DE2238136A1 - Gesteuerter signalprozessor mit verzoegerungsleitung fuer die klangreproduktion - Google Patents

Description

vI/No München-Pullach, den 2. August 1972

CAMBRIDGE HESEAECH AND DEVELOPMENT GROUP (LIMITED PARTNERSHIP), eine Firma nach den Gesetzen des Staates Connecticut, USA

SANFORD DAVID GREENBERG, Washington, D.C, USA

DT LIQUIDATING PARTNERSHIP (LIMITED PARTNERSHIP),

eine Firma nach den Gesetzen des Staates New York, USA,

Rechtsnachfolger der Firma Data Tech Corp., USA

MURRAY MORTON SCHIFFMAN, Westport, Connecticut, USA

Gesteuerter Signalprozessor mit Verzögerungsleitung für die Klangreproduktion

DLe Erfindung betrifft allgemein die Verarbeitung menschlichen Sprachsignale oder ähnlicher Signale entsprechend einer endgülbig-en Zusammenfassung für den menschlichen Hörer auf im wesentlichen natürliche oder normale FrequenzkomponentenverbeiLung, jedoch bei Zeitdauerintervallen,'die sich gewöhnlich von der originalen -"Zeitdauer der sprachlichen Äußerung unterscheiden.

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Klang-Press- und Ausdehnsysteme, bei denen eine relative Bewegung zwischen einem magnetischen Bandaufzeichnungsmedium und dem Luftspalt des Aufnahmekopfes stattfindet, welcher die aufgezeichneten Signale im magnetischen Medium abtastet, sind gut bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 2 352 beschrieben. Einrichtungen dieses Typs sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie gewöhnlich betrieblich, kostenmäßig und gew-i.chtsmäßig Einschränkungen unterworfen sind, insbesondere bei Ausrüstungen, bei denen im wesentlichen mechanische Bewegungskomponenten zur Anwendung gelangen. Es ist auch eine Version mit einer Verzögerungsleitung für das zeitliche Pressen und Ausdehnen der wirklichen Zeitsignale bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 1 671 151 beschrieben, wonach ein Sprachsignal auf eine Verzögerungsleitung geschickt wird und eine bewegliche Abgrenzeinrichtung wiederholt die Verzögerungsleitung abtastet oder abfährt, um das in der Verzögerungsleitung wandernde Signal abzutasten, wobei dann die""' '' ■ relative Geschwindigkeit zwischen dem Abtastkopf und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle in dem Medium zu einer Bandbreiten-Pressung oder Ausdehnung verwendet werden kann, und zwar für den Zweck, das Signal über eine schmalbandige Telefonleitung zu übertragen. Durch spätere Vorschläge (US-Patentschrift 2 545 8?1) auf dem vorliegenden Gebiet wurden die mechanischen Bewegungsabschnitte der Systeme beseitigt und wurden durch elektronische Schaltereiarichtungen ersetzt, die aufeinanderfolgend an Abgriffsstellen der elektrischen Verzögerungsleitung angeordnet wurden, wodurch eine Frequenzpreseung oder Ausdehnung des Signals erreicht werden konnte, um dan Signal über eine schmalbandige Leitung übertragen zu können. i)ie Anwendung von aufeinanderfolgend abgetasteten und angezapften Verzögerungsleitungen zum Verändern der Zeitdauer aufgezeichneter Sprachsignale, ohne Änderung der Frequenslcomponenien derselben, ist in der US-Patentschrift 5 49J 75V beschrieben. Durch Beziehen der AbtastgeschwindLgkeiL der Verzögerungsleitung auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit, in dem verzögert den Medium und die relative Geschwindigkeit der Reprodukti i .or, aufgezeichneter Nachrichten, verglichen mit der sprachlicher:

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Äußerung, von welcher die Nachricht stammte, konnte eine zeitliche Ausdehnung oder Pressung aufgezeichneter Sprachsignale ohne Veränderung der Frequenzkomponenten'derselben erreicht werden.

Es ist auch eine andere Form einer Frequenz-Zeittransformation auf dem vorliegenden Gebiet bekannt, wobei eine signalmäßig gesteuerte veränderliche Verzögerungsleitung für eine Fehlerkorrektur zur Anwendung gelangt. Systeme dieses Typs erfassen einen unerwünschten Frequenzeffekt aufgrund von Zeitunregelmäßigkeit,en in dem Impulszug eines sich wiederholenden Signals oder erfassen solche Schwankungen in einem Audiosystem, bei dem die Geschwindigkeit zwischen Aufzeichnungsmedium und Abtastkopf periodischen Schwankungen ausgesetzt ist, aus denen das Erzeugen der hörbaren Unregelmäßigkeiten resultiert, die als "Jaulen" bekannt sind. Bei der Reproduktion des ursprünglichen Signals werden bei diesen Systemen Geschwindigkeitsfehler durch Servosteuerung der Zeitverzögerung einer Verzögerungsleitung eliminiert, die in den Signalkanal eingeschleift ist. Audiosysteme, bei denen eine Bezugs- oder Zeitsteuersignal-Speicherspur mit veränderlicher Verzögerungsleitungskompensation für "Pl8yback"-Geschwindigkeit zur Anwendung gelangen, sind in der US-Patentschrift 3 202 769, Figur 9, veranschaulicht und beschrieben, wobei ein Servosystem mit offener Schleife zur Anwendung gelangt. In der US-Patentschrift 3 34-7 997 ist ein Servosystem mit geschlossener Schleife verwendet, wobei die Playback-Geschwindigkeit eingestellt wird, um die relativ niederfrequente "Jaul"-Komponente zu kompensieren, jedoch Unvollkommenhe.iten hochfrequenter Natur (d.h. das sogenannte "Flattern") durch eine veränderliche Verzögerungsleitung kompensiert werden. Die Betriebsweise derartiger. Kompensationssysteme hänot von der Wiederholeigenschaft des Fehlersignals, ab, so daii eine Verzögerungsleitung mit maximaler zeitlicher Verzögerung vorgesehen wird, die in ausreichendem Maße den maximal zu erwartenden Fehler kompensiert, so daß hierbei nicht dan Problem auftaucht., welches bei einem System vorhai.den ist,

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bei dem eine Undefinierte Zunahme in der Verzögerungsgröße erforderlich ist, um fortwährend die Zeit-Frequenzeigenschaft eines Signals abzuändern.

Werden jedoch die zuvor erwähnten Systeme dazu verwendet, die Frequenz eines Sprachsignals zu reduzieren, und zwar unter Pressung der Zeit oder der Bandbreite eines gegebenen Sprachsegments, so wird unweigerlich ein Abschnitt der originalen Sprachwelle gelöscht. Das Verhältnis zwischen dem gelÖechten Sprachsignal zu demjenigen, welches verwendet wird, ist direkt auf das Pressverhältnis bezogen, und der Löschverlust ist inhärent und grundlegend auf diesen Prozeß der Frequenzreduzierung und Zeitpressung für die Verarbeitung einer gegebenen sprachlichen Passage bezogen. Da der Abschnitt der Sprache, der reproduziert wird, mit den Abschnitten, die gelöscht werden, abwechselt, wird das Problem des Mischens zum Reproduzieren von Abschnitten in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen erheblich, und es wurden eine Reihe von Lösungen angeboten.

Gemäß der US-Patentschrift 2 352 023 wird vorgeschlagen, einen schrägen Luftspalt in dem rotierenden magnetischen , Abtastkopf vorzusehen oder eine schräge Bandannäherung zur Berührungsstelle mit dem rotierenden Luftspalt vorzusehen, so daß die Ankunft und das Entfernen des magnetischen Aufzeichnungsbandes relativ zum Luftspalt schrittweise auftritt, da die"Neigung oder Schräge einen übergang von Null bis zum vollen Luftspaltkontakt mit dem Aufzeichnungsmedium vorsieht.

Gemäß der US-Patentschrift 1 671 151 wird eine Anzahl von Alternativvorschlägen gemacht inklusive der Verwendung zweier im Abstand angeordneter Wandler, die sich in Gleichtakt gegenüber dem Verzögerungsmedium drehen, derart, daß die in der gepreßten Bandbreite reproduzierte Nachricht in einem Wandler mit der Nachricht aus dem anderen Wandler über]agert wird, die sonst in herkömmlicher Weise durch den ersten Wandler ausgelöscht werden würde.

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Diese Anstrengungen, die Ungleichmäßigkeit zu kompensieren, die durch periodische Auslöschabschnitte der gleichförmigen Sprachwelle verursacht wird, waren allgemein nur deshalb möglich, da das Ausgangssignal durch Probeentnahme längs der Ausbreitungsbahn des Sprachsignals abgeleitet wird und. da bei einer derartigen Probeentnahme das in der Leitung gespeicherte Signal an irgendeiner Stelle entlang der Leitung unmittelbar zugänglich ist. Bei den zuvor erwähnten Systemen mit veränderlicher Verzögerungsleitungs-Korrektur wurde das Auslöschen nicht in Betracht gezogen oder kompensiert.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Pressungs-Ausdehnungssystem für Sprache oder andere kodierte Signale, bei dem das aktive Frequenz-Zeit-Konvertierungselement eine auf ein Steuersignal ansprechende Verzögerungsleitung ist, die direkt, in den Pfad zwischen der Signalquelle und der letzten Reproduzierstufe oder Verwertungsvorrichtung eingeschleift ist, welche Vorrichtung die konvertierte Sprachwelle empfängt. Bei einem solchen System wird das inhärente Problem der zeitlichen Pressung, verursacht durch die Ungleichmäßigkeit, die aus abwechselnden Löschabschnitten der Sprachwelle entsteht, nicht vermieden. Der Löschabschnitt der Sprachwelle kann gespeichert werden und daran anschließend in der Verzögerungsleitung vernichtet werden oder kann abgeteilt werden, um nicht zum Eingangsanschluß der Verzögerungsleitung zu gelangen, die direkt im Signalkanal gelegen ist. Auf jeden Fall muß dieses Signal und die durch das Schalten der Leitung erzeugten. Übergänge gelöscht werden, wenn die veränderliche Verzögerungsleitung wiederholt durch das Verzögerungssignal zwischen maximalen und minimalen Verzögerungswerten gesteuert wird. Das Leitungsschalten und Löschen tritt gleichzeitig auf, wobei die Forderung danach besteht, zwei ursprünglich im Abstand befindliche Abschnitte der Sprachwelle nahe zusammenzubringen,und damit werden beide dieser Funktionen durch eine Anzahl von al ernativen Ausfuhrungsbeispielen erreicht, die noch beschrieben werden, und in einer Weise

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arbeiten, die mit den Anforderungen, vorgegeben durch die Parameter des Sprachsignals selbst, in Einklang steht.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Sprachpress-Expansionssystem zu schaffen, bei dem eine veränderliche signalgesteuerte Verzögerungsleitung zur Anwendung gelangt, die direkt im Signalkanal zwischen der Signalquelle und der Tonreproduziervorrichtung gelegen ist, wobei diese Verzögerungsleitung wiederholt durch maxim-ale und minimale Verzögerungswerte getrieben wird, um die Frequenz-Zeiteigenschaft des Klanges oder Tones abzuändern, der aus dem ursprünglichen Signal reproduziert wird.

