DE3151137C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 13. Dabei kann es sich um einen Kompressor, der den Dynamikbereich komprimiert, oder einen Expander, der den Dynamikbereich expandiert, handeln. Die Erfindung ist besonders nützlich zur Behandlung von Audiosignalen, ist jedoch auch bei anderen Signalen anwendbar.

Kompressoren und komplementäre Expander werden normalerweise zusammen verwendet (Kompandersystem), um eine Rauschminderung zu bewirken. Das Signal wird vor einer Übertragung oder Aufzeichnung komprimiert und nach dem Empfang oder der Wiedergabe vom Übertragungskanal expandiert. Kompressoren können jedoch auch alleine, d. h. ohne anschließende Expansion verwendet werden, um den Dynamikbereich eines Signals herabzusetzen, beispielsweise um der Kapazität eines Übertragungskanals Rechnung zu tragen, wenn das komprimierte Signal für den gewünschten Zweck genügt. Auch werden Kompressoren in gewissen Produkten, insbesondere Audioprodukten, die nur dazu vorgesehen sind, komprimierte Rundfunksignale zu übertragen oder voraufgezeichnete Signale aufzuzeichnen, alleine verwendet. Expander allein werden in gewissen Produkten verwendet, insbesondere Audio-Produkten, die nur dazu vorgesehen sind, bereits komprimierte Rundfunksignale zu empfangen oder aufgezeichnete Signale wiederzugeben. In gewissen Produkten, insbesondere Audio-Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Geräten, ist ein einzelnes Gerät oft so konfiguriert, das die Betriebsart umgeschaltet werden kann, und zwar auf Kompressorbetrieb zur Aufzeichnung von Signalen, und auf Expanderbetrieb zur Wiedergabe von komprimierten Rundfunk- oder voraufgezeichneten Signalen.

Der Betrag der Kompression oder Expansion kann in dB ausgedrückt werden. Beispielsweise bedeutet die Angabe "10 dB Kompression", daß ein Eingangsdynamikbereich von N dB auf einen Ausgangsbereich von (N-10) dB komprimiert wird. Wenn in einem Rauschminderungssystem einer Kompression von 10 dB eine komplementäre Expansion von 10 dB folgt, so ergibt sich in der üblichen Ausdrucksweise eine Rauschminderung von 10 dB.

Für Kompressoren und Expander sind im Stand der Technik eine Reihe verschiedener grundsätzlicher Schaltungsvarianten und deren Kombinationen bekannt, die unter den Begriffen "Gleitband-Schaltung" (hierfür wird häufig der angloamerikanische Ausdruck "Sliding Band" verwendet), Festbandschaltung, Zweiweg- oder "Dual-Path"-Schaltung und andere geläufig sind. Die vorliegende Erfindung kann bei allen diesen bekannten Schaltungsvarianten eingesetzt werden.

Bei Kompressoren und Expandern, insbesondere solchen mit frequenzselektiven Schaltungen oder Mehrbandschaltungen, sollen starke Signale in einem Frequenzbereich das Verhalten von Signalen in einem anderen Frequenzbereich möglichst nicht beeinflussen. Die Standardmethode, einen solchen Einfluß zu verhindern, besteht bei den verschiedensten Schaltungsarten, sowohl bei logarithmischen Schaltungen als auch bei unilinearen und bilinearen Schaltungen darin, für eine Filterung und Entzerrung zu sorgen. Das Gleichstromsteuersignal, das den bei diesen Kompressoren und Expandern gegebenenfalls vorhandenen Schaltungsteil mit veränderbarer Verstärkung/Dämpfung (z. B. einen spannungsgesteuerten Verstärker (VCA)) oder aber ein variables Filter steuert, setzt sich aus der Addition von Durchlaßbandsignalen und Sperrbandsignalen zusammen, die die Steuerschaltung erreichen. Sperrbandsignale sind Signale, die außerhalb des Durchlaßbandes eines Filters liegen, von praktischen Filtern aber nicht völlig unterdrückt, sondern nur abgeschwächt werden.

Obwohl sich in der Praxis verschiedene Ausführungsformen von Rauschminderungsschaltungen als erfolgreich erwiesen haben, besteht das Problem, daß Sperrbandsignale die Kompression und Expansion unerwünscht steuern. Dieser Nachteil macht sich in verschiedener, miteinander in Wechselbeziehung stehender Weise bemerkbar:

• 1) Eine geringere Rauschminderungswirkung in einem Teil des Durchlaßbandes des Rauschminderungssystems,
• 2) Rauschmodulationswirkungen, wenn beispielsweise der Pegel eines Signals mit einer Frequenz den Rauschpegel in einem anderen Teil des Frequenzspektrums moduliert,
• 3) Signalmodulationswirkungen, wenn z. B. der Pegel eines Signals mit einer Frequenz den Pegel eines Signals mit einer anderen Frequenz moduliert, und
• 4) Kreuzmodulationswirkungen, wenn z. B. Nebenmodulationsprodukte auftreten, die aus einer oder mehreren der beiden zuletztgenannten Modulationswirkungen resultieren.

Das Ausmaß, in dem sich diese Nachteile bemerkbar machen, hängt von der Art der im Rauschminderungssystem verwendeten Schaltungen, dem Aufnahme- und Wiedergabegerät, dem Aufnahme/Wiedergabekanal oder -Medium und der Art des Signals ab. In vielen Fällen sind diese Nachteile außer durch Meßinstrumente im wesentlichen nicht bemerkbar. Trotzdem ist es wünschenswert, diese Mängel zu beseitigen. Da die genannten Nachteile bekannter Kompressoren, Expander und Rauschminderungssysteme sich auf Modulationswirkungen, sei es der Signale oder des Rauschens, beziehen, werden die Maßnahmen der Erfindung, mit denen diese Mängel behoben werden sollen, als Modulationskontrolle bezeichnet.

Bei bekannten Festbandschaltungen mit einem oder mehreren Bändern sind verschiedene Filtertechniken angewendet worden, um die Steuerung der Kompression und Expansion durch unerwünschte Signale auf ein Minimum einzuschränken. Dies erfordert den Einsatz von Filtern mit steiler Flanke im Signalweg oder in der Steuerschaltung eines Begrenzers. Die Verwendung von Signalwegfiltern, die steiler als 6 dB/Oktave sind, das heißt einpoligen Filtern in Mehrbandkompressoren und -expandern führen zu Amplituden- und Phasenwirkungen, aufgrund derer bei dem Wiederzusammenführen der einzelnen Frequenzkomponenten zum Gesamtsignalspektrum Amplituden- und Phasenfehler auftreten. Dieses Problem wird noch verstärkt, wenn Filter verwendet werden, die steiler als 12 dB/Oktave sind. Eine Filtersteilheit von nur 6 oder 12 dB/Oktave ist andererseits unter Umständen nicht ausreichend, um alle unerwünschten Signale auszufiltern. Bei logarithmischen Festbandkompressor/Expander-Schaltungen mit mehreren Bändern, wie sie in "Rundfunktechnische Mitteilungen", Jahrgang 22 (1978), Heft 2, Seiten 63-74 beschrieben sind, wird das Eingangssignal durch einpolige Filter in vier Bänder unterteilt. Die Steuerschaltungen für die einzelnen Bänder enthalten steile 18 dB/Oktave Filter. Ein steiles Filter (12 dB/Oktave) wird durch in der Steuerschaltung einer Festbandkompressor/Expander-Schaltung mit nur einem Band benutzt, die unter dem Warennamen "dbxII" auf dem Markt ist. Die Verwendung von steilen Filtern in der Steuerschaltung führt zu einer übermäßigen Verstärkung von Signalen hoher Pegel außerhalb des Durchlaßbandes des Filters der Steuerschaltung, wenn innerhalb des Durchlaßbandes keine Signale von hoher Amplitude vorhanden sind. Dies wiederum führt zu einer möglichen Übersteuerung des Übertragungskanals, wenn nicht auch im Signalkanal steile Filter vorgesehen werden.

Aus der Druckschrift BE 8 89 427 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die sich mit der Unterdrückung von Modulationseffekten befaßt, die aus der Nichtkomplementarität zwischen Kompressor und Expander aufgrund von Fehlern des Übertragungskanals resultieren. Bei diesem Stand der Technik ist zumindest im Kompressor ein Filter mit einer steilen Flanke bei einer Frequenz vorgesehen, die sich innerhalb des normalen Durchlaßbandes des Systems und innerhalb des Frequenzbereichs befindet, wo der Übertragungskanal einen flachen Frequenzgang aufweist. Auf diese Weise können zwar Störsignalmodulationswirkungen, die durch Unregelmäßigkeiten im Übertragungskanal hervorgerufen werden, erfolgreich verringert werden, das Problem einer übermäßigen Frequenzverschiebung bei "Sliding Band" Schaltungen oder einer übermäßig starken Dämpfung bei Festbandschaltungen wird damit nicht gelöst.

Eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 13 ist aus der DE 20 35 479 B2 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Dual-Path Sliding Band Schaltung, bei der das Eingangssignal in einen Hauptweg und einen Nebenweg eingespeist wird, und die Ausgangssignale dieser beiden Wege zu dem Ausgangssignal der Schaltungsanordnung überlagert werden. Dies ist eine Art der eingangs angegebenen bekannten grundsätzlichen Schaltungsvarianten für die Änderung des Dynamikbereichs von Eingangssignalen, bei der die vorstehend erläuterten Probleme der Steuerung durch unerwünschte Signale auftreten.

