DE2237541C2

DE2237541C2 - Wahlweise umschaltbarer Signal-Kompressor/-Expander

Info

Publication number: DE2237541C2
Application number: DE2237541A
Authority: DE
Inventors: Ray Milton London Dolby
Original assignee: Dolby Laboratories Inc
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1982-08-05
Also published as: GB1404332A; JPS4825425A; DE2237540C2; US3729693A; JPS4825424A; JPS5625824B2; DE2237541A1; DE2237543B2; DE2237543A1; DE2237542A1; JPS4825426A; GB1404333A; JPS5737135B2; JPS4825427A; DE2237542C2; JPS5737134B2; GB1404334A; JPS53888B2; DE2237540A1; GB1404331A

Description

Die Erfindung betrifft einen wahlweise umschaltbaren Signal-Kompressor/-Expander mit einem Hauptkanal zwischen einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß und mit Einrichtungen, die das Signal im Hauptkanal mit der 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 Zusatzkanals erzeugte Wirkung nur bei niedrigen Eingangssignalpegeln auftritt

Der bekannte Stand der Technik ist durch folgende Druckschriften gegeben:

1. GB-PS 11 20 541 (entsprechend DE-OS 14 87 276)

2. GB-PS 12 53 031 (entsprechend DE-OS 19 03 639)

3. GB-PS 12 79 634 (entsprechend DE-OS 19 54 328).

Die an erster Stelle genannte GB-PS 1120 541 beschreibt einen Kompressor und Expander vom Typ 1. Die GB-PS 12 53 031 bezieht sich auf entsprechende Geräte vom Typ 2.

Zur Erleichterung des Veständnisses der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 4 folgende Grundschaltungen dargestellt:

F i g. 1: Kompressor vom Typ 1;
F i g. 2: Expander vom Typ 1;

Fig. 3: Kompressor vom Typ 2;
F i g. 4: Expander vom Typ 2.

In jeder der dargestellten Schaltungen verläuft ein Hauptübertragungskanal von einem Eingangsanschluß 10 über eine additive Kombinationsschaltung 11 zu einem Ausgangsanschluß 12. Der zweite Eingang der additiven Kombinationsschaltung ist an einen zweiten oder Zusatzkanal 13 angeschlossen, dessen Eingang entweder an einem Eingangsanschluß (F i g. 1 und 4) oder am Ausgangsanschluß (F i g. 2 und 3) liegt. Im Falle des Kompressors wird die vom Zusatzkanal übertragene Komponente der Komponente des Hauptkanals hinzuaddiert, um diese zu verstärken. Im Falle des Expanders ist ein Inverter 14 vorgesehen, der bewirkt, daß die Komponente des Zusatzkanals von der Komponente des Hauptkanals abgezogen 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 Schwellwerts 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 'Λο oder auf einen noch kleineren Bruchteil der Komponente des Hauptkanals bei maximalen Eingangsgrößen begrenzt werden.

Diese Begrenzungswirkung kann auf verschiedene Weise hervorgerufen werden. Hierzu gehört beispielsweise eine Verengung des Frequenzbandes, das vom Zusatzkanal durchgelassen wird, wie es aus den genannten Patentschriften bekannt ist. Bei Anwendung auf dem Videogebiet können verschiedene nichtlineare Bandbegrenzer verwendet werden. Bei Anwendung auf dem Audiogebiet muß die Begrenzungswirkung syllabisch oder linear sein, d.h. sie muß mit einer Zeitkonstante erfolgen, die genügend groß ist, um nichtlineare Verzerrungen der Schwingungsform zu vermeiden.

Bei verhältnismäßig billigen Kassetten-Bandgeräten und anderen Heim-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 Wiedergabe

gleichzeitig durchgeführt werden. Auf diese Weise kann der gleiche Magnetkopf mit zugehörigen Verstärkern für zwei Funktionen 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 nichtkommerziellen 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 entwickelten 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 wirtschaftliche Ausnutzung der Schaltung erwünscht ist.

