DE1282722B - Einrichtung fuer die Dynamikkorrektur bei der UEbertragung tonfrequenter Signale - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H 04b

Deutsche Kl.: 21 a2- 36/13

Nummer: 1282722

Aktenzeichen: P 12 82 722.4-31 (R 37651)

Anmeldetag: 8. April 1964

Auslegetag: 14. November 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Dynamikkorrektur bei der Übertragung tonfrequenter Signale, bei welcher die Dynamik für unterschiedliche Frequenzkomponenten mittels frequenzabhängiger Regelung gedehnt oder gepreßt wird.

Es ist bekannt, daß die subjektive Lautheit eines Tones, d. h. das subjektive Lautstärkeempfinden des Hörers für den Ton, nicht nur von der objektiven Lautstärke, d. h. dem gemessenen Lautstärkepegel, sondern auch von der Frequenz des ausgesandten Tones abhängt, welchem Umstand bei bekannten, mit frequenzabhängiger Dynamikdehnung und -pressung arbeitenden Korrektureinrichtungen Rechnung getragen wird. Jedoch ist die Änderung der subjektiven Lautheit bei einer Frequenz von z. B. 1000 Hz der objektiven Lautstärke nichtlinear proportional.

Bei der Übertragung von Tonsignalen sollte natürlich die dynamische Lautheitscharakteristik, die der Hörer bei der Wiedergabe empfindet, im wesentlichen die gleiche sein wie bei der ursprünglichen Tonerzeugung. Diese Bedingung wäre bei einem linearen Aufnahme- und Wiedergabesystem erfüllt, wenn der Ton mit dem gleichen Lautstärkepegel wiedergegeben würde wie bei der ursprünglichen Darbietung. Gewöhnlich wird jedoch die Tondarbietung, beispielsweise in einem Studio, mit ziemlich hohem Pegel aufgenommen oder aufgezeichnet, während die Wiedergabe, beispielsweise in einem Heimgerät, gewöhnlich mit erheblich niedrigeren Pegeln erfolgt. Während bei einem linearen Übertragungssystem die Proportionalität zwischen dem wiedergegebenen und dem aufgenommenen Lautstärkepegel an sich gewahrt ist, erscheinen gleichwohl für den Hörer die dynamischen Lautstärkeänderungen in verzerrter Form. Wenn beispielsweise die subjektive Lautheit der niederen, mittleren und hohen Frequenzen einer gemischten hochpegeligen Tondarbietung gleichzeitig um die Hälfte erniedrigt wird und diese Tondarbietung mit ihren tatsächlichen Lautstärkepegeln linear übertragen oder aufgezeichnet wird, so kann bei Wiedergabe der Tondarbietung mit erheblich niedrigerem Pegel die subjektive Lautheit über das gesamte Frequenzband für die lauteren der übertragenen bzw. aufgezeichneten Signale mit Hilfe von geeigneten frequenzabhängigen Korrektur- oder Entzerrungsnetzwerken so korrigiert werden, daß sie mit der des übertragenen Signals übereinstimmt. Jedoch entspricht bei Absinken des Pegels des gemischten Signals um die Hälfte die subjektive Lautheit im gesamten Frequenzspektrum nicht mehr der der ursprünglichen Tondarbietung. Beispielsweise erscheinen die niederen und die hohen Frequenzen mit um Einrichtung für die Dynamikkorrektur bei der Übertragung tonfrequenter Signale

Anmelder:

Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt, 8000 München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Donald Lee Richter, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. April 1963 (271063) - -

mehr als die Hälfte verringerter Lautheit, während, die Lautheit der mittleren Frequenzen um weniger als die Hälfte verringert erscheint. . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Hinblick auf die frequenz- und,lautstärkeabhängige, menschliche Gehörempfindlichkeit das Regelverhalten der Dynamikkorrektureinrichtung so zu gestalten, daß der Hörer sowohl bei lautschwachen als auch bei lautstarken Passagen des dargebotenen Programms tatsächlich den vollen oder zumindest annähernd vollen Frequenzbereich der ursprünglichen Darbietung hört, wobei besonders an den Fall gedacht ist, daß eine ursprünglich mit hohem Lautstärkepegel präsentierte Tondarbietung mit niedrigeren Lautstärkepegeln wiedergegeben werden soll.

