DE2838293A1

DE2838293A1 - Schaltung zur geraeuschminderung mit geteiltem frequenzgebiet mit dynamikpresser und dynamikdehner

Info

Publication number: DE2838293A1
Application number: DE19782838293
Authority: DE
Inventors: Takehiko Asano; Satoshi Nishimura; Kenichi Sato; Tetsuo Shimizu
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1979-03-08
Also published as: FR2402353B1; GB2003707A; JPS6128162B2; FR2402353A1; GB2003707B; DE2838293C2; JPS5439516A; US4281295A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Geräuschminderung vom Kompressions/Expansions-Typ zur Vermeidung der Signalverschlechterung durch das Geräuschverhältnis oder Rauschverhältnis, das durch ein Geräusch oder Rauschen in einem Signalübertragungssystem bewirkt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Geräuschminderungsschaltung des Typs mit geteiltem Frequenzgebiet, bei der Kompression/Expansion verwendet wird, um auf wirksame Weise ein Phänomen des "atmenden Rauschens" zu unterdrücken, das bei einem Signalübertragungssystem auftritt.

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Eine Schaltung zur Geräuschminderung mit Signalkompressions/Expansion wurde vorgeschlagen für und ist benutzt worden in Signalübertragungssystemen wie z.B. Tonbandgeräten, Schallplattenspielern u.ä.„ um eine Verschlechterung des Signales aufgrund des Geräuschverhältnisses des Signales wegen des kleinen dynamischen Bereiches eines Aufzeichnungsmediums bei einem solchen Signalübertragungssystem zu vermeiden. Typische bereits bekannte Systeme zur Geräuschminderung umfassen das Dolby-System, das dbx-System und ähnliches. Das Dolby-System ist z.B. ausführlich in GB-PS 1 12o 541 und US-PS 3 631 365 beschrieben. Andererseits ist das dbx-System ausführlich z.B. in den US-PSen 3 681 618, 3 714 462 und 3 789 143 beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer solchen Schaltung zur Geräuschminderung vom !Compressions/ Expansions-Typ, die für ein Tonbandgerät verwendet wird. Es ist üblich, den Ausdruck "Kompression/ Expansion" mit "Kompansion" zu bezeichnen; dieser Ausdruck"Kompansion" wird weiter unten mehrfach im Sinne von "Kompression/Expansion" benutzt werden. Die in Fig. 1 gezeigte Geräuschminderungsschaltung weist im wesentlichen einen Eingangsanschluß 1 zum Aufnehmen eines Eingangssignales Si, einen Dynamikpresser A mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 3» der zum

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Aufnehmen des Eingangssignales geschaltet ist, und mit einem Niveaudetektor 5 zum Feststellen des Niveaus des Signales, um ein SpannungsSteuersignal für den spannungsgesteuerten Verstärker 3 zu erzeugen, ein Tonbandgerät 11, das zum Aufzeichnen des Ausgangssignales des spannungsgesteuerten Verstärkers 3 auf einem Aufzeichnungsmedium5 wie z.B. einem Magnetband, geschaltet ist, einen Dynamikdehner B mit einem weiteren spannungsgesteuerten Verstärker 4, der zum Aufnehmen eines wiedergegebenen Signales vom Tonbandgerät 11 geschaltet ist, und mit einem Niveaudetektor 6 zum Feststellen des Signalniveaus₉ um ein Spannungssteuersignal für den spannungsgesteuerten Verstärker 4 zu erzeugen, und einen Ausgangsanschluß 2 zum Abgeben des Ausgangssignales So auf. Wie bekannt ist, ist der spannungsgesteuerte Verstärker 3 so aufgebaut, daß er im logarithmischen Maßstab auf lineare Weise den dynamischen Bereich des Signales als Funktion eines Spannungssteuersignales komprimiert. Andererseits ist der spannungsgesteuerte Verstärker 4 so aufgebaut, daß er im logarithmischen Maßstab auf lineare Weise den dynamischen Bereich des Signales als Funktion eines Steuersignales expandiert.

Fig. 2 zeigt die Kompansions-Charakteristik in dem FaIIe₉ daß der Kompansions-Ko©ffizient 2 beträgt.

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In der Figur bezeichnet die Abszisse das Eingangsniveau und die Ordinate das Ausgangsniveau. Die Linie "a" zeigt eine Kompressions-Charakteristik und die Linie "b" zeigt eine Expansions-Charakteristik.

Es wird also gemäß der in Fig. 1 gezeigten Schaltung zur Geräuschminderung der dynamische Bereich des Signales im logarithmischen Maßstab linear komprimiert und expandiert. Beim Beispiel der Figur 2 wird ein Eingangssignal mit einem dynamischen Bereich von 100 dB in ein Signal mit einem dynamischen Bereich von 50 dB komprimiert und aufgezeichnet. Andererseits wird ein Signal mit einem dynamischen Bereich von 50 dB, das vom Tonbandgerät 11 erhalten wird, in ein Signal mit dem ursprünglichen dynamischen Bereich von 100 dB expandiert und vom Ausgangsanschluß abgenommen. Die Kompression (Fig. 1) wird durch den spannungsgesteuerten Verstärker bewirkt, der als eine Schaltung mit spannungsgesteuerter veränderbarer Verstärkung wirkt, wobei die Verstärkung dieser Schaltung als Funktion eines Signalniveauausgangs vom Niveaudetektor 5 verändert werden kann. Ähnlich wird die Expansion durch den spannungsgesteuerten Verstärker 4 bewirkt, der als eine Schaltung mit spannungsgesteuerter variabler Verstärkung

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wirkt und dessen Verstärkung als Funktion des Niveaus des Signalausgangs des Niveausensors 6 verändert werden kann. Insbesondere ist der spannungsgesteuerte Verstärker 3 so aufgebaut, daß dessen Verstärkung im umgekehrten Maßstab bei einer Vergrößerung eines Steuersignales verkleinert wird, um die Kompression zu bewirken, während der spannungsgesteuerte Verstärker 4 so aufgebaut ist, daß zugleich mit einem Anwachsen des Spannungssteuersignales die Verstärkung desselben erhöht wird, um die Expansion zu erreichen.

Es wurde beobachtet, daß ein Rauschatmungsphänomen bei einer solchen Schaltung zur Geräuschminderung vom Kompressions/Expansions-Typ auftritt. Insbesondere wird ein Geräusch, daß in einem Signalübertragungssystem auftritt, wegen einer Änderung der Verstärkung der oben beschriebenen spannungsgesteuerten Verstärker moduliert. Daher wird ein Geräusch wahrgenommen, dessen Pegel sich ändert. Im Falle eines Tonbandgerätes tritt z.B. ein zischendes Rauschen bei der Wiedergabe des Signales auf. Es wurde auch beobachtet, daß dieses zischende Rauschen ziemlich ähnlich, was das Spektrum anbetrifft, einem weißen Rauschen ist und für das Ohr im Gebiet hoher Frequenzen sehr unangenehm ist, wie dies ohne weiteres aus den Geräuschbeurteilungskurven ersichtlich ist. Es wird sich daher, wenn eine Geräuschminderungsschaltung

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der in Fig. 1 gezeigten Art zusammen mit einem Tonbandgerät mit den oben beschriebenen Geräuscheigenschaften verwendet wird, der Pegel des zischenden Rauschens über den vollen Bereich der Frequenzen als Funktion der Änderung des Pegels des aufgezeichneten Audio-Signales ändern, was den aufgezeichneten Ton für das Ohr unangenehm werden läßt. Wenn das aufgezeichnete Audio-Signal Frequenzkomponenten mit einem breiten Spektrum enthält, die sich sogar in das Gebiet hoher Frequenzen erstrecken, dann wird das zischende Rauschen durch solche Frequenzkomponenten des Audio-Signales im Gebiet hoher Frequenzen verdeckt und die unangenehmen Wirkungen werden stark abgeschwächt. Normalerweise hat das gewöhnliche Audio-Signal· jedoch eine Energieverteilung, die verhältnismäßig stark betont in den unteren und mittleren Frequenzgebieten ist. Aus diesem Grunde wird das zischende Rauschen im Gebiet hoher Frequenz meistens weniger stark überdeckt.

Die Schaltung zur Geräuschminderung in Fig. 1 verwendet eine Vorverzerrungsschaltung 7, um den Bereich hoher Frequenz zu betonen, und eine Nachentzerrungsschaltung 8 mit komplementärer Charakteristik, um die oben beschriebenen Nachteile bei vorbekannten Gerauschminderungsschaltungen vom Kompanslons-

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Typ zu beseitigen. Insbesondere wird bei der Geräuschminderungsschaltung der Fig. 1 eine Audio-Signalkomponente im Bereich hoher Frequenz, indem ein Zischgeräusch wahrscheinlich stören würde, vorher besonders betont und dann aufgezeichnet; anschließend wird das Signal verarbeitet, um es bei der Wiedergabe in den ursprünglichen Zustand zurückzuführen, um das Signal-Rauschen-Verhältnis im Bereich hoher Frequenzen zu verbessern. Damit dieses Verfahren jedoch wirksam ist, ist es notwendig,, daß das Tonbandgerät einen ausreichend großen dynamischen Bereich hat, um den besonders hervorgehobenen bzw_o betonten Anteil im Gebiet hoher Frequenzen aufzunehmen. Tatsächlich ist der dynamische Bereich im Bereich hoher Frequenzen bei einem typischen Tonbandgerät, das gegenwärtig erhältlich ist, klein®r als die vergleichbaren dynamischen Bereiche für mittlere und niedrigere Frequenzbereiche; daher ist es sehr schwierig, ©ine ausreichende Hervorhebung im Gebiet höherer Frequenzen bei dnem solchen Tonbandgerät zu erreichen«,

Bei der in Figo 1 gezeigten Geräuschminderungsschaltung sind weiterhin Bewertungsschaltungen 9 und 1o vorgesehen, die mit den Eingängen der Niveaudetektoren 5 und 6 verbunden sind, um die Vorverzerrung und Nachentzerrung zu ergänzen. Zu diesem Zweck sind die Bewertungsschaltungen 9 und 1o so aufgebaut _s

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daß sie eine Frequenzcharakteristik haben, bei der eine höhere Frequenz hervorgehoben wird. Insbesondere wird, wenn ein Signal aufgenommen wird, dessen Energie im Bereich höherer Frequenzen dominant ist, der spannungsgesteuerte Verstärker 3 für den Kompressionsvorgang durch die Bewertungsschaltung 9 gesteuert, um seine Verstärkung zu verkleinern, um Sättigung im Bereich höherer Frequenzen aufgrund der Hervorhebung zu vermeiden. Trotzdem tritt ein anderes Problem auf, das darin besteht, daß das Signal-Rauschen-Verhältnis über den gesamten Frequenzbereich durch die Bewertung erniedrigt wird.

