgang der Strecke 50 über jeweils zugeordnete Leitungen 51 bzw. 52 einem Decoder 70 zugeführt, der in Fig. 2 mit strichpunktierter Umrandung veranschaulicht ist. Der Decoder 70 weist zwei Frequenzweichen 61/62 und 63/64 aus jeweils einem Tiefpaß 61 bzw. 5 64 und einem Hochpaß 62 bzw. 63 auf, wobei die für alle Filter 61 bis 64 gleiche Grenzfrequenz mit der Grenzfrequenz der coderseitigen Filter 21 bis 24 übereinstimmt. Die Filter 61 bis 64 trennen die eingangsseitigen Summensignale ( + L ), (R + R ) in die Signalkomponenten ^L _uf L / R , R auf, d.h., sie machen die Wirkung der coderseitigen Addierstufen 29 und 20 rückgängig. Die matrizierten Links- und Rechtssignale L , R an den Ausgängen der Hochpäße 62 und 63 werden einer Dematrixschaltung 65 zugeführt, welche bezüglich der coderseitigen Matrixschaltung 26 invers aufgebaut ist, d.h., deren Wirkung rückgängig macht, wie im einzelnen in "Rundfunktechnische Mitteilungen", 25. Jahrgang (1981), Seite 160,

Gleichungen (3) und (4) angegeben ist.

Das dematrizierte Signal ¹L + R auf der Ausgangsleitung

66 der Dematrixschaltung 65 wird den vierten und fünften Addierstufen 68 und 69 zugeführt, während das dematrizierte Signal (= Zusatzsignal) Z auf der Ausgangsleitung

67 der Dematrixschaltung 65 unmittelbar dem Decoderausgang 7 3 zur weiteren Signalverarbeitung (in Fig. 2 nicht weiter dargestellt) zugeführt wird.

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Die vierte Addierstufe 68 addiert das Signal L +R mit

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dem rostlichen bzw. unteren Anteil L des Linkssignals L am Ausgang des Tiefpaßes 61 und führt das resultierende Summensignal L + R dem Decoderausgang 71 zu. In gleicher Weise addiert die fünfte Addierstufe 69 das Signal L +R mit dem restlichen bzw. unteren Anteil R des Rechtssignals R am Ausgang des Tiefpaßes 64 und führt das resultierende Summensignal R + L dem Decoderausgang 72 zu. Der Umstand, daß an den Decoderausgängen 71 und 72 neben dem Links- bzw. Rechtssignal L bzw. R noch deren hochfrequente Anteile (beispielsweise oberhalb 12 kHz) anliegen, bedeutet, daß die Links- und Rechtssignale oberhalb der Grenzfrequenz der Filter 21 bis 24 bzw. 61 bis 64 identisch sind, was jedoch im stereofonen Hörbild vom Hörer nicht wahrgenommen werden kann.

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Claims

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Institut für Rundfunktechnik

GmbH Reg. 684

München 45

Verfahren zum übertragen eines Zusatzsignals in einem stereofonen nutzsignal

Patentansprüche

15/ 1J Verfahren zum Übertragen eines Zusatzsignals, welches ^-" unhörbar einem aus Links- und Rechtssignalen bestehenden stereofonen Nutzsignal zugesetzt wird, bei dem

- sendeseitig die Differenz der niederfrequenten Anteile des Rechts- und des Links-Signals unterdrückt und das Zusatzsignal mit der Summe der niederfrequenten Anteile des Rechts- und des Linkssignals matriziert wird, wobei das matrizierte Rechtssignal dem restlichen Anteil des Rechtssignals und das matrizierte Linkssignal dem restlichen Anteil des Linkssignals jeweils additiv zugesetzt werden und/oder ■

empfangsseitig die in beiden stereofonen Kanälen übertragenen Signale unter Gewinnung des Zusatzsignals dematriziert werden, nach Patent

(Patentanmeldung P 33 11 647.4), dadurch gekennzeichnet , daß anstelle der sendeseitigen Unterdrückung der Differenz der niederfrequenten Anteile des Rechts- und des Links-

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signals deren hochfrequente Anteile (R bzw. L ) unterdrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig die mit den matrizierten Signalen (R , L ) versetzten restlichen Anteile (R , L ) des Rechts- und des Linkssignals frequenzmäßig jeweils in eine hochfrequente Komponente (L bzw. R ) und eine restliche Komponente (L bzw. R ) aufgeteilt und die hochfrequenten Komponenten (L , R ) dematriziert werden, wobei das Zusatzsignal (Z) und die Summe (L +R) der hochfrequenten Anteile

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(L , R ) des Rechts- und des Linkssignals entstehen und wobei diese Summe (L +R) den restlichen Komponenten (L , R ) additiv zugesetzt wird.

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