Es ist zwar an sich bekannt (britische Patentschrift 643 574), ein ausgewogenes Klangbild bei der Tonwiedergabe mittels lautstärkeabhängiger Dynamikkorrektur anzustreben. Zu diesem Zweck wird dabei vorgeschlagen, den vollen Frequenzbereich nur bei großen Lautstärken zu übertragen bzw. aufzuzeich-₍ nen, dagegen bei niedrigen Lautstärken das Frequenzband einzuengen, indem die Tiefen und die Höhen nicht übertragen bzw. aufgezeichnet werden, d. h., es sollen bei leisen Passagen der Tondarbietung nicht nur die Höhen, sondern auch die Bässe unterdrückt werden.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß zur Lösung

So der genannten Aufgabe ein anderer Weg eingeschlagen, indem bei einer Einrichtung für die Dynamikkorrektur der eingangs genannten Art vorgesehen ist,

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.3 ■ . 4 -

daß die Regelung außerdem, wie an sich bekannt, tang die hohen Frequenzen pöämpft, d; hi in ihre!

lautstärkeabhängig ist; und zwar in der Weise, daß Dynamik gepreßt werdeHu

die niederen Frequenzen der Tonsignale bei nied- In den Zeichnungen Mgt

rigen Lautstärkepegeln angehoben werden, diese An- Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der

hebung jedoch bei ansteigendem Lautstärkepegel 5 Erfindung,

progressiv geringer wird, üad daß bei Ansteigen des Fig.2, 3 und 4 die Wirkungsweise der Einrifeh-

Lautstärkepegels über einen vorbestimmten Wert die rung nach Fig. 1 veranschaulichende Diagramme

mittler'eh Ffeqüenzkömpönenten der Tonsignale pro- und ...

gressiv stärker angehören werden. F i g. 5 Sin. Schaltbild einer anderen Ausführungs-

Es werden also, zum Unterschied von dem letzt- io form der Erfindung.

genannten Vorschlag, bei schwacher Lautstärke die In F i g. 1 wird die einer verhältnismäßig hoch-

Bässe angehoben, und zwar bei ansteigendem Laut- amplitudigen Quelle 5, beispielsweise einem Orstärkepegel zunehmend weniger, so daß effektiv eine ehester, entstammende ursprüngliche Programm-Dynamikpressung erfolgt, während ab einem mittle- darbietung mit einer geeigneten Einrichtung, beiren Lautstärkepegel die mittleren Frequenzen zu- 15 spielsweise einem Mikrophon 6, aufgenommen. An nehmend mehr angehoben, d. h. in der Dynamik ge- das Mikrophon 6 ist ein Signalübertragungskanal andehrft w8fden. Sehn maximalen Lautstärkepegel geschlossen, dessen Eingang durch den signalspanwerden die niedififl Ψτ%$ύ%ΜΜ gShr wenig öder gar nüngführ&nden Leiter 7 und, 'den lichaltangsnull· nicht angehoben, während die_ mittleren Frequenzen pünkt öder Masse 8 dargestellt ist.· Zwischen das maximal angehoben werden. Die verschiedenen Rege- 20 Mikrophon 6 und den Leiter *? ist ein geeigneter tonlungen können so ausgebildet werden, daß §iB über ffeqüönzvef starker § gesphältet, der die vom Mikroden gesamten Lautstärkebereich der ursprünglichen phpP- aufgenommenen Signale verstärkt pef yer-Tondarbietung stufenlos und automatisch veränder- stärker 9 kann auch an eine beliebige andere Tqnlich sind, so daß die ursprüngliche Töndafbietung mit ffeqüenzsignälqüelie, die aufzunehmende Tondarbie* einem niedrigeren Pegel so wiedergegeben wefden 25 tüngen verhältnismäßig hoher Intensität oder LaUtkann, daß beim Hörer der subjektive Eindruck des starke¹ liefeft, angeschlossen sfeiiii gleichen D^nämikumiänges und der gleichen Klang- Ini vorliegenden Falle ist eine Zwejkänal-Signal=

farbe wie bei der Ürsprüngliehefi Töndärbietüiig" fent- übefträgungseinrichtung iüf die Stereophonische Tonsteht. ———=^ äüffiähnle Mä Tönwiedergäbe der äü§ der Quelle S

Vorzugsweise enthält die Einrifchtürig ffif die Auf- 3° stätnmenden Darbietungen gezeigt.· per zweite Eanäl nähmevön mit hohem LautStärköpegel dafgebotSnen enthalt ein zweites Mikrophon U, das als die andere Tönsignalen zur Wiedergabe mit niedrigerem Laut- der beiden stereophonisch Verknüpften Äufnahmestärkepegel ein zwischen den Tonaufnehmer und die einrichtungen ini entsprechenden Abstand vom ersten Tonwiedergabeeinrichtung gekoppeltes Korrektur- Mikrophon 6 vor der Schallquelle S angeordnet ist netzwerk niit z\vei ver'ändMiciieö, mit zunehmender 35 Dabei bilden beisjpielsw'eise das Mikrophon Ö und der Amplitude der aufgenommenen Tonsignale abneh- angeschlösserie ÜBeffiägüngskänäl den Rechtskanäl menden Widerständen, von denen der eine den wirk- öder $-Känäl, wahrend das Mikrophon Il den Einsamen Widerstandswert eines den Grad der An- gang des Linkskanäls oder L-Kanal§ bildet. Der Kebün'g der niederen Tonfrequenzen bestimmenden Linkskanäl hat eb&nfäUs einen Eingang mit einem Pöientiömetefs und der zweite den wirksamen Wider- 40 über einen zweiten Tonfrequenzverstärker la an das standswert eines den Gf ad der Anhebung der mitt- Mikrophon 11 angeschlossenen Leiter la. leren Tonfrequenzen bestimmSndefi Potentiometers Im Rechtskanäl ist der Eingangsleitef 7 an ein

