DE3910473A1 - Digitale rauschunterdrueckungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine digitale Rausch­ unterdrückungsschaltung für einen Videorekorder. Sie betrifft insbesondere eine für eine digitale Rauschunterdrückungsschal­ tung geeignete Teilerschaltung.

In Videorekordern werden Rauschunterdrückungsschaltungen zur Aufzeichnung von Audiosignalen verwendet. Die Audiosignale werden nach einer Frequenzmodulation auf einer Tonspur des Videobandes aufgezeichnet. Dabei dient diese Rauschunter­ drückungsschaltung zur Expandierung des Dynamikbereichs der mit Frequenzmodulation aufgezeichneten Signale. Der Dyna­ mikbereich der aufgezeichneten Audiosignale läßt sich bei­ spielsweise auf den für eine hochwertige Tonwiedergabe geeig­ neten Wert von 90 dB expandieren.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer typischen Rauschunter­ drückungsschaltung für einen Videorekorder. Die Schaltung besitzt einen Eingang 11 zur Aufnahme eines Audio-Eingangs­ signals, das auf einem Videoband aufgezeichnet werden soll. Das Audio-Eingangssignal wird einer Teilerschaltung 12 zuge­ führt. Diese dividiert das Audio-Eingangssignal in der weiter unten beschriebenen Weise durch ein Rückkopplungssignal. Das durch die Teilerschaltung 12 gewonnene dividierte Signal wird über eine Deemphasisschaltung 13 einem Ausgang 14 zugeführt. Das Ausgangssignal der Deemphasisschaltung 13 wird über eine Warteschaltung 15 und eine Detektorschaltung 16 als Rückkopp­ lungssignal zu der Teilerschaltung 12 rückgekoppelt.

Die Rauschunterdrückungsschaltung komprimiert das Audio-Ein­ gangssignal auf den halben Pegelwert (in Dezibel (dB)), wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, in der die Pegelkompressions­ kennlinie der Rauschunterdrückungsschaltung gezeigt ist. Man erkennt, daß der Eingangspegel des Audio-Eingangssignals exponentiell komprimiert wird. Beispielsweise wird ein Audio- Eingangssignalpegel von -6 dB auf einen Ausgangspegel von -3 dB komprimiert.

Typische Rauschunterdrückungsschaltungen, wie die in Fig. 1 dargestellte Schaltung, sind als analoge Schaltungen aufge­ baut. In neuerer Zeit ist man jedoch dazu übergegangen, Rauschunterdrückungsschaltungen als digitale Schaltungen auszubilden. In einer herkömmlichen digitalen Rauschunter­ drückungsschaltung können die Deemphasisschaltung 13 die Warteschaltung 15 und die Detektorschaltung 16 von Fig. 1 aus konventionellen IIR-Filtern (Infinite Impulse Response) bestehen. Auch die Teilerschaltung 12 von Fig. 1 wurde, wie in Fig. 3 dargestellt, als digitale Schaltung konstruiert. Die in Fig. 3 dargestellte digitale Teilerschaltung besitzt einen ersten und einen zweiten Anschluß 17 bzw. 19, dem ein digita­ ler Divisors Na bzw.ein digitaler Dividend Nb zugeführt werden. Der Divisor Na und der Dividend Nb stammen von dem Eingang 11 bzw. aus der Detektorschaltung 11 von Fig. 1. Der Dividend Nb wird einem Multiplizierer 20 zugeführt. Der Divi­ sor Na wird dem Multiplizierer 20 über ein ROM (Nurlesespei­ cher) 18 zugeführt. Das ROM 18 ändert den Divisor Na in einen auf den Kehrwert des Divisors bezogenen Datenwert Nc, d. h. der Divisor Na wird dem ROM 18 als Adresse zugeführt, und das ROM 18 gibt vorgeschriebene reziproke Daten aus, die dem als Adresse zugeführten Divisor Na entsprechen.

