DE2211348A1 - Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereiches von Signalen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereiches von Signalen

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DE2211348A1 DE19722211348 DE2211348A DE2211348A1 DE 2211348 A1 DE2211348 A1 DE 2211348A1 DE 19722211348 DE19722211348 DE 19722211348 DE 2211348 A DE2211348 A DE 2211348A DE 2211348 A1 DE2211348 A1 DE 2211348A1
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel · 2 Z Π 3 4
DipL-Ing. Wolfgang Reichel
6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraße 13
6995 Dolby Laboratories Inc., New York, USA
Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereiches von Signalen
Die Erfindung betrifft Schaltungen, in denen der dynamische Bereich eines Eingangssignals verändert wird, d.h. Kompressoren, die den dynamischen Bereich komprimieren und Expander, die den dynamischen Bereich expandieren. Es ist in manchen Fällen erwünscht, daß Kompressoren und Expander unabhängig voneinander arbeiten. In vielen Fällen jedoch komprimiert der"Kompressor den dynamischen Bereich eines Eingangssignals, bevor es übertragen oder aufgezeichnet wird und ein komplementärer Expander expandiert den dynamischen Bereich des empfangenen Signals oder des von der Aufzeichnung wieder abgespielten Signals, d.h. der Expander stellt die lineare Kennlinie des dynamischen Bereichs in Bezug auf das Eingangssignal wieder her. Störgeräusche, die von der Übertragung oder dem Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang, erzeugt werden, werden dadurch wesentlich vermindert und die Kompressor-Expander-Kombination, die auch als Kompander bezeichnet werden kann, wirkt als Einrichtung zur Verminderung von Störgeräuschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die Kompressor- und Expandereigenschaften aufweist, ohne daß bei hohen Signalpegeln Verzerrungen eingeführt werden und die trotzdem sehr einfach aufgebaut ist.
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Gemäß der Erfindung ist die S^'..v..ltungsanordnung zur Änderung des dynamisehen Bereichs eines Eingangssignals innerhalb eines vorgegebenen dynamischen Bereiches dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen einer Eingangsklemme und einem ersten Anschlußpunkt liegender erster Übertragungskanal ein lineares Betriebsverhalten hinsichtlich des dynamischen Bereiches aufweist, daß ein zweiter an die Eingangsklemme angeschlossener Übertragungskanal, der einen· zweiten Anschlußpunkt und einen Ausgang aufweist und dessen Anschluß über eine veränderliche Kopplung mit dem ersten Anschlußpunkt verbunden ist, eine Schaltung enthält, deren Komponenten mit dem zweiten Anschlußpunkt so verbunden sind, daß der Frequenzgang dieser Schaltung in Verbindung mit der veränderlichen Kopplung durch die Parameter der veränderlichen Kopplung beeinflußt wird, wobei die veränderliche Kopplung so ausgebildet ist, daß sie sich in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalpegeln oder Pegelunterschieden in der Schaltung derart ändert, daß sie einen ersten Extremwert annimmt, bei dem der Signalpegel und der Frequenzgang an dem Ausgang im wesentlichen durch die festen Komponenten bestimmt sind, wenn der Signalpegel sich innerhalb eines ersten Endabschnittes des vorgegebenen dynamischen Bereichs befindet, und daß die Kopplung einen entgegengesetzten Extremwert annimmt, wenn sich der Eingangssignalpegel im entgegengesetzten Endbereich des vorgegebenen dynamischen Bereichs befindet, wodurch das Frequenzband, innerhalb dessen die Dynamikänderung stattfindet, eingeengt wird.
