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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
zum Verbessern des Anliegens von Niederfrequenz-Tonsignalen durch
Kompensieren der Niederfrequenzkomponente, die von einem Lautsprecher
mit einer schlechten Ansprechempfindlichkeit für Niederfrequenz-Tonsignale
unzulänglich
wiedergegeben wird.
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Die
Größe und Form
eines Lautsprechers, der in einen normalen Fernsehempfänger und
dergleichen eingebaut ist, werden von der Gestaltung des Empfängers und
dergleichen beschränkt.
Durch diese Beschränkungen
wird die Wiedergabe des Niederfrequenztons beschränkt. Obwohl
Satellitenrundfunkprogramme und Hi-Vision-Programme im Digitalton
bereitgestellt werden, können
Zuhörer
die erstklassige Musikquelle nicht genießen. Um die Tonqualität zu verbessern,
sind einige Empfänger,
die auf dem Markt erhältlich
sind, mit speziellen Niederfrequenz-Lautsprechern und -Verstärkern ausgerüstet. Die
Größe dieser
Geräte
nimmt jedoch zwangsläufig zu,
da zusätzlicher
Platz für
den Einbau der speziellen Lautsprecher und Verstärker benötigt wird. Außerdem haben
diese Geräte
oft das Problem, dass der Ton in dem Gehäuse des Fernsehgeräts eine
Resonanz verursacht.
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Um
diese Nachteile zu überwinden,
sind Schaltungen zum Kompensieren der Niederfrequenzkomponente eines
Tonsignals vorgeschlagen worden, und eine dieser Schaltungen ist
in 6 gezeigt.
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Eine
beispielhafte Schaltung zur Niederfrequenz-Kompensation wird nachstehend
unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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In 6 bezeichnet
das Bezugssymbol 10 ein Tiefpassfilter zum Extrahieren
der Niederfrequenztonkomponente durch Durchlassen nur der Niederfrequenzsignale.
Ein Normalisierer 11 koordiniert die Amplitude der Niederfrequenzkomponente mit
der der anderen Frequenzkomponenten. Ein Zweite-Harmonische-Generator 12 erzeugt
zweite Harmonische. Ein Dritte-Harmonische-Generator 13 erzeugt
dritte Harmonische. Ein n-te-Harmonische-Generator 14 erzeugt n-te Harmonische.
Ein Adder 14 addiert Signale von den Harmonische-Generatoren.
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Eine
weitere beispielhafte Schaltung zur Niederfrequenzkompensation ist
in der Patentanmeldung
EP
0546619A beschrieben.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Niederfrequenztonkomponenten-Kompensationsschaltung
beschrieben. Wenn ein Tonsignal an der Schaltung ankommt, wird nur
die Niederfrequenzkomponente von dem Tiefpassfilter 10 extrahiert
und an den Normalisierer 11 gesendet. Der Normalisierer 11 führt an der
Niederfrequenzsignal-Komponente
einen Normalisierungsprozess durch Koordinieren der Amplitude der
Niederfrequenzkomponente mit der der Signale in anderen Frequenzbereichen
durch. Das Ausgangssignal des Normalisierers 11 wird für den Zweite-Harmonische-Generator 12,
den Dritte-Harmonische-Generator 13 und so weiter bis zu dem
n-te-Harmonische-Generator 14 bereitgestellt, der höhere Harmonische
erzeugt. In jedem der Harmonische-Generatoren 12–14 werden
die Harmonischen durch die folgende mathematische Verarbeitung erzeugt:
zweite
Harmonische werden nach folgender Formel ermittelt: cos
2θ = 2cos2θ – 1 mit
dem Originalton -cosθ, dritte
Harmonische werden nach folgender Formel ermittelt: cos
3θ = 4cos3 – 3cos θ undvierte
Harmonische werden nach folgender Formel ermittelt: cos
4θ = 8cos4θ – 8cos2θ +
1.
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Ebenso
können
n-te Harmonische mit ähnlichen
mathematischen Formeln ermittelt werden. Die Harmonischen jeder
Ordnungszahl werden mit einem Koeffizienten multipliziert und dann
im Adder 15 mit dem ursprünglichen Eingangstonsignal
gemischt, um ein End-Ausgangssignal zu erzeugen.