Die in dem ROM 18 gespeicherten Daten werden in den doppelten Wert der realen Kehrwerte der Divisoren multipliziert. Das ROM 18 gibt also in Abhängigkeit von den Adressendaten, d. h. von dem ersten Eingang 17 zugeführten Divisor Na, die vorge­ schriebenen reziproken Daten Nc, multipliziert mit zwei, aus. Diese multiplizierten reziproken Daten Nc werden im folgenden als modifizierter Kehrwert bezeichnet. Der modifizierte Kehr­ wert Mc entspricht direkt dem von dem ersten Eingang 17 zuge­ führten Divisor Na.

Der von dem ROM 18 ausgegebene modifizierte Kehrwert Nc wird dem Multiplizierer 20 zugeführt und in diesem mit den von dem zweiten Eingang 19 zugeführten Dividenden Nb multipliziert. Das mit Nd bezeichnete Ergebnis der Multiplikation des Divi­ denden Nb mit dem modifizierten Kehrwert Nc wird einer Schie­ beschaltung 21 zugeführt. Diese verschiebt das vom Ausgang des Multiplizierers 20 kommende Multiplikationsergebnis Nd um einen vorbestimmten Betrag, d. h. sie multipliziert das Multi­ plikationsergebnis Nd mit einem vorgeschriebenen festen Betrag.

Es sei angenommen, daß der Dividend Nb und der Divisor Na Digitalsignale mit 16 bits bzw. 8 bits sind. Der Divisor, d. h. die Adresse Na des ROM 18 und der dieser Adresse Na entsprechende modifizierte Kehrwert Nc werden als Binärdaten von 0 bis 255 dargestellt. Falls die Adresse den Wert 128 hat, liefert das ROM 18 den Wert 2 in binärer Form als modifizier­ ten Kehrwert Nc der Adresse Na, d. h. der Zahl 128.

Der reale Kehrwert der Binärdaten 128 beträgt 1/128. Dieser reale Kehrwert 1/128 läßt sich folgendermaßen gewinnen. Der modifizierte Kehrwert Nc mit dem Binärwert 2 wird dem Multi­ plizierer 20 zugeführt. Dieser multipliziert den von dem zweiten Eingang 19 zugeführten Dividenden Nb mit dem modifi­ zierten Kehrwert Nc, d. h. dem Binärwert 2. Der Dividend Nb wird in ein Multiplikationsergebnis Nd umgewandelt, d. h. in die Binärdaten Nb × 2. Das Multiplikationsergebnis Nd wird der Schiebeschaltung 21 zugeführt. Diese verschiebt das Multi­ plikationsergebnis Nd um einen vorbestimmten Betrag, d. h. sie bewirkt eine weitere Multiplikation des Multiplikationsergeb­ nisses Nd mit einem vorbestimmten Betrag.

Der Betrag der von der Schiebeschaltung 21 durchgeführten Ver­ schiebung wird nun auf 1/256 festgesetzt. Damit multipliziert die Schiebeschaltung 21 das Multiplikationsergebnis Nd mit dem Verschiebungsbetrag 1/256. Als Ergebnis liefert die Schiebe­ schaltung 21 einen Divisionswert Nd folgender Größe:

Ne = Nb × 2 × 1/256 Nb = Nb × 2/256 = Nb × 1/128

Der Divisionswert Ne wird über den Ausgang 22 der Teilerschal­ tung von Fig. 1 der Deemphasisschaltung 13 von Fig. 2 zuge­ führt. Er entspricht dem Quotienten zwischen dem Dividenden Nb und dem Divisor Na mit dem Binärwert 128.

Der Dividend Nb und der Divisor Na sind, wie oben erwähnt, Binärdaten mit 16 Bits bzw. 8 Bits. Somit wird das Multiplika­ tionsergebnis Nd, das durch die aus dem Multiplizierer 20 und der Schiebeschaltung 21 bestehende Reihenschaltung gewonnen wird, in 10-Bit-Binärdaten umgewandelt.