Bei vielen praktischen Anwendungen, z.B. bei Tonübertragungen, hat der erste Übertragungskanal gewöhnlich eine flache Frequenzcharakteristik. Bei hohen Signalpegeln kann die veränderliche Kopplung zwischen den beiden Übertragungswegen so ausgebildet werden, daß sie die Ausgangsklemme mit dem Ausgang des ersten Übertragungskanals direkt verbindet. Das Ausgangssignal entspricht daher dem der Ausgangsgröße des ersten Übertragungskanals. Bei niedrigen Signalpegeln hängt jedoch die
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Ausgangsgröße der Schaltung, die der Ausgangsgröße des zweiten Übertragungskanals entspricht, von der Verstärkung und dem Frequenzverhalten des zweiten Übertragungskanals ab. Wenn der Ausgangspegel des zv/eiten Ubertragungskanals größer ist als derjenige des ersten Übertragungskanals, dann arbeitet die Schaltungsanordnung als Kompressor. Wenn er niedriger ist als derjenige des ersten Übertragungskanals, dann arbeitet die Schaltungsanordnung als Expander. Die Frequenzabhängigkeit des zweiten Übertragungskanals kann so auf gebildet v/erden, daß sie den Signalen und dem auftretenden Geräusch angepaßt ist. Wenn z.B. nur ein Zischen beseitigt werden soll, dann wird die Frequenzkurve bei niedrigen Signalpegeln, d.h. bei entkoppeltem Betrieb bei hohen Frequenzen im Falle eines Kompressors ansteigen und bei hohen Frequenzen im Falle eines Expanders absinken.
Die veränderbare Kopplung kann veränderbare Widerstände, veränderbare Kondensatoren und veränderbare Induktivitäten enthalten.
Wenn der Kompressor und der komplementäre Expander zur.Störgeräuschverminderung benutzt werden, ist es wichtig, daß signalmodulierte Störgeräuscheffekte vermieden werden. Dies wird am besten dadurch erreicht, daß sichergestellt wird daß die verschiedenen Abschnitte des Frequenzspektrums möglichst unabhängig voneinander komprimiert oder expandiert werden. So sollte z.B. der Grad der Kompression oder Expansion (d.h. die Störgeräuschverminderung) bei den extrem hohen Hörfrequenzen z.B. so wenig wie möglich von den Signalpegeln bei tiefen oder mittleren Frequenzen beeinflußt werden. Die Erfindung ermöglicht diese getrennte Behandlung, indem die veränderbare Kopplung so eingerichtet wird, daß sie den Grad der Kompression und Expansion frequenzselektiv steuert. Wenn ein Signal großer Amplitude bei einer bestimmten Frequenz auftritt, dann ändert die veränderbare Kopplung das Frequenzverhalten des Filters oder Netzwerkes in dem zweiten Übertragungskanal und bewirkt, daß
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bei der Signalfrequenz das Ausgangssignal Köglichst im dynamischen Bereich unverändert bleibt. Dies wird jedoch so durchgeführt, daß Frequenzen, welche von der Signalfrequenz weit entfernt liegen, nicht beeinflußt werden. Das Frequenzband, innerhalb dessen die Kompression oder Expansion stattfindet, wird daher im Endergebnis soweit eingeschränkt oder verschmälert, daß die Signalfrequenz außerhalb des Bandes liegt. Es ist daher möglich, einen hohen Grad der Kompression oder Expansion bei Frequenzen.aufrecht zu erhalten, die der Signalfrequenz mit hohem Pegel fernliegen, wodurch sich eine gute Geräuschverminderung ergibt, ohne daß es zu einer Signalmodulation des Geräusches kommt.
Bei Schaltungsanordnungen zur Geräuschverminderung ist es gewöhnlich ausreichend, nur den Teil des dynamischen Bereiches mit niedrigem Pegel, z.B. die Pegel von weniger als -20 dB, -40 dB oder selbst -60 dB mit Bezug auf den maximalen Betriebsnennpegel (ein, zwei oder drei Größenordnungen niedriger) zu behandeln. Wenn durch die Impedanz der veränderbaren Kopplung irgendwelche Verzerrungen auftreten, so sind sie daher auf verhältnismäßig niedrige Pegel beschränkt, bei denen sie nicht bemerkbar sind. Bei sehr niedrigen Pegeln wird eine Verzerrung verhindert, weil der zweite Übertragungskanal mit einem linearen dynamischen Bereich bei Fehlen der Kopplung arbeitet. Bei hohen Signalpegeln wird ebenfalls eine Verzerrung vermieden, da der erste Übertragungskanal mit geradlinigem dynamischen Bereich arbeitet und der Ausgang mit dem Ausgang des ersten Übertragungskanals verbunden ist, der unter allen Umständen mit einer linearen Kennlinie des dynamischen Bereiches arbeitet.