iffi Sinn der gewünsShten Dynämikkörrektur beein- freqüenzausgläiohs- oder Freqüenzkorfekturnetzflüßt, Wobei bei ansteigender Tönsignälämplitude die werk 14 angeschlossen, das mit Seglern an der Front-Regelwirkung des zweiten veränderlichen Wider- 45 platte ausgerüstet ist; um eine Einstellung des Frestahdes gegenüber der des ersten veränderlichen quenzgaiiges vöii Hand zu ermÖgÜGhen. Widerstandes verzögert einsetzt Siege Einrichtung^^, Mit dem einen Regelknöpi wird ein Potentiometer eignet lieh in zwlikänäligef Äüsiühfurig sehr,guirfur 1§ eingestellt, mit dem der (3räd der Verstärkung die Übertragung von storeöphönisehen JToSdlibietun- od§r Anhebung der niederen Frequenzen Im Übergen, gegebenenfalls mit änschließeSdlr Aufzeichnung 5° trägungsband eingegtellt wird. Durch Verschieben des aüi Schallplatte öder Tönbanci. Gemäß einer änderen Schleifers des Potentiometers IS nach rechts in der Äü'sführungsförm enthält die Bynämikköfrektür- 2eichiiüng wird der Grad der Änhebung der rtiedeeinrichtung einen zwischen Tönsignaieingäng ütid reh Frequenzen verririgferl. Mit dem zweiten llegler Tbnsipäläüsgäng gekoppelten Vefstärker init_ einem wird das Fötentiönteter'16 verstellt, das den öräd der freqüeözäbhängigen Gegenköpplüfigshetzwefk mit 55 Verstärkung oder Anhebung der mittleren Frequenzwei in Abhängigkeit von der Amplitude del Tön- zen im Übertragüngsbänd bestimmt.· Durch Verenigängssignäle veränderlichen Widerständen, von schieben des Schleifers des Potentiometers Ϊ6 nach denen bei ansteigendem Tönsignalpegel dfer eine den rechts in der Zeichnung wird der Grädder Anhebung öegenkopplungsgräd für die niedrigen Tönfreqüen- der mittleren Frequenzen erhöht. Mit d&m dritten zeit erhöht und der zweite von einem mittler en Ton- 60 Regler wird das Potentiometer if verstell·^ das den signälpegel ab den Gegenkopplüngsgfäd für die mitt- Grad der Abschwaöhung oder D'ariipfung. der hohen IeroÜ Tonfrequenzen erniedrigt. Ffequenzen im Übertragüiigsband bestimmt. Durch

! Gewünschtenfails kähii in jedem Falle zusätzlich Verschieben des\ Schleifers des Potentiometers Iß zu den Regelungen füf die niedrigen und mittiefen nach rechts in der !Zeichnung wird der Grad der Frequenzen eine weitere lautstärkeabhängige Rege- 65 Dämpfung oder Hefäbdrückung der hohen Freqüenlüng vorgesehen sein, die den Frequenzgang im hoch- zefi erhöht.

freqüenten bereich so beeinflußt, daß bei sehr Der Leiter ^ ist ferner gemeinsain an die fiingänge

größen Läutstäfken der ufspfüngÜchen Tondarbie- dreier signälempfindlichet, widerstähdsveränderlicher

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Einrichtungen 18,19 und 20 angeschlossen. Die Ein- Die Ansprechschwelle des veränderlichen Widerrichtüng 18 arbeitet beispielsweise als verstarkeäder Standes 22 ist so eingestellt, daß bei einem bestimm-Öyriäfnikpfesser und weist im wesentlichen einen ten mittleren Läutstärkebereieh der Programmdarbie-Eingäng auf, über deii eine Cädmiümsulfid-Phötozelle tühg der Wert dieses Widerstandes abzunehmen angeschaltet ist, deren Widerstand bei auftreffendem 5 fängt und dadurch die Frequenzen des mittleren Licht abnimmt Die dein Eingang zugeleiteten Signale Bereiches angehoben oder in entsprechend geringe-' werden durch einen 'Transistorverstärker verstärkt fern Mäße gedämpft werden. Bei den höchsten Lautünd einem Ausgang zugeleitet, der im vorliegenden sfärkepegeln der Progrämmdafbietung wird erstens Falle durch einen Belastungswiderstand von geeig- der Entzerrer 14 so eingestellt, daß die niederen Frer netem Wert abgeschlossen ist. Über ein Gegenkopp- io quenzen sehr wenig oder gar nicht angehoben werden, lüngsnetzwerk vom Verstärkeräusgang her wird eine und wird zweitens durch den Widerstand 22 der Ent-

