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Elektroakustisches Verfahren für stereofone Wiedergabe über zwei Kanäle
auf mehr als zwei Lautsprechern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Die
Erfindung betrifft ein elektroakustisches Verfahren, bei dem die über zwei Kanäle
in Intensitätsstereofonie übertragenen oder aufgezeichneten Informationen auf der
Wiedergabeseite so auf mehr als zwei Lautsprechern aufgeschlüsselt werden, daß angenähert
die Wirkung einer Mehrkanalübertragung bzw. -aufzeichnung entsprechend der Zahl
der Lautsprecher erzielt wird.
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Für die Aufzeichnung bzw. Ubertragung stereofoner Informationen bei
Schallplatte und Rundfunk bietet die Verwendung von Koinzidenzmikrofonen in X1Y-Technik
bzw. in M/S-Technik aufnahmeseitig die übersichtlichsten Voraussetzungen, da sie
unter Ausschaltung von Laufzeitdifferenzen auf der Ausnutzung reiner Intensitätsunterschiede
beruht. Es wird hierbei als bekannt vorausgesetzt, daß die jeweiligen X1Y-Informationen
in die entsprechenden M/S-Informationen umgewandelt werden können gemäß den Beziehungen
M=X+Y und S=X-Y. Auf der Wiedergabeseite ergeben sich jedoch gewisse Unzulänglichkeiten,
wenn man die X/Y-lnformationen, wie im allgemeinen üblich, über zwei in entsprechendemAbstand
voneinanderarbeitendeLaut sprecher, nachfolgend als System A bezeichnet, zur Abstrahlung
bringt.
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Zur Erklärung ist in F i g. 1 a eine Ubersicht zum System A gegeben.
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Allgemein wird zum Verständnis der Figuren folgende Erläuterung gegeben:
Die Fußpunkte der Pfeile bedeuten den Platz des Hörers im Wiedergaberaum, die Spitzen
bedeuten die subjektiv geortete Richtung der Schallquelle. Der Stern bezeichnet
den im Maßstab der Abbildung vom Aufnahmeraum in den Wiedergaberaum relativ richtigen
Platz der Schallquelle. Die unter den Lautsprechern eingetragenen Zahlen bedeuten
den relativen. auf den Gesamtwert 1 bezogenen. abgestrahlten Pegel des jeweiligen
Lautsprechers. In der Spalte 0 ist außerdem das auf den Wert M = 1 bezogene ,S-#
-Verhältnis angegeben. Die wesentlichen Mängel eines derartigen Wiedergabeverfahrens
sind: 1. Die `Informationen eines vor dem Mikrofon in der Mittelachse desselben
befindlichen Sprechers werden nicht von einem Lautsprecher in der Mitte der Lautsprecherbasis,
sondern gleichartig von den beiden seitlichen Lautsprechern abgestrahlt. Nach der
Theorie der Summenlokalisierung von W a r n c k e wird zwar von Beobachtern auf
der Mittelachse der Sprecher in der Mitte zwischen beiden Lautsprechern geortet
(F i g. 1 a, Spalte 1I1, Zeile c). Für Hörplätze außerhalb der Mittelachse, jedoch
noch in der Nähe derselben, erscheint der Sprecher unnatürlich verbreitert (F i
g. 1 a, Spalte II/III bzw. III/IV und Zeile e). Für seitliche Hörerplätze springt
sogar das Klangbild infolge der auf den Hörer einfallenden größeren Schallenergie
und mit Rücksicht auf das Gesetz der ersten Wellenfront auf den näheren Lautsprecher
(F i g. 1 a, Spalte I bzw. V und Zeile c). Demgegenüber möchte sich jedoch in diesem
Falle jeder Hörer an beliebigem Platz aus der Mitte angesprochen fühlen, wie es
bei der Einkanaltcchnik unter Verwendung eines Einzellautsprechers mit geeigneter
Richtcharakteristik
der Fall ist bzw. wie es z. B. in der 3-Kanaltechnik (Seite-Mitte-Seite) möglich
wäre, wenn jedes Mikrofon auf je einen einzelnen Lautsprecher arbeitet.
