Verbesserte stereophone Audiosysteme verarbeiten im allgemeinen eine Summensignalkomponente L+R und eine Differenzsignalkomponente L–R, die, wenn sie nicht anderweitig verfügbar sind, aus einem Paar eines linken Signals L und eines rechten Signals R erzeugt werden können. Das Differenzsignal kann dazu dienen, einen räumlich verbreiterten Stereoeindruck zu bilden, wenn sie mit einem Paar aus einem linken und einem rechten Lautsprecher oder durch ein sogenanntes Surroundsystem wiedergegeben werden.

Eine Anhebung des Wertes des Differenzsignals gegenüber dem Summensignal kann einen derart empfundenen Toneindruck erweitern. Eine derartige Verarbeitung des Differenzsignals enthält eine Entzerrung einer Anhebung von Bässen und Höhen. Jedoch kann eine Zunahme in dem Wert des Differenzsignals auf die Wahrnehmung des Werts durch eine Person unerwünschte Wirkungen haben. Zum Beispiel kann die Anhebung des Differenzsignals in den mittleren Bereich der Audiofrequenzen eine Tonwahrnehmung bewirken, die in unerwünschter Weise sehr empfindlich ist zu der körperlichen Lage des Zuhörers relativ zu dem linken und dem rechten Lautsprecher. Außerdem ortet der räumlich erweiterte Stereoeindruck den Ton nicht in geeigneter Weise, der normaler Weise von der Mitte ausgehen würde, wie eine Sprache von einer Person, die visuell bei der Mitte einer Wiedergabe von Fernseh- oder Programmierung mit bewegtem Bild erfolgt. Dies ist der Fall, wenn das Tonsystem einen oder keinen in der Mitte angeordneten Lautsprecher oder nur einen linken und einen rechten Lautsprecher enthält.

Es wurde herausgefunden, dass in einem System mit einer Zunahme in dem Wert des Differenzsignals L–R gegenüber dem Summensignal L+R zur Erzeugung eines räumlich verbreiterten Stereoeindrucks die Verringerung der Bass-Wiedergabe des Summensignals L+R mit einer Zunahme der Höhen-Wiedergabe des Summensignals L+R für den Zuhörer hilfreich ist, das Mitten-Audiomaterial besser in Richtung des Mittelpunkts zu lokalisieren.

Die US 4 229 716 beschreibt eine Amplitudenentzerrerschaltung mit aktiven Komponenten, in der eine einseitig funktionierende Abstimmung der Amplitude, der Bandbreite und der Mittenfrequenz jedes durch Änderung eines einzigen Widerstands für jeden Parameter erreicht werden kann. Die US 4 866 744 zeigt ein Richtungs-Servo für die steuerbare Verstärkung eines Stereodifferenzsignals abhängig von der Amplitude eines Eingangssignals von der einen oder der anderen Seite von einem oder dem anderen Kanal.

Ein Konsumerprodukt muss kostengünstig sein. Es sei hier bemerkt, dass die gewünschte Bassverringerung in dem Summensignal L+R des Audiosystems, die für den Zuhörer dafür hilfreich ist, das Audiomaterial mehr in Richtung zu der Mitte zu orten, erfolgen kann durch die Anwendung eines Gyrators zur wirtschaftlichen Synthese einer Induktivität. Eine von einem Gyrator erzeugte Induktivität, in Kombination mit einem Widerstand in dem Weg des Summensignals L+R bewirkt in wirtschaftlicher Weise eine derartige Abnahme der Bassfrequenzen, die bei Vermeidung von Fehlern einer gewickelten Spule kostenintensiver, umfangreich und Gegenstand des Anfangens von Brumm und anderen elektromagnetischen/elektrostatischen äußeren Störungen und Signalen ist. Daher kann die von dem Gyrator gebildete Induktivität, außer, dass sie wirtschaftlicher ist, in einem Teil mit einem niedrigeren Signalswert des Audiosystems angewendet werden.

Außerdem sind Entzerrungen des Summensignals L+R zur Verringerung des Signals bei Bassfrequenzen und zur Erhöhung des Signals bei Höhenfrequenzen einzeln oder in Kombination zwischen den Modi "EIN" und "AUS" schaltbar und/oder sind einzeln oder in Kombination variabel einstellbar. Diese Umschaltmöglichkeit/Einstellbarkeit ermöglicht eine größere Flexibilität in der Bemessung des Ansprechverhaltens des Systems an die Anforderung oder Wünsche des Zuhörers.

