CH660653A5 - Kompressor bzw. expander fuer signal-aufzeichnungs- und uebertragungseinrichtungen, sowie geraeuschminderungseinrichtung mit denselben. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor und einen Expander für Signal-Aufzeichnungs- und Übertragungseinrichtungen sowie eine Geräuschminderungseinrichtung mit denselben. Die Erfindung ist besonders nützlich zur Behandlung von Audio-Signalen, ist jedoch auch auf andere Signale anwendbar, einschliesslich Video-Signale.

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

Besonders interessant sind Kompressoren und Expander, die, zusätzlich dazu, dass sie eine Kompression bzw. Expansion bewirken, auch eine pegelabhängige Entzerrung mit sich bringen. Bei der magnetischen Aufzeichnung tritt der Wunsch nach einer solchen Entzerrung wegen der Tendenz des Magnetbandes, ausgesteuert zu werden oder sich zu sättigen, insbesondere bei hohen Frequenzen, auf. Verschiedene Vorschläge sind gemacht worden, um diese Entzerrung zu erreichen, von denen mehrere diskutiert sind in Rundfunktechn. Mitteilungen, Jahrg. 22 (1978) H. 2, Seiten 63 bis 74. Eine Notwendigkeit für eine Entzerrung kann auch bei anderen Aufzeichnungs- oder Übertragungsmedien auftreten, die auf einem Hochpegel-Sättigungsoder -Überlastungs-Effekt bei gewissen Frequenzen ausgesetzt sind.

Eine Möglichkeit, mit der jedoch keine pegelabhängige Entzerrung erreicht wird, besteht darin, eine Hochfrequenz-Abfall-Schaltung hinter dem Kompressor und eine kompensierende Anhebe-Schaltung vor dem Expander vorzusehen. Eine Alternative besteht darin, die Abfall-Schaltung vor den Kompressor zu setzen und die Anhebe-Schaltung hinter den Expander. Ein Nachteil jeder dieser Techniken besteht darin, dass Signale auf allen Pegeln der gleichen Abfall-Wirkung (und der folgenden Anhebung) unterworfen werden, so dass sich eine erhebliche Herabsetzung der erzielten Geräuschherabsetzung ergibt.

In dem genannten Aufsatz in «Rundfunktechn. Mitteilungen» ist vorgeschlagen, dass die Verringerung der Geräuschminderung toleriert werden kann, wenn der Betrag der Geräuschminderung ohne solche Techniken immerhin etwa 20 dB beträgt. Das ist nur teilweise richtig. In der Praxis, insbesondere hinsichtlich einiger Kompakt-Kassetten-Bänder, erstrecken sich Bandsättigungseffekte herab bis zu so niedrigen Frequenzen

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wie 2 kHz, und die Änderung der Entzerrung, die dazu erforderlich ist, das zu berücksichtigen, führt zu einem erheblichen Anwachsen des hörbaren Rauschens.

Es sind Versuche gemacht worden, dieses Problem dadurch zu überwinden, dass das Ansprechverhalten der Abfall- und Anhebe-Schaltungen pegelabhängig gemacht wird (US-PS 4 072 914). Im Falle der Abfall-Schaltung ist der Abfall bei hohen Pegeln steiler als bei niedrigen Pegeln. Für die Anhebe-Schaltung ist die Anhebe-Charakteristik in gleicher Weise bei hohen Pegeln steiler als bei niedrigen Pegeln. Ein Nachteil dieses Lösungsversuches ist die entsprechenden Erhöhung der Komplexität der Schaltung.

In dem Aufsatz in «Rundfunktechn. Mitteilungen» findet sich auch ein Vorschlag, eine Hochfrequenz-Anhebe-Schaltung vor die Steuerschaltung sowohl des Kompressors als auch des Expanders zu setzen, es wird jedoch dort darauf hingewiesen, das der resultierende Abfall nur im Mittelpegelsignalbereich wahrnehmbar ist, während es erwünscht ist, diesen Effekt hauptsächlich bei hohen Pegeln zu erreichen. Bei Video-Aufzeichnungssystemen können Hochfrequenz-Sättigungsprobleme durch die verwendete Aufzeichnungs-Preemphasis verursacht sein. Ein ähnliches Problem existiert bei FM-Rundfunksendun-gen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine bessere Lösung für die oben beschriebenen Probleme zu schaffen, nämlich eine Lösung, die sowohl wirksam als auch einfach ist.

