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Verfahren zur stereophonischen Tonübertragung Die Erfindung geht aus
von einem Verfahren zur stereophonischen Tonübertragung, bei welchem die Töne darstellende
Tonfrequenzspannungen über einen gemeinsamen Tonkanal übertragen werden, während
in einem Steuerkanal ein Steuersignal, das von dem Amplitudenverhältnis der Tonfrequenzspannungen
in zwei mit gesonderten Mikrophonen versehenen Aufnahmekanälen abhängt, übertragen
wird und empfängerseitig zum Steuern der relativen Amplituden dient, mit denen die
Tonfrequenzspannungen aus dem gemeinsamen Tonkanal in zwei Wiedergabekanäle eingespeist
werden.
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Der Tonkanal hat dabei eine Bandbreite, die den vollen Frequenzbereich
der Tonfrequenzspannungen erfaßt, während der Steuerkanal nur ein schmales Band
verhältnismäßig niedriger Frequenzen zu übertragen braucht. Aus diesem Grund besitzen
nach derartigen Verfahren arbeitende stereophonische Tonübertragungssysteme erhebliches
praktisches Interesse, denn im Vergleich zu noch älteren Systemen, die mit zwei
Übertragungskanälen arbeiten, von denen jeder eine den vollen Bereich der Tonfrequenzspannungen
erfassende Bandbreite besitzt, wird für beide Kanäle zusammen nur noch eine Bandbreite
benötigt, die nicht wesentlich größer ist als die bei der nicht stereophonischen
Tonübertragung erforderliche Bandbreite.
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Bislang wurde es als notwendig angesehen, das Steuersignal auf einen
schmalen Frequenzbereich unterhalb der niedrigsten Tonfrequenz zu beschränken. Ein
solches Steuersignal ist zwar in der Lage, auf der Wiedergabeseite eine einzelne
Tonquelle oder auch eine Anzahl nacheinander tönender Tonquellen richtig zu orten,
es hat sich jedoch gezeigt, daß bei mehreren im Abstand voneinander befindlichen
und praktisch gleichzeitig tönenden Tonquellen, beispielsweise bei einem Orchester,
mit einem solchen Steuersignal auf der Wiedergabeseite ein nur unbefriedigender
stereophonischer Eindruck entsteht.
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Dieser Nachteil soll mit der Erfindung dadurch vermieden werden, daß
das Steuersignal von Hüllkurvensignalen abgeleitet wird, die dem zeitlichen Amplitudenverlauf
der Tonfrequenzspannungen in den beiden Aufnahmekanälen derart rasch folgen, daß
die Hüllkurvensignale sowohl unterhalb des Tonfrequenzbereiches liegende als auch
sich in den unteren Teil des Tonfrequenzbereiches hinein erstreckende Komponenten
enthalten, und daß empfängerseitig die Amplituden in den beiden Wiedergabekanälen
durch Verstärkungsregelung mittels des Steuersignals in der Weise geregelt werden,
daß eine Wiedergabe des Steuersignals bei ausbleibendem Tonsignal verhindert wird.
Bei der Erfindung wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß die Ortung einer Tonquelle
vornehmlich auf Einschwingvorgängen (d. h. raschen Amplitudenänderungen) in den
von der Tonquelle gelieferten Tönen beruht. Hierbei kommt dem anfänglichen Einschwingvorgang
eine größere Bedeutung zu als den sich im gleichen Ton eventuell noch später anschließenden
weiteren Einschwingvorgängen. Ein. Steuersignal der mit der Erfindung vorgeschlagenen
Form ist in der Lage, so rasch nacheinander die anfänglichen Einschwingvorgänge
verschiedener Töne wiederzugeben, daß auf der Wiedergabeseite ein voll befriedigender
stereophonischer Eindruck entsteht, selbst bei teilweise ineinanderfließenden Tönen,
wie sie z. B. in einem Orchester vorhanden sind.