Die Erfindung kann dahingehend weiterentwickelt werden, daß es möglich ist, in dem ersten Übertragungskanal ein Filter zu benutzen, welches gegenüber der veränderbaren Kopplung entkoppelt ist. Es ist auch möglich, eine Impedanz oder ein Filter in dem ersten Übertragungskanal vorzusehen, die mit der verän-
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derlichen Kopplung zusammenwirken.
Bei einigen Schaltungen ist es erwünscht, daß die Kopplung ihren Höchstwert (kleinste Impedanz) bei niedrigen Pegeln und ihren Mindestwert (max-imale Impedanz) bei hohen Pegeln annimmt. Die Ausgangscharakteristik bei hohen Pegeln entspricht daher derjenigen des zv/eiten Übertragungskanals, bei niedrigen Pegeln entspricht sie derjenigen der beiden miteinander gekoppelten Übertragungskanäle.
Es ist manchmal erwünscht, Phasenschieberschaltungen in einem der beiden Übertragungskanäle oder in beiden vorzusehen, beson- ' ders um die Übertragungscharakteristik der Schaltungsanordnung bei verschiedenen Pegeln zu optimieren.
Die Kompressoren und Expander gemäß der Erfindung werden im folgenden getrennt voneinander beschrieben, es ist jedoch auch möglich, die Arbeitsweise dadurch abzuändern, daß ein Verstärker mit Gegenkopplung verwendet wird, wobei ein Kompressor bzw. ein Expander in der Rückkopplungsschleife liegt, um eine Expander- bzw. Kompressorwirkung hervorzurufen.
Die Schaltungen können so entworfen sein, daß sie Trägersignale und ihre Seitenbänder komprimieren oder expandieren. Ferner können abgestimmte Kreise in der veränderbaren Kopplung oder in einem der Übertragungskanäle oder in beiden vorgesehen sein.
Die Kopplung kann zwei oder mehrere veränderbare Schaltelemente aufweisen, die je einen bestimmten Teil oder Abschnitt des dynamischen Bereiches (z.B. niedrige Pegel oder mittlere Pegel) oder des Frequenzspektrums (z.B. hohe Frequenzen und tiefe Frequenzen) beeinflussen.
Bei Anwendung im Fernsehbereich, bei denen nicht-lineare Verzerrungen, die durch den Kompressor eingeführt werden, wirkungsvoll durch den Expander kompensiert werden können, ist
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os möglich, nicht-lineare Elemente, z.B. Dioden zu verwenden, us die veränderliche Kopplung herbeizuführen. Auch nicrrc^-lineare Reaktanzen lassen sich in ähnlicher Weise benutzen.
Wenn jedoch eine nicht-lineare Verzerrung nicht zulässig ist, z.B. bei Hörübertragungen, kann die veränderliche Kopplungsimpedanz in Abhängigkeit von einem gleichgerichteten und geglätteten Signal gesteuert werden, wodurch sich eine lineare oder sylabische Wirkung erzielen läßt. Das Steuersignal kann von verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung, z.B. vom Eingang oder Ausgang abgeleitet werden, es ist jedoch gewöhnlich von Vorteil, das Signal aus dem Strom abzuleiten, der eine variable Komponente der veränderlichen Kopplungsimpedanz durchfließt oder von der Spannung an einer solchen Komponente, d.h. aus Teilen der Schaltung, in denen der Strom oder die Spannung infolge der Eigenschaften der Schaltung auf kleine Werte bei hohen Pegeln beschränkt ist. Hierdurch kann es erforderlich v/erden, einen Differenzverstärker zu benutzen, aber dies hat den Vorteil, daß die Steuerspannung bei hohen Signalpegeln keine übermäßig großen Werte annimmt.
Durch Verwendung einer zweistufigen Integrationsschaltung ist es möglich, die Ansprechzeit der Anordnung kurz zu halten, während gleichzeitig die Signalverzerrung und die Erzeugung von Modulationsprodukten auf einem Minimum gehalten wird. Die erste Stufe sollte eine kurze Zeitkonstante aufweisen. Die zweite Stufe, die eine längere Zeitkonstante hat, ist mit der ersten Stufe nicht-linear gekoppelt, z.B. durch eine Dioden-Widerstandskombination, wodurch bei gleichförmigen Signalbedingungen die zweite Stufe in der Lage ist, eine zusätzliche Glättung hervorzurufen. Bei großen Änderungen der Signalamplitude leitet das nicht-lineare Netzwerk und bewirkt, daß die Zeitkonstante des zweiten Netzwerkes vermindert wird.
