DE2126480C3 - Circuit arrangement for four-channel reproduction of two mixed signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.The invention relates to a circuit arrangement as it is assumed in the preamble of claim 1.

Nachdem sich die zweikanalige Übertragung von Schallereignissen eingebürgert hat, sieht man nunmehr eine vierkanalige Wiedergabe zur Verbesserung des Raumeindrucks als wünschenswert an. Damit die zahlreichen derzeit in Betrieb befindlichen Geräte und Einrichtungen auch weiterhin benutzbar bleiben, besteht die Forderung nach Kompatibilität der Vierkanal-Übertragungstechnik mit den derzeitigen zweikanaügen Einrichtungen Man versucht daher, die Signale der vier Kanäle so zu codieren, daß sich die gesamte Information zweikanalig übertragen oder speichern läßt. Die Codierung der Signale erfolgt durch eine Matrizierung, bei welcher die einzelnen Signale in bestimmten Verhältnissen derart miteinander addiert bzw. subtrahiert werden, daß zwei Signalgemische entstehen, die sich durch eine entgegengesetzte Matrizierung wieder in vier Signale aufspalten lassen, welche den vier ursprünglichen Signalen möglichst gleichen sollen. Bei diesen Matrizierverfahren lassen sich die Signale jedoch nicht vollständig in der ursprünglichen Form zurückgewinnen, sondern es verbleiben in jedem K.inal noch mehr oder weniger große Reste von Signalen der anderen Kanäle, die jedoch wegen der Kohärenz der vier Signale bei den normalerweise zu übertragenden Schallereignissen meist tolerierbar sind.After the two-channel transmission of sound events has become commonplace, one can now see a four-channel playback to improve the impression of the room is desirable. So that numerous devices and facilities currently in operation remain usable the requirement for compatibility of the four-channel transmission technology with the current two-channel trains Facilities One tries therefore to encode the signals of the four channels in such a way that the entire Transferring or storing information in two channels. The signals are coded by a Matrixing in which the individual signals are added to one another in certain proportions or subtracted that two mixed signals arise which are separated by an opposite one Split the matrixing into four signals again, which should be as similar as possible to the four original signals. Do not use this matrixing method however, the signals do not fully recover in their original form, but rather it more or less large remnants of signals from the other channels remain in each K.inal but because of the coherence of the four signals in the normally transmitted sound events are mostly tolerable.

Zur Verbesserung des Richtungseindrucks sieht ein Vorschlag gemäß der älteren DT-OS 20 14 856 vor, die Lautstärke der beiderseitigen Nachbarkanäle desjenigen Wiedergabekanals zu dämpfen, in dein das übertragene Schallereignis gerade vorherrschend ist. Auf diese Weise konzentriert sich die Wiedergabe mehr auf den betreffenden Kanal, so daß das Schall°reignis genauer in diese Richtung lokalisiert wird. Zur Konstanthaltung der insgesamt abgestrahlten Schalieistung kann die Regelung insbesondere so vorgenommen werden, daß die Verstärkungen in Kanälen, welche jeweils zu gegenüberliegenden Lautsprechern gehören, gegensinnig geändert werden: Wenn in der einen Diagonaler, die Lautstärke erhöht wird, wird sie in der anderen Diagonalen entsprechend vermindert.To improve the directional impression, a proposal according to the older DT-OS 20 14 856 provides the To attenuate the volume of the adjacent channels on both sides of the playback channel into your das transmitted sound event is currently predominant. This way the playback will be more focused on the channel concerned, so that the sound event is localized more precisely in this direction. To the The regulation can in particular be carried out in this way to keep the overall radiated formwork output constant that the amplifications in channels, which belong to opposite speakers, can be changed in opposite directions: If the volume is increased in one diagonal, it is increased in the other diagonals correspondingly reduced.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Schaltung, welche eine Verbesserung des Richtungseindrucks bei der vierkanaligen Wiedergabe von zweikanalig matrizierten Signalen ergibt, so daß eine wirklichkeitsgetreuere Richtungswiedergabe erzielt wird, bei welcher Verfälschungen durch Signale aus Nachbarkanälen weniger stören. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object of the invention is to provide a circuit which improves the sense of direction in the four-channel reproduction of two-channel matrixed signals, so that a more realistic directional reproduction is achieved becomes, in which corruption caused by signals from adjacent channels interfere less. This task will solved by the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung ist verwendbar bei allen der zur Zeit gebräuchlichen Zweispursysteme für Aufzeichnung und/oder Übertragung, wobei zwei der vier getrennten Nachrichtenkanäle in der üblichen Weise eingegeben werden, während die anderen beiden Kanäle zu jeweils gleichen Teilen, einmal phasengleich und einmal phasenverschoben den beiden Spuren überlagert werden. Dies bedeutet z.B. für eine 45°/45°-Stereoschallplatte, daß zwei der Kanäle auf den beiden getrennten, durch die Rillenwände dargestellten Spuren aufgezeichnet werden, während ein dritter Kanal zu jeweils gleichen Teilen phasengleich dem »linken« und »rechten« Kanal des Stereo-Schneidkopfes zugeführt wird, um eine seitliche Rillenmodulation zu erzeugen, und daß der vierte Kanal zu jeweils gleichen Beträgen, jedoch phasenverschoben, dem »linken« und »rechten« Eingang des Schneidkopfes zugeführt wird, um eine senkrechte Modulation der Schallplattenrille zu erzeugen. The invention can be used with all of the two-track systems currently in use for recording and / or transmission, two of the four separate communication channels being input in the usual manner, while the other two channels are superimposed on the two tracks in equal parts, once in phase and once out of phase will. For a 45 ° / 45 ° stereo record, for example, this means that two of the channels are recorded on the two separate tracks represented by the groove walls, while a third channel is in phase with the "left" and "right" channels of the stereo in equal parts Cutting head is fed to produce a lateral groove modulation, and that the fourth channel is fed to the "left" and "right" inputs of the cutting head in equal amounts, but out of phase, in order to produce a vertical modulation of the record groove.

Die im Speichermedium enthaltene oder die gesendete Information wird über eine Decodiermatrix wiedergegeben, um zwei Signalgemische zu erzeugen, d. h. ein »linkes« Signal, welches zusätzlich zum Signal aus dem linken Kanal einen prozentualen Anteil aus dem driuen Kanal und einen gleichen prozentualen Anteil aus dem vierten Kanal enthält, und ein »rechtes« Signal, welches das Signal aus dem rechten Kanal und entsprechende Anteile aus dem dritten und — mit umgekehrten Vorzeichen — aus dem vierten Kanal enthält. Durch richtige Addition und Subtraktion seiner Komponenten werden aus den Signalgemischen vier unabhängige Signale gewonnen, in welchen jeweils eines der vier ursprünglichen Signale vorherrschend ist, wobei jedes Signal jedoch außerdem geringere Anteile von zwei anderen Kanälen enthält. Ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Wiedergabeanordnung besteht darin, daß die Augenblicksamplituden der vier unabhängigen, von den vier Lautsprechern wiederzugebenden Signale automatisch geregelt werden in Abhängigkeit von den in eben diesen vier Kanälen voriiandencn Signalen, so daß dem Zuhörer vier talsächlich getrennte unabhängige Schallquellen vorgespiegelt werden.The information contained in the storage medium or the information sent is reproduced via a decoding matrix, to generate two composite signals, d. H. a "left" signal, which in addition to the signal from the left channel a percentage from the third channel and an equal percentage from the fourth channel contains, and a "right" signal, which the signal from the right channel and corresponding Contains components from the third and - with the opposite sign - from the fourth channel. Through correct addition and subtraction of its components result in four independent signals from the composite signals Signals obtained in each of which one of the four original signals is predominant, each However, the signal also contains minor components from two other channels. An important feature of the display device according to the invention is that the instantaneous amplitudes of the four independent, signals to be reproduced by the four speakers can be controlled automatically in dependence of the signals present in these four channels, so that for the listener four are essentially separate independent sound sources are simulated.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of a few exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabeanordnung,F i g. 1 shows an embodiment of the display device according to the invention,

Fig.2 das Schaltbild eines in der Anordnung nach F i g. 1 verwendeten Filters,2 shows the circuit diagram of an in the arrangement according to F i g. 1 filter used,

Fig. 3 eine Kennlinie der in der Schaltung nach F i g. 1 verwendeten Verstärker,FIG. 3 shows a characteristic curve of the circuit shown in FIG. 1 amplifier used,

Fig.4 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäUen Wiedergabeanordnung, Fig. 4 is a block diagram of another embodiment the display device according to the invention,

F i g. 5 zeigt eine Kennlinie der in der Schaltung nach F i g. 4 verwendeten Verstärker undF i g. 5 shows a characteristic curve in the circuit according to FIG F i g. 4 used amplifier and

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung.F i g. 6 is a block diagram of a third embodiment the invention.