wird auf die Cädmiumsülfidzeile gerichtet, um das wird, und wird drittens der Entzerrer 14 durch den

dem Transistorverstärker zugeleitete Signal entspre- 15 Widerstand 23 so eingestellt,- daß die höhen Fre-

chend zu modifizieren. quenzen um einen gewünschten Betrag heräb-

Eifl zweites lichtempfindliches Widerstands- gedrückt öder gedämpft werden,

element, beispielsweise eine zweite Cadmiumsulfid- Bei der beschriebenen Schaltung ist die effektive zelle, ist so angeordnet, daß sie das signalmodulierte Ansprechschwelle der signalempfindlichen veränder-Licht aus der Lichtquelle empfängt. In F ig. 1 ist der ao liehen Widerstände 22 und 23 insofern verschieden·, auf das Signal ansprechende veränderliche Wider- als das Widerstandselement 23 bei höheren Läutständ 21 zwischen den Schleifer und das rechte Ende stärkepegeln wirksam wird. Dies läßt sich auf bein der Zeichnung des Potentiometers 15 geschaltet. queme Weise erreichen, da das Potentiometer 16 eine Bei ansteigender Signäiämplitude nimmt der Wider- G- bis lÖÖ kÖ^Emriehtung und das Potentiometer stand 21 automatisch ab, so daß der zwischen dem 25 17 eine 0- bis 5 kQ-fsinrichtung darstellt;
Schleifer und dem rechten Ende des Potentiometers Bei Stereophonischen Systemen enthalt der Links-15 abgegriffene Widerstand und damit der Grad der kanal ebenfalls ein Körrektürnetzwerk oder Ent-Anhebung bzw. Verstärkung der niedrigen Frequen- zerrer 4Oj der die Progfämmdäfbietüng vom Verzeii öder Bässe sich entsprechend verringert: stärker 13 empfängt* Der Entzerrer 40 überträgt öder

Die zweite und die dritte Einrichtung veränder- 3° verstärkt diese Signale auf einer Frequenz-Ämplilichen Widerstandes 1£ bzw. 20 können in entspre- tudenbasis in der oben für den Entzerrer 14 besehriechender Weise als verstärkender Dynamikprösser benen Weise.

arbeiten mit Ausnahme der Tatsache, dasß statt nur Die Ausgangssignale der beiden Kanäle können einer zwei lichtempfindliche !Zellen als signalempfind- entweder unmittelbar oder mittelbar für die Tonliche Widerstände 22 und 23 das entsprechend der 35 wiedergabe mittels einer Schallwiedergabe-oder Ver-Signälamplitüde modulierte Licht empfangen. Eine brauchereinrichtung 33 mit beispielsweise zwei Lautgeeignete Verzögerungseinrichtung ist in Form des Sprecherelementen 34 und 35 verwendet werden. Die obenerwähnten Transistorverstärkers vorgesehen, so Verbräuchereinriohtung ist über eine geeignete Überdaß der Pegel; bei dem das Signal im Sinne einer Ver- tragühgsschaltung, beispielsweise einen Tonfrequenzänderüng der Widerstände 22 und 23 wirksam wirdj 40 verstärker 36 und einen Verstärkungs- oder Läutregelbär eingestellt werden kann. Der signalempfind- stärkeregier 37^ an die Ausgangsklemme 32 des Ent-; liehe Widerstand 22 liegt in Reihe mit dem Schleifer zerrers 14 angeschlossen. Öie Ausgangsklemme _4S des iPotentiometers IS, so daß bei Ansteigen der des Linkskanalentzerrers 40 ist in entsprechender Signäiämplitude unter entsprechender JErniedrigung Weise mit einer Wiedergabe- odef Vorbraucherdes Wertes des Widerstandes 22 der Grad der An- 45 einrichtung 33 gekoppelt. Die Vefbrauehereinfichhebüng bzw. Verstärkung der mittleren Frequenzen tung 33 kann beispielsweise ein Tonaufzeiehnungssich erhöht, ίη der gleichen Weise ist der signal- gerät, das Vaterpiatten für die SohaÜplattenaüfnahme, empfindliche Widerstand 23 in Reihe mit dem Schlei- Magnetbänder od. dgl. schneidet bzw. bespielt, oder fer des Potentiometers i7 geschaltet,- so daß bei An- eine beliebige andere ßinrichtung für die unriiitteisteigeh des Slgnälpegels unter entsprechender Ernie- 50 bare oder mittelbare Aufzeichnung und/oder Wiederdrigüng des Wertes des Widerstandes 23 der Grad gäbe der Signale sein.