Ein ähnliches Problem ist beim Stand der Technik noch nicht diskutiert worden, nämlich dass auch eine Niederfrequenzentzerrung (Abfall im Kompressor und Anhebung im Expander) erwünscht ist, wenn die Kompression und Expansion auch bei niedrigen Frequenzen wirksam sind. Eine Niederfrequenz-Kompression und -Expansion sind zur Herabsetzung von Brummstörungen nützlich und können unter Verwendung von Breitbandkompressoren und -Expandern oder Kompressoren und Expandern mit Schaltungen erreicht werden, die unabhängig bei tiefen und hohen Frequenzen arbeiten. Bei diesen Frequenzen besteht das Hauptproblem darin, den Effekt der 3180 Mikrosekunden ( + 3 dB bei 50 Hz) Aufzeichnungsanhebung entgegenzuwirken, die in viele Magnetbandgeräte eingebaut ist, die für Bandaussteuerungs- oder -Sättigungsprobleme bei tiefen Frequenzen, beispielsweise bei Orgelmusik, verursachen.

Weiter soll durch die Erfindung eine Einrichtung verfügbar gemacht werden, mit der die erforderliche Entzerrung zusätzlich bei tiefen Frequenzen bewirkt werden kann, falls das erforderlich ist.

Weiter soll durch die Erfindung der «headroom» (Spielraum nach oben) vergrössert werden, und dementsprechend der Dynamikbereich des Aufzeichnungsmediums, das einer Sättigungserscheinung unterworfen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor oder Expander, der einen Hauptsignalweg aufweist, der bezüglich des Dynamikbereiches linear ist, eine Vereinigungsschaltung in dem Hauptweg, und einen weiteren Weg, dessen Eingang mit dem Eingang oder Ausgang des Hauptweges und dessen Ausgang mit der Vereinigungsschaltung verbunden ist, wobei der weitere Weg ein Signal liefert, das, wenigstens in einem oberen Teil des Frequenzbandes, das Hauptwegsignal mittels der Vereinigungsschaltung anhebt, oder diesem entgegenwirkt, das jedoch so begrenzt ist, dass im oberen Teil des Eingangs-Dynamikbereiches das Signal des weiteren Weges kleiner ist als das Hauptwegsignal.

Der obere Teil des Frequenzbandes erstreckt sich typischerweise von einem Wert von einigen hundert Hertz, sagen wir 300 bis 400 Hz, wenn auch ein höherer Wert verwendet werden kann, nach oben. Im oberen Teil des Eingangs-Dynamikbereiches, sagen wir von -10 dB bis + 10 dB, bezogen auf einen Bezugspegel, ist das Signal des weiteren Weges klein relativ zum Hauptwegsignal.

Solche Kompressoren und Expander sind allgemein bekannt und werden in grossem Umfange verwendet, Beispiele werden beschrieben in US-PS'en 3 846 719, 3 903 485 und Re 28 426. Sie werden als dual path-Kompressoren und -Expander bezeichnet. Das Signal des weiteren Weges hebt das Hauptwegsignal im Kompressor an, wirkt jedoch im Expander dem Hauptwegsignal entgegen. Eine Konfiguration vom Typ I (beispielsweise gemäss US-PS 3 046 719) wird allgemein für Audio-Anmeldungen verwendet und eine Konfiguration vom Typ II (beispielsweise gemäss US-PS 3 903 485) wird allgemein für Video-Anmeldungen verwendet.

Im Fall des Kompressors ist die Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Besondere Ausführungsformen des Kompressors sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Im Fall des Expanders ist die Erfindung gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 4 angegebenen Merkmale. Besondere Ausführungsformen des Expanders sind in den Patentansprüchen 5 und 6 beschrieben.

Durch die Erfindung wird ferner eine Geräusch minde-rungseinrichtung verfügbar gemacht, wie sie in den Ansprüchen 7 bis 9 gekennzeichnet ist. Der Teil des Frequenzbandes, der durch die Sättigungserscheinung beeinträchtigt ist, liegt gewöhnlich extrem hoch — d.h. dort, wo die obere Grenze des Frequenzbandes jeweils, in irgendeinem gegebenen praktischen Falle, angenommen wird, beispielsweise 15 kHz oder 20 kHz, im Falle von Audio, oder etwa 4 bis 6 MHz im Falle von Video, oder irgendein anderer Wert.