Die im folgenden verwendeten Signalbezeichnungen I R CuxTi Dereeben sich aus den Definitionen:The signal designations used below, IR CuxTi Dere, are derived from the definitions:

L = linkes Signal, R = rechtes Signal, C = vorderes Signal, D= hinteres Signal.L = left signal, R = right signal, C = front signal, D = rear signal.

Die zweikanalig aufgezeichneten Signale werden beispielsweise von einem Stereo-Tonabnehmer abgetastet und der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung direkt oder über zwei Verstärker 40 und 42 zugeführt Bei dem linken Signal, welches mit Lt bezeichnet ist, handelt es sich um ein Signalgemisch, welches zusätzlich zu dem L-Signal einen Anteil von 0,707 des C-Signals und einen Anteil von 0,707 des D-Signals enthält. In ähnlicher Weise enthält das rechte Signal /?jdas Signal R aus dem rechten Kanal, einen Anteil von 0,707 des Signals C und einen Anteil von 0,707 des Signals D, wobei letzteres in beiden Fällen phasenverschoben ist. Wenn an die Ausgänge der Verstärker 40 und 42 Lautsprecher angeschlossen wären, würde die Wiedergabe derjenigen einer herkömmlichen zweikanaligen Stereo-Anlage gleichwertig sein. Im vorliegenden Fall jedoch gelangen die Signale Lt und Rt außerdem zu zwei Signalkombinationsschaltungen 44 und 46, welche durch Addition und Subtraktion von Bruchteilen der Komponenten des Signalgemisches vier Signale L\ C '. D 'und R 'erzeugen, in denen jeweils eines der Signale LCD und R vorherrscht und deren jedes außerdem geringere Anteile aus zwei anderen Kanälen enthält. Daher bestehen die zu den in gleicher Weise bezeichneten Lautsprechern L, C, Rund Dgelangenden Signale nach Durchlauf von Leistungsvei stärkern 48, 50, 52 und 54 nicht aus der reinen Information der jeweiligen Kanäle, sondern sind jeweils überlagert von Teilen der Information aus den benachbarten Kanälen. The signals recorded in two channels are sampled, for example, by a stereo pickup and the signal shown in FIG. 1 supplied directly or via two amplifiers 40 and 42. The left signal, which is labeled Lt , is a signal mixture which, in addition to the L signal, has a component of 0.707 of the C signal and a component of 0.707 of the D signal. Similarly, the right signal /? J contains the R signal from the right channel, a 0.707 component of the C signal and a 0.707 component of the D signal, the latter being out of phase in both cases. If loudspeakers were connected to the outputs of amplifiers 40 and 42, the reproduction would be equivalent to that of a conventional two-channel stereo system. In the present case, however, the signals Lt and Rt also arrive at two signal combination circuits 44 and 46 which, by adding and subtracting fractions of the components of the signal mixture, produce four signals L \ C '. Generate D 'and R ' in which one of the signals LCD and R prevails and each of which also contains smaller components from two other channels. Therefore, after passing through power amplifiers 48, 50, 52 and 54, the signals coming to the speakers L, C, and D, which are labeled in the same way, do not consist of the pure information of the respective channels, but are in each case superimposed by parts of the information from the adjacent channels .

Die Augenblickswerte der den vier Lautsprechern zugeführten Signale werden nun mittels einer Richtungsbestimmungsschaltung derart geregelt, daß ein Zuhörer den Eindruck einer praktisch vollkommenen Kanaltrennung hat, als wären also vier getrennte, unabhängige Schallquellen vorhanden. Dies beruht auf einem Phänomen, das in der Akustik als Vorrangeffekt oder »Präzedenzeffekt« bekannt ist. Bei den meistgewählten Musikwerken spielen die einzelnen Musiker nicht stetig, sondern erzeugen eher ein sich ständig änderndes Klangbild aus an- und abklingenden Tönen, Schlaggeräuschen usw., die nicht gleichzeitig auftreten, sondern sich überschneiden. Beispielsweise kann als erstes das Geräusch einer Trommel au? dem Kanal L erscheinen, dann ein Becken auf dem Kanal R, gefolgt von der Stimme eines Solisten, der auf Kanal C singt usw. Wenn man die Lautsprecheranlage so umschalten kann, daß jedesmal, wenn ein besonders plötzlicher oder schlagartiger Ton in einem Kanal beginnt, der betreifende Lautsprecher eingeschaltet oder das Signal besonders verstärkt wird, während die übrigen Lautsprecher ausgeschaltet oder gedämpft werden, dann richtet der Hörer seine Aufmerksamkeit auf den speziellen, aus diesem Lautsprecher kommenden Ton, und selbst wenn der Ton auf einen anderen Lautsprecher übergeht, hat er den Eindruck, ah käme der Ton immer noch von dem ersien Lautsprecher, obwohl er dort langst verschwunden ist.The instantaneous values of the signals fed to the four loudspeakers are now regulated by means of a direction-determining circuit in such a way that a listener has the impression of practically complete channel separation, as if four separate, independent sound sources were present. This is based on a phenomenon known in acoustics as the priority effect or "precedence effect". In the most popular musical works, the individual musicians do not play continuously, but rather create a constantly changing sound pattern made up of rising and falling tones, beat noises, etc., which do not occur at the same time, but rather overlap. For example, the first thing that can be heard is the sound of a drum. appear on channel L , then a cymbal on channel R, followed by the voice of a soloist singing on channel C, and so on. The loudspeaker in question is switched on or the signal is specially amplified while the other loudspeakers are switched off or attenuated, then the listener focuses his attention on the particular sound coming from that loudspeaker, and even if the sound passes to another loudspeaker, he has that Impression, ah, the sound is still coming from the first loudspeaker, although it has long since disappeared there.

Dementsprechend hat der Regelspannungsgenerator 56 der Wiedergabeanordnung die Funktion, herauszu- ; finden, welcher Kanal in jedem Augenblick das stärkste Signal führt, um diesen Kanal einzuschalten oder seine Verstärkung besonders zu erhöhen, während die ihrigen Kanäle ausgeschaltet oder gedämpft werden.Accordingly, the control voltage generator 56 of the display device has the function of extracting ; find which channel carries the strongest signal at any given moment in order to switch on this channel or his Increase gain especially while your channels are turned off or attenuated.

Wenn der Ton in dem zuerst herausgefundenen Kanal leiser wird und ein anderer Ton auf einem anderen Kanal erscheint, dann ändert der Regelspannungsgenerator die Regelspannungen so, daß die Verstärkung im ersten Kanal schnell verringert und die Verstärkung in dem anderen Kanal erhöht wird. Es ist zweckmäßig, sich die Wirkungsweise dieser Schaltung anhand der nachstehenden Wahrheitstabelie vorzustellen. Falls in der Anlage Tonsignale vorhanden sind, dann gilt folgende Logik: ι οWhen the sound in the first found channel gets quieter and another sound on another Channel appears, then the control voltage generator changes the control voltages so that the gain in The first channel is rapidly decreased and the gain in the other channel is increased. It is expedient to yourself to introduce how this circuit works using the truth table below. If in the system has audio signals, then the following logic applies: ι ο

Bei L-Signal = 0 ist nur Ä-Signal vorhanden.
Bei /?-Signal = 0 ist nur L-Signal vorhanden.
Bei C-Signal = 0 ist nur />Signal vorhanden.
Bei D-Signal = 0 ist nur C-Signal vorhanden.If the L signal = 0, there is only an Ä signal.
If /? - signal = 0 there is only an L-signal.
If the C signal = 0, there is only a /> signal.
If the D signal = 0, there is only a C signal.

