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Anordnung für Einkanal-Stereophonie Die Erfindung betrifft eine Anordnung
für Einkanal-Stereophonie, bei der der Bereich der Hörfrequenzen mit Hilfe von Filtern
in mehrere einander ergänzende Teilfrequenzbereiche zerlegt ist, die einzeln oder
gruppenweise zusammengefaßt bei der Aufnahme je einem eigenen Mikrofon oder einem
sonstigen Schallaufnahme- oder Schallspeicherungsgerät und bei der Wiedergabe getrennten
Schallsendern zugeordnet sind.
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Bekanntlich werden zur stereoakustischen Übertragung von Schallvorgängen
mindestens zwei Übertragungskanäle benötigt, die das von zwei Mikrofonen oder Mikrofongruppen
aufgefangene Schallbild zwei getrennten Schallsendern, beispielsweise Kopfhörermuscheln
oder Lautsprechern, zuführen. Die Bereitstellung von zwei übertragungskanälen hat
eine Verdoppelung der benötigten Frequenzbandbreite zur Folge und damit einen verdoppelten
technischen Aufwand. Es gibt nun Fälle, in denen die gefdrderte zusätzliche Bandbreite
nicht bereitgestellt werden kann, beispielsweise bei der Rundfunkübertragung im
Lang- und Mittelwellenbereich. Um auch hier stereoakustische Wirkungen zu erreichen,
wird bei einer bekannten Einrichtung an Stelle von zwei getrennten Niederfrequenzkanälen
ein Niederfrequenzkanal u°rwendet. Das Hörfrequenzband wird hierbei durch Filter
in- mehrere- nebeneinanderliegende Teilfrequenzbereiche.
i, 2, 3
. .. .. n aufgeteilt. Die Übertragung erfolgt nun, beispielsweise derart, daß von
den von dem Mikrofon a aufgenommenen Schwingungen nur die Teilfrequenzbereiche z,
3, 5 usw. und von -den von dem -Mikrofon b aufgenommenen Schwingün- ' gen nur die
Teilfrequenzbereiche 2, 4, 6 usw. übertragen werden. Sämtliche Teilfrequenzbereiche
werden nach der Filterung wieder zusammengefaßt.und über einen einzigen Kanal übertragen.
Auf der Empfangsseite werden die Teilfrequenzbereiche durch Filter gruppenweise
getrennt und den beiden Lautsprechern,- die den Mikrofonen a und b zu-
geordnet
sind, zugeleitet. Auf diese Weise übernehmen die beiden Gruppen der Teilfrequenzbereiche.
die Aufgaben je eines stereoakustischen übertragungskanals. .
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Zur Aufteilung der Frequenzbereiche dienen beispielsweise Bandpässe
mit großer Flankensteilheit. Da zur empfangsseitigen Trennung der beiden stereoakustischen
Kanäle noch einmal der gleiche Satz von Bandpässen benötigt wird, ergeben sich insbesondere
an den Bandgrenzen- der einzelnen Bandpässe störende Laufzeiteffekte. Außerdem ist
der durch die sowohl sendeseitig wie empfangsseitig notwendigen Filter mit großer
Flankensteilheit bedingte technische Aufwand sehr groß.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile sind erfindungsgemäß die Durchlaßfunktionen
der Filter auf der Aufnahme- und Wiedergabeseite für die Teilbereiche komplementär,
haben eine geringeFlankensteilheit und weisen in ihrer Gesamtheit eine minimale
Phasendrehung auf.
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Bei der neuen Anordnung ist das System der einander entsprechenden
Filtergruppen als ein System geringster Phasendrehungen ausgebildet. Durch die geringe
Flankensteilheit gehen die benachbarten Teilfrequenzbereiche weich ineinander über.
Dadurch werden die Laufzeitverzerrungen auf unhörbar kleine Werte herabgesetzt.
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An Hand der Figuren wird ein Beispiel der neuen Übertragungseinrichtung
erläutert.
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Fig. i zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung; Fig. 2 gibt eine weitere
Ausbildungsmöglichkeit auf der Empfangsseite wieder, und in Fig. 3 sind die Durchlaßfunktionen
der Filter dargestellt.
