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Schaltungsanordnung und Verfahren für
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wahlweisen Mono- und Stereo-Ton-Betrieb von Ton- und Bildrundfunkempfängern
und -recordern Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und Verfahren zu ihrem Betrieb.
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Zur Verbesserrung des von einem Zuhörer wahrgenommenen Klangeindruckes
bedient man sich neben der monofonen Schallübertragung und Schallwiedergabe bekanntlich
schon seit langem der Stereofonie mit zwei getrennten Signalwegen und Lautsprechern.
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Nachdem der Stereobetrieb zunächst bie vielen Sendungen des Tonrundfunks
eingeführt worden ist, werden seit kurzem auch einige Fernsehsendungen mit Stereoton
übertragen.
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Um bei Monobetrieb dem Wunsch nach einem besseren und räumlichen Klangbild
|nachzukommen, ist es schon bekannt geworden, das Monosignal in zwei getrennten
Kanälen mit jeweils einem eigenen Lautsprecher zu verarbeiten, um einen Pseudo-Stereoeffekt
zu erzielen. Bei den entsprechenden Pseudo-Stereoschalzungen wird das Monosignal
so aufbereitet, daß ein räumlicher Eindruck entsteht, wodurch der Höreindruck verbessert
wird. Dies läßt sich z. B. durch unterschiedliche Phasendrehungen in den beiden
getrennten NF-Kanälen erreichen, wobei durch die unterschiedlichen Phasendrehungen
unterschiedliche
Signallaufzeiten verursacht werden.
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Damit bei Stereobetrieb die mit der Stereofonie erzielbare vorteilhafte
räumliche Klangwirkung von dem Zuhörer optimal wahrgenommen werden kann, ist es
erforderlich, daß die beiden Lautsprecher der NF-Kanäle einen bestimmten minimalen
Abstand voneinander besitzen, d. h., 9 es muß eine bestimmte Basisbreite vorhanden
sein Das Problem der Basisbreite stellt sich vor allem dann, wenn die beiden Lautsprecher
mit dem zugehörigen Gerät integriert sind.
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Sowohl bei Stereokofferradios, insbesondere aber bei für den Empfang
von Stereosendungen geeigneten Fernsehempfängern, wo der Lautsprecherabstand jeweils
durch die Gehäuseabmessungen begrenzt wird, ist die Basisbreite so gering, daß die
Stereowiedergabe darunter leidet.
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Zur Beseitigung dieses Nachteils sind schon Stereo-Basisverbreiterungsschaltungen
bekannt geworden, mit denen die Basisbreite auf elektronischem Wege vergrößert wird.
Dies läßt sich durch ein gegenphasiges ffbersprechen zwischer den beiden einzelnen
NF-Stereo-Kanälen erzielen.
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Sowohl für die Aufbereitung eines Monosignals zur Erzeugung eines
räumlichen Klangeindruckes als auch zur elektronischen Verbreiterung der Basisbreite
stehen also bereits Schaltungsmittel zur Verfügung. Da alle Geräte für beide Betriebsarten
Mono und Stereo ausgelegt sind, werden sowohl die Pseudo-Stereoschaltung als auch
die Stereo-Basisverbreiterung gemeinsam in
den jeweiligen Geräten
vorgesehen. Daneben sind aufwendige Schalteranordnungen vorhanden, um entsprechend
der gerade vorhandenen Betriebsart eine der beiden, entweder die Pseudo-Stereoschaltung
oder die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung, einzuschalten und die jeweils andere
Schaltung auszuschalten, wenn man nicht gar auf beide verzichtet.
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Um die beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, werden 3-Stufen-Schalter
vorgesehen, die aber nicht nur sehr aufwendig sind, sondern zusätzlich auch nocI
viel Platz beanspruchen. Dies trifft übrigens auch dann zu, wenn man die Schalter
elektronisch ausbildet und für die jeweiligen Umschaltungen Logikschaltkreise verwendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der oben
beschriebenen Nachteile eine Schaltungsanordnung für wahlweisen Mono- und Stereobetrieb
zu schaffen, welche raumsparend und kostengünstiger zu realisieren ist und mit einfacheren
Schaltmitteln auskommt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 vorausgesetzten Schaltungsanordnung für Mono- und Stereobetrieb
vor, daß die Pseudo-Stereoschaltung und die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
in Reihe geschaltet sind.