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z. Bei der Übertragung eines kontinuierlich verteilten Klangkörpers
erscheint das mittlere Teilgebiet subjektiv benachteiligt, weil eben kein Lautsprecher
in der Mitte vorhanden ist, der dieses Gebiet unmittelbar abstrahlt, sondern der
Hörer in der Mittelachse sich nach der SynthesederSummenlokalisation den Mitteneindruck
zwar für die Teilschallquellen bilden kann, die sich genau in der Mitte befinden
(F i g. 1 a, Spalte III, Zeile c), eine aus der Mitte verschobene Teilschaliquelle
jedoch in Richtung des entsprechenden Seitenlautsprechers ortet (F i g. 1 a, Spalte
1I, Zeile b bzw. Spalte IV, Zeile d). Man spricht in solchen Fällen von dem »Loch
in der Mitte«.
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3. Bei der Übertragung von z. B. aus der linken Bühnenhälfte kommenden
Informationen ist bei der Wiedergabe im allgemeinen der rechte Lautsprecher beteiligt,
so daß dadurch für einen Beobachter an der rechten Seite die linken Informationen
aus der rechten Hälfte der Aufnahmebühne zu kommen scheinen (z. B. F i g. 1 a, Spalte
V, Zeile b).
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Bei diesem im allgemeinen üblichen Wiedergabesystem tritt also immer
eine mehr oder weniger platzabhängige Verwischung der Ortung bzw. an den seitlichen
Hörerplätzen sogar eine Fehlortung ein. Zur Verbesserung der Wiedergabeverhältnisse
sind folgende Möglichkeiten bekannt und angewendet worden a) Man verwendet zusätzlich
zu den die Information X und Y führenden Seitenlautsprechern einen
Mittenlautsprecher, der die Information M = X -f Y
mit einem geeigneten
Pegelverhältnis zu X und Y abstrahlt, nachstehend als System B bezeichnet (F i g.
1 b). In diesem Fall- kommt die Information eines vor dem Mikrofon in dessen Mittelachse
stehenden Sprechers jedoch bei der Wiedergabe außerdem noch von beiden Seiten, d.
h., seine Fehllokalisierung ist für etwas seitliche Zuhörerplätze außerhalb der
Mittelachse nach wie vor vorhanden (F i g. 1 b, Spalte II/III bzw. III/IV und Zeile
c), jedoch wesentlich geringer als beim System A. Der Mängel 1 der unnatürlichen
Verbreitung einer vor dem Mikrofon befindlichen punktförmigen Originalschallquelle
ist also gemildert. Das mittlere Teilgebiet eines räumlich verteilten Schallereignisses
wird besser nach der Mittelachse zu geortet (F i g. 1 b, Spalte II, Zeile b}. bzw.
Spalte IV, Zeile d), das »Loch in der Mitte« wird verringert, der Mangel
2 ist also ebenfalls gemildert. Die obengenannte Maßnahme schließt jedoch nicht
aus, daß ein z. B. vor dem rechten Lautsprecher befindlicher Beobachter Ereignisse,
die von links kommen, auf der rechten Bühnenhälfte ortet und umgekehrt (F i g. 1
b, Spalte V und Zeile b bzw. Spalte I und Zeile d). Der Mangel 3, daß die Schallquelle
auf der falschen Bühnenhälfte geortet wird, ist also nicht beseitigt. Grundsätzlich
treten bei diesem Verfahren zwei neue Mängel auf.
