DE2237541A1 - Wahlweise umschaltbarer signalkompressor/expander - Google Patents
Wahlweise umschaltbarer signalkompressor/expanderInfo
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Description
ηφ
Dolby laboratories Inc., New York,M". Y.,/Y.St .A.
Wahlweise umschalfbarer Signalkompressor/ Expander
Die Erfindung "betrifft einen wahlweise umschaltbaren Signalkompressor
/ Expander, d.h. eine Schaltung , die durch Be tätigung eines Schalters entweder auf den Betrieb als. Signalkompressor
oder als Signalexpander umgeschaltet werden kann.
Der bekannte Stand der Technik ist durch folgende Patent Schriften
gegeben:
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tentanm.P 14 87 276.5
2. Britisches Patent Nr. 1 253 031 entspr.der deutschen Pa-
tentanm.P 19 00 639.4
3. Britisches Patent Nr. 1 279 634 entspr.der deutschen Pa-
tentanm. P 19 54 328.3.
Die an ester Stelle genannte Britische Patentschrift 1 120 enthält eine Beschreibung eines Kompressors und Expanders der
Type 1. Die Beschreibung der Britischen Patentschrift 1 253 bezieht sich auf entsprechende Geräte der Type 2*
Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 4 folgende Grundschaltungen dargestellt:
Pig. 1 : Kompressor der Type 1;
Pig. 2 : Expander der Type 1;
Pig. 3 : Kompressor der Type 2;
Pig. 4 : Expander der Type2.
Pig. 2 : Expander der Type 1;
Pig. 3 : Kompressor der Type 2;
Pig. 4 : Expander der Type2.
In jeder der dargestellten Schaltungen verläuft ein Hauptüber-
·.' >. ..■*--;■· 309808/0839
tragungskanal von einer Eingangsklemme 10 über eine
additive Kombinationsschaltung 11 zu einer Ausgangsklemme 12. Der zweite Eingang der additiven Kombinationsschaltung
ist an einen zweiten oder Zusatzkanal 13 angeschlossen, dessen Eingang entweder an einer Eingangsklemme (Pig.l
und 4) oder an der Ausgangsklemme (Pig.2 und 3) liegt. Im
Falle des Kompressors wird die von dem Zusatzkanal übertragene Komponente der Komponente des Hauptkanals hinzuaddiert
und verstärkt diese. Im Falle des Expanders ist ein Inverter 14 vorgesehen, der bewirkt, daß die Komponente
des Zusatzkanals von der Komponente des Hauptkanals abge zogen
wird oder diese vermindert.
Bei niedrigen Signalpegeln verstärkt oder schwächt die Komponente des Zusatzkanals die Komponente des Hauptkanals
beträchtlich; der Zusatzkanal kann einen Verstärker enthalten. Der Zusatzkanal hat jedoch oberhalb eines bei niedrigem
Pegel liegenden Sohwellwertes eine den Pegel begrenzende oder beschränkende Charakteristik, so daß bei hohen Signalpegeln
die Komponente des Zusatzkanals einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Komponente des Hauptkanals hat, d.h.
die Komponente des Zusatzkanals kann auf 1/10 oder auf einen noch kleineren Bruchteil der Komponente des Hauptkanala bei
maximalen Eingangsgrößen begrenzt werden.
Diese Begrenzungswirkung kann auf verschiedene Art und Weise hervorgerufen werden. Hierzu gehört beispielsweise eine Verengung
des Frequenzbandes, das von dem Zusatzkanal hindurchgelassen wird, wie es aus den genannten Patentschriften bekannt
ist.Bei Anwendung im Videogebiet können verschiedene
nichtlineare Bandbegrenzer verwendet werden. Bei Anwendung im Audiogebiet muß die Begrenzungswirkung syllabisoh
oder linear sein, d.h. die Wirkung muß mit einer Zeit konstante erfolgen, die genügend lang ist, um niohtlineare
Verzerrungen der Schwingungsform zu vermeiden·
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Bei verhältnismäßig "billigen Kassetteneinheiten und anderen
He^aufzeichnungsgeräten führen wirtschaftliche Betrachtungen
dazu ,daß soweit wie möglich die gleichen Schaltelemente sowohl bei der Aufzeichnung, als auch "bei
der Wiedergabe verwendet werden sollen , da es bei solchen Anwendungen nicht erforderlich ist, daß die Aufzeichnung
und die 7/iedergabe gleichzeitig durchgeführt werden. Auf
diese Weise "kann der gleiche Magnetkopf mit zugehörigen Verstärkern für zwei Punktionen ausgenutzt werden, wobei
Schalteinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe der gewünschte
Betriebszustand eingestellt werden kann· Es gibt auch noch andere Fälle sowohl bei kommerziellen, als auch
nicht kommerziellen Geräten , und zwar auf dem Audiogebiet, dem Videogebiet und auch auf anderen Anwendungsgebieten,
bei denen es wünschenswert ist, soweit wie möglich die gleichen Köpfe und die gleichen elektronischen Schaltungen sowohl
bei der Aufzeichnung,als auch bei der Wiedergabe zu verwenden.