Insbesondere für den Audiobereich, wo der Kompressor oder Expander auch bei niedrigen Frequenzen arbeitet, bringt die frequenzabhängige Schaltung auch eine Herabsetzung (Kompressor) oder Anhebung (Expander) des Frequenzgangs im unteren Teil des Audio-Frequenzbandes, beispielsweise der sich von etwa 100 Hertz zum unteren Ende hin erstreckt, das typischerweise im Bereich von 20 Hz liegt.

Die Erfindung wird näher anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen repräsentativen Frequer.zgang eines Kassetten-Band-Aufzeichnungs/-Wiedergabegerätes;

Fig. 2 eine Charakteristik zur Erläuterung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit Kompressoren und Expandern vom Typ I;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in Zusammenhang mit Kompressoren und Expandern vom Typ II; und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit einem Zweistufen-Kompandersystem für die Magnetbandaufzeichnung.

Das Problem der Hochfrequenzsättigung ist allen Magnetband- und Lichtton-Aufzeichnungsgeräten gemeinsam. Es kann auch bei Aufzeichnung- und Übertragungssystemen vieler Art mit Preemphasis, einschliesslich FM-Rundfunksystemen, auftreten. Es tritt zwar am stärksten in Bandgeräten mit geringer Geschwindigkeit, insbesondere solchen mit billigen Bandrezepturen, auf, sie beeinträchtigt jedoch auch die Aufzeichnungsmöglichkeit bei höheren Pegeln sogar bei professionellen Magnetband- und Lichtton-Geräten hoher Qualität. D.h., das Aufzeichnungsmedium zeichnet die angelegten hochpegeligen, hochfrequenten Signale nicht genau auf. Der wichtigste hörbare Effekt ist eine Intermodulationsverzerrung und eine Herabsetzung des Hochfrequenzgehalts der Aufzeichnung. Im Kontext der Erfindung ist diese Sättigung jedoch besonders unerwünscht, weil mit gewissen Kombinationen von Signal-Pegeln und -Frequenzen diese Sättigung die Wiedergabe-Komplemen-tärität des Expanders verwirrt. Der Expander gibt deshalb das Signal nicht völlig genau wieder, und zwar je nach dem Grad der Sättigung. Der wichtigste hörbare Effekt ist gewöhnlich

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eine Erhöhung des Hochfrequenzverlustes durch den Expander, kann jedoch auch eine störende Modulation von Signalen im mittleren Frequenzbereich einschliessen.

Die illustrierte Ausführungsform wird hauptsächlich im Zusammenhang mit einem Kassetten-Band-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät betrachtet, wenn auch die Erfindung ebenso gut bei professionellen Magnetband-, Lichtton- und allgemein Aufzeichnungs- und Übertragungssystemen anwendbar ist.

Fig. 1 zeigt den Frequenzgang eines Kompakt-Kassetten-Aufnahme-Wiedergabe-Gerätes, das gut über dem Durchschnitt liegt. Bei einem Aufzeichnungspegel von -20 dB ist der Frequenzgang im wesentlichen flach bis hinauf zu 20 kHz. Bei höheren Aufzeichnungspegeln wird der Effekt der Hochfrequenz-Bandsättigung sichtbar, wodurch ein erheblicher Hochfrequenz-abfall bei einem Aufzeichnungspegel von 0 dB verursacht wird. Typische Kassetteneinheiten zeigen erheblich grössere Sättigungseffekte.

Der einfachste Weg, diesen Sättigungseffekt herabzusetzen, besteht darin, die Aufzeichnungsentzerrung in der Weise zu ändern, dass das Band in dem Frequenzbereich, in dem Sättigung störend wird, nicht so hoch ausgesteuert wird. Die Wiedergabeentzerrung wird dann in komplementärer Weise geändert. Unglücklicherweise können sich bei Kassettenaufzeichnung Sättigungseffekte bis herab zu so niedrigen Frequenzen erstrecken wie 2 kHz oder in deren Nähe, wie aus Fig. 1 abgelesen werden kann. Die erforderliche Änderung der Entzerrung würde damit in einem erheblichen Ansteigen des hörbaren Rauschens resultieren.