Fig. 4 zeigt die Umwandlungskennlinie des ROM 18 zur Ausgabe des modifizierten Kehrwerts Nc. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, werden die Divisoren Na der Größe 255, 128, 64, 32, . . . in die entsprechenden modifizierten Kehrwerte Nc, d. h. die Werte 1, 2, 4, 8, . . . umgewandelt. Diese werden dem Multiplizierer 20 zugeführt. Man erhält dann am Ausgang 22 die Quotienten, d. h. die Multiplikationsergebnisse Nd als Nb × 1/255, Nb × 1/128, Nb × 1/64, Nb × 1/32, . . .

Die herkömmliche Teilerschaltung für Rauschunterdrückungs­ schaltungen hat den Nachteil, daß das ROM 18 bei der Umwand­ lung des Divisors Na in den modifizierten Kehrwert Nc variable Auflösung besitzt. Beispielsweise ändert sich der modifizierte Kehrwert Nc im Bereich zwischen 255 und 128, wenn der Divisor Na sich im Bereich zwischen 1 und 2 ändert. Bei einer Änderung des Divisors im Bereich zwischen 1 und 2 besitzt das ROM 18 die vergleichsweise hohe Auflösung 128 (255 → 128) für den modifizierten Kehrwert Nc. Die Auflösung des ROM 18 nimmt im Bereich einer Änderung des Divisors zwischen 2 und 4 auf 64 ab (128 → 64). Somit nimmt die Auflösung des ROM 18 abrupt in der Reihenfolge 32, 16, 8, 4, 2, 1 ab, wenn der Divisor Na in der Reihenfolge 8, 16, 32, 64, 128, 256 anwächst.

Die Umwandlungskennlinie des ROM 18 beeinflußt die Kompres­ sionskennlinie der digitalen Rauschunterdrückungsschaltung. Wenn man davon ausgeht, daß die Filter, die die Deemphasis­ schaltung 13, die Warteschaltung 15 und die Detektorschaltung 16 von Fig. 1 bilden, üblicherweise den Verstärkungsgrad "1" haben, besitzt die digitale Rauschunterdrückungsschaltung die in Fig. 5 dargestellte Kompressionskennlinie. Man erkennt hier, daß die Auflösung der digitalen Rauschunterdrückungs­ schaltung bei wachsendem Pegel des digitalen Eingangssignals abrupt abnimmt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine digi­ tale Rauschunterdrückungsschaltung zur Verfügung zu stellen, die für alle Werte des zu komprimierenden Eingangssignals eine stabile Kompressionskennlinie mit hoher Auflösung besitzt.

Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Teilerschaltung zu schaffen, die sich für eine digitale Rauschunterdrückungs­ schaltung eignet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 1 bzw. aus Anspruch 6.

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, einer typischen Rauschunter­ drückungsschaltung für Videorekorder,

Fig. 2 zeigt eine Kennlinie der Pegelkompression der Rausch­ unterdrückungsschaltung von Fig. 1,

Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild Einzelheiten einer her­ kömmlichen Teilerschaltung, die in der Rauschunter­ drückungsschaltung von Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 4 zeigt eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen den Adressen und dem Speicherinhalt des ROM 18 von Fig. 3 wiedergibt,

Fig. 5 zeigt eine Kennlinie der Datenkompression der Rausch­ unterdrückungsschaltung von Fig. 1,

Fig. 6 zeigt in einem Blockschaltbild Einzelheiten einer Tei­ lerschaltung gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 7 zeigt eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen den Adressen und dem Speicherinhalt des ROM 30 von Fig. 6 wiedergibt,

Fig. 8 zeigt die Kennlinie der Datenkompression in der Rausch­ unterdrückungsschaltung gemäß der Erfindung.

Im folgenden sei die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 6, 7 und 8 näher erläutert. In diesen dienen die in Fig. 1 bis 5 (Stand der Technik) verwendeten Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher oder gleichwirkender Elemente.

