DE2619192A1

DE2619192A1 - Schaltung zur automatischen dynamik-kompression oder -expansion

Info

Publication number: DE2619192A1
Application number: DE19762619192
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Schroeder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: GB1526636A; AU509070B2; US4119922A; JPS52133745A; MY8100010A; HK1280A; AU2479677A

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Prankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

Hannover,den 22.04.1976 PT-Schr/vß H 76/i

Schaltung zur automatischen Dynamik-Kompression oder-Expansion

Kompander-Systerne umfassen eine Kompressionsschaltung zur Dynamik-Einengung vor Übertragung oder Speicherung eines Nutzsignals und eine Expansions-Schaltung zur Dynamik-Erweiterung nach der Übertragung oder vor der Wiedergabe eines zuvor gespeicherten Signals.

Derartige Systeme arbeiten u.a. mit Stellgliedern zur Verringerung der Signalamplitude oder zur Frequenzbeeinflussung des Signals, wobei das zur Steuerung des Stellgliedes erforderliche Steuersignal aus dem Eingangs- oder Ausgangssignal der Kompander-Schaltung abgeleitet wird.

Ein solches System ist durch die DT-PS 24 06 258 bekannt. Bei diesem bekannten System ist in einem Nutzsignalweg ein nach Art eines Differenzverstärkers aufgebauter Verstärker für das Nutzsignal vorgesehen, dessen invertierender Eingang über einen eine elektronisch steuerbare Impedanz enthaltenden Gegenkopplungsweg mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Vom Ausgang bzw. Eingang des Nutzsignalweges ist ein Weg abgezweigt, auf dem aus dem Nutzsignal eine Steuerspannung gewonnen wird, die der elektronisch steuerbaren Impedanz zugeführt ist. Da die zur Erzeugung der Steuerspannung vorgesehenen Schaltungsteile in der Regel nicht vermeidbare Zeitkonstanten aufweisen, also Verzögerungen des Steuersignals bewirken, besteht die Möglichkeit,

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daß bei einem schnellen Ansteigen des Eingangs-Nutzsignals der erwähnte Verstärker diesem Ansteigen nicht folgen kann und daß somit ein sogenanntes Überschwingen auftritt. Auf diese Weise erscheint am Ausgang des Kompander-Systems bei Kompression kurzzeitig ein überhöhtes Ausgangssignal. Eine entsprechende, ebenfalls unerwünschte Wirkung tritt bei der Expansion auf, wenn sich die Amplitude des Eingangs-Nutzsignals sehr schnell ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den geschilderten Nachteil zu vermeiden, so daß das Kompander-Systern auch bei einer relativ schnellen Änderung der Amplitude des Nutzsignals zufriedenstellend arbeitet.

Die Erfindung geht aus von der beschrMjenen bekannten Schaltung für ein Kompander-System. Die genannte Aufgabe wird bei einer solchen Schaltung durch die im Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert«

Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Schaltbild für eine Kompressionsschaltung einer Kompanderanordnung. Das der Eingangsklemme 1 zugeführte und zu komprimierende Wechselspannungs-Nutzsignal wird dem nicht invertierenden Eingang 2 eines Differenzverstärkers 4 zugeführt. Der invertierende Eingang 3 dieses Differenzverstärkers 4 ist anerseits über eine elektronisch steuerbare Impedanz 8 mit dem Ausgang 5 des Differenzverstärkers 4 verbunden und andererseits über eine Impedanz 9 an Masse angeschlossen. Die Impedanzen 8 und 9 bilden also einen steuerbaren Gegenkopplungszweig. Durch diese Steuerung der Gegenkopplung des Differenzverstärkers 4 ist dessen Verstärkung steuerbar.

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Der Ausgang 5 des Differenzverstärkers 4 ist einerseits mit der Ausgangsklemme 6 und andererseits mit dem Eingang eines Steuerspannungserzeugers 7 verbunden. Der Steuerspannungserzeuger 7 besteht im Prinzip aus einer Gleichrichterschaltung, die an ihrem Ausgang eine von ihrer Eingangs-Wechselspannung abhängige Steuergleichspannung erzeugt. Diese Steuergleichspannung ist dem Steuereingang der steuerbaren Impedanz 8 zugeführt, so daß ein Regelkreis gebildet ist. Die beschriebene Schaltungsanordnung ist z. B. so bemessen, daß im Differenzverstärker 4 die Nutzsignale mit geringem Pegel relativ mehr verstärkt werden als die Nutzsignale mit größerem Pegel. Auf diese Weise besitzt das an der Ausgangsklemme 6 abgreifbare Ausgangssignal einen geringeren Dynamikumfang als das Signal an der Eingangsklemme 1.

Bei der soweit beschriebenen und üblichen Schaltung kann es jedoch vorkommen, daß der beschriebene Regelkreis wegender nicht vermeidbaren Zeitkonstanten bei einer relativ schnellen Änderung der zu komprimierenden Nutzsignale an der Eingangsklemme 1 ein Überschwingen an der Ausgangsklemme 6 auftritt. Um diesen Effekt zu unterbinden, sind die beiden Dioden 10 und 11 vorgesehen, die antiparallel zwischen den Ausgang 5 und den invertierenden Eingang 3 des Differenzverstärkers 4 geschaltet sind. Die beiden Dioden 10 und 11 begrenzen die zwischen dem Ausgang 5 und dem Eingang 3 des Differenzverstärkers 4 auftretende Gegenkopplungsspannung auf einen bestimmten Wert. Durch diese Begrenzung der auch über der steuerbaren Impedanz S stehenden Spannung wird erreicht, daß die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 4 die Eingangsspannung am nichtinvertierenden Eingang 2 maximal nur um einen vorgesehenen Wert, nämlich die Begrenzungsspannung der Dioden 10 und 11 überschreiten kann. Das oben beschriebene Überschwingen ist dadurch auf einen wesentlich geringeren Wert reduziert.