Es ist eine Eigenschaft des von der Anmelderin herausge brachten Störverminderungsverfahrens, daß die Schaltung
ohne Schwierigkeit von der Aufzeichnungsfunktion (Codierung) auf die komplementäre Wiedergabefunktion (Decodierung) umgeschaltet
werden kann. Es lässt sich daher an die oben erwähnten Situationen anpassen, bei denen eine wirtschaft liehe
Ausnutzung der Schaltung erwünscht ist.
Die obengenannte Patentschrift 3) enthält beispielsweise
die Beschreibung eines Kompressors und Expanders der Type 1, der besonders in Verbindung mit Heimaudio-Bandaufzeichnungsgeräten
benutzt werden kann, wobei eine Umschaltung der Arbeitsweise beschrieben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
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und vereinfachte Umschaltanordnung anzugeben, die insbesondere in Verbindung mit einem Bandaufzeichnungsgerät verwen-·
det werden kann und die es ermöglicht, die Auswahl zwischen
dem Aufzeichnungsbetrieb (Kompression) und dem Wiedergabebetrieb (Expansion) mit Hilfe nur eines einzigen Schalters
vorzunehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein wahlweise umschaltbarer Signalkompressor/Expander mit einem Hauptkanal zwischen einer
Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme, der Einrichtungen enthält, welche mit dem Signal im Hauptkanal die Ausgangsgröße
eines Zusatzkanals vereinigen, dessen Eingang an einen Punkt des Hauptkanals angeschlossen ist und der eine
über einem niedrigen Schwellwert wirksam werdende Signal begrenzungscharakteristik
hat, so daß die von der Ausgangsgröße des Zusatzkanals erzeugte Wirkung nur bei niedrigen
Eingangssignalpegeln auftritt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Ejngangsklemme vorgesehen ist, daß eine erste Kombinationsschaltung mit ihrem ersten Eingang an die erste Eingangs klemme
angeschlossen ist , daß eine zweite Kombinationsschaltung mit ihrem ersten Eingang an den Eingang des Zusatzkanals
angeschlossen ist, daß ein erster Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals mit dem zweiten Eingang der
ersten bezw. zweiten Kombinationsschaltung verbindet und eine Kompressorschaltung bildet, in der die Polaritäten der
Signalübertragungswege so gewählt sind, daß die Signale in der Kombinationsschaltung additiv vereinigt werden, daß ein
zweiter Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals mit dem zweiten Eingang der anderen Kombinationsschaltung ver bindet
und eine Expanderschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalübertragungswege so gewählt sind, daß die
Signale in der anderen Kombinationsschaltung subtraktiv ver-
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einigt werden und daß Umschalteinrichtungen den Eingang
des Zusatzkanals wahlweise mit der zweiten Eingangsklemme oder mit dem Ausgang der ersten Kombinationsschaltung verbinden,
während die Ausgangsklemme mit dem Ausgang der zweiten Kombinationsschaltung verbunden ist.
Die Erfindung wird nun ausführlicher in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung
dargestellt ist.
In den Zeichnungen ist r
Pig·. 1 bis 4 ein Schaltbild von Schaltungen der Type 1 und 2,
und
Pig. 5 und 6 sind Blockschaltbilder von zwei Ausführungsformen der Erfindung.
Der in Pig. 5 und 6 dargestellte Zusatzkanal 26 hat die pe-' gelbegrenzenden Eigenschaften , die oben erwähnt worden sind
und kann so ausgeführt werden, wie es in der Patentschrift Nr. (3) angegeben ist und zwar besonders in Pig» 4 dieser
Patentschrift. Die anderen Elemente der beiden Shaltungen sind Addierschaltungen 5IA und 51B und ein Inverter 52. Der
Schalter 24 hat eine gemeinsame Klemme C und kann in die Stellungen B. für die Aufzeichnung und P für die Wiedergabe
gebracht werden.
Die in Pig. 5 dargestellte Schaltung der Type 1 hat beim Aufzeichnungsbetrieb eine solche Anordnung, daß die Schalt elemente
26 und 5IB einen Kompressor der Type 1 bilden? dessen
Eingang an der Klemme 41 und dessen Ausgang an·der Klemme
liegt, wobei diese/ mit dem Eingang des Aufzeichners verbunden ist und ein komprimiertes Signal an diesen liefert. Das
nichtkomprimierte Signal ist an der Monitorklemme 25 verfügbar, die mit dem Eingang des Zusatzkanals verbunden ist» Bei der
Wiedergabe werden die Schaltelemente 26 , 52 und 5IA so ver-
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bunden, daß sie einen Expander der Type 1 bilden, wobei der Eingang von dem Aufzeichner an der Klemme 50
liegt und der Ausgang an der Monitorklemme 25, so daß das expandierte Signal für die Wiedergabe verfügbar ist.