Die digitale Rauschunterdrückungsschaltung gemäß der Erfindung hat mit Ausnahme der Teilerschaltung 12 dieselbe Konfiguration wie die Schaltung von Fig. 1. Deshalb kann ihre Erläuterung in der folgenden Beschreibung unterbleiben.

Anhand von Fig. 6 sei ein Ausführungsbeispiel der für die digitale Rauschunterdrückungsschaltung gemäß vorliegender Erfindung geeigneten Teilerschaltung näher erläutert. Es sei angenommen, daß diese Teilerschaltung dazu dient, einen Divi­ denden Nb mit 16 Bits durch einen Divisor Na mit 8 Bits zu teilen, so daß man einen Quotienten Ne mit 9 Bits erhält.

Die in Fig. 6 dargestellte Schaltung besitzt zwei Eingänge 28 bzw. 23, denen der Divisor Na bzw. der Dividend Nb zugeführt werden. Der Divisor Na und der Dividend Nb kommen von dem Eingang 11 bzw. von der Detektorschaltung 16 in Fig. 1. Der Dividend Nb wird einem Multiplizierer 24 zugeführt.

Der Divisor Na wird einem ROM 30 als Adresse zugeführt. Der Divisor Na wird in den Erläuterungen, die sich auf das ROM 30 beziehen, als Adresse bezeichnet. In dem ROM 30 ist eine Viel­ zahl von Daten Nf gespeichert, die auf den Kehrwert der Adres­ se Na bezogen sind. Dies wird weiter unten näher erläutert. Die der Adresse Na entsprechenden, auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf werden aus dem ROM 30 ausgelesen. Sie sind ebenfalls 8-Bit-Daten, da die Adressen Na, wie oben erwähnt, 8-Bit-Daten sind. Die von dem ROM 30 ausgegebenen 8-Bit-Kehrwerte werden einem Addierer 31 zugeführt.

Der Addierer 31 addiert zu den Kehrwertdaten Nf einen Festwert Ng von beispielsweise 256. Die Festwertdaten Ng der Größe 256 werden über einen dritten Eingang 32 von einer (nicht darge­ stellten) Festdatenquelle zugeführt. Die in dem Addierer 31 durchgeführte Operation zur Addition der Festwertdaten Nf der Größe 256 zu den Kehrwertdaten Nf ist einer Datenumwandlung äquivalent, bei der die Kehrwertdaten Nf um ein Bit vergrößert werden. Man erhält so einen weiteren auf den Kehrwert bezoge­ nen Datenwert mit 9 Bit. Die Daten Nh haben als höchstwertiges Bit (MSB) das Bit mit dem Wert 1. Die Daten Nh werden im fol­ genden als modifizierter Kehrwert bezeichnet. Dieser modifi­ zierte Kehrwert Nh wird dem Multiplizierer 24 zugeführt.

Die Inhalte des ROM 30, d. h. die in dem ROM gespeicherten auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf, sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Diese Tabelle zeigt die auf den Kehrwert bezo­ genen Daten Nf in Relation zu den Adressen Na und den realen Kehrwerten der Adressen Na. Außerdem zeigt die Tabelle Daten, die mit Hilfe einer mit dem Multiplizierer 24 verbundenen Schiebeschaltung 33 gewonnen werden. Dies wird weiter unten näher erläutert.

Die in dem ROM 30 gespeicherten, auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf sind in bezug auf die Adressen Na folgendermaßen definiert. Die Beziehung zwischen den Adressen Na und den auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf seien durch ein Beispiel erläutert.