der Bämpfüng oder Unterdrückung der hohen Fife- Die folgenden Erläuterungen hinsichtlieh der Wir-

quenzen oder Höhen zunimmt. kungsweise des Systems gelten sowohl für den Links-

Das Freqüenzkorrekturnetzwerk oder Entzerrer 14 kanal als auch für den Rechtskanal,

wird von Hand auf einen gewünschten Frequenzgang 55 Die KurveM im Diagramm nach Fig. 2 zeigt die

so eingestellt, daß der maximale Pegel der Ursprung- Beziehung zwischen der auf der Ordinate in Em₇

liehen hochpegeligen Progrämmdärbietüng ohne D"y- heiten von 1 bis lOÖ ÖÖO aufgetragenen Lautheit und

namikverzerrung im maximal vorgesehenen Wieder- dem auf der Abszisse in Werten von Ö bis Ϊ00 db

gabepegel wiedergegeben werden kann. Bei niedrigen oder Phon aufgetragenen Lautstärkepegel bei einer

Läutstärkepegeln der Pfögramfndärbietung liefert der 60 Bezugsfrequenz von iÖÖÖ Hz._; F i g. 3 zeigt Kurven

Entzerrer 14 die gewünschte Maximalänhebung oder gleichefl Lautstärkepegels A bis L.

-verstärkung der niedrigen Frequenzen.- Die An- In F i g. 3 und auch in der später zu erörternden

sprechschwelle des veränderlichen Widerstandes 21 F i g. 4 ist der Lautstärkepegel in Dezibel auf der

liegt bei einem solchen Wert, daß bei ansteigendem Ordinate und die Frequenz in Hertz auf der Abszisse

Lautstärkepegel der Progrämmdärbietüng der Wert 65 aufgetragen.

dieses Widerstandes abzunehmen beginnt uiid da- Ausgehend von der Kurve A, did der durch die

durch die Änhebüiig öder Verstärkung der niederen Kurve in Fig. 2 dargestellten Lautheit von 100*/o

Frequenzen verringert wird. oder lÖÖ OÖÖ Einheiten entspricht, kann man einen

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Satz von aufeinanderfolgenden Kurven ableiten, die Programmdarbietung entspricht, soll jetzt so geändert jeweils der halben Lautheit der vorherigen Kurve ent- werden, daß sie dem durch die Kurve E verkörperten sprechen und durch Interpolation zwischen den Frequenzgang, d. h. der halben Lautheit der durch bereits festgelegten Kurven gewonnen und entspre- . die Kurve D angezeigten neuen Maximalamplitude chend den der jeweils halben Lautheit entsprechen- 5 entspricht. Aus Fig. 4 sieht man, daß die tatsächden Lautstärkeänderungen in Dezibel entlang der liehe Lautstärkeänderung, die erforderlich ist, um die 1000-Hz-Ordinate beabstandet sind. Diese Laut- ursprüngliche Lautheit für einen Ton von 1000 Hz Stärkeänderungen in Dezibel werden durch Ab- subjektiv um die Hälfte zu erniedrigen, ungefähr lesungen angezeigt, die aus der KurveM in Fig. 2 8 db beträgt. Man sieht jedoch, daß, um für den abgeleitet sind, wie durch die gestrichelten Koordi- io gleichen 1000-Hz-Ton den neuen maximalen Lautnaten für denjenigen Abfall in Dezibel von 100 an- heitspegel der Kurve D um die Hälfte zu erniedrigen, gedeutet, der für den ersten Lautheitshalbierungs- eine Lautstärkeänderung von ungefähr 10 db erforschritt von 100 000 auf 50 000 Einheiten erforder- derlich ist. Man wendet.dieses Verfahren.an, um die Hch ist. Entsprechend verfährt man bei der Halbie- Korrektur für; einen ;beiiebigeii- gegebenen Signair rung von 50 000 auf 25 000 Einheiten, von'25 000 15 pegel zu ermitteln.' Beispielsweise ;beträgt der Dy-' auf il-2500 Einheiten usw., indem man diese Hai- namikunterschied zwischen den Kurven!? und C der bierungsschritte jeweils in Dezibel für den erforder- ursprünglichen Tondarbietung bei 1000 Hz ungefähr h'chen niedrigeren Pegel ableitet und entlang einer 7dib (der Unterschied in den Ordinatenwerten für die Ordinate für 1000 Hz auf der Frequenzskala in Punkte 67 und 68), während der Unterschied zwi-Fig. 3 vertikal aufträgt. Dabei ergibt sich, daß die ab sehen den KurvenE und F der Tonwiedergabe (vgl. Auftragungspunkte 66bis 77 fiir die Kurven- bisL . die Punkte70 und 71) 12.db beträgt. Dies zeigt an, "zwischen 66 und 67, 67 und 68 und 72 und 73 jeweils daß, um bei der Wiedergabe die gleichen subjektiven um etwa 8 db, zwischen 68 und 69/ 69 und 70 und Änderungen im Lautheitspegel wie beim Hören der 71 und 72 um jeweils 10 db und zwischen 70 und 71 ursprünglichen Tondarbietung hervorzurufen, die tatum 12 db beabstandet sind. 2$ sächlichen Lautstärkeänderungen der ursprünglichen,