Da die oben beschriebene Hervorhebung des Bereiches höherer Frequenzen das Energieniveau des Signales im Bereich höherer Frequenzen anhebt, führt diese Hervorhebung dazu, daß der Einfluß des Bereiches niedrigerer Frequenzen relativ verkleinert wird. Als Ergebnis kann das Phänomen des atmenden Rauschens im Bereich höherer Frequenzen in einem gewissen Ausmaß reduziert werden; trotzdem ist diese Reduktion doch noch unzureichend. Es wurde beobachtet, daß dieses Problem im Fall von Musik, die Pianotöne enthält, noch schwerwiegender ist. Dies beruht auf der Tatsache, daß, da Pianotöne ein einfaches Frequenzspektrum mit einem einfachen Aufbau,ähnlich demjenigen eines reinen Tones haben, die Pianotöne deswegen eine viel geringere

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ein Rauschen verdeckende Wirkung haben. Außerdem ist die Energieverteilung der Pianotöne mehr in den mittleren und unteren Frequenzbereichen dominant, so daß durch die Pianotöne auf sehr viel weniger wirksame Weise ein sich änderndes Rauschen oder entsprechende Geräusche im Bereich höherer Frequenz überdeckt werden können. Darüber hinaus ist die oben beschriebene Verbesserung mittels der Hervorhebung nur darauf gerichtet, Geräusche im Bereich höherer Frequenzen zu reduzieren, die für das Ohr unangenehm sind. Eine Verkleinerung des Phänomens des atmenden Rauschens in den unteren Frequenzbereichen wird dadurch nicht erreicht. Es wurde aufgrund der Gerauschbeurteilungskurven beobachtet, daß ein Geräusch im unteren Frequenzbereich, wenn der Geräuschpegel konstant ist, weniger störend als die Geräusch im höheren Frequenzbereich sind. Ändert sich jedoch der Geräuschpegel, so wird das Geräusch leichter durch einen Höhrer wahrgenommen. Es besteht daher ein Bedarf, Einrichtungen zu schaffen, durch die die oben erwähnten Probleme gelöst werden können.

Wie oben beschrieben wurde, besteht der Grund, warum das Phänomen atmender Geräusche im Falle von Klaviermusik mittels der Schaltung zur Geräuschminderung von Fig. 1 weniger wirksam verkleinert wird, darin, daß

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trotz der Tatsache, daß die Energieverteilung des Signales in den mittleren und unteren Frequenzbereichen dominiert, die Kompression/Expansion über den gesamten Frequenzbereich bewirkt wird, was zu Geräuschen im Bereich höherer Frequenzen führt, in denen kein Tonsignal existiert, das gehört werden soll, so daß das Geräusch nicht überdeckt wird.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wurde vorgeschlagen, den vollen Frequenzbereich in eine Vielzahl von Frequenzbereichen aufzuteilen und jeden Frequenzbereich getrennt einer Kompansion zu unterwerfen, und nicht etwa den gesamten Frequenzbereich gleichzeitig der Kompansion zu unterwerfen* Insbesondere wird bei einer solchen Schaltung zur Geräuschminderung mit geteiltem Frequenzgebiet in einem Frequenzgebiet, in dem ein Tonsignal existiert, keine Änderung des Geräuschpegels aufgrund der Überdeckung wahrgenommen. In einem Frequenzbereich, in dem kein Tonsignal existiert, wird eine Geräuschkomponente nicht durch ein Tonsignal moduliert und wird aufgrund der Expansion voll unterdrückt. Dies führt dazu, daß die Geräuschkomponente viel weniger wahrgenommen wird.

In Fig. 3 ist das Blockdiagramm einer Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzgebiet gezeigt, bei der Kompansion durchgeführt wird und bei der ein

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Frequenzbereich in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt wird. Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung zur Geräuschminderung weist im wesentlichen einen Dynamikpresser A vom Typ mit geteiltem Frequenzgebiet, der zwischen einen Eingangsanschluß 1 zum Aufnehmen eines Eingangssignales Si und ein Tonbandgerät 11 geschaltet ist, und einen Dynamikdehner B mit geteiltem Frequenzgebiet auf, der zwischen das Tonbandgerät 11 und einem Ausgangsanschluß 2 geschaltet istj,ⁿdem ein Ausgangssignal So abgenommen xferden kann,, Der Dynamikpresser A enthält einen Dynamikpresser für niedrigere Frequenz mit einem Tiefpassfilter 16_$ mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 3_S der zum Aufnehmen des Ausgangssignales vom Tiefpassfilter 16 verbunden ist, und mit einem Niveaudetektor 5₉ der zum Feststellen des Signalniveaus ausgebildet ist₉ um ein Spannungssteuersignal an den spannungsgesteuerten Verstärker 3 abzugeben,, einen Kompressor für höhere Frequenzen ait einem Hochpassfilter 18₉ mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 12, der zum Aufnehmen des Ausgangssignales . vom Hochpassfilter 18 geschaltet ist₉ und mit einem Niveaudetektor zum Feststellen des Signalniveaus, um ein Spannungs steuersignal für d©n spannungsgesteu=· erten Verstärker 12 zu erzeugen, und ©inen Mischer 2© zum Mischen der Ausgänge der spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 12₉ um ein aufzuzeichnendes Signal Sr zu erzeugen. Ähnlich enthält der Dynamikdehner B eisen

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Dynamikdehner für niedrigere Frequenzen mit einem Tiefpassfilter 17, mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 4, der zum Aufnehmen des Ausgangssignals des Tiefpassfilters 17 geschaltet ist, und mit einem Niveaudetektor 6 zum Feststellen des Signalniveaus, um ein SpannungsSteuersignal für den spannungsgesteuerten Verstärker 6 zu erzeugen, einen Dynamikdehner für höhere Frequenzen mit einem Hochpassfilter 19, einem spannungsgesteuerten Verstärker 13, der zum Aufnehmen des Ausgangssignales des Hochpassfilters geschaltet ist, und mit einem Niveaudetektor 15 zum Feststellen des Signalniveaus, um ein Spannungssteuersignal für den spannungsgesteuerten Verstärker 13 zu erzeugen, und einen Mischer 21 zum Mischen der Ausgänge der spannungsgesteuerten Verstärker 4 und 13, um die Ausgangssignale So zu erzeugen. Wie leicht verstanden werden wird, sollen die Tiefpassfilter 16 und 17 und die Hochpassfilter 18 und 19 den Frequenzbereich in zwei Frequenzbereiche aufteilen.

Zur Auswahl der Frequenzbereiche für diese beiden Filter wird eine Überschneidungsfrequenz fc, bei der sich die Frequenzbereiche überschneiden, so ausgewählt, daß das Phänomen des atmenden Geräusches wirksam unter Berücksichtigung der oben diskutierten Punkte minimalisiert wird. Die spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 4 und 12 und 13 und die Niveaudetek-

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toren 5 und 6 und 14 und 15 sind ähnlich aufgebaut wie die spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 4 und die Niveaudetektoren 5 und 6, die unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 diskutiert wurden, lediglich mit dem Unterschied, daß die spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 4 und die Niveaudetektoren 5 und 6 für Kompansion im niedrigeren Frequenzbereich ausgebildet sind, während die spannungsgesteuerten Verstärker 12 und 13 und die Niveaudetektoren 14 und für Kompansion im höheren Frequenzbereich ausgebildet sind. Da der Frequenzbereich für die Kompression und Expansion in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt ist, ist der Mischer 2o vorgesehen, um die in den aufgeteilten Frequenzbereichen getrennt komprimierten Signale zu vereinigen. Außerdem ist ein Mischer 21 vorgesehen, um die in den aufgeteilten Frequenzbereichen getrennt expandierten Signale zu vereinigen.

Trotz des Zwecks, in den aufgeteilten Frequenzgebieten getrennt Kompansion zu erreichen, um durch eine solche Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzgebiet, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, eine Verkleinerung des Phänomens atmender Geräusche zu erreichen, tritt das andere Problem auf, daß das Frequenzspektrum eines Eingangssignales nicht originalgetreu als Ergebnis der Kompansion wiedergegeben wird.

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Dieses Problem wird durch die Frequenzcharakteristik der Tiefpassfilter 16 und 17 und der Hochpassfilter 18 und 19 gegeben. Fig. 4 zeigt die Frequenzcharakteristik der Tiefpassfilter und Hochpassfilter₉ wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Abschwächung aufgetragen ist. Die mit TPF bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Tiefpassfilters, und die mit HPF bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Hochpassfilters. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, schließt die Kombination der Hochpassfilter und Tiefpassfilter gewöhnlich ein Überschneidungsgebiet ein. Ein solches Überschneidungsgebiet kann nicht vermieden werden, auch dann nicht, wenn gegenwärtig erhältliche Filter mit scharfer Grenzfrequenz verwendet werden. Es wird daher ein Signal im Überschneidungsbereich, das einer Niveauänderung durch den spannungsgesteuerten Verstärker 5 im Gebiet niedrigerer Frequenz bei der Kompression unterworfen wird, auch einer Änderung des Niveaus durch den spannungsgesteuerten Verstärker 13 im Bereich höherer Frequenz bei der Expansion unterworfen. Umgekehrt wird das Signal im Überschneidungsbereich, das bei der Kompression durch den spannungsgesteuerten Verstärker 12 im Bereich höherer Frequenz einer Niveau- änderung unterworfen wird, auch einer Niveauänderung durch den spannungsgesteuerten Verstärker 4 im niedri-

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geren Frequenzgebiet bei der Expansion unterworfen.

