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Schaltungsanordnung zum Einstellen der Basisbreite bei zweikanaliger, stereophoner Tonwiedergabe
DE4133393C2
Germany
- Other languages
English - Inventor
Stefan Gunther - Current Assignee
- Individual
Worldwide applications
1991
DE
Application DE19914133393 events
1991-10-09
1991-10-09
1993-04-15
1994-10-20
Application granted
1994-10-20
2011-10-10
Anticipated expiration
Status
Expired - Fee Related
Description
translated from
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Einstellen der Basisbreite bei zweikanaliger,
stereophoner Tonwiedergabe, mit Schaltungsmitteln, die
jeweils einen Anteil der Tonsignale für den Lautspre
cher des einen Tonkanales in die Tonsignale für den
Lautsprecher des anderen Tonkanales einkoppeln.
Durch die DE-AS 11 60 503 ist es grundsätzlich bekannt,
durch gleich- oder gegensinnige Verkopplung stereopho
ner Tonkanäle die Basisbreite zu verändern. Zu diesem
Zweck besitzt jeder Kanal Spannungsteiler mit einstell
baren Widerständen, die gegen Masse geschaltet sind.
Die Kanäle sind nach den Spannungsteilern über Wider
stände miteinander verbunden. Die Basisbreite wird hier
durch gleich- oder gegensinnige Zusammenschaltung der
Kanäle über die Widerstände verändert.
Die Funktion dieser Schaltungsanordnung ist nur in
potentialfreien Kanälen gesichert und außerdem nur für
den Vorverstärkerbereich, nicht aber für eine Schal
tungsanordnung nach den Endstufen geeignet.
Für die Einstellung der Basisbreite im Bereich der
Endstufe ist es durch die DE OS 40 30 977 bekannt
geworden, die masseseitigen Anschlüsse der beiden
Lautsprecher zu verbinden und über einen einzigen,
regelbaren Widerstand an Masse zu legen.
Über den Widerstand sind die Lautsprecherströme gleich
sinnig gekoppelt, so daß jeder Lautsprecher zusätzlich
zum Signal seines Kanals auch einen gleichphasigen
Signalanteil aus dem anderen Kanal erhält.
Mit einer derartigen Schaltung kann der Mono- oder
Mittenanteil der Tonsignale variabel gestaltet werden.
Der Stereo- oder Seitenanteil der Tonsignale bleibt bei
dieser Regelung stets in der gleichen Größe erhalten.
Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin,
daß beide Endverstärker das gleiche Bezugspotential
haben müssen und daß der Gesamtpegel mit Vergrößerung
des variablen Widerstandes wesentlich geringer wird.
Neben dieser Schaltungsanordnung ist durch die
DE PS 12 56 702 eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, bei
der aufgespaltene Mono- und Raumtonanteile in Richtung,
Phase und Betrag beliebig abgegriffen und gemischt und
als getrennte, modifizierte Mono- und Raumtonsignale
wieder abgegeben werden.
Damit kann auch die Basisbreite verändert werden.
Derartige Schaltungsanordnungen sind zwar für den rein
informationsverarbeitenden Teil in der Vorverstärker
schaltung geeignet, nicht aber für Stellfunktionen nach
der Endstufe.
Die in diesen Schaltungen verwendeten Transformatoren
liegen als Signalübertrager direkt im Signalpfad und
haben keine Kopplungsfunktion.
Durch die DE PS 10 86 279 ist es bekannt geworden,
zwei potentialfreie Kanäle über einen Transformator mit
mehreren Wicklungen und einen abgreifbaren Widerstand
(Potentiometer) nach der Art einer Brückenschaltung gleich- oder
gegenphasig miteinander zu koppeln.
Diese Schaltung erlaubt ein Stellen des Monoanteiles
von der Mittelstellung aus im positiven oder negativen
Sinne.
Die Seiten- oder Stereoanteile des Tonsignales bleiben
unverändert.