Diese Abstände zeigen somit jeweils denjenigen hochpegeligen Tondarbietung bei 1000 Hz vor der Abfall in Dezibel an, der in den einzelnen Schritten Aufzeichnung oder Wiedergabe bei niedrigeren erforderlich ist, tun die Lautheit um die Hälfte zu Pegeln gedehnt, d.h. in ihrer Dynamik vergrößert verringern. Zwischen den restlichen Auftragungs- werden müssen.

punkten 73 bis 77 entlang der 1000-Hz-Achse beträgt 30 Anders liegen die Verhältnisse bei den niederen der für die aufeinanderfolgenden Lautheitshalbie- Frequenzen oder Bässen. So beträgt die Differenz . rungsschritte erforderliche Lautstärkeabfall 7, 6, 4 zwischen den Kurven- und B der ursprünglichen bzw. 3 db. Es entspricht daher die durch die Kurve B Tondarbietung bei 50 Hz ungefähr 6 db. Dagegen verkörperte Lautheit der halben Lautheit der" beträgt die Differenz zwischen den KurvenD und E Kurve A, die Lautheit der Kurve C der halben Laut- 35 für den niedrigeren Pegel der Wiedergabe bei der heft der Kurve B usw. bis zur Kurve L. gleichen Frequenz weniger als 3 db. Die Differenz

^; Mit Hilfe dieses neuen Satzes von Kurven jeweils zwischen den Kurven B und C beträgt ungefähr 5 db, gleicher Lautheit kann man diejenige Änderung der während die Differenz zwischen den Kurven jE und F Amplitude oder des Lautstärkepegels in Dezibel er- ungefähr 2 db beträgt, und zwar jeweils bei 50 Hz. mitteln, die bei der Wiedergabe mit niedrigeren 40 Man sieht hieraus, daß es für die Wiedergabe der Pegeln erforderlich ist, um gehörmäßig die gleiche ursprünglichen, hochpegeligen Tondarbietung mit Änderung der Lautheitsempfindung zu vermitteln wie niedrigeren Pegeln unter Beibehaltung des gleichen bei der ursprünglich hochpegeligen Programmdarbie- Lautstärkeumfangs oder der gleichen Dynamik der tung. Man kann, wie in Fig. 4 gezeigt, auf diese niederen Frequenzen notwendig, ist, die Lautstärke-Weise eine Kurvenschar ableiten, die in den einzelnen 45 änderungen im Bereich der niederen Frequenzen oder Kurven jeweils diejenige pegelabhängige Entzerrung Bässe vor der Aufzeichnung oder Wiedergabe zu ver- oder Korrektur angibt, die erforderlich ist, um die kleinern oder in der Dynamik zu pressen. ;

Klangintensität oder Dynamik bei der Wiedergabe in In der gleichen Weise kann man mit den hohen

den gleichen Proportionen zu halten wie in der Frequenzen verfahren. Aus den Kurven läßt sich ursprünglichen Tondarbietung. 50 ermitteln, daß für Signale von ungefähr 12 000 Hz

Die Kurven nach Fig. 4 werden in der folgenden mittlerer oder:-niedriger Lautstärke keine Dynamik-Weise abgeleitet: Es sei angenommen, daß ein Pro- pressung, oder -dehnung erforderlich ist, um die urgrammsignal verhältnismäßig hoher Intensität oder spriingliche Dynamik zu wahren. Bei den höheren Lautstärke, das auf Frequenzgrundlage richtig ab- Lautstärkepegeln der Wiedergabe ist dagegen, eine geglichen ist und einen ausreichenden Lautstärke- 55=-gewisse Pressung erforderlich, um das niederpegelig umfang hat, um den beispielsweise zwischen deru ■--' wiedergegebene Signal in Übereinstimmung mit der Kurven- und C in Fig. 3 liegenden Amplituden- ursprünglichen Tondarbietung zu halten,
bereich voll zu erfassen, mit maximalem Lautheits- Die gewünschte pegelabhängige Korrektur ent-

pegel bei einem etwas erniedrigten Pegel, beispiels- sprechend der Kurvenschar nach F i g. 4 wird durch weise entsprechend der Kurve D, wiedergegeben 60 die Dynamikspektrumentzerrer 14 und 40 in F i g. 1 werden soll. Dazii sollte der Frequenzgang der bewirkt. Für die niedrigen Frequenzen oder Bässe ursprünglichen Kurve A so geändert werden, daß er beim allerhöchsten Lautstärkepegel bewirkt die durch dem durch die Kurve D verkörperten Frequenzgang das Potentiometer 15 eingestellte Baßkorrektur nur entspricht. Dies kann durch die statische Ursprung- eine sehr geringe oder gar keine Anhebung bzw. Verliehe Bemessung oder Einstellung der Entzerrernetz- 65 Stärkung der Bässe. Wenn dagegen der Signalpegel werke 14 und 40 in Fig. 1 erreicht werden: um einen gewissen Betrag absinkt, steigt der Wert des

Die Kurve B, die einer Lautheitserniedrigung um signalempfindlichen Widerstandes 21 entsprechend die Hälfte gegenüber dem ursprünglichen Pegel A der an, so daß die Bässe zusätzlich angehoben werden.

