DE19704519A1 - Vorrichtung zur Frequenzgangkompensation eines Wiedergabetonsignals - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Tonsignalwiedergabevorrichtungen und insbeson­ dere auf eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Fre­ quenzgangs eines Wiedergabetonsignals durch Entfernen von Rauschen aus dem Wiedergabesignal im Hochfrequenzbereich während der Wiedergabe des Tonsignals und durch anschlie­ ßendes Anheben des vom Rauschen befreiten Wiedergabe­ signals.

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen den Pegeln eines Aufzeichnungseingangssignals und eines Wiedergabeaus­ gangssignals. Wenn hierbei der Aufzeichnungspegel einen bestimmten Wert überschreitet, geht die lineare Beziehung zwischen dem Pegel des Aufzeichnungseingangssignals und demjenigen des Wiedergabeausgangssignals verloren, wo­ durch der Aufzeichnungspegel gesättigt wird. Das heißt, wenn der Pegel des Aufzeichnungseingangssignals über einen bestimmten Wert hinaus erhöht wird, wird während der Wiedergabe eine Verzerrung erzeugt. Da ferner der Pegel des Aufzeichnungseingangssignals proportional zum Geräuschabstand (S/N-Verhältnis) ist, wird der Geräu­ schabstand verringert, wenn der Pegel des Aufzeichnungs­ eingangssignals gesenkt wird.

Fig. 2 zeigt einen Frequenzgang eines Entzerrers während der Aufzeichnung. Wie aus dieser Zeichnung deutlich wird, nimmt der Verstärkungsfaktor im Hochfrequenzbereich ober­ halb einer bestimmten Frequenz proportional zur Frequenz zu.

Bei einer herkömmlichen Technik zum Aufzeichnen eines Tonsignals wird daher der Aufzeichnungspegel bis zu einem Wert angehoben, bei dem das Aufzeichnungseingangssignal nicht gesättigt ist, so daß der Geräuschabstand ohne Verzerrung des Signals erhöht wird.

In einer herkömmlichen Tonsignalwiedergabevorrichtung wird die Frequenzkennlinie im Hochfrequenzbereich während der Wiedergabe aufgrund eines Strukturproblems zwischen dem Band und dem Kopf verschlechtert, obwohl der Hochfre­ quenzanteil während der Aufzeichnung in einem Entzerrer angehoben wird. Da ferner der in einem Signal im Hochfre­ quenzbereich enthaltene Geräuschanteil relativ größer ist als in dessen Niederfrequenzbereich, wird der Geräuschab­ stand erheblich verschlechtert, wenn der Hochfrequenzan­ teil zwangsweise angehoben wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik zu besei­ tigen und eine Vorrichtung zu schaffen, die einen Fre­ quenzgang eines Wiedergabetonsignals kompensiert und einen Geräuschabstand durch Anheben eines Hochfrequenz­ wiedergabesignals verbessert, während bei der Wiedergabe eines Tonsignals im Hochfrequenzbereich das Rauschen unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wiedergabetonsignals, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wie­ dergabetonsignals gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 den bereits erwähnten Graphen, der einen Fre­ quenzgang eines Entzerrers während der Aufzeich­ nung zeigt; und

Fig. 3 den bereits erwähnten Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Aufzeichnungseingangssignal und einem Wiedergabeausgangssignal zeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wiedergabeton­ signals gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten Verstärker 31 zum Verstärken des Wiedergabesignals auf einen vorgegebenen Verstärkungswert, ein Hochpaßfilter 32, das nur einen Hochfrequenzanteil des ersten verstärk­ ten Signals durchläßt, einen zweiten Verstärker 33 zum nichtlinearen Verstärken des hochpaßgefilterten Signals, ohne die Phase zu ändern, einen Begrenzer 34 zum Ab­ schneiden eines Signals zwischen bestimmten Pegeln des zweiten verstärkten Signals, einen Addierer 36 zum Über­ lagern der Signale, die vom ersten Verstärker 31 und vom Begrenzer 34 ausgegeben werden, sowie einen dritten Verstärker 35 zum Verstärken des überlagerten Signals auf einen vorgegebenen Verstärkungswert.

Der erste Verstärker 31 umfaßt einen Operationsverstärker A1, Widerstände R1 und R2 und einen Kondensator C1 und verstärkt den Pegel des Wiedergabetonsignals auf einen bestimmten Verstärkungswert und gibt anschließend das verstärkte Wiedergabetonsignal aus.

Das Hochpaßfilter 32 umfaßt einen Kondensator C2 und einen Widerstand R3, empfängt das vom ersten Verstärker 31 verstärkte Ausgangssignal und läßt nur das Hochfre­ quenzsignal durch, während es die Mittel- und Tieffre­ quenzanteile unterdrückt, was zur Verbesserung des Fre­ quenzgangs durch Kompensieren des Pegels des Wiedergabe­ signals im Hochfrequenzbereich dient.

Der zweite Verstärker 33 enthält einen Operationsverstärker A2, Widerstände R4 bis R7 und Kondensatoren C3 bis C6 und besitzt eine nichtlineare Verstärkungskennlinie, so daß das hochpaßgefilterte Wiedergabesignal ohne Phasen­ verschiebung eingegeben und verstärkt wird.

Der Begrenzer 34 enthält Dioden D1 und D2, einen Wider­ stand R8 und einen Kondensator C7 und empfängt das Aus­ gangssignal des zweiten Verstärkers 33, begrenzt ein Signal zwischen bestimmten Pegeln und gibt das begrenzte Signal aus.

