DE2024130C3 - Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Dynamikkompressoren - Google Patents

Description

ohne daß besondere Anforderungen an die Dämpfungseigenschaften der betretenden Übertragungsstrecken gestellt werden müssen und ohne daß die jeweilige Dämpfung überhaupt bekannt sein muß.

Ausiührungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. ! Kennlinien eines Dynamikkompressors.

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Anordnung /ur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

F i g. 3 eine andere Anordnung für den gleichen /weck.

In F i g. 1 zeigt Kurve a die Kennlinie eines Kompressors, der Eingangsspannungen U_h bis etwa TJImV annähernd linear \ :stärki und ab 12OmV auf Ausgangsspannungen LJ_Λ von 680 bis 700 mV !Viirenzt. Nm/spunnungen im Bereich von z. B. 30 ■is 3(JOmV \serden dadurch auf einen Bereich von 300 bis 700 mV komprimiert. Der Störspannungsalr.itand wird aber bedeutend verringert. Beträgt er eingangsseitig z. B. 30 (bei einer Nitzspaanung von 300 mV und einer Störspannung von 10 mV), so liegt er ausgangsseitig nurmehr bei etwas über 4 i7()0: 160 mV)- Dieses Verhältnis wird umso ungünstiger, je steiler die Kompressor-Kennlinie im unteren Teil verläuft.

Durch Überlagerung einer Zusatzwechselspannung U₁ ! von 200 mV wird für die Nutzwechselspannung eine Verstärkung gemäß Kurve /) in F i g. 1 erzielt. Der Störspannungsabstand sinkt jetzt in wesentlich geringem Maße ab. nämlich, wenn man die obigen Vergleichswerte zugrundelegt, von 30 auf etwa 21 (675 : 32 mV), da bei Wegfall der Nutzspannung die Zusatzspannung von 200 mV wirksam bleibt und das Übertragungsmaß des Kompressors auf dem für eine Eingangsspannung von 200 mV gültigen Wert von etwa 3,4 festhält. Die Verstärkung der Nutzwechselspann.ng wird hingegen durch die Überlagerung der Zusatzwechselspannung nur geringfügig beeinträchtigt, und zwar umso weniger, je höher die Frequenz der Zusatzwechselspannung und je niedriger ihre Amplitude im Vergleich zur Nutzwechselspannung ist. Kurve c zeigt die Verhältnisse bei einer Zusatzwechselspannung Uχ., von 300 mV; der Störabstand ist hier durch den Faktor 28 gegeben, allerdings wird ausgangsseitig eine um etwa 15% niedrigere Nutzwechselspannunt; erzielt als ohne Zusatzspannung (Kurve a).

D^:e beschrieben: Methode der Rauschunterdrükkung hat gegenüber dem auf den ersten Blick einleuchtenderen Verfahren, dem Kompressor von vornherein eine Kennlinie gemäß Kurve b oder c zuzuordnen, den Vorteil, daß die Kennlinie sich in Abhängigkeit von der Höhe der Nutzwechselspannung verschieben läßt. Man kann zu diesem Zweck die Höhe der Zusatzwechselspannung aus der Höhe der Nutzwechselspannung, vorzugsweise einem über einen längeren Zeitraum gebildeten Mittelwert, ableiten oder, wenn weniger die Höhe dieser Spannung als ihre Dämpfung durch eine Übertragungsstrecke schwankt, eine konstante Zusatzwechselspannung vorsehen und sie den gleichen Veränderungen durch die Übertragunjsstrecke unterwerfen wie die Nutzwechselspannung.

Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel für den letztgenannten Fall dar. Zwei Fernsprechteilnehmer sind über die Fernmeldeleitungen 2 und 7 miteinander verbunden. Die Dämpfung beider Leitungen ist unbekannt und kann sehr gering, z. B. 0,1 Np (entsprechend einem Dämpfungsfaktor von 1,1), oder auch sehr hoch. z. B. beinahe 2 Np (entsprechend einem Dämpfungsfaktor von 7) pro Leitung, sein. Die beim Sprechen am Mikrofon 1 erzeugte Ausgangsspannung L'u hat einen Mittelwert \on etwa 300 mV. Da die Leitungsdämpf'ing nicht bekannt ist, sieht man /wischen den Leitungen 2 und 7 einen Kompresser 6 ίο \or. der stark gedämpfte Spannungen hoch verstärkt und schwach gedämpfte Spannungen nur wenig verstärkt, damit die Spannung niemals die für Fernmeldeleitungen maximal zulässige Höhe von etwa 700 mV überschreitet. Der Kompressor kann eine Kennlinie gemäß Kurve« von F i g. 1 haben. Zur Rauschunterdrückung wird der Mikrofonspannung L¹V₁ eine von einem Generator 5 erzeugte Zusat^pannung Uy überlagert, deren Amplitude bei oder unter der minierer. Sprechspannung ν on 300 mV und deren Fr.-quenz am oberen Ende des über Fernmeldeleitungen übertragbaren Frequ' </bandes, z. B. bei 2.7 kH/. liegt.

Bei geringer Dämpfung auf der Leitung 2 wird die Mikrofonspannung L\_f vom Kompressor 6 etwa nach Kurve b oder c. je nach Höhe von U₇ verstärkt. Auch wenn die Leitung 7 jetzt eine hohe Dämpfung von etwa 2 Np aufweist, gelangen noch etwa 100 mV Nutzspannung zur Hörkapsel 9 des anderen Teilnehmers. Wird dagegen die MiVrofonspannung U _S\ durch die Leitung 2 im Verhältnis I : 6 gedämpft, erfährt die Zusatzspannung U₂ die gleiche Dämpfung, und der Kompressor 6 verstärkt die Nutzspannung gemäß der Kennlinie b' bzw. c'. Bei einer Spannung U/ von von 200 mV (Kurve b') beträgt die Eingangsspannung Ui des Kompressors jetzt nämlich 33 mV. wenn keine Mikrofonschaltung U_SI vorhanden ist, und dementsprechend werden alle kleineren Spannungen nur um den für U_I: = 33 mV gültigen Verstärkungsfaktor, der aus Kurve« mit₍etwa 9.7 errechenbar ist. ver-

stärkt. Eine Mikrofonspannung (7_Λ( von 300 mV ergibt eine Eingangsspannung U₁ von 50 mV und eine Ausgangsspannung U_Λ von 380 mV. Eine um den Faktor 30 kleinere Störspannung von 1,76 mV ergibt dagegen, um den Faktor 9,7 angehoben, eine Störspannung von 16 mV, so daß ausgangsseitig immer noch ein Störspannungsabstand von etwa 23 erhalten wird.

Im Weg zwischen dem Ausgang des Kompressors 6 und dem Hörer 9 ist ein Tiefpaß 8 angeordnet, der die Zusatzvvechselspannung vom Hörer 9 fernhält. Bei Fernmeldeleitungen mit frequenzabhängiger Dämpfung kann für die Zusatzvvechselspannung ja nur eine Frequenz gewählt werden, die noch im Übertragungsbereich dieser Leilungen und somit im Hörbereich liegt. Für breitbandige Übertragungswege läßt sich dagegen eine weitaus höhere Frequenz für die Zur-^wechselspannung wählen, die nicht mehr

hörbar ist. Dann ist auch kein Filter 8 notwendig.

Bei der in F i g. 2 angenommenen Hintereinander-

schaltung von zwei Fernmeldeleitungen 2 und 7 ist im allgemeinen nur Wechselsprechverkehr möglich. Pro Leitung können nämlich bis zu fünf Verstärker in der nicht dargestellten Übertragungsstrecke eingeschaltet sein, und sobald mehr als fünf Verstärker in Serie liegen, besteht im Gegensprechverkehr Schwingneigung. Beim Wechselsprechverkehr wird die Sprechrichtung mittels eines Pilottons .umgeschaltet. In der Anordnung von F i g. 2 kann die Zusatzwechsel-

spannung U₂ gleichzeitig als Pilotton dienen, dessen kurzzeitiges Aussetzen als Umschaltbefchl gewertet wird. Um die Rauschunterdrückung in beiden Verkehrsrichtungen wirksam zu machen, müßten in diesem Fall beide Teilnehmer mit Generatoren 5 ausgerüstet werden. Man kann diesen Aufwand umgehen, indem man einen amplitudenmäßig steuerbaren Generator 5 direkt am Kompressoreingang vorsieht. Eine entsprechende Schaltung zeigt F i g. 3.