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Durch
Verwendung der vorstehend beschriebenen Niederfrequenztonkomponenten- Kompensationsschaltung
kann auch ein Lautsprecher, der schlechte Niederfrequenz-Wiedergabe-Eigenschaften
hat, wie sie in 3(a) gezeigt sind,
die Harmonischen wiedergeben. Wie in 3(a) gezeigt,
kann eine Tonkomponente f0 kaum wiedergegeben werden, da die Frequenzgangkurve 7 des
Lautsprechers beispielsweise nicht die Niedriger-Bereich-Komponente 8 auf der
Frequenz f0 abdeckt. Der Lautsprecher kann als zusammengesetzten
Ton die zweiten Harmonischen 9, die dritten Harmonischen 16 und die
n-ten Harmonischen 17 der
Niederfrequenztonkomponente auf der Frequenz f0 wiedergeben, wie
in 7 gezeigt. Der zusammengesetzte Ton, der die zweiten
Harmonischen 9, die dritten Harmonischen 16 und
die n-ten Harmonischen der Niederfrequenztonkomponente auf der Frequenz
f0 enthält,
erzeugt unter Ausnutzung der psychologischen Wirkungen von Ton auf
den menschlichen Hörsinn
einen Effekt, als ob tatsächlich
der Niedrige-Bereich-Ton wiedergegeben werden würde.
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Die
vorstehend beschriebene herkömmliche Schaltung
ist mit einer analogen Schaltung schwer zu implementieren, da eine
mathematische Verarbeitung durchgeführt werden muss. Ein weiteres
Problem ist, dass die Schaltung sehr groß wird. Natürlich lässt sich die herkömmliche
Schaltung durch Verwendung eines digitalen Signalprozessors einfach implementieren.
In diesem Fall ist jedoch ein großes Verarbeitungsprogramm erforderlich,
was die Kosten wesentlich erhöht.
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Außerdem hat
die vorstehend beschriebene herkömmliche
Schaltung den Nachteil, dass sie ein Unbehagen in musikalischer
Hinsicht erzeugt. Wenn beispielsweise ein 55-Hz-Ton „la" eingegeben wird, ist
seine zweite Harmonische ein 110-Hz-Ton "la", aber
die dritte Harmonische ist ein 165-Hz-Ton, der fast „mi" ist. Der synthetische
Akkord dieser Harmonischen und des Originaltons erzeugt eine Dissonanz.
Daher kann die herkömmliche
Schaltung nur einen Ton wiedergeben, bei dem die Übereinstimmung
mit der Tonhöhe
des Originaltons gering ist.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung beseitigt die vorstehend beschriebenen Nachteile
und stellt eine Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung zur Verfügung, die
die unzulängliche
Niederfrequenztonkomponente kompensiert, die zwangsläufig auftritt, wenn
ein Ton mit einem Lautsprecher mit einer schlechten Niederfrequenz-Ansprechempfindlichkeit wiedergegeben
wird. Die vorliegende Erfindung gibt einen Niederfrequenzton kostengünstig wieder,
ohne dass dabei ein Unbehagen in musikalischer Hinsicht entsteht.
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Eine
Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung nach einem ersten
Beispiel, das zum Verständnis
der Erfindung zweckmäßig ist,
weist Folgendes auf:
ein erstes Tiefpassfilter zum Durchlassen
nur einer Tonsignal-Niederfrequenzkomponente
eines Eingangstonsignals, die kleiner als die niedrigste Frequenz
ist, die von einem Lautsprecher wiedergegeben werden kann;
einen
mit dem ersten Tiefpassfilter gekoppelten Vollweggleichrichter zum
Erzeugen von geradzahligen Harmonischen der von dem ersten Tiefpassfilter durchgelassenen
Tonsignal-Niederfrequenzkomponente;
ein
mit dem Vollweggleichrichter gekoppeltes zweites Tiefpassfilter
zum Durchlassen nur der zweiten Harmonischen von einem von dem Vollweggleichrichter erzeugten
Ausgangssignal;
einen mit dem zweiten Tiefpassfilter gekoppelten Verstärker zum
Verstärken
der von dem zweiten Tiefpassfilter durchgelassenen zweiten Harmonischen; und
einen
Adder zum Addieren eines Ausgangssignals von dem Verstärker zum
Verstärken
der zweiten Harmonischen und des Eingangstonsignals, um ein Ausgangstonsignal
zu erzeugen.