Genauer wird unter der Annahme, daß die Spannung in der Anode der Diode D1 im Begrenzer 34 gleich V1 ist, wenn die Spannung in der Katode der Diode D1, die der Ein­ gangsanschluß des Begrenzers 34 ist, zwischen V1 ± 0,6 V liegt, ein in den Begrenzer 34 eingegebenes Signal nicht über die Dioden D1 und D2 weitergeleitet, sondern unter­ drückt. Wenn die Spannung V1 auf 0 V eingestellt ist, schneidet der Begrenzer 34 einen Signalanteil zwi­ schen -0,6 V und +0,6 V aus dem Eingangssignal heraus. Das heißt, da ein Großteil des im Wiedergabesignal ent­ haltenen Rauschens im Hochfrequenzbereich liegt und im Vergleich zum Wiedergabesignal auf einem niedrigeren Pegel verteilt ist, wird dieses Hochfrequenzrauschen nicht entfernt.

Somit schneidet der Begrenzer 34 das Niedrigpegel-Rau­ schen, das im Wiedergabesignal enthalten ist und einen Hochfrequenzanteil besitzt, aus und gibt ein Hochfre­ quenz-Wiedergabesignal aus.

Der Begrenzer 34 vergleicht das Wiedergabesignal mit einem Referenzpegel und gibt nur das Hochfrequenz-Wieder­ gabesignal, das einen bestimmten Pegel überschreitet, an den Addierer 36 aus. Das heißt, der Niedrigpegel-Hoch­ frequenz-Rauschanteil in Hochfrequenz-Wiedergabesignalen wird unterdrückt, wobei das begrenzte Signal an den Addierer 36 ausgegeben wird.

Der Addierer 36 enthält Widerstände R9 und R10 und über­ lagert mittels der entsprechenden Widerstände R9 und R10 das Ausgangssignal des Begrenzers 34 mit dem Ausgangs­ signal des ersten Verstärkers 31.

Wenn daher das eingegebene Wiedergabesignal, das nur Mittel- und Tiefbandfrequenzanteile enthält, vom Hochpaß­ filter 32 unterdrückt wird, gibt der Begrenzer 34 gar kein Wiedergabesignal aus, wobei nur das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 31 vom Addierer 36 ausgegeben wird.

Wenn jedoch das eingegebene Wiedergabesignal einen Hoch­ frequenzanteil besitzt, gibt der Begrenzer 34 nur ein Hochfrequenz-Wiedergabesignal aus, das bestimmte obere und untere Pegel, die um einen vorgegebenen Referenzpegel zentriert sind, überschreitet, um das im Wiedergabesignal enthaltene Rauschen zu entfernen. Anschließend wird das Ausgangssignal des Begrenzers 34 mit dem Ausgangssignal des ersten Verstärkers 31, der ein ursprüngliches Wieder­ gabesignal verstärkt, überlagert, wobei das überlagerte Signal an den dritten Verstärker 35 weitergeleitet wird.

Der dritte Verstärker 35 empfängt das Ausgangssignal des Addierers 36, verstärkt dieses auf einen vorgegebenen Verstärkungswert und gibt das verstärkte Signal aus.

Wenn in der vorliegenden Erfindung, die wie oben be­ schrieben betrieben wird, das durch einen Entzerrer gelaufene Wiedergabesignal nur Mittel- und Tieffrequenz­ signale enthält, wird der Pegel des Wiedergabesignals nicht kompensiert. Wenn ferner das Wiedergabesignal nur ein Hochfrequenzsignal enthält, wird nur ein Hochfre­ quenzsignal detektiert, das einen bestimmten Pegel auf der Grundlage eines Referenzpegels überschreitet, wobei das detektierte Hochfrequenzsignal anschließend dem ursprünglichen Wiedergabesignal überlagert wird, wodurch der Frequenzgang im Hochfrequenzbereich kompensiert wird.

Wie oben beschrieben worden ist, verbessert die vorlie­ gende Erfindung den Frequenzgang eines Signals während der Wiedergabe und erhöht den Geräuschabstand durch Entfernen eines Rauschanteils im Hochfrequenzbereich eines Wiedergabesignals und durch Regeln des Pegels des Wiedergabesignals.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wiedergabetonsignals,
gekennzeichnet durch
ein Hochpaßfilter (32), das nur einen Hochfre­ quenzanteil des Wiedergabesignals durchläßt;
einen Begrenzer (34) zum Erzeugen eines begrenz­ ten Signals durch Unterdrücken eines Signals zwischen vorgegebenen Pegeln im hochpaßgefilterten Wiedergabe­ signal; und
einen Addierer (36) zum Überlagern des begrenzten Signals mit dem Wiedergabesignal, um ein Hochfrequenz­ signal anzuheben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nichtlinearen Verstärker (33) zum Verstär­ ken des hochpaßgefilterten Wiedergabesignals auf einen vorgegebenen Verstärkungswert ohne Phasenverschiebung zwischen dem Hochpaßfilter (32) und dem Begrenzer (34).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Begrenzer (34) wenigstens zwei Dioden (D1, D2) enthält und die Schalteigenschaften dieser Dioden nutzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Begrenzer (34) enthält:
eine erste Diode (D1), deren Katode mit dem Eingangsanschluß des Begrenzers (34) verbunden ist, und deren Anode mit dem Ausgangsanschluß desselben verbunden ist;
eine zweite Diode (D2), deren Anode mit dem Eingangsanschluß verbunden ist und deren Katode parallel zur ersten Diode (D1) mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist; und
einen Kondensator (C7) und einen Widerstand (R8), die zwischen dem Ausgangsanschluß und Masse in Serie geschaltet sind.