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Um zu verhindern, daß empfängerseitig bei der Regelung der Amplituden
in den beiden Wiedergabekanälen durch Verstärkungsregelung mittels des Steuersignals
eine Wiedergabe des Steuersignals selbst erfolgt, ist vorzugsweise vorgesehen, daß
zur Verstärkung des Tonsignals mit einem durch das Steuersignal bestimmten steuerbaren
Verstärkungsfaktor eine Trägerwelle mit dem Tonsignal moduliert wird, wobei die
Trägerwelle unterdrückt wird und die entstehenden Seitenbandkomponenten auf einen
Frequenzbereich oberhalb des Bereiches des Steuersignals begrenzt werden, worauf
die Seitenbandkomponenten in Abhängigkeit vom Steuersignal
verstärkt
und anschließend nach Wiedereinführung der Trägerwelle demoduliert werden. Vorzugsweise
wird dabei die Verstärkung mit steuerbarem Verstärkungsfaktor in einem Verstärker
mit exponentialer Charakteristik durchgeführt, dem das Steuersignal in der Form
des Logarithmus der Hüllkurvensignale zugeführt wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der
Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen stellt
dar Fig. 1 ein Blockdiagramm eines die Erfindung verwendenden stereophonischen Tonübertragungssystems,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Wiedergabegerätes zur Wiedergabe der durch das System
nach Fig. 1 übertragenen Signale, Fig.3 ein Schaltbild eines Details des Systems
nach Fig. 1, Fig. 4 ein Schaltbild eines Details der Vorrichtung nach Fig. 2.
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Wie Fig. 1 erkennen läßt, werden die Töne von zwei Richtmikrophonen
1 und 2 aufgenommen. Beide Mikrophone, die auch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sein können, stehen mit dem Maximum ihrer Richtcharakteristik in der Horizontalebene
im rechten Winkel zueinander, wobei das Maximum jedes Mikrophons angenähert um 45°
gegen die Ebene, aus der Töne von einer oder mehreren Tonquellen aufgenommen werden
sollen, gedreht ist. Die von den Mikrophonen 1 und 2 abgeleiteten Tonfrequenzspannungen
sollen nachfolgend als »rechtes Signal VR« bzw. »linkes Signal VL« bezeichnet werden.
Sie werden jeweils in Vorverstärkern 3 bzw. 4 verstärkt und über Klang- und Tonvolumenregelschaltungen
5 bzw. 6 weiteren Verstärkern 7 bzw. 8 mit einstellbarer Verstärkung zugeführt.
Die Ausgangsspannungen der Verstärker 7 und 8 werden in einem Verstärker 9 zur Bildung
von Summensignalen (VL -f- VR) summiert und in einem Verstärker 10 zur Bildung
von Differenzsignalen (VL-VR) subtrahiert. Die Summen- und Differenzsignale laufen
jeweils über einen Phasenschieber 11 bzw. 12, die eine relative Phasenverschiebung
von 90' zwischen den entsprechenden Komponenten der betreffenden Signale
über die ganze Bandbreite der Signale herbeiführen, zu einem Verstärker 13, der
ein zusammengesetztes Ausgangssignal VA liefert.
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Das Signal VA liegt im Tonfrequenzbereich und stellt die von
den Mikrophonen 1 und 2 aufgenommenen Töne dar. Es ist nicht nur für die stereophonische
Wiedergabe in Verbindung mit dem oben beschriebenen Steuersignal geeignet, sondern
auch für eine einfache nicht stereophonische Wiedergabe in üblichen Tonwiedergabegeräten.
Ein derartiges die zu übertragenden Töne darstellendes Tonsignal kann aber auch
auf andere Weise erzeugt werden, beispielsweise unmittelbar als die Summe der Signale
VL und VR
oder durch ein besonderes Mikrophon oder mehrere solcher Mikrophone.
Die hier beschriebene Methode der Erzeugung des Tonfrequenzsignals ist jedoch vorzuziehen,
da hierbei dem Signal im wesentlichen die Form eines zirkular polaren Diagramms
in der Horizontalebene gegeben wird und bei der stereophonischen oder auch bei der
nicht stereophonischen Wiedergabe eine gefällige Wirkung hervorgerufen wird.