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"/Jähr1 end der Ansprechzeit können überschießende oder zu geringe Signale erzeugt v/erden. Es ist möglich, diese auf niedrige Amplituden zu beschränken, indem entsprechend geschaltete nicht-lineare Elemente, z.B. Dioden benutzt werden. Im allgemeinen sollten die Dioden mit der veränderlichen Kopplung verbunden sein, um zu verhindern, daß die Spannung an ihnen selbst unter extremen Störwellen einen kleinen Wert überschreitet.
Die Erfindung wird nun im folgenden ausführlich anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild der allgemeinen Schaltung der Erfindung;
Figur 2 u. 3 zeigen Schaltungsanordnungen ~"~.r einen Kompressor bzw. einen Expander;
Figur 4 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, in der die Kopplung bei niedrigen Pegeln einen Höchstwert und bei hohen Pegeln einen Mindestwert annimmt und
Figur 5 zeigt eine Schaltung gemäß der Erfindung zur Verwendung bei TrägerfrequenzSignalen mit ihren Seitenbändern.
In dem Blockschaltbild der Figur 1 ist eine Eingangsklemme 10 über einen ersten Übertragungskanal 1 an einen ersten Anschlußpunkt 11 angeschlossen und steht über einen zweiten Übertragungskanal 2 mit einem zweiten Anschlußpunkt 12 und einer Ausgangsklemme 14 in Verbindung. Die Punkte 12 und 14 sind bei diesem Ausführungsbeispiel direkt miteinander verbunden. Die Anschlußpunkte 11 und 12 sind über eine veränderliche Kopplung 3 miteinander verbunden, die einen veränderlichen Kopplungsgrad zwisehen den Punkten 11 und 12 in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalpegeln oder einer Pegeldifferenz hervorruft. Jeder der Übertragungskanäle 1 und 2 kann einen Verstär-
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ker enthalten. Jeder Übertragungskanal kann ferner ein Filter oder ein Netzwerk aufweisen, das im Falle des ersten -Übertragungskanals von dem Anschlußpunkt 11 durch einen Verstärker entkoppelt sein kann. Die in der Schaltung des zweiten Übertragungskanals 2 enthaltenen Komponenten sowie die der veränderbaren Kopplung wirken direkt aufeinander ein, so daß eine Frequenzabhängigkeit des Netzwerkes gebildet wird, die von dem Wert der Komponenten der veränderbaren Kopplung 3 beeinflußt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 wird ein Eingangssignal von dem Eingang 10 direkt dem Anschlußpunkt 11 zugeführt, während der zweite Anschlußpunkt 12 über ein Filter 13 mit dem Eingang in Verbindung steht. Der Anschlußpunkt 12 ist direkt mit der Ausgangsklemme 14 verbunden. Der erste Übertragungskanal enthält daher eine direkte Verbindung, während der zweite Übertragungskanal das Filter 13 aufweist.
Das Filter 13 besteht aus einem Reihenzweig, auf den ein Nebenschlußwiderstand 15 folgt. Der Reihenzweig wird durch einen Widerstand 16 und eiftnparallel zu ihm liegenden Kondensator 17 gebildet. Ein derartiges Filter dämpft das Eingangssignal infolge der Potentiometerwirkung der Widerstände 15 und 16, jedoch überlagert sich dieser Dämpfung eine Anhebung der hohen Frequenzen infolge des Kondensators 17. Um die Dämpfung zu kompensieren, liegt vor dem Filter ein Verstärker 18 und zwar sollte dieser Verstärker nicht hinter dem Filter liegen, weil das Filter nicht von dem Anschlußpunkt 12 entkoppelt sein soll.
Die Anschlußpunkte 11 und 12 sind miteinander über eine veränderbare Impedanz 20 verbunden, die im vorliegenden Beispiel als Widerstand ausgebildet ist. Der Signalpegel kann in der Schaltung an verschiedenen Punkten abgegriffen werden, es ist aber vorzugsweise die Schaltung in der dargestellten Form so ausgebildet, daß die an dem veränderbaren Widerstand 20 auf-
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tretende Spannung durch eine Regelschaltung 21 abgegriffen v/ird, die ein Regelsignal auf einer Leitung 22 erzeugt. Die Schaltung 21 kann die Spannung verstärken, gleichrichten und glätten, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches in Abhängigkeit von dem mittleren Pegel des Eingangssignals schwankt, so daß die Kompressionswirkung syllabisch und nicht augenblicklich ist.