Es soll nun das Eingangssignal mit Si₅, das Ausgangssignal mit Sos das durch das Tonbandgerät aufgezeichnete Signal mit Sr und die Frequenzcharakteristiken der Tiefpassfilter und der Hochpassfilter YL (0 bzw. YH C.0 bezeichnet werden» ist dann j YL C-O + YH (iv)| = 1„ Es soll weiter angenommen werden, daß die Verstärkungen der spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 12 für Kompression GL^C bzw. GH⁰ sind und daß die Verstärkungen der spannungsgesteuerten Verstärker 4 und 13 für die Expansion GL^e bzw. GH^e sind. Um dann komplementäre Kompression und Expansion bei Aufzeichnung und Wiedergabe zu erhalten, muß natürlich die folgende Gleichung erfüllt sein.

GL^C = 1/GL^e *GH^C = 1/GH^e.............(1)

Bei der Geräuschminderungsschaltung der Fig. 3 haben die durch die Niveaudetektoren 5 und 14 für die Kompression festgestellten Signale jedoch folgende Form.

Andererseits hat das Signal Sr₉ das aufgezeichnet wird, folgende Form,

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9 η 9 8 1 0 / 0 9 8 0

Sr = /gL^c.YL (U') + GH^C-YH (n.)j -Si (4)

Daher haben die Signale, die durch die Niveaudetektoren 6 und 15 für Expansion festgestellt werden, die folgende Form.

(..) + GH^C.YH (*)') 'YL(^) «Si (5) YH(vv).Sr = {gL^c.YL (u) + GH^C.YH (.■·))· *YH(u) .Si (6)

Da die durch die Niveaudetektoren 5 und 14 für Kompression festgestellten Signale und die durch die Niveaudetektoren 6 und 15 für Expansion festgestellten Signale verschieden sind, ergibt es sich, daß die Verstärkungen der spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 12 und die Verstärkungen der spannungsgesteuerten Verstärker 4 und 13 zueinander nicht komplementär sind. Das Ausgangssignal So, das am Ausgangsanschluß 2 erhältlich ist, hat die folgende Form.

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Der Ausdruck in der Klammer in Gleichung (7), der die gesamte Übertragungscharakteristik der Schaltung der Figur 3 darstellt, wird dann und nur dann eins, wenn GL^C = GL^e = GH^C = GH^e = 1. In Wirklichkeit sind jedoch die Verstärkungen der spannungsgesteuerten Ver

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stärker als Funktion des SpannungsSteuersignales veränderlich und es wird daher nie die Bedingung GL^C = GL^e = GH^C = GH^e = 1 durch die Schaltung der Fig. 3 erfüllt. Anders gesagt ist tatsächlich der Ausdruck in der Klammer der Gleichung (7) niemals und es ist daher Si Φ So. Aufgrund der Überschneidung des Signales zwischen den höheren und niedrigeren Frequenzgebieten unterscheidet sich daher das Ausgangssignal So vom Eingangssignal Si. Das Ausmaß des Unterschiedes zwischen den Eingangs- und AusgangsSignalen Si und So ändert sich als Funktion der Niveauänderung in den niedrigeren und höheren Frequenzgebieten. Als Ergebnis wird bei Benutzung der Schaltung der Fig. die Wiedergabegüte des Signales nach Expansion beträchtlich verschlechtert.

In Fig. 5 ist qualitativ die Art der Verschlechterung der VTiedergabegüte graphisch dargestellt, die eben unter Zugrundelegung der Gleichung in Klammer (7) diskutiert wurde. In der Figur ist auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate der Frequenzgang aufgetragen. Eine leichte Erhöhung in der Nähe der Überschneidungsfrequenz fc zeigt die eben beschriebene Verschlechterung der Wiedergabegüte. Wie beschrieben wurde, ändert sich das Ausmaß der Erhöhung als Funktion der Änderung der Verstärkung jedes spannungsgesteuerten Verstärkers aufgrund einer Änderung der Energiever-

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teilung des Frequenzspektrums des Signales.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die Teilung des Frequenzbereiches für getrennte Kompansion in den geteilten Frequenzbereichen bei einer Geräuschminderungs· schaltung, bei der Kompansion durchgeführt wird, sehr wirksam ist, das Phänomen atmender Geräusche zu verkleinern, daß jedoch andererseits ein anderes Problem auftritt, das darin besteht, daß die Wiedergabetreue beträchtlich verschlechtert wird, unabhängig davon, was für gegenwärtig erhältliche Filter mit einem möglichst scharfen Frequenzgang verwendet werden.

Kurz gesagt hat die vorliegende Erfindung es sich zum Ziel gesetzt, Geräuschminderungsschaltungen mitgeteiltem -Frequenzbereich, bei denen ein Signal komprimiert und expandiert wird und die einen Dynamikpresser und einen Dynamikdehner aufweisen, zu verbessern.

Erfindungsgemäß weist eine der Schaltungen, die aus Dynamikpresser und Dynamikdehner bestehen, erste Signalverarbeitungsschaltungen mit signalgesteuerten Signalverstärkern mit variabler Verstärkung, deren Verstärkung als Funktion eines Steuersignales verändert werden kann, und mit Niveaudetektoren, die auf das

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Signal reagieren, um ein Steuersignal für den signalgesteuerten Verstärker veränderlicher Verstärkung zu erzeugen, das mit dem Signalniveau verknüpft ist, auf. Die andere der beiden aus Dynamikpresser und Dynamikdehner bestehenden Schaltungen weist einen Rückkopplungsverstärker mit einem Verstärker und Rückkopplungsschaltungen auf, die eine zweite Signalverarbeitungsschaltung einschließen, die einen signalgesteuerten Signalverstärker mit variabler Verstärkung, dessen Verstärkung als Funktion eines Steuersignales veränderbar ist,, und einen Niveaudetektor enthält, der auf das Signal reagiert, um ein Steuersignal für den signalgesteuerten Verstärker mit variabler Verstärkung zu erzeugen, das mit dem Signalniveau verknüpft ist.

Erfindungsgemäß sind die ersten und zweiten Signalverarbeitungsschal tungan so aufgebaut _s daß sie im wesentlichen dieselbe Kompressions- oder Expansionscharakteristik haben, um den dynamischen Bereich des Signales im logarithmischen Maßstab linear su komprimieren oder zu expandieren. Als Ergebnis haben der Dynamikpresser . und der Danymikdehner im wesentlichen komplementäre Kompressions- und Expansionseigenscha£ten_o

Die ersten und z\ireiten Signalverarbeitungsschaltun= gen können getrennte Schaltungen sein«, die getrennt voneinander angeordnet sind. Unter Berücksichtigung

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der Tatsache, daß der Dynämikpresser und der Dynamikdehner nicht gleichzeitig benutzt werden, können die ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen eine gemeinsame Schaltung sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen so ausgebildet, daß eine gemeinsame Schaltung verwendet wird und Schalteinrichtungen vorgesehen sind, um die gemeinsamen Schaltungen als erste oder zweite Signalverarbeitungsschaltungen einzusetzen, wie dies beschrieben wurde. Bei der letztgenannten Ausführungsform können die ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen mit ganz genau denselben Kompressions- oder Expansionseigenschaften hergestellt werden. Als Ergebnis zeigen der Dynämikpresser und der Danyikdehner auf ideale Weise komplementäre Kompressionsund Expansionseigenschaften.

Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Gesichtspunkt wird eine verbesserte Kompansionsschaltung für eine Geräuschminderungsschaltung in einem Signalübertragungsweg geschaffen. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Kompansionsschaltung Signalverarbeitungsschaltungen mit signalgesteuerten Verstärkern mit variabler Verstärkung für ein Signal, deren Verstärkung als Funktion eines Steuersignales verändert werden kann.

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Außerdem sind Niveaudetektoren vorgesehen, die auf das Signal reagieren, um ein Steuersignal für den signalgesteuerten Verstärker variabler Verstärkung zu erzeugen, das mit dem Niveau des Signals verknüpft ist. Außerdem sind ein Verstärker und erste Schalteinrichtungen vorgesehen, um die Signalverarbeitungsschaltung in den Signalverarbeitungsweg einzuschalten, wobei eine der beiden Schaltungen (Dynamikpresser oder Dynamikdehner) gebildet wird. Weiter sind zweite Schalteinrichtungen vorgesehen, um den Verstärker in den Signalverarbeitungsweg einzuschalten und um die Signalverarbeitungsschaltungen mit dem Verstärker als negative Rückkopplungsschaltung zu verbinden, um einen Verstärker mit negativer Rückkopplung zu bilden, wobei die andere der beiden aus Dynamikpresser und Dynamikdehner bestehenden Schaltungen gebildet wird. Der signalgesteuerte Verstärker variabler Verstärkung und die Niveaudetektoren sind so eingestellt, daß eine der beiden Schaltungen (Dynamikpresser oder Dynamikdehner) durch Verbindung mit den ersten Schalteinrichtungen gebildet wird, und daß die andere der beiden Schaltungen (Dynamikpresser oder Dynamikdehner) durch Verbindung mit den zweiten Schalteinrichtungen gebildet wird. Es kann also erfindungsgemäß eine gemeinsame Signalverarbeitungsschaltung selektiv leicht mit dem Signalübertragungsweg oder mit dem Verstärker verbunden werden, um eine Schaltung mit

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negativer Rückkopplung im Signalübertragungsweg zu schaffen.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzbereich, bei der das Signal komprimiert und expandiert wird.

Erfindungsgemäß wird irgend eine nachteilige Eigenschaft des Frequenzganges, insbesondere im Überschneidungsbereich des Frequenzganges in einer Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzgebiet, bei der Kompression und Expansion stattfindet, beseitigt.

Es werden erfindungsgemäß ideale komplementäre Kompressions- und Expansionseigenschaften bei einer Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzbereich erreicht, bei der Kompression und Expansion stattfindet.

