CH656270A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MODIFYING THE DYNAMIC RANGE. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung ganzen Dynamikbereich hinweg; The invention relates to a circuit arrangement across the entire dynamic range;
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. (b) Schaltungsanordnungen mit einer Charakteristik, die according to the preamble of claim 1. (b) circuit arrangements with a characteristic that
Kompressoren und komplementäre Expander werden zwei oder mehr Teile hat, von denen nur einer lienar ist («unihäufig gemeinsam benutzt (ein Kompandersystem), um eine linear»). Compressors and complementary expanders are made up of two or more parts, only one of which is lienary ("used frequently (a compander system) to create a linear system").
Geräuschminderung zu erzielen; das Signal wird vor der 60 Achieve noise reduction; the signal will be before 60
Übertragung oder Aufzeichnung komprimiert und nach dem Eine Schaltungsanordnung mit bilinearer Charakteristik Transmission or recording compressed and according to the A circuit arrangement with bilinear characteristics
Empfang oder der Wiedergabe aus dem Übertragungskanal hat besondere Vorteile und ist weit verbreitet. Die Schwelle expandiert. Es können jedoch auch Kompressoren allein kann oberhalb des Eingangsrauschpegels oder des Rauschpe- Reception or playback from the transmission channel has special advantages and is widespread. The threshold is expanding. However, compressors can also be used alone above the input noise level or the noise level.
benutzt werden, um den Dynamikbereich zu verkleinern, z.B. gels des Übertragungskanals festgesetzt werden, um die um ihn an die Kapazität eines Übertragungskanals anzu- es Wahrscheinlichkeit einer Steuerung der Schaltung durch passen, ohne dass anschliessend eine Expansion vorge- Rauschen auszuschliessen. Aufgrund des Hochpegelteils mit nommen wird, wenn das komprimierte Signal für den im wesentlichen konstanter Verstärkung wird eine nichtli- used to reduce the dynamic range, e.g. The transmission channel must be set in order to match the likelihood of control of the circuit by adapting it to the capacity of a transmission channel without subsequently excluding an expansion of pre-noise. Due to the high level part is taken along when the compressed signal for the substantially constant gain is a non-linear
gewünschten Zweck angemessen ist. Ausserdem werden neare Behandlung von Hochpegelsignalen vermieden, die desired purpose is appropriate. In addition, linear treatment of high-level signals are avoided
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sonst Verzerrungen bringen würde. Im Fall eines Audiosignals, für das die Schaltung syllabisch sein muss, bietet der Hochpegelteil ausserdem einen Bereich, innerhalb dessen die Überschwingungen behandelt werden können, die bei einer syllabischen Schaltung auftreten, wenn der Signalpegel abrupt steigt. Die Überschwingungen werden durch Clipperdioden oder ähnliche Einrichtungen unterdrückt. Diese Kombination von Vorteilen ist nur mit bilinearen Charakteristiken erzielbar. otherwise would cause distortion. In the case of an audio signal for which the circuit must be syllabic, the high level portion also provides a range within which to handle the overshoots that occur with a syllabic circuit when the signal level increases abruptly. The overshoots are suppressed by clipper diodes or similar devices. This combination of advantages can only be achieved with bilinear characteristics.
Bekannte Schaltungen mit einer einzigen Stufe mit bilinearer Charakteristik, wie sie heutzutage in Audioerzeugnissen für Heimgebrauch verwendet werden, ermöglichen 10 dB Kompression und Expansion, was für viele Zwecke angemessen ist. Allerdings verbleibt für einige Hörer dabei noch ein gewisses Rauschen, und um die bestmögliche Wiedergabetreue zu erzielen ist eine stärkere Kompression und Expansion wünschenswert, beispielsweise 20 dB. Es wird auch schon eine neue Schaltung in Audioprodukten für den Heimgebrauch verwendet, die in den belgischen Patentschriften 889 428,889 427,889 426, in «Audio», Mai 1981, S. 20-26 und in einer Veröffentlichung J-6 und einem Vorabdruck beschrieben ist, der beim Kongress der Audio Engineering Society in New York im November 1981 vorgelegt wurde. Known single-stage, bilinear-level circuits, such as those used in home audio products today, allow 10 dB of compression and expansion, which is appropriate for many purposes. However, some noise remains for some listeners, and more compression and expansion, for example 20 dB, is desirable in order to achieve the best possible fidelity. A new circuit is already being used in home audio products, which is described in Belgian patents 889 428,889 427,889 426, in "Audio", May 1981, pp. 20-26 and in a publication J-6 and a preprint. presented at the Audio Engineering Society Congress in New York in November 1981.
Vor den oben erwähnten Schaltungen waren Schaltungen bekannt und im Handel erhältlich, die eine Kompression oder Expansion von 20 dB und sogar noch mehr ermöglichten; aber das waren meistens logarithmische Schaltungsanordnungen mit konstanter Neigung, bei denen im gesamten Dynamikbereich oder nahezu im gesamten Dynamikbereich die Verstärkung sich ständig ändert. Solche Schaltungen leiden bei sehr niedrigen und sehr hohen Signalpegeln stärker unter Verzerrungs- und Signalgleichlaufproblemen als die bilinearen Schaltungen, bei denen die Änderung der Verstärkung auf einen Zwischenbereich der Charakteristik beschränkt ist, und Überschwingungsprobleme treten stärker auf als bei Anordnungen mit bilinearer Charakteristik. Bei bekannten Kompandern mit konstanter Neigung liegen die Kompressionsverhältnisse im Bereich von 1,5:1,2:1 und 3:1, wobei 2:1 das üblichste Verhältnis ist. Before the circuits mentioned above, circuits were known and commercially available which enabled compression or expansion of 20 dB and even more; but these were mostly logarithmic circuit arrangements with constant inclination, in which the gain changes continuously in the entire dynamic range or almost in the entire dynamic range. Such circuits suffer more from distortion and signal tracking problems at very low and very high signal levels than the bilinear circuits, in which the change in gain is limited to an intermediate range of characteristics, and overshoot problems occur more than with arrangements with bilinear characteristics. In known companders with constant inclination, the compression ratios are in the range from 1.5: 1.2: 1 and 3: 1, with 2: 1 being the most common ratio.
Hinsichtlich der Staffelung bilinearer Schaltungen gemäss der belgischen Patentschrift 889 428 folgt auf eine erste Schaltung, die eine bilineare Eingangs-Ausgangs-Charakteristik hat, eine oder mehrere weitere Schaltungen, die gleichfalls bilineare Charakteristiken bei jeder beliebigen Frequenz innerhalb eines Schaltungen gemeinsamen Frequenzbereichs haben. Die Schwellen und Dynamikbereiche der Schaltungen sind auf verschiedene Werte eingestellt, um die Zwischenoder Mittelpegelteile der Charakteristiken der Schaltungen so zu staffeln, dass eine Verstärkungsänderung über einen grösseren Bereich von Mitteleingangspegeln als für jede der Schaltungen allein erzielt wird, und dass zwischen den Verstärkungen bei niedrigem und hohem Eingangspegel ein grösserer Unterschied erhalten wird. Dabei ist jedoch das maximale Kompressions- oder Expansionsverhältnis im wesentlichen nicht grösser als das maximale Kompressionsverhältnis einer einzelnen Schaltung allein, aufgrund der Staffelung. With regard to the staggering of bilinear circuits in accordance with Belgian patent specification 889 428, a first circuit which has a bilinear input-output characteristic is followed by one or more further circuits which likewise have bilinear characteristics at any frequency within a circuit with a common frequency range. The thresholds and dynamic ranges of the circuits are set to different values to stagger the intermediate or mid-level portions of the characteristics of the circuits so that gain change is achieved over a wider range of mid-input levels than for each of the circuits alone, and between the gains at low and high input level a greater difference is obtained. However, the maximum compression or expansion ratio is essentially not greater than the maximum compression ratio of an individual circuit alone, due to the staggering.
Wenn bei Audioschaltungen die Schaltungen Elemente zum Unterdrücken (Begrenzen) von Überschwingungen haben, können deren Schwellen gleichfalls gemeinsam mit der Staffelung der syllabischen Schwellen gestaffelt werden. Die Überschwingungen der Schaltungen oder Stufen mit dem niedrigeren Pegel werden entsprechend herabgesetzt, wobei eine minimale Gesamtüberschwingung der verschiedenen Stufen erfolgt. Dies steht im Gegensatz zu bekannten logarithmischen Kompressoren, bei denen von Natur aus starke Überschwingungen erzeugt werden. If the circuits in audio circuits have elements for suppressing (limiting) overshoots, their thresholds can likewise be staggered together with the staggering of the syllabic thresholds. The overshoots of the circuits or stages with the lower level are reduced accordingly, with a minimal overall overshoot of the various stages. This is in contrast to known logarithmic compressors, which naturally generate strong overshoots.
Jede der Schaltungen kann eine Änderung des Spektralgehalts des Signals einführen, z.B. eine Höhenanhebung bei niedrigem Pegel im Fall eines Kompressors. So kann jede nachfolgende Stufe durch ein Signal mit einem sich pro-s gressiv ändernden Spektralgehalt betätigt werden. Im Fall von komplexen Signalen hat das zur Folge, dass die Fehlerchancen bei der Decodierfunktion spektral ausgebreitet werden. Im Fall eines Bandaufzeichnungsgeräts mit ungleichmässiger Frequenzgangcharakteristik verringert z.B. io die Tendenz zu spektraler Verlagerung die Gesamtfehler der Dynamik und des Frequenzganges im decodierten Ergebnis. Each of the circuits can introduce a change in the spectral content of the signal, e.g. an elevation at low level in the case of a compressor. Each subsequent stage can be actuated by a signal with a progressively changing spectral content. In the case of complex signals, this has the consequence that the chances of error in the decoding function are spread spectrally. In the case of a tape recorder with uneven frequency response characteristics, e.g. io the tendency to spectral shift the total errors of dynamics and frequency response in the decoded result.