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Durch die neuartige und in ihrer Durchführung überraschend einfache
erfinderische Maßnahme, die Pseudo-Stereoschaltung einerseits und die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
andererseits - die bisher stets getrennt voneinander
wirksam ausgenutzt
worden sind - miteinander in Reihe zu schalten7 werden nicht nur die zuvor erwähnten
Nachteile vermieden vielmehr stellen sich noch weitere vorteilhafte Wirkungen ein
Zunächst läßt sich die neue Schaltungsanordnung raumsparend und kostengünstig aufbauen,
da wegen des gleichzeitigen Betriebes sowohl der Pseudo-Stereoschaltung als auch
der Stereo-Basisverbreiterungsschaltung die erforderliched Schaltmittel einfacher
ausgebildet werden können Es ist lediglich nur noch ein 2-Stufenschalter erforderlich9
so daß bei einer elektronischen Ausführung der Logikaufwand und der Schalter selbst
vereinfacht werden.
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Ein weiterer bedeutsamer Vorteil besteht darin, daß bei Monobetrieb
eine erheblich gesteigerte Wirkung des angestrebten Pseudo-Stereo-Effektes erzielt
wird Bei den bekannten Pseudo-Stereoschaltungen ist zwar durch die unterschiedliche
Phasendrehung in den beiden NF-Kanälen schon ein gewisser 9äumlicher Effekt erzielt
worden, allerdings war der Klangeindruck immer noch unbefriedigend9 wenn die Basisbreite
bei Geräten mit eingebauten Lautsprechern nicht ausreichend groß war Bei der Erfindung
wird demgegenüber erstmals auch für die aufbereiteten Monosignale der Vorteil der
Basisverbreiterung ausgenutzt, da die aufbereiteten Monosignale der Pseudo-Stereoschaltung
wegen der Reihenschaltung direkt zur Stereo-Basisverbreiterungsschaltung gelangen
Es wird also auch beim Monobetrieb eine deutlich bessere Klangwirkung erzielt Die
Reihenschaltung von Pseudo-Stereoschaltung und Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
führt
aber noch zu einem weiteren Vorteil. Es sei der Fall einer Stereosendung betrachtet,
z. B. niit einem Sänger und einem begleitenden Orchester. Man kann dann den Sänger
einerseits und das Orchester andererseits jeweils als monofone Signalquelle betrachten.
Bei einer Wiedergabe der entsprechenden Stereosendung unter Venzendung der bekannten
Stereo-:Basisverbreiterungsschaltung tritt durch die elektronische Basisverbreiterung
der nachteilige Effekt auf, daß der Sänger akustisch durch die erhöhte 'Basisbreite
"unterdrückt" wird und scheinbar in den Hintergrund tritt.
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s hat sich nun gezeigt, daß bei der Erfindung, wenn die Pseudo-Stereoschaltung
und die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung in Reihe und zur gleichen Zeit wirksam
geschaltet sind, die erwähnte "Unterdrückung" monofoner Signalanteile weitaus weniger
ausgeprägt ist (in dem genannten Beispiel tritt der Sänger sozusagen wieder mehr
in den Vordergrund).
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Der Grund ist darin zu sehen, daß die Erfindung neben der gesteigerten
Wirkung des Pseudo-Stereo-Effekts bei Nonobetrieb unerwunschte Auslöschungen monofoner
Signalanteile beim Stereobetrieb vermeidet, da die Pseudo-Stereoschaltung und die
Stereo-Basisverbreiterungsschaltung gleichzeitig eingeschaltet und wirksam sind.
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1 Um nach wie vor einen Grundbetrieb zu ermöglichen, bei dem die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung unwirksam ist, sieht eine zweckmaßige Weiterbildung der Erfindung
zwei parallel zu der Reihenschaltung verlaufende Umgehungssignalwege vor, die an
Stelle der Reihenschaltung wahlweise
mittels eines Betriebsartenschalters
einschaltbar sind , wodurch die Reihenschaltung unwirksam wird Die Erfindung läßt
sich unter Verwendung von für sich jeweils schon bekannten Pseudo-Stereoschaltungen
und Stereo-Basisverbreiterungsschaltumgen realisieren. Als besonders zweckmäßig
hat sich eine Schaltungsanordnung erwiesen, bei welcher in dem Signalweg des einen
Kanals der Pseudo-Stereoschaltung zwei Sperrfilter mit unterschiedlichen i4ittenfrequenzen
geschaltet sind, und wobei der andere Signalweg ein anderes Sperrfilter mit einer
dritten Mittenfrequez aufweist.
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Die bei der Erfindung verwendete Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
benutzt das an sich bekannte Prinzip des gegenphasigen Übersprechens zwischen den
beiden NF-Stereo-Kanälen. Dabei kann der sogenannte Übersprechfaktor zu 095 gewählt
werden.