Gemäß einem Merkmal nach der Erfindung wird die Eingangsund Ausgangsbandbreite des Systems für die Sprachfrequenzen gesteuert, die für die Sinnverständlichkeit in Relation zum Pressverhältnis reproduziert werden massen, um dadurch diejenigen Frequenzen auszuschließen, die Verzerrungen und Zwischenmodulationen hervorrufen würden, und zwar aufgrund unvollständiger Probeentnahmefolgen oder übermäßiger Phasenverschiebung pro Verzögerungsstufe für die hohen Frequenzen und unvorteilhafte Ausgangsdrangungslange (output chunk length), um eine Frequenzkonvertierung für die niedrigsten Frequenzen zu erhalten.

Nach einem weiteren Merkmal nach der Erfindung werden maximale Löschintervalle vorgesehen, wie dies durch die maximale Verzögerungsleitungslänge bestimmt ist, die in Bezug auf die Pressverhältnisgrenzen die ursprüngliche Sprachnachricht auf einen Wert löscht,' bei dein der Verlust von bedeutenden Ubertragungsbefehlen oder Übergängen im Sprachkode minimal gestaltet wird, also dadurch der Verlust an Informationsgehalt, der zum Hörer übertragen wird, minimal gehalten wird.

Gemäß einem noch weiteren Merkmal nach der Erfindung sind in einem System mit Verwendung einer veränderlichen Verzöge-

309809/1027 BAD QiPiSiIAt) :αθ

rungsleitungs-Sprachpressung- oder -ausdehnung Maßnahmen getroffen, das Signal an einer Verbindungsstelle zweier reproduzierter Sprachabschnitte zu verarbeiten, um Ablenkgeräuschkomponenten zu unterdrücken und um ebenso das Einführen von falschen Übertragungsbefehlen zu vermeiden, die die in das nachfolgende Sprachsegment überführte Information abwandeln wurden. Schließlich kann, wenn dies erforderlich ist, zum Unterdrücken derartiger Geräusche, der Übergang zwischen aufeinanderfolgend reproduzierten Sprachproben abgewandelt werden, und zwar einfach durch Übertragungsfunktions-Selektion- oder Steuerung, oder der Übergang kann einfacher gestaltet werden durch Einführung von künstlichen oder von der Sprache abgeleiteten Signalabschnitten, um sich einem weichen Übergang innerhalb eines Zeitintervalls anzunähern, wodurch tatsächliche Übertragungsbefehle nicht verlorengehen und wobei unter solchen Bedingungen keine falschen Übertragungsbefehle eingeführt werden.

Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Klangsignal-Verarbeitungsverfahren für eine Frequenzkonvertierung und zeitliche Ausdehnung oder Pressung zu schaffen, wobei auf der Grundlage einer Einheits- oder tatsächlichen Zeit gearbeitet wird, um eine im wesentlichen gleichförmige Signalausgangsgröße vorzusehen, und zwar unter alternativer Verwendung eines Verzögerungsleitungs-Signal-Speichers bei entweder gleichförmiger oder diskreter Steuersignaländerung, um die Frequenzkorivertierung des Klangsignals zu erreichen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nur, folgenden Beschreibung von Ausführungsbei-' spielen unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Figuren 1(aJ bis 1(h) Diagramme, die die Reproduktion einer auf einem Mapjnetband aufgezeichneten Nachricht wiedergeben" und ebenso die Betriebsweise des ijysüems nach der vorliegenden Eriindunp; bei unterschiedlichen Pressverhältnissen; ·

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Figuren 2(a) und 2(b) Diagramme jeweils einer Pressung und einer Ausdehnung, wobei Eingangs-Auegangssignal-Zeitbeziehungen gezeigt sind;

Figur 3(a) eine Anzahl von Kurven, die die, Beziehung verschiedener Parameter wiedergeben, die bei der Verarbeitung der Sprache bei unterschiedlichen Pressverhältnissen größer als eins auftreten)

Figur 3(b) ähnliche Beziehungen für Verhältnisse kleiner als eins (d.h. für die Ausdehnung oder Expansion)}

Figuren 4-Ca) biß 4(f) Wellenformen, die für die Beschreibung von Verarbeitungsformen eines Übergangs zwischen benachbarten reproduzierten Sprachproben wertvoll Bind;

Figuren 5(a) bis 5(d) eine Anzahl von Kurven, die den aktiven Verarbeitungsvorgang des Übergangs zwischen benachbarten Proben wiedergeben;

Figuren 6(a) bis 6(e) Wellenformen, die für die Beschreibung der Anwendung der zwei Verzögerungsleitungen vorteilhaft sind, um einen übergang zwischen benachbarten Sprechproben zu bewirken;

Figur 7 ein Blockschaltbild eines Sprach*!**^ s β-Auedehn» systems nach der vorliegenden Erfindung;

Figuren 8(a) bis 8(d) Wellenformen, die für die Beschreibung der Betriebsweise des Systems nach Figur 7 vorteilhaft sind;

Figur 9 ein Blockschaltbild eines Dual-VerzÜgerungsleitungssystems nach der vorliegenden Erfindung;

Figuren 10(a) bis 10(d) Wellenformen, die Mr die Beschreibung der Betriebsweise des Systems nach Figur 9 entsprechend einer Pressung vorteilhaft sind;

Figuren 11(a) bis 11(d) Wellenformen, die für die Beschreibung der Betriebsweise des Systems gemäß Figur 9 entsprechend einer Expansion oder Ausdehnung vorteilhaft sind;

Figur 12 ein Teilblockschaltbild einer abgewandelten Ausführungeform;

Figuren 13(a) bis 15(c) Wellenformen, die für die Beschreibung der Betriebsweise der Schaltung von Figur 12 entsprechend einer Pressung vorteilhaft sind;

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Figuren 14(a) bis 14(c) Wellenformen, die für die Betriebsweise der abgewandelten Ausführungsform von Figur 12 entsprechend einer Ausdehnung oder Expansion vorteilhaft sind.

Figur 15 ein Teilblockschaltbild eines Binauralsystems mit Dual-Verzögerungsleitung}

Figuren 16(a) bis 16(f) Wellenformen, die für die Beschreibung der Betriebsweise des Systems gemäß Figur 15 vorteilhaft sindj

Figur 17 ein Teilblockschaltbild eines Sprach-Prozessors gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein analoges Schieberegister als veränderliches Verzögerungselement zur Anwendung gelangt; .

Figur 18 ein Blockschaltbild, welches die Spaltausfüllung bei Signalkontinuität in einem System ähnlich demjenigen gemäß Figur 17 veranschaulicht;

Figur 19 eine Teildarstellung einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei die veränderliche Verzögerung durch ein r-Bit digitales Parallelschieberegister vorgesehen ist j

Figur 20 eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, wobei die veränderliche Verzögerung durch ein digitales Serien-Schieberegister vorgesehen wird;

Figur 21 eine weitere Ausführungsform unter Verwendung einer analogen Speiehermatrix zum Vorsehen einer Veränderlichen ; Verzögerung; ^; '

Figur 22 eine weitere Ausführungsform unter Verwendung eines digitalen r-Bit Speichers mit direktem Zugriff;

Figur 2J eine logische Schaltung einer Richtungs-Nullsignalwert-Tast Steuereinheit;

Figur 24 Wellenformen, die für die Beschreibung der Betriebsweise der Schaltung gemäß Figur 23 vorteilhaft sind; "

Figur 25,eine graphische Darstellung der Taktfrequenz und der maximalen Signalfrequenz für das System gemäß Figur Ί7»

Figur 26 ein Blockschaltbild eines Dual-Verzögerungsleitunge-Speichersysteius, wobei analoge Schieberegister unter Verwendung getrennter Lese- und Schreibtaktimpulssignale zur Anwendung gelangen; und

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8AD ¹

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Figur 27(a) und 27(b) Wellenformen der, Taststeuersignale für das System gemäß Figur 3· <

Der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele geht eine Erläuterung der Parameter des Sprachsignals voraus, und zwar insbesondere hinsichtlich der Parameter, die die Sprachpressung für die Reproduktion einer gegebenen sprachlichen Nachricht in einer kürzeren Zeitperiode betreffen. Aufgrund der grundlegenden und unvermeidbaren Einschränkungen, die bei der Sprachpressung auftreten, bezieht sich die folgende Erläuterung insbesondere auf das Verfahren und das Gerät, welches beim Pressbetrieb oder in der Pressbetriebsphase zur Anwendung gelangt. Die Pressbetriebsweise im zeitlichen Bereich ergibt eine Löschung eines Teiles der ursprünglichen Information, die direkt proportional zum Pressfaktor ist, der auch den Faktor darstellt, um welchen die Zeit vermindert wird, um eine gegebene Sprachfolge darzustellen. Das Verfahren und das Gerät lassen sich auch Jedoch zum Ausdehnen verwenden, und die hierbei auftretenden Gesichtspunkte also für die Heproduktion der Signale, die eine größere zeitliche Länge besetzen oder beanspruchen als die ursprüngliche sprachliche Äußerung, sollen an späterer Stelle näher erläutert werden. Das System besitzt auch die Fähigkeit der Frequenztransformation, und zwar ohne eine entsprechende zeitliche Änderung, um ein gewünschtes Frequenzsignal zu erreichen, wie dies beim Erzeugen einer Sprache in einem Medium mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit anders als bei Luft der Fall ist.

Figur 1 zeigt ein spezielles System unter Verwendung einer Verzögerungsleitung, die eine maximale zeitliche Verzögerung von 6 Millisekunden für den endgültigen bschnitt der Probe vorsieht. Nimmt man an, daß das Sprachsignal, welches verarbeitet werden soll, auf Frequenzkomponenten zwischen 333 und 5000 Hertz beschränkt ist, so lassen sich bestimmte Parameter des Playback-Systeme für die Pressung definieren. Auf einem Magnetband 21 iat das Spracheignal aufgezeichnet, wobei die

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niedrigste Frequenzkomponente bei 333 Hertz durch die Sinuswelle 22 herausgegriffen ist, wobei das Band ;an einem Abtast- ■ wandler 23 vorbeigeführt wird und auf eine Aufwi ekel spule 24-mit der Geschwindigkeit S aufgewickelt wird. Das von dem Wandler 23 erzeugte elektrische Signal gelangt durch einen Press-Prozessor 25 und wird als hörbares Signal dem Lautsprecher 26 reproduziert.

Das entsprechend der Zeile (a) von Figur 1 dargestellte System 23-26 erzeugt ein Aufzeichnungssignal auf dem Band 21, und zwar ohne frequenzmäßige oder zeitmaßige Änderung, wenn die Geschwindigkeit der Aufwi ekel spule 24- das Band am Wandler 23 mit der Aufzeichnungsgeschwindigkeit S vorbeizieht, wobei für diese Bedingung der Prozessor 25 eine feste konstante Zeitverzögerung irgendeines Wertes einführen würde. Zeile Cb) von Figur 1, wo c=1 ist, gibt die Reproduktion dee sinusförmigen Signals mit 333 Hb. ohne Änderung, mit Ausnahme der festen Phasenverzögerung C die vernachlässigt wurde),wieder.