Die Möglichkeit der Staffelung bilinearer Stufen gibt dem Konstrukteur ein zusätzliches Mittel, um eine Gesamtschaltung zu optimieren. Dabei können die Gestalten der Komis pressionscharakteristiken einzelner Stufen insbesondere im Hinblick auf die Staffelung ausgelegt werden. Die Übergangscharakteristiken der Schaltungen werden gleichfalls berücksichtigt, und es wird vorzugsweise die Möglichkeit genutzt, die Schwellen der Überschwingungsunterdrückung in Audio-20 kompressoren und Expandern zu staffeln, um zu einer minimalen Gesamtüberschwingung zu kommen. The possibility of staggering bilinear levels gives the designer an additional means to optimize an overall circuit. The shapes of the compression characteristics of individual levels can be interpreted in particular with regard to the staggering. The transition characteristics of the circuits are also taken into account, and preference is given to the possibility of staggering the overshoot suppression thresholds in audio-20 compressors and expanders to achieve a minimal overall overshoot.
Eine als «sliding band circuit» allgemein bekannte Schaltung, die als erste und zweite Schaltung verwendet werden kann, erzeugt die spezielle, erwünschte Charakteristik für den 2s Fall einer Hochfrequenz-Audiokompression oder Expansion durch Anwenden einer Hochfrequenzanhebung im Fall der Kompression oder Absenkung im Fall der Expansion mit Hilfe eines Hochpassfilters mit veränderlicher unterer Grenzfrequenz. In dem Mass, in dem der Signalpegel im Hochfre-30 quenzband steigt, gleitet die Grenzfrequenz des Filters nach oben und engt dabei das angehobene oder abgesenkte Band ein und schliesst das Nutzsignal von der Anhebung oder Absenkung aus. Beispiele für derartige Schaltungen finden sich in US-PS Re 28 426, US-PS 3 757 254,4 072 914, A circuit commonly known as a "sliding band circuit" that can be used as the first and second circuits produces the specific, desirable characteristic for the 2s case of high frequency audio compression or expansion by applying high frequency boost in the case of compression or cut in the case of the Expansion using a high-pass filter with a variable lower cut-off frequency. To the extent that the signal level rises in the high-frequency band, the cut-off frequency of the filter slides upwards, narrowing the raised or lowered band and excluding the useful signal from the increase or decrease. Examples of such circuits can be found in US Pat. Re 28,426, US Pat. No. 3,757,254,4,072,914,
35 3 934 190 und der japanischen Patentanmeldung 55 529/71. 35 3 934 190 and Japanese Patent Application 55 529/71.
Entsprechend kann sowohl die erste als auch die zweite Schaltung eine derartige «Sliding Band»-Schaltung sein. Im Prinzip können die Ruhegrenzfrequenzen der beiden «Sliding Band»-Schaltungen unterschiedlich sein, und das kann 40 dazu genutzt werden, einen Grad an Kompression oder Expansion zu erhalten, der in einem Teil des behandelten Frequenzbandes grösser ist als in einem anderen. Jedoch sind bei einer abgewandelten Ausführungsform die Grenzfrequenzen im wesentlichen identisch gewählt. Das hat den Vor-45 teil stärkerer Diskriminierungen zwischen dem Frequenzbereich, in welchem eine Anhebung oder Absenkung angewendet wird, und dem Bereich, in dem das nicht geschieht, und dementsprechend eine schärfere Diskriminierung zwischen dem Bereich, in dem eine Rauschminderung nicht so mehr stattfindet, weil ein signifikantes Nutzsignal auftritt, und dem Bereich, in dem die Rauschminderung wirksam bleibt. Correspondingly, both the first and the second circuit can be such a “sliding band” circuit. In principle, the quiescent cutoff frequencies of the two sliding band circuits can be different, and this can be used to obtain a degree of compression or expansion that is greater in one part of the frequency band treated than in another. However, in a modified embodiment, the cutoff frequencies are chosen to be essentially identical. This has the advantage of greater discrimination between the frequency range in which an increase or decrease is applied and the range in which this does not occur, and accordingly sharper discrimination between the range in which noise reduction no longer takes place, because a significant useful signal occurs and the area in which the noise reduction remains effective.
Andererseits sind aber auch Schaltungen allgemein bekannt, bei denen das Frequenzspektrum durch entspre-55 chende Bandpassfilter in eine Vielzahl von Bändern unterteilt wird, die Kompression oder Expansion in jedem Band im Fall eines Kompressors mittels einer Verstärkungssteuervorrichtung (entweder ein selbsttätig ansprechender, diodenartiger Begrenzer oder ein gesteuerter Begrenzer) erfolgt und 60 im Falle eines Expanders beliebige reziproke oder komplementäre Schaltungen vorgesehen sind. Beispiele für diese Art von Schaltreisen finden sich in US-PS 3 846 719. Diese Spalt-band- oder Mehrfachbandschaltungen haben den Vorteil, dass sie in den verschiedenen Frequenzbändern unabhängig 65 wirken, und wenn diese Eigenschaft erwünscht ist, können solche Schaltungen als erste, zweite oder weitere Stufe in den Reihenanordnungen verwendet werden. On the other hand, circuits are also generally known in which the frequency spectrum is divided into a plurality of bands by corresponding bandpass filters, the compression or expansion in each band in the case of a compressor by means of a gain control device (either an automatically responsive, diode-like limiter or a controlled limiter) and 60 any reciprocal or complementary circuits are provided in the case of an expander. Examples of this type of circuitry can be found in U.S. Patent No. 3,846,719. These split-band or multi-band circuits have the advantage that they operate independently in the different frequency bands, and if this property is desired, such circuits may be the first, second or further stage can be used in the row arrangements.
Es ist bekannt, bilineare Kompressoren und Expander, It is known bilinear compressors and expanders,
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sowohl der «Sliding Band»- als auch der Spaltbandart unter Verwendung nur eines einzigen Signalweges aufzubauen. Insgesamt wird jedoch eine Konstruktion derartiger Vorrichtungen bevorzugt, die eine Hauptsignalschaltung, welche hinsichtlich der Dynamik linear ist, mit einer Kombinationsschaltung in der Hauptschaltung, und eine weitere Schaltung aufweist, die ihren Eingang oder Ausgang der weiteren Schaltung ableitet und deren Ausgang mit der Kombinationsschaltung gekoppelt ist. Zu der weiteren Schaltung gehört ein (selbstwirkender oder gesteuerter) Begrenzer, und im Fall der Kompression wird durch das begrenzte Signal der weiteren Schaltung das Signal der Hauptschaltung in der Kombinationsschaltung verstärkt bzw. angehoben, während dem Signal der Hauptschaltung im Fall der Expansion entgegengewirkt wird. Das begrenzte Signal des weiteren Weges ist kleiner als das Signal des Hauptweges im oberen Teil des Eingangsdynamikbereichs. Es ist am vorteilhaftesten und zweck-mässigsten wenn die Hauptschaltung und die weitere Schaltung getrennt identifizierbare Signalwege sind. to build up both the “sliding band” and the split band type using only one signal path. Overall, however, a construction of such devices is preferred which has a main signal circuit which is linear in terms of dynamics, with a combination circuit in the main circuit, and a further circuit which derives its input or output from the further circuit and whose output is coupled to the combination circuit . The further circuit includes a (self-acting or controlled) limiter, and in the case of compression, the limited signal of the further circuit amplifies or increases the signal of the main circuit in the combination circuit, while the signal of the main circuit is counteracted in the case of expansion. The limited signal of the further path is smaller than the signal of the main path in the upper part of the input dynamic range. It is most advantageous and expedient if the main circuit and the further circuit are separately identifiable signal paths.
Derartige bekannte Kompressoren und Expander sind besonders vorteilhaft, weil sie es ermöglichen, die gewünschte Art von Übertragungscharakteristik auf exakte Weise ohne die Schwierigkeiten einer Hochpegelverzerrung zu erzielen. Der Niedrigpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung wird erhalten, indem man dem weiteren Weg eine Schwelle oberhalb des Rauschpegels gibt; unterhalb dieser Schwelle ist der weitere Weg linear. Der Zwischenpegelteil wird von demjenigen Bereich geschaffen, in welchem die Begrenzungswirkung des weiteren Weges teilweise wirksam wird, und der Hochpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung ergibt sich, nachdem der Begrenzer voll wirksam geworden ist, so dass das Signal des weiteren Weges nicht mehr zunimmt und im Vergleich zum Signal des Hauptweges vernachlässigbar wird. Im höchsten Teil des Eingangsdynamikbereichs ist der Ausgang der Schaltungsanordnung tatsächlich nur das vom linearen Hauptweg hindurchgelassene Signal, d.h. linear im Hinblick auf den Dynamikbereich. Bei «Dual-Path»-Audioschaltungen ist es besonders bequem, für Überschwingungsunterdrückung zu sorgen. Known compressors and expanders of this type are particularly advantageous because they make it possible to achieve the desired type of transmission characteristic in an exact manner without the difficulties of high level distortion. The low level portion with substantially constant gain is obtained by giving the path a threshold above the noise level; below this threshold the further path is linear. The intermediate level part is created by the area in which the limiting effect of the further path becomes partially effective, and the high level part with essentially constant amplification results after the limiter has become fully effective, so that the signal of the further path no longer increases and in Compared to the signal of the main path becomes negligible. In the highest part of the input dynamic range, the output of the circuit arrangement is actually only the signal that has been passed through the linear main path, i.e. linear in terms of dynamic range. With dual-path audio circuits, it is particularly convenient to provide overshoot suppression.
Beispiele dieser bekannten Schaltungen finden sich in US-PS 3 846 719,3 903 485 und US-PS Re 28 426. Es sind auch analoge Schaltungen bekannt, mit denen ähnliche Ergebnisse erzielt werden, bei denen jedoch der weitere Weg Charakteristiken hat, die zu Begrenzercharakteristiken invers sind, und bei denen der Ausgang des weiteren Weges dem Signal des Hauptweges zur Kompression entgegenwirkt und das Signal des Hauptweges zur Expansion verstärkt bzw. anhebt. (US-PS 3 828 280 und 3 875 537). Examples of these known circuits can be found in US Pat. No. 3,846,719.3,903,485 and US Pat. Re 28,426. Analog circuits are also known with which similar results can be achieved, but in which the further route has characteristics which increase Limiter characteristics are inverse, and in which the output of the further path counteracts the signal of the main path for compression and amplifies or increases the signal of the main path for expansion. (U.S. Patent Nos. 3,828,280 and 3,875,537).