In F i g. 3 liegt der Generator 5 für die Zusatzwechselspannung U_z am Eingang des Kompressors 6. Er wird über eine Gleichrichterschaltung 3 und ein Integrationsglied 4 mit relativ großer Zeitkonstante vom Empfangsanteil der Mikrofonspannung U_M gesteuert. Wird die Mikrofonspannung durch die Leitung 2 stark gedämpft, gibt auch der Generator S eine Zusatzwechselspannung U₂ kleiner Amplitude ab. Bei geringer Leitungsdämpfung ist die Amplitude der Zusatzwechselspannung entsprechend höher. Das Integrationsglied 5, z. B. ein RC-Glied, mittelt die Höhe des empfangenen Anteils der Mikrofonspannung U_M aus und überbrückt kurze Unterbrechungen, wie sie z. B. in Sprechpausen auftreten. Dadurch wird annähernd die gleiche Arbeitsweise wie bei der An-Ordnung von Fig. 2 erzielt. Beim Umschalten der Sprechrichtung bleibt aber die aus den Elementen 3,4 und 5 bestehende Einrichtung zum Erzeugen der Zusatzwechselspannung mit dem Eingang des Kompressors 6 verbunden, so daß sie auch für die andere Sprechrichtung wirksam ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

seiügen Expansion in komplementärer Weise berück- Patentansprüche: sichtigt werden kann. Dieses Steuersignal, dessen Amplitude um etwa 20 dB unter der normalen Am-

1. Verfahren zur Rauschunterdrückung b-i plitude der Nutzwechselspannungen liegt, begrenzt Dynamikkompressoren, die innerhalb von Über- 5 den Regelbereich des Kompressors nach unten hin. tragungsstrecken eingesetzt sind, durch eine der Dadurch wird eine Rauschunterdrückung erzielt Nutzweehselspannung überlagerte Zusatzwechsel- (deutsche Patentschrift 1 015 857 und USA.-Patentspannung höherer Frequenz, dadurch ge- schrift 2 149 727). Bei Dynamikkompressoren, die kennzeichnet, daß bei Übertragungsanlagen innerhalb von Übertragungsstrecken eingesetzt sind, mit Wechselsprechverkehr als Zusatzwechsel- io ist eine derartige Begrenzung des Regelbereichs nicht spannung [Uy) der von einem am Ort der Nutz- möglich, weil wegen der unterschiedlichen Dämpfung wechselspunnungsquelle (1) vorgesehenen Gene- der Übertragungsstrecken die Amplituden der Nutzrator (5) erzeugte, zum Umschalten der Verkehrs- Wechselspannungen schwanken und so klein werden richtungen benutzte Pilotton verwendet wird können, daß sie durch eine Begrenzung abgeschnitten (Fig. 2). 15 würden. Hier kommt es im Gegenteil darauf an,

2. Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Dy- solche kleinen Nutzwechselspannungen hoch zu vernamikkompressoren, die innerhalb von Übertra- starken, damit sie noch zum Empfänger gelangen,
gungsslrecken eingesetzt sind, durch eine der Des weiteren ist es bei einem Komprescor-Expan-Nutzwechsels;--.innung überlagerte Zusatzwechsel- der-System bekannt, zur Betätigung von Schaltmiudn spannung höherer Frequenz, dadurch gekenn- 20 auf der Empfangsseite dem Kompressor zusätzlich zu zeichnet, daß die Zusatzwechselspannung (U₂) den Nutzwechselspännungen, deren Höhe den Komeinem am Ort des Dynamikkompressors (6) vor- pressionsgrad bestimmt, ein höherfrequentes Steuergesehenen Generator (5) entnommen wird, der signal konstanter Amplitude zuzuführen, das eine bezüglich der Amplitude der von ihm erzeugten sichere Betätigung der Schaltmitte] auch dann ge-Spannung von der Nutzweehselspannung (L/_M) 25 währleistet, wenn die Nutzwechselspannungen sehr gesteuert wird (Fig. 3). klein sind, da es dann mit der höchsten Verstärkung

