Surround Grundlagen
Begriffe der Surround-Verfahren

Mono-Matrix
Obwohl die Mono-Matrix für Stereo-Signale eigentlich kein spezielles Surround-Thema ist, sind in vielen Bereichen von Surround-Anlagen Konvertierungen von Stereosignalen nach mono erforderlich. Daher an dieser Stelle einiges zur Erläuterung.

Die einfachste und üblichste Realisierung einer Mono-Matrix besteht aus einer Addierstufe, die den linken und rechten Kanal zusammenmischt und den Pegel des Mono-Signals anpasst. Der Vorteil einer solchen Stufe besteht im geringen technischen Aufwand. Der Nachteil besteht darin, dass alle Signalanteile, die im linken und rechten Kanal gegenphasig auftreten ausgelöscht werden und die Signale, die nicht exakt gegenphasig, aber phasenverschoben sind, gedämpft werden.

Diesen Nachteil kann man dadurch umgehen, dass man eine Matrix mit einem so genannten 90 Grad Filter aufbaut. Bei diesem Prinzip werden die beiden Stereokanäle vor der Addierstufe durch ein spezielles Allpassfilter geführt, das eine frequenzunabhängige Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen links und rechts bewirkt. Die Resultate einer solchen Matrix sind erheblich besser. Allerdings ist dieses Prinzip mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden und für reine Kontrollfunktionen ungeeignet. Wird eine Mono-Matrix für die Abhöranlage zur Kompatibilitätskontrolle verwendet, ist das 90-Grad-Filter nicht geeignet, weil es nicht der Praxis der Monobildung in den Heimanlagen entspricht. Dort wird immer eine einfache Addierstufe verwendet. Will man bei einer Mischung also testen, wie sich diese Mischung in mono anhört, ist es nur sinnvoll eine Addierstufe zu verwenden, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie in den Heimanlagen. Die Verwendung der 90-Grad-Filter bleibt daher im Wesentlichen auf die Situation beschränkt, in der ein Stereosignal endgültig in ein Mono Signal umgewandelt werden muss - und das ist eher die Ausnahme.

Pegel
Der Ausgangspegel einer Mono Matrix sollte so gewählt sein, dass sich der gleiche Lautstärkeeindruck beim Abhören des Monosignals über beide Stereo Kanäle ergibt wie beim Abhören des Stereosignals. In der Theorie heißt das, dass jeder Kanal dazu um 3 dB gedämpft werden muss. Bei einem kohärenten (gleichphasigen und gleichpegeligen) Signal in beiden Stereokanälen beträgt der Ausgangspegel einer solchen 3-dB-Matrix dann natürlich + 3 dB. Die Theorie geht davon aus, dass die Signalverteilung in den beiden Stereokanälen eine mittlere Phasenverschiebung von 45 Grad hat und dass die Pegel in beiden Kanälen gleich sind. Unter diesen Voraussetzungen, und nur unter diesen Voraussetzungen, ist die Dämpfung von 3 dB korrekt. In der Praxis findet man aber kaum ein reales Stereosignal, das diese Eigenschaften hat. Praktisch jedes Musikprogramm hat hinsichtlich der pegel-relevanten Signalanteile (im Klartext Bass Drum, Bass, also die Instrumente, die den Pegel der gesamten Mischung wesentlich bestimmen) eine Phasenverschiebung, die deutlich geringer ist als 45 Grad, da diese Signalanteile in den meisten Fällen aus der Mitte kommen. Praktisch bedeutet das, dass eine 3-dB-Matrix im realen Betrieb immer eine deutliche hörbare Lautstärkeerhöhung zur Folge hat, die einen korrekten Vergleich Mono gegen Stereo erschwert oder unmöglich macht. Eine Matrix mit einer Dämpfung von 6 dB umgeht dieses Problem und liefert (fast) immer korrekte Resultate. Die optimale Lösung besteht allerdings in einer Matrix mit einer Dämpfung von 5 dB. Bei mittenbetontem Programmmaterial liefert eine solche Matrix zwar eine geringfügig erhöhte Lautstärke, die jedoch an der Grenze der Wahrnehmbarkeit liegt und sich daher nicht störend auswirkt. Für den überwiegenden Teil der realen Musikprogramme ist jedoch die 5-dB-Matrix der beste Weg, da die Signalverteilung zwischen links und rechts bei diesem Additionspegel exakt identische Lautstärke liefert.

Diese Überlegungen gelten nur dann, wenn das Ausgangssignal der Monomatrix über beide Stereokanäle abgehört wird. Wird das Mono Signal nur dem rechten oder linken Lautsprecher zugeführt, ist es nötig, den Pegel um 3 dB zu erhöhen, um auch hier den gleichen Lautstärkeeindruck zu erzeugen.

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