Schließlich werden erfindungsgemäß irgendwelche Nachteile im Frequenzgang, insbesondere im Frequenzüberschneidungsbereich vermieden und es werden ideal komplementäre Kompressions- und Expansionseigenschaften bei einer Geräuschminderungsschaltung mit geteiltem Frequenzbereich, bei der Kompression und Expansion stattfindet, erreicht, indem selektiv gemeinsame Signal-

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verarbeitungsschaltungen in einem Dynamikpresser und einem Dynamikdehner verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Geräuschminderungsschaltung vom Kompressions/Expansions-Typ, die bei einem Tonbandgerät angewendet ist;

Fig. 2 die Kompansionscharakteristik im Falle eines Kompansionskoeffizienten 2, wobei auf der Abszisse der graphischen Darstellung das Eingangsniveau und auf der Ordinate das Ausgangsniveau aufgetragen ist und die Linie a eine Kompressionscharakteristik und die Linie b eine Expansionscharakteristik zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Geräuschminderung mit geteiltem Frequenzgebiet mit Kompansion, bei der ein Frequenzbereich in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt ist;

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Fig. 4 die Frequenzcharakteristik der Tiefpassfilter und Hochpassfilter, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Abschwächung aufgetragen ist, wobei die mit TPF bezeichnete Kurve den Frequenzgang des Tiefpassfilters und die mit HPF bezeichnete Kurve den Frequenzgang des Hochpassfilters darstellt;

Fig. 5 qualitativ die Art und Weise wie die Wiedergabegüte verschlechtert wird, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate der Frequenzgang aufgetragen ist;

Fig. 6A ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikpressers;

Fig. 6B ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikdehners;

Fig. 7A ein Blockdiagramm einer anderen Ausfüh- · rungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikpressers;

Fig.7B ein Blockdiagramm einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Dynamikdehners;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompansionsschaltung;

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Fig. 9 ein Blockdiagramm, das in genauerem Detail eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Signalverarbeitungsschaltung zeigt, die als Dynamikpresser verwendet werden kann;

Fig. 1o in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 9 ein Blockdiagramm, das in größerem Detail ein Beispiel eines Dynamikdehners zeigt;

Fig. 11A ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikpressers;

Fig. 11B ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikdehners;

Fig. 12 den Frequenzgang des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters und der Vorverzerrungsschaltung, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Dämpfung aufgetragen sind, wobei die mit TPF bezeichnete Kurve den Frequenzgang des Tiefpassfilters, die mit HPF bezeichnete Kurve den Frequenzgang des Hochpassfilters und die mit VORVERZERRUNG bezeichnete Kurve den Frequenzgang der Vorverzerrungs-

2ο schaltung zeigen; und

Fig. 13 einen bevorzugten Frequenzgang der Tiefpassfilter und Hochpassfilter bei der in Fig. 11A

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und 11B gezeigten Ausführungsform, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Abschwächung aufgetragen sind.

Allgemein können ideal komplementäre Kompressions·^· und Expansionscharakteristiken durch eine Übertragungscharakteristik in einem Übertragungsweg bei der Kompression und eine Übertragungscharakteristik bei einem Signalübertragungsweg bei der Expansion erreicht werden, die umgekehrt zueinander sind. Erfindungsgemäß wird ein Verstärker mit negativer Rückkopplung verwendet, um Übertragungscharakteristiken bei Kompression und Expansion zu erreichen, die zueinander umgekehrt sind.

Fig. 6A zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikpressers, und Fig. 6b zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikdehners. Verglichen mit dem Dynamikpresserteil des Diagramms der Fig. 3 ist bei der Ausführungsform der Fig. 6A die Signalverarbeitungsschaltung einschließlich des Dynamikpressers 23 der Fig. 6A genau derselbe wie der Dynamikpresserteil A im Diagramm der Fig. 3. Bei der AusfUhrungsform der Fig. 6A ist jedoch ein Verstärker 22 zwischen dem Dynamikpresser 23 und dem Tonbandgerät 11 angeordnet. Die Schaltanordnung und Arbeits-

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v/eise des Dynamikpressers 23 v/urden weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben» Kurz gesagt kann das Eingangssignal Si einer Kompression des Dynamikbereiches in den entsprechenden Frequenzbereichen unterworfen werden und anschließend einer Mischung der getrennt komprimierten Signalkomponenten unterworfen werden, um das resultierende Signal Sr zu erzeugen, das in Gleichung (4) angegeben ist. Das resultierende Signal v/ird durch den Verstärker 22 verstärkt und dann im Tonbandgerät 11 aufgezeichnet. Der in Fig. 6B gezeigte Dynamikdehner weist einen Verstärker mit negativer Rückkopplung auf, der den Verstärker 22 und den Dynamikpresser 23 enthält, die mit dem Verstärker 22 als Schaltung mit negativer Rückkopplung parallel geschaltet sind« um so den Verstärker mit negativer Rückkopplung zu bilden» In Gleichung (4) ist die Übertragungscharakteristik des Dynamikpressers durch den in Klammern gesetzten Ausdruck in Gleichung (4) dargestellt. Bezeichnet man den Ausdruck in der Klammer in Gleichung (4) mit T (¹^)₀ dann wird die Übertragungscharakteristik des Dynamikpressers durch die folgende Gleichung gegeben«

T (·*) = GL? YL (ω) + GH^CoYH (i*>) »..ο.»»»»»»« (8)

Wird nun angenommen, daß die Verstärkung d©e Verstärkers 22 Ao ist, dann ergibt sich aus der allgemeinen

27 -

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ψ ή -

Theorie des Verstärkers mit negativer Rückkopplung die Beziehung zwischen dem Eingangssignal Sr und dem Ausgangssignal So bei der Expansion wie folgt.

Ao
So = -Sr (9)

1 + Ao.T (cc)

Es sollte hervorgehoben werden, daß beim Entwurf des Verstärkers mit negativer Rückkopplung, der in Fig. 6B gezeigt ist, berücksichtigt werden sollte, daß die Schleifenverstärkung kleiner als 1 in dem Frequenzbereich sein sollte, in dem die gesamte Phasenverschiβίο bung in der Rückkopplungsschleife 180° überschreitet, um Oszillationen aufgrund positiver Rückkopplung zu vermeiden, was dem Fachmann wohl-bekannt ist.

Wird nun angenommen, daß die Verstärkung des Verstärkers 22 ausreichend groß gewählt ist, so wird Ao · T (·*-') sehr viel größer als 1. Dann kann die Gleichung (9) wie folgt geschrieben werden.

1
So= Sr (1o)

Dies bedeutet, daß bei der Ausführungsform der Figuren 6A und 6B die Übertragungscharakteristik 1/T(tO) bei dem Dynamikdehner erreicht wird, die das Inverse der Übertragungscharakteristik des Dynamikpressers ist. Als Ergebnis kann, was auch immer die

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Frequenzcharakteristik des Dynamikpressers sein mag, • eine umgekehrte Übertragungscharakteristik im Dynamikdehner erreicht werden. Erfindungsgemäß sind also die Kompressions- und Expansionscharakteristik ideal komplementär zueinander.

Obwohl bei der in den Figuren 6A und 6B gezeigten Ausführungsform derselbe Dynamikpresser 23 gemeinsam bei dem Dynamikpresser der Fig. 6A und dem Dynamikdehner der Fig. 6B verwendet worden ist, indem die Verbindungen derselben mit dem Signalübertragungsweg geändert wurden, können der Dynamikpresser der Fig. 6A und der Dynamikdehner der Fig. 6B getrennt ausgebildet werden, indem getrennte Schaltungen 23 verwendet werden, die im wesentlichen die gleichen elektrischen Eigenschäften für den Dynamikpresser der Fig. 6A und den Dynamikdehner der Fig. 6B haben. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Dynamikpresser und der Dynamikdehner nicht gleichzeitig benutzt werden, sondern vielmehr nacheinander benutzt werden, ist es jedoch sehr zu bevorzugen, denselben Dynamikpresser 23 zu verwenden, indem dieser selektiv als Dynamikpresser der Fig. 6A oder als Dynamikdehner der Fig. 6B geschaltet wird. In diesem Falle kann ein Dynamikpresser 23 mit genau denselben elektrischen Charakteristiken sowohl als DynÄkpresser als auch als Dynamikdehner verwendet werden. Dies stellt sicher, daß die Kompressions- und

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Expansionscharakteristiken ideal komplementär zueinander in den Gesamtcharakteristiken der Kompansionsschaltung sind. Ein anderer Vorteil bei einem solchen Falle besteht darin_s daß wegen gemeinsamer Benutzung der Schaltung 23 im Dynamikpresser und Dynamikdehner die erfindungsgemäße Kompansionsschaltung mit geringeren Kosten hergestellt werden kann.

Die Figuren 7A und 7B zeigen Blockdiagramme einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamikpressers und Dynamikdehners. Gemäß der in den Figuren 7A und 7B gezeigten Ausführungsform wird eine Signalverarbeitungsschaltung 23 als Dynamikdehner im Dynamikdehner der Fig. 7B benutzt. Dieselbe Signalverarbeitungsschaltung 23 wird als Rückkopplungsschaltung im Dynamikpresser der Fig. 7A so verwendet, daß sie mit dem Verstärker 23 gekoppelt ist, um so einen Rückkopplungsverstärker zu bilden. Die Signalverarbeitungsschaltung 23 in der Ausführungsform der Figuren 7A und 7B ist im wesentlichen auf dieselbe Weise aufgebaut

2ο wie der Dynamikpresser 23 in der Ausführungsform der Fig. 6A und 6B, ist jedoch so ausgebildet, daß sie als Signaldehner arbeitet, wenn sie in den Signalübertragungsweg eingeschaltet ist, wie dies in Fig. 7B gezeigt ist. Derselbe Dynamikdehner 23 der Fig. 7A wird in dem Dynamikpresser der Fig_o 7A als negative Rückkopplungsschaltung für den Verstärker 22 so v@r-

- 3o - ' ■ ■

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wendet, daß ein Verstärker mit negativer Rückkopplung gebildet wird. Es sollte verstanden werden, daß zwischen der Ausführungsform der Figuren 6A und 633 und der Ausführungsform der Figuren 7Aind 7B die Beziehung zwischen Dynamikpresser und Dynamikdehner umgekehrt ist. Die oben erwähnte komplementäre Beziehung zwischen Arbeitsweise als Dynamikpresser und Dynamikdehner bleibt jedoch dieselbe. Es wird daher nicht für notwendig erachtet, den Schaltungsaufbau und die Arbeitsweise der in den Figuren 7A und 7B gezeigten Ausführungsform näher zu beschreiben, da der Schaltungsaufbau und die Arbeitsweise der in den Figuren 7A und 7B gezeigten Schaltungen durch den Fachmann unter Berücksichtigung der obigen Beschreibung bezüglich der charakteristischen Eigenschaften leicht verstanden werden wircL