Die später beschriebene Schaltung erlaubt effektiv eine Reduzierung der Hochfrequenzsättigung ohne dass irgendeine merkliche Geräuschminderung im behandelten Frequenzbereich in Kauf genommen werden muss. Die gleiche Technik kann dazu verwendet werden, eine Bandverzerrung im tiefen Frequenzbereich zu reduzieren, wenn ein über den vollen Bereich arbeitendes Geräuschminderungssystem verwendet wird. Insbesondere ist zu beachten, dass in einem dual-path-Kompressor oder -Expander der Ausgang der Schaltung bei sehr niedrigen Signalpegeln hauptsächlich durch den weiteren Weg, oder Geräuschminderungsweg, geliefert wird. Im Falle einer solchen Einrichtung, die 10 dB Dynamikwirkung ergibt, stehen die Beiträge des Hauptweges und des Geräuschminderungsweges im Verhältnis von 1 bzw. 2,16. Bei hohen Signalpegeln sind die Rollen der beiden Wege umgekehrt: Der Hauptweg liefert die überwiegende Signalkomponente, und der Beitrag des weiteren Weges ist vernachlässigbar.

Der Sättigungs- oder Verzerrungs-Herabsetzungseffekt beruht auf folgendem. Ein Entzerrer, der die erforderliche Herabsetzung in der Hoch- oder Tieffrequenz-Aussteuerung bewirkt, wird in den Hauptweg des Kompressors gelegt. Wie in Fig. 2 erkennbar ist, die den Betrieb einer Hochfrequenz-Verzerrungs-Herabsetzungsschaltung zeigt, wird bei hohen Signalpegeln im wesentlichen der volle Entzerrungseffekt erhalten, mit einer entsprechenden Herabsetzung der Hochfrequenzsättigung. Bei tiefen Pegeln wird der Entzerrungseffekt jedoch reduziert, da der Beitrag des Geräuschminderungsweges bedeutsam wird. Wenn beispielsweise das Antisättigungs-Netzwerk eine Dämpfung um einen so hohen Wert wie 12 dB bei einer bestimmten Frequenz bewirkt, dann ist der Effekt bei tiefen Pegeln gegeben durch

0,25 X 1 + 2,16 = 2,41 = 7,6 dB

wobei Phasenbetrachtungen ausser Acht gelassen werden. D.h., eine Herabsetzung der Hochpegel-Aufzeichnungs-Aussteuerung um 12 dB wird bei einer Verringerung des Geräuschminderungseffektes um nur 2,4 dB erhalten. Ein solch hoher Grad der Verzerrungsherabsetzung würde nur bei den höchsten Frequenzen, beispielsweise 15 kHz, erforderlich sein. Bei niedrigeren Frequenzen ist die erforderliche Herabsetzung der Sättigung kleiner, mit einem entsprechend geringeren Verlust an Geräuschminderungseffekt. Bei tiefen Frequenzen wäre das Hauptziel, dem Effekt der 3180 Mikrosekunden ( + 3 dB bei 50 Hz) Aufzeichnungsanhebung entgegenzuwirken, die in viele Bandgeräte eingebaut ist und die für Tieffrequenz-Bandsätti-gungs-Probleme sorgt, beispielsweise mit Orgelmusik, wie bereits erwähnt.

Bei Audio-Anwendungen können die Anforderungen an ein geeignetes Anti-Sättigungsnetzwerk wie folgt bestimmt werden. Der maximal nutzbare Ausgangspegel des Bandes, Lichttonfilms, FM-Kanals od. dgl. wird bei niedrigen bis mittleren Frequenzen und bei höheren Frequenzen bis zur höchsten interessierenden Frequenz bestimmt. Die resultierende maximale Ausgangspegelkurve wird mit einer Kurve der Energieverteilung in Abhängigkeit von der Frequenz für normalerweise anzutreffende Musik- und Sprach-Schallereignisse verglichen. Eine solche Kurve ist beispielsweise veröffentlicht in «Journal of the Audio Engineering Society», Bd. 21, Nr. 5, Juni 1973, Seiten 357 bis 362. Die Differenz zwischen den beiden Kurven ist eine Angabe für die erforderlichen Hochpegel-Anti-Sättigungs-Charakteristiken. Wenn einmal solche Charakteristiken bestimmt und implementiert sind, sollten die resultierenden Kompressions-Charakteristik-Kurven geprüft werden, um zu bestimmen, ob das Anti-Sättigungsnetzwerk eine Erhöhung des Kompressionsverhältnisses bei irgendeiner Frequenz oder bei irgendeinem Pegel mit sich gebracht hat. Wenn das der Fall ist, können entsprechende Änderungen in den Begrenzungscharakteristiken im Geräuschminderungsweg durchgeführt werden und/oder, wo mehrere in Reihe geschaltete Kompressor oder Expander verwendet werden, kann die Anti-Sättigungs-Charakteristik über die Geräte verteilt werden.