Jede dieser bekannten bilinearen Schaltungen kann folglich als erste und zweite Schaltung der erfindungsge-mässen Reihenschaltungsanordnungen verwendet werden. Each of these known bilinear circuits can consequently be used as the first and second circuits of the series circuit arrangements according to the invention.
Wie schon erwähnt, ist es nicht unbedingt wichtig, die gewünschte Art der bilinearen Charakteristik durch solche «Dual-Patch»-Techniken zu erzeugen. Es gibt auch Alternativen, bei denen mit Einzelwegen gearbeitet wird, wie z.B. in US-PS 3 757 254,3 967 219,4 072 914,3 909 733 und der japanischen Patentanmeldung 55 529/71 beschrieben. Mit diesen alternativen Schaltungen können meistens nicht so gute Ergebnisse erzielt werden wie mit «Dual Path»-Schaltungen oder sie können weniger zweckmässig und deshalb weniger wirtschaftlich sein; aber sie können insgesamt gleichwertige Ergebnisse hervorbringen. Folglich können diese bekannten Schaltungen auch als eine oder mehr der Schaltungen einer Reihenschaltungsanordnung gemäss der Erfindung benutzt werden. Gegebenenfalls kann eine der Schaltungen, die erste oder die zweite, eine «Dual Path»-Schaltung und die andere eine Einwegschaltung sein. As already mentioned, it is not absolutely important to generate the desired type of bilinear characteristic using such “dual patch” techniques. There are also alternatives that work with individual paths, such as in U.S. Patent 3,757,254.3,967,219.4,072,914.3,909,733 and Japanese Patent Application 55,529 / 71. With these alternative circuits it is usually not possible to achieve as good results as with "dual path" circuits or they can be less practical and therefore less economical; but they can produce equivalent results overall. Consequently, these known circuits can also be used as one or more of the circuits of a series circuit arrangement according to the invention. If necessary, one of the circuits, the first or the second, can be a “dual path” circuit and the other can be a one-way circuit.
Bei einer von der Anmelderin entwickelten und in handelsüblichen Schaltungen bereits benutzten bekannten Anordnung von zwei bilinearen Reihenschaltungen die Gegenstand der US-Patentanmeldung Nr 325 529 vom 1.12.1981 ist, ist zwischen den getrennten Steuerschaltungen in jeder Vorrichtung eine kreuzweise Kopplung vorgesehen. Eine Steuersignalkomponente aus der Niedrigpegelschaltung wird über ein Kopplungsnetzwerk der Steuerschaltung des Hochpegelprozessors zugeführt. In a known arrangement of two bilinear series circuits developed by the applicant and already used in commercial circuits, which is the subject of US Patent Application No. 325,529 dated December 1, 1981, a crosswise coupling is provided in each device between the separate control circuits. A control signal component from the low level circuit is supplied to the control circuit of the high level processor via a coupling network.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, zusätzliche Techniken der Kopplung bilinearer, gestaffelter Reihenschaltungen zu schaffen. Diese sollen a) dazu beitragen, das System gegenüber Steuerung durch unerwünschte Signale immun zu machen, b) dazu beitragen, die Rauschmodulationswirkungen zu verringern, c) wilde Antworten unterdrücken, d) eine Herabsetzung von einzelnen Anforderungen an die Schaltung erlauben, e) die Kompression oder Expansion ohne Nebenwirkungen vergrössern, f) die Kompliziertheit und Kosten usw. der Gesamtschaltung herabsetzen. The object of the invention is to create additional techniques for coupling bilinear, staggered series connections. These are intended to a) help make the system immune to control by undesired signals, b) help to reduce the effects of noise modulation, c) suppress wild responses, d) allow a reduction in individual circuit requirements, e) compression or increase expansion without side effects, f) reduce the complexity and cost, etc. of the overall circuit.
Dies wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Massnahme erzielt. Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. This is achieved according to the invention by the measure specified in the characterizing part of patent claim 1. Claims 2 and 3 describe preferred embodiments of the invention.
Ein Merkmal der gestaffelten bilinearen Reihenschaltungen besteht darin, dass sie mit verschiedenen Betriebsschwellen arbeiten und meistens auch mit verschiedenen Überschwingungsschwellen (mindestens im Fall von Audiovorrichtungen). Folglich sprechen die Schaltungen unterschiedlich an. Die Kreuzkopplung von Wechselstromsignalen zwischen oder unter den Reihenschaltungen gibt dem Konstruktionsingenieur einen zusätzlichen Konstruktionsparameter, der zur optimalen Gestaltung des Betriebs des Systems nützlich sein kann. A feature of the staggered bilinear series connections is that they work with different operating thresholds and mostly also with different overshoot thresholds (at least in the case of audio devices). As a result, the circuits respond differently. The cross coupling of alternating current signals between or below the series connections gives the design engineer an additional design parameter that can be useful for optimally designing the operation of the system.
Bei bilinearen «Dual Path»-Schaltungen kann z.B. der Signalausgang des Rauschminderungsweges einer Schaltung mit höherem Schwellenpegel an die Schaltung mit niedrigerem Schwellenpegel angelegt und bei geeignetem Frequenzgang und Phasenmodifizierungen in die festen und variablen Filtersignalschaltungen eingegeben werden, um so aktive Filterwirkungen hervorzurufen, die die «Sliding Band»-Wirkung und die anschliessende Rauschminderungswirkung fördern. With bilinear dual path circuits, e.g. the signal output of the noise reduction path of a circuit with a higher threshold level is applied to the circuit with a lower threshold level and, with a suitable frequency response and phase modifications, is input into the fixed and variable filter signal circuits, so as to produce active filter effects which promote the sliding band effect and the subsequent noise reduction effect .
Ausserdem ist die Schaltung weniger kompliziert, und die Kosten sind niedriger bei Verwendung einer einzigen Steuerschaltung für zwei oder mehr Stufen bilinearer Schaltungen in Reihe, wobei die jeweiligen Eingänge und Ausgänge der einzigen Steuerschaltung zwischen oder unter den in Reihe geschalteten Stufen kreuzweise gekoppelt sind. In addition, the circuit is less complicated and the cost is lower when using a single control circuit for two or more stages of bilinear circuits in series, the respective inputs and outputs of the single control circuit being cross-coupled between or below the series-connected stages.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The invention is explained in more detail below with further advantageous details on the basis of schematically illustrated exemplary embodiments. In the drawings:
Fig. 1 einen beispielhaften Satz von Kurven zur Darstellung komplementärer bilinearer Kompressions- und Expansionscharakteristiken; 1 is an exemplary set of curves illustrating complementary bilinear compression and expansion characteristics;
Fig. 2 ein allgemeines Blockschaltbild bilinearer, in Reihe geschalteter Vorrichtungen; Figure 2 is a general block diagram of bilinear devices connected in series;
Fig. 3 ein Schaltschema eines bekannten «Sliding Band»-Kompressors; 3 shows a circuit diagram of a known “sliding band” compressor;
Fig. 4 ein Schaltschema eines bekannten «Sliding Band»-Expanders; 4 shows a circuit diagram of a known “sliding band” expander;
Fig. 5 ein Schaltschema einer Abwandlung der Vorrichtung gemäss Fig. 3 und 4; 5 shows a circuit diagram of a modification of the device according to FIGS. 3 and 4;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines bilinearen «Dual Path»-« Sliding Band»-Kompressors wie im Zusammenhang mit Fig. 3 oder Fig. 3 mit der Abwandlung gemäss Fig. 5 beschrieben; FIG. 6 shows a block diagram of a bilinear "dual path" - "sliding band" compressor as described in connection with FIG. 3 or FIG. 3 with the modification according to FIG. 5;
Fig. 7 und 8 Blockschaltbilder eines bekannten Festbandkompressors und -expanders; 7 and 8 are block diagrams of a known fixed-band compressor and expander;
4 4th
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
Fig. 9 ein allgemeines Blockschaltbild der Erfindung; 9 is a general block diagram of the invention;
Fig. 10 ein Blockschaltbild der Erfindung, die in einem bilinearen zweistufigen Kompressor und -Expander verwirklicht ist; 10 is a block diagram of the invention implemented in a bilinear two-stage compressor and expander;
Fig. 11 ein detaillierteres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels gemäs Fig. 10; FIG. 11 shows a more detailed block diagram of the exemplary embodiment according to FIG. 10;
Fig. 12 ein Schaltschema eines beispielhaften Kreuzkopplungsnetzwerks zur Verwendung beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 11; FIG. 12 shows a circuit diagram of an exemplary cross-coupling network for use in the exemplary embodiment according to FIG. 11;
Fig. 13 ein Blockschaltbild der Erfindung, die in einer Anordnung mit einer gemeinsamen Steuerschaltung für bilineare, in Reihe geschaltete «Sliding Band»-Vorrichtungen verwirklicht ist; 13 is a block diagram of the invention implemented in an arrangement with a common control circuit for bilinear sliding band devices connected in series;
Fig. 14 ein Blockschaltbild der Erfindung, die in einer Anordnung verwirklicht ist, welche bilinearen, in Reihe geschalteten Festbandvorrichtungen eine gemeinsame Steuerung liefert. Fig. 14 is a block diagram of the invention which is implemented in an arrangement which provides bilinear, in-line fixed-band devices a common control.
In Fig. 1 sind beispielhafte bilineare komplementäre Kompressions- und Expansionsübertragungscharakteri-stiken bei einer bestimmten Frequenz gezeigt, die für die Kompressionscharakteristik den Niedrigpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung, die Schwelle, den Teil, wo die dynamische Aktion erfolgt, den Endpunkt und den Hochpegelteil mit im wesentlichen konstanter Verstärkung zu erkennen geben. In Fig. 1, exemplary bilinear complementary compression and expansion transfer characteristics are shown at a certain frequency, which for the compression characteristic include the low level part with substantially constant gain, the threshold, the part where the dynamic action takes place, the end point and the high level part reveal essentially constant gain.