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Das Signal VL aus der Regelschaltung 5 wird außer dem Verstärker 7
noch einem Verstärker 14 zugeführt, dessen Verstärkungsmaß ungefähr linear mit der
Frequenz ansteigt. Infolgedessen sind in dem Ausgangssignal dieses Verstärkers,
das mit VL' bezeichnet werden soll, die hohen Töne gegenüber den tiefen Tönen bevorzugt.
Das Signal VL' läuft zu einem weiteren, als Phasenteiler wirkenden Verstärker 15,
der in seiner Frequenzcharakteristik einstellbar sein kann und der Gegentaktsignale
+ VL' und - VL' für einen Gegentaktverstärker 16 liefert. Die Gegentaktsignale
aus dem Verstärker 16 werden dann im Gegentakt zu einer Gleichrichterstufe 17 geleitet.
Diese Gleichrichterstufe enthält einen Zweiweggleichrichter 18, der die Signale
-f- VL' und - VL' in ihrer jeweiligen Polarität und in ihrer ursprünglichen
Phasenlage gleichrichtet, sowie einen zweiten Zweiweggleichrichter 19, der die Signalei
VZ in ihrer jeweiligen Polarität, jedoch nach Einführung einer Phasenvoreilung um
etwa 90° und auch einer Phasenverzögerung um etwa 90' gleichrichtet. Mithin wirkt
die Gleichrichterstufe 17, die zur Entwicklung der Hüllkurve des Signals VL' dient,
als sogenannter »Mehrphasengleichrichter«. Unter einem Mehrphasengleichrichter wird
dabei ein solcher Gleichrichter verstanden, der die Amplitude der gleichzurichtenden
Wechselspannung mehr als zweimal pro Periode, im vorliegenden Fall viermal pro Periode,
abtastet und ein Ausgangssignal liefert, das sich nach Maßgabe der derart abgetasteten
Amplitude ändert. Der Aufbau der Gleichrichterstufe ist in größeren Einzelheiten
in Fig. 3 dargestellt.
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Die Ausgangssignale der beiden Zweiweggleichrichter 18 und
19 werden in einen Glättungsfilter 20
zusammengeführt, wobei sich im
Filterausgang das Hüllkurvensignal VL ' bildet. Hierbei ergibt sich durch
die mehrphasige Gleichrichtung noch der Vorteil, daß das Ausfiltern der auf das
ursprüngliche Signal VL' zurückgehenden Anteile in dem Gleichrichterausgang durch
das nachgeschaltete Glättungsfilter 20 erleichtert wird. Das Filter 20 kann beispielsweise
einen Durchlaßbereich unterhalb etwa 100 Hz besitzen. Obgleich dieser Bereich
auf verhältnismäßig niedrige Frequenzen beschränkt ist, erstreckt er sich noch in
den Bereich der Tonfrequenzspannungen hinein. Durch die vierphasige Abtastung werden
jedoch die im Gleichrichterausgang erscheinenden, auf die Frequenzen des ursprünglichen
Signals VL' bezogenen »Welligkeitsfrequenzen« um den Faktor vier erhöht, so daß
sie im Glättungsfilter auch bei tiefen Tönen besser abgetrennt werden können. Das
Signal Vi ' wird von dem Filter 20
aus zu einem Kathodenverstärker 21 und
danach, falls gewünscht, zu einem weiteren Filter und einem weiteren Kathodenverstärker
23 geführt. Die Schaltungsteile 22 und 23 sind in der Zeichnung gestrichelt dargestellt,
da ihre Verwendung nicht unbedingt notwendig ist. Das Filter 22 kann beispielsweise
dazu dienen, im Signal VL ' Einschwingvorgänge, d: h. plötzliche Amplitudenänderungen
des ursprünglichen Tonsignals VL, hervorzuheben.
