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DE1220895B - Elektroakustisches Verfahren fuer stereofone Wiedergabe ueber zwei Kanaele auf mehr als zwei Lautsprechern - Google Patents

Elektroakustisches Verfahren fuer stereofone Wiedergabe ueber zwei Kanaele auf mehr als zwei Lautsprechern

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Publication number
DE1220895B
DE1220895B DED45145A DED0045145A DE1220895B DE 1220895 B DE1220895 B DE 1220895B DE D45145 A DED45145 A DE D45145A DE D0045145 A DED0045145 A DE D0045145A DE 1220895 B DE1220895 B DE 1220895B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signals
loudspeakers
control
loudspeaker
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DED45145A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Lothar Keibs
Walter Tismer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DEUTSCHE POST INST
RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE
Deutsche Post AG
Original Assignee
DEUTSCHE POST INST
RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE
Deutsche Post AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DEUTSCHE POST INST, RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE, Deutsche Post AG filed Critical DEUTSCHE POST INST
Priority to DED45145A priority Critical patent/DE1220895B/de
Publication of DE1220895B publication Critical patent/DE1220895B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Description

  • Elektroakustisches Verfahren für stereofone Wiedergabe über zwei Kanäle auf mehr als zwei Lautsprechern Die Erfindung betrifft ein elektroakustisches Verfahren, bei welchem die über zwei Kanälen in Intensitätsstereofonie übertragenen oder aufgezeichneten Informationen auf der Wiedergabeseite derart auf mehr als zwei Lautsprecher aufgeschlüsselt werden, daß angenähert die Wirkung einer Mehrkanalübertragung bzw. Aufzeichnung entsprechend der Zahl der Lautsprecher erzielt wird.
  • Für die Aufzeichnung bzw. Übertragung stereofoner Informationen bei Schallplatte und Rundfunk bietet die Verwendung von Koinzidenzmikrofonen in Technik bzw. in -Technik aufnahmeseitig die übersichtlichsten Voraussetzungen, da sie unter Ausschaltung von Laufzeitdifferenzen auf der Ausnützung reiner Intensitätsunterschiede beruht. Es wird hierbei als bekannt vorausgesetzt, daß die jeweiligen -Informationen in die entsprechenden -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 -Informationen, wie im allgemeinen üblich, über zwei in entsprechendem Abstand voneinander arbeitende Lautsprecher, nachfolgend als System A bezeichnet, abstrahlt. Zur Erklärung ist in F i g. 1 a eine Übersicht zum System A gegeben.
  • 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 -Verhältnis angegeben.
  • Die wesentlichsten Mängel des Wiedergabeverfahrens nach System A sind 1. Die Informationen einer 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 III, Zeile c). Für Hörerplätze 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 Einkanaltechnik unter Verwendung eines Einzellautsprechers mit geeigneter Richtcharakteristik der Fall ist bzw. wie es z. B. in der Dreikanaltechnik (Seite - Mitte -Seite) möglich wäre, wenn jedes Mikrofon auf je einen einzelnen Lautsprecher arbeitet.
  • . 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 Synthese der Summenlokalisation den Mitteleindruck 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 Teilschallquelle 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«. 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 Aufnahmehühne zu kommen scheinen (z. B. F i g. 1 a, Spalte V, Zeile b). 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 Informationen X und Y führenden Seitenlautsprechern einen Mittenlautsprecher, der die Information M = X + Y mit einem geeigneten Pegelverhältnis zu X und Y abstrahlt, nachstehend als System B bezeichnet (F i g. 1b), wobei der Mittenlautsprecher mitunter auch nur einen Teil- des zu übertragenden Frequenzbandes erhält. 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 Mangel 1 der unnatürlichen: Verbreiterung einer vor dem Mikofon 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 t ist also ebenfalls gemindert. Die obengenannte Maßnahme beseitigt jedoch nicht den Mangel, der auch dem System A anhaftet, 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. 1b, Spalte V, und Zeile b, bzw. Spalte I -4nd Zeile d). Die Ursache dieses Effektes ist darin zu sehen, daß die wahrgenommene Schallenergie mit zunehmender Entfernung vom Lautsprecher abnimmt und daß ab einem bestimmten Abstandverhältnis trotz schwächerer abgestrahlter Energie des näheren Lautsprechers von diesem beim Hören eine größere Energie eintrifft. 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. .
  • Schallereignisse, die extrem von den Seiten herrühren, werden sogar von einem in der Mitte befindlichen Beobachter falsch geortet. Sie erscheinen nämlich nach der Mitte hin verschoben (F i g. 1b, Spalte III, Zeile a bzw. Zeile e), weil ein Teil des Schalles, der eigentlich nur von einem Seitenlautsprecher kommen sollte, auch vom Mittenlautsprecher abgestrahlt wird.