Fig. 8 zeigt das Blockdiagraam einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompansionsschaltung, bei der ein Dynamikdehner und ein Verstärker zwischen einem Dynamikpresser und einsm Dynamik-• dehner durch Schalteinrichtungen einfachen Aufbaus geschaltet werden können. Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform weist Schalter 28 und 29 zum selektiven Verbinden der betreffenden Schaltung zwischen der Dynamikpresserarb©itsweis@ und äsr Dyaamikdsha©?=

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arbeitsweise auf, wobei eine Verbindung mit den Kontakten R Arbeitsweise als Dehnungspresser und Verbindung mit den Kontakten P Arbeitsweise als Dynamikdehner bewirkt. Der Kontakt P des Schalters 28 ist mit dem Tiefpassfilter 16 und dem Hochpassfilter 18 verbunden, um den Frequenzbereich eines Signales aufzuspalten. Es wird hervorgehoben, daß die Überschneidungsfrequenz fc so ausgewählt ist, daß sie am besten zum Verkleinern des Phänomens atmender Geräusche geeignet ist. Als Ergebnis von Versuchen der Erfinder wurde unter Berücksichtigung des Spektrums von Klaviermusik herausgefunden, daß vorzugsweise die Überschneidungsfrequenz fc so ausgewählt werden sollte, daß sie in der Nähe von 4,8 KHz liegt. Auf den Tiefpassfilter 16 und den Hochpassfilter 18 folgen spannungsgesteuerte Verstärker 24 bzw. 25 mit variabler Verstärkung, die mit Niveaudetektoren 5 bzw. 14 arbeitsmäßig gekoppelt sind, die auf die entsprechenden Signalkomponenten reagieren, um Steuersignale für die spannungsgesteuerten Verstärker 24 bzw. 25 zu erzeugen, die mit den entsprechenden Signalniveaus verknüpft sind. Als Niveaudetektoren 5 und 14 können irgendwelche Niveaudetektoren, wie z.B. Effektivwert-Detektoren, Spitzenwert-Detektoren, Durchschnittswert-Detektoren oder ähn-liche benutzt werden, was dem Fachmann wohl-bekannt ist. Die

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spannungskontrollierten Verstärker 24 und 25 mit variabler Verstärkung sind so aufgebaut, daß sie den Dynamikbereich des Signales im logarithmischen Maßstab linear als Funktion des Spannungssteuersignales expandieren, das von den Niveaudetektoren 5 bzw. 14 abgegeben wird. Die spannungsgesteuerten Verstärker mit variabler Verstärkung können durch eine Feldeffekteinrichtung, eine photoleitende Einrichtung, einen Vervielfältiger oder ähnliches gebildet werden. Die Ausgänge der spannungsgesteuerten Verstärker 24 und 25 mit variabler Verstärkung sind zusammen mit einem Minuseingang eines Operationsverstärkers 27 verbunden. Ein Pluseingang des Verstärkers 27 ist geerdet. Ein Festwertwiderstand 26 ist zwischen den Minus-Eingang des Verstärkers 27 und den Kontakt P des Schalters 29 geschaltet. Der Widerstandswert des Widerstandes 26 und auch die Widerstandswerte der spannungsgesteuerten Verstärker 24 und 25 mit veränderbarer Verstärkung dienen dazu, die Verstärkung des Operationsverstärkers 27 zu bestimmen, wie dies weiter unten deutlicher beschrieben werden wird. Der Kontakt R des Schalters 28 und der Kontakt P des Schalters 29 sind verbunden. Der Kontakt P des Schalters 28 und der Kontakt R des Schalters 29 sind verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 27 ist mit dem Schalter 29 und dem Ausgangsanschluß 2 verbunden.

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Beim Betrieb werden für die Arbeitsweise als Dynamikpresser die Schalter 28 und 29 zu den Kontakten R betätigt; für den Betrieb als Dynamikdehner werden die Schalter 28 und 29 zu den Kontakten P bewegt. Es versteht sich, daß bei der Arbeitswelse als Dynamikpresser im wesentlichen derselbe Schaltungsaufbau wie bei der Figur 7A durch die Ausführungsform der Figur 8 erreicht wird, während bei der Arbeitsweise als Dynamikdehner im wesentlichen derselbe Schaltungsaufbau wie bei Fig. 7B durch die Ausführungsform der Fig. 8 vorliegt. Der Operationsverstärker 27 dient daher als ein spannungsgesteuerter Verstärker, um die Verstärkung desselben bei der Arbeitsweise als Dynamikdehner zu bestimmen, und dient als Verstärker mit negativer Rückkopplung bei der Arbeitsweise als Dynamikpresser, die der Arbeitsweise als Dynamikdehner entgegengesetzt ist. Es wird hervorgehoben, daß die Phasencharakteristik der Filter 16 und 18 zum Aufteilen des Frequenzbereiches unter Berücksichtigung der Phasencharakteristik des Operationsverstärkers 27 und der spannungsgesteuerten Verstärker 24 und 25 mit variabler Verstärkung bestimmt sein sollte, um Oszillationen aufgrund einer positiven Rückkopplung zu vermeiden. Da die Phasenverschiebung des Operationsverstärkers 27 im Bereich höherer Frequenzen 90° überschreiten könnten, wurde bei der Ausführungsform ein Filter

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zum Aufteilen des Frequenzbereiches mit einer Abschwächungscharakteristik 6dB/0ct. (6 dB pro Octave) benutzt, um dadurch eine solche Kompensation zu erreichen, daß die Abschv/ächungscharakteristik im Bereich hoher Frequenzen gesättigt ist.

Wird nun bei der Ausführungsform der Fig. 8 angenommen, daß spannungsgesteuerte variable Widerstände, wie z.B. photoleitende Einrichtungen als spannungsgesteuerte Verstärker 24 und 25 mit veränderbarer Verstärkung eingesetzt werden, und wird weiter angenommen, daß die Widerstandswerte derselben RL bzw. RH sind, und daß der Widerstandswert des festen Widerstandes 26 Ro ist, dann ist die Beziehung zwischen dem Eingangssignal Si und dem Ausgangssignal Sr bei der Arbeitsxveise als Dynamikdehner durch die folgende Gleichung gegeben.

Ro Ro

RL.YL RH.YH

Die Widerstandswerte RL und RH werden in umgekehrter Beziehung zu den Signalniveaus gesteuert, und es wird die folgende Gleichung erhalten.

^Ro Ro

RL RH

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9 0 9 3 10/098 0

¹M

Demgemäß kann die Gleichung (11) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

Sr = · Si (13)

GL^e . GH^e

Jetzt kann die Beziehung zwischen dem Eingangssignal Sr und dem Ausgangssignal So bei der Arbeitsweise als Dynamikpresser durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

/ Ro Ro \

So = -/ + j Sr =

RL·YL RH . YH

GL* ₊_GHe χ ^ _ ₍₁

YL YH /

Es ist also zu verstehen, daß auf diese Weise genau die umgekehrten Übertragungscharakteristiken bei den Arbeitsweisen als Dynamikpresser und Dynamikdehner gemäß der Ausführungsform der Fig. 8 erhalten werden. Es können so völlig komplementäre Kompressions- und Expansionscharakteristiken erreicht werden, während gleichzeitig eine Unregelmäßigkeit im Frequenzgang in der Nähe der Überschneidungsfrequenz beseitigt wird, die unvermeidbar bei den vorbekannten Geräuschminderungsschaltungen mit geteiltem Frequenzbereich mit Signalkompression und Expansion auftraten.

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Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, in dem im größeren Detail eine bevorzugte Ausführungsform der Signalverarbeitungsschaltung gezeigt ist, die als Dynamikpresser für das Signal verwendet werden kann, indem auf geeignete Weise der Kompansions-Koeffizient gewählt wird. In der Fig. 9 ist ein Operationsverstärker oder Rechenverstärker 1o1, der dem Verstärker 27 in der Ausführungsform der Fig. 8 entspricht, so geschaltet, daß er ein Eingangssignal Vi von einem Eingangsanschluß 1o2 an einem Minus-Eingangsanschluß über einen Widerstand 1o3 aufnimmt, wobei ein positiver Eingangsanschluß über einen Widerstand 1o4 geerdet ist. Der Ausgangsanschluß 1o5 des Operationsverstärkers 1o1 ist über eine von außen gesteuerte variable Impedanz 1o6, die den Verstärkern 24 und 25 mit variabler Verstärkung in der Ausführungsform der Fig. 8 entspricht, mit dem Minus-Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 1o1 verbunden, wodurch der Ausgang des Operationsverstärkers 1o1 zu seinem Eingang rückgekoppelt ist. Das Ausgangssignal vom Ausgangsanschluß 1o5 wird an den Niveaudetektor angelegt, der den Niveaudetektoren 5 und 14 der Ausführungsform der Fig. entspricht. Insbesondere wird das Ausgangssignal des Verstärkers 1o5 über einen Absolutwertverstärker 1o7 an eine Integrationsschaltung gelegt, die einen Widerstand 1o8 und eine Kapazität 1o9 aufweist, wodurch

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. das Ausgangssignal durch die Integrationsschaltung geglättet wird. Der Absolutwert-Verstärker 1o7 und die Integrationsschaltung bilden eine Schaltung zum Feststellen eines Mittelwertes oder eines einhüllenden Wertes eines absoluten Wertes der Amplitude des Ausgangssignales. Das so erhaltene Signal, das das Niveau des Ausgangssignals darstellt, das am Anschluß 1o5 zur Verfügung steht , wird über einen Widerstand 11 ο an einen Plus-Eingangsanschluß eines Operations-Verstärkers 111 gelegt. Ein Minus-Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 111 ist mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 115 verbunden und auch über einen Widerstand 117 geerdet. Der Emitter des Transistors 1.15 ist über eine von außen gesteuerte variable Impedanz 113 mit einer Spannungsquelle 112 verbunden. Die Basis des Transistors 115 ist über eine Einrichtung 114 für konstante Spannung mit der Spannungsquelle 112 verbunden und auch über einen Widerstand 116 geerdet. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 111 ist mit einem Treiber 118 verbunden, der arbeitsmäßig mit den oben erwähnten extern gesteuerten variablen Impedanzen 1o6 und 113 so verbunden ist, daß die variablen Impedanzen 1o6 und 113 gleichzeitig durch den Treiber 118 betätigt werden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die genannte arbeitsmäßige Verbindung so eingestellt, daß eine Erhöhung einer dem Treiber zugeführten

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Spannung die Impedanzwerte der oben beschriebenen variablen Impedanzen 1o6 und 113 erniedrigt. Es wird hervorgehoben, daß nur ein Verstärker mit variabler Verstärkung und nur ein Niveaudetektor zum Zwecke einer einfacheren Darstellung gezeigt sind.