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Die Ausgangsspannung des Kathodenverstärkers 21 (oder gegebenenfalls
23) wird an die Verbindungsstelle von zwei -Widerständen 24 und 25 gelegt, die in
der dargestellten Weise zu den beiden Schaltkreisen 26 und 27 führen. Diese beiden
Schaltkreise sollen als »Loggerkreise« bezeichnet werden, da sie die Logarithmen
der zugeführten Signale ableiten.
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Ein Signal VR" wird von dem Tonsignal VR in einem zweiten, dem für
die Ableitung des Signals VL" aus dem Tonsignal VL analogen Netz abgeleitet. In
diesem Netz ist in den Zeichnungen jedoch nur der
linear auf die
Frequenz ansprechende Verstärker 28 dargestellt, während die nachfolgenden, den
Schaltungsteilen 15 bis 21 bzw. 23 entsprechenden Schaltungsteile
durch den Block 29 schematisch angedeutet sind. Das in diesem Netz gebildete Signal
VR" wird über den Widerstand 30 an den Loggerkreis 27 angelegt.
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Demzufolge liegt an dem Loggerkreis 26 ein Signal VL" und an dem Loggerkreis
27 ein Signal
Die Ausgangsspannung aus dem letztgenannten Loggerkreis wird durch eine Phasenumkehrschaltung
31 in der Phase umgekehrt. Die Parameter dieser Schaltung 31 sind so gewählt,
daß das gebildete Ausgangssignal dem Wert
entspricht, (wobei der Faktor 1/2 lediglich einen konstanten Anteil in der Ausgangsspannung
der Phasenumkehrschaltung liefert). Die log VR' und
darstellenden Signale werden über die Kathodenverstärker 32 und 33 und die Widerstände
34 und 35 miteinander addiert, so daß ein Steuersignal der Form
erzeugt wird. Das letztgenannte Signal wird über einen gleichstromgekoppelten Verstärker
36 an einen Verstärker 37 gelegt, der eine exponentiale Charakteristik hat und somit
ein Signal der Form
liefert. Das letztgenannte Signal, entweder in der Form des Verhältnisses oder aber
in der Form des Logarithmus des Verhältnisses, ist das gewünschte Steuersignal,
es wird über einen Kathodenverstärker 38 an einen Ringmodulator 39 angelegt und
dort auf eine Trägerwelle der Frequenz z. B. 15 kHz, die aus einem Oszillator
40 stammt, aufmoduliert. Die modulierte Trägerwelle wird nach geeigneter
Verstärkung in einem Verstärker 40a zusammen mit dem Tonsignal VA aus dem
Verstärker 13 einer Addierschaltung 41 zugeführt und dann zum Steuern des
Schneidstichels 42 einer Schallplattenaufnahmevorrichtung benutzt. Die Trägerwelle
aus dem Oszillator 40 dient dazu, das die Größe
darstellende Signal in einen Frequenzbereich jenseits des Bereiches der Tonfrequenzspannungen,
der sich bis zu 12 kHz erstrecken kann, zu transponieren. Diese Transposition ist
notwendig, da das Steuersignal, obgleich es auf einen verhältnismäßig engen Bereich
von niedrigen Frequenzen beschränkt ist, sich in den Tonfrequenzbereich hinein erstreckt.
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Die Gleichrichter, die zum Ableiten der Hüllkurvensignale VZ
' und VR" benutzt werden, können untereinander verbunden sein, um die Unterschiede
in diesen beiden Signalen und damit die Ortungsbreite der wiederzugebenden Tonquellen
zu vergrößern.