  • 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. 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.
  • 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 wiedergegeben. 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). Die Ursache ist dabei die gleiche, die bereits bei System B erläutert wurde. Der Mangel 3 ist also nicht beseitigt.
  • Auch bei diesem System tritt der Mangel einer verschlechterten Unterscheidbarkeit zweier gleichzeitig mit Dauerton arbeitender Schallquellen gegenüber dem System A auf, weil jeder Lautsprecher Signale abstrahlt, die sowohl X- als auch Y-Informationen enthalten.
  • 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.
  • c) Um bei Anwendung von zwei Lautsprechern eine ausgedehntere Zone verbesserter Lokalisierung, besonders Mittenlokalisierung, d. b., daß eine auf der Symmetrieachse der Mikrofonanordnung befindliche Schallquelle ebenfalls in der Mitte der Lautsprecherbasis 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, daß 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.
  • 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.
  • 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, die 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.
  • Mehrere gleichzeitig arbeitende Schallquellen können jedoch mit diesem Verfahren nicht getrennt werden, weil nur ein Signal, nämlich für den Fall der Intensitätssterreofonie das monofone Signal X + Y, übertragen wird, das lediglich mit entsprechenden Pegelverhältnissen auf die Lautsprecher ve, geilt wird.
  • Um dem Hörer bei Vorhandensein mehrerer Schallquellen den subjektiven Eindruck einer gewissen räumlichen Trennung zu vermitteln, wird nach einem Verfahren das Signal in mehrere Frequenzbänder unterteilt. Für jedes Frequenzband wird dann das Steuerverfahren einzeln angewendet.
  • Nach anderen Verfahren werden die hohen Frequenzen oder kurze Impulse bevorzugt zur Steuerung des Gesamtsignals verwendet. 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 der Amplitude der Steuertöne entspricht. Die Übertragung der Steuersignale erfordert Bandbreite, die dem Nutzsignal verlorengeht. Durch die Eigenschaften der erforderlichen Filter sind für die Regelgeschwindigkeit Grenzen gegeben. Weiterhin können bereits in -Technik bzw. -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. Die Unterscheidbarkeit zweier gleichzeitiger Schallquellen ist in jedem Fall schlechter als beim System A, weil alle Lautsprecher das gleiche Signal und nur mit unterschiedlichem Pegel abstrahlen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wiedergabeverfahren zu schaffen, das die genannten Mängel bekannter Verfahren weitgehend beseitigt und das für den Fall, daß in jedem Zeitpunkt nur eine Schallquelle bzw. Teilschallquelle arbeitet, aus einer Zweikanalübertragung bzw. -aufzeichnung eine vollkommen richtige n-Kanalwiedergabe liefert und bei mehreren gleichzeitig arbeitenden Schallquellen diese wenigstens annähert. Dabei ist n eine beliebige Zahl größer als 2.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Wiedergabe zweikanaliger, in Form von X- oder 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, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß 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 steuern, welche die Signale und Kombinationen der Signale, die durch ein- oder mehrfache Summen- und Differenzbildung gewonnen sind, auf die einzelnen Lautsprecherkanäle schalten.
  • Im einfachsten Fall werden 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 richtigen 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, in dem an den benachbarten Lautsprechern ein Energieverhältnis herrscht, das dem Verhältnis der Abstände der Schallquelle von den Lautsprecherorten umgekehrt proportional ist. Hierdurch erscheint die Schallquelle für jeden Hörerplatz stets angenähert am relativ richtigen Ort.
  • Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens D ist für den einfachsten 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, 111, V der F i g. 1 d angegebenen Pegel abgestrahlt werden. Eine solche Aufteilung kann durch unveränderliche lineare Kombination 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:
    Links Mitte Rechts
    In Y -Technik . .. . . . . (x- Y -f- ix- Y@) X -f- Y- ix-- YI 2 (Y- X -1- ix - Yl)
    In S - Technik . . . . . . . l (I S l + S) M - i S l 2 (I S I - S)
    Dabei bedeutet: ISI=IX-YI=S=X-Y, Dann ist bei X-Stereofonie und einer Schallquelle S mit M gleichphasig.
  • ISI =IX-YI =-S=Y-X, Dann ist bei Stereofonie und einer Schallquelle S zu M gegenphasig.
  • 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 beschriebeneu System auch eine Wiedergabe auf mehr als drei Kanälen möglich.
  • Bei Verwendung von fünf Lautsprechern werden die oben angegebenen drei Informationen in folgender Weise weiter unterteilt. Die mittlere Information wird derjenigen Seite, auf der im gegebenen Zeitpunkt die Information nicht »Null« ist, zugeordnet.