Zum Zweck der Beschreibung der Arbeitsweise der Ausführungsform der Fig. 9 soll angenommen werden, daß die Werte der Widerstände 1o3_P 1o4₉ 1o8_s 11o, 116, 11? und des Kondensators 1o9 R^₅ R₂» ^» R^₈ Rc, Rg bzw. C₁ sind und daß die Widerstandswerte der variablen Impedanzen 1o6 und 113 R„ bzw« R . sind. Es ist dann

die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung V an dem Ausgangsanschluß 1o5 zur Eingangsspannung V. durch die folgende Gleichung gegeben.

05)

Wird andererseits angenommen₉ daß die Amplituden-

β ο

komponenten der Spannungen V_Q und V_i V₀ bzw. Y^ . sind und daß die Zeitkomponente e^ * ' ist₉ so wird

die folgende Gleichung erhalten.
Rx

(16)

Nachdem das Signal durch den Absolutwert-Verstärker 1o7 und durch die Integrationsschaltung₉ die d@n Wider

909810/0980

stand 1o8 und die Kapazität 1o9 enthält, verarbeitet ist, ist der Ausgang der Integrationsschaltung proportional zur Amplitudenkomponente von V_Q und als CV ausgedrückt. Das Signal CV wird an den Plus-Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 111 angelegt. Wird andererseits angenommen, daß die Spannung über die oben beschriebene Einrichtung 114 für konstante Spannung Vz ist und daß der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter des Transistors 115 Vbe ist, dann hat das Eingangssignal, das an den Minus-Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 111 gelegt werden soll, die Form Rg (Vz - Vbe). Der Treiber 118 für

die variable Impedanz 113 arbeitet daher so, daß ein Anwachsen der Treiberspannung den Impedanzwert der variablen Impedanz 113 reduziert. Die Reduktion des Impedanzwertes der variablen Impedanz 113 führt zu einem Anwachsen der Spannung, die an den Minus-Eingangsanschluß angelegt ist, und daher zu einer Verkleinerung der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 111. Das Gesamtsystem stellt daher eine Schleife mit negativer Rückkopplung dar, um die Spannungen an den Plus- und Minus-Eingangsanschlüssen gleich zu halten. Es wird daher die folgende Gleichung erhalten.
_cv R₆(Vz - Vbe)

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Jetzt ist der Impedanzwert der variablen Impedanz 113 primär durch die Treiberspannung V des Treibers 118 bestimmt und durch die folgende Gleichung gegeben.

R_x, = K₁ f (V) (18)

Da die variablen Impedanzen 1o6 und 113 durch denselben Treiber gesteuert werden, wird die folgende Gleichung erhalten.

R_x = K₂f (V) (19)

wobei K₁ und K₂ Konstanten sind, die durch eine Stellungsbeziehung dieser variablen Impedanzen mit dem Treiber bestimmt werden können. Demgemäß gilt

^K2

Indem die Gleichung (2o) in die Gleichung (17) eingesetzt wird und indem R mit Hilfe der Gleichung (I5)eliminiert wird, erhält man

CVV= K₂(Vz - Vbe)R₆ Λ

° ° —iqrr; ¹

Demgemäß wird für die Amplitudenkomponente die folgende Gleichung erhalten.

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SS:

K₂R₆(Vz - Vbe) jf77 _ _ _ ²J₁ ³)^{8 2 9 3}

Es wird daher verstanden werden ₃ daß der Signaleingang in der dB-Darstellung auf die Hälfte reduziert ist«

Fig. Io ist ähnlich wie Fig. 9, zeigt jedoch ein Blockdiagramm, das deutlicher ein Beispiel eines Dynamikdehners für das Signal zeigt, der erfindungsgemäß vorteilhaft verwendet werden kann. Alle Bezugszeichen in Fig. 1o sind mit einem Strich versehen. Bei der Ausführungsform der Fig. 1o sind im Vergleich zur Ausführungsform der Fig. 9 die Anordnung des Wider-Standes 1o3* unddsr variablen Impedanz 1o6' umgekehrt, und es ist der Niveaüdetektor 1o7' vom Eingangsanschluß 1o2· her verbunden. Die Komponenten, die von den oben beschriebenen Komponenten, d.h. dem Widerstand 1o3', der variablen Impedanz 106· und dem Niveaudetektor 1o7' verschieden sind, sind ganz genau dieselben wie diejenigen, die unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben wurden. Es wird daher nicht für notwendig gehalten, den Schaltungsaufbau der Fig. 11 deutlicher zu beschreiben. Ähnlich wie bei der Gleichung (17) wird die folgende Gleichung erhalten.

CV₁= R₆(V^ - Vbe) _ ...(22)

und

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~1
^Rx

V₁, (23)

Indem R und R von den Gleichungen (22), (23) und (2o) eliminiert werden, wird die folgende Gleichung erhalten

°^K1*1 V V (24)

R₆(V₂ - VbeJ ^{1 x}

Für die Amplitudenkomponente wird die folgende Gleichung erhalten.

V , = ^CK1^R1 V²i' (25)

° K₂R₆(Vz - VbeJ

Es wird daher verstanden werden, daß das Signal durch die Ausführungsform der Fig. 1o expandiert wird. Gemäß den Ausführungsformen der Figuren 9 und 1o werden ein Dynamikpresser und ein Dynamikdehner geschaffen, die eine ausgezeichnete Linearität besitzen, eine kompensierte Temperaturcharakteristik besitzen und eine stabilisierte Arbeitsweise haben.

Die Figuren 11A und 11B sind ähnlich zu den Figuren 7A und 7B und zeigen ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Dynamikpressers und eines Dynamikdehners gemäß der Erfindung. Im Vergleich mit der in

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ST*

den Figuren 7A und 7B gezeigten Ausführungsform ist bei der in den Figuren 11A und 11B gezeigten Ausführungsform eine Vorverzerrungsschaltung 3o am Eingang des in der Fig. 11A gezeigten Dynamikpressers gezeigt, und es ist die Vorverzerrungsschaltung 3o parallel mit dem Verstärker 22 beim Betrieb als Dynamikdehner, wie in Fig. 11B gezeigt, verbunden. Eine Signalverarbeitungsschaltung 231, die der Signalverarbeitungsschaltung 23 in den Figuren 7A und 7B entspricht, ist mit einer Frequenzbewertungsschaltung 31 gezeigt, die mit dem Signalübertragungsweg gekoppelt ist. Der Ausgang der Frequenzbewertungsschaltung ist mit einem anderen Tiefpassfilter 16LS und einem anderen Hochpassfilter 18LS gekoppelt, wobei sowohl der Tiefpassfilter 16LS als auch der Hochpassfilter 18LS mit den Niveaudetektoren 5 bzw. 14 verbunden sind. Da der übrige Aufbau der Schaltung der in den Figuren 11A und 11B gezeigten Ausführungsform derselbe wie derjenige der Ausführungsform, die in den Figuren 7A und 7B gezeigt ist, ist wird es nicht für nötig gehalten, dieselbe deutlicher zu beschreiben.

Die Anwendung der Vorverzerrungsschaltung 3o im Dynamikpresser von Fig. 11A wurde unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Andererseits stellt der Verstärker 22, der mit der Vorverzerrungsschaltung 3o bei

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der in Fig. 11B gezeigten Arbeitsweise als Dynamikdehner parallel geschaltet ist, einen Rückkopplungsverstärker dar, wobei die Vorverzerrungsschalttmg 3o als negative Rückkopplungsschaltung und der negative Rückkopplungsverstärker als Nachentzerrungsschaltung wirkt. Die Verwendung einer Nachentzerrungsschaltung beim Dynamikdehner wurde auch unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Das Grundprinzip der Verwendung der bewertenden Schaltung zwischen dem Signalübertragungsweg und dem Niveaudetektor sowohl beim Betrieb als Dynamikpresser als auch beim Betrieb als Dynamikdehner wurde auch unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Die frequenzbewertende Schaltung 31 In den Figuren 11A und 11B gezeigten Ausführungsform ist jedoch etwas verschieden von derjenigen, die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Sie soll daher im folgenden deutlicher erläutert werden.