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Gegenüber den bisher verwendeten Stereo-Basisverbreiterungsschaltungen
sich beider Erfindung ein anderer Klangeindruck, weil den beiden Eingängen der Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
nicht die üblichen reinen Stereosig nale, sondern die aufbereiteten Monosignale
zugeführt werden In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß es unter Umständen
zwedonäßig ist, den Ubersprechfaktor kleiner zu wählen Ein vorteilhafter Wert ist
0,35.
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Andere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Zeichnung dargestellt.
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Nachfolgend wird die Erfindung zum besseren Verständnis anhand der
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzip-Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für Mono- und Stereobetrieb
Fig. 2 ein detaillierteres Blockschaltbild der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1
Fig. 3 eine Pseudo-Stereoschaltung und Fig. 4 eine Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
In dem Prinzip-Blockschaltbild gemäß Fig. 1 werden den Eingangsklemmen 10 und 12
in an sich bekannter Weise parallel die monofonen NF-Signale eines nicht dargestellten
Fernsehempfängers zugeführt. Das monofone Signal wird also auf die beiden Kanäle
13 und 15 aufgeteilt und gelangt zu einer Pseudo-Stereoschaltung 14.
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In Reihe mit der Pseudo-Stereoschaltung 14 ist eine Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
16 geschaltet, welche in an sich bekannter Weise eine elektronische Verbreiterung
der Basisbreite vornimmt. Über einen Umschalter 18 gelangen die Signale der beiden
Kanäle 13 und 15 zu Ausgangsklemmen 20 und 22, die jeweils zu einem nicht gezeigten
Lautsprecher für die Wiedergabe
führen. Die Darstellung gemäß Fig.
1 läßt erkennen, daß die Pseudo-Stereoschaltung 14 und die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
16 wegen der Reihenschaltung gleichzeitig in Betrieb und wirksam sind.
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Parallel zu den beiden Kanälen 13 und 15 sind zwei Umgehungssignalwege
24 und 26 geschaltet, wodurch es in Verbindung mit dem Umschalter 18 möglich ist,
den sogenannten Grundbetrieb herzustellen. Wenn sich der Umschalter 18 in seiner
anderen - nicht dargestellten - Stellung befindet, gelangen die Monosignale von
den Eingangsklemmen 10 und 12 direkt zu den Ausgangsklemmen 20 und 22 Das Blockschaltbild
gemäR Fig. 2 läßt den prinzipiellen Aufbau der ver-sendeten Pseudo-Stereoschaltung
14 näher erkennen Die beiden Signalwege 29 und 31 werden jeweils durch eine schematisch
angedeutete NF-Signalquelle 28 bzw. 30 gespeist. Im Monobetrieb eines nicht gezeigten
Fernsehers liefert die NF-Signalquelle 28 ein Signal ML (Monosignal für den linken
Kanal) und die NF-Signalquelle 30 das Signal MR (Monosignal für den rechten Kanal).
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Bei Stereobetrieb liefern die NF-Signalquellen 28 und 30 jeweils
die zugehörigen Stereosignale L (für den linken tCanal) und R (für den rechten Kanal).
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In den Signalweg 29 ist ein erstes Sperrfilter 32 eingeschaltet,
dessen Ausgangssignal zu einem Verstärker 34 geführt wird. An diesen schließt sich
ein zweites Sperrfilter 36 an, dessen Ausgangssignal zu dem einen Eingang der Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
16 gelangt.
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Der zweite Signalweg 31 besitzt ein drittes Sperrfilter 38, dessen
Ausgang mit dem zweiten Eingang der Stereo-Basisverbreiterungsschaltung 16 verbunden
ist.
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Die durch die gezeigte Reihenschaltung verarbeiteten Signale an den
Ausgänge 40 und 42 der Stereo-Basisverbreiterungsschaltung 16 gelangen zu nicht
dargestellten Lautsprechern, um die Schaliwiedergabe zu bewirken. Im Monobetriel
handelt es sich hier um die Signale H1 L und MR, während beim Stereobetrieb die
Signale L' und R' auftreten.
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In Fig. 3 ein konkretes Ausführungsbeispiel der Pseudo-Stereoschaltung
14 gemäß Fig. 2 mit den Sperrfiltern 32, 36 und 38 dargestellt, wobei ein Monobetrieb
mit einer NF-Signalquelle 44 zugrundegelegt ist.
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Das Monosignal der NF-Signale 44 wird auf die beiden Leitungen 46
und 48 aufgeteilt und gelangt über die Leitung 46 zu dem ersten Sperrfilter 32,
welches aus einem RC-Netzwerk mit zwei T-Gliedern besteht. Im Längszweig des ersten
T-Gliedes befinden sich zwei Kondensatoren 50 und 52, während im Querzweig ein Widerstand
54 angeordnet ist. Das andere T-Glied besitzt im Längs zweig zwei Widerstände 56
und 60 und im Querzweig einen Kondensator 58.