  • Man erhält dadurch auf dieser Seite zwei Informationen, während die andere Seite die Information »Null« hat. Diese beiden Informationen werden nach dem bei drei Lautsprechern angewendeten Verfahren unter Bildung eines neuen Mittenkanals auf drei Kanäle verteilt, d. h. den drei Lautsprechern der einen Seite (einschließlich des Mittenlautsprechers) zugeführt. Es entstehen dabei fünf neue Informationen, die in Darstellung in der Reihenfolge von links nach rechts folgende Werte haben: Dabei hat SI M folgende Bedeutung: wenn S mit M gleichphasig ist. wenn S zu M gegenphasig ist. Bei S = 0 kann M nach Belieben gleich M oder - M gesetzt werden, sofern es innerhalb einer Formel einheitlich geschieht. Im übrigen bedeuten Absolutsstriche immer Gleichphasigkeit mit M.
  • In gleicher Weise läßt sich das Wiedergabeverfahren erfindungsgemäß auf n-Kanäle anwenden, wenn die Informationen für die einzelnen Kanäle wie oben angegeben ermittelt werden.
  • Für den in erster Linie interessierenden praktischen Fall der Verwendung 'von drei Lautsprechern ist eine elektrische Steuerschaltung erforderlich, welche die Information ISI herstellt, indem sie je nach der Phasenlage von S zu M die Information S umpolt. Hierzu kann mauz. B. die Eingänge von zwei Verstärkerstufen parallel und ihre Ausgänge gegenphasig in Reihe schalten oder auch umgekehrt ihre Eingänge gegenphasig in Reihe und ihre Ausgänge parallel. Den Eingängen wird die Information S zugeführt. Das an die Gitter der Verstärkerstufen gelegte Steuersignal sorgt dafür, daß, je nachdem, ob es positiv oder negativ ist, die eine Verstärkerstufe geöffnet und die andere gesperrt wird, so daß am Ausgang entweder S oder -S entsteht. Zur Herstellung des Steuersignals werden die Primärsignale X und Y einzeln gleichgerichtet. Die Differenz der beiden gleichgerichteten Spannungen kann entweder selbst als Steuersignal bzw. zur Steuerung von diesem benutzt werden, so daß an ihrem gemeinsamen Ausgang immer I S I erhalten wird. Die Information I S I kann dann durch Addition bzw. Subtraktion mittels Differentialübertragung-oder durch geeignete Spannungsteilerschaltungen mit den Informationen S und M entsprechend den-oben-für drei Lautsprecher angegebenen Formeln kombiniert werden.
  • Statt gesteuerter Verstärkerstufen können auch Schaltungen verwendet werden, bei denen Diodenstufen mittels geeigneter Vorspannungen gesperrt oder geöffnet werden, wobei das Steuersignal in gleicher Weise wie oben beschrieben gewonnen wird. Dieselben für die drei Lautsprecher erforderlichen Informationen können auch dadurch erhalten werden, daß durch die elektrische Steuerschaltung die vorhandenen Primärinformationen entsprechend nachfolgendem Schema auf die drei Lautsprecher verteilt -werden
    Links I Mitte I Rechts
    Für x > 1 ..... X-Y 2Y 0
    Y
    Für x = 1 ..... 0 X + Y 0
    Y
    Für x < 1 ..... 0 2 X Y - X
    Y
    Auch hierbei wird der elektrischen Steuerschaltung die Differenz der gleichgerichteten Primärinformationen X und Y zugeführt und durch gesteuerte Dioden-,oder Verstärkerstufen eine Öffnung bzw. Sperrung der Wege für die primären Informationen zu den Lautsprechern bewirkt.
  • Bei Verwendung von mehr als drei Lautsprechern sind entsprechend mehr Steuerschaltungen notwendig, z. B. muß bei fünf Lautsprechern außer S auch M durch das aus X und Y gebildete Steuersignal umgeschaltet werden.
  • Bei allen vorangegangenen Betrachtungen über die Wirkungsweise des Wiedergabeverfahrens nach der Erfindung wurde vorausgesetzt, daß zu jedem Zeitpunkt nur eine Schallquelle arbeitet. Arbeiten gleichzeitig zwei räumlich getrennte zeitlich konstante Schallquellen, tritt also keine Umschaltung ein, so kann dieses Verfahren schon deshalb keine vollwertige Dreikanalwiedergabe liefern, weil die in zwei Kanälen vorhandenen Informationen nicht in allen Fällen für eine Dreikanalwiedergabe ausreichen.