Für die Sprachpressung wird die Bandgeschwindigkeit um einen Faktor c erhöht, und der Prozessor 25 verändert die Verzögerung linear um einen minimalen Wert biß zu einem maximalen Wert. V/ie die Kurven Cc), (d) und Ce) von Figur 1 zeigen, wird bei einem Pressverhältnis von c=2 für eine 6 Millisekunden endgültige Signalverzögerung, die eine 8 Millisekunden Verzögerungsleitung erforderlich macht, ein 12 Millisekunden Abschnitt der ursprünglich aufgezeichneten Welle 22 gespeichert, die nunmehr die Hälfte ausmacht und die Hälfte des Betrages des Signals freiläßt, der ursprünglich 24- Millisekunden der Aufzeichnungszeit besetzt hat. Dieser einbehaltene Abschnitt Cretained portion) wird als "Packung" C"chunk") bezeichnet und ist in ■ Zeile Cc) von Figur 1 in schematischer Form vor dem Verarbeitungsprozeß veranschaulicht und weist Zyklen mit den Nummern 1, 2, 3 und 4- auf. Im Hinblick auf den Pressvorgang und da die maximale endgültige Signalverzögerung auf 6 Millisekunden gehalten isird entsprechend den 8 Millisekunden in der Verzöge-

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BAilOR^NÄIb"

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rungsleitung am Ende der Probe, wird ein 6 Millisekunden-Abschnitt der ursprünglichen Information, die 12 Millisekunden bei der Aufzeichnungsgeßchwindigkeit darstellen, gelöscht, und dieser Abschnitt ist in Zeile (c) mit "Löschung" (discard") bezeichnet. Dieser Löschabschnitt enthält die Zyklen 5» 6» 7 und 8 der ursprünglichen Welle 22 und er stellt den Spalt in dem Informationsgehalt zwischen aufeinanderfolgenden "Packungen" dar, die als hörbare Signale reproduziert werden. Diese hörbare Ausgangsgröße ist in Zeile (d) dargestellt, wobei die Pressung als ein Bandstück 31 herausgegriffen ist, welches mit einer Geschwindigkeit 2S abgespielt wurde,und wobei diese Pressung die Zyklen 1-4 enthält, die nach der Verarbeitung effektiv in ein Bandstück 32 gestreckt werden, welches die ursprünglichen 12 Millisekunden der Aufzeichnungszeit belegt und die Zyklen 1-4 mit deren ursprünglicher Aufzeichnungsfrequenz enthält. Bei Zeile (d) sei darauf hingewiesen, daß der als nächstes reproduzierte Zyklus die Zyklusnummer 9 der ursprünglichen Wellenform ist, nachdem die Zyklen 5 bis θ gelöscht wurden. Die Darstellung in Zeile (d) eines weichen Übergangs zwischen dem Ende des Zykluses 4 und dem Start des Zykluses 9 soll nicht als Kennzeichen für reale Signalbedingungen betrachtet werden, was aus einer Betrachtung eines tatsächlichen Signals in Gegenüberstellung der in Figur 1 idealisiert dargestellten Signale hervorgehen würde.

Die Zeilen (f), (g) und (h) von Figur 1 veranschaulichen die Situation, die vorherrschend ist, wenn das Pressverhältnis gleich 5 beträgt, wobei dann die Bandgeschwindigkeit am Wendler 23 vorbei das 5-fache der Aufzeichnungsgeschwindigkeit S beträgt. Bei einer endgültigen Signalverzögerung von maximal 6 Millisekunden ergibt dieses Pressverhältniß eine Bündelungslänge von 1,5 Millisekunden, wobei 2 1/2 Zyklen der 333 Hz-Welle 25 von Zeile (a) entholten sind und erneut ein LöschiriLervall von 6 Millisekunden gleich der endgültigen Signalverzögerung, die einer Verzögerungsleitungsläuge von 10 Millisekunden am Ende Probe entspricht. Der InforiBatione-

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spalt ist jedoch auf den Punkt angewachsen, bei dem die 'letzte Hälfte der Zyklusnummer 3. und die erste Hälfte der Zyklusnummer 13 und alle dazwischenliegenden Informationen in der ursprünglich aufgezeichneten Welle in dem Löschabschnitt verlorengingen, und dieser Spalt stellt in der Nachricht 30 Millisekunden der ursprünglich aufgezeichneten , sprachlichen Äußerung dar.

Die Beziehungen unter den Parametern eines Sprachpresssystems und diejenigen, die für den Informationsgehalt der kodierten Sprache verantwortlich sind, stehen derart in einer Wechselbeziehung, daß sich optimale Bedingungen angeben lassen, und sie setzen der^ Betriebsweise der Systeme nach der Erfindung für einen gegebenen Verständlichkeitsfaktor äußere Grenzen. Diese Parameter können hinsichtlich eines bestimmten Systems für verschiedene Pressverhältnisse überprüft werden, und für diesen Zweck sollen die Systemparameter für ein System in der folgenden Tabelle angegeben werden, wobei eine Verzögerungsleitung mit einer maximalen endgültigen Signalverzögerung Al von 6 Millisekunden verwendet wird.

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	Comp.	d	Leitungs-	Typische	Tabelle I	Periode	Wiederhol	Zyklen
		2/9	länge	Drängx		T	folge	Probe
		2/5	d· Tout	(Playback	Parameter für Sprachpresser	(ms)	1/T	(fmin=Hz)
		2/3	(ms)	"C"Zeit)	ing/Lösch-Verhältnis Probe	30	1/P
	Verhältnis	1	6 2/3	Tin/4Tmax	(Aufzeichnungs	18	33,3	10
		6/5	7 1/5	24/6	zeit)	12	55,6	6
	C	4/3	8	12/6	Tout/c*Tmax (ms)	9	83,3	4
	1,25		9	6/6	30/7,5	8	111	3
r (O	1,5		9 3/5	3/6	18/9	7 1/2	125	2 2/3
':. CO 3 ο	2	10	2/6	12/12		133	2 1/2
Vk *°			1,5/6	9/18
	M-	8/24
		7,5/30

Die Basis für die Erequenz-Zeittransformation, die bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird, kann wie folgt abgeleitet werden. Es.sei eine Sinuswelle V=E sin Wt betrachtet, die mit einem Bandaufzeichnungsgerät aufgezeichnet wurde. Wenn das Band rückgespielt wird, und zwar mit c-mal der ursprünglichen AufZeichnungsgeschwindigkeit, so erhält man

V=E sin c Wt (1)

wobei c als Pressverhältnis bezeichnet wird. Wenn C^1, so wird die Zeit für irgendeine gegebene Sprachpassage gepreßt, und wenn c<1, wird die Zeit um den Faktor e gedehnt, wobei e = 1/c.

Wenn dann das Signal auf eine Verzögerungsleitung gegeben wird, bei der die Verzögerung linear mit der Zeit mit einer Geschwindigkeit d zunimmt, so daß die mittlere Verzögerung des Signals c¹ wird, die die Verzögerung darstellt, die jeder Punkt auf der Wellenform erfährt, wenn diese durch die Leitung gelangt, dann wird das Signal von (1) zu

V = E sin (c - c¹) Wt (2)

Das ursprüngliche Signal wird wiedergespeichert, wenn die Verzögerung gleich

c't = ^c ^(wieder zu speichern) " ^(c ~ ^1)t ^)

so daß

c¹ = Tj (c + 1) d.h. der mittleren Verzögerungs- (4)

geschwindigkeit der Leitung, die als eine Hälfte der Summe aus dem endgültigen und dem anfänglichen Verzögerungswert der Verzögerungsleitung erhalten werden kann, die dann, wenn sie mit der Zeit t multipliziert wird, die gesamte Verzögerung c't ergibt.

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Figur 2(a) zeigt ein Diagramm für eine gegebene Signalprobe der Signalausgangszeit t gegenüber der entsprechenden Eingangszeit t . . Die Linie I mit einer Steigung von 4 stellt ein Signal dar mit dem vierfachen der ursprünglichen Frequenz oder Darstellungsgeschwindigkeit und mit 1/4 der Periodizität, während eine Linie II mit einer Steigung von eins das resultierende gespeicherte oder unveränderte Signal darstellt. Um ein derartiges Signal (dargestellt durch die Linie I mit der Steigung c = 4) in ein Signal entsprechend der Linie II mit einer Steigung von eins zu konvertieren, und zwar mit einer ent einer entsprechenden Frequenzabnahme, ist es erforderlich, das Eingangssignal et . um einen Betrag c't (oder (c-1)t)

6 JL U

zunehmend zu verzögern, wie dies durch die Linie III gezeigt ist. Ein Signaldrangungsabschnitt T. - , weist eine Ordinate auf, die die Linie III bei dem Ordinatenwert c'T.· schneidet, und wenn dieser Wert zu dem Zeitabszissenwert T. am Punkt cT.

in in

auf der Linie I addiert wird, wird das Signal auf T₀₁₁-*. auf der Linie II verzögert. Die Verzögerung dt, welche durch die Verzögerungsleitung eingeführt wird, ist durch die Linie IV dargestellt. Eine derartige Verzögerungsleitung hat die Wirkung, das momentane Signal t^ um einen linear zunehmenden Betrag d.t,für den Intervall von t. bis t . zu verzögern, wie dies durch die Linie IV geeeigt ist. Demnach, betrachtet man den Fall am Signalende zum Teitpunkt t»T, so führt die Hälfte der Summe der Anfangsverzögerung dT^ und die endgültige Verzögerung dT . zu einem mittleren .Verzögerungswert auf der Linie IV von c¹T. , dem für die Wiederspeicherung erforderlichen Betrag.

Damit	wird	°'Tin -	dTin	+	dTout
		(c-1)T.
	d = 2"	(T	in + cTin>

d =

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Unter Verwendung allgemeinerer Ausdrücke kann die erneute Speicherung durch kumulative Verzögerung eines Eingangssignals t. um einen Betrag

dt - c't_in = (c-'i)t_in (5)

t. t . - t.
in out m

erreicht werden.

Für eine linear veränderliche Verzögerungsleitung, mit einer Verzögerungsänderungsgeschwindigkeit d, f(t) = d.t ergibt sich:

f'^0Ut

^Tout " Tin T_in . (c -

woraus man (4) erhält

Damit wird

c - 1

d = 2

c + 1

Somit gilt für c>1, 0<d<2 ' ' c<1, -2<d<0

In Figur 2(b) sind die entsprechenden Beziehungen für eine Signalausdehnung gezeigt. Die Linie I mit einer Steigung von 1/4 stellt ein Signal von 1/4 der ursprünglichen "Frequenz oder üarstellungsgeschwindigkeit dar. Um ein derartiges Signal

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in ein Signal entsprechend der Linie II mit einer Steigung von eins zu konvertieren, und zwar bei einer entsprechenden Frequenzzunehme, ist es erforderlich, das Eingangssignal ct. abnehmend zu verzögern

lt. X t. e in 4 in

(»lt. - X t. ) ^v e in 4 in

und zwar um einen Betrag c't (= t = -4t)

von einer anfänglichen Verzögerung von c'T . aus. Dieser Verzögerungsbetrag c't¹ schiebt das Signal an jeder Stelle auf den entsprechenden ursprünglichen Wert auf der Linie II. Die durch die Verzögerungsleitung eingeführte Verzögerung dt' ist durch die Linie IV gezeigt. Eine derartige Verzögerungsleitung

hat die Wirkung, das momentane Signal um einen linear abnehmenden Betrag d.t¹ für den Intervall von t. bis t . zu ver-

m out

zögern, wie dies durch die Linie IV gezeigt ist. Betrachtet man somit den Fall des anfänglichen Signals zum Zeitpunkt t=0, so führt die Hälfte der Summe der Anfangsverzögerung -d.T. und die endgültige Verzögerung -dT . zu einem mittleren Verzögerungswert auf der Linie IV von -c'Tjjt ·

^Demitwird v"·

Der Prozeß einer linear zunehmenden zeitlichen Verzögerung kann nicht unbegrenzt fortgeführt werden, und daher muß von Zeit zu Zeit die Verzögerungsleitung auf ihre ursprüngliche "Länge" zurückgeführt werden. Wenn dieser Prozeß in periodischen Intervallen wiederholt wird, vorausgesetzt der Intervall ist länger als die Periode der niedrigsten Frequenzkornponerite des Signals, so werden Drängungsabschnitte des ursprünglichen Signals mit der Winkelfrequenz (c - c ' )U) rückgespielt (played back, und der Rest wird gelöscht. Wenn (?) befriedigt ist, so arbeitet das System als ob Abschnitte aus dem ursprünglichen

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Band herausgeschnitten worden wären und dann wieder zusammengeklebt worden wären unda dann mit normaler Geschwindigkeit abgespielt wurden. Die Abschnitte des Signals werden auf richtiger Frequenz gehört, die Information wird jedoch in einer kürzeren Zeit (wenn c ^*1) übertragen. Die Sprache wurde auf 1/c ihrer ursprünglichen Länge gepresst.

