DE3039410C2

DE3039410C2 -

Info

Publication number: DE3039410C2
Application number: DE19803039410
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing.(Grad.) 3154 Peine-Stederdorf De Wermuth
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: PEICOM SOUND SYSTEMS GMBH, 6380 BAD HOMBURG, DE
Priority date: 1980-10-18
Filing date: 1980-10-18
Publication date: 1988-09-15
Also published as: DE3039410A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie die beispielsweise durch die DE 24 06 258 C2 bekannt ist.

Einen dB-linearen Kennlinienverlauf der Kompression- bzw. Expansionskennlinie erhält man, wenn dort verwendete Stellglieder im Hauptweg und Zweigweg der Schaltung eine gleiche Steuercharakteristik haben.

Durch die DE 28 42 945 A1 ist es für eine solche Schaltung bekannt, lineare Stellglieder zu verwenden und den Stell gliedern ein Übertragungsglied vorzuschalten, welches eine einer e-Funktion entsprechende Übertragungsfunktion auf weist. Dieses ist für das dynamische Verhalten der Schal tungsanordnung sehr vorteilhaft.

Durch die DE 24 06 258 C2 ist es auch bekannt, daß durch die Zusammenschaltung von mehreren in ihrem Übertragungsmaß ver änderbaren Verstärkern zu einer Kettenschaltung unterschied liche Kompressionsgrade erreicht werden können. Bei Anwendung der in den Fig. 4 und 6 in der DE 24 06 258 C2 angegebenen Schaltungen läßt sich beispielsweise ein Kompressionsgrad von 1 : 1,5 erreichen. Der Aufwand bei diesen Schaltungen ist jedoch erheblich vergrößert, da ein zusätzlicher Verstärker mit einem zusätzlichen Stellglied erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Kompanderschaltung so zu gestalten, daß beliebige (dB-lineare Kompressionsgrade auf einfache Weise erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Expansionsschaltung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen,

Fig. 2 eine in bekannter Weise aufgebaute Expansionsschaltung,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung, mit der die Schaltungen gemäß Fig. 1 oder 2 für eine komplementäre Kompression verwendet werden können und

Fig. 4 ein Schaltungsdetail der Schaltung gemäß Fig. 1.

Zunächst wird anhand von Fig. 2 eine bekannte Expansionsschal tung beschrieben. Ein an einer Eingangsklemme 11 zugeführtes Wechselspannungssignal wird über ein in seinem Übertragungs maß steuerbares Übertragungsglied 13 zu einer Ausgangsklemme 12 übertragen. Vom Eingang des Übertragungsgliedes 13 wird das gleiche Signal einem Zweigweg mit den Übertragungsgliedern 14 und 10 zugeführt. Vom Ausgang des Übertragungsgliedes 10 wird mittels eines Steuerspannungserzeugers 15 ein Steuersignal abgeleitet. Das Steuersignal U _ST wird in einem Schaltungsteil 16 entsprechend einer e-Funktion beeinflußt und linearen Stell gliedern in den Übertragungsgliedern 13, 14 und 10 zugeführt. Die in Fig. 2 nicht näher dargestellten Stellglieder sind so angeordnet, daß das Übertragungsmaß im Hauptweg im positiven Sinn und im Zweigweg im Sinne einer Gegenregelung beeinflußt werden. Der Schaltungsteil 16 kann entfallen, wenn die Stell glieder in den Übertragungsgliedern 13, 14 und 10 selbst eine einer e-Funktion entsprechende Charakteristik haben.

Bei bekannten Kompandersystemen, die aus einem Kompressor und einem Expander aufgebaut sind, muß prinzipiell die Forderung eingehalten werden, daß der Eingangspegel des Expanders genau dem Ausgangspegel des Kompressors entspricht. Pegelverschie bungen können zu Verfälschungen führen. Auf die genannte For derung kann verzichtet werden, wenn die Kompanderkennlinie "dB"-linear", das heißt linear bezüglich des Logarithmus der Eingangsamplitude verläuft. Um diese dB-Linearität zu erhal ten, ist der Schaltungsteil 16 vorgesehen bzw. wählt man Stell glieder, die eine Charakteristik entsprechend einer e-Funktion aufweisen.

Fig. 3 zeigt, wie auf einfache Weise eine Kompressionsschaltung mit einer zu der Expansionsschaltung in Fig. 2 komplementären Kennlinie erhalten wird. Die Schaltung gemäß Fig. 2 (Block 20) ist in den Gegenkopplungsweg eines Operationsverstärkers 18 gelegt, wobei der Eingang 11 der Schaltung gemäß Fig. 2 mit der Ausgangsklemme 19 und der Ausgang 12 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 18 verbunden sind. Die Eingangsklemme 17 des Kompressors ist mit dem nichtinvertierenden Eingang und die Ausgangsklemme 19 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 18 verbunden.