Dies ist eine Form negativer Logik, d. h., das Fehlen eines Tones im Kanal L beispielsweise oder seine Verminderung dient zum Einschalten oder zur Erhöhung der Verstärkung des Λ-Kanals usw.This is a form of negative logic, that is, the absence of a tone in the L channel, for example, or its diminution is used to turn on or increase the gain of the Λ channel, etc.

Es sei nun die Erzeugung der Regelspannungen erläutert. Die Ausgänge der Verstärker 40 und 42 liegen an Steuerverstärkern 58 und 60, deren Verstärkungsfaktoren im Gleichlauf gesteuert werden, wie es durch die dazwischenliegende Verbindung 62 angedeutet ist.The generation of the control voltages will now be explained. The outputs of the amplifiers 40 and 42 are connected to control amplifiers 58 and 60, the gain factors of which are controlled in synchronism, as indicated by the intermediate connection 62 is indicated.

Aus noch zu erörternden Gründen ist es wünschenswert, die Signale L_Tund /?_rden Verstärkern 58 und 60 über spezielle Filter 59 und 61 zuzuführen, deren Durchlaßkennlinie der Kurve gleicher Lautstärke des menschlichen Ohres bei mittlerem Lautstärkepegel und im interessierenden Hörfrequenzbereich ähnlich ist. ιυ Eine Schar von Kurven gleicher Lautstärke ist in einem Aufsatz von Emil T ο r i c k und dem Erfinder Bauer mit dem Titel »Researches in Loudness Measurement« in »IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics«, Band AU-K₁Nr. 3,1966, S. 141 bis 151, beschrieben. Die 70-Phon-Kurve gleicher Lautstärke, die aufgrund dieser Untersuchungen entwickelt worden ist, ist in den Blöcken 59 und 61 in umgekehrter Form wie eine Empfindlichkeitskurve eingezeichnet. Die Durchlaßkennlinie hat bei höheren Frequenzen (bei etwa 4 kHz) einen Maximalwert, der etwa bei 8 db liegt, während sie im wesentlichen von etwa 2 kHz bis hinunter auf etwa 50 Hz konstant verläuft und dann eine Abnahme von annähernd 5 db darstellt. Die Filter 59 und 61 formen die den geregelten Verstärkern 58 und 60 zugeführten Signale so, daß die der Decodiermatrix 45 entnommenen Signale L'. C'. D 'und R 'aufgrund ihrer relativen Lautheit anstatt aufgrund ihres Energiegehaltes den richtigen Kanälen zugeführt werden. Beispielsweise verhindern es die Bewertungskurven der Filter 5? und so 61, daß die niederfrequenten, jedoch energiereichen von einer Trommel erzeugten Signale fälschlich die höherfrequenten, jedoch energieärmeren Signale, beispielsweise einer Pikkoloflöte, umschalten.For reasons to be discussed, it is desirable to use the signals L _T and /? _{r to} the amplifiers 58 and 60 via special filters 59 and 61, whose transmission characteristic is similar to the curve of equal volume of the human ear at a medium volume level and in the audible frequency range of interest. ιυ A family of curves of equal volume is in an essay by Emil T ο rick and the inventor Bauer with the title "Researches in Loudness Measurement" in "IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics", Volume AU-K ₁ No. 3.1966, Pp. 141 to 151. The 70-phon curve of the same volume, which was developed on the basis of these investigations, is shown in blocks 59 and 61 in the reverse form of a sensitivity curve. The transmission characteristic has a maximum value at higher frequencies (at around 4 kHz), which is around 8 db, while it is essentially constant from around 2 kHz down to around 50 Hz and then represents a decrease of approximately 5 db. The filters 59 and 61 shape the signals fed to the regulated amplifiers 58 and 60 in such a way that the signals L 'taken from the decoding matrix 45. C '. D 'and R ' are fed to the correct channels due to their relative loudness instead of due to their energy content. For example, prevent the evaluation curves of the filter 5? and so 61 that the low-frequency, but high-energy signals generated by a drum falsely switch over the higher-frequency, but lower-energy signals, for example a piccolo flute.

Eine in F i g. 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Filter enthält einen hochohmigen Widerstand R1, dem eine Reihenschaltung aus einem kleineren Widerstand R 2, einem Kondensator Ci und einer Induktivität L1 parallel geschaltet ist. und dem ein mit Erde verbundener kleiner Widerstand /?3 und ein mit dem Verstärker 58 (oder 60) verbundener Reihenwiderstand A4 nachgeschaltet ist Die Größen der Schaltelemente in der Reihenschaltung sind so gewählt, daß die Schaltung in Zusammenwirkung mit dem parallelen Widerstand R1 ein Maximum ihrer Durchlaßkennlinie (<s bei etwa 4 kHz aufweist. Typische Werte für die in der Schaltung nach F i g. 2 verwendeten Bauelemente sind folgende:One shown in FIG. The preferred embodiment of the filter shown in FIG. 2 contains a high-resistance resistor R 1, to which a series circuit comprising a smaller resistor R 2, a capacitor Ci and an inductance L 1 is connected in parallel. and the one connected to earth small resistance? 3 and connected to the amplifier 58 (or 60) series resistor A4 is connected downstream / The sizes of the switching elements in the series circuit are chosen so that the circuit in cooperation with the parallel resistor R 1, a maximum their transmission characteristic (<s at about 4 kHz. Typical values for the components used in the circuit according to FIG. 2 are as follows:

Λ 1 =5.1 \ίΩ Λ 1 = 5.1 \ ίΩ

R2 = 1,6 kn
R3 = 91Ω
RA = 1,0 kn
Cl = 0,0IuF
Ll = 300 mH R2 = 1.6 kn
R3 = 91Ω
RA = 1.0 kn
Cl = 0.0IuF
Ll = 300 mH

Im Regelspannungsgenerator 56 werden die Ausgänge der Verstärker 58 und 60 mit Hilfe von Kombinationsschaltungen 64 und 66, welche eine Hilfsmatrix 65 bilden, in vier getrennte Ausgangssignale L", C ", D " und R "in der gleichen Weise aufgeteilt, wie die Signale L'. C. D 'und R 'von den Kombinationsschaltungen 44 und 46 der Matrix 45 erzeugt werden. Diese beiden Gruppen von jeweils vier Ausgangssignalen ähneln sich in ihrem Musikinhalt, jedoch wird die erste Gruppe durch die Wirkung der Verstärker 58 und 60 trotz Schwankungen der Lautstärke der Aufzeichnung (modifiziert durch die Filter 59 und 61) auf gleichmäßigem Pegel gehalten. Um diesen konstanten Ausgangspegel zu erhalten, werden die Signale L", C ", D "und R " in Gleichrichtern 68, 70, 72 und 74 gleichgerichtet und mittels einer Addierschaltung mit Widerständen 76, 78, 80 und 82 summiert, wobei an einem gemeinsamen Widerstand 84 ein Summensignal entsteht. Die am Widerstand 84 erscheinende Spannung wird über die Leitungen 86 und 62 den Verstärkern 58 und 60 zugeführt, die daraufhin den Mittelwert der Spannung am Widerstand 84 im wesentlichen konstant hält. Die Wirkung der Verstärkungsregelung wird vergrößert, wenn den Widerständen 76, 78, 80 und 82 jeweils ein Kondensator 88, 90, 92 und 94 zugeschaltet wird, wodurch die gleichgerichtete Spannung die Hüllkurve des Signals und nicht der Augenblickswert ist. Die Verstärkungsregelung hält auch die Summe der Spannungen an den Widerständen 76, 78, 80 und 82 konstant, da ja die Spannung am relativ kleinen Widerstand 84 die Summe der vier gleichgerichteten Spannungen ist.In the control voltage generator 56, the outputs of the amplifiers 58 and 60 are divided into four separate output signals L ", C", D " and R " in the same way as the signals L with the aid of combination circuits 64 and 66, which form an auxiliary matrix 65 '. C. D 'and R ' are generated by the combinational circuits 44 and 46 of the matrix 45. These two groups of four output signals each are similar in their music content, but the first group is kept at a constant level by the action of the amplifiers 58 and 60 despite fluctuations in the volume of the recording (modified by the filters 59 and 61). In order to obtain this constant output level, the signals L ", C", D "and R" are rectified in rectifiers 68, 70, 72 and 74 and summed by means of an adding circuit with resistors 76, 78, 80 and 82, with a common Resistor 84 creates a sum signal. The voltage appearing at resistor 84 is fed via lines 86 and 62 to amplifiers 58 and 60, which then keep the mean value of the voltage at resistor 84 essentially constant. The effect of the gain control is increased if the resistors 76, 78, 80 and 82 each have a capacitor 88, 90, 92 and 94 connected, whereby the rectified voltage is the envelope of the signal and not the instantaneous value. The gain control also keeps the sum of the voltages across the resistors 76, 78, 80 and 82 constant, since the voltage across the relatively small resistor 84 is the sum of the four rectified voltages.

