DE3914681C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stereobasisverbreiterungsschaltung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie aus dem Artikel "Basisbreitenschaltung" in der Zeitschrift "Funkschau" (1981), Heft 17, S. 100, bekannt ist.

Bei Schaltungen zur Verbreiterung der Stereobasis bei Tonwiedergabeanlagen werden die Signale des rechten und linken Kanals so verarbeitet, daß die räumliche Trennung der Lautsprecher für den Zuhörer wesentlich größer erscheint, als es tatsächlich der Fall ist. Dabei werden die ankommenden Signale mittels einer relativ komplexen elektronischen Schaltung wahlweise entweder unmittelbar oder über eine Stereobasisverbreiterungsschaltung dem Tonsignal-Verarbeitungssystem zugeführt. Diese Umschaltanordnung trägt erheblich zur Kompliziertheit und den Kosten des Stereoempfängers bei. Eine weitere Schwierigkeit bei bekannten Stereobasisverbreiterungssystemen besteht darin, daß die Basisverbreiterungsschaltung die Impedanz der Eingangsschaltung verändert. Aus diesem Grunde muß die Basisverbreiterungsschaltung mit Impedanzanpassungselementen versehen werden, damit man optimale Verhältnisse für den Betrieb der Signalverarbeitungsschaltung erhält.

Aus der US 32 49 696 ist eine Basisverbreiterungsschaltung für Stereosignale bekannt, bei der in jedem Kanal eine Verstärkertriode angeordnet ist und den Steuergittern dieser Trioden je eines der Stereosignale zugeführt wird. Die Ausgangssignale werden wie üblich an den Anoden abgenommen und Endverstärkern zugeführt. Die über übliche Parallel-RC-Glieder an Masse liegenden Kathoden lassen sich über eine Koppelkapazität wahlweise zusammenschalten, so daß vom Kathodenkreis der Triode des einen Kanals ein Signal in den Kathodenkreis der Röhre des anderen Signals übergekoppelt wird und in diesem anderen Kanal gegenphasig auftritt. Durch diese gegenphasige Kreuzkopplung entsteht der Effekt einer verbreiterten Stereobasis. Eine ähnliche, mit Transistoren aufgebaute Schaltung ist aus der DD 2 11 033 bekannt. Die Kopplung der Emitter der beiden Verstärkertransistoren kann hierbei über die Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Feldeffekttransistor erfolgen, der als elektronisch einstellbarer Widerstand zur stetigen Regelung der Basisverbreiterung vorgesehen ist. Schließlich ist aus der bereits eingangs genannten Zeitschrift "Funkschau" eine Basisbreitenschaltung mit je einem Operationsverstärker in den beiden Kanälen bekannt, wobei die Stereosignale jeweils den invertierenden Eingängen der Verstärker zugeführt werden, während ihre nicht invertierenden Eingänge an einem festen Bezugspotential liegen. Vom Ausgang jedes Verstärkers ist ein ohmscher Rückkopplungszweig auf seinen eigenen invertierenden Eingang geführt und ein die Reihenschaltung zweier Widerstände mit einem Kondensator enthaltender Koppelzweig mit dem invertierenden Eingang des anderen Verstärkers verbunden. Der Kondensator wirkt als Hochpaß, während ein vom Verbindungspunkt der beiden Widerstände nach Masse geschalteter Kondensator einen Tiefpaßcharakter bewirkt, so daß nur ein bestimmter Frequenzbereich des Verstärkerausgangssignals zum invertierenden Eingang des anderen Verstärkers gelangt, für die Basisverbreiterung also nur ein bestimmter Frequenzbereich herangezogen wird.