Wenn das Steuersignal zunimmt, wird der Wert des Widerstandes 20 vermindert. Dies kann in verschiedener Weise erreicht werden. Der Widerstand 20 kann z.B. ein FET oder ein Fotowiderstand sein, der durch eine Lichtquelle belichtet wird, die von dem Steuersignal gespeist wird.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende. Wenn der Pegel des Eingangssignals niedrig ist, hat das Ausgangssignal eine starke Anhebung der hohen Frequenzen wegen der Wirkung des Filters 13 und des Verstärkers 18. Das Ausgangssignal erhält praktisch keinen Beitrag über den hohen Wert des Widerstandes 20, der eine veränderliche Kopplung bildet, die unter diesen Umständen einen niedrigen Kopplungswert zwischen den Punkten 11 und 12 darstellt. Wenn ein Eingangssignal hoher Frequenz einen hohen Signalpegel aufweist, wird die Anhebung der hohen Frequenzen dadurch beseitigt, daß der Widerstand 20 nun mit einer sehr niedrigen Impedanz (d.h. einem hohen Kopplungswert) die Grenzfrequenz des Filters 13 auf einen so hohen Wert verschiebt, daß innerhalb des interessierenden Fr'euqenzbereiches keine nennenswerte Anhebung stattfindet und das Signal, welches die Ausgangsklemme 14 erreicht, im wesentlichen das von dem Widerstand 20 übertragene Signal ist. Bei Zwischenwerten des Pegels findet ein allmählicher Übergang zwischen den beiden genannten Bedingungen statt.
Durch entsprechende Wahl des Verstärkungsgrades und der Werte der Komponenten ist es möglich zu erreichen, daß die Schaltung ein lineares Verhalten bezüglich des dynamischen Bereiches bei
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Frequenzen auf v/ei st, die unterhalb der Grenzfrequenz des Filters liegen, wenn der Widerstand 20 einen hohen Wert hat. Bei hohen Frequenzen jedoch werden die Signale bei niedrigem Signalpegel angehoben, wodurch der dynamische Bereich des Signales komprimiert wird. Die Schaltung arbeitet daher nur bei hohen Frequenzen als Signalkompressor.
Bei einer Tonübertragung kann z.B. die Grenzfrequenz bei niedrigen Signalpegeln bei etwa 3 KHz liegen und die Anhebung kann 10 dB (bei - 40 dB oder weniger) betragen. Ein derartiger Kompressor wird in Verbindung mit einem komplementären Expander benutzt und kann eine Verminderung der Störgeräusche bei hohen Frequenzen von 10 dB liefern.
Ein Expander kann nach Figur 3 ausgeführt sein, wobei das Filter 13 nunmehr einen Reihenwiderstand 24 und einen Nebenschlußkondensator 25 aufweist, der mit Erde verbunden ist. Dieses Filter dämpft die Ausgangsgröße des zweiten Übertragungskanals an der Anschlußstelle 12 bei hohen Frequenzen und niedrigem Eingangssignalpegel. Wenn die hohen Frequenzen einen höheren Pegel aufweisen, wird der Wert 20 fortschreitend reduziert, so daß die Grenzfrequenz des Filters angehoben wird und die Frequenzbandbreite, innerhalb deren die Expansion stattfindet, eingeengt wird.
Das untere Ende des Kondensators 25 kann wahlweise auch an den Ausgang eines Verstärkers 26 mit niedriger Ausgangsimpedanz angeschlossen sein, der vom Eingang her gespeist wird und der auf diese Weise einen zweiten Übertragungskanal bildet. Wenn der Verstärker einen Verstärkungsgrad A hat, der kleiner als 1 ist, kann ein gewünschter Knick in der Frequenzkurve der Expansionscharakteristik erzeugt werden, z.B. eine Dämpfung von 10 dB oberhalb einer bestimmten Frequenz (A = 0,316). Wenn der'Verstärkungsgrad größer als 1 ist, wird eine Kompressions-
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charakteristik erzeugt (z.B. für A = 3, 16 ergibt sich eine Anhebung der hohen Frequenzen um 10 dB).