Die US 41 36 314 offenbart ein Kompandersystem, bei dem zur Unterdrückung des Rauschmodulationseffektes das Verhältnis dominierender Frequenzanteile zu dem nichtdominierender Frequenzanteile verändert wird. Dies erfolgt zusätzlich zu einer üblichen Kompression/Expansion. Auch die bei diesem bekannten System eingesetzten Filter sind reale Filter, deren Ausgangssignal notwendigerweise Sperrbandsignalkomponenten enthalten. Maßnahmen um die Auswirkung dieser Sperrbandsignalkomponenten zu vermindern sind nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 14 angegebenen Art so auszugestalten, daß der Einfluß von Eingangssignalkomponenten innerhalb des Sperrfrequenzbandes der frequenzselektiven Einrichtung auf die Dynamikmodifiziereinrichtung vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 oder 13 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die beanspruchte Schaltungsanordnung zum Modifizieren des Dynamikbereichs eines Eingangssignals weist eine frequenzselektive Schaltung, welche ein Durchlaßfrequenzband bestimmt, innerhalb dessen die Modifizierung des Dynamikbereichs erfolgt, und eine Dynamikmodifiziereinrichtung auf, die eine progressive Modifikation der Dynamik von Signalkomponenten in diesem Durchlaßfrequenzband oder ein progressives Verschieben dieses Frequenzbandes bewirkt, wodurch der Dynamikbereich modifiziert wird. Die Dynamik-Wirkung der Dynamikmodifiziereinrichtung spricht dabei auf steigende Pegel im wesentlichen der linearen additiven Kombination der Durchlaßbandsignalkomponenten und der Sperrbandsignalkomponenten innerhalb der Schaltungsanordnung so an, daß sie bei Eingangssignalen mit hohem Pegel weniger stark auf Sperrbandsignalkomponenten eingeht. Mit anderen Worten heißt das, daß die Schaltungsanordnung bei Eingangssignalen von niedrigem Pegel im wesentlichen wie ein herkömmlicher Kompressor oder Expander arbeitet. Bei Eingangssignalen mit hohem Pegel wird jedoch die Kompressor- oder Expanderwirkung durch Modulationskontrolle modifiziert.

Eine Nebenwirkung besteht im Modifizieren der Eingangs-Ausgangspegel-Übertragungscharakteristik der Schaltungsanordnung bei irgendeiner bestimmten Frequenz oder Frequenzkombination. Der Gesamteffekt ist unwichtig und kann bei der vorherrschenden Frequenz in bilinearen Systemen sogar unmerkbar bleiben. Im Fall von logarithmischen Systemen soll die Wirkung der Modulationskontrolle, die hauptsächlich im Hochpegelteil des Dynamikbereichs wirksam wird, ein Abweichen von der rein logarithmischen Charakteristik hervorrufen. Das kann im jeweiligen Anwendungsfall wichtig sein oder nicht.

Die Erfindung leitet sich von der Beobachtung her, daß im Idealfall die Kompression oder Expansion bei Kompressoren oder Expandern nur auf die Pegel von Signalen innerhalb der gewünschten Durchlaßfrequenzbänder und nicht auf die Pegel von Signalen mit anderen Frequenzen, von denen man sagen kann, daß sie in gesperrten Bändern liegen, anspricht. In einem idealen Schaltkreis sollte z. B. die Kompression oder Expansion nicht durch den Pegel von Signalen außerhalb des Festbandes oder des "Sliding Band" (gleichgültig ob in Ruhestellung oder nicht) beeinflußt werden. Bei Anwendung der Erfindung auf eine "Sliding Band"-Schaltung wird das Ausmaß der Frequenzverschiebung des variablen Bandes nicht größer als nötig, um sicherzustellen, daß das vorherrschende Steuersignal (im Fall der Kompression) nicht über einen Bezugspegel angehoben wird.

Bei ihrer Anwendung in bilinearen Schaltungen, insbesondere denen in "Dual Path"-Ausführung macht sich die Erfindung eine weitere, diesen Schaltungen innewohnende Charakteristik zu nutze: bei hohen Eingangssignalpegeln ist das Hauptwegsignal wesentlich größer als das Signal bzw. die Signale in dem weiteren Weg bzw. den weiteren Wegen.

Infolgedessen sind Hochpegelsignalmanipulationen im weiteren Weg im wesentlichen unhörbar und außer bei Phasenverschiebungen im wesentlichen nicht meßbar (vernachlässigbare Pegeländerungen). Diese Eigenschaft bilinearer Schaltungen wird am leichtesten im Zusammenhang mit einer "Dual Path"-Schaltung verständlich. Das Prinzip gilt aber auch bei bilinearen Schaltungen der Einwegausführung, bei denen zwei oder mehr Signalkomponenten im gleichen Weg statt in getrennt identifizierbaren Wegen vorhanden sind.

Die Erfindung nutzt den Vorteil der oben beschriebenen Beobachtungen hinsichtlich der Charakteristiken bilinearer Schaltungen. Im Vergleich zu bekannten bilinearen Kompressoren und Expandern ermöglicht die Erfindung weitere Manipulationen des Signals (Modulationskontrolle) im Bereich hoher Eingangssignalpegel, wo das Gesamtansprechen des Kompressors oder Expanders linear ist. Die verhältnismäßig niedrigpegelige Rauschreduktionskomponente des Signals wird auf diese besondere Weise nur bei hohen Signalpegeln manipuliert, so daß gewährleistet ist, daß für den Signalkanal wichtige Auswirkungen durch die große Hauptsignalkomponente überschattet sind.

Bei bilinearen Schaltungen in "Dual Path"-Ausführung besteht eine Wirkung der Erfindung darin, die Übertragungscharakteristik des weiteren Weges so zu modifizieren, daß die Charakteristik des weiteren Weges selbst bilinear wird statt sich bei hohen Eingangssignalpegeln abzuflachen oder dann abzufallen. Dies ist eine Folge des Proportionalitätsaspekts der Modulationskontrolle. Das bedeutet, daß bei hohen Eingangspegeln der Seitenwegpegel nicht unter einen vorgewählten Teil des Hauptwegpegels (z. B. ein Viertel oder ein Zehntel) absinkt. Das ist akzeptabel, weil das Seitenwegsignal immer noch wesentlich kleiner bleibt als das Hauptwegsignal bei hohen Eingangssignalpegeln und weil das sperrende Band gegenüber dem Signalkanal des Hauptweges meistens beträchtlich in der Phase verschoben ist.

Aus den gleichen Gründen kann die Erfindung in unilinearen Schaltungen verkörpert werden, deren Ansprechen bei hohen Signalpegeln linear ist.

Anders betrachtet bewirkt die Erfindung eine Erhöhung des Pegels von Sperrbandsignalkomponenten im Ausgang der Schaltungsanordnung bei hohen Signalpegeln, allerdings nicht in solchem Ausmaß, als daß es Schwierigkeiten mit dem Übertragungs- oder Aufzeichnungskanal gäbe, denn relativ gesprochen bleiben sie immer noch klein. Das Anheben des Pegels der Sperrbandsignalkomponenten ist an sich nicht besonders vorteilhaft, aber es ist nötig, um eine bessere Dynamik-Wirkung und Rauschminderung innerhalb des Durchlaßbandes zu erhalten. Das Anheben des Pegels von Sperrbandsignalen im Ausgang der Schaltungsanordnung bei Signalen von hohem Pegel wird erreicht durch eine Herabsetzung des Pegels von Sperrbandsignalkomponenten im Steuersignalkanal bei hohem Signalpegel oder dadurch, daß die Anordnung so getroffen wird, daß das Steuersignal erzeugt wird, als ob ein herabgesetzter Pegel der Sperrbandsignalkomponenten in dem Signal vorhanden wäre, das benutzt wird, um das Steuersignal bei hohem Signalpegel zu erzeugen (z. B. durch Filtern und Begrenzen in den Steuerschaltungen oder durch frequenzabhängige, dem Steuersignal entgegenwirkende Anordnungen).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Hörtests die sogenannten Pumpwirkungen von allein verwendeten Kompressoren und Expandern deutlich herabgesetzt, wenn nicht ganz ausgeschaltet werden. Zusätzlich zu ihrer Verwendung in komplementären Rauschminderungssystemen ist die Erfindung also besonders nützlich zur Verwendung in alleinstehenden Kompressoren und Expandern, d. h. Kompressoren zur Benutzung bei der Kompression von Signalen, die nicht anschließend expandiert werden, und Expandern für die Expansion von Signalen die nicht vorher komprimiert wurden.

Auch wenn meßbare Modulationseffekte mit der Erfindung nicht vollkommen unterdrückt werden, werden die erfindungsgemäßen Wirkungen bei Anwendungsfällen im Audiobereich doch unterstützt durch psychoakustische Verdeckung, so daß die wahrzunehmenden Auswirkungen für die meisten Hörer und den größten Teil des Musikmaterials unhörbar sind. Das bedeutet, daß nur die Modulation eines Signals oder von Signalen, welches in der Frequenz weit genug vom Modulationssignal entfernt liegt, vom menschlichen Ohr wahrgenommen wird. Diese Modulation wird durch die Erfindung auf ein Minimum eingeschränkt. Dagegen ist es weniger wahrscheinlich, daß die Modulation eines Signals oder von Signalen durch ein anderes Signal, welches in der Frequenz nur einen kleinen Abstand hat, durch die Erfindung beeinflußt oder verbessert wird. Es ist nicht wahrscheinlich, daß diese Erscheinungen vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden, und zwar aus zwei miteinander in Beziehung stehenden Gründen:

• a) ein schwaches Signal, welches in der Frequenz einem starken Signal naheliegt, wird von dem starken Signal so verdeckt, daß das schwache Signal unhörbar ist, oder
• b) wenn das in dichtem Abstand liegende Signal vor der Kompression hörbar ist oder sein Pegel durch den Kompressor so verstärkt wird, daß es hörbar wird, besteht eine psychoakustische Toleranz für Modulationseffekte wegen des geringen Frequenzabstandes.

Infolgedessen kann das menschliche Ohr Modulationseffekte von Signalen mit in dichten Abständen liegenden Frequenzen nicht unterscheiden, so daß die Erfindung für diese Signale nicht voll wirksam sein muß.

Die Erfindung wird praktisch eingesetzt in einer Festband- oder "Sliding Band"-Kompressor- oder Expanderschaltung, die eine variable Schaltung aufweist, welche üblicherweise von einem Gleichstromsteuersignal gesteuert wird und hauptsächlich im unteren Teil des gesamten Dynamikbereichs wirksam ist. Gemäß der Erfindung sind Modulationskontrolleinrichtungen im oberen Teil des Dynamikbereichs vorgesehen, um zu verhindern, daß die Wirkung der variablen Schaltung stärker wird als nötig, um die benötigte nominale Dämpfung der dominierenden Signale zu erzielen, gleichgültig ob diese Signale Frequenzen im Durchlaßpaßband oder im Sperrband haben. In der Praxis schließt die Kontrolle der Tätigkeit der variablen Schaltung meistens eine Einwirkung auf das Steuersignal ein, welches die Schaltung steuert.