Nachteilig ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß
diese für die Steuerung nach der Endstufe nicht geeig
net ist, weil die Endstufenausgänge nicht parallel zu
den koppelnden Transformatorenwicklungen geschalten
werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stellmög
lichkeit für die Basisbreite nach der Endstufe zu
schaffen, die mit geringem Schaltungsaufwand und ohne
rückwirkende Veränderung der Vorverstärkerschaltung
auch ein anpaßbares räumliches Tonsignal ermöglicht.
Die Potentiale beider Kanäle im Endstufenbereich sollen
beliebig gestaltbar sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Elemente
im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches gelöst.
Durch die Kopplung der in Reihe geschalteten Lautspre
cher- und Transformatorwicklungen beider Kanäle über
den Transformator wird eine Potentialtrennung zwischen
den beiden Kanälen im Endstufenbereich gesichert.
Der an die dritte Wicklung angeschlossene einstellbare
Widerstand ermöglicht nicht nur die Veränderung der
Monosignale auf beiden Lautsprechern, sondern auch eine
deutliche Veränderung der Seiten- oder Stereosignale.
Leistungsverluste, die durch einen höheren Ausgangswert
des Vorverstärkers ausgeglichen werden müssen, werden
reduziert. Durch das Einkoppeln der Raumanteile in den
jeweils anderen Kanal erfolgt eine Summierung dieser
Signale.
Die praktischen Vorteile der Erfindung bestehen in der
Verbesserung der räumlichen Tonqualität und ihrer
Anpassung an die individuelle Hörposition.
Die wahlweise gleichsinnige oder gegensinnige Polung der
ersten und zweiten Transformatorenwicklung zu ihren
Lautsprechern ermöglicht, daß der Stellbereich einer
seits von Mono bis Normalbreite und andererseits von
Normalbreite bis Überbreite gewählt werden kann.
Zum Zwecke der optimalen Anpassung des Einstellberei
ches der Basisbreite ist die Impedanz der dritten
Wicklung an den Widerstandswert des einstellbaren
Widerstandes anzupassen.
Durch die Wahl der Induktivität der ersten und zweiten
Wicklung wird erreicht, daß tieffrequente Tonsignale
durch die Schaltungsmittel nicht beeinflußt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei
spiel, das in der einzigen Zeichnung dargestellt ist,
näher beschrieben.
An den Anschlußpunkten +L und -L bzw. +R und -R werden
die Endverstärkersignale des linken und des rechten
Tonkanales mit der angegebenen Phasenlage eingespeist.
Die verwendeten Lautsprecher L und R besitzen im we
sentlichen gleiche Parameter und sind zwischen die
Anschlußpunkte ihrer Kanäle geschaltet.
Mit den Schwingspulen der Lautsprecher L bzw. R sind,
jeweils die Wicklungen L1 bzw. L2 des Transformators
TR1 in Reihe geschaltet.
Diese beiden Wicklungen L1 und L2 sollten jeweils
gleich sein, um ein symmetrisches Arbeiten der Schal
tung zu gewährleisten.
Der Transformator TR1 besitzt neben den Wicklungen L1
und L2 eine dritte Wicklung L3, die mit einem regelba
ren Widerstand R1 in einem geschlossenen Kreis in Reihe
geschaltet ist.
Ist dieser regelbare Widerstand R1 hochohmig einge
stellt, wird der Transformator TR1 nicht bedämpft und
es kommt zu folgenden Wirkungen:
Der durch den Lautsprecher L und die Wicklung L1 flie ßende Strom mit den Signalanteilen L+R und L-R erzeugt in L2 bei entgegengesetzter Polung zu L1 einen Strom, der dem Strom durch den Lautsprecher R und die Wicklung L2 mit den Signalanteilen L+R und R-L entgegenwirkt. Dadurch werden im rechten Kanal die Signale L+R vermin dert und R-L verstärkt.
Der durch den Lautsprecher L und die Wicklung L1 flie ßende Strom mit den Signalanteilen L+R und L-R erzeugt in L2 bei entgegengesetzter Polung zu L1 einen Strom, der dem Strom durch den Lautsprecher R und die Wicklung L2 mit den Signalanteilen L+R und R-L entgegenwirkt. Dadurch werden im rechten Kanal die Signale L+R vermin dert und R-L verstärkt.