Die Werte von Tsbelle I sind in Figur 3(a) aufgetragen. Für irgendein gegebenes Pressverhältnis ist die Probeentnahmezeit durch die Kurve T . gegeben, und die Drängungslänge wird

OUTj

durch die Kurve T. wiedergegeben. Der Unterschied zwischen diesen zwei Kurven stellt die Auslöschung oder den Auslöschungsabschnitt dar, der gleich der endgültigen Verzögerung des Signals am Ende der Puobeentnahmeperiode (6 Millisekunden in dem Beispiel gemäß Figur 3(a)) ist. Wählt man einen Wert auf der Kurve bei irgendeinem Pressverhältnis, wie z.B. bei c=5 in Figur 3(a), so erhält man .die Drängungs- und Auslöschzeiten für das Band, welches mit c-mal der Aufzeichnungsgeschwindigkeit läuft und orientiert man diese Werte auf die Zerc achse, so erhält man die tatsächliche ursprüngliche Aufzeichnungszeit für die jeweiligen Drängungs- und Auslöschabschnitte. Für den Fall c=5 ist der Drängungsabschnitt 1,5 Millisekunden lang, und der Löschabschnitt ist 6 Millisekunden lang, was jeweils 7,5 Millisekunden der aufgezeichneten und reproduzierten Information und 30 Millisekunden der ausgelöschten Information ausmacht. Dieser letztere Wert wird durch die Größe c T dargestellt, die ebenso in Figur 3(a)

IH3X

aufgetragen ist.

Für ein Sprachsignal, in welchem die niedrigste Frequenz von 333 Hz eine· Periode von 3 Millisekunden hat, enthält eine BündöLungs- oder Drängungslänge von 1,5 Millisekunden bei c = 5, was 7,5 Millisekunden der Aufzeichnungszeit entspricht, 2,5 Zyklen des 333 Hz-Signals. Für irgendwelche höherliegenden Frequenzkomponenten in dem Sprachsignal sind dann mehr Zyklen in dem 1,5 Millisekunden-Drängungsabschnitt enthalten. Die

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Länge des Drängungsabschnittes sollte die Periode der niedrigsten Frequenz überschreiten (d.h. sollte wenigstens einen vollen Zyklus enthalten) sonst läßt sich keine zufriedenstellende Pressung erzielen. Wie in Figur 3(a) unten auf der Zeitachse bei 3 Millisekunden angezeigt ist, führt das 333 Hz-Signal, wenn es entsprechend Probeentnahmeperioden gepreßt wird, die sich 3 Millisekunden nähern, wobei die Proben entwprechend wieder angeordnet werden, zu einer gepreßten Ausgangsgröße geringer Qualität, da die Probeentnahme eine unterbrechende Unregelmäßigkeit für nahezu jeden Zyklus des verarbeitenden 333 Hz-Signals bewirkt. Probeentnahmeperioden kleiner als 3 Millisekunden ermöglichen nicht die Vervollständigung irgendeines Zykluses, so daß die resultierende wieder erstellte Ausgangsgröße nicht nur die erwähnten Unterbrechungen enthalten würde, sondern auch beginnen würde, eine grundlegende Änderung in seiner Frequenzeigenschaft in Form von Wellenformpressung durch Abschneiden aufweisen würde und falsche Frequenzen erzeugt werden würden. Da dieser Zustand eine reale Bedingung für eine Sprachwelle aufgrund der Komplexheit der Wellenformen darstellt, so ist es doch vorhanden,und Probeentnahmenperioden kleiner als die Periode der niedrigsten Frequenzwelle in dem Sprachsignal führen nicht zur geeigneten Pressung.

Probeentnahmeperioden größer als die Periode der niedrigsten Frequenzwelle führen zu einer Pressung, und es besteht in der Zone, in der die Probeentnahmeperiode nur geringfügig größer als die Periode der niedrigsten Frequenzwelle ist, ein Unterbrechungsintervall, wie dies auf der Zeitachse zwischen 3 Millisekunden und 6 Millisekunden in Figur 3(a) angezeigt ist. Das Ergebnis, welches man innerhalb dieser Unterbrechungsperiode erhält, besteht aus einer verzerrten ausgedehnten Welle, wobei der Trennungseffekt zwischen den Proben sehr schwerwiegend wird, wenn der Einzelzykluspunkt erreicht wird, und dieser Effekt vermindert sich, wenn die Anzahl der Zyklen in der Probe zunimmt. Für die Praxis sind zwei und ein halber Zyklus pro Probe als wünschenswerte Grenze in Figur 3(a) ange-

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geben, jedoch gilt allgemein, daß, je größer die Anzahl der "'Zyklen in einer Probe ist, desto geringer der Störfaktor ist. · ·

Um die extremen Verzerrungen, die durch Wellenlängen mit einer größeren Wellenlänge als die Probeentnahmeperiode erzeugt werden, zu vermeiden, sollten diese niedrigen Frequenzen ausgefiltert werden, bevor das Sprachsignal in die Verzögerungsleitung eintritt, da sonst diese getrennten und stark verzerrten Wellen durch die Leitung wandern und eine Intermodulation mit dem Nutzsignal auftritt und die Qualität des Systems stark herabsetzen kann»

Für niedrigere Werte des Pressverhältnisses als c = 5 und bei ΔT = 6 Millisekunden nimmt die Drängungslänge zu, mit

'dem Ergebnis, daß die tatsächliche Probeentnahmezeit auf über 7,5 Millisekunden anwächst und daher mehr als die minimale Zahl der Zyklen für die niedrigste Frequenzkomponente in dem Drängungsabschnitt vorhanden ist. Nach Belieben des Verwenders kann die Leitung über weniger als 6 Millisekunden angezeigter Verzögerung für ΔΤ betrieben werden, um die Größe des Löschabschnittes zu reduzieren.

Betrachtet man den Löschabschnitt der Probe als konstant 6 Millisekunden lang, und zwar bei dem Pressverhältnis beim Zurückspielen (playback), so beträgt der tatsächliche Informationsverlust gleich dem Pressverhältnis mal 6 Millisekunden, so daß bei c = 5 die tatsächlich ausgelöschte Information für jede Probe gleich 50 Millisekunden der Aufsseichnungszeit beträgt. Wie aus der Zeitachse der Pigur 2 hervorgeht, ist dies der Intervall von 7»5 Millisekunden bis 37»5 Millisekunden, und es muß die Beziehung- dieses Verlustes der Information mit der Verständlichkeit des reproduzierten Sprachsignals geprüft werden.

Allgemein stellt die menschliche Sprache einen äußerst komplexen Kode von der relativ begrenzten Anzahl von Klängen, die Phonems (phonemes) genannt werden, die im Zusammenhang mit

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verschiedenen Attributen des sprachlichen Kodes, wie den abgestimmten- nicht abgestimmten Komponenten, Tonhöhe (pitch), Formantfrequenzen und dem Kontinuum des Klangbildes, welches ■ durch die Klangenergie (und das Fehlen derselben) dargestellt wird, und die durch alle wesentlichen Übergänge zwischen den zeitweilig auftretenden Komponenten desselben, zusammengefaßt^ einen aKistischen Strom von unendlicher Vielfältigkeit und Vielseitigkeit darstellen. Die Fähigkeit des menschlichen Ohrs, diese akustische Nachricht zu empfangen,und das Ohr-Gehirnsystem zur Dekodierung dieser Nachricht ist in der Gesamtheit noch nicht erforscht, da es den Anschein hat, daß die umfassende Informationsfolge bei weitem die reine akustische Ansprechcharakteristik des Ohres als Empfänger überschreitet.

Glücklicherweise ist die Fähigkeit des Ohr-Gehirn-Systems, die Nachricht zusammenzufassen, die durch menschliche Sprachsignale übertragen werden, ausreichend gut, damit große Abschnitte des tatsächlichen akustischen Stromes verlorengehen können oder ausgelöscht werden können, und zwar ohne merklichen Verlust in der Wahrnehmung oder Erkennung und der Zusammenfassung des Nachrichteninformationsgehaltes des akustischen Signals. Da das Verständnis des Nachrichtengehaltes sehr viel schneller abnimmt als das Erkennen oder Erfassen individueller Worte, wenn die Nachricht dem Hörer mit erhöhter Geschwindigkeit angeboten wird, kann das Problem, welches mit der Auslöschung eines Abschnittes des Signalstromes verbunden ist, zugunsten der Auffassung oder des Verständnisses gelöst werden und kann bis zu dem Punkt gehen, bei dem die Verständlichkeit individueller Worte aufhört. Dieser letztere Punkt ist erreicht, wenn der Verlust oder die Änderung der Übergänge oder andere Übertragungsbefehle (cues), die die Verbindung zwischen einem Konsonantenlaut und einem Selbstlaut effektiv aus der Auslöschung eines großen Teiles oder des gesamten Übertragungsbefehls oder -befehle resultiert, so daß also der ersichtliche Informationsinhalt von benachbarten und verketteten Drängungsabschnitten geändert wird. Selbst bevor der Punkt des

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absoluten Verständlichkeitsverlustes erreicht ist, tritt bereits die Toleranzgrenze auf, die der Unannehmlichkeit bei dauerndem Hören entspricht, und zwar aufgrund der unnatürlichen Laute und aufgrund der Ermüdung, die bei der intensiven Konzentration eintritt, um die Information beim Vorhandensein übermäßiger zeitlicher Lücken oder Abkappungen zu erfassen.

Zum Zwecke der Sprachpressung kann der Verlust der Verständlichkeit den Löschabschnitten der Nachricht zugeordnet werden, die bedeutende Übertragungsbefehle oder Phonems enthält, welche Komponenten sich längenmäßig ändern, wobei die kürzeste bei cirka 10 Millisekunden bis 20 Millisekunden Länge liegt. Diese kurzen Übertragungsbefehle dominieren in der Sprache nicht, sondern sie treten mit ausreichender Regelmäßigkeit auf, so daß deren systematischer Verlust unerwünscht wird und damit eine wünschenswerte obere Grenze für die Löschperiode 30 Millisekunden und bevorzugt näher zu 15 Millisekunden betragen sollte. Für diese festgelegte Grenze für die Verständlichkeit der reproduzierten Silben und Worte kann die Geschwindigkeit,eine gegebene Nachricht darzustellen, für irgendeinen gegebenen Hörer bis zur Begriffs- oder Erfassungsgrenze erhöht werden und auf den Schwierigkeitsgrad des Gegenstandes erhöht werden, wobei der Begrenzung oder Einschränkung wenig Beachtung geschenkt zu werden braucht, die durch Verlust oder Verzerrung des Wortinhaltes oder das Erzeugen falscher Übertragungsbefehle der verketteten Nachrichtendrängungsabschnitte gesetzt wird.