Fig. 1 zeigt einen Expander, der der Schaltung gemäß Fig. 2 entsprechende Eigenschaften aufweist, jedoch mit erheblich weniger Schaltungsaufwand realisiert werden kann. Der Haupt weg des Expanders führt von der Eingangsklemme 1 über das steuerbare Übertragungsglied 3 zu Ausgangsklemme 2. Der Zweig weg umfaßt ein steuerbares Übertragungsglied 4 und einen Steuer spannungserzeuger 5. Am Ausgang des Steuerspannungserzeugers 5 wird das Steuersignal aufgespalten und einerseits über ein Glied 6 mit konstantem Übertragungsmaß k ₁ und einen Kennlinien geber 8 dem Stellglied des Hauptweges und andererseits über ein Glied 7 mit konstantem Übertragungsmaß k ₂ und einen Kennlinien geber 9 dem Stellglied des Übertragungsgliedes 4 im Zweigweg zugeführt. Die Kennliniengeber 8 und 9 weisen eine Charakte ristik entsprechend einer e-Funktion auf, wenn die Stellglie der in den Übertragungsgliedern 3 und 4 linear gewählt sind.

Wenn die Werte k ₁ und k ₂ unterschiedlich gewählt sind, so werden den Kennliniengebern 8 und 9 Signale mit zueinander um einen konstanten Faktor k ₁/k ₂ unterschiedlichen Pegeln zu geführt. Dieser konstante Faktor wirkt sich in den den Stell gliedern von den Ausgängen der Kennliniengeber 8 und 9 zuge führten Signalen exponentiell aus.

Wenn z. B. der Faktor k ₁ = 1 und der Faktor k ₂ = 2 ist, so erscheint am Ausgang des Kennliniengebers 9 ein Signal, das das Quadrat des Ausgangssignals des Ausgangssignals des Kennliniengebers 8 ist. Dementsprechend wird das Übertragungs glied 4 gegenüber dem Übertragungsglied 3 in einem wesentlich größeren Bereich gesteuert. Das Stellglied im Übertragungs glied 4 muß an diesen vergrößerten Stellbereich angepaßt sein.

Die Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 stellen sich jeweils so ein, daß die Dynamik des Wechselspannungssignals am Eingang des Steuerspannungserzeugers 5 bzw. 15 gleich Null ist. Wenn die Dynamik des Wechselspannungssignals an der Eingangsklemme 11 in Fig. 2 mit 1 angenommen wird, so beträgt die Dynamik am Ausgang des Übertragungsgliedes 14 im Zweigweg 0,5 und am Ausgang des Übertragungsgliedes 13 1,5. Die gleiche Dynamik- Expansion wird bei der Schaltung gemäß Fig. 1 erreicht, wenn das Verhältnis von k ₂ : k ₁ = 2 ist. Durch eine andere Wahl des Verhältnisses k ₂ : k ₁ können beliebige andere Expansions grade bzw. Kompressionsgrade erreicht werden. Es sind dafür keine zusätzlichen Übertragungsglieder erforderlich, wie es bei der Schaltung nach Fig. 2 der Fall ist.

Die Einsparung eines gesteuerten Übertragungsgliedes stellt bereits eine erhebliche Einsparung dar. Die in Fig. 1 zusätz lich erforderlichen Teile lassen sich im Vergleich zu einem Übertragungsglied mit einem linearen Stellglied, das zudem noch temperaturkompensiert sein muß, mit relativ geringem Aufwand realisieren, wie im folgenden gezeigt wird.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blöcke 6, 7, 8 und 9 aus Fig. 1. An einer Klemme 21 steht die vom Steuerspannungs erzeuger 5 gelieferte Steuerspannung U _ST zur Verfügung. Diese wird über ein Entkopplungsglied 22 Spannungsteilern 23 und 24 zugeführt. Der Block 6 in Fig. 1 repräsentiert den Spannungs teiler 23 in Fig. 4 und der Block 7 den Teiler 24. Die Kenn liniengeber 8 und 9 in Fig. 1 sind in Fig. 4 mit je einem ein zigen Transistor 25 bzw. 26 realisiert. Die Kollektorströme J ₁, J ₂ der Transistoren 25 und 26 verhalten sich exponentiell zur Basis-Emitter-Spannung.

Die Ströme J ₁ und J ₂ eignen sich zur Steuerung stromgesteuerter, linearer Stellglieder, die beispielsweise durch die DE 28 47 436 A1 bekannt sind.

Claims

Schaltung zur automatischen Dynamik-Kompression oder -Expansion mit einem Hauptweg, dessen Übertragungsmaß mittels eines ersten steuerbaren Übertra gungsgliedes (3) steuerbar ist, und mit einem Zweigweg, dessen Übertra gungsmaß mittels eines zweiten steuerbaren Übertragungsgliedes (4) steuerbar ist und von dessen Ausgang eine Steuerspannung (U _ST) abgeleitet ist, die unmittelbar oder über vorgeschaltete Kennliniengeber (8, 9) sowohl dem ersten als auch dem zweiten Übertragungsglied zugeführt ist, wobei die Übertragungsmaße der Übertragungsglieder durch die Steuerspannung (U _ST) so steuerbar sind, daß sich Steuercharakteristiken als jeweiliges Verhältnis des Übertragungsmaßes zur Steuerspannung ergeben, die im wesentlichen e-Funktionen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übertragungs gliedern (3, 4) enthaltenen Stellgliedern bzw. den diesen vorgeschalteten Kennliniengebern (8, 9) Steuersignale (J ₁, J ₂) zugeführt sind, die sich um einen konstanten Faktor (k ₁/k ₂) voneinander unterscheiden.