Die Wirkung der Verstärkungsregelschaltung wird am besten anhand einzelner Beispiele verständlich. Es sei angenommen, daß die Anlage eine Aufnahme abspielt, die nur ein einziges Signal, sagen wir das Signal L, enthält, dessen Amplitude willkürlich als Einheitswert festgesetzt sei. Die Spannungen e,, e_ft ea, e_r, die jeweils an den Widerständen 76, 78, 80 und 82 erscheinen, haben in diesem Fall die relativen Werte 1; 0,707; 0.707 und 0, wie sich anhand eines Vektordiagramms nachweisen läßt. Die Summe dieser Spannungen ist 2,414, und die Verstärker 58 und 60 sind so ausgelegt, daß die Spannung am Widerstand 84 ungeachtet des Signalpegels im Kanal L auf diesem Wert gehalten wird. Dies stellt eine der Bedingungen für den Betrieb der Schaltung dar, was später noch ausführlicher behandelt werden wird.The effect of the gain control circuit can best be understood with the help of individual examples. It is assumed that the system is playing a recording which contains only a single signal, say the signal L , the amplitude of which is arbitrarily set as a unit value. The voltages e _{1, e ft} ea, e _r , which appear at the resistors 76, 78, 80 and 82, respectively, have the relative values 1 in this case; 0.707; 0.707 and 0, as can be demonstrated using a vector diagram. The sum of these voltages is 2.414, and amplifiers 58 and 60 are designed to hold the voltage across resistor 84 at that value regardless of the level of the signal in channel L. This is one of the conditions for the operation of the circuit, which will be discussed in more detail later.

Es sei nun angenommen, daß nur das C-Signal vorhanden ist, wobei die Spannungen ei, e_o e_dund e_rdie Werte 0,707; 1; 0 bzw. 0,707 haben. Die Summe dieser Spannungen ist auch hier gleich 2,414. Wenn nun auf den Kanälen L und C gleichzeitig inkohärente Signale vorhanden sind (z.B. Signale ähnlich dem weißen Rauschen, d.h.. Signale aus zwei verschiedenen Quellen), dann ist die der Summe dieser Kanäle entsprechende Spannung gleich der Wurzel der Summe der Quadrate beider Spannungen. Daher ergibt die ungeregelte Summe der Signale L und C die in der nachstehenden Tabelle I angeführten Werte, nämlich ei = 1,223. e_c = 1,223, e_d = 0,707 und e_r = 0,707. DieIt is now assumed that only the C signal is present, the voltages ei, e _o e _d and e _r having the values 0.707; 1; 0 and 0.707 respectively. Here, too, the sum of these voltages is equal to 2.414. If incoherent signals are now present on channels L and C at the same time (e.g. signals similar to white noise, i.e. signals from two different sources), then the voltage corresponding to the sum of these channels is equal to the root of the sum of the squares of both voltages. The unregulated sum of signals L and C therefore gives the values listed in Table I below, namely ei = 1.223. e _c = 1.223, e _d = 0.707 and e _r = 0.707. the

Summe dieser vier Spannungen ergibt den Wert 3,860 und die Verstärker stellen die Einzelspannungen sofort so ein, daß sich insgesamt der Wert 2,414 ergibt Somit wird jede dieser Einzelspannungen in proportionalerThe sum of these four voltages gives the value 3.860 and the amplifiers provide the individual voltages immediately so that the overall value is 2.414. Thus, each of these individual voltages is more proportional

Tabelle 1Table 1

Weise vermindert im Verhältnis 2,414/3,860, um die geregelten Werte ei = 0,760, e, = 0,760, e_d = 0,440 und e, — 0,440 zu liefern.Way reduced in the ratio 2.414 / 3.860 to provide the regulated values ei = 0.760, e, = 0.760, e _d = 0.440 and e, - 0.440.

Signalsignal

(L +(L + C)C) LL. 1.0001,000 0,7070.707 0,7070.707 00 (L +(L + OO CC. 0,7070.707 1,0001,000 00 0,7070.707 ungeregeltunregulated 1,2231.223 1,2231.223 0,7070.707 0,7070.707 C +C + R)R) geregeltregulated 0,7600.760 0,7600.760 0,4400.440 0,4400.440 C +C + R)R) RR. 00 0,7070.707 0,7070.707 1,0001,000 (L +(L + ungeregeltunregulated 1,2231.223 1.4141,414 1,2231.223 1,2231.223 (L +(L + R +R + D)D) geregeltregulated 0.5570.557 0,6670.667 0,5570.557 0,5570.557 R +R + D)D) DD. 0,7070.707 00 1,0001,000 0,7070.707 (L+C +(L + C + ungeregeltunregulated 1,4141.414 1,4141.414 1,4141.414 1,4141.414 (L+C +(L + C + geregeltregulated 0,6000.600 0,6000.600 0,6000.600 0,6000.600

Es sei nun das Vorhandensein eines Signals in einem dritten Kanal, dem Kanal R, betrachtet Die Spannungen beim alleinigen Betrieb dieses Kanals haben die Werte ei = 0, e_c = 0,707, ed = 0,707 und e_r = 1. Es sei wieder angenommen, daß alle drei Signale ähnlich dem weißen Rauschen inkohärente Signale sind. Die resultierenden ungeregelten Werte für e_t, e_o ed und e_r für die Bedingung (L+C+R) ergeben sich aus der Wurzel der Summe der Quadrate der einzelnen Spannungen für diese drei Kanäle und sind in der Tabelle 1 mit 1223, 1,414, 1,223 und 1,223 angeführt. Diese vier Spannungen addieren sich zu dem Gesamtwert 5,083, worauf die Verstärker derart regeln, daß diese Einzelspannungen sofort um den Faktor 2,414/ is 5.083 vermindert werden, so daß sich die in der Tabelle 1 angeführten geregelten Spannungen ergeben.Let us now consider the presence of a signal in a third channel, the R channel. The voltages when this channel is operated alone have the values ei = 0, e _c = 0.707, ed = 0.707 and e _r = 1. It is again assumed that that all three signals are incoherent signals similar to white noise. The resulting unregulated values for e _t , e _o ed and e _r for the condition (L + C + R) result from the root of the sum of the squares of the individual voltages for these three channels and are in Table 1 with 1223, 1.414 , 1.223 and 1.223. These four voltages add up to the total value 5.083, whereupon the amplifiers regulate in such a way that these individual voltages are immediately reduced by a factor of 2.414 / is 5.083, so that the regulated voltages listed in Table 1 result.

Wenn nun eine vierte, dem Kanal D entsprechende Spannung hinzugefügt wird, dann ergibt sich für jede der vier zu summierenden Spannungen ein Wert von 1.414. und nach dem Regeln der Verstärker ist die Summe dieser vier Spannungen auf den Wert 2,414 vermindert, wobei jede Einzelspannung den Wert 0,6 hat.If a fourth voltage corresponding to channel D is now added, a value of 1.414 results for each of the four voltages to be added. and after the amplifiers have been regulated, the sum of these four voltages is reduced to the value 2.414, with each individual voltage having the value 0.6.