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Schallereignisse, die extrem von den Seiten herrühren, werden sogar
von einem in der Mitte befindlichen Beobachter falsch geortet. Sie erscheinen nämlieh
nach der Mitte hin verschoben (F i g.1 1i, Spalte 11I, Zeile a bzw. e), weil ein
Teil des Schalls, der eigentlich nur von einem Seitenlautsprecher kommen sollte,
auch vom Mittenlautsprecher abgestrahlt wird.
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Bei der Wiedergabe zweier gleichzeitig wirkender Schallquellen mit
Dauerton wird die Unterscheidbarkeit schlechter sein als beim üblichen Verfahren
nach System A, weil der mittlere Lautsprecher sowohl das X- wie das Y-Signal abstrahlt.
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Das wesentliche Ergebnis eines solchen Wiedergabeverfahrens nach System
B ist, daß in dem Maße, wie die Abstrahlung für Ereignisse aus der Mitte verbessert
wird, die Abstrahlung für von den Seiten kommende Schallvorgänge verschlechtert
wird. Diese Wirkung kommt etwa der Einengung der natürlichen Basisbreite gleich.
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b) Die Seitenlautsprecher werden mit gegenphasigen S-Signalen und
der Mittenlautsprecher mit dem M-Signal gespeist, nachfolgend als System C bezeichnet.
In diesem Fall wird ein Sprecher in der Mitte vor dem Mikrofon nur vom Mittenlautsprecher
wieder-' gegeben. Von jedem Zuhörerplatz im Wiedergaberaum wird der Sprecher im
Mittenlautsprecher geortet (F i g. 1 c, Zeile e). Der Mangel 1 ist also beseitigt.
Das »Loch in der Mitte« tritt nicht ein (F i g. 1 c, Spalte III, Zeile
b und Spalte III, Zeile d), der Mangel 2 ist also ebenfalls beseitigt, jedoch
ist damit zugleich für Beobachter in der Mittelachse eine Konzentration aller Schallereignisse
in der Mitte verbunden. Eine linke Schallquelle kann auch hier wieder auf der rechten
Bühnenseite geortet werden, und umgekehrt, wenn der Beobachter sich vor dem entgegengesetzten
Lautsprecher befindet (F i g. 1 c, Spalte V, Zeile a und b bzw. Spalte 1, Zeile
d und e). Der Mangel 3 ist also nicht beseitigt.
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Auch bei diesem System tritt der Mangel einer verschlechterten Unterscheidbarkeit
zweier gleichzeitig mit Dauerton arbeitenden Schallquellen gegenüber dem System
A auf, weil jeder Lautsprecher Signale abstrahlt, die sowohl X- als auch Y-Informationen
enthalten.
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Ein wesentlicher Nachteil des Systems C ist, daß eine extrem seitliche
Schallquelle von allen drei Lautsprechern wiedergegeben wird. Im günstigsten Fall
können die akustischen Signale aller drei Lautsprecher im Schallfeld sich so überlagern,
daß die Schallquelle dem Beobachter auf der richtigen Seite erscheint. Das dürfte
praktisch jedoch für einfache Signale nur auf wenigen Zuhörerplätzen der Fall sein.
Für Signale mit zusammengesetztem Frequenzinhalt ist die Wahrscheinlichkeit dafür
jedoch sehr gering.
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c) Um bei Anwendung von zwei Lautsprechern eine ausgedehnte Zone verbesserter
Lokalisierung, besonders Mittenlokalisierung, d. h., daß eine auf der Symmetrieachse
der Mikrofonanordnung befindliche Schallquelle ebenfalls in der Mitte der Lautsprecherba@s
empfunden wird, zu erhalten, sind Anordnungen bekannt, bei denen Lautsprechersysteme
mit geringer Richtwirkung, möglichst mit Kugelcharakteristik, verwendet werden.
