DE1061827B

DE1061827B - Arrangement for adding and subtracting two audio frequency voltages of a two-channel stereophonic transmission system

Info

Publication number: DE1061827B
Application number: DET14922A
Authority: DE
Inventors: Helmut Hepper
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1958-03-27
Filing date: 1958-03-27
Publication date: 1959-07-23

Description

Bei der sogenannten klassischen Stereophonie werden' aufnahmeseitig zwei vorzugsweise an einem künstlichen Kopf angeordnete Mikrophone verwendet, deren Spannungen über getrennte Kanäle zwei im Abstand voneinander aufgestellten Lautsprechern zugeführt werden. Dieses Stereophoniesystem ist für eine einkanalige Wiedergabe nicht brauchbar, weil bei Verzicht auf den einen Kanal über den restlichen Kanal nur eine unvollständige Information des Schallereignisses übertragen wird.In the so-called classic stereophony, two are preferably connected to one on the recording side Microphones arranged in an artificial head are used, the voltages of which are transmitted through two separate channels Speakers placed at a distance from each other. This stereo system is for a single-channel playback is not useful, because if one channel is dispensed with the remaining one Channel only incomplete information about the sound event is transmitted.

Diesen Nachteil beseitigt ein anderes bekanntes System, bei dem auf der Aufnahmeseite von den zwei beispielsweise auf. je einer Seite des Klangkörpers aufgestellten Mikrophonen die Summen- und Differenzspannung gebildet und dann je einem der beiden Übertragungskanäle zugeführt wird. Wenn auf der Wiedergabeseite von diesen beiden Kanälen abermals Summe und Differenz gebildet wird und die Summe dem einen Lautsprecher und die Differenz dem anderen Lautsprecher zugeführt wird, so erhält der eine Lautsprecher die Information des einen Mikrophons und der andere Lautsprecher die des anderen. Die Summen- und Differenzbildung wird in beiden Fällen durch elektrische Schaltungselemente vorgenommen. Soll die Wiedergabe einkanalig erfolgen, so wird auf die Summen- und Differenzbildung auf der Wiedergabeseite verzichtet und nur der Kanal mit der Summenspannung der Mikrophone benutzt.This disadvantage overcomes another known system, in which on the receiving side of the two for example on. Microphones placed on one side of the sounding body show the total and differential voltage is formed and then fed to one of the two transmission channels. If on the On the playback side of these two channels the sum and difference is again formed and the sum is fed to one loudspeaker and the difference is fed to the other loudspeaker, one receives Loudspeaker the information of one microphone and the other loudspeaker that of the other. the In both cases, sums and differences are formed by electrical circuit elements. If the playback is to be single-channel, the sums and differences are calculated on the playback side waived and only the channel with the total voltage of the microphones is used.

Die Summen- und Differenzbildung auf der Aufnahmeseite ist bei einem anderen bekannten System nicht erforderlich. Bei diesem System werden zwei Richtmikrophone mit verschiedener Richtcharakteristik (Nieren- und Achtcharakteristik) dicht beieinander so angeordnet, daß die Empfindlichkeitsachsen im rechten Winkel zueinander stehen. Das Mikrophon mit Achtcharakteristik weist mit der Achse kleinster Empfindlichkeit auf den Klangkörper (Orchester), so daß der seitliche Schall aufgenommen wird, und das Mikrophon mit Nierencharakteristik weist mit der Achse größter Empfindlichkeit auf den Klangkörper und nimmt den Mittelschall auf. Der an das letztere Mikrophon angeschlossene Kanal enthält an sich die vollständige Information, die für eine einwandfreie Einkanalwiedergabe erforderlich ist. Um am Wiedergabeort bei zweikanaliger Übertragung einen stereo^ phonischen Eindruck zu gewinnen, werden von den ■ beiden Kanälen die Summe und die Differenz gebildet und getrennten Lautsprechern zugeführt, so daß der eine Lautsprecher wieder - die Information des vom linken Teil des Klangkörpers erzeugten Schalles und der andere Lautsprecher die Information des rechten Teiles erhält.The formation of sums and differences on the recording side is in another known system not mandatory. This system uses two directional microphones with different directional characteristics (Cardioid and figure-of-eight characteristics) arranged close together so that the axes of sensitivity are in the right At an angle to each other. The eight-characteristic microphone has the smallest axis Sensitivity to the sound body (orchestra) so that the sound from the side is picked up, and that Cardioid microphone points with the axis of greatest sensitivity to the sound body and picks up the mid-range sound. The channel connected to the latter microphone itself contains the complete information that is required for perfect single-channel playback. To at the playback location To gain a stereophonic impression with two-channel transmission, the ■ the sum and the difference formed on both channels and fed to separate loudspeakers so that the a loudspeaker again - the information of the sound generated by the left part of the sound box and the other loudspeaker receives the information from the right part.