Falls Eingangsdaten mit einem Pegel von -6 dB dem zweiten Eingang 23 als Dividend Nb zugeführt werden, wird der Pegel -6 dB von der Rauschunterdrückungsschaltung auf die Hälfte, d. h. auf einen Pegel von -3 dB komprimiert. Der Pegel -6 dB entspricht als 16-Bit-Ausdruck dem Datenwert 16384. Der Aus­ gangspegel -3 dB entspricht als 9-Bit-Ausdruck dem Datenwert 180. Der Ausgangsdatenwert von 180 wird, so wie er ist, zu dem ersten Eingang 28 rückgekoppelt, da die Deemphasisschaltung 13, die Warteschaltung 15 und die Detektorschaltung 16 der Rauschunterdrückungsschaltung, wie oben beschrieben, den Ver­ stärkungsgrad "0 dB" haben. D. h. die Rückkopplungsdaten mit dem Wert 180 werden über den ersten Eingang 28 als Adresse Na rückge­ koppelt.

In Abhängigkeit von der Adresse Na mit dem Wert 180 erhält man den Kehrwert 1/180. Zu diesem Kehrwert 1/180 werden Festwert­ daten der Größe 255 addiert, um den Kehrwert in 8-Bit-Daten umzuwandeln. Zur Datenexpansion wird ein vorgeschriebener Ex­ pansionsdatenwert, z. B. der Wert 256, mit den 8-Bit-Kehrwert­ daten multipliziert. Außerdem werden Festwertdaten der Größe 256 von den expandierten Daten subtrahiert, um die expandier­ ten Daten zu 8-Bit-Daten zu komprimieren. Damit ist der der Adresse Na entsprechende auf den Kehrwert bezogene Datenwert Nf definiert.

Diese Definition der auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf ist durch folgende Gleichung gegeben:

1/180 × 255 × 256 - 256 ≈ 107.

Damit erhält man als Reaktion auf die Adresse 180 den auf den Kehrwert bezogenen Datenwert Nf zu 107. Dieser Datenwert 107 ist an dem der Adresse 180 entsprechenden Speicherplatz des ROM 30 gespeichert.

Der 8-Bit-Adressenwert Na liegt im Bereich von 255 bis 0. Dieser Adressenbereich ist, wie in der Tabelle gezeigt, in acht Abschnitte unterteilt. Die Expansionsdaten unterscheiden sich durch die acht Adressenabschnitte der Adressen Na. Die Expansionsdaten sind ebenfalls in der Tabelle dargestellt. Beispielsweise haben die Expansionsdaten für den Adressen­ abschnitt 255 -128 den Wert 256.

Die Beziehung zwischen der Adresse Na und dem entsprechenden Speicherinhalt des ROM, d. h. die auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf, die in dem ROM 30 gespeichert sind, sind ebenfalls in Fig. 7 dargestellt. Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, hat der Inhalt des ROM für jeden Adressenabschnitt der Adresse Na denselben Datenbereich von 0 bis 255. Beispielsweise ist der Datenbereich des ROM-Inhalts, der dem Adressenabschnitt 255 - 128 der Adresse Na entspricht über denselben Bereich 0 - 255 breit gespreizt. In der herkömmlichen Teilerschaltung ist der dem Wertebereich 255 - 128 der Adresse Na entspre­ chende Datenbereich der ROM-Speicherwerte hingegen, wie oben beschrieben, auf den engen Bereich von 1 - 2 begrenzt.

Die auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf der Größe 107 werden in Abhängigkeit von der Adresse Na mit dem Wert 180 aus dem ROM 30 ausgelesen. Die auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf mit dem Wert 107 werden dem Addierer 31 zugeführt. Dieser addiert den Festwert Ng = Größe 256 zu den auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf = 107 nach folgender Gleichung:

107 + 256 = 363.

Man erhält den Datenwert 363 als die 9-Bit-Daten Nh. Sie werden dem Multiplizierer 24 zugeführt. Dieser führt folgende Berechnung für den Dividenden Nb mit dem Wert 16384 und die 9-bit-Daten Nh mit dem Wert 363 aus:

16384 × 363 = 5947392.

Das Multiplikationsergebnis Ni mit dem Wert 5947392 wird der Schiebeschaltung 33 zugeführt.

