DE19704519B4

DE19704519B4 - Vorrichtung zur Frequenzgangkompensation eines Audiosignals

Info

Publication number: DE19704519B4
Application number: DE19704519A
Authority: DE
Inventors: Hai-wook Suwon Lee; Igor G. Vikulov
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-11-09
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: GB2319444A; KR100213073B1; KR19980034883A; MY118280A; DE19704519A1; JP3311958B2; BR9701452A; CN1112761C; RU2197057C2; CN1182270A; JPH10164688A; GB9701992D0; GB2319444B; US5881157A

Abstract

Vorrichtung zur Frequenzgangkompensation eines Audiosignals mit
einem Hochpassfilter (32), das nur einen Hochfrequenzanteil eines Wiedergabesignals eines Magnetbandes durchlässt;
einem variablen Abschwächer zum Erzeugen eines Ausgangssignals; und
einem Addierer (36) zum Überlagern des Ausgangssignals des variablen Abschwächers mit dem Wiedergabesignal;
dadurch gekennzeichnet, dass
der variable Abschwächer durch einen Begrenzer (34) gebildet wird und das Ausgangssignal des variablen Abschwächers ein begrenztes Signal ist, wobei der Begrenzer (34) ein Signal zwischen vorgegebenen Pegeln im hochpassgefilterten Wiedergabesignal unterdrückt wird; und
wobei der Addierer (35) das begrenzte Signal mit dem Widergabesignal überlagert, um einen Hochtonbereich anzuheben und um den Frequenzgang des Wiedergabesignals zu kompensieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Vorrichtung dient sowohl zur Entzerrung des Frequenzgangs eines Wiedergabesignals von einem Magnetband als auch zur Rauchunterdrückung.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus Radio Fernseh Phono Praxis, Nr. 1/2, Februar 1972, Seiten 9 bis 12, bekannt. Diese Schrift offenbart eine DNL-Schaltung von Philips. DNL steht für Dynamic-Noise-Limiter. Diese Schaltung wird zur Wiedergabe von Audiosignalen verwendet und bildet einen Teil eines Wiedergabeverstärkers. Eine Trennstufe spaltet das Eingangssignal in zwei Komponenten U₁ und U₂. Während der Anteil U₂ über einen Allpass AP direkt zur Ausgangsstufe AS geführt wird, läuft die Komponente U₁ über einen Hochpass HP, einen Zwischenverstärker ZV und einen variablen Abschwächer. Die Anordnung ist so abgestimmt, dass, wenn Eingangssignale oberhalb von 5 kHz mit Pegel kleiner 38 dB auftreten, an den beiden Eingängen der Ausgangsstufe gleichgroße Spannungen mit entgegengesetzter Phasenlage anstehen und demzufolge am Ausgang dieser Stufe nicht erscheinen. Das dem Original anhaftende Frequenzspektrum im Höhenbereich wird bei 6 kHz um rund 5 dB, bei 10 kHz um mehr als 20 dB reduziert und damit praktisch unhörbar gemacht.

Ferner ist aus der US 3,333,055 eine Vorrichtung zum Anheben des Signalrauschspannungsabstandes eines Fernsehsignals bekannt. Die Schaltung umfasst ein Hochpassfilter, eine Schwelleneinrichtung, die kleine Signale des Ausgangssignals des Hochpassfilters weniger stark verstärkt oder sogar auslöscht und ein Tiefpassfilter. Die Ausgangssignale der Schwellenschaltung und des Tiefpassfilters werden addiert und ausgegeben. Die Nichtlinearität der Schwellenschaltung wird durch ein Netzwerk aus zwei Dioden und vier Widerständen erreicht.

3 zeigt die Beziehung zwischen den Pegeln eines Aufzeichnungseingangssignals und eines Wiedergabeausgangssignals. Wenn hierbei der Aufzeichnungspegel einen bestimmten Wert überschreitet, geht die lineare Beziehung zwischen dem Pegel des Aufzeichnungseingangssignals und demjenigen des Wiedergabeaus gangssignals verloren, wodurch 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 Geräuschabstand verringert, wenn der Pegel des Aufzeichnungseingangssignals gesenkt wird.