Es sei nun kurz die rechte Seite der F i g. 1 betrachtet. wo die vier Signale L'. C D' und R ' den Regelverstärkern 96,98,100 und 102 zugeführt werden. Von dort gelangen die Signale zu den vier Lautsprechern LCD und R. nachdem sie ggf. in den Verstärkern 48,50,52 und 54 verstärkt worden sind.Let us now briefly see the right-hand side of FIG. 1 considered. where the four signals L '. CD ' and R' are fed to the control amplifiers 96, 98, 100 and 102. From there the signals reach the four loudspeakers LCD and R. after they have been amplified in amplifiers 48, 50, 52 and 54, if necessary.

Wenn die vorerwähnten Signale inkohärent sind und dennoch eine gewisse Frequenzähnlichkeit aufweisen, dann nähert sich der addierte Spitzenwert eher der Summe der Signale als dem quadratischen Mittelwert. Hierdurch ändert sich jedoch die oben vorgenommene ss Auswertung nichtIf the aforementioned signals are incoherent and still have a certain frequency similarity, then the added peak value approaches the sum of the signals rather than the root mean square value. However, this does not change the ss evaluation carried out above

Für die Regelung werden die Einzelspannungen ei, e„ e_d und e_r in der folgenden Weise angelegt: e₍ wird zur Steuerung des Signals R' dem Verstärker 102 zugeführt; e_r wird zur Steuerung des Signals L' dem fto Verstärker % zugeführt; e_c wird zur Steuerung des Signals D ' dem Verstärker 100 zugeführt und e_rf wird zur Steuerung des Signals C" dem Verstärker 98 zugeführt Um die oben behandelte Wahrheitstabelle besser zu erfüllen, sind die Gleichrichter 68, 70, 72 und <<s 74 als für negative Signale leitend geschaltet, ;<"» daß die Spannungen ei, e_a ed und e_r und ihre verschiedenen, in der Tabelle 1 aufgeführten Kombinationen negative Spannungen sind. Außerdem werden die Regelspannungen für die Verstärker 96, 98, 100 und 102 durch Batterien 104, 106, 108 und 110 um 0,6 V in positiver Richtung angehoben.For the regulation, the individual voltages ei, e, e, _d and e _{r are applied} in the following way: e ₍ is fed to the amplifier 102 to control the signal R ' _{; e r} is fed to the fto amplifier% to control the signal L'; e _c is fed to the amplifier 100 to control the signal D ' _{and e rf} is fed to the amplifier 98 to control the signal C ". To better satisfy the truth table discussed above, the rectifiers 68, 70, 72 and << s 74 are switched on for negative signals,; <"» that the voltages ei, e _a ed and e _r and their various combinations listed in Table 1. In addition, the control voltages for the amplifiers 96, 98, 100 and 102 are through Batteries 104, 106, 108 and 1 10 raised by 0.6 V in the positive direction.

Die Verstärker haben Kennlinien gemäß F i g. 8 und beim Anlegen einer Spannung von + 0,6 V an den Steuereingang des Verstärkers ist dessen Verstärkungsfaktor maximal. Dieser Maximalwert sei im folgenden als Einheitswert angesehen. Wenn die angelegte Spannung auf Null zurückgeht, wird der Verstärkungsfaktor auf 0,707 des Maximalwertes vermindert, d. h., die Verstärkung ist 3 db niedriger. Die Kennlinie fällt dann rasch ab, so daß bei einer Steuerspannung von -0,67 V die Verstärkung zu 0 wird und der Verstärker abgeschaltet istThe amplifiers have characteristics according to FIG. 8 and when applying a voltage of + 0.6 V to the The amplifier's control input is its gain factor as a maximum. This maximum value is assumed in the following regarded as a unit value. When the applied voltage goes back to zero, the gain becomes reduced to 0.707 of the maximum value, d. i.e. the gain is 3 db lower. The characteristic then falls rapidly, so that at a control voltage of -0.67 V the gain becomes 0 and the amplifier is switched off

Im folgenden sei die Regelung für die folgenden vier Bedingungen behandelt: alleiniges L-Signal, zwei Signale wie L+G drei Signale wie die Kombination L +C+R und vier statische inkohärente Signale L+C+R+ D. Aus der Tabelle \ ist zu entnehmen, daß beim alleinigen Vorhandensein des Signals L e_r = 0 ist, wobei die + 0,6 V Vorspannung den Verstärker 96 (der das L-Signal steuert) vollständig einschaltet während die negativen Spannungen mit dem Wert 1,0-, 0,707 und 0,707 an den entsprechenden anderen Verstärkern liegen, wo sie die Signale R ', D 'und C 'steuern. Somit werden die Verstärker 102,100 und 98 gesperrt so daß ihr Verstärkungsfaktor 0 ist und das L-Signal, welches ansonsten auch in den Lautsprechern C und D erscheinen würde, nur im Lautsprecher L erscheint. Aufgrund ähnlicher Überlegung kann gezeigt werden, daß irgendein Signal auf irgendeinem einzelnen Kanal nur den diesem Kanal zugeordneten verstärkungsregelnden Verstärker einschaltetThe following deals with the regulation for the following four conditions: single L signal, two signals like L + G, three signals like the combination L + C + R and four static incoherent signals L + C + R + D. From the table \ ist it can be seen that when the signal L is _{only present, e r} = 0, the + 0.6 V bias voltage completely switching on the amplifier 96 (which controls the L signal) while the negative voltages with the value 1.0-0.707 and 0.707 are applied to the corresponding other amplifiers, where they control signals R ', D ' and C '. The amplifiers 102, 100 and 98 are thus blocked so that their amplification factor is 0 and the L signal, which would otherwise also appear in loudspeakers C and D , only appears in loudspeaker L. On the basis of similar considerations, it can be shown that any signal on any individual channel only switches on the gain control amplifier associated with that channel

Betrachtet man nun den Fall, daß Signale L und C beide vorhanden sind, dann läßt sich aus der Tabelle 1 und aus den Eintragungen in F i g. 3 entnehmen, daß die den Verstärkern 100 und 102 zugeführten -0,76 V die +0,6 V-Vorspannung übersteigt und daher ein Ausschallen der Lautsprecher D und R bewirkt Die an den Verstärkern % und 98 liegende Spannung von -0,44 V jedoch schaltet diese Verstärker ein, wobei ihr Verstärkungsfaktor nur wenig unter dem Einheitswert liegt, so daß die Signale L und C in ihren zugeordneten Lautsprechern L und Cerscheinen.If one now considers the case that signals L and C are both present, then from Table 1 and from the entries in FIG. 3 that the -0.76 V applied to amplifiers 100 and 102 exceeds the +0.6 V bias voltage and therefore causes loudspeakers D and R to cancel however, this amplifier turns on, its gain factor is only slightly below the unity value, so that the signals L and C appear in their associated loudspeakers L and C.

Wenn L-. C- und R-Signale gleichzeitig vorhanden sind, dann kann in ähnlicher Weise aus der tabelle I undIf L-. C and R signals are present at the same time, then can be seen in a similar manner from Tables I and

709 818/151709 818/151

aus den liintragungen in der H i g. 3 entnommen weiden, daß e_r genügend negativ ist, um den Verstärker 100 (der das zum Lautsprecher D geführte Signal steuert) ausgeschaltet wird, wahrend die den anderen drei Verstärkern zugeführten 0.577 V diese Verstärker im eingeschalteten Zustand lassen, wobei jedoch ihre Verstärkungsfaktoren um etwa 2,5 db vermindert werden, so daß die Signale L'. C und D' in ihren zugeordneten Lautsprechern erscheinen.from the entries in the H i g. 3 that e _{r is} sufficiently negative to turn off amplifier 100 (which controls the signal sent to speaker D ), while the 0.577 V applied to the other three amplifiers leave these amplifiers on, but with their gains by about 2.5 db are reduced so that the signals L '. C and D 'appear in their associated speakers.