Die Modulationskontrolle, kann in Form aktiver oder passiver Steuersignalbegrenzungseinrichtungen verwirklicht werden, die bei hohen Signalpegeln wirksam werden, oder in Form von Einrichtungen, die mit Schaltungen arbeiten, welche das Vorhandensein von Signalen hohen Pegels feststellen und Signale erzeugen, die dem Anstieg des Steuersignalpegels entgegenwirken. Diese Steuersignalbegrenzung kann in einem oder mehreren frequenzselektiven Steuersignalkanälen erfolgen. Bei Benutzung von mehr als einem solchen Kanal sind Einrichtungen vorgesehen, die die Steuersignale auswählen oder kombinieren, um dem variablen Schaltungselement ein optimales Steuersignal zu liefern. Wenn eine Wahrnehmungsschaltung für ein hochpegeliges Signal oder ein Modulationskontrollgenerator verwendet wird, sind verschiedene Arbeitsweisen möglich, die ein Maß für Signalpegel mindestens im oberen Teil des Dynamikbereichs ergeben. Das Modulationskontrollsignal kann z. B. vom Eingangs- oder Ausgangssignal des Kompressors oder Expanders abgeleitet werden. Praktisch liefert das Modulationskontrollsignal ein Bezugssignal für das Gleichstromsteuersignal, welches an das variable Schaltkreiselement angelegt wird (VCA oder spannungsgesteuerter Filter). Das Bezugssignal wird in Gegenphase, d. h. mit entgegengesetzter Polarität oder entgegenwirkend mit dem Gleichstromsteuersignal kombiniert, welches in erster Linie in Abhängigkeit von Sperrbandsignalkomponenten erzeugt wird, um eine Grenze zu schaffen, bis zu der das Steuersignal am variablen Schaltkreiselement in Abhängigkeit von Signalen im Sperrband anwachsen kann, d. h. außerhalb des Festbandes oder "Sliding Band". In der Praxis kann diese Grenze entweder ziemlich "hart" oder ziemlich "weich" gestaltet werden, d. h., daß bei weitergehenden Steigungen das Steuersignal entweder abrupt angehalten werden kann, oder daß man sie mit reduzierter Rate weiterlaufen läßt.

Es ist auch eine Ableitung des Modulationskontrollsignals aus der variablen Schaltung (VCA oder variables Filter) durch Messung von Spannungs- oder Stromkomponenten der variablen Schaltung und, wenn nötig Entzerrung möglich, um ein Signal zu erzeugen, welches zur Bildung einer Grenze benutzt werden kann, bis zu der das Steuersignal der variablen Schaltung in Abhängigkeit von Signalen im Sperrband wachsen kann.

Vom Ergebnis her bietet die entweder in Festband- oder in "Sliding Band"-Vorrichtungen angewandte Erfindung eine beträchtliche Immunität gegenüber Signalen außerhalb des Durchlaßfrequenzbereiches des Festbandes oder des "Sliding Band". Bei "Sliding Band"-Vorrichtungen hat die Erfindung den weiteren, hiermit zusammenhängenden Vorteil, daß das "Sliding Band" in Abhängigkeit von einem dominierenden Signal nur so weit verschoben wird wie es nötig ist, um die Verstärkung bei der Signalfrequenz im wesentlichen auf eins zu bringen, mindestens was Pegel auf der Höhe oder oberhalb der Höhe eines Bezugspegels betrifft. Der Bezugspegel liegt auf dem oberen Abschnitt oder in der Nähe des oberen Abschnitts des Dynamik-Betriebsbereichs der Vorrichtung, z. B. etwa innerhalb 6-20 dB des maximal erlaubten Pegels. Bekannte "Sliding Band"-Schaltungen neigen zu übermäßig starker Verschiebung, so daß die Grenzfrequenz des variablen Filters weiter verschoben wird, als bei Hochpegelsignalen nötig wäre. Das verursacht nicht nur mögliche Modulationseffekte, sondern führt auch zu einem Verlust an Rauschminderungswirkung in einem Teil des Spektrums.

Im einfachsten Ausführungsbeispiel ermöglicht die Erfindung, wenn sie in "Sliding Band-Dual Path"-Schaltungen vorgesehen wird, das Gleichrichten und Glätten des Eingangs- oder Ausgangssignals und das Kombinieren des entstehenden Gleichstrom-Bezugssignals mit dem am variablen Filter anliegenden Steuersignal. Der Pegel des Bezugssignals kann für einen gewünschten Grenzanteil auf ein dominierendes Signal des weiteren Weges im Verhältnis zur entsprechenden Komponente des Hauptwegsignals eingestellt werden. Der Betrieb der Modulationskontrollschaltung kann z. B. so ausgelegt werden, daß beispielsweise in den oberen 20 dB des Dynamikbereichs der Begrenzer nur so viel Dämpfung liefert, wie nötig ist, um die dominierende Signalkomponente im weiteren Weg auf einem verhältnismäßig konstanten Bruchteil dieser Komponente im Signal des Hauptwegs zu halten (z. B. 15 dB darunter).

Beim einfachsten Ausführungsbeispiel ermöglicht die Erfindung in Anwendung auf Festband-Dual-Path-Schaltungen wie bei der "Sliding Band"-Ausführungsform das Gleichrichten und Glätten des Eingangs- oder Ausgangssignals, um ein Modulationskontrollsignal zu erzeugen, welches in erster Linie auf die Hochpegelsignalkomponenten des Eingangssignals anspricht. Bei Festbandschaltungen ist jedoch ein steiles Filter in der Durchlaßbandsteuerschaltung vorgesehen, um ein Durchlaßbandsteuersignal zu liefern. Außerdem ist eine Sperrbandsteuerschaltung vorgesehen, um ein Sperrbandsteuersignal zu liefern. Das Modulationskontrollsignal liefert ein Bezugssignal für das Sperrbandsteuersignal, d. h. es wirkt ihm bei hohen Signalpegeln entgegen. Das auf das Bezugssignal bezogene Sperrbandsteuersignal wird mit dem Durchlaßbandsteuersignal verglichen, und die beiden werden kombiniert, im allgemeinen wird dabei das größere favorisiert, über eine Auswahlschaltung für das Maximalsignal, das dann den VCA steuert. Die Gesamtwirkung der Schaltung besteht darin, die nötige Dämpfung (Gesamtkompressionsgesetz) im Durchlaßband zu liefern und eine Steuerung der Durchlaßbanddämpfung durch große Signalkomponenten im Sperrband zu vermeiden und die Möglichkeit übermäßiger Verstärkung von Hochpegelsignalen im Sperrband zu vermeiden, und zwar vom Ausgang des Gesamtkompressors gesehen.

Bei diesen und weiteren Ausführungsformen, bei denen ein entgegenwirkendes Bezugssignal erzeugt wird, kann dies Signal vom Eingang oder Ausgang abgeleitet werden, weil bei den hohen Signalpegeln, wo die Erfindung wirksam wird, der Eingangs- und Ausgangspegel nahezu gleich sind. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Modulationskontrollsignal vor dem Gleichrichten einer Filterung oder Entzerrung unterworfen werden. Diese Entzerrung bewirkt gemeinsam mit dem festen oder variablen Filtern oder Entzerren, welches in den Signalschaltungen und Steuerschaltungen vorgesehen ist, eine Gesamtmodulationskontrolle, die am wirksamsten die Steuerung durch Signalkomponenten im sperrenden Band unterdrückt und dabei gleichzeitig die Steuerung durch Signalkomponenten im Paßband so wenig wie möglich stört.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Der verstärkte Wechselstromausgang des variablen Filters des "Sliding Band" kann z. B. in zwei oder mehr Durchlaßkanäle unterteilt werden, von denen jeder Kanal gewählten Grenzschwellen unterworfen, gleichgerichtet und kombiniert wird, um ein Steuersignal zu erzeugen. Durch Wahl entsprechender Schwellen hat die Gleichstromsteuerschaltung des "Sliding Band"-Kompressors oder Expanders dann eine frequenzabhängige Maximalausgangscharakteristik, welche bewirkt, daß die Steuerung des Kompressors oder Expanders durch Signale außerhalb des verschiebbaren Durchlaßbandes auf ein Minimum eingeschränkt wird.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform mit nur einem Steuerschaltungskanal ist im Steuerverstärker eine Niedrigfrequenz-Anhebungsschaltung angeordnet. Dieser folgt ein Amplitudenbegrenzer und dann eine Hochfrequenz-Anhebungsschaltung. Das resultierende Wechselstromsignal wird dann gleichgerichtet und geglättet, um das Steuersignal zu bilden.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen beispielhaften Satz von Kurven zur Darstellung komplementärer bilinearer Kompressions- und Expansionscharakteristiken;

Fig. 2 ein Schaltschema eines bekannten "Sliding Band"-Kompressors;

Fig. 3 ein Schaltschema eines bekannten "Sliding Band"-Expanders;

Fig. 4 ein Schaltschema einer Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines bekannten "Sliding Band"-Kompressors;

Fig. 6 ein Satz Suchtonkurven, die die "Sliding Band"-Wirkung der Schaltung gemäß Fig. 2 und 4 zeigen;

Fig. 7-10 eine Reihe von Suchtonkurven, die die Wirkungen der Modulationskontrolle gemäß der Erfindung, verwirklicht in einem "Sliding Band"-Kompressor, zeigen;

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, verwirklicht in einem "Sliding Band"-Kompressor;

Fig. 12-15 Blockschaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in "Sliding Band"-Kompressoren verwirklicht ist;

Fig. 16 und 17 Blockschaltbilder eines bekannten Festbandkompressors und -expanders;

Fig. 18-20 Frequenzgangkurven, die die Wirkungen der Modulationskontrolle gemäß der Erfindung, verwirklicht in einem "Sliding Band"-Kompressor, zeigen;

Fig. 21 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, verwirklicht in einem Festbandkompressor;

Fig. 22 ein Blockschaltbild eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung, verwirklicht in einem Festbandkompressor.

In Fig. 1 sind beispielhafte bilineare komplementäre Kompressions- und Expansionsübertragungscharakteristiken bei einer bestimmten Frequenz gezeigt, die für die Kompressionscharakteristik den Niedrigpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung, die Schwelle, den Teil, wo die Dynamikwirkung erfolgt, den Endpunkt und den Hochpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung zu erkennen geben.