Die obengenannte Patentschrift 3) enthält beispielsweise die Beschreibung eines Kompressors und Expanders vom Typ 1, der besonders in Verbindung mit Heimaudio-Bandaufzeichnungsgeräten benutzt werden kann, wobei eine Umschaltung der Betriebsart beschrieben ist Bei dieser Betriebsartumschaltung ist zu berücksichtigen, daß der Kompressor-Expander getrennte Eingangsanschlüsse für das zu komprimierende und aufzuzeichnende Eingangssignal und für das Ausgangssignal des Aufzeichners, das bei der Wiedergabe expandiert werden soll, aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signal-KompressorAExpander der gattungsgemäßen Art anzugeben, der eine einfachere Umschaltanordnung aufweist, die insbesondere für ein Bandaufzeichnungsgerät geeignet ist und es ermöglicht, das Umschalten zwischen Aufzeichnungsbetrieb (Kompression) und Wiedergabebetrieb (Expansion) mit Hilfe eines einzigen Schalters vorzunehmen und in beiden Betriebsarten komprimierte und unkomprimierte Signale zusätzlich zur Verfügung stellt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zweiter Eingangsanschluß vorgesehen ist, daß eine erste Kombinationsschaltung mit ihrem ersten Eingang am ersten Eingangsanschluß angeschlossen ist, daß eine zweite Kombinationsschaltung mit ihrem ersten Eingang am Eingang des Zusatzkanals angeschlossen ist, daß ein erster Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals mit dem zweiten Eingang einer der beiden Kombinationsschaltungen verbindet und eine Kompressionsschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalkanäle so gewählt sind, daß die Signale in der einen' Kombinationsschaltung additiv vereinigt werden, daß ein zweiter Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals mit dem zweiten Eingang der anderen Kombinationsschaltung verbindet und eine Expanderschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalkanäle so gewählt sind, daß die Signale in der anderen Kombinationsschaltung subtraktiv vereinigt werden, daß ein Aufzeichnungs/Wiedergabe-Umschalter den Eingang des Zusatzkanals wählbar mit dem zweiten Eingangsanschluß oder mit dem Ausgang der ersten Kombinationsschaltung verbindet und daß ein erster Ausgangsanschluß mit dem Ausgang der zweiten Kombinationsschaltung und ein zweiter Ausgangsanschluß zumindest in der Aufzeichnungsstellung des Umschalters mit dem Eingang des Zusatzkanals verbunden ist

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 bis 4 Kompressor- und Expanderschaltungen vom Typ 1 und 2 und

F i g. 5 und 6 Blockschaltbilder von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Der in F i g. 5 und 6 dargestellte Zusatzkanal 26 hat die pegelbegrenzenden Eigenschaften die oben erwähnt worden sind, und kann so ausgeführt sein, wie es in der Patentschrift 3) angegeben ist, und zwar besonders in Fig. 4 dieser Patentschrift Die anderen Elemente der beiden Schaltungen sind Addierschaltungen 5ΛΑ und 51Ä und ein Inverter 52. Der Schalter 24 hat einen gemeinsamen Anschluß C und kann in eine Aufzeichnungsstellung R und eine Wiedergabestellung Pgebracht werden.

Die in F i g. 5 dargestellte Schaltung vom Typ 1 hat im Aufzeichnungsbetrieb (R) eine solche Anordnung, daß die Bauelemente 26 und 51B einen Kompressor vom Typ 1 mit einem EingangsanschJuß 41 und einen Ausgangsanschluß 35 bilden, wobei der Ausgangsanschluß 35 mit dem Eingang des Aufzeichners verbunden ist und diesem ein komprimiertes Signal zuführt Das nichtkomprimierte Signal ist an einem Monitorausgangsanschluß 25 verfügbar, das mit dem Eingang des Zusatzkanals verbunden ist Bei der Wiedergabe (P) werden die Bauelemente 26, 52 und 51Λ so verbunden, daß sie einen Expander vom Typ 1 bilden, wobei der Ausgang des Aufzeichners an einem Eingangsanschluß 50 liegt und der Ausgang des Expander's am Monitorausgangsanschluß 25, so daß das expandierte Signal für die Wiedergabe verfügbar ist.

Wenn die Schaltung nach F i g. 6 auf Aufzeichnungsbetrieb (7?,)geschaltet ist, bilden die Bauelemente 26 und 51A einen Kompressor vom Typ 2 mit dem Eingangsanschluß 41 und dem Ausgangsanschluß 45, der mit dem Ausgang der Addierschaltung 51Λ verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 45 ist in dieser Weise geschaltet, weil das Signal für den Aufzeichner hier nur während des Aufzeichnungsbetriebs benötigt wird. Der Ausgangsanschluß kann jedoch auch mit dem Eingang des Zusatzkanals 26 verbunden sein. Das am Ausgang der Addierschaltung 51Λ auftretende komprimierte Signal wird durch den Expander vom Typ 2 expandiert, der durch den Zusatzkanal 26 und die Bauelemente 52 und 51B gebildet ist, und steht als Monitorsignal während der Aufzeichnung am Ausgangsanschluß 65 zur Verfugung.