Wenn schließlich alle Signale L C, R und D in gleichen Beträgen vorhanden sind, betragen die Regelspannungen ei, e_t> eu und e_ralle 0,6 V, wodurch alle vier Verstärker 96,98, ί00 und 102 eingeschaltet werden und Signale an die ihnen jeweils zugeordneten Lautsprecher abgeben. Anhand der Kennlinie läßt sich jedoch sehen, daß der Verstärkungsfaktor der Verstärker um annähernd 3 db vermindert wird, wenn alle vier Signale vorhanden sind. Somit bleibt die gesamte von den Lautsprechern ausgestrahlte Schalleistung im wesentlichen konstant, ohne Rücksicht auf die Anzahl der vorhandenen Signale.Finally, if all signals LC, R and D are present in equal amounts, the control voltages ei, e _t > eu and e _{r are} all 0.6 V, whereby all four amplifiers 96, 98, ί00 and 102 are switched on and signals to the hand over speakers assigned to them in each case. However, the characteristic curve shows that the amplification factor of the amplifier is reduced by approximately 3 db when all four signals are present. The total sound power emitted by the loudspeakers thus remains essentially constant, regardless of the number of signals present.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß die Schaltung solche Lautsprecher bevorzugt, die den im Augenblick in der Anlage vorherrschenden Tönen zugeordnet sind. In Wirklichkeit erscheinen alle Signale selten gleichzeitig, vielmehr besteht ein ständiges Wechselspiel der verschiedenen Instrumente, wodurch die Lautsprecher in einer Weise ein- und ausgeschaltet werden, die eine völlig naturgetreue Vorspiegelung vier getrennter Schallquellen ergibt, die über vier Lautsprecher wiedergegeben werden. Sehr gute Ergebnisse erhält man, wenn die Zeitkonstanten der Gleichrichter-Schaltungen 68 bis 74 eine sehr kurze Einschwingzeit von etwa 0,1 msec und eine relativ lange Ausschwingzeit von etwa 10 Millisekunden ergeben. In ähnlicher Weise sollte die Einschwingzeit der verstärkungsregelnden Verstärker 96 bis 102 extrem kurz in der Größenordnung von 0,1 Millisekunden sein, während eine Ausschwingzeit von etwa 0,4 Sekunden alsFrom the foregoing it can be seen that the circuit gives preference to those loudspeakers which are assigned to the tones currently predominant in the system. In reality, all signals rarely appear at the same time, rather there is a constant interplay of the various instruments, whereby the loudspeakers are switched on and off in a way that gives a completely natural pretense of four separate sound sources that are reproduced via four loudspeakers. Very good results are obtained when the time constants of the rectifier circuits 68 to 74 result in a very short settling time of about 0.1 msec and a relatively long settling time of about 10 milliseconds. Similarly, the settling time of the gain-adjusting amplifier 96 to 102. should be extremely short in the order of 0.1 millisecond, while a decay time of about 0.4 seconds as the

35 ausreichend befunden wurde. Diese Werte sind jedoch nichtsehr kritisch.35 was found to be sufficient. However, these values are not very critical.

Die prinzipielle Schaltung nach Fig. 1 erfordert jedoch, daß die Verstärker 58 und 60 die an den Widerständen 76 bis 82 abfallenden Spannungen extrem genau regeln müssen, weil der Unterscheidungsbereich /wijchen den Bedingungen für die Einschaltung und die Ausschaltung sehr schmal ist, wie man an der Steuerkennlinie der F i g. 3 erkennen kann. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, eine Schaltung zu verwenden, wie sie in Fig.4 dargestellt ist. Der rechte Teil dieser Schaltung ist mit dem entsprechenden Teil der Fig. 1 gleich, und gleiche Teile sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Regelspannungsgenerator 56' unterscheidet sich darin, daß die Gleichrichter 68, 70, 72 und 74 umgekehrt gepolt sind, so daß die Spannungen ei, e_o e</und e_ran den Widerständen 76,78, 80 und 82 positiv sind. Außerdem werden diese Spannungen den Verstärkern nicht direkt zugeführt, sondern sie werden jeweils unterschiedlich in Signalbewertungsschaltungen 112, 114, 116 und 118 addiert, die so ausgelegt sind, daß sie die vorherrschende Spannung negativ mit dem Faktor 3 bewerten, während die übrigen drei Spannungen positiv, mit dem Faktor 1 bewertet, addiert werden. Beispielsweise wird der Schaltung 112 das überwiegende am Widerstand 82 abfallende Signal e_r zugeführt, welches negativ und mit einem Faktor 3 den jeweils mit dem Faktor +1 bewerteten Spannungen e,, e_fund tv hinzuaddiert wird. Die den Schaltungen 114, 116, 118 zugeführten überwiegenden Signale sind jeweils die Spannungen e<< e_c und ei. Die Schaltungen erzeugen auf diese Weise jeweils Ausgangsspannungen er, e_c-, e* und e_r-, deren Werte für die verschiedenen, an früherer Stelle behandelten Signalkombinationen in der nachstehenden Tabelle Ii aufgeführt sind. Natürlich erhält man diese Werte, wenn man den in der Tabelle I angeführten relativen Sppnnungswerten die obengenannten Bewertungsfaktoren hinzufügt.The basic circuit according to FIG. 1, however, requires that the amplifiers 58 and 60 must regulate the voltages dropping across the resistors 76 to 82 extremely precisely, because the range of distinction / wijchen the conditions for the switch-on and switch-off is very narrow, as can be seen from the control characteristic of FIG. 3 can recognize. For this reason it is advantageous to use a circuit as shown in FIG. The right part of this circuit is the same as the corresponding part of Fig. 1, and like parts are given the same reference numerals. The control voltage generator 56 'differs in that the rectifiers 68, 70, 72 and 74 have reversed polarity, so that the voltages ei, e _o e </ and e _r at the resistors 76, 78, 80 and 82 are positive. In addition, these voltages are not fed directly to the amplifiers, but are added differently in signal evaluation circuits 112, 114, 116 and 118, which are designed in such a way that they evaluate the prevailing voltage negatively by a factor of 3, while the remaining three voltages are positive, weighted with a factor of 1, added. For example, the predominant signal e _r , which drops across resistor 82, is fed to circuit 112, which is added negatively and with a factor of 3 to the voltages e 1, e _f and tv weighted in each case with a factor of +1. The predominant signals fed to the circuits 114, 116, 118 are the voltages e << e _c and ei, respectively. In this way, the circuits generate output voltages er, e _c -, e * and e _r -, the values of which for the various signal combinations dealt with earlier are listed in Table Ii below. Of course, these values are obtained by adding the above evaluation factors to the relative tension values given in Table I.

Tabelle IITable II + 2,414
+ 0,640
0
0+ 2.414
+ 0.640
0
0 <■;<■; -0,414
-0,640
-0,414
0-0.414
-0.640
-0.414
0 e'_r e ' _r Signalsignal -0,414
+ 0,640
+ 0,414
0-0.414
+ 0.640
+ 0.414
0 - 1,586
-0,640
0
0- 1.586
-0.640
0
0 LL.
(L+C)(L + C)
(L+C+ R)(L + C + R)
(L+C + R + D)(L + C + R + D)

Aus der Tabelle H kann leicht entnommen werden, daß der Unterscheidungsbereich durch die verschiedenen Signalbewertungsschaltungen stark vergrößert worden ist wodurch es möglich wird, die in F i g. 5 dargestellte Verstärkerkennlinie heranzuziehen. In diesem Fall haben die Verstärker eine Verstärkung vom Einheitswert wenn die Regelspannung einen Wert von + 2,4 V aufweist, und eine Verstärkung von 0,707 (3 db weniger), wenn die Regelspannung gleich 0 ist Die Kennlinie fällt dann steil ab, so daß die Verstärker abgeschaltet werden, wenn die Regelspannung einen Wert von —0,414 V hat Die gleiche Analyse wie bei der Kennlinie gemäß Fig.3 zeigt, daß die richtigen Verstärker jeweils auf die zu beliebiger Zeit im System 6s erscheinenden vorherrschenden Töne hin eingeschaltet werden. Die Verstärkerkennlinie gemäß Fig.5 ist hinsichtlich der Sperrung beträchtlich weniger kritisch als die Kennlinie gemäß Fig.3, und die in Fig.A wiedergegebene Schaltung ist wesentlich stabiler. Da die Spannungen e,·, e_c-, e^-und e^ außerdem Differenzspannungen sind, sind leichte Abweichungen von der idealen Kennlinien der Verstärker 58 und 60 wenigei kritisch für die Leistungsfähigkeit der Anlage als es bei der Schaltung nach F i g. 1 der Fall istFrom Table H it can easily be seen that the range of discrimination by the various signal evaluation circuits has been greatly increased, making it possible to use the information shown in FIG. Refer to the amplifier characteristic shown in FIG. In this case, the amplifiers have a gain of unity when the control voltage has a value of + 2.4 V, and a gain of 0.707 (3 db less) when the control voltage is 0. The characteristic curve then drops off steeply, so that the Amplifiers are switched off when the control voltage has a value of -0.414 V. The same analysis as for the characteristic curve according to FIG. 3 shows that the correct amplifiers are switched on in response to the predominant tones appearing in the system 6s at any time. The amplifier characteristic according to FIG. 5 is considerably less critical with regard to the blocking than the characteristic according to FIG. 3, and the circuit shown in FIG. A is considerably more stable. Since the voltages e, ·, e _c -, e ^ - and e ^ are also differential voltages, slight deviations from the ideal characteristics of the amplifiers 58 and 60 are less critical for the performance of the system than is the case with the circuit according to FIG. 1 is the case