  • Eine gewisse räumliche Unterscheidbarkeit von gleichzeitig mit Dauerton arbeitenden Schallquellen ist aber vorhanden, weil in den meisten Fällen zwei Lautsprecher gleichzeitig arbeiten. Der weiter links liegende Lautsprecher gibt hierbei den größeren Teil vom X-Signal und der weiter rechts liegende den größeren Teil vom Y-Signal wieder. Die räumliche Unterscheidbarkeit zweier gleichzeitiger Schallquellen mit Dauerton ist nach diesen Überlegungen also besser als beim Steuertonverfahren und beim Verfahren C.
  • In manchen Fällen werden zwei gleichzeitige Schallquellen beim Verfahren D vollkommen richtig getrennt. Befindet sich z. B. die eine Schallquelle so weit links, daß sie im wesentlichen nur ein X-Signal und kein Y-Signal liefert, und befindet sich die andere Schallquelle genau in der Mitte, so daß ihr X-Signal dieselbe Amplitude hat wie ihr Y-Signal, so hat im ganzen das X-Signal eine größere Amplitude als das Y-Signal. Von den drei Lautsprechern werden also folgende drei Signale abgestrahlt:
    links Mitte rechts
    X-Y 2Y 0
    Beim Signal X - Y heben sich die Anteile der mittleren Schallquelle auf. Der linke Lautsprecher strahlt also nur das Signal der linken Schallquelle ab. Ebenso strahlt der mittlere Lautsprecher nur das Signal der mittleren Schallquelle ab, weil die linke Schallquelle zum Y-Signal keinen Beitrag liefert.
  • Um einen optimalen Kompromiß zwischen der richtigen Ortung einzelner und mehrerer Schallquellen zu erhalten, empfiehlt es sich, das Wiedergabesystem nach der Erfindung mit den bekannten Wiedergabesystemen im geeigneten Verhältnis zu kombinieren, besonders mit dem System A.
  • Impulsartige Schallvorgänge werden mit dem Wiedergabeverfahren nach der Erfindung am besten wiedergeben, wenn kurze Umschaltzeiten verwendet werden. Um alle Vorgänge, auch die quasistationären, befriedigend wiederzugeben, ist es zweckmäßig, die Umschaltzeit nach subjektiven Erfordernissen zu wählen, wobei der Trägheit des menschlichen Gehörs Rechnung getragen werden muß.
  • In gleicher Weise wie bei den bekannten Steuertonverfahren können auch bei dem Wiedergabeverfahren nach der Erfindung (Verfahren D) die Primärsignale in mehrere Frequenzbänder zerlegt und diese einzeln nach dem beschriebenen Verfahren gesteuert werden.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Wiedergabe zweikanalig 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, dadurch gekennzeichnet, daß 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 steuern, welche die Signale und Kombinationen der Signale, die durch ein-oder mehrfache Summen- und Differenzbildung gewonnen sind, auf die einzelnen Lautsprecherkanäle schalten.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im einfachsten Fall der Wiedergabe über drei Lautsprecherkanäle drei aus den bzw. -Signalen abgeleitete Signale entstehen, die folgende Werte haben: In der -Technik links Mitte rechts 2 (X-Y+ Ix- Y1) X+ Y- IX- Yl 2 (jY-X+ @X-Y@),
    in der -Technik links Mitte rechts (ISS + S) M- ISI (ISI -S) 2 2
    wobei ISI = +S oder -S und IX-Yl = X-Y oder Y-X ist, je nachdem, ob S gleichphasig oder gegenphasig zu M bzw. das Amplitudenverhältnis ist, so daß bei den verschiedenen Amplitudenverhältnissen folgende Signale an den Lautsprechern liegen:
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein System mit größerer Lautsprecherzahl dadurch aus dem System mit kleinerer Lautsprecherzahl gebildet wird, daß zwischen zwei beliebigen benachbarten Lautsprecherkanälen des Systems mit der kleineren Lautsprecherzahl ein weiterer Lautsprecher angeordnet wird, dem Signale zugeführt werden, die aus den benachbarten Lautsprecherkanälen ebenso gewonnen und mit diesen kombiniert werden wie vorher der in der Mitte liegende Lautsprecherkanal aus den Ursprungssignalen.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Verstärker-oder Diodenstufen sind, die von den Steuersignalen als Vorspannung gesperrt oder geöffnet werden.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des Steuersignals die X- oder Y-Signale gleichgerichtet und voneinander subtrahiert werden.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es mit bekannten Wiedergabeverfahren der Technik durch gleichzeitige Anwendung der Zusammenschaltung kombiniert wird.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale in verschiedene Frequenzbänder aufgeteilt und mittels getrennter Umschalter den einzelnen Lautsprecherkanälen zugeführt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1119 917, 1081051, 1086 279, 1139 884, 1106 811, 1018 916; USA.-Patentschriften Nr. 2 335 575, 3 060 266, 3067287.
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DE2351423A1 (de) * 1972-10-13 1974-04-25 Sony Corp Stereophonie-wiedergabegeraet

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