Einzelheiten einer bilinearen "Dual Path"-"Sliding Band"-Schaltung sind in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt. Die Gleitbandausführungsformen der Erfindung werden anhand dieser Schaltung beschrieben, obwohl die Erfindung nicht auf eine Anwendung in solchen Schaltungen beschränkt ist. Die Fig. 2, 3 und 4 entsprechen den Fig. 4, 5 bzw. 10 der US-PS Re 28 426, in der weitere Einzelheiten dieser Schaltungen, ihr Betrieb und die ihnen zugrundeliegende Theorie erläutert sind. Fig. 5 ist ein Blockschaltbild der Fig. 2 mit oder ohne die in Fig. 4 gezeigte Abwandlung. Die folgende Beschreibung der Fig. 2, 3 und 4 stammt zum großen Teil aus US-PS Re 28 426.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 ist besonders zum Einbau in den Aufnahmekanal eines Heimbandgeräts ausgelegt, wobei zwei solche Schaltungen für ein Stereogerät nötig sind. Das Eingangssignal wird an einem Anschluß 10 an eine Emitterfolgestufe 12 angelegt, die ein Niedrigimpedanzsignal liefert. Dies Signal wird zunächst über einen Geradeaus-Hauptkanal, der aus einem Widerstand 14 besteht, an einen Ausgangsanschluß 16 angelegt und zweitens über einen weiteren Weg dessen letztes Element ein Widerstand 18 ist, gleichfalls an den Anschluß 16 angelegt. Die Widerstände 14 und 18 addieren die Ausgänge des Haupt- und weiteren Weges, um das geforderte Kompressionsgesetz zu verwirklichen.

Der weitere Weg besteht aus einem festen Filter 20, einem Filter 22 mit variabler Grenzfrequenz, unter Einschluß eines FET 24 (diese bilden den Filter/Begrenzer), und einem Verstärker 26, dessen Ausgang mit einem Doppeldiodenbegrenzer oder Clipper 28 und mit dem Widerstand 18 verbunden ist. Der nichtlineare Begrenzer unterdrückt Überschwingungen des Ausgangssignals mit abrupt steigenden Eingangssignalen. Der Verstärker 26 verstärkt das Signal im weiteren Weg auf einen solchen Pegel, daß der Kennlinienknick des Begrenzers bzw. Überschwingungsunterdrückers 28, der Siliziumdioden aufweist, bei dem entsprechenden Signalpegel unter Übergangsbedingungen wirksam ist. Die wirksame Schwelle des Überschwingungsunterdrückers liegt etwas oberhalb der des syllabischen Filters/Begrenzers. Die Widerstände 14 und 18 sind so bemessen, daß der erforderliche Kompensationsgrad der Dämpfung dann für das Signal im weiteren Weg zur Verfügung steht.

Der Ausgang des Verstärkers 26 ist auch mit einem Verstärker 30 verbunden, dessen Ausgang durch eine Germaniumdiode 31 gleichgerichtet und durch einen Glättungsfilter 32 integriert wird, um die Steuerspannung für den FET 24 zu erhalten.

Es werden zwei einfache RC-Filter benutzt, obwohl auch gleichwertige LC- oder LCR-Filter verwendet werden könnten. Das feste Filter 20 liefert eine Grenzfrequenz von 1700 Hz (nun 1500 Hz), unterhalb der eine vermindernde Kompression stattfindet. Das Filter 22 weist einen Reihenkondensator 34 und einen Nebenschlußwiderstand 36 auf, denen ein Reihenwiderstand 38 und der FET 24 folgen, wobei der Source-Drain-Weg dieses Transistors als Nebenschlußwiderstand geschaltet ist. Im Ruhestand mit einem Nullsignal am Gate des FET 24 ist dieser gesperrt und bietet eine im wesentlichen unendlich große Impedanz; das Vorhandensein des Widerstandes 38 kann dann ignoriert werden. Die Grenzfrequenz des Filters 22 ist damit 800 Hz (nun 750 Hz), was ersichtlich ganz beträchtlich unter der Grenzfrequenz des festen Filters 20 liegt.

Wenn das Signal am Gate so weit ansteigt, daß der Widerstand des FET auf weniger als z. B. 1 kΩ absinkt, überbrückt der Widerstand 38 effektiv den Widerstand 36 und die Grenzfrequenz steigt, wodurch das Durchlaßband des Filters deutlich eingeengt wird. Der Anstieg der Grenzfrequenz ist natürlich ein progressiver Vorgang.

Die Verwendung eines FET ist deshalb zweckmäßig, weil eine solche Vorrichtung innerhalb eines geeigneten, eingeschränkten Bereichs von Signalamplituden im wesentlichen wie ein linearer Widerstand (für Signale der einen oder anderen Polarität) wirkt, dessen Wert von der Steuerspannung am Gate bestimmt ist.

Der Widerstand 36 und der FET sind zu einem verstellbaren Abgriff 46 in einem Potentialteiler zurückgeführt, der eine Germaniumdiode 48 zum Temperaturausgleich enthält. Der Abgriff 46 ermöglicht eine Einstellung der Kompressionsschwelle des Filters 22.

Der Verstärker 26 weist komplementäre Transistoren auf, die eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz ergeben. Da der Verstärker den Diodenbegrenzer 28 treibt, ist eine begrenzte Ausgangsimpedanz nötig, die ein Koppelwiderstand 50 zur Verfügung stellt. Wie schon gesagt, handelt es sich bei den Dioden 28 um Siliziumdioden mit einem scharfen Knick in der Gegend von 1/2 V.

Das Signal am Begrenzer und damit am Widerstand 18 kann mittels eines Schalters 53 zur Erde kurzgeschlossen werden, wenn der Kompressor außer Betrieb geschaltet werden soll.

Der Verstärker 30 ist ein NPN-Widerstand mit einem Emitter-Zeitkonstanten-Netzwerk 52, welches bei hohen Frequenzen eine größere Verstärkung ergibt. Starke hohe Frequenzen, z. B. ein Beckenschlag führen deshalb zu einer raschen Verengung des Bandes, in welchem eine Kompression erfolgt, um eine Signalverzerrung zu vermeiden.

Der Verstärker ist mit dem Glättungsfilter 32 über die Gleichrichterdiode 31 verbunden. Der Filter weist einen Reihenwiderstand 54 und einen Nebenschlußkondensator 56 auf. Im Nebenschluß zum Widerstand 54 ist eine Siliziumdiode 58 vorgesehen, die ein rasches Aufladen des Kondensators 56 für einen schnellen Anstieg gemeinsam mit guter Glättung in eingeschwungenem Zustand ermöglicht. Die Spannung am Kondensator 56 liegt unmittelbar am Gate des FET 24 an.

Eine vollständige Schaltung des komplementären Expanders ist in Fig. 3 gezeigt. Eine vollständige Beschreibung ist jedoch deshalb nicht nötig, weil die Schaltung im wesentlichen identisch mit der in Fig. 2 gezeigten ist, so daß auch Werte der Bauelemente größtenteils in Fig. 3 nicht gezeigt sind.

Zwischen Fig. 2 und 3 bestehen folgende Unterschiede:
Gemäß Fig. 3 leitet der weitere Weg seinen Eingang vom Ausgangsanschluß 16a ab, der Verstärker 26a ist invertierend, und die von den Widerständen 14 und 18 kombinierten Signale liegen am Eingang (Basis) der Emitterfolgestufe 12 an, deren Ausgang (Emitter) mit dem Anschluß 16a verbunden ist. Um eine niedrige Treibimpedanz zu gewährleisten, ist der Eingangsanschluß 10a über eine Emitterfolgestufe 60 mit dem Widerstand 14 verbunden. Es müssen entsprechende Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, daß Vorspannung in den Expander gelangt.

Der Verstärker 26a wird dadurch invertierend gemacht, daß der Ausgang vom Emitter statt vom Kollektor des zweiten (PNP) Transistors genommen wird. Zu dieser Änderung gehört eine Verlagerung des 10 kΩ Widerstandes 62 (Fig. 2) vom Kollektor zum Emitter (Fig. 2), wodurch automatisch eine geeignete Ausgangsimpedanz zum Treiben des Begrenzers erhalten wird. Deshalb fehlt in Fig. 3 der Widerstand 50.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es beim Abgleichen eines vollständigen Rauschminderungssystems wichtig ist, gleiche Signalpegel an den Emittern der Transistoren 12 sowohl im Kompressor als auch im Expander zu haben. Deshalb sind, wie gezeigt, mit diesen Emittern Meßanschlüsse M verbunden.

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Schaltung zum Ersatz der Schaltung zwischen den Punkten A, B und C in den Fig. 2 und 3. Wenn der FET 24 gesperrt ist, ist das zweite RC-Netzwerk 22 außer Betrieb und das erste RC-Netzwerk 20 bestimmt dann das Verhalten des weiteren Weges. Die verbesserte Schaltung vereinigt die Phasenvorteile, die darin bestehen, daß im Ruhestand nur eine einzige RC-Sektion vorhanden ist, während bei Vorhandensein eines Signals die Dämpfungscharakteristik eines RC-Filters mit zwei Sektionen mit 12 dB pro Oktave gegeben ist.

Bei der Verwirklichung der Schaltung unter Verwendung von MPF 104 FET′s ist der 39 kΩ Widerstand 36a nötig, um eine endliche Source-Impedanz zu erhalten, in die der FET arbeiten kann. Auf diese Weise wird das Kompressionsverhältnis bei allen Frequenzen und Pegeln auf einem Maximum von ca. 2 gehalten. Der 39 kΩ Widerstand 36a hat die gleiche Funktion der Begrenzung des Kompressionsverhältnisses bei dieser verbesserten Schaltung wie der Widerstand 36 bei der Schaltung gemäß Fig. 2 oder 3. Darüber hinaus liefert dieser Widerstand einen Niedrigfrequenzweg für das Signal.

Gewisse Einzelheiten der Schaltung gemäß Fig. 2, 3 und 4 sind im Lauf der Jahre entwickelt worden, und es gibt Veröffentlichungen über modernere Formen der Schaltung, die in der Technik bekannt sind. Die Bezugnahme auf die spezielle Schaltung gemäß US-PS Re 28 426 erfolgt aus Gründen der Zweckmäßigkeit bei der vorliegenden Darstellung.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches die Hauptelemente des Kompressors gemäß Fig. 2 und 4 zeigt. Die kombinierende Schaltung 15 stellt die kombinierenden Widerstände 14 und 18 gemäß Fig. 2 und 3 dar.