Die von den Bewertungsschaltungen 112 bis 1« erzeugten Signale werden jeweils in ihrer Kurvenform geändert, ehe sie den Regeleingängen der entsprechenden Verstärker 96 bis 102 zugeführt werden. Eine Schaltung mit der Verstärkerkennlinie nach der Fig.i kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Be einer Ausführung, die zufriedenstellend funktioniert hat besteht diese Schaltung aus einem Begrenzer 120 mil der dargestellten Kennlinie und einer Begrenzerwirkung bei -0,4 una +0,4V, einer nachfoleenderThe signals generated by the evaluation circuits 112 to 1 ″ are each changed in their curve shape before they are fed to the control inputs of the corresponding amplifiers 96 to 102. A circuit with the amplifier characteristic according to Fig.i can be implemented in various ways. In an embodiment that has worked satisfactorily, this circuit consists of a limiter 120 mil the characteristic curve shown and a limiter effect at -0.4 and + 0.4V, one after the other

Zeitkonstaruenschakung 122, und einem nachgeschaltcten Wellenformer 124, der die gezeigte Durchlaßkennlinie autweist. Die Schaltung ist so eingerichtet, daß sie eine kurze Einscrr.vingzeit in der Größenordnung von 0,1 Millisekunden und eine längere Ausschwingzeit von etwa 0,4 Sekunden besitzt (typische Werte).Zeitkonstaruenschakung 122, and a downstream wave shaper 124, which has the transmission characteristic shown. The circuit is designed to have a short settling time of the order of 0.1 milliseconds and a longer settling time of about 0.4 seconds (typical values).

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß in den Schaltungen gemäß den F i g. 1 und 4 alle vier Kanäle unabhängig voneinander betrieben werden. Dies bedeutet, daß zu jedem beliebigen Zeitpunki nur ein Lautsprecher voll eingeschaltet ist, während die restlichen Lautsprecher abgeschaltet sind oder mit kleinerer Verstärkung betrieben werden. Bei einer vereinfachten Ausführungsform, die in F i g. 6 gezeigt ist, ist es möglich, zwei der Kanäle gemeinsam zu steuern, wenn in einem von ihnen ein Signal vorherrscht. In ähnlicher Weise können die übrigen beiden Kanäle im Gleichlauf gesteuert werden, wenn ebenfalls in einem von ihnen ein vorherrschendes Signal vorhanden ist. Beispielsweise können die Verstärker % und 102, die jeweils die Verstärkung der zu den Lautsprechern L und R gelangenden Signale verändern, dem gleichen Steuersignal unterworfen werden, und die Verstärker 98 und 100 zur Steuerung der Lautsprecher C und D können auf ähnliche Weise mit dem gleichen Signal angesteuert werden. Die Lautsprecher L und R können :n einander diagonal gegenüberliegenden Ecken eines Vorführraums angeordnet sein, und die Lautsprecher C und D können sich in den anderen gegenüberliegenden Eden des Raumes befinden, wobei die Lautsprecher in gegenüberliegenden Ecken gemeinsam ein- und ausgeschaltet werden.From the foregoing it follows that in the circuits according to FIGS. 1 and 4 all four channels can be operated independently of one another. This means that at any given point in time only one loudspeaker is fully switched on, while the remaining loudspeakers are switched off or operated with a lower gain. In a simplified embodiment shown in FIG. 6, it is possible to jointly control two of the channels if there is a signal in one of them. Similarly, the other two channels can be controlled in sync if a predominant signal is also present in one of them. For example, the amplifiers% and 102, which respectively change the gain of the signals going to the loudspeakers L and R , can be subjected to the same control signal, and the amplifiers 98 and 100 for controlling the loudspeakers C and D can be subjected to the same signal in a similar manner can be controlled. Loudspeakers L and R can be: n diagonally opposite corners of a screening room, and loudspeakers C and D can be in the other opposite corners of the room, with the loudspeakers in opposite corners turning on and off together.

Die Steuersignale werden in der gleichen Weise wie bei den Schaltungen nach den Fig. 1 und 4 gewonnen, abgesehen davon, daß nur eine Signalbewertungsschaltung 130 und eine Phasenumkehrschaltung 132 benötigt wird, um die Signale zur Ansteuerung der Verstärker 96 bis 100 zu erzeugen. Die den Gleichrichtern entnommenen Spannungen ei unJ e_r werden mit einem Bewertungsfaktor von -1 bewertet, und die Spannungen e, und ej erhalten den Bewertungsfaktor +1. Falls nur einer der Kanäle R oder L allein ein Signal führt, dann wird ein Steuersignal erzeugt, welches in einer geeigneten Zeitkonsiantenschaltung 143 modifiziert und den Verstärkern 96 und 102 zugeführt wird, um die beiden Lautsprecher l und R einzuschalten. Da jedoch nur einer der betreffenden Kanäle ein Signal führt, s kommt nur aus dem entsprechenden Lautsprecher ein Ton. Falls beide Kanäle L und R gleichzeitig Signale führen, dann werden in ähnlicher Weise beim Fehlen von Signalen in den Kanälen C und D wiederum die Lautsprecher L und R eingeschaltet, wobei jeder seinThe control signals are recovered in the same manner as in the circuits of FIGS. 1 and 4, except that only one signal evaluation circuit 130 and a phase inverter circuit is required 132 in order to generate the signals for driving the amplifier 96 to 100. _{The voltages ei unJ e r} taken from the rectifiers are weighted with a weighting factor of -1, and the voltages e, and ej are weighted with the weighting factor +1. If only one of the channels R or L alone carries a signal, then a control signal is generated, which is modified in a suitable time consistency circuit 143 and fed to the amplifiers 96 and 102 in order to switch on the two loudspeakers 1 and R. However, since only one of the relevant channels carries a signal, there is only a sound from the corresponding loudspeaker. Similarly, if both channels L and R carry signals at the same time, then in the absence of signals in channels C and D the loudspeakers L and R are again switched on, each being switched on

ίο zugehöriges Signal wiedergibt und somit zwei unabhängige Kanäle simuliert werden.ίο reproduces the associated signal and thus two independent Channels are simulated.

In ähnlicher Weise erzeugt die Anwesenheit von Signalen auf einem der Kanäle Cund Dein Steuersignal, welches wegen seiner Bewertung mit + 1 umgekehrtSimilarly, the presence of signals on one of the channels C and your control signal, which is reversed because of its valuation with +1

is werden muß, um die richtige Polarität zum Einschalten der Verstärker 98 und 100 zu besitzen. Gleichzeitig wird das nichtinvertierte Signal den Verstärkern 96 und 102 zugeführl, wodurch diese Verstärker ausgeschaltet oder ihre Verstärkungen wesentlich vermindert werden Hieraus folgt, daß im Fall des Vorhandenseins von Signalen in beiden Kanälen Cund Dciie beiden gleichen Lautsprecher, nämlich C und D eingeschaltet werden und die anderen beiden abgeschaltet werden. Da jeder der Lautsprecher Cund D nur sein zugeordnetes Signa wiedergibt, entstent eine gute Simulation zweiei zusätzlicher Kanäle.must be done to have the correct polarity to turn on amplifiers 98 and 100 . At the same time, the non-inverted signal is fed to amplifiers 96 and 102 , whereby these amplifiers are switched off or their gains are substantially reduced. It follows that in the case of the presence of signals in both channels C and D , the two same loudspeakers, namely C and D, are switched on and the others both are switched off. Since each of the loudspeakers C and D only reproduces its assigned signal, a good simulation results in two additional channels.