Die beiden zuletzt.beschriebenen Verfahren werden auch als kompatible Stereophonie bezeichnet, weil Anordnung
zur Summen- und DifferenzbildungThe last two methods described are also referred to as compatible stereophony because they are arranged
for formation of sums and differences

zweier Tonfrequenzspannungentwo audio frequency voltages

eines zweikanaligen stereophonischena two-channel stereophonic

ÜbertragungssystemsTransmission system

Anmelder:Applicant:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Helmut Hepper, Hannover,
ist als Erfinder genannt wordenHelmut Hepper, Hanover,
has been named as the inventor

trotz zweikanaliger Aufnahme auch eine einkanalige Wiedergabe möglich ist.single-channel playback is also possible despite two-channel recording.

Zur Bildung von Summen- und Differenzspannung hat man bisher zwei beispielsweise gemäß Fig. 1 geschaltete Transformatoren Tr₁ und Tr₂ verwendet. Führt man den Primärwicklungen die beiden Spannungen A und B zu, so entsteht an dem einen Äusgangsklemmenpaar die Summe A +B und an dem anderen Ausgangsklemmenpaar die Differenz A—B. Two transformers Tr ₁ and Tr ₂ connected, for example, as shown in FIG. 1 have hitherto been used to generate the total and differential voltages. If the two voltages A and B are fed to the primary windings, the sum A + B is produced at one pair of output terminals and the difference A-B at the other pair of output terminals.

Werden die Spannungen A und B hochohmigen Quellen entnommen, was z. B. dann der Fall ist, wenn die Quellen so geringe Spannungen abgeben, daß diese vor der Umsetzung in einem Röhrenverstärker verstärkt werden müssen, so sind auch die an den Röhrenverstärker angeschlossenen Übertragereingänge entsprechend hochohmig zu bemessen. Derart hochohmige Transformatoren sind schwierig herzustellen und so teuer, daß eine Anwendung praktisch nicht in Betracht gezogen werden kann. ".■'■ '■'' ":'"'■ If the voltages A and B are taken from high-resistance sources, which z. B. is the case when the sources emit such low voltages that they have to be amplified in a tube amplifier before implementation, the transformer inputs connected to the tube amplifier must also be dimensioned with a correspondingly high resistance. Such high-resistance transformers are difficult to manufacture and so expensive that an application cannot be considered in practice. ". ■ '■' ■ ''":'"' ■

Die Gewinnung der Summen- und Differenz¹ spannung ist im Prinzip auch" mit der in' Fig. 2 dargestellten. Brückenschaltung möglich. Die Anwendung der Brückenschaltung ist aber nur ^:-dann" möglich; wenn die Spannungen A und B niederohmigen Quellen ■entnommen werden, die so große Spannungen ab-■ geben,' daß die von der Belastung durch die Brücke herrührende Pegelverkleinerung in Kauf genommen werden kann und wenn die Spannungen A und B keinen gemeinsamen Pol besitzen. Letzteres ist jedoch bei den Ausgängen von Röhrenverstärkern immer der Fall, so daß dann die Brückenschaltung schon aus diesem Grunde nicht anwendbar ist.Recovering the sum and difference voltage ¹ is "bridge circuit shown in the '2 is possible, but the use of the bridge circuit is ^just...: -Then" in principle also possible; if the voltages A and B are taken from low-resistance sources that emit such high voltages that the level reduction resulting from the load on the bridge can be accepted and if the voltages A and B do not have a common pole. The latter, however, is always the case with the outputs of tube amplifiers, so that the bridge circuit cannot then be used for this reason alone.

Die Erfindung liefert nun eine Anordnung zur Summen- und Differenzbildung zweier Tonfrequenz-The invention now provides an arrangement for adding and subtracting two audio frequency

.. -,., .,., 909 578/286.. -,., .,., 909 578/286

spannungen eines Stereophonieübertragungssystems mit zwei Kanälen, die sowohl an hochohmige Quellen angeschlossen werden kann als auch unabhängig da-.von ist, ob die Quellen einen gemeinsamen Pol besitzen. .voltages of a stereophonic transmission system with two channels, both of which are connected to high-impedance sources can be connected as well as independently of it is whether the sources share a common pole. .