Fig. 2 zeigt allgemein bilineare, in Reihe geschaltete Vorrichtungen; ein erster bilinearer Kompressor 2 erhält Eingangsinformation und liegt mit seinem Ausgang an einem zweiten bilinearen Kompressor 4 an, der mit ihm in Reihe geschaltet ist und dessen Ausgang an einem rauschbehafteten, Information übertragenden Kanal N anliegt. Ein Paar in Reihe geschaltete bilineare Expander 6 und 8 erhalten den Eingang vom Kanal N am Expander 6 und liefern am Ausgang des Expanders 8 einen Rauschminderungssystemaus-gang. Die Bereiche der Dynamikwirkung der in Reihe liegenden Vorrichtungen sind im Verhältnis zueinander innerhalb des den Vorrichtungen gemeinsamen Frequenzbereichs voneinander getrennt oder gestaffelt. Obwohl in der Figur je zwei Vorrichtungen an jeder Seite des Informationskanals N vorgesehen sind, können nicht nur zwei sondern auch mehr Vorrichtungen verwendet werden. Die Erfindung sieht die Kreuzkopplung von zwei oder mehr bilinearen, in Reihe geschalteten Kompressoren oder Expandern vor, wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird. Bei einer Ausführung als komplementäres Rauschminderungssystem sind bilineare Kompressoren und Expander in Reihenschaltung in gleicher Anzahl vorgesehen. Figure 2 shows generally bilinear, series devices; a first bilinear compressor 2 receives input information and its output is connected to a second bilinear compressor 4, which is connected in series with it and whose output is connected to a noisy, information-transmitting channel N. A pair of bilinear expanders 6 and 8 connected in series receive input from channel N on expander 6 and provide a noise reduction system output at the output of expander 8. The ranges of the dynamic effect of the devices lying in series are separated or staggered in relation to one another within the frequency range common to the devices. Although two devices are provided on each side of the information channel N in the figure, not only two but also more devices can be used. The invention provides for the cross coupling of two or more bilinear compressors or expanders connected in series, as will be explained in detail below. When designed as a complementary noise reduction system, the same number of bilinear compressors and expanders are connected in series.
Die im Kompressor gewählte Reihenfolge der Stufen, die eine bestimmte Charakteristik haben, ist im Expander umgekehrt. Die letzte Stufe des Expanders ist z.B. zur ersten Stufe des Kompressors in jeder Hinsicht komplementär - eingeschwungener Zustand und zeitabhängiges dynamisches Ansprechen (Frequenz, Phase und Übergangsansprechverhalten unter allen Bedingungen des Signalpegels und der Dynamik). The sequence of stages selected in the compressor, which have a specific characteristic, is reversed in the expander. The last stage of the expander is e.g. Complementary in every respect to the first stage of the compressor - steady state and time-dependent dynamic response (frequency, phase and transition response behavior under all conditions of the signal level and the dynamics).
Wie schon erwähnt, ist vorzugsweise meistens die Hochpegelstufe die erste in einer Kompressorreihe und die Niedrigpegelstufe die letzte. Jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Im umgekehrten Fall braucht der Steuerverstärker der ersten Stufe eine starke Verstärkung, um die nötige niedrige Schwelle zu erreichen. Diese niedrige Schwelle gilt dann sogar in Anwesenheit von Signalen mit hohem Pegel, was bei den bekannten «Sliding Band»-Systemen meistens zu einem schlechten Verhalten hinsichtlich Rauschmodulation des Gesamtsystems führt. In dieser umgekehrten Anordnung muss jede Stufe eine ausreichende Verstärkung des Steuerverstärkers haben, um die für As already mentioned, the high level is usually the first in a compressor series and the low level is the last. However, a reverse arrangement is also possible. Conversely, the first stage control amplifier needs strong amplification to achieve the necessary low threshold. This low threshold then applies even in the presence of signals with a high level, which usually leads to poor behavior with regard to noise modulation of the overall system in the known sliding band systems. In this reverse arrangement, each stage must have sufficient control amplifier gain to be used for
5 656270 5 656270
diese Stufe erforderliche Schwelle zu erreichen. Ausserdem ist jede Schwelle im wesentlichen fest und unabhängig vom Betrieb der anderen Stufen. Dies ist eine Folge der Tatsache, dass die Signal verstärkung jeder früheren Stufe im wesent-5 liehen auf Eins abgesunken ist, wenn die Schwelle für die entsprechende nachfolgende Stufe erreicht ist. to reach this level required threshold. In addition, each threshold is essentially fixed and independent of the operation of the other stages. This is a consequence of the fact that the signal gain of each previous stage has decreased substantially to one when the threshold for the corresponding subsequent stage is reached.
Im Gegensatz zu dieser umgekehrten Anordnung besteht bei der bevorzugten Anordnung, bei der die Hochpegelstufe die erste in der Kompressorkette und die Niedrigpegelstufe io die letzte ist, eine nützliche Wechselwirkung zwischen den Stufenverstärkungen und Schwellen. Die Schwellen der nachgeschalteten Stufen sind teilweise von den Signalverstärkungen der vorausgehenden Stufen bestimmt. In einem zweistufigen System mit einer 10 dB Niedrigpegel Verstärkung pro 15 Stufe ist die erforderliche Verstärkung des Steuerverstärkers der zweiten Stufe aufgrund der Niedrigpegelsignalverstärkung der ersten Stufe um 10 dB verringert. Wenn ein Signal mit hohem Pegel auftritt, wird die 10 dB Verstärkung der ersten Stufe ausgeschaltet und die Schwelle der Niedrigpegel-20 stufe effektiv um 10 dB erhöht. Bei «Sliding Band»-Kompan-dern verbessert dies das Verhalten der Rauschminderungswirkung hinsichtlich Rauschmodulation. In contrast to this reverse arrangement, in the preferred arrangement, where the high level is the first in the compressor chain and the low level is the last, there is a useful interaction between the level gains and thresholds. The thresholds of the downstream stages are partly determined by the signal gains of the preceding stages. In a two-stage system with a 10 dB low level gain per 15 stage, the required gain of the second stage control amplifier is reduced by 10 dB due to the low level signal gain of the first stage. When a high level signal occurs, the 10 dB gain of the first stage is switched off and the threshold of the low level 20 stage is effectively increased by 10 dB. In the case of sliding band com- panders, this improves the behavior of the noise reduction effect with regard to noise modulation.
Bei der bevorzugten Anordnung sind die Verstärkungen aller voraufgehenden Stufen bis zur Schwelle jeder beliebigen 25 nachfolgenden Stufe voll wirksam. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen System mit umgekehrter Reihenfolge werden also bei der bevorzugten Anordnung die vorherrschenden Signalverstärkungen der einzelnen Stufen bestmöglich ausgenutzt. Das bedeutet: In the preferred arrangement, the gains of all the preceding stages are fully effective up to the threshold of any 25 subsequent stages. In contrast to the system in reverse order described above, the prevailing signal amplifications of the individual stages are thus used in the preferred arrangement in the best possible way. That means:
30 30th
1. Bei Signalbedingungen mit sehr niedrigem Pegel (unterhalb der Schwelle) ist die in jeder Stufe erforderliche Verstärkung des Steuerverstärkers um ein Ausmass verringert, welches den kumulativen Signalverstärkungen aller vorher- 1. In signal conditions with a very low level (below the threshold), the gain of the control amplifier required in each stage is reduced by an amount which corresponds to the cumulative signal amplifications of all previously
35 gehenden Stufen entspricht. 35 walking levels.
2. Es wird eine vom Signal abhängige, variable Schwellenwirkung erzielt, wodurch bei «Sliding Band»-Stufen die Rauschmodulationseffekte verringert werden. Die effektiven Schwellen der Niedrigpegelstufen werden mit zunehmendem 2. A variable threshold effect which is dependent on the signal is achieved, as a result of which the noise modulation effects are reduced in the case of sliding band stages. The effective thresholds of the low level levels increase with increasing
40 Signalpegel bei einer bestimmten Frequenz progressiv erhöht. Bei hohen Signalpegeln (im linearen Hochpegelteil der Übertragungscharakteristik) wird die effektive Schwelle der Stufe mit dem niedrigsten Pegel um einen Wert angehoben, der allen Niedrigpegelstufenverstärkungen (unter-45 halb der Schwelle) bis zu diesem Punkt entspricht. 40 signal levels progressively increased at a certain frequency. At high signal levels (in the linear high level part of the transmission characteristic) the effective threshold of the level with the lowest level is raised by a value which corresponds to all low level level gains (below -45 half the threshold) up to this point.
Eine bekannte Ausführungsform bilinearer, in Reihe geschalteter Prozessoren arbeitet mit in Reihe geschalteten «Sliding Band»-Vorrichtungen: die Kompressoren 2 und 4 so und die Expander 6 und 8 gemäss Fig. 2 sind «Sliding Band»-Vorrichtungen wie sie in US-PS Re 28 426 beschrieben sind, mit Abwandlungen gemäss der belgischen Patentschrift 889 428. Zu diesen Abwandlungen gehört, dass die syllabischen und Überschwingungsschwellen gestaffelt 55 und die Filtergrenzfrequenz geändert sind. A known embodiment of bilinear processors connected in series works with "sliding band" devices connected in series: the compressors 2 and 4 and the expanders 6 and 8 according to FIG. 2 are "sliding band" devices as described in US Pat Re 28 426 are described, with modifications according to the Belgian patent specification 889 428. These modifications include that the syllabic and overshoot thresholds are staggered 55 and the filter cutoff frequency is changed.
Einzelheiten der grundlegenden Schaltung sind in den Fig. 3,4 und 5 gezeigt, die den Fig. 4,5 bzw. 10 der US-PS Re 28 426 entsprechen, und weitere Einzelheiten dieser Schaltungen, ihr Betrieb und die ihnen zugrundeliegende Theorie 60 ist dort beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung der Fig. 3,4 und 5 ist zu einem grossen Teil aus US-PS Re 28 426 entnommen. Details of the basic circuit are shown in FIGS. 3, 4 and 5, which correspond to FIGS. 4, 5 and 10 of U.S. Patent Re 28,426, respectively, and further details of these circuits, their operation, and the theory on which they are based described there. The following description of FIGS. 3, 4 and 5 is largely taken from US Pat. Re 28,426.