Sollten Signale gleichzeitig in zwei beliebiger benachbarten Kanälen vorhanden sein, dann seht da; Steuersignal auf 0 zurück, und weil die Phasenumkehr irIf signals are present in any two adjacent channels at the same time, look there; Control signal back to 0, and because the phase reversal ir

\o diesem Fall keine Wirkung hat, sind alle vier Verstärket eingeschaltet, jedoch mit kleinerer, d. h. 3 db niedrigerei Verstärkung. If this has no effect, all four amplifiers are switched on, but with a lower, ie 3 db lower, amplification.

Die Schaltungen gemäß den F i g. 1 und 4 bewirken daß jeder der Kanäle für die vier Lautsprecher abhängig von dem Vorherrschen des beireffenden Signals unc völlig unabhängig von den anderen drei Kanäler gesteuert wird. Es ist also möglich, jeweils nur einer Kanal einzuschalten. Bei der Ausgestaltung nach dei Fig. G ist das nicht der Fall: diese Ausführungsforrr ermöglicht keine so präzise Steuerung wie die anderer beiden Schaltungen, sie ist jedoch dafür sehr vie einfacher.The circuits according to FIGS. 1 and 4 cause each of the channels for the four speakers to be dependent of the predominance of the incoming signal unc completely independent of the other three channels is controlled. It is therefore possible to switch on only one channel at a time. When designing according to dei Fig. G this is not the case: this embodiment does not provide as precise control as the other two circuits, but it is very much for it easier.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (9)

Ijl Patentansprüche:Ijl patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur vierkanaligen Wiedergabe zweier Signalgemische, deren erstes Signale aus einem ersten Tonkanal und deren zweites Signale aus einem zweiten Tonkanal enthält und die beide phasengleiche Signalanteiie aus einem dritten Tonkanal sowie phasenverschobene Signalanteile aus einem vierten Tonkanal enthalten, mit einer Decodiermatrix, der die beiden Signalgemische zugeführt werden und die an vier Wiedergabekanälen entsprechend vier Wiedergabesignale liefert, die jeweils hauptsächlich einen Signalanteil aus dem zugehörigen Tonkanal und mit modrigerem R^gel auch Signalanteile aus anderen Tonkanälen enthalten, mit in den vier Wiedergabekanälen vorgesehenen regelbaren Verstärkern zur Verbesserung des Richtungseindrucks der Wiedergabe und mit einem Regelspannungsgenerator, der aus den beiden Signalgemischen Regelspannungen für die Verstärker ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannungsgenerator (56) zur Bestimmung des jeweils vorherrschenden der vier Wiedergabesignale eine Richtungsbestimmungsschaltung aufweist, welche folgende Funktionsgruppen umfaßt:1. Circuit arrangement for four-channel reproduction of two mixed signals, the first of which Contains signals from a first audio channel and their second signals from a second audio channel and the two in-phase signal components from a third audio channel as well as phase-shifted signal components from a fourth audio channel, with a decoding matrix, the two mixed signals and which delivers four playback signals to four playback channels, each mainly a signal component from the associated sound channel and with musty R ^ gel also signal components from other audio channels included, with adjustable amplifiers provided in the four playback channels for improvement the directional impression of the reproduction and with a control voltage generator that is generated from the derives control voltages for the amplifiers from both mixed signals, characterized in that that the control voltage generator (56) to determine the prevailing of the four Playback signals have a direction determination circuit which has the following functional groups includes: a) eine Hilfsmatrix (65) zur Ableitung von vier Hilfssignalen L", C ", D ", R ") aus den beiden Signalgemischen (Lt, Rt), a) an auxiliary matrix (65) for deriving four auxiliary signals L ", C", D ", R") from the two signal mixtures (Lt, Rt), b) eine Regelschaltung (58, 60, 76-86) zur Regelung der Summe der vier Hilfssignale auf einen konstanten Pegel undb) a control circuit (58, 60, 76-86) for controlling the sum of the four auxiliary signals a constant level and c) eine Schaltung (68-82, 104-110) zur Ableitung der Regelspannung für die Verstärker (96-102) in den Wiedergabekanälen (Wiedergabeverstärker) aus den Hilfssignalen derart, daß die Verstärkung im Wiedergabekanal mit dem gerade vorherrschenden Wiedergabesignal gegenüber den anderen Wiedergabekanälen angehoben wird.c) a circuit (68-82, 104-110) for deriving the control voltage for the amplifier (96-102) in the playback channels (playback amplifiers) from the auxiliary signals in such a way that that the gain in the playback channel with the currently predominant playback signal is increased compared to the other playback channels. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung zwei regelbare Verstärker (58, 60) enthält, denen die beiden Signalgemische (Lt, Rt) zugeführt werden und denen die Hilfsmatrix (65) nachgeschaltet ist, und daß der Hilfsmatrix eine Addierschaltung (76-84) nachgeschaltet ist, deren der Summe der vier Hilfssignale entsprechendes Ausgangssignal den regelbaren Verstärkern (58, 60) als Regelspannung zugeführt wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control circuit contains two controllable amplifiers (58, 60) to which the two signal mixtures (Lt, Rt) are fed and which are followed by the auxiliary matrix (65), and that the auxiliary matrix has an adding circuit (76-84), whose output signal, which corresponds to the sum of the four auxiliary signals, is fed to the controllable amplifiers (58, 60) as a control voltage. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der Regelspannung für die Verstärker (58, 60) der Regelschaltung zwischen die Hilfsmatrix (65) und die Addierschaltung (76 - 84) Gleichrichter (68 - 74) eingefügt sind.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that for deriving the control voltage for the amplifiers (58, 60) of the control circuit between the auxiliary matrix (65) and the adding circuit (76 - 84) rectifiers (68 - 74) are inserted. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannungen für die Wiedergabeverstärker (96— 102) ai>s den Hilfssignalen (L", C", D", R") durch Gleichrichtung fto (Gleichrichter 68- 74) abgeleitet sind.4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control voltages for the playback amplifier (96-102) ai> s the auxiliary signals (L ", C", D ", R") are derived by rectification fto (rectifier 68-74) . 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmatrix (65) entsprechend der Decodiermatrix (45) aufgebaut ist.5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the auxiliary matrix (65) accordingly the decoding matrix (45) is constructed. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, fts dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsbestirnmungsschaltung ferner vier Signalbewertungsschaltungen (112-118) enthält, deren jeder alle vier Hilfssignale (L", C ", D ". R ") zugeführt werden und deren jede ein anderes dieser Hilfssignale mit einem vorbestimmten Bewertungsfaktor (-3) bewertet und mit den drei anderen mit einem anderen Bewertungsfaktor (+1) bewerteten Hilfssignalen kombiniert (F ig. 4).6. Circuit arrangement according to claim 1 or 3, fts characterized in that the direction determination circuit further contains four signal evaluation circuits (112-118), each of which is supplied with all four auxiliary signals (L ", C", D ". R") and each of which is a other of these auxiliary signals are weighted with a predetermined weighting factor (-3) and combined with the three other auxiliary signals weighted with a different weighting factor (+1) (Fig. 4). 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Signalbewertungsschaltungen (112,114,116,118) signalformende Schaltungen (120,122,124) nachgeschaltet sind.7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the signal evaluation circuits (112,114,116,118) signal shaping circuits (120,122,124) are connected downstream. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannungsgenerator (56) zwei, den Verstärkern (58, 60) der Regelschaltung vorgeschaltete Filter (59,61) mit der Gehörkurve entsprechender Kennlinie enthält.8. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control voltage generator (56) two filters (59, 61) with the auditory curve connected upstream of the amplifiers (58, 60) of the control circuit contains the corresponding characteristic. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannungen für die Wiedergabeverstärker (96-102) derart abgeleitet werden, daß die gesamte abgestrahlte Schalleistung konstant bleibt.9. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control voltages for the Playback amplifier (96-102) are derived in such a way that the entire radiated sound power remains constant.