Die Erfindung besteht darin, daß die beiden Tonfrequenzspannungen dem Gitter je einer Verstärkerröhre zugeführt werden, deren Kathoden über je einen nicht kapazitiv überbrückten Widerstand mit dem gemeinsamen an Masse liegenden Pol der beiden Tonfrequenzspannungen verbunden sind, daß die Summenspannung zwischen Masse und einer Anzapfung an einem Widerstand entnommen wird, der entweder zwischen den beiden Kathoden oder zwischen den beiden mit ohmschen Widerständen belasteten Anoden liegt, und daß die Differenzspannung· zwischen Masse und einer Anzapfung an einem Widerstand entnommen wird, der zwischen der Kathode der einen Röhre und der mit einem Widerstand belasteten Anode der anderen Röhre liegt.The invention consists in that the two audio frequency voltages the grid are each fed to an amplifier tube, the cathodes of which are each connected to a non-capacitively bridged resistor the common grounded pole of the two audio frequency voltages are connected that the Total voltage between ground and a tap is taken from a resistor, the loaded with ohmic resistances either between the two cathodes or between the two Anodes, and that the differential voltage · between ground and a tap at a Resistance is taken between the cathode of a tube and the one with a resistor loaded anode of the other tube.

Die Erfindung wird an Hand der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. 3 sind mit Q₁ und Q₂ die Quellen der Tonfrequenzspannungen bezeichnet, von denen Summe und Differenz gebildet werden sollen. Die Quellen sind entweder die Aufnahmemikrophone oder die Tonabnehmer einer Wiedergabeeinrichtung. Beide Tonfrequenzspannungen A und B werden in getrennten Verstärkern V₁ und V₂ verstärkt und dann jeweils zwischen das Gitter der Röhre Ro₁ bzw. Ro₂ und den an Masse liegenden Verbindungspunkt der Kathodenwiderstände ^gelegt." Die vor die Gitter geschalteten Kopplungskondensatoren C_k sorgen für Unabhängigkeit von davorliegenden Gleichspannungsquellen. Ihr Blindwiderstand soll auch bei tiefsten Frequenzen kleiner sein als der Gitterableitwiderstand R_g. Die Kathodenwiderstände R_k der Röhren sind gleich groß und nicht kapazitiv überbrückt. An ihren kathodenseitigen Enden ist über zur Gleichspannungsentkopplung dienende Kondensatoren C₁ ein regelbarer Widerstand R₁ angeschlossen. Zwischen dem Abgriff des regelbaren Widerstandes R_i und Masse wird die Summe der Spannungen A und B abgenommen. Ein weiterer regelbarer Widerstand R₂ liegt über Kondensatoren C₂ zwischen Kathode der Röhre Ro₂ und der mit einem Widerstand R₃ belasteten Anode der Röhre Ro₁. Da in der Röhre Ro₁ eine Phasenumkehr erfolgt, entsteht zwischen dem Abgriff des Widerstandes R₂ und Masse die Differenz der Spannungen A und B. Der Widerstand R₃ wird gleich groß wie R_k bemessen, um möglichst gleiche Pegel für Summen- und Differenzspannung zu erhalten. Die regelbaren Widerstände R₁ und R₂ werden groß gegen R_k gemacht, damit sie keine große Belastung darstellen. Pegelunterschiede der Summen- und Differenzspannungen können mit R₁ und R₂ ausgeglichen werden. In Fig. 3 wirkt die Röhre Ro₂ lediglich als Impedanzwandler, um auch für die Spannung B einen hochohmigen Eingang zu erhalten.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, Q ₁ and Q ₂ denote the sources of the audio frequency voltages from which the sum and difference are to be formed. The sources are either the recording microphones or the pickups of a playback device. Both audio frequency voltages A and B are amplified in separate amplifiers V ₁ and V ₂ and then placed between the grid of the tube Ro ₁ or Ro ₂ and the ground connection point of the cathode resistors. "The coupling capacitors C _k connected in front of the grid provide for independence from upstream DC voltage sources. Their reactance should be smaller than the grid leakage resistance R _g , even at the lowest frequencies. The cathode resistances R _{k of} the tubes are of the same size and are not capacitively bridged. At their cathode-side ends there is a controllable resistor via capacitors C _{1 serving for DC voltage decoupling} R ₁ is connected. between the tap of the variable resistor R _i and ground, the sum of the voltages a and B is removed. a further variable resistor R ₂ is through capacitors C ₂ between the cathode of the tube ro ₂ and loaded with a resistance R ₃ anode of the tube Ro _1. Since in the tube Ro ₁ a If the phase reversal occurs, the difference between the voltages A and B arises between the tap of the resistor R ₂ and ground. The resistor R ₃ is dimensioned to be the same size as R _{k in} order to obtain the same level as possible for the total and differential voltages. The adjustable resistors R ₁ and R ₂ are made large compared to R _k so that they do not represent a large load. Differences in level of the total and differential voltages can be compensated with R ₁ and R _2. In FIG. 3, the tube Ro ₂ only acts as an impedance converter in order to obtain a high-impedance input for the voltage B as well.