Ähnliche Betrachtungen gelten auch für Video-Einrichtungen. In Video-Rekordern wird häufig Hochfrequenz-Preempha-sis verwendet, die in FM-Übermodulationsproblemen resultieren kann. Die Übermodulationstendenz irgendeines speziellen Aufzeichnungssystems kann gemessen und eine entsprechende Art und ein entsprechender Grad an Anti-Sättigung kann vorgesehen werden. Wenn Kompressoren und Expander der oben genannten Type I und Type II verwendet werden, wird noch eine weitere Übermodulationstendenz durch kleine restliche Überschwingungen (einige Prozent) von den Kompressoren hervorgerufen. Diese Überschwingungen können durch die Erfindung kompensiert werden (In Audio-Systemen besteht ebenfalls eine Neigung, restliche Überschwingungen zu kompensieren).

Es wäre zwar möglich, mit nur dem Anti-Sättigungsnetz-werk im Kompressor zu arbeiten, vorzugsweise wird jedoch eine komplementäre Korrektur auf der Wiedergabeseite vorgenommen, so dass ein flacher Frequenzgang bei allen Pegeln aufrechterhalten wird. Die folgende Analyse zeigt die Art der erforderlichen Korrektur.

Fig. 3 zeigt dual-path-Kompressor und -Expander-Konfigu-ration, und dort sind das Eingangssignal für den Kompressor mit x, das Signal im Informationskanal mit y und das Ausgangssignal des Expanders mit z bezeichnet. Fi und Fi sollen die Übertragungscharakteristiken des weiteren Weges des Kompressors bzw. Expanders sein, und FAs die Übertragungscharakteristik des Anti-Sättigungsnetzwerks. Mit F'As soll die erforderlich kompensierende Charakteristik im Expander bezeichnet werden.

y = (Fas + Fi) x und z = yF' as - zF2F' as damit

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F'asFAS + FIF'AS

z = x

1 + F2F'as

1

Ersichtlich ist z = x, wenn Fi = F2 und F' as = •

Fas

Eine ähnliche Ableitung gilt für die in Fig. 4 dargestellte Konfiguration vom Typ II:

y = Fasx + FiFAsy und z = F' Asy - F2y damit

(F'as-F2)

z = x

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- Fl

Fas

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Ersichtlich ist z = x, wenn Fi = F2 und F' As = •

Fas

Aus Obigem ergibt sich nicht nur, dass die beiden Geräuschminderungsnetzwerke identisch sein sollten, wie das beim Stand der Technik bekannt ist, sondern dass das Anti-Sättigungs-Kompensations-Netzwerk im Expander eine inverse Charakteristik zu der des im Kompressor verwendeten Netzwerkes haben sollte. Einfache Korrekturen können passiv erreicht werden, beispielsweise durch RC-Kombinationen, während komplexere Korrekturen Rückkopplungstechniken verwenden können insbesondere zur Erreichung der inversen Charakteristiken, die im Expander erforderlich sind.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild der Erfindung dargestellt, wie es in einer doppelstufigen Typ I-Konfiguration verwirklicht ist, die hauptsächlich zur Verwendung bei der Magnetband-Aufzeichnung und -Wiedergabe gedacht ist.

Die dargestellte Ausführungsform verwendet Kompressoren 52 und 54 in Kaskade, um einen grösseren Betrag an Kompression zu erreichen, und entsprechend Expander 56, 58 in Kaskade. Die Erfindung ist auch auf einstufige dual-path-Kompres-soren und -Expandern anwendbar. Jeder Kompressor hat einen Hauptweg 10 mit einer Vereinigungsschaltung 12, die zum Hauptweg den Ausgang des weiteren Weges Ni, N2 addiert, dessen Eingang mit dem Eingang des entsprechenden Hauptweges verbunden ist. Die Expander haben Hauptwege 14 und Vereinigungsschaltungen 16 die vom Hauptwegsignal den Ausgang des weiteren Weges N2, Ni subtrahieren, dessen Eingang mit dem Ausgang des entsprechenden Hauptweges verbunden ist.