Voraussetzung für die hierbei angestrebte Wirkung ist allerdings, daf ein Teil der
auf die Raumbegrenzungen auftretenden Schallenergie geometrisch oder diffus reflektiert
wird. In stärker gedämpften Räumen sowie im Freien wird daher die Wirkung kaum oder
gar nicht vorhanden sein. Die Ausnutzung von Wandreflexionen führt aber zur Lokalisierungsunschärfe,
besonders für Schallquellen,
die zwischen den Seiten und der Mitte
liegen, da eine korrekte Ortung durch die Wellenfront des direkten Schalles gegeben
ist und diese durch die Wandreflexionen gestört wird.
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen zur Verbreiterung der
Zone richtiger Mittenlokalisierung in der Wiedergabeebene je Kanal mehrere Lautsprecher
in bestimmten Abständen zueinander mit bestimmten Pegelverhältnissen und Richteigenschaften
verwendet werden, wobei zum Teil auch Wandreflexionen ausgenutzt werden. Die erwünschten
Wirkungen sind jedoch ebenfalls mit der Herabsetzung der Ortungsschärfe verbunden.
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Bekannt sind weiterhin Verfahren der sogenannten Trickstereofonie,
die in erster Linie den Zweck haben, bei der Übertragung oder Speicherung mit einem
einzigen Kanal auszukommen und die auf der Aufnahmeseite mit Hilfe der von zwei
Mikrofonen gelieferten Spannungen Steuersignale erzeugen, welche bei der Wiedergabe
die Verteilung des übertragenen Signals auf zwei oder mehr Lautsprecher steuern.
Ist nur eine Schallquelle vorhanden, dann kann hiermit die Wiedergabe einer Übertragung
von n Kanälen gut angenähert werden, wenn die Steuersignale in geeigneter Weise
erzeugt werden.
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Mehrere gleichzeitige Schallquellen können jedoch mit diesem Verfahren
nicht getrennt werden. weil nur ein Signal, nämlich für den Fall der Intensitätsstereofonie
das monofone Signal X + Y, übertragen wird, das lediglich mit entsprechendem Pegelverhältnis
auf die Lautsprecher verteilt wird.
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Um dem Hörer bei Vorhandensein mehrerer Schallquellen den subjektiven
Eindruck einer gewissen räumlichen Trennung zu vermitteln. wird nach einem anderen
Verfahren das Signal in mehrere Frequenzbänder unterteilt. Für jedes Frequenzband
wird dann das Steuerverfahren einzeln angewendet.
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Nach anderen Verfahren werden die hohen Frequenzen oder kurze Impulse
bevorzugt zur Steuerung des Gesamtsignals verwendet.
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Die Steuertonverfahren haben jedoch außerdem folgende Nachteile: Es
wird eine komplizierte Apparatur zur Steuerung der Informationen benötigt, Geräte,
die Steuertöne erzeugen, deren Amplitude mit ausreichender Genauigkeit dem Pegelverhältnis
der Signale entspricht. Außerdem sind stetig geregelte Verstärker erforderlich,
deren Verstärkungsfaktor mit ausreichender Genauigkeit dem Pegelverhältnis der Signale
entspricht. Die Übertragung der Steuersignale erfordert Bandbreite, die dem Nutzsignal
verlorengeht. Durch die Eigenschaften der erforderlichen Filter sind für die Regelgeschwindigkeiten
Grenzen gegeben. Weiterhin können bereits in X;'Y-Technik bzw. Al /s-Technik vorhandene
Zweikanalaufzeichnungen nicht mit der Wiedergabeapparatur derartiger Steuertonverfahren
wiedergegeben werden, weil die Steuerung bei diesem Verfahren bereits auf der Aufnahmeseite
erfolgt und die Steuertöne daher schon auf der Aufzeichnung vorhanden sein müssen.