Analog dazu erzeugt der Stromfluß durch den rechten
Lautsprecher R und die zweite Wicklung L2 des Transfor
mators TR1 einen Gegenstrom in der ersten Wicklung L1
des Transformators TR1, der dort wiederum die Signale
L+R vermindert und die Signale L-R verstärkt (linker
Kanal).
Bei Verstellung des Widerstandes R1 auf einen geringen
Widerstandswert (im Grenzfall hin bis zum Kurzschluß)
wird die Transformation der Gegenströme zunehmend unter
drückt und die Verhältnisse zwischen den Signalanteilen
L+R und L-R im linken Kanal bzw. L+R und R-L im rechten
Kanal verändern sich in entsprechender Weise.
Durch die Anpassung der Impedanz der Wicklung L3 an den
ohmschen Wert des Widerstandes R1 wird ein optimierter
Regelumfang der Stereo-Basisbreite gewährleistet.
Werden die Induktivitäten der Wicklungen L1 und L2
klein gehalten, so bleiben die tieffrequenten Anteile
des Signales L+R in beiden Kanälen unbeeinflußt von der
Regelung.
Mit dieser Schaltungsanordnung läßt sich bei entspre
chender Dimensionierung des Transformators das Stereo
signal von einer normalen Stereogröße bis hin zu einem
überbreiten Raumton regeln.
Polt man eine der Wicklungen L1 oder L2 des Transforma
tors TR1 bezüglich der Polung des zugeordneten Laut
sprechers um, kann ein Regelumfang von normalem Stereo
bis hin zu einer reinen Monowiedergabe erzielt werden.
Im letzteren Fall - wird bei voller Wirkung des Trans
formators TR1 in beiden Kanälen das Summensignal L+R
verstärkt und die Differenzsignale L-R und R-L werden
reduziert.
Die beschriebene Schaltung läßt sich mit Vorteilen im
Bereich der Musikelektronik zur Vergrößerung der Basis
breite instrumentenbezogener Stereo-Lautsprecherboxen
verwenden. Besondere Vorteile ergeben sich für die
Instrumente Keyboard, Gitarre oder Baßgitarre.
Eine deutliche Verbesserung des Raumklanges wird auch
an HIFI-Anlagen in Kraftfahrzeugen erreicht. Die Ver
wendung von Leistungsverstärkern in Brückenschaltung wird erst
durch die potentialfreie Gestaltung der Lastkreise
möglich.
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist im Bereich der Unter
haltungselektronik gegeben. Die Basisbreitenregelung
kann hier durch einfaches Einfügen der beschriebenen
Schaltung zwischen die Verstärkerendstufen und die
Boxen erreicht werden.
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1. Schaltungsanordnung zum Einstellen der Basisbreite
bei zweikanaliger, stereophoner Tonwiedergabe, mit
Schaltungsmitteln, die jeweils einen Anteil der Tonsi
gnale für den Lautsprecher des einen Tonkanales in die
Tonsignale für den Lautsprecher des anderen Tonkanales
einkoppeln, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltungsmittel
- - aus einem einstellbaren Widerstand (R1) und
- - einem Transformator (TR1) mit mindestens drei Wicklungen (L1, L2, L3) bestehen, wobei
- - die erste und die zweite Wicklung (L1, L2) des Transformators (TR1) mit jeweils einem der beiden Lautsprecher (R; L) in Reihe geschaltet sind und
- - die dritte Wicklung (L3) mit dem einstellbaren Widerstand (R1) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste und zweite Wicklung (L1, L2)
des Transformators (TR1) mit ihren Lautsprechern (L, R)
wahlweise gleich- oder gegensinnig polbar sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Impedanz der dritten Wicklung
(L3) an den Widerstandswert des einstellbaren Wider
standes (R1) derart angepaßt ist, daß sich ein optima
ler Einstellbereich für die Basisbreite ergibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Induktivitäten der ersten und
zweiten Wicklung (L1, L2) so dimensioniert sind, daß die
tieffrequenten Anteile der Tonsignale durch die Schalt
ungsmittel (TR1, R1) praktisch nicht beeinflußt werden.