Solche Kompressor- und Expander-Konfigurationen sind als solche bekannt und sollen deshalb nicht näher erläutert werden. Es gibt zwei Hauptformen für den weiteren Weg Ni oder N2. Eine Alternative (US-PS 3 846 719, Fig. 7 und 8) besteht aus einem Filter, dem ein gesteuerter Begrenzer folgt, der veranlasst wird, progressiv zu begrenzen, wenn der Signalpegel steigt, und

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zwar durch ein gleichgerichtetes und geglättetes Steuersignal. Eine andere Alternative (US-PS Re 28 426) ist ein sliding band-Hochpassfilter, dessen Durchlassband progressiv vom Steuersignal verengt wird, so dass starke Signalkomponenten vom Ausgang des Filters ausgeschlossen werden, der vorzugsweise in Reihe mit einem festen Hochpassfilter liegt. Vorteilhafte Grenzfrequenzwerte für die sliding band-Filter liegen bei etwa 375 Hz im Ruhezustand, das durchgelassene Band wird jedoch als Antwort auf das Steuersignal progressiv enger.

Der erste und der zweite Kompressor 52 und 54 haben jeder Hochfrequenz- und/oder Tieffrequenz- (und/oder irgendeine andere spezielle Frequenz oder Frequenzbereich) Anti-Sättigungsnetzwerke 74, 76, die die Hauptsignalkomponenten beeinflussen. Auf der Wiedergabeseite des Bandgerätes T haben der erste und der zweite Expander 56 und 58 komplementäre Netzwerke, die die Hauptsignalkomponenten beeinflussen. Als Alternative kann eine solche Kompensation nur in einem der Kompressoren und in nur einem der entsprechenden Expander vorgesehen sein. Die Kompensation kann beispielsweise die Form eines flachen Hochfrequenz-Abfalls im Kompressor haben, der bei sehr hohen Frequenzen stärker wird, sagen wir oberhalb von 10 kHz, und eine entsprechende Anhebung im Expander.

Da die Herabsetzung der Überlastung des Hochfrequenzkanals nur auf die Hauptsignalkomponenten angewandt wird, bleiben die niederpegeligen Komponenten in den Seitenkanälen unbeeinflusst und damit beeinflusst die Herabsetzung der Überlastung die Geräuschminderung nicht erheblich. Dementsprechend kann sich die Herabsetzung der Kanalüberlastung bis herab in den mittleren Frequenzbereich erstrecken.

Die Anti-Sättigungsnetzwerke 74, 76 und die komplementären Netzwerke 78, 80 sind in den Hauptsignalwegen angeordnet. Diese Anordnung resultiert in einem sehr geringen Verlust an Geräuschminderungseffekt, da der Grossteil der Signale bei niedrigen Pegeln durch die Geräuschminderungs-Seitenkette erhalten wird. Deshalb ist es möglich, Anti-Sättigungsnetzwerke vorzusehen, die zusammen einen allmählichen Hochfrequenz-Abfall, 3-6 dB/Oktave beispielsweise (und komplementäre Anhebung im Expander) hat, die sich ziemlich weit herab in der Frequenz erstrecken, beispielsweise bis 2-3 kHz, um Sättigungseffekte zu behandeln, ohne dass ein hoher Grad an Geräuschminderungsverlust eintritt. Der Frequenzgang bei 0 dB in Fig. 1 zeigt z.B., dass der Abfall des Frequenzgangs aufgrund der Sättigung bei etwa 2 kHz beginnt. Da die Anti-Sättigungsnetz-werke sich in den Hauptkanälen befinden, die die hochpegeli-gen Signale führen, werden nur diejenigen Signale beeinflusst, die Sättigung verursachen. Wie im Fig. 1 dargestellt ist, rufen niedrigpegelige Signale keine merkliche Bandsättigung hervor.

Wahlweise ist die Hälfte des Abfalls von 3-6 dB/Oktave in jedem der Netzwerke 74 und 76 vorgesehen, und jeweils die Hälfte der komplementären Anhebung in jedem der Netzwerke 78 und 80. Wenn der gesamte Abfall bzw. die gesamte Anhebung in einzelne Netzwerke 76 und 78 gebracht wird, dann hat der zugehörige Kompressor oder Expander ein höheres Kom-pressions- oder Expansionsverhältnis in dem speziellen Pegel-und Frequenzbereich, der diesem Kompressor oder Expander zugeordnet ist. In einem Heim-System ist jedoch die Verwendung eines einzelnen Netzwerkes adäquat.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims (9)