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Das Patent 1220 895 schlägt ferner ein Wiedergabeverfahren
vor, das die genannten Mängel bekannter Verfahren weitgehend beseitigt. Es liefert
für den Fall, daß in jedem Zeitpunkt nur eine Schallquelle bzw. Teilschallquelle
arbeitet, aus einer Zweikanalübertragung bzw. -aufzeichnung eine vollkommen richtige
n Kanalwiedergabe und nähert diese bei mehreren gleichzeitig arbeitenden Schallquellen
wenigstens an. Bei diesem Verfahren zur Wiedergabe zweikanaliger, in Form von
X- und Y- oder M- und S-Signalen übertragener oder aufgezeichneter
stereofoner Schallinformationen über mehr als zwei Lautsprecher mittels Steuersignalen,
die aus dem Pegelunterschied der beiden übertragenen oder aufgezeichneten Primärsignale
gewonnen sind, werden nach Patent 1220 895 die Steuersignale je nach Richtung der
Abweichung von der Gleichheit der Amplituden der Signale X und Y oder der Polarität
des Momentanwertes des S-Signals in bezug auf den Momentanwert des M-Signals Schalter
gesteuert, welche die Signale, die durch ein- oder mehrfache Stimmen- und Differenzbildung
gewonnen sind, auf die einzelnen Lautsprecherkanäle geschaltet.
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Im einfachsten Fall werden also die in zwei Kanälen vorhandenen Informationen
X und Y bzw. M und S auf der Wiedergabeseite auf drei Lautsprecher,
nachfolgend als System D bezeichnet, so aufgeschlüsselt, daß die Schallquelle nur
durch denjenigen Lautsprecher wiedergegeben wird, der dem relativ richrigen Ort
der Originalschallquelle in dem entsprechend gewählten Abbildungsmaßstab entspricht.
Fällt der relativ richtige Ort der Schallquelle nicht mit dem Platz eines Lautsprechers
zusammen, so wird diese nur durch@die beiden benachbarten Lautsprecher mit dem richtigen
Pegelverhältnis wiedergegeben. Hierdurch erscheint die Schallquelle für jeden Hörerplatz
stets angenähert am relativ richtigen Ort.
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Die Wirkung dieses Systems D ist für den vereinfachten Fall von drei
Lautsprechern in F i g. 1 d dargestellt. Sie ist dann erreicht, wenn bei den in
den Zeilen a bis d angegebenen
-Verhältnissen die in den Spalten I, III, V der F i g. 1 d angegebenen Pegel abgestrahlt
werden. Eine solche Aufteilung kann durch unveränderliche lineare Kombinationen
der beiden übertragenen oder aufgezeichneten Signale
(X und
Y bzw.
M und S), wobei diese mit festen Koeffizienten multipliziert und dann zueinander
addiert oder voneinander subtrahiert werden, nicht erreicht werden. Es sind dazu
Kombinationen mit veränderbaren Koeffizienten erforderlich, wobei die Änderung durch
das Pegelverhältnis der Primärsignale erfolgt. Für den genannten einfachen Fall
werden folgende drei Signale elektrisch gebildet und den Lautsprechern zugeführt:
in der X/Y-Technik
| Links Mitte |
| ',!z(X-Y+X-Yi) X+Y-IX-YI |
| Rechts |
| 'iz(Y-X+IX-YI) |
bzw. in der M/S-Technik
| Links Mitte Rechts |
| .1 /z (ISi+S) M--Isl '/7,(ISI-s) |
Dabei bedeutet: ISI=IX- YI=S=X- Y, wenn
bzw.
X - Y > 0 ist.
Dann ist bei X-Stereofonie und einer
Schallquelle S mit M gleichphasig.
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ISI=IX-YI=-s=Y-X, wenn
bzw. X - Y < 0 ist.
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Dann ist bei
-Stereofonie und einer Schallquelle S zu M gegenphasig.
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Da für den Fall, daß zu jedem Zeitpunkt nur eine Schallquelle arbeitet,
die beiden Übertragungskanäle die erforderlichen Informationen für beliebig viele
Wiedergabekanäle enthalten, ist nach dem beschriebenen System auch eine Wiedergabe
auf mehr als drei Kanälen möglich; arbeiten jedoch mehrere Schallquellen gleichzeitig,
ist das Verfahren der geläufigen Form der zweikanaligen X/Y-Wiedergabe unterlegen.