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Die Mittenfrequenz f01 des Sperrfilters 32 beträgt 150 Hz. Bei der
Frequenz tritt also die maximale Dämpfung auf.
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An das Sperrfilter 32 schließt sich ein Transistor 62 an, dessen
Collektor mit einer Betriebsspannungsquelle UB1 verbunden ist. Der Emitter liegt
über
einen Widerstand 64 an Masse und ist außerdem mit dem zweiten
Sperrfilter 36 verbunden, dessen Aufbau mit den Kondensatoren 66, 68, 76 und den
Widerständen 70, 72 und 74 ähnlich dem anderen Sperrfilter 32 ist , Die Mittenfrequenz
f02 des Zweiten Sperrfilters 36 beträgt 4,7 kHz An das Sperrfilter 36 schließt sich
ein Verstärker 78 an, welcher einen Ausgang 80 besitzt In die andere Leitung 48
ist ein drittes Sperrfilter 38 eingeschaltet, welches im Prinzip wie die Sperrfilter
32 und 36 aufgebaut ist Es umfaßt die Kondensatoren 82, 84 und 92 sowie die Widerstände
86, 88 und 90. Die Mittenfrequenz des Sperrfilters 38 beträgt hier 700 Hz Von dem
dritten Sperrfilter 38 führt eine Verbindung zu einem Verstärker 94 mit dem Ausgang
96 An den beiden Ausgängen 80 und 96 stehen die aufbereiteten Monosignale zur Verfügung,
die gemäR der Erfindung den beiden Kanälen einer nachfolgenden Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
16 (vergleiche Fig 2) zugeführt werden Den Sperrfiltern 32, 36 und 38 in Fig 3 liegt
folgende Dimensionierung zugrunden: Kondensator 50 und 52: 0,22 F Widerstand 56
und 60. 4,7 Ohm Widerstand 54: 2,4 kOhm
Kondensator 58: 0,47 pF
Kondensator 66 und 68: 100 nF Widerstand 72 und 740 330 Ohm Widerstand 70: 180 Ohm
Kondensator 76 0,22 UF Kondensator 82 und 84: 47 nF Widerstand 88 und 90: 4,7 k0hm
Widerstand 86: 2,4 k0hm Kondensator 92: 100 nF Widerstand 64: 680 Ohm In Fig. 4
ist das Schaltbild einer Stereo-Basisverbreiterungsschaltung dargestellt, wie sie
gemäß den Fig. 1 und 2 bei der Erfindung angewendet werden kann. Zur Erläuterung
sei angenommen, daß die Signalquelle 97 das Signal R für den rechten Kanal und die
Signalquelle 118 das Signal L für den linken Kanal liefert.
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Das Signal R des rechten Kanals gelangt an die Basis eines Transistors
98, dessen Collektor über einen Widerstand 100 mit einer Betriebsspannungsquelle
UB2 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 98 liegt über einen Widerstand 102
an Masse. Außerdem ist der Emitter bei geschlossenem Betriebsartenschalter 108 über
einen Widerstand 106 mit dem Emitter eines weiteren Transistors 116 verbunden, an
dessen Basis das Signal L liegt. Über einen Widerstand 110 liegt auch der Emitter
des Transistors 116 an Masse, während der
Collektor über einen
Widerstand 112 mit der Betriebsspannungsquelle UB2 verbunden ist An den Collektoren
der Transistoren 98 und 116 liegen die beiden Ausgangsklemmen 104 und 114 Die soweit
beschriebene Schaltung bewirkt bei geschlossenem Betriebsartenschalter 108 eine
elektronische Basisverbreiterung durch ein bewußt herbeigeführtes Übersprechen zwischen
den einzelnen Kanälen. So treten an der Ausgangsklemme 104 die Signalanteile -R+
0,5 L und an der Ausgangsklemme 114 die Signalanteile -L 0,5 R auf Der Übersprechfaktor
beträgt hier also 0,59 was in der Praxis ein günstiger Wert ist wenn die Stereo-Basisverbreiterungsschaltung
für sich allein verwendet wird Auch bei der Erfindung, wenn also die Stereo-Basisverbreitungsschaltung
und die Pseudo-Stereoschaltung in Reihe geschaltet sind 9 kann der Übersprechfaktor
0,5 betragen. In Anpassung an das jeweilige subjektive Empfinden des Zuhörers kann
der Übersprechfaktor jedoch auch anders gewählt werden, wobei sich ein Wert von
0,3 als günstig erwiesen hat.