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Fig. 2 gibt den empfängerseitigen Teil wieder. Es ist eine Schallplatte
50 vorhanden, die eine Reproduktion der durch den Schneidstiche142 in Fig, 1 geschnittenen
Platte ist. Die von der Platte 50 durch den Tonabnehmer 51 abgenommenen Signale
werden parallel an zwei Verstärker 52 und 53 gelegt. Die Verstärker führen zum Tonkanal
bzw. zum Steuerkanal des Wiedergabegerätes. Dem Verstärker 52 ist ein Kathodenverstärker
53a und ein Tiefpaßfilter 54 nachgeschaltet. Das Filter dient zum Unterdrücken der
mit dem Steuersignal modulierten Trägerwelle. Es läßt nur das Tonsignal VA durch
und führt es über eine Klangregelschaltung 55 zu einem Verstärker 56. Das Tonfrequenzsignal
VA wird dann in einem Gegentaktmodulator 59 auf eine Trägerwelle von beispielsweise
850 kHz aufmoduliert. Die Trägerwelle, die beispielsweise aus einem Oszillator 60
stammt, ist in dem Ausgang des Modulators unterdrückt. Die vom Modulator 59 gelieferten
Seitenbänder werden parallel an zwei Hochfrequenzverstärker 61 und 62 angelegt,
deren Verstärkungsmaß durch Signale gesteuert wird, die aus den Steuersignalen abgeleitet
sind.
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Zum Erzeugen der Verstärkungsregelungssignale für die Verstärker 61
und 62 wird der Ausgang aus dem Verstärker 53 auf ein Bandpaßfilter 63 gegeben,
welches alle Komponenten des Tonsignals V,1 unterdrückt. Der Verstärker 53 selbst
hat eine Durchlaßkurve, deren Maximum bei 15 kHz liegt. Der Ausgang aus dem Filter
63 wird an einen als Phasenteiler wirkenden Verstärker 64 angelegt. Dieser Verstärker
liefert Signale mit entgegengesetzter Polarität, die in Demodulatoren 65 und 66
demoduliert werden. Die Ausgangsspannungen der Demodulatoren stellen die Größen
dar, wobei die Größe »l «c im Ausgang des Demodulators 66 durch Anlegen einer geeigneten
Vorspannung an den Demodulator erzeugt wird. Diese Ausgangsspannungen werden an
Loggerkreise 67 und 68 geführt, die zwei Steuersignale der Form
erzeugen. Diese beiden Signale werden jeweils zum Regeln des Verstärkungsmaßes der
obenerwähnten Hochfrequenzverstärker 61 bzw. 62 benutzt. Das Verstärkungsmaß dieser
Verstärker steigt exponentiell an, so daß der Ausgang aus dem Verstärker 61 als
und der Ausgang aus dem Verstärker 62 als
angesehen werden kann (wobei daran erinnert wird, daß das Signal VA die Form der
Seitenbandkomponenten der Trägerwelle von 850 kHz hat). Die Anpassungskreise der
Verstärker 61 und 62 sind so beschaffen, daß sie diejenigen Frequenzen, die den
Steuersignalen als solchen entsprechen, nicht übertragen können. Die Ausgangsspannungen
aus den Verstärkern werden dann in weiteren Verstärkern 70 und 71 mit den Trägerschwingungen
aus dem Oszillator 60 kombiniert, wobei diese Schwingungen über Verstärker 72 bzw.
73 geführt werden, die mit Mitteln zum Hervorrufen einer einstellbaren Phasenverzögerung
versehen
sind, um sicherzustellen, daß diese Trägerschwingungen für die Kombination mit den
Ausgangsspannungen der Verstärker 61 und 62 in den Verstärkern 70
und 71 in der richtigen Phase ankommen. Durch diesen Prozeß wird die Trägerwelle
wieder in die Ausgangsspannungen der Verstärker 61 und 62 eingeführt. Die Signale
in den beiden Kanälen werden dann durch Demodulatoren 74 bzw. 75, die vorzugsweise
die Form von Zweiweggleichrichtern haben, demoduliert und sodann als Tonfrequenzspannungen
über die Verstärker 76 und 77 zu zwei räumlich voneinander getrennt aufgestellten
Lautsprechern oder Lautsprechergruppen 78 und 79 geführt. Da das auf der Platte
50 aufgezeichnete schmalbandige Steuersignal auf diese Weise die relativen
Amplituden des in die beiden Wiedergabekanäle, die zu den Lautsprechern 78 und 79
führen, eingespeisten Tonfrequenzsignals VA nach Maßgabe der Lage der Tonquellen
verändert hat, ergibt sich eine stereophonische Wiedergabe der Töne.