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Zweck der Zusatzerfindung ist die Beseitigung dieses Nachteiles.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Anpassung
des Wiedergabeverfahrens an die jeweiligen Aufnahmebedingungen bzw. die Art der
Toninformation zu schaffen, so daß immer optimale Wiedergabeverhältnisse bestehen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Abwandlung des ,Verfahrens nach dem
Patent 1220 895 erfüllt, indem erfindungsgemäß eine Mischung zwischen den
aus der Aufteilung in n Wiedergabekanäle entstandenen Informationen mit den Informationen
des zweikanaligen Wiedergabeverfahrens in X/Y-Technik erfolgt und indem das Mischungsverhältnis
durch den Kohärenzgrad zwischen den Signalen X und Y gesteuert wird.
Die Steuerung wird dabei zur Erzielung optimalen Verhaltens so eingestellt, daß
bei vollständiger Kohärenz zwischen X und Y im ersten Extremfall allein
die in n Wiedergabekanäle aufgeteilten Informationen von den zugehörigen n Lautsprechern
abgestrahlt werden und bei vollständiger Inkohärenz im anderen Extremfall allein
die Informationen X und Y von den äußeren Lautsprechern abgestrahlt
werden.
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Bei der Kombination des Wiedergabeverfahrens D nach dem Patent
1220 895 mit dem Wiedergabesystem A kann die beste Wiedergabe dadurch erreicht
werden, daß das Mischungsverhältnis durch die ankommenden Signale X, Y oder
sinngemäß durch M, S gesteuert wird, so daß bei einer einzigen Schallquelle ausschließlich
das Wiedergabesystem nach dem Hauptpatent wirksam ist, während bei mehreren gleichzeitigen
Schallquellen das Wiedergabesystem A mehr oder weniger stark dazugemischt wird.
Bei einer einzigen Schallquelle sind die ankommenden Signale X, Y vollständig
kohärent, d. h., das eine Signal läßt sich durch Verstärkung oder Dämpfung in das
andere umwandeln. Bei mehreren gleichzeitigen Schallquellen sind die ankommenden
aus Bestandteilen mehrerer Schallquellen zusammengesetzten Signale X und Y mehr
oder weniger inkohärent. Das Michungsverhältnis der beiden Wiedergabesysteme muß
also durch den Kohärenzgrad der Signale X und Y geregelt werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens ist vorteilhaft eine Anordnung verwendbar,
bei der das X- und das Y-Signal an einem Umschaltgerät liegen. das von einer Steuerspannung
geschaltet wird, die sich aus dem Pegelverhältnis der Signale X und
Y zueinander ergibt. Am Ausgang des Umschaltgerätes tritt das Signal
X auf, wenn X < Y ist und das Signal Y, wenn X > Y
ist. Der Ausgang des Umschaltgerätes liegt am Eingang eines Regelverstärkers, der
von einer Spannung geregelt wird, die von der Größe des Kohärenzgrades beider Signale
abhängt. Das Ausgangssignal des Regelverstärkers liegt, gegebenenfalls nach weiterer
Verstärkung auf den erforderlichen Pegel, am jeweils mittleren Lautsprecher, während
an den beiden seitlichen Lautsprechern die Differenz zwischen dem X- bzw. Y-Signal
und dem Ausgangssignal des Regelverstärkers liegt.