In der folgenden Beschreiung der Zeichnung bedeuten:

1 ist eine Kurve des gewünschten Frequenzansprechverhaltens des Summensignals L+R zur Bildung des gewünschten zentralisierenden Ortungseffekts für Audiomaterial in der Mitte.

2 zeigt ein Blockschaltbild der Verzerrung in dem Weg des Summensignals L+R und die Entzerrung für die räumliche Bildverbreiterung in dem Weg des Differenzsignals L–R.

3 zeigt ein Schaltbild des Blocks von 2, der die Entzerrung in dem Weg des Summensignals L+R bewirkt.

4 zeigt die Umschaltung der Schaltungen für die Entzerrung der Bässe und der Höhen von 3.

5 zeigt eine andere Ausführungsform der Umschaltung von 4.

In der Zeichnung, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, zeigt 1 eine Nennkurve des gewünschten Frequenzverhaltens 10 des Summensignals L+R zur Bildung der gewünschten Wirkung für die Zentralisierung und die Ortung für ein Mitten-Audiomaterial. Das Frequenzverhalten zeigt verschiedene Werte des verringerten Bassverhaltens zwischen den gestrichelten Linien des minimalen Bass 12 und des maximalen Bass 14, beginnend bei 580 Hz, mit einem minimalen Ansprechverhalten zwischen 250 und 300 Hz und dann mit einem zunehmenden Bassverhalten für eine Verstärkung von 1 dB bei 100 Hz. Das nominelle Höhenverhalten steigt, beginnend bei 580 Hz, auf eine maximale Verstärkung von etwa 4 dB bei 2000 Hz und darüber an, mit durch die gestrichelten Linien angedeuteten minimalen Höhen 16 und maximalen Höhen 18.

2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die vorliegende Entzerrung 20 in dem Weg des Summensignals L+R und die Entzerrung 22 für die räumliche Bildverbreiterung im Weg des Differenzsignals L–R. Die Entzerrung 22 für die räumliche Bildverbreiterung unter Anwendung des Differenzsignals L–R ist im Stand der Technik bekannt.

2 zeigt die Bildung der Signale L+R und L–R aus den Signalen L und R. Das muss aber nicht der Fall sein für ein FM- oder stereophones Fernsehprogramm in den Vereinigten Staaten, wo die detektierten Signale bereits im Format L+R und L–R vorliegen und matrixdekodiert werden müssen, um die getrennten Signale L und R zu bilden. Somit sind die matrixierenden Coder/Decoder 24/26 für den Fall dargestellt, wenn das Differenzsignal L–R und das Summensignal L+R beide codiert und decodiert werden müssen.

3 zeigt Blockschaltbilder des Blocks 20 von 2, der die Verzerrung in dem Weg des Summensignals L+R bildet, was für den Zuhörer hilfreich ist, das Mitten-Audiomaterial mehr in Richtung zur Mitte zu orten. Das LC-Netzwerk 30 ist ein Teiler mit einem Widerstand 32, der das Ansprechverhalten der Bassfrequenz von 3 effektiv realisiert. Die simulierte Gyratorinduktivität 34 hat eine verringerte Impedance bei niedrigeren Frequenzen und verringert somit das Bassverhalten mit dem Teilerwiderstand 32, bis die Impedanz des Kondensators 36 in Reihe mit der Induktivität 34 das Ansprechverhalten bei niedrigeren Frequenzen übernimmt und erhöht. Dieser Teiler kann an dem Eingang einer Operationsverstärkerstufe 38 liegen, die das Signal puffert und ein einfaches Reihen-RC-Netzwerk ermöglicht mit Anwendung eines rückgekoppelten Operationsverstärkers 40, um die in 1 dargestellte Zunahme der hohen Frequenzen zu bilden.