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Die Fig. i zeigt, wie der normalerweise übertragene Frequenzbereich,
beispielsweise von 50 bis 8ooo Hz, in aneinander anschließende Teilbereiche
zerlegt ist. Diese Bereiche sind etwa 5o bis iooo Hz (Bereich A), iooo bis
2ooo Hz (Bereich B), 2ooo bis 35oo Hz (Bereich C), 35oo bis 5poo Hz. (Bereich
D) und 500o bis 8ooo Hz (Bereich E). Zur Erzielung einer stereoakustischen Übertragung
werden diese Bereiche in drei Gruppen eingeteilt. Die erste Gruppe wird vom Tieftonbereich
(Bereich A, 5o bis iooo Hz) gebildet; dieser Bereich wird in der bisherigen Weise,
zur Übermittlung des allgemeinen, stereoakustisch' nicht aufgegliederten Schallbildes,
verwendet. Die Berechtigung zu diesem Vorgehen ergibt sich aus der Tatsache, daß
die tieferen Hörfrequenzen am Zustandekommen eines stereoakustischen Eindrucks nur
wenig beteiligt sind. Die zweite Gruppe wird von den Bereichen B und D, die dritte
Gruppe yon den Bereichen C und E gebildet. Jede dieser beiden Gruppen dient zur
Übertragung der von zwei getrennten Mikrofonen aufgefangenen Schallvorgänge in der
bei der echten Zweikanal-Stereophonie üblichen Weise. Die Mikroföne i, 2 und 3 sind
derart mit den Filtern 4 bis 8, die der Zerlegung in die oben angeführten Teilbereiche
düenen, verbunden, daß das Mikrofon 2 auf den Tieftonbereich 5o bis iooo Hz mittels
eines entsprechend durchlässigen Filters 6 arbeitet. Mikrofon. i versorgt über die
Filter 4 (iooo bis 2oöo Hz) und 5 (350o bis 5ooo Hz) den ersten Stereokanal, Mikrofon
3 über die Filter 7 (200o bis 3500 Hz) und 8 (5ooo bis 8ooo Hz) den zweiten
Stereokanal. Die Ausgangsspannungen der Filter 4 bis 8 werden in einem einzigen
Kanal 9 vereinigt. Zur Trennung der Kanäle auf der Wiedergabeseite dienen entsprechende
Filter io bis 15, die so gewählt sind, daß der Durchlaßbereich des Filters io mit
demjenigen des Filters 4, der Durchlaßbereich des Filters i i mit dem von Filter
5, der Durchlaßbereich der Filter 12 und 13 Mit dem von Filter 6, der Durchlaßbereich
von Filter 14 Mit dem von Filter 7 und der Durchlaßbereich von Filter
15 mit dem von Filter 8 übereinstimmt. Zwei Lautsprecher 16 und
17 erzeugen in der üblichen Weise das Stereo-Schallfeld.
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Erforderlichenfalls kann ein dritter Lautsprecher hinzugenommen werden,
der den tieftonigen, nicht stereoakustischen Anteil des Schallfeldes gesondert abstrahlt.
Die Fig. 2 zeigt die entsprechende Anordnung der Wiedergabeseite. Statt der zwei
Filter i2 und 13 für den Tieftonbereich ist nur noch ein einziges Filter 18 vorgesehen,
das mit einem dritten Lautsprecher ig verbunden ist.
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In den ühertragungskanal9 kann in bekannter Weise eine Modulations-
und Demodulationsstufe eingeschaltet werden. Auch ist es möglich, hier eine Speicher-
und Wiedergabevorrichtung vorzusehen, beispielsweise eine Magnettonmaschine. Da
in Kanal 9 der gesamte zu übertragende Vorgang ohne jede Vergrößerung der beanspruchten
Frequenzbandbreite enthalten ist, kann auf der Wiedergabeseite eine normale Einkanal-Apparatur
verwendet werden, sofern eine stereoakustische Wiedergabe nicht erwünscht ist; dies
bedeutet, däß im Falle der Verwendung hochfrequenter Träger die üblichen Empfangsgeräte
weiter verwendet werden können. Der Übergang zum stereoakustischen Empfang erfordert
dann lediglich die Einschaltung der passenden Filtersätze in den Tonfrequenzzweig
des Gerätes und die Bereitstellung von einem oder zwei zusätzlichen Lautsprechern.
Umgekehrt ist ein für Einkanal-Stereoakustik eingerichteter Spezialempfänger ohne
weiteres in der Lage, auch normale, nicht stereöakustisch modulierte Sender zu empfangen.
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Bei der neuen Einkanal-Stereophonie-Anordnung ist das aus der Kettenschaltung-der
Filter 4 und 1o bzw. 5 und i i bzw. 6 und r2'(13) bzw.. 7 und i4. sowie 8 und 15
resultierende System nun so ausgebildet, daß erstens die Gesamt-Durchlaßfunktion
eine
möglichst geringe Welligkeit aufweist und zweitens die Schwankungen der Gruppenlaufzeit
in diesem System möglichst gering werden. Man erreicht dies dadurch, daß an Stelle
steilflankiger Bandpässe solche mit weniger steiler danke, insbesondere mit einer
S-förmigen Flanke verwendet werden. Beispielsweise können als Bandpässe .sogenannte
Kammfilter verwendet werden, deren Durchlaßfunktion gemäß Fig. 3 einen sinusförmigen
Verlauf aufweist. Der Frequenzgang 2o des ersten Kammfilters muß dem Frequenzgang
2 i des zweiten Kammfilters komplementär sein, d. h. die Durchlässigkeitsmaxima
des einen Filters müssen mit den Durchlässigkeitsminima des anderen Filters zusammenfallen,
die Filter müssen sich auch auf den Flanken ergänzen. Die Summe der Durchlässigkeiten
der Gruppen ist für jede übertragene Frequenz annähernd konstant. Auf diese Weise
ergibt sich ein System minimaler Phasendrehung.