Die "variables Band"-Wirkung der "Sliding Band"-Vorrichtung ist in Fig. 6 erkennbar, die eine tatsächliche Blattschreiberaufzeichnung des Suchton-Ansprechverhaltens zeigt, welches mit der Schaltung gemäß Fig. 2, die auch Fig. 4 enthielt, erhalten wurde. Die "variables Band"-Wirkung ist durch Auftragen des Kompressorfrequenzganges mittels eines niedrigpegeligen Suchtons (dessen Pegel unterhalb der Kompressorschwelle liegt) in Gegenwart eines hochpegeligen Signals gezeigt. Der Suchton wird am Kompressorausgang mit Hilfe eines Nachlauffilters detektiert. Das Signal mit hohem Pegel bewirkt, daß die Kompressorschaltung arbeitet. Die graphische Darstellung zeigt die Auswirkung auf die Übergangsfrequenz des Filters.

Bei einer "Sliding Band"-Vorrichtung gemäß der Erfindung sollte die Amplitude des dominierenden Signals bzw. des Signals mit hohem Pegel, welches die "Sliding Band"-Wirkung hervorruft, kein zu starkes Verschieben verursachen, und die Anwesenheit anderer Signale von hohem Pegel außerhalb des "Sliding Band"-Durchlaßbandes sollte auch kein übermäßig starkes Verschieben verursachen. Ein übermäßiges Verschieben heißt, daß die Übergangsfrequenz des variablen Filters weiter als nötig bewegt wird, um eine "Sliding Band"-Kompressorcharakteristik zu erzeugen, die ein Anheben der dominierenden Signale über einen Bezugspegel vermeidet. Der absolute Wert des Bezugspegels wird vom Konstruktionsingenieur gewählt, liegt aber üblicherweise einige 10 dB unterhalb den normalerweise benutzten höchsten Pegeln.

Fig. 7 zeigt einen weiteren Satz tatsächlich mit einem Blattschreiber aufgezeichneter Suchtonkurven bei Verwendung einer "Sliding Band"-Kompressorschaltung von ähnlichem Aufbau wie dem in Fig. 2 gezeigten (einschließlich der Abwandlung gemäß Fig. 4), aber mit einer Niedrigpegelverstärkung von 8 dB und einer Filterruhefrequenz von 800 Hz. Der Suchtonpegel liegt bei -40 dB, also unterhalb der Kompressorschwelle. Die Kurven sind für ein 100 Hz-Signal bei -20, -10, 0, +10 und +20 dB aufgezeichnet, wobei 0 dB der Bezugspegel ist. Es ist auch eine Kurve für kein 100 Hz-Signal gezeigt. Die mit dem Blattschreiber aufgezeichneten Kurven für -10, 0, +10 und +20 dB beginnen alle bei ca. 200 Hz. Dies gilt auch für Fig. 8. In Fig. 9 und 10 sind auch Kurven für den Zustand ohne Signal enthalten.

Um noch einmal auf Fig. 7 zurückzukommen, so wäre es ideal, wenn in Abhängigkeit von einem 100 Hz-Signal keine Verschiebung erfolgte, weil dieses weit außerhalb des Durchlaßbandes der Schaltung bei deren niedrigster (Ruhe-)Frequenz liegt. Trotzdem verschiebt sich das Band nach oben, wenn der Pegel des 100 Hz-Signals zunimmt. Die Kurven für -10, 0, +10 und +20 dB brauchen nicht weiter verschoben zu sein als die Kurve - 20 dB - damit eine nennenswerte Anhebung des 100 Hz-Signals vermieden wird. Das unnötige Verschieben hat zwei Folgen:

• a) bei der Wiedergabe geht eine beträchtliche Rauschminderungswirkung verloren, weil kein Anheben bei Frequenzen erfolgt, bei denen das normalerweise stattfinden könnte, und
• b) das 100 Hz-Signal kann, in dem Maß, in dem sich seine Amplitude ändert, Signale mit höheren Frequenzen modulieren, wenn sich das "Sliding Band" unter seiner Steuerung ändert, was möglicherweise zu einer unrichtigen Wiederherstellung des Signals durch den Expander führt, wenn der Aufzeichnungs- oder Übertragungskanal einen unregelmäßigen Frequenzgang in der Nachbarschaft von 100 Hz hat.

Fig. 8 zeigt einen Satz tatsächlich mit einem Blattschreiber aufgezeichneter Suchtonkurven für die gleiche Schaltung aber unter Hinzufügung einer Modulationskontrollschaltung gemäß der nachfolgenden Beschreibung. Im wesentlichen erfolgt bei den gleichen Pegeln des 100 Hz-Signals wie bei der Anordnung gemäß Fig. 7 kein Verschieben. Der "Sliding Band"-Kompressor ist im wesentlichen gegenüber starken Signalen außerhalb seines Durchlaßbandes immun gemacht. Das "Sliding Band"-Ansprechen ist im wesentlichen dasselbe wie das Ansprechverhalten unterhalb der Schwelle in Gegenwart von keinen dominierenden Signalen.

Die Wirkung der Modulationskontrolle bei "Sliding Band"-Kompressoren ist weiter anhand von Fig. 9 und 10 gezeigt, die gleichfalls tatsächliche Blattschreiberaufzeichnungen von Suchtonkurven mit der gleichen Schaltung und dem gleichen Suchtonpegel wie im Fall von Fig. 7 und 8 zeigen. Hier ist die Wirkung eines dominierenden Signals mit 800 Hz gezeigt, d. h. einer Frequenz innerhalb des gewünschten aktiven Bereichs der Schaltung. Idealerweise braucht das Verschieben nur so weit zu gehen, daß das 800 Hz-Signal nicht über den 0 dB-Bezugspegel angehoben wird. Beim Verhalten gemäß Fig. 9 ohne Modulationskontrolle ist das vom 800 Hz-Signal bei Pegeln von -10, 0, +10 und +20 dB verursachte Verschieben zu stark.

Fig. 10 zeigt das Verhalten der Schaltung mit Modulationskontrolle: das Verschieben bei oder oberhalb von 0 dB ist stark vermindert. Die Wirkung nimmt bei niedrigen Signalpegeln progressiv ab, ist aber in gewissem Ausmaß bei dem -10 dB-Signalpegel zu beobachten.

Fig. 11 zeigt insgesamt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Modulationskontrolle gemäß der Erfindung, die in einer bilinearen "Dual Path-Sliding Band"-Vorrichtung verwirklicht ist. Soweit möglich, sind dieselben Bezugszeichen für gleiche und funktionsmäßig ähnliche Elemente beibehalten wie in Fig. 5. Die in Fig. 7-10 gezeigten Kurven des Suchtonverhaltens sind mit einer allgemein in Fig. 11 gezeigten "Sliding Band"-Vorrichtung erhalten worden, wobei die im gestrichelten Block 100 enthaltenen Unterschaltungselemente der Modulationskontrolle für die Ansprechkurven ohne Modulationskontrolle aus der Schaltung herausgenommen sind. Für Erläuterungszwecke sind die detaillierten Schaltungselemente gemäß Fig. 11 im wesentlichen dieselben wie im Fall von Fig. 2 und 4. Die Schaltung kann wie oben beschrieben abgewandelt sein, ohne daß dies den grundlegenden Betrieb der Unterschaltungsanordnung für die Modulationskontrolle beeinträch­ tigt.

Wie Fig. 11 zeigt, leitet die Modulationskontroll-Unterschaltung ein Gleichstromsteuersignal vom Schaltungseingang oder wahlweise vom Ausgang der kombinierenden Schaltung 15 mittels eines Verstärkers 30′, eines Gleichrichters 31′ und einer Glättungsschaltung 32a′ ab. Ein Potentiometer 102 ist gezeigt, um anzudeuten, daß das Signal aus der Glättungsschaltung 32a′ eine gesteuerte Verstärkung hat. In der Praxis wird diese Verstärkung meistens in der Konstruktion im Voraus festgelegt. Eine kombinierende Schaltung 33 substrahiert das von der Unterschaltung 100 gelieferte Signal vom Hauptsteuersignal, welches über den Verstärker 30, den Gleichrichter 31 und die Glättungsschaltung 32a′ geliefert wird.

Die Glättungsschaltung gemäß Fig. 11 ist in zwei Stufen unterteilt, um die Kosten für die Schaltkreiselemente auf niedrigstem Niveau zu halten. Es können identische Blöcke 32a und 32a′ vorgesehen sein, die jeweils nur einen einzigen RC-Filterabschnitt aufweisen, sowie ein Block 32b, der das kombinierte Steuersignal weiter glättet und einen weiteren RC-Filterabschnitt aufweist.

Die Signale werden mittels der Gleichrichter 31 und 31′ gleichgerichtet, ehe sie von der Schaltung 33 kombiniert werden, damit die Polaritätsungewißheit vermieden wird, die dann entstünde, wenn Wechselstromsignale kombiniert und danach gleichgerichtet würden, d. h. bei Wechselstromsignalen gäbe es zwei mögliche stationäre Zustände.

Die beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 getroffene Anordnung liefert einen Bezugspegel zur Stabilisierung des Gleichstromsteuersignals, einen Bezugspegel, der sich dynamisch mit dem Eingangssignalpegel ändert, um auf diese Weise einen Teil der Dynamik-Wirkung des variablen Filters auf einen Pegelbereich zu verschieben oder zu transponieren, der vom Bezugspegel bestimmt ist. Die Anordnung hält die maximale Amplitude dominierender Signale im weiteren Weg der Rauschminderung auf einem gleichbleibenden Anteil des Eingangssignals bei hohen Signalpegeln. Der relative Pegel der Modulations- Kontroll-Unterschaltung 100 ist so gewählt, daß das Verschieben in Abhängigkeit von Signalen außerhalb des "Sliding Band"- Durchlaßbandes auf ein Minimum eingeschränkt ist.

Obwohl das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 wirksam arbeitet, wenn der Eingang zur Modulationskontroll-Unterschaltung 100 vom Breitbandeingang oder -ausgang entnommen wird, können auch andere Anordnungen vorgesehen werden, die ein Maß für Signalpegel am oberen Ende des Dynamikbereichs abgeben. So werden z. B. gewisse Modulationskontrolleffekte selbst dann erhalten, wenn der Eingang zur Unterschaltung 100 vom Ausgang des Filters 20 genommen wird. Idealerweise ist in den Verstärkern 30 und 30′ eine Entzerrung vorgesehen, um optimale Gesamtmodulationskontrollwirkungen zu erhalten, d. h. Steuerung durch Durchlaßbandkomponenten gegenüber Komponenten des gesperrten Bandes, wobei die kombinierten Frequenzgangwirkungen der Filter 20, 22 und der im Steuerverstärker 26 vorgesehenen Entzerrung berücksichtigt wird.