Während der Wiedergabe arbeiten die Bauelemente 26, 52 und 51B wieder als Expander vom Typ 2, wobei sie das Signal expandieren, das vom Aufzeichner dem Eingangsanschluß 50 zugeführt wird, um ein Signal für die Wiedergabe am Ausgangsanschluß 65 7.u bilden.

In den oben beschriebenen Schaltungen ist es notwendig, Filter vorzusehen, um hochfrequente Schwingungen auszuschließen, die bei der Aufzeichnung oder für Stereomultiplexzwecke verwendet werden. Die Filter können in den Leitungen angeordnet sein, die mit den Eingangsanschlüssen 41 und 50 in Verbindung stehen. Wenn es erwünscht ist, die Kosten für ein Filter in jedem Kanal zu vermeiden, ist es auch möglich, ein einziges Filter in der Steuerschaltung (vgl. die Patentschrift 3) der obigen Liste) des Zusatzkanals 26 vorzusehen. Wahlweise ist es auch möglich, besonders wenn man weiß, daß das Gerät nur als Aufzeichner benutzt wird, so daß die Eingangsanschlüsse 50 und 41 nie unabhängig voneinander mit zwei Signalen zur

gleichen Zeit gespeist werden, eine gemeinsame Eingangsverbindung, die das Filter enthält, für diese beiden Anschlüsse vorzusehen.

In den Schaltungen nach den Fig.5 und 6 können Einrichtungen vorgesehen sein, die die Ausgangsgröße des Zusatzkanals 26 unwirksam machen, z. B. ein Schalter 55, der den Ausgang an ein Bezugspotential legt, um die Kompressor-Expanderschaltung auszuschalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Wahlweise umschaltbarer Signal-Kompressor/-Expander mit einem Hauptkanal zwischen einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß und mit Einrichtungen, die das Signal im Hauptkanal mit der 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 Zusatzkanals erzeugte Wirkung nur bei niedrigen Eingangssignalpegeln auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Eingangsanschluß (30 bzw. 41) vorgesehen ist, daß eine erste Kombinationsschaltung (StA) mit ihrem ersten Eingang am ersten Eingangsanschluß (41 bzw. 50) angeschlossen ist, daß eine zweite Kombinationsschaltung (5IB) mit ihrem ersten Eingang am Eingang des Zusatzkanals (26) angeschlossen ist, daß ein erster Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals (26) mit dem zweiten Eingang einer der beiden Kombinationsschaltungen (51B bzw. 5iA) verbindet und eine Kompressionsschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalkanäle so gewählt sind, daß die Signale in der einen Kombinationsschaltung additiv vereinigt werden, daß ein zweiter Verbindungsweg den Ausgang des Zusatzkanals mit dem zweiten Eingang der anderen Kombinationsschaltung (51/4 bzw. 51.Ey verbindet und eine Expanderschaltung bildet, in der die Polaritäten der Signalkanäle so gewählt sind, daß die Signale in der anderen Kombinationsschaltung subtraktiv vereinigt werden, daß ein Aufzeichnungs/Wiedergabe-Umschalter (24) den Eingang des Zusatzkanals (26) wählbar mit dem zweiten Eingangsanschluß (41 bzw. 50) oder mit dem Ausgang der ersten Kombinationsschaltung (SiA) verbindet und daß ein erster Ausgangsanschluß (35 oder 65) mit dem Ausgang der zweiten Kombinationsschaltung (SiB) und ein zweiter Ausgangsanschluß (25 oder 45) zumindest in der Aufzeichnungsstellung des Umschalters (24) mit dem Eingang des Zusatzkanals (26) verbunden ist.

2. Kompressor/Expander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Verbindungsweg jeweils mit der zweiten und der ersten Kombinationsschaltung (5 iA und SiB) und der zweite Ausgangsanschluß (25) direkt mit dem Zusatzkanaleingang verbunden ist.

3. Kompressor/Expander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Verbindungsweg jeweils mit der ersten und zweiten Kombinationsschaltung (51a und 5IB) und der zweite Ausgangsanschluß (45) direkt mit dem Ausgang der ersten Kombinationsschaltung (5IA) verbunden ist.