Die Schaltung gemäss Fig. 3 ist besonders zum Einbau in den Aufnahmekanal eines Heimbandgeräts ausgelegt, wobei 65 zwei solche Schaltungen für ein Stereogerät nötig ist. Das Eingangssignal wird an einem Anschluss 10 an eine Emitterfolgerstufe 12 angelegt, die ein Niedrigimpedanzsignal liefert. Dies Signal wird zunächst über einen Geradeaus- The circuit according to FIG. 3 is especially designed for installation in the receiving channel of a home tape recorder, two such circuits being necessary for a stereo device. The input signal is applied at a connection 10 to an emitter follower stage 12, which supplies a low impedance signal. This signal is first of all
656270 6 656 270 6
Hauptweg, der aus einem Widerstand 14 besteht, an einen Signal am Begrenzer und damit am Widerstand 18 kann mit- The main path, which consists of a resistor 14, to a signal at the limiter and thus at the resistor 18 can also be
Ausgangsanschluss 16 angelegt und zweitens über eine wei- tels eines Schalters 53 zur Erde kurzgeschlossen werden, Output connection 16 is applied and secondly short-circuited to earth via a switch 53,
teren Weg, dessen letztes Element ein Widerstand 18 ist, wenn der Kompressor ausser Betrieb geschaltet werden soll, teren way, the last element of which is a resistor 18 when the compressor is to be switched off,
gleichfalls an den Anschluss 16 angelegt. Die Widerstände 14 Der Verstärker 30 ist ein NPN-Transistor mit einem und 18 addieren die Ausgänge des Haupt- und des weiteren s Emitter-Zeitkonstanten-Netzwerk 52, welches bei hohen Fre- also applied to connection 16. The resistors 14 The amplifier 30 is an NPN transistor with one and 18 add the outputs of the main and the further s emitter time constant network 52, which at high fre-
Weges, um das geforderte Kompressionsgesetz zu verwirk- quenzen eine grössere Verstärkung ergibt. Starke hohe Fre- Way to achieve the required compression law results in a greater gain. Strong high frequency
lichen. quenzen, z.B. ein Beckenschlag führen deshalb zu einer lichen. sequences, e.g. a pelvis therefore lead to one
Der weitere Weg besteht aus einem festen Filter 20, einem raschen Verengung des Bandes, in welchem eine Kompres-Filter 22 mit variabler Grenzfrequenz, unter Einschluss eines sion erfolgt, um eine Signalverzerrung zu vermeiden. FET 24 (diese bilden den Filter/Begrenzer), und einem Ver- io Der Verstärker ist mit dem Glättungsfilter 32 über die stärker 26, dessen Ausgang mit einem Doppeldiodenbe- Gleichrichterdiode 31 verbunden. Der Filter weist einen Rei-grenzer oder Clipper 28 und mit dem Widerstand 18 ver- henwiderstand 54 und einen Nebenschlusskondensator 56 bunden ist. Der nichtlineare Begrenzer unterdrückt Über- auf. Im Nebenschluss zum Widerstand 54 ist eine Siliziumschwingungen des Ausgangssignals mit abrupt steigenden diode 58 vorgesehen, die ein rasches Aufladen des Kondensa-Eingangssignalen. Der Verstärker 26 verstärkt das Signal im îs tors 56 für einen schnellen Anstieg gemeinsam mit guter Glät-weiteren Weg auf einen solchen Pegel, dass der Kennlinienk- tung in eingeschwungenem Zustand ermöglicht. Die Spannick des Begrenzers bzw. Überschwingungsunterdrückers 28, nung am Kondensator 56 liegt unmittelbar am Gate des FET der Siliziumdioden aufweist, bei dem entsprechenden Signal- 24 an. The further route consists of a fixed filter 20, a rapid narrowing of the band, in which a compression filter 22 with a variable cut-off frequency, including a sion, takes place in order to avoid signal distortion. FET 24 (these form the filter / limiter), and a ver. The amplifier is connected to the smoothing filter 32 via the stronger 26, the output of which is connected to a double diode rectifier diode 31. The filter has a Rei limiter or clipper 28 and is connected to the resistor 18, a resistor 54 and a shunt capacitor 56. The non-linear limiter suppresses over-. In parallel with the resistor 54, a silicon oscillation of the output signal with abruptly rising diode 58 is provided, which enables the condenser input signals to be charged quickly. The amplifier 26 amplifies the signal in the îs tors 56 for a rapid rise together with a good smoothing-further path to a level such that the characteristic curve enables a steady state. The voltage of the limiter or overshoot suppressor 28, voltage on the capacitor 56 is located directly at the gate of the FET of the silicon diodes, at the corresponding signal 24.
pegel unter Übergangsbedingungen wirksam ist. Die wirk- Ein vollständiges Schaltbild des komplementären Expan-same Schwelle des Überschwingungsunterdrückers liegt 20 ders ist in Fig. 4 gezeigt. Eine vollständige Beschreibung ist etwas oberhalb der des syllabischen Filter/Begrenzers. Die jedoch deshalb nicht nötig, weil die Schaltung identisch mit Widerstände 14 und 18 sind so bemessen, dass der erforder- der in Fig. 3 gezeigten ist, so dass auch Werte der Bäuerliche Kompensationsgrad der Dämpfung dann für das Signal mente grösstenteils in Fig. 4 nicht gezeigt sind. level is effective under transitional conditions. A complete circuit diagram of the complementary expansive threshold of the overshoot suppressor 20 is shown in FIG. 4. A full description is slightly above that of the syllabic filter / limiter. However, this is not necessary because the circuit is identical to resistors 14 and 18, so that the required one is shown in FIG. 3, so that values of the rural degree of compensation of the attenuation for the signal elements are largely shown in FIG. 4 are not shown.
im weiteren Weg zur Verfügung steht. Zwischen Fig. 3 und 4 bestehen folgende Unterschiede: is further available. The following differences exist between FIGS. 3 and 4:
Der Ausgang des Verstärkers 26 ist auch mit einem Ver- 25 Gemäss Fig. 4 leitet der weitere Weg seinen Eingang vom stärker 30 verbunden, dessen Ausgang durch eine Germani- Ausgangsanschluss 16a ab, der Verstärker 26a ist invertie- The output of the amplifier 26 is also connected to an amplifier 25. According to FIG. 4, the further path leads its input from the amplifier 30, whose output is derived through a Germani output connection 16a, the amplifier 26a is inverted.
umdiode 31 gleichgerichtet und durch einen Glättungsfilter rend, und die von den Widerständen 14 und 18 kombinierten umdiode 31 rectified and rend through a smoothing filter, and those combined by resistors 14 and 18
32 integriert wird, um die Steuerspannung für den FET 24 zu Signale liegen am Eingang (Basis) der Emitterfolgerstufe 12 32 is integrated to the control voltage for the FET 24 signals are at the input (base) of the emitter follower stage 12
erhalten. an, deren Ausgang (Emitter) mit dem Anschluss 16a ver- receive. whose output (emitter) is connected to connection 16a
Es werden zwei einfache RC-Filter benutzt, obwohl auch 30 bunden ist. Um eine niedrige Treibimpedanz zu gewährlei- Two simple RC filters are used, although 30 are also bound. To ensure a low driving impedance
gleichwertige LC- oder LCR-Filter verwendet werden sten, ist der Eingangsanschluss 10a über eine Emitterfolger- equivalent LC or LCR filters are used, the input connection 10a is via an emitter follower
könnten. Der feste Filter 20 hat eine Grenzfrequenz von stufe 60 mit dem Widerstand 14 verbunden. Es müssen ent- could. The fixed filter 20 has a cutoff frequency of 60 connected to the resistor 14. There must be
1700 Hz (nun 1500 Hz), unterhalb der eine verminderte Kom- sprechende Massnahmen getroffen werden, um zu verhin- 1700 Hz (now 1500 Hz), below which reduced measures are taken to prevent
pression stattfindet. Der Filter 22 weist einen Reihenkonden- dern, dass Vorspannung in den Expander gelangt. pression takes place. The filter 22 has a series condenser that preload gets into the expander.
sator 34 und einen Nebenschlusswiderstand 36 auf, denen ein 35 Der Verstärker 26a wird dadurch invertierend gemacht, Reihenwiderstand 38 und der FET 24 folgen, wobei der dass der Ausgang vom Emitter statt vom Kollektor des Source-Drain-Weg dieses Transistors als Nebenschlusswider- zweiten (PNP) Transistors genommen wird. Zu dieser Ände-stand geschaltet ist. Im Ruhezustand mit einem Nullsignal rang gehört eine Verlagerung des 10 k Q. Widerstandes 62 am Gate des FET 24 ist dieser gesperrt und bietet eine im (Fig. 3) vom Kollektor zum Emitter (Fig. 3), wodurch autowesentlichen unendlich grosse Impedanz; das Vorhanden- 40 matisch eine geeignete Ausgangsimpedanz zum Treiben des sein des Widerstandes 38 kann dann ignoriert werden. Die Begrenzers erhalten wird. Deshalb fehlt in Fig. 4 der Wider-Grenzfrequenz des Filters 22 ist damit 800 Hz (nun 750 Hz) stand 50. sator 34 and a shunt resistor 36, which a 35 The amplifier 26a is made inverting, followed by series resistor 38 and the FET 24, whereby that the output from the emitter instead of the collector of the source-drain path of this transistor as a shunt resistor second ( PNP) transistor is taken. For this change status is switched. In the idle state with a zero signal rank, a shift of the 10 k Q. Resistor 62 at the gate of the FET 24 is blocked and offers an im (FIG. 3) from the collector to the emitter (FIG. 3), which makes the essential auto-essential impedance; the presence of a suitable output impedance for driving the resistance of the resistor 38 can then be ignored. The delimiter is preserved. Therefore, the counter cut-off frequency of the filter 22 is missing in FIG. 4, so that 800 Hz (now 750 Hz) was 50.
was ersichtlich ganz beträchtlich unter der Grenzfrequenz des Es sei noch darauf hingewiesen, dass es beim Abgleichen festen Filters 20 liegt. eines vollständigen Rauschminderungssystems wichtig ist, which can be seen quite considerably below the cut-off frequency of the It should also be noted that it is in the adjustment of fixed filter 20. a complete noise reduction system is important
Wenn das Signal am Gate so weit ansteigt, dass der Wider- 45 gleiche Signalpegel an den Emittern der Transistoren 12 If the signal at the gate rises to such an extent that the opposite signal level at the emitters of the transistors 12
stand des FET auf weniger als z.B. 1 k £2 absinkt, überbrückt sowohl im Kompressor als auch im Expander zu haben. Des- the FET was less than e.g. 1 k £ 2 drops, bypassed in both the compressor and expander. Of-
der Widerstand 38 im wesentlichen effektiv den Widerstand halb sind, wie gezeigt, mit diesen Emittern Messanschlüsse M the resistor 38 is essentially effective the resistor half, as shown, with these emitters measuring terminals M
36, und die Grenzfrequenz steigt, wodurch das Durchlass- . verbunden. 36, and the cutoff frequency increases, causing the pass. connected.