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- übertragen wird (USA.-Patentschrift 2 206 080).
kennzeichnet, daß die Steuerung der Amplitude Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe der Zusatzwechselspannung (U₂) durch die Nutz- zugrunde, für eine Rauschunterdrückung bei Dynawechsebpannui.g (L/.,) mittels eines Verzöge- 30 mikkcmpressoren, die innerhalb von Übertragungsrungsglieds (4) mit relativ großer Zeitkonstante strecken eingesetzt sind, die Höhe der Zusatzwechselerfolgt (F i g. 3). spannung selbsttätig an die mittlere Höhe der jeweiligen Nutzweehselspannung anzupassen und damit eine von den jeweiligen Dämpfungsverhältnissen auf

35 der Übertragungsstrecke abhängige, schwimmende Bezugslinie für die eigentliche Dynamikkompression zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird gernäß einer Ausführung der

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rausch- Erfindung dadurch gelöst, daß bei Übertragungsunterdrückung bei Dynamikkompressoren, die inner- 40 anlagen mit Wechselsprechverkehr als Zusatzwechselhalb von Übertragungsstrecken eingesetzt sind, durch spannung der von einem am Ort der Nutzwechseleine der Nutzweehselspannung überlagerte Zusatz- Spannungsquelle vorgesehenen Generator erzeugte, wechselspannung höherer Frequenz. zum Umschalten der Verkehrsrichtungen benutzte

Dynamikkompressoren weisen entsprechend ihrer Pilotton verwendet wird.

Aufgabe, die Dynamik, d. h. das Verhältnis von 45 Ein anderer Lösungsweg der Erfindung besteht Maximal- zu Minimalwert einer Größe, im allgemei- darin, daß die Zusatzwechselspannung einem am Ort nen einer Wechselspannung, zu verringern, ein nicht- des Dynamikkompressors vorgesehenen Generator lineares Übertragungsverhalten auf, das kleine Ein- entnommen wird, der bezüglich der Amplitude der gangswerte gegenüber großen Eingangswerten bevor- von ihm erzeugten Spannung von der Nutzwechselzugt. Kleine Eingangsspannungen werden also höher 50 spannung gesteuert wird.

verstärkt oder weniger stark gedämpft als große Ein- Die zweite Lösung wird vorteilhaft dann eingesetzt,

gungsspannungen. Dadurch wird aber auch der Stör- wenn der Dynamikkompressor durch Umschalten in abstand, das ist das Verhältnis von Nutzspannung zwei Richtungen betrieben werden kann. Um die zu Störspannung, verringert, denn die normalerweise Pausen in der Nutzweehselspannung zu überbrücken, sehr niedrige Störspannung erfährt nun eine höhere 55 sieht eine Weiterbildung dieser Lösung vor, daß die Verstärkung als die beträchtlich größere Nutzspan- Steuerung der Amplitude der Zusatzwechselspannung nung. Die verstärkte Störspannung wird dadurch in durch die Nutzweehselspannung mittels eines Verelektroakustischen und Fernsprechanlagen als Rau- zögerur.gsgiieds mit relativ großer Zeitkonstante ersehen hörbar bzw. in Fernschreib- und sonstigen folgt.

Übertragungsanlagen als Rauschspannung wirksam, 60 Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bewas nicht nur in Übertragungspausen stört, sondern stehen insbesondere darin, daß durch die Rauschauch zu Fehlern führen kann. unterdrückung die Nutzwechselspannungen nicht

Bei einem Kompressor-Expander-System ist es be- merklich geschwächt werden, und zwar unabhängig kannt, dem sendeseitigen Kompressor zusätzlich zu davon, wie hoch diese Nutzwechselspannungen sind, den Nutzwechselspannungen ein höherfrequentes 65 Dadurch ist es möglich, bei Dynamikkompressoren, Steuersignal zuzuführen, dessen Amplitude nach der die innerhalb von Übertragungsstrecken mit unterKompression eine Aussage über den jeweiligen Korn- schiedlichen Dämpfungseigenschaften eingesetzt sind, pressionsgrad liefert, der damit bei der empfangs- eine wirksame Rauschunterdrückung zu erlangen,