Figur 3 zeigt auch ein Beispiel für die Verwendung von nichtlinearen Einrichtungen zur Vermeidung von Überhöhungen oder Verminderungen in Form von Dioden 40 und 41 zusammen mit einer Schwellwerteinstellvorrichtung 42. Das gleiche Prinzip läßt sich auch bei Kompressoren anwenden.
Die Diodenschaltung zeigt ferner eine nicht-lineare Kopplung (d.h. ohne Steuerschaltung 21 und Widerstand 20) die sowohl bei Kompressoren als auch bei Expandern angewendet werden kann.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, bei der die Kopplung bei niedrigen Pegeln einen maximalen Wert aufweist und bei hohen Pegeln einen minimalen Wert.· Die Schaltung verwendet eine Kopplung variabler Kapazität, sie könnte jedoch auch in ähnlicher Weise veränderbare Induktivitäten oder Widerstände enthalten.
Der erste Übertragungskanal enthält einen Verstärker 28, während der zweite Übertragungskanal einen Verstärker 29 und einen Reihenwiderstand 30 auf v/eist. Die Steuerschaltung greift die Spannung an diesem Widerstand ab und steuert den Wert einer veränderbaren Kapazität 31, v/elche die veränderbare Kopplung zwischen den Anschlußpunkten 11 und 12 bildet.
Bei niedrigen Signalpegeln ist der Wert der Kapazität 31 am größten und die Schaltung zeigt eine ansteigende oder fallende Charakteristik mit einem Knickpunkt, der durch die relativen Verstärkungsfaktoren A. und Ap der beiden Verstärker bestimmt ist. Wenn A* größer als A2 ist, arbeitet die Schaltung als Kompressor und umgekehrt. Wenn der Eingangspegel ansteigt, nimmt der Wert der Kapazität ab, so daß die Grenzfrequenz angehoben v/ird und das Band, in dem die Kompression oder Expansion stattfindet, eingeengt wird. Die Steuerschaltung 21 greift den Strom durch
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den veränderlichen Kondensator ab. Die größte Steuerspannung entsteht dann, wenn hohe Frequenzkomponenten mit hohem Signalpegel vorhanden sind.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Prozessors für Trägerfrequenzsignale und ihre Seitenbänder.
Der erste Übertragungskanal enthält hier einen Verstärker 28 und der zweite Übertragungskanal einen Verstärker 29 sowie ein Filter 33, das aus einer Induktivität 34 und einem parallel geschalteten Kondensator 35 besteht. Die Anschlußpunkte 11 und 12 sind wie in Figur 2 und 3 durch einen Widerstand 20 gekoppelt.
Wenn die Seitenbänder einen niedrigen Pegel aufweisen, ist der Wert des Widerstandes 20 groß. Die Steuerschaltung und der Widerstand dienen dazu, den Pegel des Trägers und der Seitenbänder an dem Widerstand niedrig zu halten. Das Signal, das am Ausgang auftritt, hat daher einen Trägerpegel entsprechend dem Übertragungskanal 1, aber bei niedrigem Pegel der Seitenbänder entsprechen die Seitenbänder dem Übertragungskanal 2. Wenn der Verstärkungsgrad A2 des Verstärkers 29 größer als der Verstärkungsgrad A. des Verstärkers Ap ist, dann werden die Seitenbänder bei niedrigen Signalpegeln über die Filterschaltung 33 dem Ausgang zugeführt und entsprechend angehoben, so daß die Schaltung als Kompressor dient. Wenn der Verstärkungsgrad A. größer als der Verstärkungsgrad A2 ist, dann wird das Seitenband-Ausgangssignal bei niedrigen Pegeln niedriger im Vergleich zu dem bei hohen Signalpegeln und die Schaltung arbeitet als Expander. Bei niedrigen Seitenbandpegeln hat der Widerstand 20 · einen hohen Wert im Vergleich mit der Impedanz des Filters bei den Seitenbandfrequenzen und es werden daher große Bandbreiten zu beiden Seiten der Trägerfrequenz über die Filterschaltung übertragen. Wenn der Pegel der Seiteribänder an dem
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Widerstand 20 zunimmt, wird der Wert des Widerstandes 20 verringert und die effektive Seitenband-Bandbreite, für die die Filterschaltung v/irksam ist und in der die Kompression und Expansion stattfindet, wird eingeengt.