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ein vereinfachtes Blockschaltbild für die Umschaltung der Basisbreite in einem System der oben erläuterten Art. Die Tonsignale des rechten und linken Kanals (R bzw. L) werden auf Eingangsleitungen 1 bzw. 1a zugeführt. Ein Basisbreitenschalter 2 ist zu Veranschaulichungszwecken als zweipoliger Umschalter gezeigt, der in einem wirklichen Stereo-Empfänger als elektronischer Schalter ausgebildet ist, wie er in vielen Arten verfügbar ist. Wünscht man keine Stereo-Verbreiterung, dann wird der Basisbreitenschalter 2 auf die Leitungen 1 und 1a geschaltet, und die Signale R und L durchlaufen ihn direkt zu den Ausgangsleitungen 8 und 9. Die Eingangsleitungen 1 und 1a sind ferner mit einer Stereobasisverbreiterungsschaltung 3 gekoppelt, die Ausgangsleitungen 4 und 5 hat und die Tonsignale R und L in bekannter Weise verarbeitet. Die basisverbreiterten Tonsignale L+X(L-R) und R+X(R-L) stehen an den Ausgangsleitungen 4 und 5 der Schaltung 3 zur Verfügung. Zwischen die Schaltung 3 und den Basisbreitenschalter 2 ist eine Impedanzanpassungsschaltung 6 eingefügt, die zur Anpassung der Impedanz der Schaltung 3 an die Impedanz der nachfolgenden Schaltung dient. Wird eine Stereobasis- Verbreiterung gewünscht, dann ist der Basisbreitenschalter 2 auf die Ausgangsleitungen 7 und 7a der Impedanzanpassungsschaltung 6 geschaltet, und die Signale L+X(L-R) und R+X(R-L) sind an den Ausgangsleitungen 8 bzw. 9 verfügbar. Bei einer solchen bisherigen Schaltung werden also die Impedanzanpassungsschaltung 6 und der Basisbreitenschalter 2 für die Möglichkeit einer wahlweisen Stereobasisverbreiterung benötigt. Auf Märkten mit starkem Wettbewerb, etwa bei der Consumer Electronic, zu welcher Stereo-Farbfernsehempfänger gehören, sind die Verringerung von Kosten und Komplexität von höchster Bedeutung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache, preiswerte und wirkungsvolle Umschaltanordnung zur wahlweisen Verbreiterung der Stereobasis zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild einer bekannten Schaltung für die umschaltbare Stereobasisverbreiterung und

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Stereobasisverbreite­ rungsschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.

Die in Fig. 2 dargestellte Stereobasisverbreiterungsschaltung 10 enthält zwei Operationsverstärker 11 und 12. Ein Signal (L) für den linken Kanal wird dem positiven (nichtinvertieren­ den) Eingang des Operationsverstärkers 11 über eine Eingangs­ leitung 13 zugeführt, und ein Signal (R) des rechten Kanals wird dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 12 über eine Eingangsleitung 14 zugeführt. Die Ausgangsleitung 15 des Operationsverstärkers 11 wird über einen Widerstand 16 und eine Eingangsleitung 17 auf den negativen (invertieren­ den) Eingang des Operationsverstärkers 11 zurückgeführt. Das an der Ausgangsleitung 18 des Operationsverstärkers 12 er­ scheinende Signal des rechten Kanals wird über einen Rück­ kopplungswiderstand 19 und eine Leitung 20 auf den negativen Eingang dieses Operationsverstärkers zurückgeführt. Die negativen Eingangsleitungen 17 und 20 der Operationsverstär­ ker 11 bzw. 12 sind über einen Schalter 21, vorzugs­ weise in Form eines Feldeffekttransistors (FET), und ein Filter 22 verbunden. Die Gate-Elektrode des FET wird aus einer Steuerspannungsquelle 23 angesteuert. Der Wert dieser Steuerspannung wird aufgrund der Charakteristik des FET und der Vorspannung auf der Leitung 17 so gewählt, daß der FET voll eingeschaltet (Lei­ tungszustand) oder voll ausgeschaltet (Sperrzustand) werden kann.

Soll der Empfänger ohne Stereobasisverbreiterung arbeiten, dann ist die von der Quelle 23 gelieferte Spannung niedrig, und Schalter 21 ist gesperrt. Der Eingangsleitung 13 des Operationsverstärkers 11 wird das Signal (L) des linken Kanals zugeführt. Das Tonsignal wird vom Verstärker 11 ver­ stärkt und gelangt als reines Linkskanalsignal zur Ausgangs­ leitung 15. Gleichermaßen wird das reine Rechtssignal der Eingangsleitung 14 des Operationsverstärkers 12 zugeführt, der auf der Ausgangsleitung 18 ein verstärktes reines Rechts­ kanalsignal (R) liefert. Demnach gelangen also die Stereo­ signale unmittelbar durch die Verstärker 11 und 12 zum Demo­ dulator oder anderen Schaltungsteilen des Stereosystems.