Wenn die Erfindung bei in Reihe geschalteten Einrichtungen verwirklicht ist, wie sie in der belgischen Patentschrift 8 89 428 beschrieben sind, kann eine einzige Modulationskontroll-Unterschaltung benutzt werden, um auf jeder Stufe ein Bezugssignal zu erhalten. Es ist vorteilhaft, wenn eine solche Schaltung ihren Eingang vom Ausgang der letzten Kompressorstufe ableitet, wenn die Reihenstufen in der bevorzugten Reihenfolge so angeordnet sind, daß die erste Stufe die höchste Pegelschwelle hat. Durch das Ableiten des Bezugssignals vom Ausgang erhält die Niedrigpegelstufe bzw. die Niedrigpegelstufen die Modulationskontrollwirkung bei niedrigeren Signalpegeln, was die Modulationskontrollwirkung fördert.

Wie schon erwähnt, ist es auch möglich, eine Modulationskontrolle von "Sliding Band"-Schaltungen durch andere Mittel als das Ableiten eines Steuersignal-Bezugswertes vom Eingangs- oder Ausgangssignal zu erzielen. Es können auch ein oder mehrere Steuersignale vom Ausgang des variablen Filters abgeleitet und so begrenzt werden, daß Ergebnisse ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel mit Gegenwirkung gemäß Fig. 11 erhalten werden. Das wesentliche Ergebnis bleibt dasselbe, nämlich daß die Dynamik-Modifikationswirkung der Schaltung gegenüber Signalen mit hohem Pegel innerhalb des Sperrbandes unempfindlich gemacht wird. Fig. 12, 13 und 14 sind auf Ausführungsbeispiele gerichtet, die mit Begrenzung ar­ beiten.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steuersignalgenerator (Blöcke 30, 31 und 33 in Fig. 5) durch Verstärker 30, 116 und 124 und Filter 110, 118 und 126 in drei Wege unterteilt, nämlich einen Hochfrequenzweg, einen Mittelfrequenzweg und einen Niedrigfrequenzweg. Jeder Weg enthält einen Begrenzer 112, 120, 128 mit im Voraus eingestellter Schwelle. Die Begrenzer können gegensinnig geschaltete Dioden sein, wie die in Fig. 2 gezeigten Dioden 28. Ein Hochfrequenzaudiokompressor mit einem Verhalten wie es insgesamt in den Fig. 7-10 gezeigt ist, kann z. B. folgende Filterfrequenzen haben: Filter 126-200 Hz Tiefpaß; Filter 118-200 bis 800 Hz Bandpaß; Filter 110-800 Hz Hochpaß. Der Ausgang jedes Begrenzers wird von Gleichrichtern 114, 122 und 130 gleichgerichtet, kombiniert (oder gemäß Maximalwert ausgewählt) und an das Glättungsnetzwerk 32 angelegt. Gemäß einer Alternative können nach dem Gleichrichten Begrenzungsfunktionen vorgesehen sein. Im Betrieb sind die den niedrigen und mittleren Frequenzen zugeordneten Bandbegrenzer so eingestellt, daß sie die Auswirkung von Signalen außerhalb des Durchlaßbandes auf das Verschieben auf ein Minimum herabsetzen. Im Hochfrequenzweg ist unter Umständen nur wenig oder gar keine Begrenzung nötig, und die von diesem Weg durchgeführte Steuerung kann dadurch gefördert werden, daß der Verstärker 30 eine Hochfrequenzanhebung erhält, wie durch den Block 52 angedeutet.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung mit gespaltenem Weg. Bei diesem Beispiel sind zwei Wege vorgesehen, ein Hochfrequenzweg und ein Niedrigfrequenzweg. Der Hochfrequenzweg ist im wesentlichen derselbe wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, außer daß hier der Begrenzer 112 fehlt. Der Niedrigfrequenzweg hat einen Verstärker 132 mit einem Hochfrequenz-Dämpfungs-Netzwerk 134. Der Verstärkerausgang liegt an einem Tiefpaßfilter 136 und einem Begrenzer 138 an. Die Begrenzerschwelle wird gemeinsam mit den verschiedenen anderen Filter- und Verstärker-Filter-Charakteristiken eingestellt, um die beste Immunität gegenüber einer Steuerung des "Sliding Band" durch Sperrbandsignale zu erzielen. Die Signale in den beiden Wegen werden durch Gleichrichter 114 und 140 gleichge­ richtet und am Eingang in die Glättungsschaltung 32 kombi­ niert.

Eine vereinfachte Ausführung des in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiels geht aus Fig. 14 hervor, bei der das Hochpaßfilter 110, das Tiefpaßfilter 136 und das Verstärker- Hochfrequenz-Dämpfungs-Netzwerk 134 fehlen. Ein Hochfrequenz- Preemphasis-Netzwerk 52′ des Verstärkers 30 ist gegenüber dem Netzwerk 52 so abgewandelt, daß die Hochfrequenzanhebung bei einer höheren Frequenz wirksam wird. Infolgedessen führt nur der den Verstärker 132 enthaltende Breitbandweg niederfrequente Signale gemeinsam mit hochfrequenten Signalen. Die Schwelle des Begrenzers 138 ist gemeinsam mit den Hochfrequenzanhebungscharakteristiken des Netzwerks 52′ eingestellt, um die Auswirkung von Sperrbandsignalen auf das Verschieben auf ein Minimum einzuschränken.

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Steuerschaltung mit nur einem Weg, die einen von der Frequenz abhängigen Verstärker 141 aufweist, der ein niederfrequentes Anhebungsnetzwerk 142, gefolgt von einem Begrenzer 144 und einem Verstärker 146 mit einem Hochfrequenz-Anhebungsnetzwerk 148 aufweist. Im Betrieb wird der Niedrigfrequenzteil des Spektrums, der die Tendenz hat, unerwünschtes Verschieben verursachen, zuerst angehoben und dann begrenzt. Der Begrenzer 144 ist vorzugsweise syllabisch und hat seinen eigenen Regelschleifenverstärker, Gleichrichter, seine eigene Glättungsschaltung und sein eigenes gesteuertes Verstärkungselement, z. B. Blöcke 276, 280, 282 und 270 in Fig. 17. Der Verstärker 146 mit dem Hochfrequenz-Anhebungsnetzwerk 148 stellt eine Hochfrequenz-Preemphasis wieder her, die unter Umständen nötig ist. Dann wird der Ausgang des Verstärkers 146 von den Blöcken 114 und 32 gleichgerichtet bzw. geglättet. Bei dieser Einweg-Steuerschaltung werden die Sperrbandsignalkomponenten mit hohem Pegel an der Gleichrichterstelle 114 bedeutend herabgesetzt.

Aus Gründen der Zweckmäßigkeit und Einfachheit sind die "Sliding Band"-Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit einer bestimmten Ausführungsform eines "Sliding-Band"-Kompressors beschrieben worden. Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar bei Expandern, ohne daß eine Änderung an den in Fig. 11- 14 gezeigten Ausführungsbeispielen der Steuerschaltungen für die Rauschminderung im weiteren Weg vorgenommen wird. Bei Rauschminderungssystemen mit Kompressoren und Expandern wird vorzugsweise die erfindungsgemäße Modulationskontrolle an beiden Einrichtungen vorgenommen, um den komplementären Charakter sicherzustellen. Die Erfindung ist ebenfalls gleichermaßen anwendbar bei Niederfrequenz-"Sliding Band"-Schaltung bei denen die Kompressions- und Expansionswirkung im Niedrigfrequenzbereich erfolgen soll.

Fig. 16 zeigt ein Blockschaltbild einer bilinearen Kompressor- und Expanderausführung mit festem Band und "Dual-Path". Die grundlegenden Merkmale dieses Systems sind in US-PS 38 46 719, 39 03 485 und in dem Journal of the Audio Engineering Society, Band 15, Nr. 4, Oktober 1967, S. 383- 388 offenbart.

Bei dem bekannten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 werden durch die Nebenweg-Netzwerke 250 vier Bänder im weiteren Weg geschaffen. Die Bänder 1, 3 und 4 haben herkömmliche 12 dB/Oktave Eingangsfilter: ein 80 Hz Tiefpaßfilter 252 am Eingang des Bandes 1, ein 3 kHz Hochpaßfilter 254 am Eingang des Bandes 3 und ein 9 kHz Hochpaßfilter 256 am Eingang des Bandes 4. Auf jedes folgt eine Emitterfolger-Isolierstufe 258. Das Band 2 hat einen Frequenzgang, der zu dem der Bänder 1 und 3 komplementär ist. Ein solches Verhalten wird durch Addieren der Ausgänge der Emitterfolgerstufen 258 in den Bändern 1 und 3 (in einer Additionsstufe 260) und Subtrahieren dieser Summe vom Gesamteingangssignal (in einer Substraktionsstufe 262) abgeleitet. Der Ausgang der Emitterfolgerstufe 258 in jedem Band und der Ausgang der Subtraktionsstufe 262 wird an entsprechende Begrenzer 264 und 264′ angelegt. Die Begrenzer 264 und 264′ sind identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß die Begrenzer 264′ in den Bändern 1 und 2 Zeitkonstanten haben, die doppelt so groß sind wie in den Bändern 3 und 4. Die Ausgänge der Bänder 1-4 werden in einer Kombinationsstufe 266 mit dem Hauptwegsignal kombiniert. Der Kompressorausgang wird an einen rauschbehafteten Kanal angelegt, um an den komplementären Expander weitergegeben zu werden, in welchem der Ausgang der identischen Netzwerke des weiteren Weges vom Eingangssignal abgezogen wird, um die komplementäre Expansionscharakteristik zu erhalten.

Fig. 17 zeigt weitere Einzelheiten der Begrenzer 264 und 264′, zu denen jeweils ein FET-Dämpfer 270 gehört, der in Abhängigkeit von einem Steuersignal arbeitet. Der Dämpferausgang wird von einem Signalverstärker 272 verstärkt, dessen Verstärkung so eingestellt ist, daß die gewünschte Niedrigpegel- Signalverstärkung erzielt wird. Die Ausgänge aller Bänder werden mit dem Hauptsignal so kombiniert, daß ein Niedrigpegelausgang vom Kompressor erzeugt wird, der bis zu ca. 5 kHz gleichmäßig um 10 dB höher ist als das Eingangssignal, während oberhalb dieses Wertes die Pegelanhebung bis zu 15 dB bei 15 kHz gleichmäßig ansteigt.