Dieser Vorgang wirkt sich dahingehend aus, daß die tatsächliche Amplitudenänderung (die Dynamik oder Zuwachsänderung in Dezibel) der niederen Frequenzen verringert wird, d. h. eine Dynamikpressung erfolgt. Fällt der Signalpegel der niederen Frequenzen weiter ab, so werden die Bässe entsprechend stärker angehoben, so daß die Dezibeländerung im Ausgangssignal des Entzerrers kleiner wird als die Dezibeländerung im Eingangssignal und dadurch die erforderliche Dynamikkorrektur erfolgt.

Bei den höchsten Wiedergabepegeln der Programmdarbietung findet die maximale Anhebung oder Dynamikdehnung im mittleren Frequenzbereich entsprechend der Einstellung des Potentiometers 16 statt. Sinkt der Programmpegel ab, so steigt der Widerstand des auf den Signalpegel ansprechenden Widerstandes 22 entsprechend an, so daß der Grad der Anhebung der mittleren Frequenzen sich entsprechend verringert. Dadurch erhöht sich die Dynamik oder die Zuwachsänderung in"Dezibel. An einem bestimmten Punkt, der einem mittleren Lautstärkepegel der Programmdaijbietung" entspricht, wird die Ansprechschwelle des Widerstandes 22 erreicht, so daß bei weiterer Erniedrigung des Programmpegels die Anhebung der mittleren Frequenzen sich ment mehr erniedrigt und folglich keine weitere Dynamikänderung erfolgt. Wie man in Fig. 3 sieht, haben die Kurven G, H, I usw. im mittleren Bereich des Spektrums einen dichteren Abstand als die Kurven D, E, F, so daß keine weitere Dynamikdehnung gegenüber dem ursprünglichen Ton erforderlich ist.

Die Korrektur im Bereich der hohen Frequenzen wird durch den signalempfindlichen Widerstand 23 gesteuert, wie oben erwähnt. Es wurde ermittelt, daß für den allerhöchsten Wiedergabepegel die hohen Frequenzen, beispielsweise oberhalb 12 000 Hz, abgeschwächt oder gedämpft werden sollten, um den gewünschten Dynamikausgleich herzustellen.

Im Endeffekt wirkt der Dynamikspektrumentzerrer so, daß er in Abhängigkeit von der ursprünglichen Programmdarbietung den Frequenzgang jeweils so verändert, daß das resultierende Signal bei der Wiedergabe mit niedrigen Pegeln die gleichen Lautstärkedynamikeigensehaften besitzt wie das ursprüngliche Signal. Beispielsweise haben niederpegelige Passagen der Tonwiedergabe mehr Substanz und Struktur, ohne dabei gewichtig oder schwerfällig zu wirken. Hochpegelige Passagen der Tonwiedergabe erscheinen mit kräftigerer Intensität und stärkerer dynamischer Wucht. Dies vermittelt dem Hörer einen einzigartigen und absolut echten Eindruck von den dynamischen Qualitäten der mit von der ursprünglichen Programmdarbietung abweichenden Pegeln wiedergegebenen Musik oder sonstigen Tondarbietung.

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die Einrichtung hat zwei an eine geeignete Programmsignalquelle anschaltbare Eingangsklemmen 80. Ein mit den Eingangsklemmen 80 gekoppelter Verstärker 82 verstärkt die empfangenen Signale auf frequenzselektiver Grundlage und leitet die modifizierten Signale einem Ausgangsklemmenpaar 84 zu. Zwischen die Eingangsklemmen 80 und die Ausgangsklemmen 84 ist ein frequenzempfindliches Gegenkopplungsnetzwerk 86 geschaltet, um den Frequenzgang des Verstärkers in Abhängigkeit von der Amplitude der Eingangssignale zu steuern. Das Gegenkopplungsnetzwerk ent hält beispielsweise mehrere auf den Signalpegel ansprechende Widerstandseinrichtungen 88, 89 und 90, die von der gleichen allgemeinen Art wie in Fig. 1 sein können. Die Widerstandseinrichtung 88 ist an denjenigen Teil des Gegenkopplungsnetzwerkes 86 angeschlossen, der den Grad der Gegenkopplung der niedrigen Frequenzen im Verstärker steuert. Dabei liefert für niedrige Pegel der eingegebenen Programmsignale das Netzwerk 86 eine minimale Gegenkopplung, so daß die maximale Verstärkung oder Anhebung der Bässe erfolgt. Bei ansteigendem Signalpegel und entsprechendem Absinken des Widerstands der Einrichtung 88 erhöht sich der Grad der Gegenkopplung bei den niedrigen Frequenzen, so daß eine Dynamikpressung der eingegebenen niederfrequenten Signale erfolgt. .: .