Die Schiebeschaltung 33 komprimiert das Multiplikationsergebnis Ni, um die bei der Definition der auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf durchgeführte Datenexpansion zu kompensieren. Die Schiebeschaltung 33 enthält eine Konstantwert-Schiebeschaltung 25, ferner eine mehrstufige Schiebeschaltung 26 sowie einen Wähler 27. Die Konstantwert-Schiebeschaltung 25 verschiebt das Multiplikationsergebnis Ni um einen vorbestimmten Betrag, der z. B. dem Wert 1/128 entspricht. Diese Datenverschiebung ist einer Multiplikation äquivalent. Somit führt die Konstantwert- Schiebeschaltung 25 folgende Berechnung durch:

5947392 × 1/128 = 46464.

Die um den Konstantwert verschobenen Daten Nj werden der mehr­ stufigen Schiebeschaltung 26 zugeführt.

Diese enthält acht Schiebeeinheiten 26 a bis 26 h, die in dieser Reihenfolge in Serie geschaltet sind. Jede von ihnen hat einen Schiebe-Datenwert von 1/2 oder 2^-1. Somit verschiebt jede der Schiebeeinheiten 26 a bis 26 h die jeweiligen Eingangsdaten um 2^-1, d. h. jede der Schiebeeinheiten 26 a bis 26 h multipliziert ihre Eingangsdaten mit 2^-1.

Die Ausgänge der Schiebeeinheiten 26 a bis 26 h sind parallel mit dem ersten bis achten Eingang des Wählers 29 verbunden. So liefert beispielsweise die Schiebeeinheit 26 a der ersten Stufe einen ersten verschobenen Datenwert Nk-1 zu dem ersten Eingang des Wählers 27. Der erste verschobene Datenwert Nk-1 ist durch folgenden Ausdruck gegeben:

Nk-1 = Nj × 2^-1 = 1/2 × Nj.

Die Schiebeeinheit 26 b der zweiten Stufe liefert einen zweiten verschobenen Datenwert Nk-2 an den zweiten Eingang des Wählers 27. Dieser zweite verschobene Datenwert Nk-2 ist durch folgenden Ausdruck gegeben:

Nk-2 = Nj × 2^-2 = 1/4 × Nj.

Für die verschobenen Datenwerte Nk-3 bis Nk-8 gilt entspre­ chend

Nk-3 = Nj × 2^-3 = 1/8 × Nj
Nk-4 = Nj × 2^-4 = 1/16 × Nj
Nk-5 = Nj × 2^-5 = 1/32 × Nj
Nk-6 = Nj × 2^-6 = 1/64 × Nj
Nk-7 = Nj × 2^-7 = 1/128 × Nj
Nk-8 = Nj × 2^-8 = 1/256 × Nj

Der Wähler 27 besitzt einen Steuereingang, der mit dem ersten Eingang 28 der Teilerschaltung verbunden ist, an dem der Divi­ sor Na anliegt. Dadurch wählt der Wähler 27 in Abhängigkeit von dem Pegelbereich des Divisors Na einen der verschobenen Datenwerte Nk-1 bis Nk-8 aus. Die ausgewählten Daten liegen an dem Ausgang 29 der Teilerschaltung. Wenn der Divisor Na d. h. die Adresse Na, im Bereich von 255 - 128 liegt, erhält man am Ausgang 29 den achten Schiebedatenwert Nk-8. Die von dem ROM 30 ausgegebenen, auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf werden um 256 expandiert, wenn die Adresse Na in dem Adressenbereich 255 - 128 liegt. Unter dieser Bedingung wird der konstante Schiebedatenwert Nj mit 1/256 multipliziert, wie dies oben beschrieben wurde. D. h. die mit der Expansionsrate 256 expan­ dierten Daten werden mit der Kompressionsrate 1/256 kompri­ miert. Daten, die mit anderen Expansionsraten expandiert wurden, werden entsprechend mit anderen Kompressionsraten komprimiert. Auf diese Weise wird die Datenexpansion der in dem ROM 30 gespeicherten, auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf mit Hilfe der Schiebeschaltung 33 kompensiert.