band des Filters deutlich eingeengt wird. Der Anstieg der Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Schaltung zum Ersatz der band of the filter is clearly narrowed. The increase in Fig. 5 shows a preferred circuit to replace the
Grenzfrequenz ist natürlich ein progressiver Vorgang. so Schaltung zwischen den Punkten A, B und C in den Fig. 3 Cutoff frequency is of course a progressive process. so circuit between points A, B and C in Fig. 3rd
Die Verwendung eines FET ist deshalb zweckmässig, weil und 4. Wenn der FET 24 gesperrt ist, ist das zweite RC-Netz- The use of an FET is advisable because and 4. If the FET 24 is blocked, the second RC network is
eine solche Vorrichtung innerhalb eines geeigneten, einge- werk 22 ausser Betrieb, und das erste RC-Netzwerk 20 such a device within a suitable, installed 22 out of operation, and the first RC network 20
schränkten Bereichs von Signalamplituden im wesentlichen bestimmt dann das Verhalten des weiteren Weges. Die ver- restricted range of signal amplitudes then essentially determines the behavior of the further path. The Ver-
wie ein linearer Widerstand (für Signale der einen oder besserte Schaltung vereinigt die Phasenvorteile, die darin anderen Polarität) wirkt, dessen Wert von der Steuerspan- ss bestehen, dass im Ruhezustand nur eine einzige RC-Sektion nung am Gate bestimmt ist. vorhanden ist, während bei Vorhandensein eines Signals die like a linear resistor (for signals of one or better circuit combines the phase advantages, the other polarity in it), the value of which consists of the control voltage, that in the idle state only a single RC section is determined at the gate. is present, while the presence of a signal
Der Widerstand 36 und der FET sind zu einem verstell- Dämpfungscharakteristik eines RC-Filters mit zwei Sek- The resistor 36 and the FET have an adjustable damping characteristic of an RC filter with two seconds.
baren Abgriff 46 in einem Potentialteiler zurückgeführt, der tionen mit 12 dB pro Oktave gegeben ist. ten tap 46 returned in a potential divider, which is given with 12 dB per octave.
eine Germaniumdiode 48 zum Temperaturausgleich enthält. Bei der Verwirklichung der Schaltung unter Verwendung contains a germanium diode 48 for temperature compensation. In realizing the circuit using
Der Abgriff 46 ermöglicht eine Einstellung der Kompres- 60 von MPF104 FET's ist der 39 k Q Widerstand 36a nötig, um sionsschwelle des Filters 22. eine endliche Source-Impedanz zuerhalten, in die der FET The tap 46 allows the compression 60 of MPF104 FETs to be adjusted, the 39 k Q resistor 36a is necessary in order to obtain a finite source impedance in which the FET
Der Verstärker 26 weist komplementäre Transistoren auf, arbeiten kann. Auf diese Weise wird das Kompressionsver- The amplifier 26 has complementary transistors that can operate. In this way, the compression
die eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Aus- hältnis bei allen Frequenzen und Pegeln auf einem Maximum gangsimpedanz ergeben. Da der Verstärker den Diodenbe- von ca. 2 gehalten. Der 39 k Q Widerstand 36a hat die gleiche grenzer 28 treibt, ist eine endliche Ausgangsimpedanz nötig, 6s Funktion der Begrenzung des Kompressionsverhältnisses bei die ein Koppelwiderstand 50 zur Verfügung stellt. Wie schon dieser verbesserten Schaltung wie der Widerstand 36 bei der gesagt, handelt es sich bei den Dioden 28 um Siliziumdioden Schaltung gemäss Fig. 6 oder 7. Darüberhinaus liefert dieser mit einem scharfen Knick in der Gegend von 1 /2 V. Das Widerstand einen Niedrigfrequenzweg für das Signal. which result in a high input impedance and a low endurance at all frequencies and levels at a maximum output impedance. Because the amplifier kept the diode loading of about 2. The 39 k Q resistor 36a has the same limiter 28 drives, a finite output impedance is necessary, 6s function of limiting the compression ratio at which a coupling resistor 50 provides. As already said of this improved circuit like the resistor 36 in the said, the diodes 28 are silicon diode circuits according to FIG. 6 or 7. In addition, this provides a sharp kink in the region of 1/2 V. The resistor has a low frequency path for the signal.
656270 656270
Gewisse Einzelheiten der Schaltung gemäss Fig. 3,4 und 5 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. 3, 4 and 5 have been developed over the years and there are publications on more modern forms of the circuit which are known in the art. The reference to the special circuit according to US Pat. No. Re 28,426 is given for the sake of expediency in the present illustration.
In der belgischen Patentschrift 889 428 sind Abwandlungen der gerade beschriebenen Schaltung offenbart, die besonders zum Zweck des Betriebes zweier derartiger Schaltungen in Reihe bestimmt sind. Zu diesen Abwandlungen gehört die Änderung der Frequenzen der Filter 20 und 22, die Änderung der Überschwingungsunterdrückungspegel und die Änderung der syllabischen Schwelle einer der Schaltungen durch Modifizieren des Steuerverstärkers 30. Dies geschieht durch Ändern der Preemphasis-Charakteristiken, die vom Emitter-Zeitkonstanten-Netzwerk 52 gesteuert sind. Ein Anheben des Kondensatorwertes im Emitter-Netzwerk des Steuerverstärkers 30 steigert die Verstärkung des Verstärkers bei einer gegebenen Frequenz, wodurch der auf Signale niedrigeren Pegels anzusprechen. Wie oben und in US-PS Re 28 426 erläutert, steigt die Grenzfrequenz des variablen RC-Filters 22 mit steigender Steuerspannung (vom Verstärker 30, Gleichrichter 31 und Glättungsfilter 32). Bei höheren Werten der Kapazität im Netzwerk 52 (wodurch die Übergangsfrequenz des Steuerverstärkers abgesenkt wird) spricht das variable Filter mit einem Anstieg seiner Frequenz gegenüber seinem Ruhewert an. Die Schwelle des Überschwingungsunterdrückers wird durch Anlegen geeigneter Gleichstromvorspannungen (in Vorwärtsrichtung) an die Dioden 28 gesenkt. Gemäss einer Alternative kann die Verstärkung des Verstärkers 26 (Fig. 3) entweder auf das nötige Niveau angehoben oder auf einen hohen Pegel gebracht und Dämpfung angewandt werden, um den Signalpegel an die Dioden anzupassen. In the Belgian patent specification 889 428, modifications of the circuit just described are disclosed, which are particularly intended for the purpose of operating two such circuits in series. These modifications include changing the frequencies of the filters 20 and 22, changing the overshoot suppression levels, and changing the syllabic threshold of one of the circuits by modifying the control amplifier 30. This is done by changing the pre-emphasis characteristics provided by the emitter time constant network 52 are controlled. Increasing the capacitor value in the emitter network of the control amplifier 30 increases the gain of the amplifier at a given frequency, thereby responding to lower level signals. As explained above and in US Pat. No. Re 28,426, the cutoff frequency of the variable RC filter 22 increases with increasing control voltage (from amplifier 30, rectifier 31 and smoothing filter 32). At higher capacitance values in network 52 (thereby lowering the control amplifier crossover frequency), the variable filter responds with an increase in its frequency compared to its idle value. The overshoot suppressor threshold is lowered by applying appropriate DC biases (forward) to diodes 28. According to an alternative, the gain of amplifier 26 (FIG. 3) can either be raised to the necessary level or brought to a high level and attenuation applied to match the signal level to the diodes.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer bilinearen «Dual Path»-Kompressor- und Expanderausführung mit festem Band. 7 shows a block diagram of a bilinear “dual path” compressor and expander design with a fixed band.
Die grundlegenden Merkmale dieses Systems sind in US-PS 3 846 719,3 903 485 und in dem Journal of the Audio Engineering Society, Band 15, Nr. 4, Oktober 1967, S. 383-388 offenbart. The basic features of this system are disclosed in U.S. Patent 3,846,719,3,903,485 and in the Journal of the Audio Engineering Society, Volume 15, No. 4, October 1967, pp. 383-388.
Bei dem bekannten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 werden durch Netzwerke 250 im weiteren Weg vier Bänder geschaffen. In the known exemplary embodiment according to FIG. 7, four bands are created in the further way by networks 250.
Die Bänder 1,3 und 4 haben herkömmliche 12 dB/Oktave Eingangsfilter: einen 80 Hz-Tiefpassfilter 252 am Eingang des Bandes 1, einen 3 kHz-Hochpassfilter 254 am Eingang des Bandes 3 und einen 9 kHz-Hochpassfilter 256 am Eingang des Bandes 4. Auf jedes folgt eine Emitterfolger-Isolier-stufe 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 Emitterfolgestufen 258 in den Bändern 1 und 3 (in einer Additionsstufe 260) und Subtrahieren dieser Summe vom Gesamteingangssignal (in einer Subtraktionsstufe 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 Bändern 3 und 4 entsprechen. 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. Bands 1,3 and 4 have conventional 12 dB / octave input filters: an 80 Hz low pass filter 252 at the input of band 1, a 3 kHz high pass filter 254 at the input of band 3 and a 9 kHz high pass filter 256 at the input of band 4 Each is followed by an emitter follower isolation stage 258. Band 2 has a frequency response that is complementary to bands 1 and 3. Such behavior is derived by adding the outputs of the emitter follower stages 258 in bands 1 and 3 (in an addition stage 260) and subtracting this sum from the total input signal (in a subtraction stage 262). The output of emitter follower stage 258 in each band and the output of subtraction stage 262 is applied to corresponding limiters 264 and 264 '. The delimiters 264 and 264 'are identical except that the delimiters 264' in bands 1 and 2 have time constants which are twice as large as in bands 3 and 4. The outputs of bands 1-4 are combined in a combination stage 266 with the main path signal. The compressor output is applied to a noisy channel to be passed to the complementary expander, in which the output of the identical networks is further subtracted from the input signal to obtain the complementary expansion characteristic.