Wie bereits weiter oben diskutiert wurde, wird die frequenz-bewertende Schaltung 31 verwendet, um Sättigung eines Signales in einem Bereich höherer Frequenz aufgrund der Hervorhebung des Bereiches höherer Frequenz durch die Vorverzerrungsschaltung 3o zu verhindern. Bezugnehmend auf die Figuren 4 und 5 und

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außerdem auf die Fig. 12 wird die Frequenzbewertungsschaltung 31 nur beim Niveaudetektor 14 für den Bereich höherer Frequenz der beiden Niveaudetektoren 5 und 14 verwendet. Da jedoch die Überschneidungsfrequenz fc für die Filter 16 und 18 zum Teilen des Frequenzbereiches verhältnismäßig hoch ist, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wurde, wird das Frequenzgebiet, das durch die Vorverzerrung hervorgehoben werden soll, leicht das Gebiet niedrigerer

To Frequenz im spannungsgesteuerten Verstärker 3 überschneiden. Anders gesagt wird der Einfluß der Vorverzerrung auf das Gebiet niedrigerer Frequenz, d.h. einer Frequenz, die niedriger ist als die Uberschneidungsfrequenz, ausgeübt werden. In einer solchen Situation kann eine Sättigung des Signales im Bereich niedrigerer Frequenz jedoch nicht durch die oben beschriebenen üblichen Anordnungen unterdrückt werden. Es ist daher, um das oben beschriebene Problem zu lösen, notwendig, die Frequenzbewertung derselben Charakteristik auf die Ausgänge des Tiefpassfilters 16 und des Hochpassfilters 18 für die spannungsgesteuerten Verstärker 3 und 12 für die Bereiche niedrigerer und höherer Frequenz anzuwenden. In einem Falle, bei dem die Zahl der geteilten Frequenzbereiche geringer ist, entstehen keine ernsthaften Probleme. In Fällen jedoch, in denen die Anzahl der geteilten Frequenzbereiche nicht geringer ist,

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' . 9 0 98 10/0980

werden die Unterschiede in den Frequenzbewertungs-Charakteristiken der entsprechenden Frequenzbereiche zu einem Problem. Insbesondere machen Ungleichmäßigkeiten im Frequenzgang einer einzelnen Sinuswellenperiode im Frequenzbereich zwischen 300Hz bis 1KHz aus den oben beschriebenen Gründen Schwierigkeiten, das Niveau bzw. den Pegel für die Aufnahme einzustellen. Ist es erwünscht, das 0 dB-Niveau der Kompansionsschaltung zu ändern oder einzustellen, d.h., das Niveau des Signales, das sich nicht ändert, wenn das Signal durch die Kompansionsschaltung bearbeitet wird, so ist zusätzlich ein Einsteilarbeitsgang, um den gesamten Bereich der Frequenzen flach einzustellen, äußerst lästig bei der oben beschriebenen üblichen Anordnung, bei der die spannungsgesteuerten Verstärker so ausgebildet sind, daß sie gesteuert werden sollen mit den Ausgangssignalen der entsprechenden Filter, die diesen zugewiesen sind. Da die Frequenzbewertungsschaltung, wie sie tatsächlieh ausgeführt ist, normalerweise eine Spannungsverstärkung hat, kann das OdB-Niveau der Schaltung geändert werden, indem die Verstärkung derselben geändert wird. Die oben beschriebenen Nachteile werden beseitigt, indem der separate Tiefpassfilter 16LS und der Hochpassfilter 18LS verwendet werden, die beide geschaltet sind, um das Ausgangssignal der einzelnen Frequenzbewertungsschaltung 31 aufzunehmen, um die Signalkom-

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909810/09BO

ponente in den entsprechenden aufgeteilten Frequenzbereichen an die entsprechenden Niveaudetektoren 5 und 14 abzugeben.

Erneut bezugnehmend auf die Figuren 11A und 11B wird besonders auf die Konstruktion des Tiefpassfilters 16 und des Hochpassfilters 18 hingewiesen. Insbesondere unter besonderem Hinweis auf Fig 11A wird verstanden werden, daß der Tiefpassfilter 16 und der Hochpassfilter 18 eine negative Rückkopplungsschleife bilden. Daher muß eine Phasendrehung innerhalb der Schleife kleiner als 180° sein. Wenn eine Phasendrehung in der Schleife 180° überschreitet, muß die Schleifenverstärkung der Schleife kleiner als 1 sein. Gewöhnlich ist die Phasendrehung des Verstärkers 22 im Bereich höherer Frequenzen größer als 90°. Wird dann ein Filter mit einer Abschwächungscharakteristik von 6 dB/Oct. verwendet, überschreitet die Phasendrehung in der Schleife 180°, was zu Oszillationen führen konnte.

Fig. 13 zeigt einen bevorzugten Frequenzgang des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters, die bei der Ausführungsform, die in den Figuren 11A und 11B gezeigt ist, verwendet werden, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Dämpfung aufgetragen sind. Die mit TPF bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Tiefpassfilters 16, die mit

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HPF bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Hochpassfilters 18. Die mit TPFLS bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Tiefpassfilters 16LS, und die rait HPFLS bezeichnete Kurve zeigt den Frequenzgang des Hochpassfilters 18LS. Wie aus der Darstellung der Fig. 13 ersichtlich ist, sind die Frequenzginge der Filter 16 und 18 so ausgewählt, daß das Maß an Dämpfung der Filter bei einem vorgegebenen Wert zu einer Sättigung kommt, so daß in der Kurve des Frequenzganges ein Stufenteil auftritt, wodurch die Phasendrehung durch diese Filter 16 und 18 so unterdrückt wird, daß sie kleiner als 90° ist. Andererseits sind die Frequenzgänge der Filter 16LS und 18LS vorzugsweise abrupt. Der Grund dafür ist der folgende. Wenn die Frequenzgänge der Filter 16LS und 18LS dieselben wie diejenigen der Filter 16 und 18 wären, würde der Niveaudetektor das Signal des höheren Frequenzbereiches in einem gewissen Maße feststellen, und der Niveaudetektor 14 für den höheren Frequenzbereich würde das Signal aus dem niedrigeren Frequenzbereich in einem gewissen Ausmaße feststellen, was zu dem Ergebnis führen würde, daß die Wirkung der Aufteilung des Frequenzgebietes verringert würde.

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Claims

Patentansprüche

1. ^ Schaltung zur Geräuschminderung mit geteiltem Frequenzgebiet mit Signalkompression und -expansion, die einen Dynamikpresser und einen Dynamikdehner aufweist, wobei eine erste dieser beiden Schaltungen eine erste Signalverarbei-

5 tungsschaltung und eine zweite dieser beiden Schaltungen eine zweite Signalverarbeitungsschaltung mit jeweils einem Verstärker für das Signal, dessen Verstärkung variabel ist und durch das Signalniveau gesteuert ist, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite

1o der beiden Schaltungen (23; 22, 23; 231; 22, 231) mit einer Rückkopplungsschaltung (22, 23; 22,231) mit einem Verstärker (22) versehen ist, wobei die zweite der Signalverarbeitungsschaltungen (23; 231) einen Teil der Rückkopplungsschaltung (22, 23; 231) bildet, und daß die

15 ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen (23; 231)

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im viL-oOiatlioiitin die gleichen Charakteristiken zum im

lo-j. .'! i¹..:is.:ueji KaLstab linearen Komprimieren oder

Fvnpn.iio_ren des ^ynanikbe^eichs des Signales (Si.3_r) aufweisen.

Schaltung nach Anspruch 1 , daciurch g e ν ft η α 7 e i c h η e t, da" die ersten und zweiten Signalverarbeitun^sschaltungen gemeinsame Schaltungen aufweisen und daü die gemeinsamen Schaltungen selektiv •.iUroii. uciial leinriclitungen als erste Signalverarbeitungsscholtungen oder zweite Signalverarbeitungsschaltungen verwendbar sind.

p; nach Anspruch 1, dadurch g e V: η η π ζ e i c h η e c, aa 3 die ersten una zweiten .Signalverarbeitungsschaltungen getrennte Schaltungen aufweisen, die dauernd als erste und zweite Signalveri'rboi'üungsschaltungen eingesetzt sind.

/ι. Snhiltunp· nfiC'i. einem dor . nsprüche Ί bis j,

h gekennzeichnet, daß die ersten zweiten oignalverarbei trunks sch al tunken Signalver- -·rhoχ'xm^ssc:Kil tunken für Signale in einem niedrigeren i'YeT^rizbereich uno: Signalverarbeitungsschaltungen für e in einem höheren Frenuenzbereich ₍?ufx'reisen.

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5. Schaltung naca Anspruch 4, .aadurch f ρ k e η nz e ic h η et, daß die Signalverarbeitungsschaltungen für Signale sowohl im niedrigeren als auch im höheren Frequenzbereich Filter zur ,'avsv^.hl des Freouenzhereichs, spannungsgesteuerte Verstärker mit variabler Verstärkung, Wiveaudetektionsschaltungen für die ausgewählte Frenuenzkomponente des Signales zur Erzeugung eines Steuersignales f^;ir den spfRnua;.£- gesteuerten Verstärker für diese Signalkor.iponente ur.ö Mischer zum Mischen der Ausgänge der Signale aus ·Τθ»ι niedrigeren und höheren Frequenzbereich .aufweisen."

•r. Schaltung iiuoh Anspruch 5, dfi-iumh c ^r' ~ k en η ζ e ic h η e t, da;-} aer Filter eine gesättigte Frequenzcharakteristik hat.

7. -'i-chaltung nach einem der Anspruchr 1 ΐ-·ί.^<? "",

dadurch κ e \ e η w ζ e i c h η e b, dafl die plrtp aer beiden -Schaltungen (Dyna.jikpresser bzw. Dynamikdehner) der Dynarnikpresser ist, und daß die ersten un-"i z-^/^iteu Signal vei-arbeitun^sschal tunken in ve ε ent- ■". ο - liehen die gleiche ^oupressionscharakteristik haben.:

Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis.6, a;-.durch gekennzeichne t, dsB die -eins rier beiden Sclmltunken (Dynarnikpresser" bzw. ■ Pyrr^i¹-^ üenner) der Dyncnj.l'O-'-hner ist und uai-J die ersten υ.ιτΐ

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bignalverarbeitungsschaltungen im v/es entlichen 'if. gleiche üxp&nsionscharakteristik haben.

It¹In₁C nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vorverzerrungsschaltung aufweist, die mit e'en ^in.ü&ng :Ios Dynamikpressers verbunden ist, und rip.o, der r-ynamikdehner eine Nachentz er rungs schaltung auf v/eist, die mit dem lus/r^nr des Dynamikdehne rs verbunden ist.

¹O, Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ■dadurch r e k e η η ζ e i ?- Ii η e t, daß die ersten unu zweiten Signalverarbeitungsschaltungen Bewertungsscheltungen aufweisen, die aufgrund des Signales ein in Bezug auf nie Frequenz bewertetes Signal an den Niveaudetektor der ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen abgeben.

11 . Schaltung nach Anspruch 1 ο«, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten • Gignalverarbeitungsschaltungen eine Signalverarbeitungsschaltung für ein niedrigeres Frequenzgebiet und eine Signalverarbeitungsschaltung für ein höheres Frequenzgebiet aufweisen.