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Eine
Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung nach einem zweiten
Beispiel, das zum Verständnis
der Erfindung zweckmäßig ist,
weist Folgendes auf:
ein erstes linkes Tiefpassfilter zum Durchlassen
nur einer Tonsignal-Niederfrequenzkomponente
eines Eingangstonsignals eines linken Kanals, die kleiner als die
niedrigste Frequenz ist, die von einem Lautsprecher wiedergegeben
werden kann;
einen mit dem ersten linken Tiefpassfilter gekoppelten
linken Vollweggleichrichter zum Erzeugen von geradzahligen Harmonischen
der von dem ersten linken Tiefpassfilter durchgelassenen Tonsignal-Niederfrequenzkomponente;
ein
mit dem linken Vollweggleichrichter gekoppeltes zweites linkes Tiefpassfilter
zum Durchlassen nur der zweiten Harmonischen von den geradzahligen
Harmonischen, die von dem linken Vollweggleichrichter erzeugt werden;
einen
mit dem zweiten linken Tiefpassfilter gekoppelten linken Verstärker zum
Verstärken
der von dem zweiten linken Tiefpassfilter extrahierten zweiten Harmonischen;
und
einen zweiten linken Adder zum Addieren eines Ausgangssignals
von dem linken Verstärker
zum Verstärken
der zweiten Harmonischen und des Eingangstonsignals des linken Kanals,
um ein Ausgangstonsignal des linken Kanals zu erzeugen;
ein
erstes rechtes Tiefpassfilter zum Durchlassen nur einer Tonsignal-Niederfrequenzkomponente
des Eingangstonsignals eines rechten Kanals, die kleiner als die
niedrigste Frequenz ist, die von einem Lautsprecher wiedergegeben
werden kann;
einen mit dem ersten rechten Tiefpassfilter gekoppelten
Vollweggleichrichter zum Erzeugen von geradzahligen Harmonischen
der von dem ersten rechten Tiefpassfilter durchgelassenen Tonsignal-Niederfrequenzkomponente;
ein
mit dem rechten Vollweggleichrichter gekoppeltes zweites rechtes
Tiefpassfilter zum Durchlassen nur der zweiten Harmonischen von
den geradzahligen Harmonischen, die von dem rechten Vollweggleichrichter
erzeugt werden;
einen mit dem zweiten rechten Tiefpassfilter
gekoppelten rechten Verstärker
zum Verstärken
der von dem zweiten rechten Tiefpassfilter durchgelassenen zweiten
Harmonischen; und
einen rechten Adder zum Addieren eines Ausgangssignals
von dem rechten Verstärker
zum Verstärken der
zweiten Harmonischen und des Eingangstonsignals des rechten Kanals,
um ein Ausgangstonsignal des rechten Kanals zu erzeugen.
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Eine
Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
einen ersten
Adder zum Addieren eines Eingangstonsignals eines linken Kanals
und eines Eingangstonsignals eines rechten Kanals;
ein mit
dem ersten Adder gekoppeltes erstes Tiefpassfilter zum Durchlassen
einer von dem ersten Adder erzeugten Tonsignal-Niederfrequenzkomponente,
die kleiner als die niedrigste Frequenz ist, die von einem Lautsprecher
wiedergegeben werden kann;
einen mit dem ersten Tiefpassfilter
gekoppelten Vollweggleichrichter zum Erzeugen von geradzahligen Harmonischen
der von dem ersten Tiefpassfilter durchgelassenen Tonsignal-Niederfrequenzkomponente;
ein
mit dem Vollweggleichrichter gekoppeltes zweites Tiefpassfilter
zum Durchlassen nur der zweiten Harmonischen von den geradzahligen
Harmonischen, die von dem Vollweggleichrichter erzeugt werden;
einen
mit dem zweiten Tiefpassfilter gekoppelten Verstärker zum Verstärken der
von dem zweiten Tiefpassfilter durchgelassenen zweiten Harmonischen;
einen
zweiten linken Adder zum Addieren eines Ausgangssignals von dem
Verstärker
und des Eingangstonsignals des linken Kanals, um ein Ausgangstonsignal
des linken Kanals zu erzeugen; und
einen zweiten rechten Adder
zum Addieren eines Ausgangssignals von dem Verstärker zum Verstärken der
zweiten Harmonischen und des Eingangstonsignals des rechten Kanals,
um ein Ausgangstonsignal des rechten Kanals zu erzeugen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
nach dem ersten Beispiel.