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In dem Wiedergabegerät gemäß Fig. 2 wurde das Steuersignal als Logarithmus
der Verhältnisse
angewandt. Es kann aber auch ein Steuersignal in Form der jeweiligen Verhältnisse
selbst verwendet werden, wodurch eine stereophonische Tonübertragung in ihrem Anwendungsbereich
auch auf diejenigen Empfänger erweitert wird, die keinen exponentiell übertragenden
Verstärker haben. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Anwendung des
logarithmierten Verhältnisses in Verbindung mit einem exponentiell übertragenden
Verstärker jedoch vorgezogen, da sich dadurch eine sehr lineare Übertragung ergibt.
Die Loggerkreise (wie beispielsweise 26
und 27) in dem Übertragungssystem
erleichtern nämlich die Bildung der Verhältnisse mit sehr hoher Genauigkeit, und
die empfängerseitigen Loggerkreise 67 und 68 zusammen mit den Verstärkern
61 und 62 lassen sich leicht so einstellen, daß die Übertragung über
das gesamte Gebiet linear ist, denn es ist verhältnismäßig einfach, genau exponentiell
übertragende Verstärker vorzusehen. Natürlich können prinzipiell die gleichen Ergebnisse
auch bei handelsüblichen Tonwiedergabegeräten und mit einem Steuersignal in der
Form des einfachen Verhältnisses erzielt werden, jedoch ist es verhältnismäßig schwierig,
verstärkungsgeregelte Verstärker zu konstruieren, die über ein beträchtliches Gebiet
im wesentlichen linear übertragen und über lange Zeitperioden hinweg stabil bleiben.
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Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die wiedergabeseitige
Ortungsbreite der Tonquellen durch Einstellen der relativen Pegel der Signale VL"
und VP" justiert werden kann. Dies kann beispielsweise in dem Übertragungssystem
nach Fig. 1 durch Verbinden der Gleichrichter für das Ableiten von VL" und VR' erfolgen,
um Unterschiede zwischen den erzeugten Steuersignalen zu erhöhen. Vorzugsweise wird
jedoch eine derartige Steuerung der Ortungsbreite in dem Wiedergabegerät vorgesehen,
so daß ein Zuhörer die Ortungsbreite nach seinem individuellen Gefühl oder auch
nach dem Aufstellungsort der beiden Lautsprecher einstellen kann. Die Steuerung
muß in solcher Weise betätigt werden, daß die Summe der Werte VZ' und VR' konstant
bleibt. Es können im übrigen auch Mittel zum Begrenzen des Ausmaßes der Veränderung
der Ortungsbreite vorgesehen sein, und in einigen Fällen kann diese Veränderung
auch nichtlinear erfolgen.
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Wenn das Tonsignal VA von einem gesonderten Mikrophon oder Mikrophonsatz,
z. B. einem solchen, wie er in den üblichen nicht stereophonischen Übertragungssystemen
vorhanden ist, hergeleitet wird, werden im allgemeinen die Richtmikrophone von den
Tonquellen einen größeren Abstand aufweisen als der nicht stereophonische Satz.
Hierdurch entstehen zwischen den von den jeweiligen Mikrophonen aufgenommenen Signalen
durch den unterschiedlichen Schallweg in der Luft unterschiedliche Verzögerungen.
Es können in dem Übertragungskanal für die Tonfrequenzspannungen einstellbare elektrische
Verzögerungseinrichtungen vorgesehen sein, die diesen Effekt kompensieren.
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Fig. 3 zeigt den Mehrphasengleichrichter 17 (Fig. 1) zum Ableiten
der Hüllkurve des Signals Vi in größeren Einzelheiten. Der Gleichrichter wird von
der Sekundärwicklung 110 eines Ausgangstrafos in dem Verstärker
16 gespeist. Ein erster Zweiweggleichrichter, der aus den Dioden
111 und 112 besteht, ist über die Sekundärwicklung 110 gelegt.