Im Einzelnen enthält der Gyrator 34 einen üblichen Transistor 42 mit einer über den Widerstand 44 geerdeten Emitterelektrode und einer über den Widerstand 46 vorgespannten Basiselektrode. Der an die Basiselektrode angeschlossene Kondensator 48, in Kombination mit dem Rückkoppelungswiderstand 50 in dem Aufbau eines Emitterfolgeverstärkers mit der Verstärkung von etwa eins bildet die vom Gyrator simulierte effektive Induktivität von ungefähr 1,5 Henry. Es gibt andere Schaltungsaufbauten zur Bildung einer Gyratorschaltung, von denen mehrere hier benutzt werden können. Die dargestellte Konfiguration des Gyrators 34 ist nur beispielhaft und gewählt, um den geforderten Betrieb mit einem minimalen Kostenaufwand für die Teile zu bilden.

Der Kondensator 36 verbindet den Gyrator 34 mit dem Widerstand 32 und bildet die zunehmende Impedanz bei niedrigen Bassfrequenzen, um die Zunahme der Verstärkung bei niedrigeren Bassfrequenzen zu bilden, wie oben beschrieben, mit einer Verstärkung von eins bei 100 Hz. Die über den Widerstand 46 gelieferte Vorspannung hält den Transistor 42 in einem linearen Arbeitsbereich.

Das Hochpassfilter 38 enthält einen Operationsverstärker 40 mit einem an die negative Klemme angeschlossenen Rückkoppelungswiderstand 52 und ein Reihen-RC-Netzwerk aus einem Kondensator 54 und einem Widerstand 56 zwischen der negativen Klemme zu einer Vorspannungsquelle, die ebenfalls eine Erdung für Wechselspannung bildet. Für zunehmende Frequenzen geht die Impedanz des Kondensators 54 zurück, und die Rückkoppelung wird verringert, wodurch die Verstärkung des Operationsverstärkers 40 zunimmt. Die Vorspannung ist so eingestellt, dass der Operationsverstärker 40 in einem linearen Arbeitsbereich liegt.

4 zeigt die Umschaltung der Bass- und Höhen-Entzerrung(en) und Entzerrungsschaltungen von 3. Die Entzerrungsteile können in einen Modus "EIN" oder einen Modus "AUS", einzeln oder in Kombination, geschaltet werden. Das ermöglicht eine größere Flexibilität in der Bemessung des Ansprechverhaltens des Systems an die Wünsche des Zuhörers.

Diese Umschaltung kann durch jeweilige Steuersignale erfolgen, die durch einen (nicht dargestellten) Mikroprozessor geliefert werden und dabei erfolgt die Umschaltung durch allgemein verfügbare Einheiten, z.B. ein Relais, einen bipolaren Transistor, ein MOS/CMOS FET oder dergleichen, die diskrete Bauteile oder gegebenenfalls in einer monolithisch integrierten Schaltung sein können. Die Steuersignale werden den jeweiligen Transistoren zugeführt, zur Sättigung oder zur Sperrung der Transistoren 60, 62 des jeweiligen Gyrators und der Schaltungen zur Höhenanhebung. Zusätzlich können die den Transistoren 60, 62 zugeführten Steuersignale und die durch den Transistor 58 gebildete Vorspannung beide einstellbar sein, und die Transistoren 60, 62 können innerhalb der Grenzen der Steuersignale einstellbar sein, die benötigt werden, um die Transistoren zwischen "EIN" und "AUS" umzuschalten.

5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Umschaltanordnungen von 4, wobei der Schalter für den Gyrator 34 und das LC-Netzwerk 30 von Erde getrennt und als ein generischer Schalter 64 dargestellt ist, der durch ein jeweiliges Steuersignal gesteuert wird, und die Hochpass-Filterschaltung 38 ist so dargestellt, dass sie durch einen generischen Schalter 66 umgeschaltet wird, der durch sein jeweiliges Steuersignal gesteuert wird.

Die beispielhaften Werte der in den verschiedenen Figuren dargestellten Bauteile sind:

Widerstand 32 = 3,3 K&OHgr;, Kondensator 36 = 0,22 &mgr;F, Widerstand 46 = 68 K&OHgr;, Widerstand 44 = 1 K&OHgr;, Widerstand 50 = 2,2 K&OHgr;, Widerstände 52/56 = 15 K&OHgr; und Kondensator 54 = 0,01 &mgr;F. Die Transistoren 42, 58, 60 und 62 können nicht kritische Signaltypen sein, z. B: 2N2222, und der Operationsverstärker 40 ist ein üblicher, nicht kritischer Operationsverstärker MC3404.