Fig. 8 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, s dessen Verstärkung so eingestellt ist, dass die gewünschte Niedrigpegel-Signalverstärkung erzielt wird. Die Ausgänge aller Bänder werden mit dem Hauptsignal so kombiniert, 8 shows further details of limiters 264 and 264 ', each of which includes an FET damper 270, which operates in response to a control signal. The damper output is amplified by a signal amplifier 272, the gain of which is set to achieve the desired low level signal amplification. The outputs of all bands are combined with the main signal so
dass ein Niedrigpegelausgang vom Kompressor erzeugt wird, der bis zu ca. 5 kHz gleichmässig um 10 dB höher ist als das io Eingangssignal, während oberhalb dieses Wertes die Pegel-anhebung bis zu 15 dB bei 15 kHz gleichmässig ansteigt. that a low level output is generated by the compressor, which is up to approx. 5 kHz evenly 10 dB higher than the io input signal, while above this value the level increase increases up to 15 dB at 15 kHz.
Der FET-Dämpfer wird von einer Steuersignal-Unterschaltung gesteuert, die eine Kompressionsschwelle von 40 dB unterhalb eines Spitzenbetriebspegels liefert. Zu der ls 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 gehört eine RC-20 Vorintegrationsstufe, ein Emitterfolgerund 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 25 der Signalamplitude werden schnell weitergegeben, während kleine Änderungen langsam weitergegeben werden. Diese dynamische Glättungswirkung erzeugt optimale Ergebnisse hinsichtlich Modulationseffekten, Niedrigfrequenzverzerrung und Verzerrungskomponenten, die vom Steuersignal 30 erzeugt werden. Die Schaltung ermöglicht eine rasche Erholung und eine geringe Signalverzerrung. The FET attenuator is controlled by a control signal subcircuit that provides a compression threshold of 40 dB below a peak operating level. The control subcircuit includes a control signal amplifier 276 followed by a phase divider 278 which drives a full wave rectifier 280. The resulting DC signal is applied to a smoothing network 282, the output of which represents the control signal. Network 282 includes an RC-20 pre-integration stage, an emitter follower, and a final RC integration stage that cooperate with diodes so that both the pre-integration stage and the final integration stage have non-linear characteristics generated by the diodes. Rapid, large changes in the signal amplitude are passed on quickly, while small changes are passed on slowly. This dynamic smoothing effect produces optimal results in terms of modulation effects, low frequency distortion and distortion components generated by the control signal 30. The circuit enables quick recovery and low signal distortion.
Fig. 9 zeigt ganz allgemein die mögliche Kreuzkopplung zwishen zwei bilinearen, in Reihe geschalteten Vorrichtungen. Wenn mehr als zwei Vorrichtungen in Reihe 35 betrieben werden, steigt die Zahl der möglichen Kreuzkopplungskonfigurationen. So kann z.B. die erste Vorrichtung mit der dritten Vorrichtung kreuzweise gekoppelt sein usw. In Fig. 9 sind «n» mögliche Kreuzkopplungen vom Kompressor 2 zum Kompressor 4 gezeigt, die jeweils Übertra-40 gungsfunktionen fi(s), f2(s) bis fn(s) haben. Es sind auch «n» mögliche Kreuzkopplungen vom Kompressor 4 zum Kompressor 2 gezeigt, die entsprechende Übertragungsfunktionen gi(s), g2(s), bis gn(s) haben. In der komplementären Expanderanordnung der Expander 6 und 8 sind die Kreuz-45 kopplungen umgekehrt, so dass die gi(s), g2(s) und gn(s) Kreuzkopplungen vom Expander 6 zum Expander 8 und die fi(s), g2(s) und gn(s) Kreuzkopplungen vom Expander 8 zum Expander 6 gehen. Insgesamt kann also eine oder es können mehrere Kreuzkopplungen entweder vorwärts oder rück-50 wärts - f(s) oder g(s) - vorgesehen sein, und die Kreuzkopp-lung(en) kann nur in einer Richtung erfolgen, wobei z.B. entweder die f(s) oder die g(s)-Richtungen fehlen, oder alternativ in beide Richtungen über eine einzige Kopplungseinrichtung. Fig. 9 shows in general the possible cross coupling between two bilinear devices connected in series. If more than two devices are operated in row 35, the number of possible cross-coupling configurations increases. For example, the first device may be cross-coupled to the third device, etc. FIG. 9 shows “n” possible cross-couplings from the compressor 2 to the compressor 4, the respective transfer functions fi (s), f2 (s) to fn (s) to have. There are also shown “n” possible cross-couplings from the compressor 4 to the compressor 2, which have corresponding transfer functions gi (s), g2 (s), to gn (s). In the complementary expander arrangement of the expanders 6 and 8, the cross-45 couplings are reversed, so that the gi (s), g2 (s) and gn (s) cross-couplings from the expander 6 to the expander 8 and the fi (s), g2 ( s) and gn (s) cross couplings from expander 8 to expander 6. Overall, one or more cross-couplings can be provided either forward or backward-50 - f (s) or g (s) - and the cross-coupling (s) can only take place in one direction, e.g. either the f (s) or the g (s) directions are missing, or alternatively in both directions via a single coupling device.
Die Übertragungsfunktionen fi(s), f2(s), gi(s) usw. können 55 durch verschiedene aktive oder passive Vorrichtungen verwirklicht sein, die frequenz- und/oder pegelabhängige Elemente enthalten können. Die Eingangs- und Ausgangsverbindungen der Kreuzkopplungswege können geeignete Punkte enthalten, um von einem der folgenden Signalwege 60 abzuleiten oder mit einem derselben zu koppeln: Eingangssignalweg, Ausgangssignalweg, Signalweg «Hauptweg» (in einer bilinearen «Dual Path»-Vorrichtung), Signalweg «weiterer Weg» (in einer bilinearen «Dual Path»-Vorrichtung) und der Wechselstromeingangssignalweg zu der Steuerschal-65 tung bzw. den Steuerschaltungen. The transfer functions fi (s), f2 (s), gi (s) etc. can be realized by various active or passive devices, which can contain frequency and / or level-dependent elements. The input and output connections of the cross-coupling paths can contain suitable points for deriving from or coupling to one of the following signal paths 60: input signal path, output signal path, signal path “main path” (in a bilinear “dual path” device), signal path “further Path (in a bilinear dual path device) and the AC input signal path to the control circuit (s).
Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Signalweg-Kreuzkopplungsanordnung zwischen den weiteren Wegen bilinearer «Dual Path»-Kompressoren und «Expander. Die in Reihe 10 shows an example of a signal path cross-coupling arrangement between the further paths of bilinear “dual path” compressors and “expanders. The in line
656270 656270
geschalteten Vorrichtungen sind so angeordnet, dass die syl-labische Schwelle der ersten Kompressorschaltung auf einem höheren Pegel liegt als die zweite Kompressorschaltung. Zur Komplementarität ist die Reihenfolge in den in Reihe geschalteten Expanderschaltungen umgekehrt. Mit Block Ni und N2 sind die Schaltungen der weiteren Wege bezeichnet. Bei der Anordnung gemäss Fig. 10 wird der Ausgang des weiteren Weges der Hochpegelstufe 280, von Ni durch eine Kopplungsschaltung mit einer Transfer- oder Übertragungsfunktion f (s) in die «Weiterer Weg»-Schaltung, N2 der Niedrigpegelstufe 282 eingegeben. Die Übertragungsfunktion f(s) kann geeignete Frequenz- und Phasencharakteristiken haben, um die Begrenzungswirkung der Niedrigpegel-Kompressorstufe und folglich den Rauschminderungseffekt zu fördern. Wenn die bilinearen Vorrichtungen «Sliding Band»-Vorrichtungen sind, wird das Signal der Hochpegelstufe beispielsweise in die Filterschaltung der Niedrigpegelstufe eingegeben, um die «Sliding Band»-Wirkungzu fördern. Im komplementären Expander wird der Ausgang der Schaltung Ni in der Hochpegel-Expanderstufe über die gleiche Übertragungscharakteristik f(s) in die «Weiterer Weg»-Schaltung N2 der Niedrigpegelstufe eingegeben. switched devices are arranged so that the syl labian threshold of the first compressor circuit is at a higher level than the second compressor circuit. The order in the series-connected expander circuits is reversed for complementarity. With block Ni and N2 the circuits of the other ways are designated. In the arrangement according to FIG. 10, the output of the further path of the high level stage 280 is input from Ni through a coupling circuit with a transfer or transfer function f (s) into the "further path" circuit, N2 of the low level stage 282. The transfer function f (s) can have suitable frequency and phase characteristics to promote the limiting effect of the low level compressor stage and consequently the noise reduction effect. For example, when the bilinear devices are sliding band devices, the signal of the high level stage is input to the filter circuit of the low level stage to promote the sliding band effect. In the complementary expander, the output of the circuit Ni in the high level expander stage is input via the same transmission characteristic f (s) into the «further path» circuit N2 of the low level stage.
Ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der in Fig. 10 allgemein gezeigten Anordnung ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Fig. 11 zeigt die in Reihe geschalteten Kompressorschaltungen 280 und 282, wobei die Eingangs- und Ausgangsverbindungspunkte für die Kreuzkopplung gezeigt sind, die die Übertragungsfunktion f(s) enthält. Fig. 12 zeigt die Einzelheiten des Netzwerks der Übertragungsfunktion f(s) und dessen Verbindung zur Filterschaltungseinrichtung des Kompressors 282. Aus Gründen der Zweckmässigkeit wird davon ausgegangen, dass die Filterschaltung des Kompressors 282 der im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen entspricht. A specific embodiment of the arrangement shown generally in FIG. 10 is shown in FIGS. 11 and 12. Figure 11 shows the compressor circuits 280 and 282 connected in series, showing the input and output connection points for the cross coupling which contains the transfer function f (s). FIG. 12 shows the details of the network of the transfer function f (s) and its connection to the filter circuit device of the compressor 282. For reasons of expediency, it is assumed that the filter circuit of the compressor 282 corresponds to that described in connection with FIG. 5.