Figur 3(a) zeigt das Aufzeichnungszeit-Löschverhältnis zu

dem Pressverhältnis als lineare Funktion c£ff , wobei der Bereich von 18 Millisekunden bis 30 Millisekunden den Unsicherheitslöschbereich angibt. So enthält der 6 Millisekunden-Löschabschnitt bei c = 5 den tatsächlichen Aufzeichnungszeitintervall vom Zeitpunkt t = 7,5 bis t = 37,5» der sich der oberen Grenze nähert, die für eine Löschung erlaubt ist, ohne eines übermäßig großen Verlustes der Verständlichkeit, wie dies erforderlich ist, um nicht wesentlich zum Verlust der

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Begreiflichkeit der empfangenen Nachricht beizutragen. Kleinere Werte von c ergeben eine tatsächliche kürzere Löschzeit und damit wird die Verständlichkeit insbesondere für solche Übertragungsbefehle verbessert, die am unteren Ende der Zeitskala gelegen sind, d.h. in der Nachbarschaft von 10 Millisekunden.

Während die Tabelle I und Figur 5(a) Parameter für ein typisches Sprachpress-System darstellen, und zwar mit einer endgültigen Signalverzögerung von 6 Millisekunden, und die Betriebsgrenzen innerhalb enger Grenzen definieren, sei hervorgehoben, daß die angesprochenen Prinzipien auch für eine Verwendung über einen weiten Betriebsbereich angepaßt werden können. So stellt die Änderung des tatsächlichen Frequenzbandes des Sprachsignales und die maximale Länge der Verzögerungsleitung wichtige Auslegungsfaktoren dar, welche die Auswahl des Drängungs-zu-Lösch-Verhältnisses und der Probeentnahmeperiode für einen gegebenen Bereich des Preesverhältnisses c beeinflussen. Andererseits hat der tatsächliche Frequenzbereich des Signals einen bedeutenden Einfluß auf die Auslegung der Verzögerungsleitung, die dem Frequenzspektrum, welches in dem Signal vorhanden ist, angepaßt sein muß, und zwar hinsichtlich quantitativer und qualitativer Faktoren wie der Sprachtonhöhe (voice pitch), dem Vorhandensein aller oder nur einiger der Formantfrequenzen für eine individuelle Sprache und hinsichtlich der Breite des Signalspektrums, über welches lineare Phasen-Frequenzeigenschaften erhalten werden müssen. Das endgültige verwendete System wird jedoch Wünsche des Konstrukteurs hinsichtlich der angesprochenen Faktoren innerhalb der hier definierten breiten Grenzen verkörpern.

Figur 3(b) ist eine Auftragung entsprechender Beziehungen für die Signaldehnung, wobei der anfängliche Spalt, der Ausgangsdrängungsabschnitt und die maximale Schwankung oder Änderung der Verzogerungsleitungslange bei einem Ausdehnungsverhältnis e für einen gegebenen Eingangsprobeentnahmeintervall T. gezeigt ist. Der Ausgangsspalt tritt beim Start jeder

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Probeentnahmeperiode auf, und danach tritt bei einem Abgleich der Probeentnahmeperiode der frequenzmäßige, zeitlich ausgedehnte Ausgangsdrangungsabschnitt auf. Die maximale erforderliche Verzögerung d T. ist ebenso als !Punktion des Ausdehnungsverhältnisses e gezeigt.

Ein Merkmal des Sprach-Press-Systems, welches in Verbindung mit Figur 1 beschrieben wurde, wurde nicht behandelt, und zwar die hörbare Ausgangsgröße des Wandlers 26, wenn die verarbeitende Einheit 25 mit veränderlicher Verzögerung von der maximalen auf die minimale Verzögerung am Ende der Probeentnahmeperiode geschaltet wird. Kurz vor dem Schaltvorgang wird die Verzögerungsleitung mit dem Sprachsignal belastet, welches ausgelöscht werden soll, und wenn die Leitung momentan auf eine Verzögerung von Null geschaltet wird, wird die gesamte , Information oder Informationen, wenn nicht beseitigt oder vorher ausgelöscht, in hoch gedrängter oder kondensierter Form im Ausgangssignal enthalten sein. Für die Praxis, bei Verwendung einer herkömmlichen Verzögerungsleitung unter Verwendung von R und L oder C-Komponenten wird ein Zeitintervall erforderlich, um die Leitung von der maximalen auf die minimale Verzögerung zu schalten, und man hat festgestellt., daß selbst, wenn die Leitung keine Signalinformation enthält, dieser Schaltvorgang einer Leitung eine merkliche minimale Zeitlconstante aufweist, die di-eser zugeordnet ist, wodurch ein hörbarer Störübergang in dem Ausgangssignal erzeugt wird, wobei die ■ Folgefrequenz oder Wiederholfrequenz diese-s Überganges das Reziproke der Probeentnahmeperiode ist. Aufgrund der durch die Parameter des Systems vorgegebenen Grenzen oder Einschränkungen, wie dies an früherer Stelle beschrieben wurde, befindet sich die Schaltfrequenz und die Spektralkomponenten des Übergangs selbst immer innerhalb des Hörbereiches, und sie tritt daher als äußerst unerwünschte Intermodulationskomponente in der Audioausgangsgröße der Vorrichtung auf. Die vorliegende Erfindung schlägt eine Anzahl von Geräten für die unterdrückung des Übergangs vor und ebenso Nachrichtenspalt-Überbrückungsanordnungen, um die unerwünschten Geräuscheffekfce minimal zu

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BADORlGfNAi.

gestalten. Bei ausführlicheren Systemen wird durch Substitution der Pseudo- oder realen Nachrichtenkomponenten weiterhin der Übergang von einer Probe zur nächsten verbessert und kann in geeigneter Weise einen Abschnitt ausfüllen, der beim Pressvorgang gelöscht wird.

Gemäß Figur 4 wird ein Abschnitt der 333 Hz-Welle am Übergangspunkt, dargestellt in Figur 1(d), reproduziert, wobei der Zyklus 4 und der Zyklus 9 der ursprünglich aufgezeichneten 333 Hz-Welle als weiche, nicht unterbrochene Sinuswelle gezeigt sind. Die Verbindung zwischen dem Ende des Zykluses 4 und dem Anfang des Zykluses 9 am Punkt 41, obwohl diese als durchgehender oder gleichförmiger Abschnitt der sinuswelle gezeigt ist, ist in Wirklichkeit, wie bereits erwähnt wurde, meistens nie so bezogen bei der nicht-selektiven periodischen Probeentnahme unabhängiger komplexer Wellenformen, so daß anstelle eines weichen Übergangspunktes 41 eine Trennung zwischen dem Ende des einen Bundelungsabschnittes und dem Anfang des nächsten Bundelungsabschnittes bei aufeinanderfolgenden Proben erwartet werden muß. Diese Trennung kann zweifellos ohne Verlust der Verständlichkeit angepaßt werden, wenn der Übergang durch das Schalten der Leitung (entweder belastet oder unbelastet) nicht genau zu diesem Zeitpunkt behandelt werden muß. Da dieser Übergang für eine äußerst ärgerliche hörbare Ausgangsgröße des Systems verantwortlich ist, muß er beseitigt werden, und für diesen Zweck wird ein Tastsignal, wie in Figur 4(b) angezeigt ist, symmetrisch hinsichtlich des Übergangspunktes 41 angelegt, um das in Figur 4(c) erzeugte Ausgangssignal zu erzeugen. Indem man die Tastung ausreichend lang gestaltet, um den Übergang, der sich aus dem Schalten der Leitung ergibt, zu umfassen, wird das hörbare Geräusch, welches so erzeugt wurde, eliminiert. Die durch dieses Hilfsmittel erreichte Verbesserung, obwohl bedeutend, ist nicht ideal, da das Einführen des Tastsignals in den hörbaren Bereich selbst hörbar ist, und zwar als sich wiederholender Trennungsspal t, der zu einer Tntertnodulation mit dein Audiosignal führt. Diesen Effekt kann dadurch reduziert

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werden, indem man ein Ausgangsfilter verwendet, welches für die spezielle Folgefrequenz und Tastbreite ausgelegt ist, um den plötzlichen Übergang zu glätten, der in Figur 4-(c) gezeigt ist, wobei das Ansprechen dieser Ausgangsgröße in Figur 4-(d) angezeigt ist.

Es ist noch eine weitere Verbesserung unter Verwendung eines Tastsignals in Form eines Verstärkungsregelungssignals möglich und ebenso durch Zuspitzen der "Aus" und vielleicht der "Ein"-Übergänge des Gatters, so daß ein allmählicher Übergang der Audioausgangsgröße von "aus" nach "ein" erreicht wird und daraus ein relativ weicher oder glatter Übergang resultiert, wie in Figur 4-(f) angezeigt ist. Ziel ist es, den Spalteffekt minimal zu gestalten, der in sich selbst eine Audiocharakteristik aufweist und wie ein Übertragungsbefehl (cue) wirken kann. Durch Verjüngen oder Zuspitzen der Abfallflanke der Tastung wird dies stark unterstützt, während jedoch ein vorausgegriffener Start (oder relative Verzögerung des Sprachsignals) zu bevorzugen ist, und zwar für einen allmählichen Einsatz (gradual onset) für die Vorderflanke. Mit diesen relativ einfachen Maßnahmen läßt sich ein weicher Übergang zwischen benachbarten Drängungsabschnitten erzielen, die voneinander getrennt durch den Betrieb gemäß dem Press-Löschprozeß aneinandergereiht werden, und zwar in einem Ausmaß, daß das Gerät für viele Anwendungsfälle zufriedenstellend ist.

Unter Hinweis auf Figur 5 sollen die aufwendigeren Anordnungen für die Überbrückung des Spaltes zwischen den Proben beschrieben werden. Figur 5(a) zeigt einen Trennungsübergang, welcher der zu erwartenden Norm entspricht, und dieser stellt eine scharfe Unregelmäßigkeit in dem Nachrichtensignal dar, und diesem Übergang ist der Geräuschübergang überlagert, der vom Schalten der Leitung entsteht, wie an früherer Stelle beschrieben wurde. Durch Einführen eines Tastsignales gemäß Figur 5(b) mit ausreichender Breite, um also den Leitungsschaltübergang zu überdecken oder zu umfassen, und durch Anordnung des Tastsignals derart, daß es mit einem Nullwert koinzidiert.und in der

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gleichen Änderungsrichtung für die benachbarten Signale verläuft, die verarbeitet werden, läßt sich ein Nullwert-Tastübergang erreichen, wie in Figur 5(c) gezeigt ist. Dieser Übergang, der frei von Leitungs-Schaltgeräusch ist und im wesentlichen einen bestehenden Nullamplituden-Signalwert während des Intervalls des Tastsignals fortsetzt, führt zu einer geringen oder gar keinen Störung für den Durchschnittshörer, wie festgestellt wurde.