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Das Verfahren nach der Erfindung vereinigt durch die Steuerung die
Vorteile der unter A und D beschriebenen Verfahren und vermeidet die
Mängel beider Verfahren. Der Aufwand zur Durchführung des Verfahrens ist gering
und die Einstellung durch die leicht kontrollierbaren Extremwerte einfach. Für eine
solche Anordnung sind geeignete Geräte bekannt. Elektronische Umschalter, Regelverstärker
und Vergleichsschaltungen sind bereits für Steuer-, Rechen-und Regeleinrichtungen
in vielen Variationen verwendet worden. Als Maß für den Kohärenzgrad kann z. B.
der Korrelationskoeffizient benutzt werden. Geräte zur Erzeugung einer Spannung,
die dem Korrelationskoeffizienten entspricht, sind bekannt (z. B. L a n g e, Korrelationselektronik,
VEB-Verlag Technik, Berlin, 1959). Für den vorliegenden Zweck genügen aber auch
einfachere Geräte. Eine geeignete Steuerspannung erhält man z. B., wenn die beiden
Signale X und Y einzeln durch Regelverstärker auf gleiche fest vorgegebene
Pegel verstärkt werden. Hierzu ist kein großer Aufwand erforderlich, weil der Pegelunterschied
zwischen den beiden Signalen gewöhnlich nicht groß ist. Die verstärkten Spannungen
werden voneinander subtrahiert. Die Differenz wird gleichgerichtet und liefert die
Steuerspannung.
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Die Lautsprecher erhalten bei vollständiger Kohärenz die Signale:
| Links Mitte Rechts |
| für X < Y: 0 2 X Y - X |
| für Y<X: X-Y 2Y 0 |
Bei vollständiger Inkohärenz erhalten die Lautsprecher unabhängig von der Größe
von
X und
Y
die Signale:
Die Darstellung in algebraischer Form läßt sich für die allgemeine vom Kohärenzgrad
abhängige Zusammensetzung der Signale hinter dem Regelverstärker wie folgt ermitteln:
Benutzt man als Maß für den Kohärenzgrad den Korrelationskoeffizienten R, so muß
hinter dem Regelverstärker die Spannung R - X auftreten. wenn
X < Y
ist
bzw. die Spannung R - Y, wenn
X > Y ist. Der Regelverstärker muß also den
Verstärkungsfaktor R haben. . .
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Das gilt zunächst nur, wenn R positiv ist. Negatives R wird voraussichtlich
nicht vorkommen. Wenn negative R doch vorkommen, wird man in diesem Fall vom Regelverstärker
die Ausgangsspannung 0 verlangen. Damit erhalten die drei Lautsprecher folgende
Signale. in algebraischer Form dargestellt:
| Links Mitte Rechts |
| X < Y X-(1 -R) 2RX Y-R-X |
| X > Y .X-R-Y 2RY Y-(1-R) |
Die Steuerung des Mischungsverhältnisses der beiden Wiedergabesysteme kann natürlich
nicht nur für die gesamten Signale
X und
Y, sondern auch für die einzelnen
Frequenzbänder aus diesen Signalen angewandt werden.
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Die Erfindung, soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens und dazu F i g. 3 ein geeignetes Schaltgerät
1,
F i g. 4 ein Gerät 7 zur Erzeugung einer Steuerspannung 9, F i g. 5 ein
Gerät 8 zur Erzeugung einer Regelspannung 10, die dem Kohärenzgrad entspricht,
im Zusammenhang mit einem Regelverstärker 2.
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In der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach F i g. 2 werden
die Signale X und Y einem Schaltgerät 1, einem Gerät 7 zur
Erzeugung einer Steuerspannung 9 und einem Gerät 8 zur Erzeugung einer
Regelspannung 10 zugeführt. Die Steuerspannung 9
wird vorteilhaft direkt
aus dem Pegelverhältnis der Signale X und Y gewonnen. Sie steuert
im Schaltgerät 1 einen elektronischen Umschalter, der je nachdem, ob
X oder Y die größerer. Amplituden aufweist, Y oder
X auf den Ausgang schaltet. Wenn X > Y
ist, liegt dann Y und
wenn Y > X ist. liegt X am Eingang des Regelverstärkers 2.