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2 ist
ein Wellenformdiagramm, das die Funktion jedes Teils einer Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
nach dem ersten Beispiel zeigt.
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3(a) zeigt die Beziehung zwischen der Wiedergabefrequenzkurve
eines Lautsprechers und dem Niederfrequenz-Eingangstonsignal.
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3(b) zeigt die Wiedergabefrequenzkurve eines
Lautsprechers, das Niederfrequenz-Eingangstonsignal und die zweite Harmonische.
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4 ist
ein Blockdiagramm einer Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
nach dem zweiten Beispiel.
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5 ist
ein Blockdiagramm einer Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
ein Blockdiagramm einer herkömmlichen
Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung.
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7 zeigt
die Beziehung zwischen der Wiedergabefrequenzkurve eines Lautsprechers,
einem Niederfrequenz-Eingangstonsignal und den harmonischen Signalen
in einer herkömmlichen
Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend
wird eine Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung nach einem
ersten Beispiel unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 näher beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
nach einem ersten Beispiel.
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In 1 bezeichnet
das Bezugssymbol 1 ein erstes Tiefpassfilter, das Eingangstonsignale
empfängt
und nur Niederfrequenz-Tonsignale mit einer Frequenz durchlässt, die
niedriger als die unterste Wiedergabegrenze eines Lautsprechers
ist. Ein Vollweggleichrichter 2 erzeugt geradzahlige Harmonische.
Ein zweites Tiefpassfilter 3 lässt nur die zweiten Harmonischen
von den geradzahligen Harmonischen durch, die von dem Vollweggleichrichter 2 erzeugt
werden. Ein Verstärker 4 verstärkt die
von dem zweiten Tiefpassfilter 3 zugeführten zweiten Harmonischen.
Ein Adder 5 addiert das Eingangstonsignal und das verstärkte Signal
der zweiten Harmonischen.
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Als
Nächstes
wird die Funktionsweise der Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung nach
dem ersten Beispiel beschrieben. 3(a) zeigt
die Beziehung zwischen der Wiedergabefrequenzkurve 7 eines
Lautsprechers und der Niederfrequenz-Tonkomponente eines Signals 8 auf
einer Frequenz f0. Lautsprecher, die in Fernsehempfängern und
dergleichen verwendet werden, sind normalerweise klein, und die
niedrigste Frequenz für
die Wiedergabe dieser Lautsprecher beträgt etwa 100 Hz, wie in 3(a) gezeigt. Das normale Musiksignal hat
eine Tonkomponente mit einer Frequenz f0 von weniger als 100 Hz,
die einen kräftigen
Niederfrequenzton liefert. Wegen der schlechten Wiedergabe-Eigenschaften
im Niederfrequenzbereich können solche
Lautsprecher das Signal mit der Frequenz f0 nicht wiedergeben und
somit keinen ansprechenden Niederfrequenzton bieten.
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3(b) zeigt die Beziehung zwischen der Frequenz
f0, die niedriger als die unterste Grenze der Tonwiedergabekurve 7 eines
Lautsprechers ist, dem Zweite-Harmonische-Signal des f0-Signals
und der Wiedergabefrequenzkurve 7 eines Lautsprechers. Bei
der ersten Ausführungsform
der Erfindung wird das Signal f0 in seine zweite Harmonische (ein
Tonsignal mit einer Frequenz, die eine Oktave höher als die Frequenz f0 ist),
die in dem Frequenzbereich eines Lautsprechers liegt, umgewandelt,
um einen Ton zu liefern, der reich an Niederfrequenztönen ist.
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In 1 wird
eine Frequenzkomponente, die kleiner als die niedrigste Frequenz
ist, die ein Lautsprecher bei Gebrauch wiedergeben kann, mit dem ersten
Tiefpassfilter 1 aus dem Eingangstonsignal extrahiert,
und die auf diese Weise extrahierte Niederfrequenzkomponente wird
mit dem Vollweggleichrichter 2 gleichgerichtet, um geradzahlige
Harmonische zu erzeugen.
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Wenn
das Eingangssignal B durch B = sin(wt) definiert wird, so wird das
von dem Vollweggleichrichter 2 erzeugte Ausgangssignal
C über
Fourier-Entwicklung durch die folgende Formel ausgedrückt: C = (2/Π)
+ (4/Π)·{sin(2wt)/3 – sin(4wt)/15
+ sin(6wt)/35 :... }.