Wenn die Schaltung der Pig. 6 auf den Aufzeichnungsbetrieb
geschaltet, ist, bilden die Schaltelemente 26 und 51A einen Kompressor der Type 2 , dessen Eingang an der Klemme
41 liegt, während der Ausgang von der Klemme 35 gebildet
wird, die mit dem Ausgang der Addierschaltung 51A verbunden ist. Die Klemme 35 ist in dieser Weise geschaltet,
weil das Signal für den Aufzeichner offensichtlich nur während des Aufzeichnungsbetriebes benötigt wird. Es ist
aber verständlich, daß die Klemme ebensogut auch mit dem Eingang des Zusatzkanals 26 verbunden sein kann. Das an
dem Ausgang der Addierschaltung 5-IA vorhandene komprimierte
Signal wird von dem Expander der Type 2 expandiert, der durch den Zusatzkanal 26 und die Schaltelemente 52 und 51B
gebildet■ist und steht als Monitorsignal während der Aufzeichnung
an der Klemme 25 zur Verfügung.
Während der Wiedergabe arbeiten die Schaltelemente 26 , 52 und 51B wieder als Expander der Type 2 und expandieren
das Signal, das vom Aufzeichner der Klemme 50 zugeführt wird, um ein Signal für die Wiedergabe an der Klemme 25 zu
bilden.
In den oben beschriebenen Schaltungen ist es notwendig, Filter vorzusehen, um hochfrequente Schwingungen auszu schließen
, die bei der Aufzeichnung oder für Stereomultiplexzwecke verwendet werden. Getrennte Filter können in den
Leitungen angeordnet sein, die mit den Klemmen 41 und in Verbindung stehen. Wenn es erwünscht ist, die Kosten für
doppelte Filter in jedem Kanal zu vermeiden, ist es auch möglich, ein einziges Filter in der Steuerschaltung (vergl.
die Patentschrift 3) der obigen Liste) des Zusatzkanals
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vorzusehen. Wahlweise ist es auch möglich, "besonders wenn
man weiß , daß das Gerät nur als Aufzeichner "benutzt wird,
so daß die Klemmen 50 und 51 nie unabhängig voneinander
mit zwei Signalen zur gleichen Zeit gespeist werden, eine gemeinsame Eingangsverbindung ,die das Filter enthält, ·
für diese "beiden Klemmen vorzusehen.
In den Schaltungen der Figuren 5 und 6 können Einrichtungen
vorgesehen sein, welche die Ausgangsgröße des Zusatz kanals 26 unwirksam machen,z.B. ein Schalter 55 , der den
Ausgang an ,ein Bezugspotential legt, um die Kompressor/Expanderschaltung
auszuschalten.
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Claims (2)
- 7146P atentaneprücheIl Wahlweise umschaltbarer S ignalkocipress or/Expand er mit einem Hauptkanal zwischen einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme, der Einrichtungen enthält, welche mit dem Signal im Hauptkanal die Ausgangsgröße eines Zusatzkanals vereinigen, dessen Eingang mit einem Punkt des Hauptkanals verbunden ist, und der eine über einem niedrigen Schwellwert wirksam werdende Signalbegrenzungscharakteristik hat, so daß die von der Ausgangsgröße des Zu satzkanals erzeugte V/irkung nur bei niedrigen Eingangssignalpegeln auftritt, da durch gekennzeichnet , daß eine zweite Eingangsklemme (50 bezw.41) vorgesehen ist, daß eine erste Kombinationsschaltung (51A) mit ihrem ersten Eingang an die erste Eingangsklemme (41 bezw. 50) angeschlossen ist, daß eine zweite Kombinationsschaltung (51B ) mit ihrem ersten Eingang an den Eingang des Zusatzkanals (26) angeschlossen ist, daß ein erster Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals (26) mit dem zweiten Eingang der ersten bezw. zweiten Kombinationsschaltung (51 B bezw. 51A) verbindet und eine Kompressionsschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalübertragungswege so gewählt sind, daß die Signale in der Kombinationsachaltung additiv vereinigt werden, daß ein zweiter Verbindungsweg den Ausgang des Zus^tzkanals mit dem zweiten Eingang der anderen Kombinationssehaltung (5IA bezw. 51B) verbindet und eine Expanderschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalübertragungswege so gewählt sind, ua'i die Signale in der anderen Kombinationsschaltung subtraktiv vereinigt werden , und daß Umschalteinrichtungen (24) den Eingang des Zusatz kanals wahlweise mit der zweiten Eingangaklemme (41 bezw.50)309808/0839oder mit dem Ausgang der ersten Kombinationssohaltung (5IA") verbinden,, während die Ausgangsklemme (35 bezwo 25) mit dem Ausgang der zweiten Kombinationssehaltung (51B) verbunden ist ο
- 2. Kompressor/Expander nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Ausgangsklemme (25) axt dem Eingang des Zusatzkanals (26) verbunden ist*.3- Kompressor/Expander nach Aaspruoh I5 dadurch g e k e η η ζ e i e b. n.e t s daß eine zweite Ausgangsklemme (35) mit dem Ausgang &©r ersten "KoBibimationssohaltuiag (51A) verbunden ist ο . .
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