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12. Schaltung nach Anspruch 11, r|pr!urch ζ β -kennzeichne I, daß die Signalverarbeitungsschaltungen für das niedrigere und das höhere Frequenzgebiet Filter zur Auswahl des Frequenz^öbieles, spannungsgesteuerte Verstärker mit variabler Verstärkung, Wiveaudetektionsschaltungen für die ausgewählte Frequenzkomponente des Signales zur Erzeugung eines Steuersignales für den spannungsgesteuerten Verstärker für diese Signalkomponente und Mischer zum .lischen der ο Ausgänge der Signale aus dem niedrigeren und höheren Frequenzbereich aufweisen.

13. Schaltung nach Anspruch 1-"*, uii4urch gekennzeichnet, daß jeder der Filter eine gesättigte Frequentcharakteristik hat.

"15 14. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ,jede der Signalverarbeitungsschaltungen für den niedrigeren und höheren Frequenzbereich weitere Filter aufweist, die zwischen die frequenz_bei\^rertenden Schaltungen und die Wiveaudetektorschaltungen der Signalverarbeitungsschaltungen für den niedrigeren und höheren Frequenzbereich zur Auswahl des Frequenzbereiches geschaltet sind.

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15. Schaltung zur Geräuschminderung mit geteiltem Frequenzgebiet mit Signalkompression und -expansion, die einen Dynamikpresser und einen Dynamikdehner aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vielzahl von Filtern zum Aufteilen des Frequenzbereiches des Signales in eine Vielzahl von Frequenzbereichen, eine Vielzahl von Niveaudetektoren für die Signalkomponente der einzelnen Frequenzr bereiche zur Erzeugung von Steuersignalen entsprechend der Niveaus der Signalkomponenten, eine Vielzahl von spannungsgesteuerten Verstärkern variabler Verstärkung, die auf die Steuersignale der entsprechenden Niveaudetektoren reagieren, um im logarithmischen Maßstab linear den dynamischen Bereich des Signals zu komprimieren und Mischerschaltungen zum Mischen der Ausgangssignale aufweist, die durch die spannungsgesteuerten Verstärker komprimiert sind, um ein zusammengesetztes Signal zu erhalten, wobei der Dynamikdehner einen Verstärker und Schalterelemente aufweist, um den Dynamikpresser mit den Verstärkern zu verbinden, um eine negative Rückkopplungsschaltung zu bilden, wobei dem Dynamikdehner ein Verstärker mit negativer Rückkopplung hinzugefügt wird, worin der Verstärker enthalten ist, und wobei der Dynamikpresser mit dem Verstärker als negative Rückkopplungsschaltung verbunden ist.

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Ib. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch ;r e kennzeichnet, daß jeder der Filter zur Frequenzgebietsaufteilung eine gesättigte Frequenzcharakteristik hat.

17. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vorverzerrungsschaltung aufweist, die mit dem Eingang des Dynamikpress er s verbunden ist, und da.3 der Dynamikdehner eine Nachentzerrungsschaltung aufweist, die mit dem Ausgang des Dynamikdehners verbunden ist.

18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine frequenz-bewertende Schaltung aufweist, die auf das Signal zur Erzeugung eines frequenz-bewerteten Signales für die Vielzahl von Niveaudetektoren reagiert.

19. Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vielzahl weiterer Filter zum Aufteilen des Frequenzbereiches aufweist, die zwischen die frequenz-bewertenden Schaltungen und jeden der Vielzahl von Niveaudetektoren geschaltet sind, um den Frequenzbereich des Ausgangs der frequenz-bewertenden Schaltungen in eine Vielzahl von Frequenzbereichen aufzuteilen.

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2o. Schaltung: zur Geräuschminderung mit geteiltem Frequenzgebiet mit Signalkompression und -expansion, die einen Dynamikpresser und einen Dynamikdehner aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der

D Dynamikpresser eine Vielzahl von Filtern zum Aufteilen des Frequenzgebietes in eine Vielzahl von Frequenzgebieten, eine Vielzahl von Niveaudetektoren zum Feststellen der Niveaus der Signalkomponenten der Frequenzbereicne zur Erzeugung eines Steuersignales, das mit den

'¹Q Niveaus aer Signalkomponenten zusammenhängt, eine Vielzahl von spannungsgesteuerten Verstärkern mit variabler Verstärkung, die auf die entsprechenden Steuersignale aer entsOrechenden Spannungsdetektoren reagieren, um im logarithmischen Maßstab den Dynamikbereich des Sign&.les linear zu komprimieren und Mischschaltungen zum Mischen der Ausgänge aufweist, die durch die spannungsgesteuerten Verstärker mit variabler Verstärkung expandiert sind, um ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, wobei aer Dynamikpresser einen Verstärker und Schalt-

?.o einrichtungen auf v/eist, um den Dynamikpresser selektiv mit dem Verstärker zu verbinden, um eine negative Rückkopplungsschaltung zu bilden, wobei der Dynamikdehner durch, einen Verstärker mit negativer Rückkopplung vervollständigt wird, die den Verstärker einschließt₅ und wobei der Dynamikpresser mit dem Verstärker als negative Rückkopplungsschaltung verbunden ist.

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ο,

21. Schaltung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter zum Aufteilen des Frequenzbereiches eine gesättigte Frequenzcharakteristik haben.

22. Schaltung nach Anspruch ?o, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vorverzerrungsschaltung aufweist, die mit dem Eingang des Dynamikpress er s verbunden ist, und dan o'er Dynaraikdehner eine Nachentzerrungsschaltung aufweist, die mit ο dem Ausgang des Dynamikdehners verbunden ist.

23. Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikdehner eine frequenz-bewertende Schaltung aufweist, die auf das Signal zur Schaffung eines frequenz-bewerteten Signales für die Vielzahl der Niveaudetektoren reagiert.

24. Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser eine Vielzahl weiterer Filter zur Aufteilung des Frequenzbereiches aufweist, die zwischen die frequenz-bewertende Schaltung und jeden der Vielzahl der Niveaudetektoren geschaltet ist, um den Frequenzbereich des Ausganges der frequenz-bewertenden Schaltung in eine Vielzahl von Frequenzbereiche aufzuteilen.

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?5. Kom-nandierencie Schaltung für eine Schaltung zur Geräuschminderung in einem Signalübertragungsweg, ciaaurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

Signalverarbeitungsschaltungen mit einem Verstärker für das Signal, dessen Verstärkung als Funktion eines Lteuersignales veränderbar ist una der durch das Signal gesteuert ist, und. iiiveaudetektoren, aie auf das Signal zur Schaffung eines Steuersignales für den Verstärker variabler Verstärkung im Zusammenhang mit dem Niveau des Signales reagieren,
Vorstärker,

erste Schalteinrichtungen zum Verbinden der Signalverarbeitungsschaltungen mit dem Signalübertragungsweg, wobei entweder der Dynamikpresser oder der Dynamikdehner gebildet wird, und

zweite Schalteinrichtungen zum Verbinden des Verstärkers mit dem Signa!übertragungsweg und zum Verbinden der oignaiverarbeitungsschaltungen mit dem Verstärker als negative Fiückkopplungsschaltung zum Bilden eines Verstärkers mit negativer Rückkopplung, wobei die andere der beiden aus Dynamikpresser und Dynamikdehner bestehenden Schaltungen gebildet wird, wobei der signalgesteuerte Verstärker mit variabler Verstärkung und der Niveaudetektor so eingestellt ist,

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daß entweder der Dynamikpresser oaer der Dynamikdehner durch Verbindung durch die ersten Schalteinrichtungen und dai3 die andere der aus Dynamikpresser und Dynamikdehner bestehenden Schaltungen durch Verbindung durch die zweiten Schalteinrichtungen gebildet wird.

26. Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die signalgesteuerten Verstärker variabler Verstärkung und die Niveaudetektoren so eingestellt sind, daß ein Dynamikpresser

"Io durch Verbindung durch die ersten Schalteinrichtungen und ein Dynamikdehner durch Verbindung durch die zweiten Schalteinrichtungen gebildet werden.

27. Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die signalgesteuerten Verstärker variabler Verstärkung und die Niveaudetektoren so eingestellt sind, daß ein Dynamikdehner durch Verbindung durch die ersten Schalteinrichtungen und ein Dynamikpresser durch die Verbindung durch die zweiten Schalteinrichtungen gebildet sind.

28. Schaltung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Dynamikpresser Vorverzerrungsschaltungen aufweist, die mit dem Eingang des Dynamikpressers verbunden sind, und daß der

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-'O-hentzerrungsschaltungen aufweist, .lie mit aera Ausgang des Dyriamikdehners verbunden sind.

°9. Schaltung nach Anspruch 28, dadurch g e kennze ichnet, daß die Signalverarbeitungs- £clialtungen frequenz-bewertende Schaltungen aufweisen, die mit dem Signalübertragungsweg arbeitsmäßig gekoppelt sind, um ein frequenz-bewertetes Signal für uie Iiivefudet'iktoren zu erhalten.

3o. Schaltung nach Anspruch 25, dadurch g e kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltunken Signalverarbeitungsschaltungen für einen niedrigeren Frequenzbereich und Signalverarbeitungsschaltungen für einen höheren Frequenzbereich aufweisen.

ΖΛ . Schaltung nach Anspruch 3o, dadurch g e kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltungen für das niedrigere und das höhere Frenuenzgebiet Filter zur Auswahl des Frequenzgebietes, spannungsgesteuerte Verstärker mit variabler Verstärkung, Wiveaudetektionsschaltungen für die ausgewählte To Frequenzkomponente des Signales zur Erzeugung eines Steuersignales für den spannungsgesteuerten Verstärker für diese Signalkomponente und Mischer zum Mischen der Ausgänge der Signale aus dem niedrigeren und höheren Frequenzbereich aufweisen.

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32. Schaltung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß ,jeder der Filter eine gesättigte Frequenzcharakteristik hat.

33. Schaltung nach Anspruch ;:·"., ciauurch g e -

kennzeichnet, daß die Signalverarbeiuungsschaltungen sowohl für das niedrigere Frenuenzgebiet als für das höhere Frequenzgebiet v/eitere Filter aufweisen, die zwischen die frenuenz-bev/ertende Schaltung und jeden der Niveaudetektoren f^;ir den niedrigeren und höheren Freauenzbereich pesc?ic.ltet sind, um den Frequenzbereich auszuwählen.

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