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Die
Formel zeigt, dass das Vollweg-gleichgerichtete Ausgangssignal geradzahlige
Harmonische enthält
und dass mehr als 80 % zweite Harmonische sind, wie die Koeffizienten
angeben.
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Dadurch,
dass nur die zweiten Harmonischen durch das zweite Tiefpassfilter 3 durchgelassen
werden, können
die zweiten Harmonischen effizient extrahiert werden. Dann werden
die durch das zweite Tiefpassfilter 3 durchgelassenen zweiten
Harmonischen mit dem Verstärker 4 verstärkt, um
ein Signal mit einem entsprechenden Pegel zu erzeugen. Die verstärkten zweiten
Harmonischen werden von dem Adder 5 zu dem Eingangstonsignal
addiert, um ein Ausgangstonsignal zu erzeugen.
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2 zeigt
die Wellenformen für
jede der in 1 gezeigten Komponenten, wobei
A das Eingangstonsignal ist, B das Ausgangssignal des ersten Tiefpassfilters 1 ist,
C das Ausgangssignal des Vollweggleichrichters 2 ist und
D das Ausgangssignal des zweiten Tiefpassfilters 3 ist.
Auf diese Weise werden in einem Eingangstonsignal enthaltene zweite Harmonische
eines Tonsignals unterhalb der niedrigsten Frequenz erzeugt, die
ein Lautsprecher wiedergeben kann, erzeugt, um in ein Signal innerhalb des
Frequenzbereichs, den der Lautsprecher wiedergeben kann, umgewandelt
zu werden, das zu dem Eingangstonsignal addiert werden soll. Das
zu dem Eingangstonsignal addierte Tonsignal enthält nur zweite Harmonische mit
einer Frequenz, die um eine Oktave höher als die ursprüngliche
Tonsignalfrequenz ist. Daher entsteht keine Dissonanz. Das ursprüngliche
Niederfrequenz-Tonsignal wird niemals wiedergegeben, da das, was
zu dem Eingangstonsignal addiert wird, ein Signal ist, das um eine
Oktave höher
als der Originalton ist. Bei Versuchen wird jedoch der wiedergegebene
Ton von Zuhörern
als Ton erkannt, der mit dem Niederfrequenzsignal verstärkt worden
ist, wenn die Zuhörer
die entsprechende Musik nicht genau kennen und sich nicht genau
an sie erinnern. Eine bessere Wirkung wird durch Wiedergeben eines
Tons mit einer Niederfrequenzkomponente unterhalb der untersten
Grenze erzielt, unter der ihn ein Lautsprecher als zweite Harmonische
wiedergeben kann, anstatt die Niederfrequenzkomponente zu eliminieren.
Die vorliegende Erfindung ist effektiver als herkömmliche
Verfahren, bei denen der Pegel des unteren Tonbereichs mit einer
Klangregelungstechnik angehoben wird.
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Bei
dem vorstehenden ersten Beispiel wird die Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
zur Wiedergabe eines monauralen Signals verwendet. Nachstehend wird
eine Schaltung zur Stereowiedergabe als zweites Beispiel beschrieben.
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4 zeigt
eine Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung zur Stereowiedergabe nach
einem zweiten Beispiel. Da eine Stereowiedergabe die Verarbeitung
von zwei Signalkanälen
erfordert, verwendet dieses Beispiel zwei Kanäle der in dem ersten Beispiel
beschriebenen Schaltung. In 4 wird bei
dem linken Kanal eine Niederfrequenzkomponente unterhalb der niedrigsten
Frequenz, die ein Lautsprecher wiedergeben kann, aus dem Eingangstonsignal
des linken Kanals mit einem ersten linken Tiefpassfilter 11 extrahiert,
das nur ein Niederfrequenz-Tonsignal unterhalb des niedrigsten Wiedergabefrequenzbereichs
durchlässt.