2 zeigt einen Frequenzgang eines Entzerrers während der Aufzeichnung. Wie aus dieser Zeichnung deutlich wird, nimmt der Verstärkungsfaktor im Hochfrequenzbereich oberhalb 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 Hochfrequenzanteil während der Aufzeichnung in einem Entzerrer angehoben wird. Da ferner der in einem Signal im Hochfrequenzbereich enthaltene Geräuschanteil relativ größer ist als in dessen Niederfrequenzbereich, wird der Geräuschabstand erheblich verschlechtert, wenn der Hochfrequenzanteil zwangsweise angehoben wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die mit einer geringen Zahl von Bauteilen auskommt, den Frequenzgang eines Magnetbandes entzerrt sowie Rauschen unterdrückt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wie dergabetonsignals gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 den bereits erwähnten Graphen, der einen Frequenzgang eines Entzerrers während der Aufzeichnung zeigt; und
3 den bereits erwähnten Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Aufzeichnungseingangssignal und einem Wiedergabeausgangssignal zeigt.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Frequenzgangs eines Wiedergabetonsignals 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 verstärkten Signals durchläßt, einen zweiten Verstärker 33 zum nichtlinearen Verstärken des hochpaßgefilterten Signals, ohne die Phase zu ändern, einen Begrenzer 34 zum Abschneiden eines Signals zwischen bestimmten Pegeln des zweiten verstärkten Signals, einen Addierer 36 zum Überlagern 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 Tieffrequenzanteile unterdrückt, was zur Verbesserung des Frequenzgangs durch Kompensieren des Pegels des Wiedergabesignals 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 Phasenverschiebung eingegeben und verstärkt wird.
Der Begrenzer 34 enthält Dioden D1 und D2, einen Widerstand R8 und einen Kondensator C7 und empfängt das Ausgangssignal 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 Eingangsanschluß 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 unterdrückt. Wenn die Spannung V1 auf 0 V eingestellt ist, schneidet der Begrenzer 34 einen Signalanteil zwischen –0,6 V und +0,6 V aus dem Eingangssignal heraus. Das heißt, da ein Großteil des im Wiedergabesignal enthaltenen 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-Rauschen, das im Wiedergabesignal enthalten ist und einen Hochfrequenzanteil besitzt, aus und gibt ein Hochfrequenz-Wiedergabesignal aus.
Der Begrenzer 34 vergleicht das Wiedergabesignal mit einem Referenzpegel und gibt nur das Hochfrequenz-Wiedergabesignal, das einen bestimmten Pegel überschreitet, an den Addierer 36 aus. Das heißt, der Niedrigpegel-Hochfrequenz-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 überlagert mittels der entsprechenden Widerstände R9 und R10 das Ausgangssignal des Begrenzers 34 mit dem Ausgangssignal des ersten Verstärkers 31.
Wenn daher das eingegebene Wiedergabesignal, das nur Mittel- und Tiefbandfrequenzanteile enthält, vom Hochpaßfilter 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 Hochfrequenzanteil 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 Wiedergabesignal 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 beschrieben betrieben wird, das durch einen Entzerrer gelaufene Wiedergabesignal nur Mittel- und Tieffrequenzsignale enthält, wird der Pegel des Wiedergabesignals nicht kompensiert. Wenn ferner das Wiedergabesignal nur ein Hochfrequenzsignal enthält, wird nur ein Hochfrequenzsignal 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 vorliegende 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

Vorrichtung zur Frequenzgangkompensation eines Audiosignals mit einem Hochpassfilter (32), das nur einen Hochfrequenzanteil eines Wiedergabesignals eines Magnetbandes durchlässt; einem variablen Abschwächer zum Erzeugen eines Ausgangssignals; und einem Addierer (36) zum Überlagern des Ausgangssignals des variablen Abschwächers mit dem Wiedergabesignal; dadurch gekennzeichnet, dass der variable Abschwächer durch einen Begrenzer (34) gebildet wird und das Ausgangssignal des variablen Abschwächers ein begrenztes Signal ist, wobei der Begrenzer (34) ein Signal zwischen vorgegebenen Pegeln im hochpassgefilterten Wiedergabesignal unterdrückt wird; und wobei der Addierer (35) das begrenzte Signal mit dem Widergabesignal überlagert, um einen Hochtonbereich anzuheben und um den Frequenzgang des Wiedergabesignals zu kompensieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nichtlinearen Verstärker (33) zum Verstärken des hochpaßgefilterten Wiedergabesignals auf einen vorgegebenen Verstärkungswert ohne Phasenverschiebung zwischen dem Hochpaßfilter (32) und dem Begrenzer (34).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (34) wenigstens zwei Dioden (D1, D2) enthält und die Schalteigenschaften dieser Dioden nutzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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.