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1. Kompressor für Signal-Aufzeichnungs- und Übertragungseinrichtungen, mit einem Hauptsignalweg, der linear bezüglich des Dynamikbereiches ist, einer Vereinigungsschaltung im Hauptweg, und einem weiteren Weg, dessen Eingang mit dem Eingang oder Ausgang des Hauptweges verbunden ist und dessen Ausgang mit der Vereinigungsschaltung verbunden ist, wobei der weitere Weg ein Signal liefert, das, wenigstens im oberen Teil des Frequenzbandes, das Hauptwegsignal durch die Vereinigungsschaltung anhebt, das jedoch so begrenzt ist, dass im oberen Bereich des Eingangsdynamikbereiches das Signal des weiteren Weges kleiner ist als das Hauptwegsignal, gekennzeichnet durch eine frequenzabhängige Schaltung, die nur in den Hauptweg geschaltet ist und eine Herabsetzung des Frequenzgangs in einem ausgewählten Teil des Frequenzbandes bewirkt.

2. Kompressor nach Anspruch 1, bei dem der Kompressor ein Audio-Kompressor ist, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige Schaltung eine Herabsetzung des Frequenzgangs im oberen Teil des Audio-Frequenzbandes mit sich bringt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Audio-Kompressor nach Anspruch 2, bei dem der Kompressor auch bei tiefen Frequenzen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige Schaltung auch eine Herabsetzung des Frequenzganges im unteren Teil des Audio-Frequenzbandes hervorruft.

4. Expander für Signal-Aufzeichnungs- und Übertragungseinrichtungen, mit einem Hauptsignalweg, der hinsichtlich des Dynamikbereiches linear ist, einer Vereinigungsschaltung im Hauptweg, und einem weiteren Weg, dessen Eingang mit dem Eingang oder Ausgang des Hauptweges und dessen Ausgang mit der Vereinigungsschaltung verbunden ist, wobei der weitere Weg ein Signal liefert, das, wenigstens in einem oberen Teil des Frequenzbandes, dem Hauptwegsignal durch die Vereinigungsschaltung entgegenwirkt, das jedoch so begrenzt ist, dass im oberen Teil des Eingangsdynamikbereiches das Signal des weiteren Weges kleiner ist als das Hauptwegsignal, gekennzeichnet durch eine frequenzabhängige Schaltung, die nur in dem Hauptweg geschaltet ist und eine Anhebung des Frequenzganges in einem ausgewählten Teil des Frequenzbandes bewirkt.

5. Expander nach Anspruch 4, bei dem der Expander ein Audio-Expander ist, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige Schaltung eine Anhebung des Frequenzganges im oberen Teil des Audio-Frequenzbandes bewirkt.

6. Audio-Expander nach Anspruch 5, bei dem der Expander auch bei tiefen Frequenzen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige Schaltung auch eine Anhebung des Frequenzganges im unteren Teil des Audio-Frequenzbandes bewirkt.

7. Geräuschminderungseinrichtung mit einem Kompressor gemäss Patentanspruch 1 und einem Expander gemäss Patentanspruch 4, wobei der weitere Weg ein Signal liefert, das, wenigstens in einem oberen Teil des Frequenzbandes, das Hauptwegsignal im Kompressor anhebt, und dem Hauptwegsignal im Expander entgegenwirkt, und zwar über die Vereinigungsschaltung, und wobei die entsprechenden frequenzabhängigen Schaltungen, die nur in die Hauptwege eingeschaltet sind, eine Herabsetzung des Frequenzgangs im Kompressor und eine komplementäre Anhebung des Frequenzganges im Expander in einem ausgewählten Teil des Frequenzbandes bewirken.

8. Geräuschminderungseinrichtung nach Anspruch 7, bei dem der Kompressor und der Expander bei Audio-Frequenzen arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängigen Schaltungen eine Herabsetzung des Frequenzganges im Kompressor und eine komplementäre Anhebung des Frequenzganges im Expander im oberen Teil des Audio-Frequenzbandes bewirken.

9. Audio-Geräuschminderungseinrichtung nach Anspruch 8, bei dem der Kompressor und Expander auch bei tiefen Frequenzen wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängigen Schaltungen auch eine Herabsetzung des Frequenzgangs im Kompressor und eine komplementäre Anhebung des Frequenzgangs im Expander im unteren Teil des Audio-Fre-quenzbandes bewirken.