Ein linker Vollweggleichrichter 2L richtet die mit dem
linken Tiefpassfilter 11 extrahierte Niederfrequenztonkomponente
gleich, um geradzahlige Harmonische zu erzeugen. Das Ausgangssignal
von dem linken Vollweggleichrichter 2L, das geradzahlige
Harmonische enthält,
wird für
ein zweites linkes Tiefpassfilter 3L bereitgestellt, das
nur die zweiten Harmonischen durchlässt. Auf diese Weise werden
nur die zweiten Harmonischen extrahiert. Die mit dem zweiten linken Tiefpassfilter 3L extrahierten
zweiten Harmonischen werden mit einem linken Verstärker 4L verstärkt, um ein
Signal mit einem entsprechenden Pegel zu erzeugen. Die verstärkten zweiten
Harmonischen werden mit einem linken Adder 5L zu dem Eingangstonsignal des
linken Kanals addiert, sodass ein Ausgangstonsignal des linken Kanals
entsteht.
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Bei
dem rechten Kanal wird eine Niederfrequenztonkomponente unterhalb
der niedrigsten Frequenz, die ein Lautsprecher wiedergeben kann,
aus dem Eingangstonsignal des rechten Kanals mit einem ersten rechten
Tiefpassfilter 1RL extrahiert, das nur ein Niederfrequenz-Tonsignal
unterhalb des niedrigsten Wiedergabefrequenzbereichs durchlässt. Ein rechter
Vollweggleichrichter 2R richtet die mit dem rechten Tiefpassfilter 1R extrahierte
Niederfrequenzkomponente gleich, um geradzahlige Harmonische zu
erzeugen. Das Ausgangssignal von dem rechten Vollweggleichrichter 2R,
das geradzahlige Harmonische enthält, wird für ein zweites rechtes Tiefpassfilter 3R bereitgestellt,
das nur die zweiten Harmonischen durchlässt. Auf diese Weise werden
nur die zweiten Harmonischen extrahiert. Die mit dem zweiten rechten
Tiefpassfilter 3R extrahierten zweiten Harmonischen werden
mit einem rechten Verstärker 4R verstärkt, um
ein Signal mit einem entsprechenden Pegel zu erzeugen. Die verstärkten zweiten
Harmonischen werden mit einem rechten Adder 5R zu dem Eingangstonsignal
des rechten Kanals addiert, sodass ein Ausgangstonsignal des rechten
Kanals entsteht.
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Die
Symbole A, B, C und D in 4 entsprechen jeweils den Wellenformen
A, B, C und D von 2, die die von jeder Komponente
erzeugte Wellenform zeigen. 2 zeigt,
wie die Niederfrequenzkomponente unterhalb der in einem Eingangstonsignal
enthaltenen niedrigsten Frequenz, die ein Lautsprecher wiedergeben
kann, in zweite Harmonische umgewandelt wird.
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Wie
vorstehend dargelegt, kann bei der Stereotonwiedergabe eine Niederfrequenzkomponente ohne
damit einhergehende Dissonanz dadurch verstärkt werden, dass zwei Kanäle der Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
zur Monauraltonwiedergabe verwendet werden. Die zweiten Harmonischen
einer Niederfrequenzkomponente unterhalb der in einem Eingangstonsignal
enthaltenen niedrigsten Frequenz, die ein Lautsprecher wiedergeben
kann, werden erzeugt und zu dem Eingangstonsignal addiert.
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Eine
weitere Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung zur Stereotonwiedergabe
wird nachstehend als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform
ist eine reduzierte Variante des in 4 gezeigten
zweiten Beispiels zur Kostensenkung. 5 zeigt
die Schaltung der Ausführungsform.