Soll das System mit Stereobasisverbreiterung arbeiten, dann erhält die spannungssteuerbare Quelle 23 ein positives Ein­ gangssignal, was durch Drücken einer Taste am Empfänger durch den Zuhörer bewirkt wird, um den Schalter 21 leitend zu machen, so daß die zu den negativen Eingängen führenden Leitungen 17 und 20 der Operationsver­ stärker 11 bzw. 12 über das Filter 22 miteinander gekoppelt sind. Die Signale des rechten und linken Kanals werden durch die Widerstände 16 und 19 zurückgekoppelt, und die Differenz- Kreuzkopplung der Kanäle bewirkt, daß das Ausgangssignal jedes Kanals das Ausgangssignal des anderen Kanals beein­ flußt. Somit ist das Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 15 des Operationsverstärkers 11 ein Signal L+X(L-R), während das Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 18 des Operations­ verstärkers 20 ein Signal R+X(R-L) ist, wie es für die Stereobasisverbreiterung erforderlich ist. Der Koeffizient X wird durch die Eigenschaften des Filters 22 bestimmt und ist typischerweise kleiner als Eins. Ist das Eingangssignal ein Monosignal, dann sind die Signale R und L gleich und er­ scheinen auf den Ausgangsleitungen 15 bzw. 18.

Das Filter 22 enthält einen Kondensator 24 und einen Wider­ stand 25, deren genaue Werte von dem Ausmaß der gewünschten Kreuzkopplung abhängen. Mit wachsendem Kopplungskoeffizient nimmt der scheinbare Lautsprecherabstand zu. Die Parameter des Widerstandes 25 und des Kondensators 24 sind für die Kreuzkopplung des Filters 22 verantwortlich: Mit zunehmendem Wert des Widerstandes 25 wird die Kreuzkopplung geringer, weil der Strom kleiner wird. Der Kondensator 24 bestimmt die Frequenzen, mit denen die Kreuzkopplung erfolgen soll. Der Wert des Kondensators 24 wird so gewählt, daß bei niedrigen Frequenzen eine sehr geringe Kreuzkopplung auftritt, mit zu­ nehmenden Frequenzen auf etwa 150 oder 200 Hz die Kopplung beginnt.

Über die Source-Drain-Strecke des den Schalter 21 bildenden FET ist ein hoch­ ohmiges Element 26 etwa ein hochohmiger Widerstand von bei­ spielsweise 10 MOhm geschaltet, um hörbare Schaltgeräusche zu unterdrücken, wie sie entstehen, wenn der Schalter 21 ein- und ausgeschaltet wird. Die Impedanz ist genügend hoch ge­ wählt, um bei gesperrtem Schalter 21 eine Kreuzkopplung auszu­ schließen.

Claims (5)

1. Stereobasisverbreiterungsschaltung mit je einem im rechten und linken Kanal angeordneten Verstärker, die je einen ersten Eingang zur Zuführung je eines der Stereosignale und einen zweiten, gegenüber dem ersten invertierenden Eingang aufweisen und von deren Ausgängen Rückkopplungssignale auf die Verstärkereingänge geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungssignale vom Ausgang jedes der Verstärker (11, 12) auf seinen zweiten Eingang (-) gekoppelt werden, und daß die zweiten Eingänge (-) der beiden Verstärker (11, 12) über einen Schalter (21) miteinander gekoppelt sind, der zur Verbreiterung der Stereobasis geschlossen, andernfalls geöffnet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (21) durch eine Schaltgeräusche unterdrückende hochohmige Impedanz (26) überbrückt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (21) einen Feldeffekttransistor aufweist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit dem Schalter (21) in Reihe geschaltetes Filter (22).

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein RC-Glied (24, 25) aufweist.