Der FET-Dämpfer wird von einer Steuersignal-Unterschaltung gesteuert, die eine Kompressionsschwelle von 40 dB unterhalb des Spitzenbetriebspegels liefert. Zu der Steuerunterschaltung gehört ein Steuersignalverstärker 276, auf den ein Phasenteiler 278 folgt, der einen Vollweggleichrichter 280 treibt. Das entstehende Gleichstromsignal wird an ein Glättungsnetzwerk 282 angelegt, dessen Ausgang das Steuersignal darstellt. Zum Netzwerk 282 gehören eine RC-Vorintegrationsstufe, ein Emitterfolger, und eine endgültige RC- Integrationsstufe, die mit Dioden so zusammenwirken, daß sowohl die Vorintegrationsstufe als auch die endgültige Integrationsstufe nichtlineare Charakteristiken haben, die von den Dioden erzeugt werden. Rasche große Änderungen der Signalamplitude werden schnell weitergegeben, während kleine Änderungen langsam weitergegeben werden. Diese dynamische Glättungswirkung erzeugt optimale Ergebnisse hinsichtlich der Modulationseffekte, Niedrigfrequenzverzerrung und Verzerrungskomponenten, die vom Steuersignal erzeugt werden. Die Schaltung ermöglicht eine rasche Erholung und eine geringe Signalverzerrung.

Fig. 18 zeigt eine tatsächliche Blattschreiberaufzeichnung des Verhaltens unterhalb der Kompressionsschwelle eines Festbandkompressors mit Niedrigpegelverstärkung von 8 dB und einer Durchlaßbandfiltereckfrequenz von 800 Hz Hochpaß. Innerhalb des aktiven Frequenzbereichs der Vorrichtung, der durch die 800-Hz-Eckfrequenz bzw. Grenzfrequenz bestimmt ist, wird bis zu Pegeln von ca. -10 dB in bezug auf einen 0-dB-Bezugspegel eine Anhebung vorgenommen.

Fig. 19 zeigt die Auswirkung auf die Kompression, wenn ein Signal von hohem Pegel (+10 dB) bei 100 Hz vorhanden ist, was deutlich unterhalb der Filtergrenzfrequenz von 800 Hz liegt. Das starke 100-Hz-Signal im Sperrband bewirkt eine wirksame Blockierung des Kompressors und verhindert jegliche Kompression innerhalb des Durchlaßbandes. Folglich geht die gewünschte Rauschminderung im Durchlaßband verloren. Wenn darüber hinaus das 100-Hz-Signal intermittierend ist, kommt und geht die Kompression mit dem steuernden 100- Hz-Signal, was eine Geräuschmodulation und/oder Signalmodulation verursacht.

Fig. 20 zeigt die Wirkung, die das Hinzufügen einer nachfolgend beschriebenen Modulationskontroll-Unterschaltung zu einer Festbandschaltung hat. Selbst in Anwesenheit des starken (+10 dB) 100-Hz-Signals wird die Kompression im Durchlaßbandbereich wiederhergestellt. Die Modulationskontroll- Unterschaltung macht die Festbandschaltung tatsächlich gegenüber dem starken Sperrbandsignal immun.

Fig. 21 ist eine allgemeine Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Anwendung bei einem Band eines bilinearen Kompressors mit Festband und Dual-Path der im Zusammenhang mit Fig. 16 schon beschriebenen Art. Diese Schaltung umfaßt zwei Zusätze, um die Modulationskontrolle zu erhalten. So ist eine Modulationskontroll-Unterschaltung 198 ähnlich der beim Ausführungsbeispiel mit "Sliding-Band"-Vorrichtung gemäß Fig. 11 vorgesehenen Unterschaltung mit einem Gleichrichter 208′ und einer ersten Glättungsstufe 210a′ vorgesehen. Wahlweise kann die Modulationskontrolle vom Ausgang des Kompressors gespeist werden. Es können identische, aber getrennte Elemente 208, 208′ und 210a, 210a′ vorgesehen sein. Der Pegel des Modulationskontrollsignals der Glättungsschaltung 210a′ wird von einem Dämpfer 212 oder einer anderen geeigneten Einrichtung eingestellt und mittels einer Schaltung 214 in entgegengesetzter Polarität zum Sperrband-Gleichstrom-Steuersignal der Glättungsschaltung 210a kombiniert. Außerdem wird der Ausgang eines VCA 204 und eines Verstärkers 206 an ein Filter 216 angelegt, das vorzugsweise die gleiche Grenzfrequenz hat wie ein Filter 202, obwohl das nicht unbedingt wichtig ist. Die Vergleichskurven in Fig. 19 und 20 wurden mit einem einfachen 6 dB/Oktave 3-kHz-Tiefpaßfilter 216 gemacht. Trotzdem sollte das Filter 216 idealerweise eine verhältnismäßig steile Grenzkennlinie haben, z. B. 12 dB oder 18 dB pro Oktave, z. B. ein 2- oder 3poliges Filter mit etwa der gleichen Grenzfrequenz wie das Filter 202. Der Ausgang des Filters 216 wird von Blöcken 218 und 220 gleichgerichtet bzw. geglättet, um das Durchlaßbandsteuersignal zu erhalten. Das durch Blöcke 210a, 210a′ und 210a′′ erhaltene Glättungsnetzwerk kann eine Vorfilterungsstufe sein, auf die weiteres Glätten in einer Schaltung 210b folgt. Der Ausgang des Durchlaßbandfilterkanals wird an einen Maximumwähler 222 angelegt, der an seinem anderen Eingang den Ausgang einer Kombinationsstufe 214 erhält, das modulationsgesteuerte Sperrbandsteuersignal. In seiner einfachsten Form weist der Maximumwähler zwei Dioden auf, die das größere der beiden Eingangssignale durchlassen; kompliziertere Schaltkreise arbeiten mit Operationsverstärkern, um den Diodenspannungsabfall auszuschalten und die Genauigkeit zu verbessern.

Im Betrieb werden die Signale des Sperrbandes der Wirkung der Unterschaltung 198 unterworfen, wenn innerhalb des Durchlaßbandes, wo eine Kompressionswirkung erwünscht ist, keine dominierenden Signale vorhanden sind. Obwohl also ein starkes Signal, wie das 100-Hz-Signal mit +10 dB veranlaßt, daß von den Blöcken 208 und 210a sowie 210b ein starkes Steuersignal erzeugt wird, wirkt diesem Steuersignal das Signal der Modulationskontroll- Unterschaltung entgegen, so daß die Verstärkung des VCA 204 nicht abgesenkt wird, um einen Kompressionsverlust im Durchlaßband hervorzurufen. Wenn andererseits im Pegelbereich von -20 dB ein 100-Hz-Signal auftritt, wird die genannte Gegenwirkung stark abgeschwächt, und dann kann das Sperrband-Steuersignal die Wirkung des Kompressors immer dann angemessen steuern, wenn die Signalbedingungen so sind, daß das Durchlaßband-Steuersignal den Kompressor nicht steuert. Sind starke Signale innerhalb des Aktiv-Bereichbandes vorhanden, dem Ausgang des Steilfilterkanals, so steuert die Durchlaßband-Steuerschaltung den Maximumwähler und ermöglicht eine entsprechende Reaktion des VCA.

Der Pegel der Modulationskontroll-Unterschaltung wird in bezug auf den Eingang oder Ausgang so eingestellt, daß ein Dynamikbezugssignal in bezug auf den Eingang erhalten wird, dessen Pegel ausreicht, im wesentlichen eine Immunität der Kompressorwirkung gegenüber starken Signalen außerhalb des Paßbandes zu gewährleisten.

Die im Zusammenhang mit "Sliding-Band"-Vorrichtung gemachten Angaben hinsichtlich entzerrter Steuer- und Modulationskontrollverstärker gelten auch für Ausführungsbeispiele mit Festband. Wahlweise können also in die entsprechenden Wege zu den Gleichrichtern 208′ und 208 Filter/Entzerrer 224 und 226 eingesetzt sein. Allerdings bestehen bei der Festbandausführung geringere Möglichkeiten, eine frequenzabhängige Charakteristik vorteilhaft gegen eine andere auszunutzen als bei den Gleitbandausführungen. Das ist auch der Grund, weshalb bei der Festbandausführung eine zusätzliche Steuerschaltung nötig ist (3 Schaltungen gegenüber 2).

Es ist auch möglich, eine Modulationskontrolle bei Festbandschaltungen mit anderen Mitteln zu erreichen als durch Ableiten eines Bezuges für das Steuersignal vom Kompressor- oder Expandereingangs- oder Ausgangssignal. Es können ein oder mehrere Steuersignale vom Ausgang des steuerbaren Elements, d. h. des Dämpfers oder VCA abgeleitet und so begrenzt werden, daß Ergebnisse ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel mit Gegenwirkung gemäß Fig. 21 erzielt werden. Fig. 22 betrifft Ausführungsbeispiele mit einer solchen Begrenzung.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 22 ist der Steuersignalgenerator (Blöcke 276, 278, 280 und 282 in Fig. 17) in zwei Wege unterteilt, von denen einer einen Verstärker 228, ein Filter mit scharfem Abfall wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21 und einen Gleichrichter 218 aufweist, während der andere einen Verstärker 230, einen Begrenzer 232 und einen Gleichrichter 218′ enthält. Die Schwelle des Begrenzers 232, bei dem es sich z. B. um gegensinnig geschaltete Dioden handeln kann, ist so gewählt, daß die Begrenzungswirkung auf verhältnismäßig hohem Pegel beginnt, nämlich etwa auf dem gleichen Pegel, bei dem der Ausgang der Kombinationsstufe 214 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21 prädominierend zu werden beginnt. Die Ausgänge der Gleichrichter 218 und 218′ können kombiniert und an eine Glättungsschaltung 210 angelegt werden, deren Ausgang als Steuersignal am VCA 204 anliegt. Die Gleichrichterausgänge können auch an eine Maximumwählerschaltung angelegt werden oder als solche dienen (z. B. Block 222 in Fig. 21), deren Ausgang am Glättungsnetzwerk 210 anliegt.