Aufgrund der Natur des menschlichen Hörvorganges, insbesondere aufgrund der Fähigkeit des Ohres, die Nachricht zusammenzusetzen, auf die es sich konzentriert, und zwar selbst beim Vorhandensein von Geräusch, kann es in bestimmten Fällen oder bei bestimmten Umständen vorteilhaft sein, eine Pseudo- oder reelle Nachrichtenkomponente in den Nullwertintervall einzuführen, wie in Figur 5(c) gezeigt ist. Für dieöen Zweck kann ein geeignet ausgewähltes Geräusch oder Signalkomponenten mit nahezu der gleichen Amplitude und Frequenz dort eingeführt oder eingeschoben werden, wo sich sonst ein Spaltintervall in dem Nachrichtenstrom befindet, und diese Anordnung flach der Erfindung ist in Figur 5(d) veranschaulicht. Dort, wo der Spalt mit Geräuschkomponenten gefüllt werden soll, kann eine geeignete Quelle und symmetrisches Schalten vorgesehen werden, um das Geräusch aus der Quelle in den Signalkanal einzuführen, und zwar unmittelbar während des Tastintervalls.

Figur 6 stellt eine bevorzugte Form der Spaltausfüllung dar, wobei zwei durch ein Signal gesteuerte Verzögerungsleitungen verwendet werden. Das Sprachsignal wird beiden Verzögerungsleitungen entsprechend dem mit A bezeichneten Kanal und dem mit B bezeichneten Kanal jeweils in den Figuren 6(a) und 6(b) zugeführt, und diese zwei Leitungen werden signalmäßig gesteuert, um symmetrische komplementäre Verstärkungseigenschaften und sich überlappende veränderliche Verzögerungseigenschaften zu erreichen, wie in den Figuren 6(c) und 6(d) gezeigt ist. Hier sind die die Verzögerung steuernden Signale, wie in Figur 6(d) gezeigt, in der Phase so angeordnet, daß sie

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wenigstens einen Betrag überlappen, der dem Übergangsabschnitt der Verstärkungssteuerungseigenschaften gemäß Figur 6(c) entspricht. Die Ausgangsgrößen beider Verzögerungskanäle A und B werden verbunden, um die kombinierte Ausgangsgröße zu erzeugen, die in Figur 6(e) gezeigt ist.

Allgemein beträgt die Länge der Verzögerungsleitungen, die für die Kanäle A und B in Figur 6 verwendet werden, eine volle Verzögerungsleitungslänge und eine relativ kürzere 'Verzögerungsleitungslänge, um das Signal zu speichern, welches für Spaltausfüllzwecke verwendet wird. Durch diese Anordnung werden die Kosten für das Gerät reduziert, welche durch die vielen Verzogerungsleitungsabsehnitte bedingt werden, die erforderlich sind,- um die erforderliche maximale Verzögerungslänge für die Anforderungen des Systems zu erhalten. Andererseits können für Systeme, wo die Kostenfrage nicht primär ist, zwei gleiche veränderliche Verzögerungsleitungen mit voller Länge eingesetzt werden, und deren Steuersignale können abwechselnd zugeführt werden, so daß dar eine Signalkanal zuerst verwendet wird und dann die andere Verzögerungsleitung, wodurch eine volle Signalperiode zur Verfügung steht, um die inaktive Verzögerungsleitung zurück auf minimale Verzögerung zu schalten, und zwar vor ihrer Verwendung für eine erneute Signalübertragung. Für derartige symmetrische Verzögerungsleitungen kann es noch vorteilhaft sein, eine Überlappung während des Übergangs vorzusehen, wie dies in Figur 6(d) angezeigt ist₄ wobei geeignete Verstärkungsregelungssignale zugeführt werden, wie ' in Figur 6(c) gezeigt ist.

Es soll nun auf Figur 7 eingegangen werden und ein grundlegendes Sprach-Press-Ausdehnsystem nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Dieses System enthält eine Playback-Vorrichtung 51 mit veränderlicher Geschwindigkeit, die aus einem Bandtransport mit einem von Hand wählbaren Geschwin-· digkeitssteuereingang 52 besteht. Das durch den Transport des Bandes an einem magnetischen Wandler vorbei abgeleitete Signal wird einem AVR-Verstärker 53 zugeführt, der das Signal durch

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ein Bandpassfilter leitet, welches eine einstellbare neidrige und hohe Grenzfrequenz aufweist. Die Wahl der Grenzfrequenzen für das Filter kann durch die Handsteuerung 52 in Verbindung mit der Wahl der Playback-Geschwindigkeit für die Playback-Vorrichtung 51 vorgenommen werden. Die Handsteuerung 52 schickt ebenso ein Amplitudensteuersignal zu einer Sprachtonhöhe-Feineinstellsteuerung 54» die dann ein Signal zur Steuerung der Endamplitude der linear zunehmenden Wellenform auf die Leitung 55 schickt, die die veränderliche Verzögerungsleitung steuert, wie noch hervorgehen wird.

Nachdem das Signal den Verstärker und das Filter 53 passiert hat, gelangt es in eine veränderliche Verzögerungsleitung 56, die signalmäßig zwischen der minimalen und einer maximalen Verzögerungsgrenze gesteuert werden kann. Dieses auf die Leitung 57 gelangende Steuersignal wird von einem Sägezahnwert Amplitudenladeeinrichtung 58 abgeleitet, die als Eingangsgröße entweder eine dreieckige Press-Wellenform auf der Leitung 59 oder die inverse Ausdehnungsgröße der Wellenform 59 empfängt, die auf der Leitung 61 erscheint, nachdem sie durch einen Inverter 62 gelangt ist. Die eine oder die andere der Leitungen 59 und 61 wird mit einer Sägezahnwellenform erregt, was von der Einstellung eines Schalters 63 abhängig ist, der die grundlegende Sägezahnwellenform von einem Sägezahnimpulsgenerator 64 zuführt. Die Wiederholperiode der Sägezahnwellenform ist mittels einer Handsteuerung 65 auswählbar. Ein mit dem Eückstellen des linearen Abschnitts der Sägezahnwellenform koinzidierender Impuls erscheint auf der Leitung 66 und wird einem Austastimpulsgenerator 67 zugeführt, um eine Austastimpuls-Ausgangsgröße zu erzeugen, deren Breite durch die Handeinstellung 68 gesteuert werden kann und die mit dem Eingangsimpuls auf der Leitung 66 synchronisiert ist.

Die Ausgangsgröße der veränderlichen Verzögerungsleitung wird einer Austastschaltung und einem Verstärker 71 zugeführt, welcher das Signal überträgt oder blockiert, was von dem Austastimpuls (B) abhängig ist, der auf der Leitung 72 vom

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Generator 67 zugeführt wird, und wenn der Austastimpuls nicht vorhanden ist (B), wird das Verzögerungssignal einem Sprachbandpassfilter 73 zugeführt, dessen Ausgangsgröße einem Audiogeber 74- zugeführt wird.

Zusätzlich zu der Amplitudeηauslenkung, die durch das lineare Sägezahnspannungssignal aus dem Generator 64 aufgebaut wird, der durch den Handregler 52 gesteuert wird, läßt sich der absolute Wert der zugeführten Spannung durch die Werteinstellvorrichtung 60 steuern. Die veränderliche Verzögerungsleitung kann von irgendeinem bekannten Typ sein und kann insbesondere aus 360 RC~Filterstufen bestehen, wobei der Shunt-Widerstand durch einen FET (Feldeffekttransistor) oder eine andere Halbleitervorrichtung vorgesehen werden kann, die den Widerstand in Abhängigkeit von einer Steuerspannung oder Strom verändert. Derartige Verzögerungsleitungen führen allgemein zu besten Ergebnissen hinsichtlich der Verzerrung des durch sie hindurchlaufenden Signals, wenn die Phasenverzögerung pro Stufe gut unterhalb dem maximal möglichen Wert von 90 gehalten wird. Demzufolge kann die Leitung so ausgelegt sein, daß sie bei 45° bis 60° maximaler Phasenverzögerung pro Stufe arbeitet, und die Anzahl der Stufen wird dann als größer als die Größe: N>(6 oder 8) ^c(^f _max) ^^T _max· In der zuvor aufgeführten Ungleichung stellen die Ziffern 6 und 8 die Nummer der Stufen pro elektrischen Zyklus der höchsten Frequenz, die hindurchgelassen werden soll, dar, entsprechend einer Phasenverzögerung von jeweils 60° oder 45° als Maximum der Phasenverschiebung pro Stufe, die verwendet werden soll; die Größe c ist das Pressverhältnis; die Größe f ist die höchste Frequenz, die durch die Leitung hindurchgelangen soll; undΔΤ~ ist die

max

gewünschte maximale Signalverzögerung, die durch den maximal¹ möglichen Löschintervall vorgegeben wird, wie an früherer Stelle erläutert wurde. Es sind viele andere Ausführungsformen von Verzögerungsleitungen bekannt, die durch ein Signal gesteuert werden können, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeine spezielle Form einer Verzögerungsleitung beschränkt.

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Unter Hinweis auf die Figuren 8(a) und 8(b) soll nun die Betriebsweise des Gystems gemäß Figur 7 beschrieben werden. Die Probeentnohmeperiode-Wellenform 81 weist einen einstellbaren Satz an Perioden auf, was durch die Steuereinheit 65 erreicht werden kann, um eine asymmetrische Sägezahnwellenform 82 zu erzeugen, die eine relativ lange negativ verlaufende lineare Spannung zur Folge hat, auf die eine kürzere positiv verluafende lineare Spannung folgt. Diese Wellenform auf der Leitung 59 wird direkt für die Sprachpressung verwendet, und die invertierte Größe derselben, nach einer Invertierung in dem Inverter 62, die auf der Leitung 61 erscheint, wird zur Dehnung verwendet. Die Dehnungswellenform ist mit gestrichelten Linien bei 85 in Figur 8(a) angezeigt. Bei einer veränderlichen Verzögerungsleitung 56, bei der die Verzögerung mit zunehmend negativ werdender Steuerspannung zunimmt, weisen die Wellenformen 82 und 85 die richtige Richtung auf, um den Verzögerungsinter all zu steuern, und die Größe der Verzögerung wird durch eine Amplitudensteuereinheit 52 relativ zum Spannungswert, eingestellt durch die Wert-Einstellvorrichtung 60, bestimmt. Auf diese Weise wird der Arbeitspunkt in der Auslenkung der Wellenform 82 für ein gegebenes Pressverhältnis in Verbindung mit der Probeentnahmeperiode ausgewählt, die eine bestimmte Kombination für ein gegebenes Pressverhältnis darstellt, unter der Annahme, daß die maximale Verzögerung T

πι 9 x

in der Leitung 56 einen festen Wert hat, der durch Auswahl der Leitungslänge entsprechend dem Wert d.T . erhalten wird und in Figur 5(a) und Tabelle I für das gewünschte Pressverhältnis angegeben ist. Wenn die maximale Verzögerung, die das Signal erfährt, nicht konstant gehalten wird, ändert sich die Löschperiode entsprechend, wie dies aus der Beschreibung von Figur 1 hervorgeht, und entsprechende Einstellungen in der Amplitude der Welle werden erforderlich, um die Steigung d zu erreichen, die für ein Pressverhältnis c erforderlich ist. Ähnliche Betrachtungen treffen für die Steigung der Kurve iii zu, die auf ihren entsprechenden Wert d eingestellt werdrii muß, und zwar für oin Ausdehnungsverhältnis e.