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In 5 bezeichnet
das Bezugssymbol 6 einen ersten Adder zum Addieren eines
Eingangstonsignals des linken Kanals und eines Eingangstonsignals
des rechten Kanals. Ein erstes Tiefpassfilter lässt nur ein Niederfrequenz-Tonsignal
durch, das kleiner als die Frequenz ist, die ein Lautsprecher wiedergeben
kann. Ein Vollweggleichrichter 2 erzeugt geradzahlige Harmonische
und wandelt die Frequenz um. Ein zweites Tiefpassfilter 3 lässt nur
die zweiten Harmonischen von den mit dem Vollweggleichrichter 2 erzeugten
geradzahligen Harmonischen durch. Ein Verstärker 4 verstärkt das
von dem zweiten Tiefpassfilter 3 bereitgestellte Signal
der zweiten Harmonischen auf einen entsprechenden Pegel. Ein zweiter
linker Adder 5L addiert das verstärkte Signal der zweiten Harmonischen
zu dem linken Eingangstonsignal. Ein zweiter rechter Adder 5R addiert
das verstärkte
Signal der zweiten Harmonischen zu dem rechten Eingangstonsignal.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden das linke und das rechte Eingangstonsignal in dem ersten Adder 6 addiert,
um das Eingangstonsignal des linken Kanals mit dem Eingangstonsignal
des rechten Kanals zu kombinieren, anstatt sie direkt in ein Tiefpassfilter
einzugeben. Das kombinierte linke/rechte Eingangstonsignal wird
für das
erste Tiefpassfilter 1 bereitgestellt, damit es Niederfrequenz-Tonsignale extrahiert,
die kleiner als die Frequenz sind, die ein Lautsprecher wiedergeben
kann. Das auf diese Weise extrahierte Niederfrequenz-Tonsignal wird mit dem
Vollweggleichrichter 2 gleichgerichtet, um geradzahlige
Harmonische zu erzeugen und die Frequenz umzuwandeln. Aus dem Frequenz-umgewandelten
Ausgangssignal des Vollweggleichrichters 2, das geradzahlige
Harmonische enthält,
werden nur die zweiten Harmonischen mit dem zweiten Tiefpassfilter 3 extrahiert
und sie werden dann mit dem Verstärker 4 auf einen entsprechenden
Pegel verstärkt. Die
zweiten Harmonischen, die mit dem Verstärker 4 auf einen entsprechenden
Pegel verstärkt
werden, werden auf einer Seite mit einem zweiten linken Adder 5L zu
dem linken Eingangstonsignal addiert, um als linkes Ausgangstonsignal
ausgegeben zu werden. Die zweiten Harmonischen, die mit dem Verstärker 4 auf
einen entsprechenden Pegel verstärkt
werden, werden auf der anderen Seite mit einem zweiten rechten Adder 5R zu
dem rechten Eingangstonsignal addiert, um als rechtes Ausgangstonsignal
ausgegeben zu werden.
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Die
Symbole A, B, C und D in 5 entsprechen jeweils A, B,
C und D von 2, die die von jeder Komponente
erzeugte Wellenform zeigen und die zeigen, wie eine Niederfrequenztonkomponente,
die kleiner als die Frequenz ist, die ein Lautsprecher wiedergeben
kann, in zweite Harmonische umgewandelt wird.
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Wie
vorstehend dargelegt, kann bei der Stereotonwiedergabe eine Niederfrequenzkomponente ohne
damit einhergehende Dissonanz dadurch verstärkt werden, dass ein erster
Adder verwendet wird, der die Eingangstonsignale des linken und
des rechten Kanals addiert. Ein in Reihe geschalteter Stromkreis,
der aus einem ersten Tiefpassfilter, einem Vollweggleichrichter,
einem zweiten Tiefpassfilter, einem Verstärker und zwei Addern besteht,
erzeugt die zweiten Harmonischen einer in einem Eingangstonsignal
enthaltenen Niederfrequenzkomponente unterhalb der niedrigsten Frequenz,
die ein Lautsprecher wiedergeben kann, und addiert die zweiten Harmonischen
der Niederfrequenzkomponente zu dem Eingangstonsignal. Auch mit
einer vereinfachten Schaltung, wie sie vorstehend beschrieben ist,
wird eine Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung implementiert,
die empirisch einen ausreichenden Effekt liefert, auch wenn sie
eine geringfügig
schlechtere Tonwiedergabetreue als das zweite Beispiel hat.
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Wie
in den vorstehenden Beschreibungen dargelegt, kann mit einer erfindungsgemäßen Niederfrequenz-Tonsignal-Umwandlungsschaltung
eine Niederfrequenzkomponente, die kleiner als die Frequenz, die
ein Lautsprecher wiedergeben kann, ist und für einen Lautsprecher, dessen
Niederfrequenz-Tonwiedergabe-Eigenschaften wegen Beschränkungen
bei Größe und Form
schlecht sind, bereitgestellt wird, als kräftiger Ton, bei dem die Niederfrequenzkomponente,
die in dem Ausgangssignal des Lautsprechers unzulänglich ist,
kompensiert ist, wiedergegeben werden, ohne dass die Qualität des wiedergegebenen
Tons gemindert wird, indem die Niederfrequenzkomponente in zweite
Harmonische umgewandelt wird, die zu einem Eingangstonsignal zu
addieren sind. Ein weiterer Vorzug der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass sie unter Verwendung einer kostengünstigen Analogschaltung implementiert
werden kann.