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Dem Regelverstärker 2 wird eine Regelspannung 10 zugeführt, die vom
Kohärenzgrad der' Signale X und Y abhängt. Seine Verstärkung ist dann bei vollständiger
Kohärenz gleich 1 und bei vollständiger Inkohärenz gleich 0.
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Die Ausgangsspannung des Gerätes 2 wird von der Spannung X
subtrahiert und die Differenz wird dem linken Lautsprecher 4 zugeführt. Außerdem
wird di=e Ausgangsspannung des Gerätes 2 von der Spannung Y subtrahiert,
und die Differenz wird dem rechten Lautsprecher 6 zugeführt. Weiterhin wird die
Ausgangsspannung des Gerätes 2 in einem Verstärker 3 um 6 db verstärkt und
dem mittleren Lautsprecher 5 zugeführt.
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Als Ausführungsbeispiel für das Umschaltgerät 1
ist ein Diodenumschalter
gewählt, in dem je nach Polarität der Steuerspannung 9 die Diodenpaare
11;12
oder 13;14 gesperrt werden. Das jeweils durchlässige Diodenpaar
bildet einen niederohmigen Querzweig eines T-Gliedes, im gezeichneten Falle bestehend
aus der Diode 11 in Reihe mit dem Widerstand 15,
parallel zu der Reihenschaltung
von Diode 12 und Widerstand 16 und insgesamt in Reihe mit einem Trennkondensator
18, der die Steuerspannung von der Signalspannung trennt. Den Längszweig
bilden in diesem Falle der Widerstand 19 und der Kondensator 20. Das
Schaltgerät sperrt im gezeichneten Falle das Y -Signal. Das X-Signal wird ohne wesentliche
Dämpfung durchgelassen, weil die Dioden 13 und 14
durch die Sperrspannung
hochohmig sind und in ihrem Widerstand groß gegen die Widerstände 16
und
17 sind. Die Widerstände 21 und 22 vermeiden einen Nebenschluß
über eine niederohmige Steuerspannungsquelle. Die Steuerspannung kann gemäß F i
g. 4 aus einem Vergleich der Signalamplituden X und Y gewonnen werden.
Neben der naheliegenden Möglichkeit, aus den Signalspannungen zwei äquivalente Gleichspannungen
zu bilden und diese gegeneinanderzuschalten und die Differenz in einem Gleichstromverstärker
auf den erforderlichen Wert zu bringen, stellt dieses Beispiel des Gerätes 7 einen
weniger aufwendigen Weg dar. Die beiden Signalspannungen werden in zwei konstanten
Verstärkern 23; 24 gleicher Verstärkung verstärkt, danach mittels zwei Dioden
25; 26
gleichgerichtet und die am Lastwiderstand 27 liegende Differenz
der Gleichspannungen als Steuerspannung an das Umschaltgerät 1 gelegt.
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In der F i g. 5 sind Beispiele für die Geräte 2 und
8
dargestellt. Die Regelröhren 28; 29 erhalten die Signale X und Y
und verstärken diese auf einen gleichen Pegel, indem über die Dioden 30; 31
und Spannungsteiler 32; 33; 34; 35 eine Rückwärtsregelung eingestellt wird, die
den Verstärkungsgrad umgekehrt proportional zur Eingangsspannung regelt. Die amplituden-und
bei Kohärenz auch phasengleichen Wechselspannungen werden gegeneinandergeschaltet
und die Differenzspannung mittels der Diode 36 gleichgerichtet.
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Am Lastwiderstand 37 liegt dann eine Gleichspannung, die vom Kohärenzgrad
abhängig ist, also deren Größe dem Unterschied des Signalinhalts der Signale
X und Y proportional ist. Mit dieser Gleichspannung als Regelspannung
10 läßt sich eine Regelröhre 38
im Regelverstärker 2 auf gewünschte
Art regeln.