Im mittleren Frequenzbereich erfolgt die Steuerung des¹ Netzwerks 86 durch die Widerstandseinrichtung 89. Bei niedrigen Pegeln des emgegebenen Programmatt signals erfolgt eine erhebliche .Gegenkopplung im mrttlereü Frequenzbereich. Bei einem gewissen mittleren Pegel: der . eingegebenen - Signale sinkt der Widerstandswert der Einrichtung 89 ab, so daß sich der Grad der Gegenkopplung im mittleren Frequenzbereich^: verringert und dadurch die mittleren Frequenzen angehoben oder in ihrer Dynamik gedehnt werden.

Der signalpegelabhängig veränderliche Widerstand 90 steuert die Gegenkopplung für die hohen Frequenzen. Gewöhnlich liefert bei niedrigen und mittleren Lautstärkepegeln der eingegebenen Programmdarbietung das Netzwerk 86 für die hohen Frequenzen eine Gegenkopplung, die geringer als die Gegenkopplung für die mittleren Frequenzen und stärker als die Gegenkopplung für die niedrigen Frequenzen ist. Das Widerstandselement 90 ist im Gegenkopplungsnetzwerk 86 so geschaltet, daß der Betrag der Gegenkopplung für verhältnismäßig hochpegelige Programmsignale erhöht wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die Dynamikkorrektur bei der Übertragung tonfrequenter Signale, bei welcher die Dynamik für unterschiedliche Frequenzkomponenten mittels frequenzabhängiger Regelung gedehnt oder gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung außerdem, wie an sich bekannt, lautstärkeabhängig ist, und zwar in der Weise, daß die niederen Frequenzen der Tonsignale bei niedrigen Lautstärkepegeln angehoben werden, diese Anhebung jedoch bei ansteigendem Lautstärkepegel progressiv geringer wird, und daß bei Ansteigen des Lautstärkepegels über einen vorbestimmten Wert die mittleren Frequenzkomponenten der Tonsignale progressiv stärker angehoben werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 für die Aufnahme von mit hohem Lautstärkepegel dargebotenen Tonsignalen zur Wiedergabe mit niedrigerem Lautstärkepegel, gekennzeichnet durch ein zwischen den Tonaufnehmer (6,11) und die Tonwiedergabeeinrichtung (33) gekoppeltes Korrekturnetzwerk (14, 40) mit zwei veränderlichen, mit zunehmender Amplitude der aufgenommenen Tonsignale abnehmenden Widerständen, von denen der eine (21) den wirksamen Widerstandswert eines den Grad der Anhebung der niederen Tonfrequenzen bestimmenden Potentiometers

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(15) und der zweite (22) den wirksamen Widerstandswert eines den Grad der Anhebung der mittleren Tonfrequenzen bestimmenden Potentiometers (16) im Sinne der gewünschten Dynamikkorrektur beeinflußt, wobei bei ansteigender Tonsignalamplitude die Regelwirkung des zweiten veränderlichen Widerstandes (22) gegenüber der des ersten veränderlichen Widerstandes (21) verzögert einsetzt (F i g. 1).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- ίο. kennzeichnet, daß das Korrekturnetzwerk außerdem einen: dritten, in Abhängigkeit vom Lautstärkepegel der aufgenommenen Tonsignale veränderlichen Widerstand (23) enthält, der den wirksamen Widerstandswert eines den Grad der Dämpfung der hohen Tonfrequenzen bestimmenden . Potentiometers (17) im Sinne einer Dynamikpressung bei hohem Lautstärkepegel beeinflußt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich- aa net durch einen zwischen Tonsignaleingang (80) und Tonsignalausgang (84) gekoppelten Verstärker (82) mit einem frequenzabhängigen Gegenkopplungsnetzwerk (86) mit zwei in Abhängigkeit von der Amplitude der Toneingangssignale veränderlichen Widerständen, von denen bei ansteigendem Tonsignalpegel der eine (88) den Gegenkopplungsgrad für die niedrigen Tonfrequenzen erhöht und der zweite (89) von einem mittleren Tonsignalpegel ab den Gegenkopplungsgrad für die mittleren Tonfrequenzen erniedrigt (Fig. 5).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenkopplungsnetzwerk einen dritten, in Abhängigkeit von der Amplitude der Toneingangssignale veränderlichen Widerstand (90) enthält, der bei hohem Lautstärkepegel den Gegenkopplungsgrad für. die hohen Tonfrequenzen erhöht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
. Deutsche Patentschrift Nr, 688 498;
britische Patentschrift Nr. 643 574;
^:»Funk und Ton«, 1951, Nr. 2, S. 79 bis 90.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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