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    V. Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereiches von EingangsSignalen innerhalb eines vorgegebenen dynamischen Bereiches, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen einer Eingangsklemme (10) und einem ersten Anschlußpunkt (11) liegender erster Übertragungskanal ein lineares Betriebsverhalten hinsichtlich des dynamischen Bereiches aufweist, daß ein zweiter an die Eingangsklemme (10) angeschlossener Übertragungskanal, der einen zweiten Anschlußpunkt (12) und einen Ausgang (14) aufweist und dessen Anschluß (12) über eine veränderbare Kopplung (3, 20) mit dem Ansclilu.:r/.::.";:t (11) verbunden ist, eine Schaltung (13) enthält, deren Komponenten (15, 17) mit dem zweiten Anschlußpunkt (12) so verbunden sind, daß der Frequenzgang dieser Schaltung in Verbindung mit der veränderbaren Kopplung durch die Parameter der veränderbaren Kopplung (20) beeinflußt wird, wobei die veränderbare Kopplung so ausgebildet ist, daß sie sich in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalpegeln oder Pegelunterschieden in der Schaltung derart ändert, daß sie einen ersten Extremwert annimmt, bei dem der Signalpegel und der Frequenzgang an dem Ausgang (14) im wesentlichen durch die festen Komponenten bestimmt sind, wenn der Signalpegel sich innerhalb eines ersten Endabschnittes des vorgegebenen dynamischen Bereiches befindet, und daß die Kopplung einen entgegengesetzten Extremwert annimmt, wenn sich der Eingangssignalpegel im entgegengesetzten Endbereich des vorgegebenen dynamischen Bereichs befindet, wodurch das Frequenzband, innerhalb dessen die Dynamikänderung stattfindet, eingeengt wird.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Endabschnitt niedrige Pegelwerte und der gegenüberliegende Endabschnitt hohe Pegelwerte aufweist, während der erste Extremwert der Kopplung einen hohen Wert und der gegenüberliegende Extremwert der Kopplung einen niedrigen Wert aufweist.
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    -■••5 -
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hnet, daß der erste Endabschnitt einem niedrigen Pegel und der gegenüberliegende Endabschnitt einem hohen Pegel entspricht, während der erste Extremwert der Kopplung ein niedriger Wert und der gegenüberliegende Extremwert ein hoher "Wert ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale im Verhältnis zu den Signalen am zweiten Anschlußpunkt sich bezüglich des dynamischen Bereiches linear verhalten.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1, 2, 3 :I:t 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Übertragungskanal ein Filter enthält.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgrade der beiden Übertragungskanäle ein solches Verhältnis aufweisen, daß die Schaltung mindestens in einem Teil des Frequenzbandes angehobene Signale am Ausgang liefert, wenn der Eingangssignalpegel sich im unteren Teil des vorgegebenen dynamischen Bereiches befindet, so daß die Schaltung 'als Kompressor arbeitet.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärkungsgrade der Übertragungska-^le ein solches Verhältnis haben, daß die Schaltung mindestens in einem Teil des Frequenzbandes gedämpfte Signale am Ausgang liefert, wenn der Eingangssignalpegel sich im unteren Teil des vorgegebenen dynamischen Bereiches befindet, so daß die Schaltung als Expander arbeitet.
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  8. 8. Schaltungsanordnung nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeic h η e t ., daß die Schaltung einen abgestimmten Kreis (33) zur Verarbeitung einer Trägerfrequenz enthält.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8,
    da durch gekennzeichnet, daß die veränderbare Kopplung durch eine veränderbare Impedanz (20 oder 51) gebildet wird.
  10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die veränderbare Impedanz aus einem veränderbaren Widerstand (20) besteht.
  11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die veränderbare Impedanz eine veränderbare Reaktanz enthält.
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DE2211348A 1971-03-12 1972-03-09 Schaltung zum Ändern des dynamischen Bereichs eines Eingangssignals Expired DE2211348C3 (de)

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DE2211348B2 DE2211348B2 (de) 1981-08-20
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