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Die Betriebsweise des Austastimpulsgenerators 67 ist ■•derart, daß ein Impuls 84 entsprechend Figur 8(b) mit bestimmter Breite in Abhängigkeit von dem Startimpuls des Probeentnahmeperiodensignals 81 erzeugt wird, welches von der Leitung 66 empfangen wird. Dieser Impuls kann im Sinne einer Verstärkungsregelung der Schaltung 71 zugeführt werden, wobei eine abgewandelte Abfallflanke vorgesehen ist, wie dies bereits beschrieben wurde, um das,. Übergangssignal zu reduzieren und um einen allmählichen Einsatz (gradual onset) der Sprachlautsignale vorzusehen, die au dem Wandler 74 geleitet werden. Die Breite B des Austastimpulses wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 68 ausgewählt und wird normalerweise ausreichend breit oder· von ausreichender Dauer gemacht, um dem kurzen steilen linearen Abschnitt der Sagezahnwellenform die Möglichkeit zu bieten, die Verzögerungsleitung 56 auf ihren NuIl-Zustand oder minimalen Veraögerungszustand zurückzuführen und um die darin enthaltene Signalenergie (oder den durch das Schalten der Leitung selbst hervorgerufenen Übergang) vor der Inbetriebnahme des Signalkanals zu vernichten«, v^elcher Kanal den Wandler 74 mit den nachfolgenden Sprachsignalsegmenten erregt.

Die Austastperiode B unä die Bereitsahsftsperiode B für den Ausdehnungsbetrieb sind iß Figur 8(c) gezeigt» Die ausgedehnten Drängungsabschnitte mit einem anfänglichen Ausgangsspalt sind in Figur 8(d) gezeigt»

Das System gemäß Figur 7 kann ebenso dasu verwendet werden, um Geräusch oder Pseudosignalspalt-füllende Signale zu substituieren, entsprechend.'dem System gemäß Figur 5° Zu diesem Zweck ist eine Quelle 75 für derartige Signale vorgesehen, und sie speist das Eingangssignal einem Filter 73 während des Austastintervalls ein. Mit Hilfe eines Schalteis 76 kann dieser LpBlti'üllvorgang während des Austastintervalls optimal gestaltet worden. Das üpalbfüllsignal 75 kann ebenso vom NachrichbensignaJ ausgang des Ve'i'sbarkers 53 abgeleibeb werden.

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BAD ORIGINAL

7238136

Figur 9 zeigt nun eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere dazu geeignet ist, die verschiedenen Spaltfüllverfahren für Sprachpress-Systeme, die an früherer Stelle beschrieben wurden, zu verwirklichen. Abschnitte von Figur 9, die im wesentlichen die gleichen sind wie diejenigen von Figur 7> sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen, und es sollen daher· nur die Zusätze und zusätzlichen Änderungen näher beschrieben werden. Zusätzlich zur Veränderlichen Verzögerungsleitung 56 empfängt eine zweite veränderliche Verzögerungsleitung 91 eine Signalwelle aus dem Verstärker 53· Die Ausgangsgrößen aus den Verzögerungsleitungen 56 und 91 werden jeweils komplementären Austastschaltungen 92 und 93 zugeführt. Die durch diese Austastschaltungen 92 und 93 hindurchgelangten Signale werden in dem Element 73 verstärkt und gefiltert und werden zu dem akustischen Geber 74 geleitet, wie zuvor beschrieben wurde.

Ein Impulsgenerator 94 erzeugt einen Impulszug gemäß Figur 10(a) mit einer auswählbaren Impulsfolge frequenz, die dui'ch Einstellung der Handsteuervorrichtung 65 bestimmt werden kann, wodurch die grundlegende Probeentnahmeperiode vorgegeben wird. Der Ausgangsimpuls aus dem Generator 94 wird in der Verzögerungseinheit 95 verzögert und wird einem ersten Sägezahngenerator 96 zugeführt und wird in unverzögerter Form einem zweiten Sägezahngenerator 97 zugeführt. Die Sägezahngeneratoren 96 und 97 werden einer Wellenform-Wertsteuerung durch das Handeinstellelement 60 und einer linearen Sägezahnamplitudensteuerung durch das Handeinstellelement 52 unterworfen. Wie an früherer Stelle festgestellt wurde, kann die Fein-Tonhöheneinstellung 54 vorgesehen werden, um die Sägezahnsteigung als eine Sprach-Tonhöheneinstellung leicht abzuändern, indem effektiv die Frequenzumsetzung über einen kleinen Bereich geändert wird. Zusätzlich ist die Breite des Austastintervall Is jedes Generators mit Hilfe der Steuereinrichtung 68 und 7 ^] jeweils einstellbar. Die Ausgangsgröße der Säge/.ahupjenepatoL'eti 96 und 97 werden ,jeweils den .Verzögerungsleitungen ^c:b und )1

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zugeführt, um die zeitliche Verzögerung der Signale zu steuern, die durch die ,jeweiligen Leitungen in Einklang mit den zugeführten Steuersignalen hindurchgelangen. Mit Hilfe von c- oder e-AuGwählsteuervorrichtungen kann die Richtung der Steigung der Lägezahnwellenformen für eine Pressung oder eine Ausdehnung ausgewählt werden.

Die fyert- und Amplitudensteuereinrichtungen zum Einstellen der jeweiligen Sägezahngenerator^ 96 und 97 sind in bevorzugter Weise relativ einstellbar, um die Auswahl der Beziehung zwischen zwei Sägezahnwellenformeri zu ermöglichen. Indem man die Verzögerung und Phaseneinstellung der Einheit 95 einstellbar gestaltet, läßt sich jede gewünschte Verzögerungsleitungs-Überlappung erreichen. Es ist ebenso möglich, die Komponenten neu zu ordnen, um an den Eingängen der zwei Verzögerungsleitungen 56 und 91 eine komplementäre Tastung (complementary gating) vorzusehen, wobei die Ausgangsgrößen so geschaltet werden, daß sie in einem gemeinsamen Kanal zum Verstärker 75 verbunden oder kombiniert werden. Hierdurch wird abwechselnd der Abschnitt des Sprachsignals gelöscht, der von jeder Leitiang nicht genutzt wird, bevor dieser in die Leitung gelangt, wodurch die Notwendigkeit, diese Abschnitte auszulöschen, eliminiert wird^ wenn die Leitungen zwischen aktiven Perioden geschaltet werden.

Unter Hinweis auf Figur 10 soll nun die Betriebsweise des jprach-Press-Systems gemäß Figur '■) beschrieben werden. Der Impulsgenerator 94 erzeugt die Zeitsteuer-Wellenform von Figur 10(a). Dieser Impuls triggert den Übergang der Wellenform 02 in dem ßägezahnimpulsgenerator 97, welcher den Austastimpuls erzeugt, der in Figur 10(c) gezeigt ist, wobei die bestimmte Breite von B und E durch die Austastimpuls-Breitensteuerung 68 bestimmt wird. Nach der in Figur 10(b) gezeigten Verzögerung triggert der Impuls aus dem Genex^ator 94 den Sägezahngenerator 96, um die in Figur 10(b) gezeigte Wellenform G1 zu"erzeugen. Bei dieser Anordnung wird die Steuerwelle C1 für die Verzögerungsleitung 56 zeitmä^ig durch die Wellenform 02

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überlappt, die eine gleichsinnige Steigung aufweist und den steilen Rückkehrast der Sägezahnwelle C1 überbrückt. Bei den asymmetrischen Zeitintervallen, die in Figur 10 gezeigt sind, lassen sich die Anordnungen für einen Spaltfüllbetrieb gemäß Figuren 5 und 6 durchführen. Indem man die Wellenformen C1 und C2 so gestaltet, daß sie symmetrische Anstiegs- und Abfallabschnitte aufweisen, wird die Anordnung für eine abwechselnde Schaltung der Leitungen 56 und 91 geeignet, um abwechselnd gepreßte (oder ausgedehnte) Drängungsabschüitte der Sprachprobe vorzusehen. Die Wahl der relativen Längen der Probe durch die Leitung 56 und 91 wird allgemein durch Herstellungskosten für die Verzögerungsleitung diktiert. Für eine Hauptverzögerungsleitung 56 mit ausreichender Länge für das gewünschte Pressverhältnis kann eine relativ kürzere Leitung 91 lediglich für Spalt-Füllzwecke verwendet werden, was allgemein wirtschaftlicher ist. Andererseits ergeben zwei Leitungen mit voller Länge, die abwechselnd aktiv werden, um die Sprachproben-Drängungsabschnitte hindurchzulassen, wobei auch eine angemessene Zeit für die nichtaktive Leitung zur Verfügung steht, damit diese auf ihren minimalen Verzögerungszustand zurückkehren kann, zu weichen oder glatten Übergängen, zu irgendeiner gewünschten Überlappung und zu einem maximalen Zeitintervall für die Entladung der Leitung auf den minimalen Verzögerungszustand, und zwar vor dem Verarbeiten der nächsten Sprachprobe. Die Wirkungsweise des Systems gemäß Figur 9 in der Spaltfüllenden Betriebsphase ist in Figur 10(d) angezeigt und entspricht allgemein derjenigen, die unter Hinweis auf Figur 5 beschrieben wurde.

Der Betrieb des Systems gemäß Figur 9 für eine Sprachausdehnung, d.h. Erhöhung der Zeitdauer für eine gegebene sprachliche Äußerung und Erhöhung der Frequenzkomponenten von einem Geber oder V/iedergabeeinrichtung, die mit einer langsameren Geschwindigkeit als der Aufzeichnungsgeschwindigkeit läuft, ist in Figur 11 gezeigt. Hier weisen die Sägezahngeneratoren und 97 invertierte Ausgangsgrößen auf, um die ausgedehnten Wellenformen E1 und E2 zu erzeugen, die jeweils in den

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Figuren 11(a) und 11(c) gezeigt sind, wobei die Austastwellen-■form symmetrisch gestaltet wurde, derart, daß die Verzögerungsleitungen 56 und 91 abwechselnd für nahezu gleiche Perioden verwendet werden. Durch die Natur der Sprachausdehnung, tritt immer ein Spalt im Ausgangssignal auf, da die Leitungen so gesteuert werden, daß beim Start einer Probe.die Verzögerung von einem Maximum auf ein Minimum oder auf eine Verzögerung von Null am Ende der Probe gebracht wird. Wenn somit die Leitung auf die maximale Verzögerung geschaltet wird, entsteht unvermeidlich ein Zeitspalt, bevor das verzögerte Signal aus dem Ausgangsende der Leitung herausgelangt.' Wendet man die Steuerungsfolge gemäß Figur 11 an, so überlappen sich die Sprachproben, die in den Leitungen 56 und 91 verarbeitet wurden, so daß der Spalt ausgefüllt wird, wie in Figur 11(d) angezeigt ist, und zwar durch die mit durchgehender Linie und mit getrichelter Linie dargestellten Signaldrangungsabschnitte E^ und Ep- Das Vorhandensein einer geringen Überlappung in dem reproduzierten Signal beeinträchtigt die Verständlichkeit nicht sonderlich, da diese allgemein· nicht wahrnehmbar ist und im schlechtesten Fall zu einem leichten Echoeffekt führen kann desjenigen Typs, der häufig bei einer telefonischen Unterredung auftritt. Die zeitmäßig ausgedehnte Sprachwellenform, die bei Verwendung der Betriebsweise entsprechend angezeigt in Figur 11 erhalten wird, ist vorteilhaft für die Erkennung und das Verständnis schwieriger Passagen und für eine Analyse und ein Studium fremder Sprachen und ähnlichem.