Die Dioden besitzen einen Belastungswiderstand 112a, der mit einem Amplituden-Korrekturnetz,
bestehend aus dem Widerstand 113 und einer dazu parallel geschalteten Kapazität
114, verbunden ist. Wie dargestellt, ist der Widerstand 112aseinerseitsmitderMittederSekundärwicklung
110 verbunden, und an dieser Verbindungsstelle liegt auch eine Spannungsquelle
mit einem geeigneten Vorspannungspotential, in der Zeichnung angedeutet durch den
Pfeil 115. Ein zweiter Zweiweggleichrichter, bestehend aus den Dioden
116 und 117,
ist ebenfalls über die Sekundärwicklung 110 gelegt.
In diesem Fall sind jedoch die Dioden in einer Phasenverschiebungsschaltung enthalten,
welche aus den Widerständen 118 und 119 und den Kapazitäten
120
und 121 aufgebaut ist. Die Schaltungsteile 118 und
120
sind so einreguliert, daß sie bei etwa 80 kHz einen Phasenvorlauf von
ungefähr 90° geben, während die Komponenten 119 und 121 so einreguliert
sind, daß sie bei der gleichen Frequenz eine gleich große Phasenverzögerung ergeben
(wobei das Signal an der Verbindungsstelle von 119 und 120 als Bezug genommen ist).
Die Dioden 116 und 117 teilen sich mit den Dioden 111 und 112 in den
Belastungswiderstand 112a.
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Wenn man das Signal VL als Vektor ansieht, wird dessen Amplitude viermal
pro Periode abgetastet, so daß die über den Widerstand 112a abgegebene Ausgangsspannung
einen wesentlich verminderten Anteil an dem ursprünglichen Signal enthält. Aus diesem
Grunde kann das dem Gleichrichter 17 nachgeschaltete Glättungsfilter 20 sehr viel
weniger aufwendig ausgeführt sein, als es sonst 'notwendig sein würde. Die Frequenz,
bei welcher die an den zweiten Zweiweggleichrichter 116, 117 angelegten Signale
um Q90° in der Phase gedreht sind, ist so gewählt, daß sie der Frequenz entspricht,
bei welcher das nachgeschaltete Filter anderenfalls beginnen würde, eine unzulängliche
Glättung zu erzeugen. Mit dem Amplitudenkorrekturnetz 113, 114 werden die
Amplituden der aus den beiden Zweiweggleichrichtern abgeleiteten Ausgangsspannungen
einander angeglichen. Die Phasenverschiebungsschaltung für die Dioden
116 und 117 kann noch weiter ausgearbeitet sein, als dies beschrieben
wurde, um die erzeugten Phasenverschiebungen weniger abhängig von der Frequenz der
zugeführten Signale zu machen.
Wie in Fig.4 dargestellt, kann der
Gegentaktmodulator 59 (Fig. 2) eine Brückenschaltung von vier Dioden 130, 131, 132,
133 enthalten. Das Trägerfrequenzsignal aus dem Oszillator 60 wird im Gegentakt
an die konjugierten Punkte 134 und 135 des Brückenkreises angelegt, und der Abgleich
der Brücke wird durch die Kapazität 140 und die Widerstände 141
und
142 eingestellt. Die Kapazitäten 137 und 138 sind Abstimmkapazitäten,
und die Kapazitäten 136 und 139
sind Sperrkapazitäten. Das Tonsignal
wird aus dem Verstärker 56 über eine Hochfrequenzdrossel 145 eingeführt und einer
Verspannung überlagert, die vor Betriebsbeginn so eingestellt ist, daß bei Abwesenheit
eines Tonsignals keine Ausgangsspannung zwischen den konjugierten Punkten
143 und 144 auftritt. Nach Betriebsbeginn des Modulators erlaubt das
Tonsignal den Durchgang des Trägersignals zur Ausgangsbelastung 146 des Modulators
mit einer Größe und einem Vorzeichen, die von Größe und Vorzeichen des Tonfrequenzsignals
abhängen. Die Ausgangsbelastung bildet keinen Teil der Erfindung.