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Diese Wirkung beruht auf der Überlegung, daß sich die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 4 zusammensetzt aus der über der Impedanz 9 liegenden Spannung sowie der über der steuerbaren Impedanz 8 liegenden Spannung. Die Spannung über der Impedanz ist bei den üblichen Differenzverstärkern im wesentlichen gleich der Eingangsspannung am Eingang 2.

Bei kleinen Pegeln des zu komprimierenden Nutzsignals ist die über der Impedanz 8 liegenden Spannung relativ groß gegenüber der Eingangsspannung, während sie bei großen Pegeln relativ klein gegenüber der Eingangsspannung ist. Im letzten Fall geht die Verstärkung des Differenzverstärkers 4 gegen Eins. Die Begrenzerdioden 10 und 11 bev/irkten nun, daß z.B. eine bei zunächst kleinen Pegeln auftretende schnelle Vergrößerung des Signalpegels die Gegenkopplungsspannung nicht beliebig, sondern nur bis zu dem durch die Begrenzerdioden 10 und 11 vorgegebenen Wert' ansteigen läßt. Damit ist auch die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 4 begrenzt.

Es ist vorteilhaft, die Begrenzungsspannung der Dioden 10 und so zu wählen, daß sie der maximal auftretenden Gegenkopplungsspannung bei Nennbetrieb der beschriebenen Schaltung entspricht.

Statt der Dioden 10 und 11 können auch andere Mittel verwendet werden, die zur Begrenzung bzw. Konstanthaltung einer Wechselspannung ab einem bestimmten Schwellwert geeignet sind.

Wenn der zu der beschriebenen Kompressionsschaltung gehörende Kompander so aufgebaut ist_s daß die steuerbare Impedanz 8 auch bei der Expansion verwendet wird, dann ergibt sich die beschriebene vorteilhafte Verringerung des Überschwingens bei schnellen Änderungen des Eingangsignals auch bei der Expansion.

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Es ist auch möglich, entsprechend der vorbekannten DT-PS 24 06 258 zwischen dem Verbindungspunkt des Ausgangs 5 des Differenzverstärkers 4 und der Ausgangsklemme 6 einerseits sowie der Eingangsklemme des Steuerspannungserzeugers 7 andererseits einen weiteren steuerbaren Verstärker einzuschalten, der ebenfalls vom Ausgang des Steuerspannungserzeugers 7 gesteuert ist.

Bei einer solchen verbesserten Kompanderanordnung ist es vorteilhaft, auch den weiteren steuerbaren Verstärker so wie den Differenzverstärker 4 aufzubauen und die Gegenkopplungsspannung entsprechend zu begrenzen.

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Leerseite

Claims

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Pa tentansprüche

.1» Schaltung zur automatischen Dynamik-Kompression oder -Expansion in einem Nutzsignalweg mit einem nach Art eines Differenzverstärkers aufgebauten Verstärker für das Nutzsignal, dessen invertierender Eingang über einen eine elektronisch steuerbare Impedanz enthaltenden Gegenkopplungsweg mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, bei dem vom Ausgang bzw. Eingang des Nutzsignalweges ein Weg abgezweigt ist, auf dem aus dem Nutzsignal eine Steuerspannung gewonnen wird, die der elektronen steuerbaren Impedanz zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (10,11) vorgesehen sind, die die zwischen dem Ausgang (5) des Verstärkers (4) und seinem invertierenden Eingang (3) auftretende Gegenkopplungsspannung auf einen vorgegebenen Wert begrenzen.
2. Schaltung nach Anspruch 1 für ein Kompander-Systern bei dem die Steuerspannung auch im abgezweigten Weg liegenden Mittel zur Änderung des Übertragungsmaßes zugeführt wird, wobei diese Mittel aus einem nach Art eines Differensverstärkers aufgebauten Verstärker bestehen, dessen imrertierender Eingang über einen eine zweite elektronisch steuerbare Impedanz enthaltenden Gegenkopplungsweg mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, und wobei der zweitenelektronisch steuerbaren Impedanz ebenfalls die Steuerspannung zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei dem im Zweigweg liegenden Verstärker die zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang auftretende Gegenkopplungsspannung auf einen vorbestiiBmten Wert begrenzt ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Gegenkopplungsspannung erst beim Überschreiten eines so bemessenen Schwellwertes einsetzt, daß die im eingeschwungenen Zustand der Schaltung auftretende Gegenkopplungsspannung nicht oder nicht wesentlich begrenzt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus zwei antiparallel geschalteten Diodenstrecken (10,11) bestehen, die zwischen dem Ausgang (5) des Verstärkers (4) und seinem invertierenden Eingang (3) geschaltet ist«
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenstrecken von Halbleiterdioden (10,11) gebildet sind.

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