Es sei noch einmal auf Eingangsdaten mit dem Pegel -6 dB Bezug genommen. In diesem Fall werden die achten Schiebedaten Nk-8 der mehrstufigen Schiebeschaltung 26, d. h. die Ausgangsdaten der Schiebeeinheit 26 h der achten Stufe, ausgewählt. Diese entsprechen, wie oben beschrieben, der Kompressionsrate 1/256. Die konstanten Schiebedaten Nj mit dem Wert 46464, die den Eingangsdaten mit dem Pegel -6 dB entsprechen, werden also mit der Kompressionsrate 1/256 komprimiert. Die Datenkompression ist durch folgende Gleichung gegeben:

46464 × 1/256 = 181,5 ≈ 181.

Der komprimierte Datenwert 181 wird am Ausgang 29 als der von der Teilerschaltung berechnete Quotient Nd ausgegeben. Dieser Quotient Nd mit dem Wert 181 ist dem Pegel -3 dB äquivalent, der von der digitalen Rauschunterdrückungsschaltung kompri­ miert werden soll.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Rauschunter­ drückungsschaltung speichert das ROM 30 in jedem Adressen­ abschnitt die gleichen auf den Kehrwert bezogenen Daten. Die Expansionsraten sind für jeden Adressenabschnitt unterschied­ lich. Somit ist die Auflösung des ROM 30 bei der Umwandlung des Divisors Na in die auf den Kehrwert bezogenen Daten Nf selbst dann sehr groß, wenn das Eingangssignal Na einen sehr niedrigen Pegel hat. Andererseits enthält die Teilerschaltung die Schiebeschaltung 33 mit unterschiedlichen Kompressions­ raten. Dadurch wird bei dem von der Teilerschaltung erzeugten Quotienten die Datenexpansion in den auf den Kehrwert bezogenen Daten Na mit Hilfe der Schiebeschaltung 33 kompensiert.

Die Datenkompressions-Kennlinie der digitalen Rauschunter­ drückungsschaltung mit der erfindungsgemäßen Teilerschaltung ist in Fig. 8a dargestellt. Ein Teil der Datenkompressions- Kennlinie von Fig. 8a ist in Fig. 8b vergrößert dargestellt. Wie aus Fig. 8a und 8b hervorgeht, besitzt die Rauschunter­ drückungsschaltung gemäß der Erfindung für jeden Pegel des Eingangssignals eine Auslösung von 1/256, was einer Pegelauf­ lösung von 0,03 dB entspricht.

Tabelle

Claims (10)