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Bei der beschriebenen Anordnung ist es möglich, daß eine zu schnelle
Änderung des Steuersignals die Wellenform der tiefen Töne verzerrt, indem sich das
Verstärkungsmaß bereits über eine einzige Periode ändert. Eine solche Verzerrung
tritt selbstverständlich bei den höheren Tönen nicht auf. Dieser Effekt läßt sich
deshalb durch Aufteilen des Tonsignals in jedem Kanal in zwei oder mehr Frequenzbänder,
die in gesonderten verstärkungsgeregelten Verstärkern verstärkt werden, unterdrücken.
Die Änderungsgeschwindigkeit für das Steuersignal kann dann beim höheren Tonfrequenzband
oder den höheren Tonfrequenzbändern größer gehalten werden.
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Eine weitere Schwierigkeit kann auftreten, wenn das Steuersignal eine
relativ große Bandbreite von beispielsweise bis zu 200 Hz hat, da dann die Seitenbänder
in den Verstärkern 61 und 62 als Trägerwellen für die höheren Frequenzen
in dem Steuersignal wirken, so daß Teile des Steuersignals in die Tonsignale gelangen
und eine Tonverzerrung hervorrufen. Diese Verzerrung kann dadurch vermieden werden,
daß die tiefen Töne vor der Modulation in dem Gegentaktmodulator 59 abgeschwächt
und danach vor der Wiedereinführung des Trägers in die Verstärker 70 und 71 um einen
entsprechenden Betrag wieder verstärkt werden.
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Das Verfahren, eine Trägerwelle mit einem Tonsignal zu modulieren
und die Trägerwelle zu unterdrücken, bevor das Tonsignal nach Maßgabe eines das
Verstärkungsmaß steuernden Signals modifiziert wird, ist in seiner Anwendbarkeit
nicht auf stereophonische Tonwiedergabegeräte beschränkt, sondern ganz allgemein
anwendbar. Es ist sogar dann vorteilhaft, wenn die Bandbreite des Steuersignals
auf Frequenzen unterhalb der niedrigsten Frequenz im Tonfrequenzband beschränkt
ist. Beispielsweise kann die Bandbreite, ausgedrückt in der Grenzfrequenz, bei welcher
das Steuersignal um beispielsweise 6 db fällt, etwa 25 Hz betragen; falls jedoch
der Abfall nicht größer als 6 db pro Oktave ist, würde die Amplitude des Steuersignals
bei 1600 Hz um 42 db abgesunken und damit ausreichend sein, eine Interferenz innerhalb
des Tonfrequenzbereiches zu verursachen. Weiterhin können in den getrennten Kanälen
des stereophonischen Tonwiedergabegerätes nach der Erfindung andere Methoden der
Steuerung unter Verhinderung einer Tonbildung durch das Steuersignal verwandt werden.
Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf die beschriebene spezielle Form des
Steuersignals oder des Tonsignals.
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Die Erfindung wurde beschrieben in der Anwendung auf ein Übertragungssystem,
das die Signale mittels Schallplatten überträgt. Es können jedoch auch andere Signalträger,
beispielsweise Magnetbänder, verwandt werden, und es ist auch möglich, die Übertragung
durch Draht oder Funk zu bewirken. Bei Bändern oder Platten können die Tonsignale
und das Steuersignal in getrennten Spuren aufgezeichnet werden. Beispielsweise kann
im Fall einer Schallplatte das Tonsignal in Seitenschrift und das Steuersignal in
Tiefenschrift aufgezeichnet sein, oder es können andere Arten komplexer Tonspuren
verwandt werden. Wenn das Steuersignal auf eine Trägerwelle aufmoduliert wird, bevor
die Aufzeichnung auf einem Signalträger oder die Übertragung stattfindet, kann jede
gewünschte Modulationsart, beispielsweise Amplitudenmodulation oder Winkelmodulation,
vorgenommen werden.