Fig. 4, in der für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet sind, unterscheidet sich von Fig. 3 nur dadurch, daß der regelbare Widerstand R₁ für die Summenspannung an die mit Widerständen R₃ und i?₄ belasteten Anoden der Röhren Ro₁ und Ro₂ statt an deren Kathoden angeschlossen ist.Fig. 4, in which the same reference numerals as in Fig. 3 are used for the same parts, differs from Fig. 3 only in that the controllable resistor R ₁ for the total voltage to the resistors R ₃ and i? ₄ loaded anodes of the tubes Ro ₁ and Ro ₂ instead of being connected to their cathodes.

Umsetzer zur Bildung von Summen- und Differenz-Spannung werden aber nicht nur bei der kompatiblen Stereophonie benötigt, sondern unter bestimmten Voraussetzungen auch bei der klassischen Stereophonie, wenn eine Aufzeichnung auf Schallplatten erfolgt. Dann hängt der Einsatz eines Umsetzers nämlich von der Art der verwendeten Aufzeichnungs- und Wiedergabetechnik ab. Erfolgt die Aufzeichnung in Tiefenuncl Seitenschrift (90°-Technik) und die Wiedergabe mit einem nach der gleichen Technik ausgebildeten Abtaster, so ist eine Umsetzung nicht erforderlich. Erfolgt jedoch die Aufzeichnung in zwei Bewegungsrichtungen, die um 45° gegen die Senkrechte geneigt sind (45°-Technik) und die Wiedergabe mit einem Abtaster für Tiefen- und Seitenschrift, so stehen an den Ausgangsklemmen des Abtasters auf Grund der geometrischen Umsetzung beim Abtasten Summe und Differenz der aufgezeichneten Signale. Diese Umsetzung kann durch die erfindungsgemäße Schaltung wieder rückgängig gemacht werden. Eine Summen- und Differenzbildung im Anschluß an die Abtastung muß also bei der klassischen Stereophonie immer dann vorgesehen werden, wenn Aufzeichnung und Abtastung nicht in den gleichen Bewegungsrichtungen erfolgen.Converters for the formation of sum and difference voltages are not only used with the compatible Stereophony is required, but under certain conditions also with classical stereophony, when recording is made on vinyl records. Then the use of a converter depends on the type of recording and playback technology used. If the recording takes place in Tiefenuncl Page writing (90 ° technique) and reproduction with one designed according to the same technique Scanner, conversion is not necessary. However, if the recording takes place in two directions of movement, which are inclined by 45 ° from the vertical are (45 ° technique) and the reproduction with a scanner for depth and side writing are pending the output terminals of the scanner due to the geometric implementation when scanning sum and Difference in the recorded signals. This implementation can be achieved by the circuit according to the invention can be undone. Formation of sums and differences after the scan must therefore always be provided for in classical stereophony when recording and scanning do not take place in the same directions of movement.

Für die kompatible Stereophonie hat die Verwendung der verschiedenen Aufzeichnungs- und Abtasttechniken den Vorteil, daß die dort erforderliche Summen- und Differenzbildung geometrisch erfolgt und mithin ein elektrischer Umsetzer überhaupt nicht erforderlich ist.For compatible stereophony, the use of the various recording and scanning techniques the advantage that the summation and difference formation required there takes place geometrically and therefore an electrical converter is not required at all.

Claims

Claim:

Arrangement for forming sums and differences ■ of two audio frequency spans, one stereophonic Transmission system with two channels, characterized in that the two audio frequency voltages the grid are each fed to an amplifier tube, the cathodes of which each have one non-capacitively bridged resistance with the common grounded pole of the two Audio frequency voltages are connected that the sum voltage between ground and a tap is taken from a resistor, which is either between the two cathodes or between the two anodes loaded with ohmic resistances, and that the differential voltage is taken between ground and a tap at a resistor that is between the cathode of one tube and the resistive anode of the other tube lies (Fig. 3 and 4).

1 sheet of drawings