Zum Kreuzkopplungsnetzwerk gemäss Fig. 12 gehört ein Hochfrequenz-Anhebungsnetzwerk 284, welches bei hohen Frequenzen eine 10 dB-Anhebung bewirkt und dessen Grenzfrequenz der Ruhegrenzfrequenz des Filters der Schaltung 280 entspricht. Der Ausgang des Netzwerks 284 wird in zwei Wege gespalten und über eine einstellbare Verstärkungseinrichtung in den festen Filter 20 und den veränderlichen Filter 22 eingegeben. Ein Ende des 3,3 k £2 Widerstandes im festen Filter 20 wird von der Erde getrennt, und das über ein Potentiometer 286 und einen Verstärker 288 abgeleitete Signal wird dann angelegt. Das Ende des 39 k £2 Widerstandes 36a, welches vorher mit der Verbindungsstelle zwischen dem 0,033 ji.F Kondensator und dem 3,3 k £2 Widerstand verbunden war, wird von dieser Verbindungsstelle getrennt und das über ein Potentiometer 290 und einen Verstärker 292 abgeleitete Signal daran angelegt. Der Verstärker 288 hat eine Verstärkung von ca. 3/4 und der Verstärker 292 Verstärkung eins. 12 includes a high-frequency boost network 284, which brings about a 10 dB boost at high frequencies and whose cutoff frequency corresponds to the quiescent cutoff frequency of the filter of the circuit 280. The output of network 284 is split in two ways and input to fixed filter 20 and variable filter 22 via an adjustable gain device. One end of the 3.3 k £ 2 resistor in the fixed filter 20 is disconnected from the earth and the signal derived via a potentiometer 286 and an amplifier 288 is then applied. The end of the 39 k £ 2 resistor 36a, which was previously connected to the junction between the 0.033 ji.F capacitor and the 3.3 k £ 2 resistor, is disconnected from this junction and is derived via a potentiometer 290 and an amplifier 292 Signal applied to it. Amplifier 288 has a gain of approximately 3/4 and amplifier 292 has gain one.
Im Betrieb wäre bei niedrigen Pegeln die Hochpegelschaltung 280 noch nicht in Funktion. Unter dieser Bedingung entspricht Spannung V2 der Spannung Vt, da Spannung V3 eine Niedrigpegel-Hochfrequenz-Anhebung enthält (die aus der Verstärkung unterhalb des Schwellwertes der Hochpegelschaltung 280 resultiert), die vom Anhebungsnetzwerk 284 nachgebildet wird. Die am festen Filter 20 und am variablen Filter 22 anliegenden Signalpegel können so eingestellt werden, dass die besten Ergebnisse erzielt werden. Wenn ca. 3/4 des Ausgangssignals des Netzwerks 284 an den 3,3 k £2 Widerstand gelangt, wird dessen wirksamer Widerstand ca. 13 k £2. Wenn die Hochpegelschaltung ihre Schwelle erreicht, würden beide Filter 20 und 22 der Niedrigpegelschaltung 282 bereits einen Bandverschiebungseffekt haben, der insgesamt das Verhalten hinsichtlich der Rauschmodulation verbessert, ohne Mittelbandmodulationswirkungen zu verschlechtern, In operation, the high level circuit 280 would not yet function at low levels. Under this condition, voltage V2 corresponds to voltage Vt because voltage V3 contains a low-level, high-frequency boost (resulting from the gain below the threshold of high-level circuit 280), which is mimicked by boost network 284. The signal levels applied to the fixed filter 20 and the variable filter 22 can be adjusted so that the best results are achieved. When approximately 3/4 of the output of network 284 reaches the 3.3 k £ 2 resistor, its effective resistance becomes approximately 13 k £ 2. When the high level circuit reaches its threshold, both filters 20 and 22 of the low level circuit 282 would already have a band shift effect that overall improves noise modulation behavior without degrading mid band modulation effects,
d.h. übertriebene Bandverschiebung wird auf ein Minimum reduziert. i.e. Exaggerated band displacement is reduced to a minimum.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Kreuzkopplung von in Reihe geschalteten «Sliding Band-Dual Path»-Vorrichtungen. Die auch schon im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 11 enthaltenen Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 wird eine einzige Steuerschaltung (Blöcke 30,31,32) durch Addiererwiderstände 304 und 306 von den Ausgängen der weiteren Wege in jedem der in Reihe geschalteten Kompressoren 280 und 282 versorgt. Der Ausgang der Steuerschaltung wird an den variablen Filter 22 jedes der in Reihe geschalteten Kompressoren über entsprechende Pegeleinstelleinrichtungen 308 und 310 (falls benötigt) angelegt. Die Werte der Addiererwiderstände 304 und 306 können so gewählt sein, dass die steuernde Wirkung eines Kompressors im Vergleich zu der eines anderen gewichtet wird. Diese Anordnung ermöglicht eine Einsparung an Schaltkreiskomponenten, hat dabei aber eine Leistung. die grossenteils Ausführungsformen ähnlich ist, die für jede der in Reihe geschalteten Vorrichtungen jeweils eine Steuerschaltung aufweisen. Es kann auch eine einzige Steuerschaltung für den Fall von drei oder mehr in Reihe geschalteten Kompressoren oder Expandern vorgesehen sein. In diesem Fall wird der Ausgang jedes weiteren Weges über eine Summiereinrichtung an den Steuerschaltungseingang angelegt, deren Ausgang über entsprechende Pegeleinstelleinrichtungen (falls benötigt) an die entsprechenden veränderbaren Filter angelegt wird. FIG. 13 shows a further exemplary embodiment of the invention for cross coupling of “sliding band dual path” devices connected in series. The components already contained in the exemplary embodiment according to FIG. 11 are identified by the same reference symbols. In the embodiment of FIG. 13, a single control circuit (blocks 30, 31, 32) is supplied by adder resistors 304 and 306 from the outputs of the further paths in each of the compressors 280 and 282 connected in series. The output of the control circuit is applied to the variable filter 22 of each of the series compressors via corresponding level adjusters 308 and 310 (if needed). The values of the adder resistors 304 and 306 can be chosen such that the control effect of one compressor is weighted in comparison with that of another. This arrangement enables circuit components to be saved, but has performance. which is largely similar to embodiments each having a control circuit for each of the series devices. A single control circuit can also be provided in the case of three or more compressors or expanders connected in series. In this case, the output of each further path is applied to the control circuit input via a summing device, the output of which is applied to the corresponding changeable filter via appropriate level setting devices (if required).
Eine einzige Steuerschaltungsanordnung ist auch bei in Reihe geschalteten Festbandvorrichtungen möglich, wie das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 14 zeigt, bei dem Festbandkompressoren einen einzigen weiteren Weg aufweisen. Die Anordnung eignet sich auch für in Reihe geschaltete Festbandkompressoren und Expander, die jeweils eine Vielzahl weiterer Wege enthalten. In diesem Fall ist natürlich die gemeinsame Steuerschaltung zwischen die weiteren Wege geschaltet, die im gleichen Frequenzband arbeiten. A single control circuit arrangement is also possible with fixed-band devices connected in series, as the exemplary embodiment according to FIG. 14 shows, in which fixed-band compressors have a single further path. The arrangement is also suitable for fixed-band compressors and expanders connected in series, each of which contains a large number of other paths. In this case, of course, the common control circuit is connected between the other paths that work in the same frequency band.
Gemäss Fig. 14 wird das Eingangssignal im Kompressor 326 in einen Hauptweg, der an ein kombinierendes Netzwerk 316 angelegt wird, und in einen weiteren Weg unterteilt, der einen festen Filter 312 und einen spannungsgesteuerten Verstärker VCA 314 enthält. Der VCA kann ein FET-Dämpfer sein, auf den ein Verstärker folgt, wie im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben (Blöcke 270 und 272). Im zweiten Kompressor 328 wird die Schwelle eines VCA 314' gegenüber dem VCA 314 des ersten Kompressors 326 gestaffelt, wie in der belgischen Patentschrift 889 428 beschrieben. Eine gemeinsame Steuerschaltung (Blöcke 276,278,280 und 282, wie im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben) wird durch Summierwiderstände 318 und 320 vom Ausgang des weiteren Weges in einer anhand des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 13 beschriebenen Weise versorgt. Der Ausgang der Steuerschaltung wird über Pegeleinstelleinrichtungen 322 und 324 an die beiden VCA 314 und 314' angelegt. Ebenso wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 erwähnt, ist auch diese Anordnung für drei oder mehr in Reihe geschaltete Festbandvorrichtungen verwendbar. 14, the input signal in the compressor 326 is divided into a main path, which is applied to a combining network 316, and a further path, which contains a fixed filter 312 and a voltage-controlled amplifier VCA 314. The VCA may be an FET attenuator followed by an amplifier as described in connection with FIG. 8 (blocks 270 and 272). In the second compressor 328, the threshold of a VCA 314 'is staggered with respect to the VCA 314 of the first compressor 326, as described in Belgian patent 889,428. A common control circuit (blocks 276, 278, 280 and 282, as described in connection with FIG. 8) is supplied by summing resistors 318 and 320 from the output of the further route in a manner described with reference to the exemplary embodiment according to FIG. 13. The output of the control circuit is applied to the two VCA 314 and 314 'via level adjusters 322 and 324. Just as mentioned in connection with the exemplary embodiment according to FIG. 13, this arrangement can also be used for three or more fixed-band devices connected in series.
Die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 13 und 14 beruhen beide auf der Beobachtung, dass bei derartigen in Reihe geschalteten Kompressoren und Expandern die Dynamikwirkung auf einmal hauptsächlich in einer Stufe erfolgt. Ausgehend von Eingangssignalen niedrigen Pegels erzeugt beispielsweise die Stufe mit dem niedrigsten Pegel den grössten Anteil des kombinierten Steuersignals. In dem Mass, in dem The exemplary embodiments according to FIGS. 13 and 14 are both based on the observation that in the case of such compressors and expanders connected in series, the dynamic effect suddenly occurs primarily in one step. Starting from input signals of low level, for example, the stage with the lowest level generates the largest proportion of the combined control signal. To the extent that
8 8th
s s
10 10th
IS IS
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
9 65627® 9 65627®
der Eingangssignalpegel steigt, scheidet die Stufe des niedrig- mit dem nächst höheren Schwellenpegel wird aktiv und trägt sten Pegels aus der dynamischen Wirkung aus und die Stufe den grössten Teil zum kombinierten Steuersignal bei. the input signal level rises, the level of the low and the next higher threshold level becomes active and contributes the highest level from the dynamic effect and the level contributes the most to the combined control signal.
B B
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