1. Digitale Rauschunterdrückungsschaltung zur Verringerung des Rauschens eines Audiosignals durch Verarbeitung digitaler Audiodaten, die dem Audiosignal entsprechen,
mit einer Teilerschaltungsanordnung (12) zum Teilen der digitalen Audiodaten durch einen Divisor,
mit einer mit der Teilerschaltungsanordnung (12) verbun­ denen Deemphasiseinrichtung (13) zur Kompensation der Fre­ quenzcharakteristik der von der Teilerschaltungsanordnung (12) gelieferten digitalen Quotientendaten,
mit einer zwischen der Deemphasiseinrichtung (13) und der Teilerschaltungsanordnung (12) angeordneten Rückkopplungs­ einrichtung (15, 16) zur Rückkopplung des von frequenzkompen­ sierten digitalen Ausgangsdaten abhängigen Divisors von der Deemphasiseinrichtung (13) zu der Teilerschaltungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerschaltungsanordnung (12) folgende Teile aufweist:
einen Eingang (28) zur Aufnahme des Divisors,
eine Speichereinrichtung (30), die bei Ansteuerung durch den Divisor selektiv eine Mehrzahl von in ihr gespeicherten, auf den Kehrwert bezogenen Daten ausgibt, die den Kehrwerten der Divisorwerte zu verschiedenen Expansionsraten entsprechen, wobei jede Expansionsrate durch eine Relation zwischen einem anderen spezifischen Bereich des Divisors so definiert ist, daß die auf den Kehrwert bezogenen Daten, die den einzelnen spezifischen Bereichen des Divisors entsprechen, denselben expandierten Bereich haben,
eine Multipliziereinrichtung (24) zum Multiplizieren der digitalen Audiodaten mit den von der Speichereinrichtung (30) ausgegebenen auf den Kehrwert bezogenen Daten,
und eine mehrstufige Schiebeeinrichtung (26), die bei Ansteuerung durch den Divisor selektiv die Produkt-Ausgangs­ daten der Multipliziereinrichtung (24) mit verschiedenen Kompressionsraten komprimiert, wobei jede Kompressionsrate in Entsprechung zu den Expansionsraten der Speichereinrichtung (30) so definiert ist, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) digitale Quotientendaten erzeugt, die einen Pegel haben, bei dem die in der Speichereinrichtung (30) ausgewählte Expansionsrate durch die in der mehrstufigen Schiebeeinrich­ tung (26) ausgewählten Kompressionsrate kompensiert ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Speichereinrichtung (30) gespeicherten verschiedenen Expansionsraten sich invers zu den Kehrwertbereichen ändern.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (30) ein ROM enthält.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) eine Mehrzahl von Schiebe­ ausgängen aufweist sowie einen Wähler (27) zur Auswahl eines der Schiebeausgänge in Abhängigkeit von dem Divisor.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) eine Mehrzahl von in Reihe zueinander angeordneten Schiebeanordnungen (26 a bis 26 h) aufweist, und daß die Ausgänge der Schiebeanordnungen (26 a bis 26 h) mit dem Wähler (27) verbunden sind.

6. Teilerschaltung zum Teilen eines Dividenden durch einen Divisor, gekennzeichnet durch
einen Eingang (28) zur Aufnahme des Divisors,
eine Speichereinrichtung (30), die bei Ansteuerung durch den Divisor selektiv eine Mehrzahl von in ihr gespeicherten, auf den Kehrwert bezogenen Daten ausgibt, die den Kehrwerten der Divisorwerte zu verschiedenen Expansionsraten entsprechen, wobei jede Expansionsrate durch eine Relation zwischen einem anderen spezifischen Bereich des Divisors so definiert ist, daß die auf den Kehrwert bezogenen Daten, die den einzelnen spezifischen Bereichen des Divisors entsprechen, denselben expandierten Bereich haben,
eine Multipliziereinrichtung (24) zum Multiplizieren der digitalen Audiodaten mit den von der Speichereinrichtung (30) ausgegebenen auf den Kehrwert bezogenen Daten,
und eine mehrstufige Schiebeeinrichtung (26), die bei Ansteuerung durch den Divisor selektiv die Produkt-Ausgangs­ daten der Multipliziereinrichtung (24) mit verschiedenen Kompressionsraten komprimiert, wobei jede Kompressionsrate in Entsprechung zu den Expansionsraten der Speichereinrichtung (30) so definiert ist, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) digitale Quotientendaten erzeugt, die einen Pegel haben, bei dem die in der Speichereinrichtung (30) ausgewählte Expansionsrate durch die in der mehrstufigen Schiebeeinrich­ tung (26) ausgewählten Kompressionsrate kompensiert ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Speichereinrichtung (30) gespeicherten verschiedenen Expansionsraten sich invers zu den Kehrwertbereichen ändern.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (30) ein ROM enthält.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) eine Mehrzahl von Schiebe­ ausgängen aufweist sowie einen Wähler (27) zur Auswahl eines der Schiebeausgänge in Abhängigkeit von dem Divisor.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige Schiebeeinrichtung (26) eine Mehrzahl von in Reihe zueinander angeordneten Schiebeanordnungen (26 a bis (26 h) auf­ weist, und daß die Ausgänge der Schiebeanordnungen (26 a bis (26 h) mit dem Wähler (27) verbunden sind.