Im Betrieb arbeitet das in Fig. 22 gezeigte Ausführungsbeispiel in ähnlicher Weise wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21.

Claims (15)

1. Schaltungsanordnung zur Änderung des Dynamikbereichs eines Eingangssignals, umfassend
eine mit dem Eingangssignal beaufschlagte frequenzselektive Dynamikmodifiziereinrichtung mit einer Reihenschaltung aus
einer frequenzselektiven Einrichtung (20; 252, 254, 256) mit einem Durchlaßfrequenzband und einem Sperrfrequenzband, von denen das Durchlaßfrequenzband das Frequenzband des Eingangssignals bestimmt, innerhalb dessen die Änderung des Dynamikbereichs erfolgt, wobei in das Sperrfrequenzband fallende Signalkomponenten des Eingangssignals im Ausgangssignal der frequenzselektiven Einrichtung abgeschwächt enthalten sind, und
einer Dynamikmodifiziereinrichtung (22; 264, 264′), die die Dynamikänderung von Signalkomponenten innerhalb des Durchlaßfrequenzbandes oder eine Verschiebung der Eckfrequenz des Durchlaßfrequenzbandes nach Maßgabe eines Steuersignals vornimmt,
und eine Steuersignalerzeugungseinrichtung (30, 31, 32; 278, 280, 282) mit einer Gleichrichteranordnung (31; 280) zur Ableitung einer ersten Steuersignalkomponente von dem Ausgangssignal der frequenzselektiven Dynamikmodifiziereinrichtung, das ein Maß der Durchlaßbandsignalkomponenten und der Sperrbandsignalkomponenten ist,
gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung (100; 116-122; 136-140; 198), die mit dem Eingangssignal, dem Ausgangssignal der frequenzselektiven Dynamikmodifiziereinrichtung oder dem Ausgangssignal der Schaltungsanordnung beaufschlagt ist, eine Gleichrichteranordnung (31′; 111; 140; 208′) enthält und eine weitere Steuersignalkomponente erzeugt, die mit der ersten Steuersignalkomponente zur Erzeugung des Steuersignals kombiniert wird, wodurch die Abhängigkeit der Änderung des Dynamikbereichs durch die Dynamikmodifiziereinrichtung von Sperrbandsignalkomponenten hohen Pegels verringert ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuersignalkomponente und jede weitere Steuersignalkomponente durch eine Kombiniereinrichtung (114, 122, 130, 32; 114, 140, 32; 218, 218′, 210) kombiniert werden, welche die größte der Steuersignalkomponenten auswählt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamikmodifiziereinrichtung eine Einrichtung (204) mit veränderbarer Verstärkung oder Dämpfung oder ein variables Filter (22) aufweist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung eine Einrichtung (128; 138; 132) zur nicht-linearen Verarbeitung der Sperrbandsignalkomponenten aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung und die wenigstens eine weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung wenigstens eine Begrenzungseinrichtung (112; 120; 128; 138) und wenigstens eine frequenzselektive Einrichtung (110; 118; 126; 136; 52; 52′) aufweisen, wobei die wenigstens eine Begrenzungseinrichtung bevorzugt auf Sperrbandsignalkomponenten einwirkt, derart, daß der Beitrag von Stoppbandsignalkomponenten hohen Pegels zum Steuersignal verringert wird (Fig. 12, 13 und 14).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung eine erste frequenzselektive Einrichtung (110), die die Signalkomponenten im Durchlaßfrequenzband selektiert, und eine zweite frequenzselektive Einrichtung (52) zum Anheben des Pegels der Signalkomponenten im Durchlaßfrequenzband aufweist, und daß die weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung eine dritte frequenzselektive Einrichtung (126; 136), die Sperrbandsignalkomponenten selektiert, sowie die Begrenzungseinrichtung (128; 138) aufweist (Fig. 12 und 13).

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung eine zweite Begrenzungseinrichtung (112) enthält und eine zweite weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die eine dritte Begrenzungseinrichtung (120) und eine vierte frequenzselektive Einrichtung (118) enthält, wobei die vierte frequenzselektive Einrichtung Signalkomponenten in einem Frequenzband eben unterhalb des Durchlaßfrequenzbandes selektiert (Fig. 12).

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung die frequenzselektive Einrichtung (52′) enthält, die den Pegel von Signalkomponenten im Durchlaßfrequenzband anhebt, und daß die weitere Steuersignaleinrichtung eine Allpaßfrequenzcharakteristik aufweist und die Begrenzungseinrichtung (138) enthält (Fig. 14).

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 für Audio-Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamikmodifiziereinrichtung ein variables Filter (22) enthält, das eine Anhebung oder Absenkung in einem hohen oder niedrigen Frequenzbereich des Signalbandes liefert, und daß das Steuersignal mit zunehmendem Pegel eine Verschiebung der Eckfrequenz des variablen Filters zur Verengung des angehobenen oder abgesenkten Bereichs bewirkt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für Audio- Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamikmodifiziereinrichtung ein variables Filter (22) enthält, das eine Anhebung oder Absenkung in einem hohen oder niedrigen Frequenzbereich des Signalbandes bewirkt, und das Steuersignal mit zunehmendem Pegel eine Verschiebung der Eckfrequenz des variablen Filters zur Verengung des angehobenen oder abgesenkten Bereichs bewirkt, und daß die wenigstens eine weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung (100) die weitere Steuersignalkomponente erzeugt, um der ersten Steuersignalkomponente entgegenzuwirken, wobei die weitere Steuersignalkomponente sich mit dem Pegel des Eingangs- oder Ausgangs-Signals dynamisch ändert, und eine Einrichtung (102) zur Einstellung der Verstärkung der weiteren Steuersignalkomponente aufweist (Fig. 11).

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für Audio- Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamikmodifiziereinrichtung eine Einrichtung (204) mit variabler Verstärkung oder Dämpfung enthält, daß eine erste weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung (198) eine erste weitere Steuersignalkomponente erzeugt und eine Einrichtung (112) zur Einstellung der Verstärkung der ersten weiteren Steuersignalkomponente enthält, daß sich die erste weitere Steuersignalkomponente dynamisch mit dem Pegel des Eingangssignals oder des Ausgangssignals verändert und der ersten Steuersignalkomponente zur Erzeugung einer modifizierten ersten Steuersignalkomponente entgegenwirkt, daß eine zweite weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung (216, 218, 216a′′) vorhanden ist, die eine zweite weitere Steuersignalkomponente erzeugt und wenigstens ein Filter (216) enthält, das Signale im Durchlaßfrequenzband hindurch läßt und eine Filterkennlinie aufweist, die steiler als die der frequenzselektiven Einrichtung (202) ist, und daß eine Einrichtung (222) vorhanden ist, die von der modifizierten ersten Steuersignalkomponente und der zweiten weiteren Steuersignalkomponente die größere als das Steuersignal auswählt (Fig. 21).

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 für Audio-Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamikmodifiziereinrichtung eine Einrichtung (204) mit veränderbarer Verstärkung oder Dämpfung enthält, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung ein Filter (216) zum Durchlaß von Signalen im Durchlaßfrequenzbereich aufweist, das eine Filterkennlinie aufweist, die steiler als die der frequenzselektiven Einrichtung (202) ist, und daß die weitere Steuersignalerzeugungseinrichtung eine Begrenzungseinrichtung (232) aufweist, die bevorzugt für Sperrbandsignale wirkt (Fig. 22).

13. Schaltungsanordnung zur Änderung des Dynamikbereichs eines Eingangssignals, umfassend
eine mit dem Eingangssignal beaufschlagte frequenzselektive Dynamikmodifiziereinrichtung mit einer Reihenschaltung aus
einer frequenzselektiven Einrichtung (20) mit einem Durchlaßfrequenzband und einem Sperrfrequenzband, von denen das Durchlaßfrequenzband das Frequenzband des Eingangssignals bestimmt, innerhalb dessen die Änderung des Dynamikbereichs erfolgt, wobei in das Sperrfrequenzband fallende Signalkomponenten des Eingangssignals im Ausgangssignal der frequenzselektiven Einrichtung abgeschwächt enthalten sind, und
einer Dynamikmodifiziereinrichtung (22), die eine Verschiebung der Eckfrequenz des Durchlaßfrequenzbandes nach Maßgabe eines Steuersignals vornimmt und
eine Steuersignalerzeugungseinrichtung (30-32) mit einer Gleichrichteranordnung (31) zur Ableitung des Steuersignals von dem Ausgangssignal der frequenzselektiven Dynamikmodifiziereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung eine Reihenschaltung aus einer Sperrbandsignalkomponenten-Emphasiseinrichtung (141, 142), eine Begrenzungseinrichtung (144) zur Bestimmung der Maximalamplitude der Sperrbandsignalkomponenten in dem Steuersignal, und eine Sperrbandsignalkomponenten- Deemphasiseinrichtung (146, 148) zur Aufhebung der Wirkung der Sperrbandsignalkomponenten-Emphasiseinrichtung bei Signalpegeln unterhalb des Schwellenwertes der Begrenzungseinrichtung aufweist, wodurch die Abhängigkeit der Änderung des Dynamikbereichs durch die Dynamikmodifiziereinrichtung von Sperrbandsignalkomponenten hohen Pegels verringert ist (Fig. 15).

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Zwei-Weg-Schaltung mit einer bilinearen oder einer unilinearen Kennlinie handelt, mit einem Hauptweg und einem die frequenzselektive Dynamikmodifiziereinrichtung (20, 22, 26) und die Steuersignalerzeugungseinrichtung enthaltenden weiteren Weg, wobei der weitere Weg eine Begrenzungseigenschaft mit einem Begrenzungsschwellenwert aufweist derart, daß im oberen Teil des Eingangsdynamikbereiches der Ausgangssignalpegel des weiteren Weges kleiner als der des Ausgangssignalpegels des Hauptweges ist, und wobei der weitere Weg einen weiteren Schwellenwert bei Eingangspegeln oberhalb des Begrenzungsschwellenwertes aufweist und die Verstärkung des weiteren Weges bei Eingangssignalpegeln oberhalb des Werts des weiteren Schwellenwertes im wesentlichen konstant bleibt, so daß der weitere Weg eine bilineare Charakteristik hat (Fig. 11 bis 15).

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des weiteren Weges in den oberen 20 dB des Dynamikbereichs derart gewählt ist, daß der Ausgangspegel des weiteren Weges etwa 15 dB unter dem des Hauptwegs ist.