Das in Figur 12 gezeigte System stellt eine Vereinfachung des Systems geaäß Figur 9 dar, wobei eine feste Verzögerungsleitung 101 anstelle der zweiten veränderlichen Verzögerungsleitung 91 von Figur 9 verwendet wird. Die Steuerung der Austastschaltungen 92', 93' ist dahingehend vereinfacht, daß die veränderliche Austastbreite B,.abgeleitet vom Impulsgenerator 9^» in den Ausgangssignalen entsprechend Spalte erzeugt, die durch Hindurchführen durch die veränderliche Verzögerungsleitung 56 verzögert wurden. Die feste Verzögerung der Leitung 101 ist so ausgewählt, daß ein Abschnitt des Signale,

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welches aus der Verzögerungsleitung 56 herausgelangt, um einen Betrag weiter verzögert wird, der ausreichend ist, den durch den Austastimpuls B hervorgerufenen Spalt auszufüllen, wodurch im wesentlichen ein Abschnitt jedes Nachrichtendrängungsabschnittes wiederholt wird, währen die veränderliche Verzögerungsleitung 56 zurückgeschaltet wird, nd zwar auf ihren minimalen Verzögerungszustand. Diese Folge ist nicht "nachteilig, wie bereits erwähnt, und führt lediglich zu einem leichten Echoeffekt, der viel weniger anstößig ist als das Vorhandensein des Spaltes in dem Nachrichtensignal. Diese Betriebsfolge ist in Figur 13 gezeigt, wobei der veränderliche Drängungsabschnitt C sich mit dem festen Drängungsabschnitt C-™ beim Vorsehen der Ausgangsgröße abwechselt.

Die Ausdehn-Betriebsweise der Schaltung gemäß Figur 12 ist in Figur 14 gezeigt, wobei die Sägezahnsignale für die Ausdehnungswellenform invertiert werden, die die Verzögerungsleitung 56 steuert, um diese von einer maximalen Verzögerung zu einer minimalen Verzögerung über den linearen Sägezahnabschnitt E, geneigt in Figur 14(a), zu verändern. Die Austastwellenform B wird so ausgewählt, daß ein Abschnitt des Sxgnaldrangungsabschnittes eine geeignete Verzögerung erfährt, um den Spalt zwischen den Drängungsabschnitten in der Ausgangsgröße, wie in Figur 14(c) gezeigt ist, auszufüllen. Demnach ist die Ausgangsgröße aus Drängungsabschnitten E„ und E , die sich zum Vorsehen eines durchgehenden gleichförmigen Signals abwechseln, zusammengesetzt.

Das System gemäß Figur 12 kann dadurch weiter vereinfacht werden, indem man die Verzögerungsleitung 101 entfernt und das Gatter 93' in einen solchen Zustand bringt, daß in den Spaltintervall irgendein Pseudo- oder Geräuschsignal aus einer geeigneten Quelle eingeführt wird, welches den Frequenzinhalt des tatsächlichen Sprachsignale simuliert. Obwohl diese Version weniger wünschenswert ist als die Verwendung des tatsächlichen Sprachsignals zur Ausfüllung des Spaltes, ist

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sie dennoch besser als das Sprachsignal zu reproduzieren, bei vorhandenen Nachrichtenspalten, da der Höreffekt der Spalte sich unangenehm beim Erfassen des Nachrichteninhaltes bemerkbar macht, insbesondere bei hohen Pressverhältnissen. Diese Ausführungsform führt zu einer Betriebsweise ähnlich derjenigen mit optimaler Geräuschspaltfüllung, wie dies in Verbindung mit

Figur 7 beschrieben wurde- :

■ _ ■ ' . J

Figur 15 zeigt eine abgewandelte Aus führung sfojrm der Erfindung für eine binaurale Verarbeitung. Das Sprachsignal aus dem Bandpässfilter 53 wird symmetrischen veränderlichen Verzögerungsleitungen VDL1 und VDL2 zugeführt, die durch den Signalgenerator 132 gesteuert werden* Die Ausgangsgröße von VDL1 gelangt als eine Eingangsgröße zu den Gattern 103 und 105· Die Ausgangsgröße von VDL2 gelangt als Eingangsgröße zu den Gattern 134 und 136. Die Verzögerungsleitung VDL1 wird entsprechend einer linearen Veränderung der Verzögerung in Einklang mit der Wellenform gemäß Figur 16(c) gesteuert. Die Verzögerungsleitung VDL2 wird entsprechend einer linearen Veränderung der Verzögerung in Einklang mit der Wellenform gemäß Figur 16(d) gesteuert. Jede dieser Wellenformen weist ihren schnellen Rüekkehrübergang am Mittelpunkt des linearen Verzögerungsabschnittes der anderen Wellenform auf.

Die Gatter 133 und 106 werden durch die Tastwellenformen B^, und B~ die in Figur 16(e) gezeigt sind, gesteuert. Das Gatter 133 ist während IC signaldurchlässig und ist während ■ B^ blockiert. Das Gatter 106 ist während B^ blockiert und ist während B_x, signaldurchlässig. Der Verstärker 137 verbindet die Ausgangsgrößen der Gatter 133 und 106 und schickt das kombinierte Signal zu einem Audiogeber 138.

Die Gatter 134 und 105 werden durch die Tastwellenformen B2 und Ep gesteuert, wie in Figur 16(f) gezeigt ist. Das Gatter 104 ist während Bp.für das Signal durchlässig und ist wahrend B_p blockiert. Das Gatter 105 ist während ΈΖ blockiert und ist far das Signal während Bp durchlässig. Der Verstär-

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ker 109 verbindet die Ausgangsgrößen der Gatter 104 und 105 und schickt das kombinierte Signal zu einem Audiogeber 110.

Das Cystein gemäß Figur 15 arbeitet so, daß es das gesamte ursprüngliche Signal (für ein Pressverhältnis gleich zwei) reproduziert, da jede Verzögerungsleitung den Abschnitt verarbeitet, der für die andere Leitung den Auslöschabschnitt darstellt, wie dies aus den Figuren i6(a) und 16(b) ersichtlich wird. Für Pressverhältnisse größer als zwei tritt eine Nach^- richtenlöschung auf, und für Pressverhältnisse kleiner als zwei nimmt die Überlappung oder Nachrichtenverdoppelung in der Ausgangsgröße zu. Durch binaurales Hören wird die Verständlichkeit erhöht, da die Gesamtlöschung eliminiert wird (oder allgemein für höhere Pressverhältnisse reduziert wird), und die Überlappung oder Wiederholung von Nachrichtenabschnitten ist für die Worterfassung durch den Hörer nicht nachteilig.

Ein binaurales System ohne Hilfs-Spaltfüllung (wie eben beschrieben) läßt sich verwirklichen, indem man die Gatter und 106 in Figur 15 entfernt. Die Leitungen VDL^ und VDL~ schicken dann das verarbeitete Signal abwechselnd zu dem jeweiligen Ausgangswand.ler 108 und 110 zum Vorsehen einer binauralen Ausgangsgröße.

Figur 17 zeigt den Gegenstand, der Erfindung unter Verwendung einer Form einer Verzögerungsleitung, die in der Lage ist, Sprachsignale in einer Weise zu verarbeiten, bei der die Probleme hinsichtlich einer LÖsch-Speicherinformation in der Leitung stark vermindert werden. Das in Figur 1? veranschaulichte System besteht auf einem analogen Schieberegister mit einer Vielzahl von Stufen ASR^, ASHp, ASE_n, welches einen Sprachsignaleingang aufweist, und zwar die Leitung 111, und eine gepreßte oder ausgedehnte Sprachsignal-Ausgangsgröße auf der Leitung 112. Sich abwechselnde Stufen der Verzögerungsleitung werden durch Zveiphasen-Taktsignale taktgesteuert, und diese Signale werden auf den Leitungen 11? und 114 zugeführt und Werden von einem Cchiebefrequenzgenerator II5 abgeleitet. Die

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Frequenzsehwankung oder "—veränderung des Generators 115 ist 'derart gewählt,, daß das Inverse der Taktfrequenz,, nämlich die Impuls-zu-'Impuls-Periode als lineare Funktion der Zeit schwankt, wobei sich die Frequenz von einer hohen Frequenz nach einer niedrigen Frequenz für eine Pressung ändert und von einer niedrigen Frequenz nach einer, hohen Frequenz für eine Dehnung oder einen Dehnungsbetrieb ändert.

Das In Figur 17 gezeigte analoge Schieberegister Ist vom allgemeinen Typ und Ist beispielsweise in dem Artikel von FvI/.J* Sangster beschrieben,, der in der Zeitschrift 1973 "IEEE International Solid States Circuits Conference Proceedings", Seiten 74 bis 75 tind 185 veröffentlicht wurde. Derartige Schieberegister nehmen von einem analogen Signal eine Probe und schicken den Probewert durch die Leitung» und zwar" mit der Taktgeschwindigkeit durch einen Lade-- oder Ladefehlbetragspeicherbetrieb, wodurch die. Signalprobe am Ausgang der Verzögerungsleitung nach einer Zeitverzögerung,-die proportional zur Taktfrequenz ist, wiedergewonnen werden kann. Wird nun für den erfindungsgemäßen Zweck die Taktfrequenz so abgewandelt, . daß die inverse Größe, derselben eine lineare Funktion der Zeit ist, so arbeitet die Vez'zögerungsleltung so, daß sie das Sprachsignal ausdehnt oder preßt und durch Zuschneiden (tailoring) der Länge der Leitung und der Wiederholfrequenz der linearen Steuerfianktion in Einklang mit den zuvor beschriebenen Prinzipien läßt sich eine gleichmäßige"Verarbeitung von Zufallssprachsignalen (random speech signals) erreichen. Während der Pressbetriebsphase am Ende, jedes linearen Segmentes der Steuerfunktion, die durch den Generator 115 erzeugt wird, können alle Stufen der Verzögerungsleitung riickgestellt v/erden, wenn eine Eückstelleingangsgröße zur Verfugung steht, oder die Leitung kann einfach während der Austastperiode entleert werden, wenn die Leitung mit dem Anfang des nächsten Segmentes des Sprachsignals bei hoher Taktfolgefrequenz belastet wird. Diese Folge kann ausreichend schnell gemacht werden, um die erforderlich-© Austastung so kurz zu machen, daß sie nicht gehört; werden 'crmn. Bei dieser Ausführnngsform nach der

JM

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Erfindung werden also die Probleme mir: l.aal ^staltet» die beim Spη Itaus fallen oder Glätten oder Austasten auftreten«

Die Konstruktionsparameter f'ir das analoge -^hieneregisb^r \.AijR) können dadurch erhalten werden, indem ::ian :lie an früherer Stelle dargelegten Kriterien anwendet, wie dies nun beschrieben werden soll.

Die momentane Verzögerung £(t) des analogen Schieberegisters zum Zeitpunkt t beträgt t{t) = dt + Ί.,_ν wob.ei d die Änderungsfolge der Verzögerung und t ei Le anfängliche Verzögerung ist. Die Verzögerung dt wird in -.era ASR für

η-1 1

N-iütufen zu N *—— * ψ , wobei f. die Fre; :en·/, des

P t._t t

D-I

Taktschiebesignals zum Zeitpunkt t ist. Definiert man N *

1 , . 1 Ί 1 ■ ^

als N _r so wird die Verzögerung (t) -■ N ί,-ρ + — ) ,

t ο wobei f die anfängliche Taktschiebefrequen/. ist.

Die Steigungen der Zeitverzögerungsfunktion zur erneuten Speicherung der ursprünglichen Sprachfxequenzpn sind die gleichen Größen wie zuvor.
Für eine Pressung ergibt sich:

c't = /iT. = Gesamt verzögerung des üignals·, welches zum

Zeitpunkt t eintritt = (c-1)t für ein Pressverhältnis c, und - _o c-1 Ii' (Λ 1 'S

^{d = 2} —* ⁼ "Τ (f. - 7_

Für eine Ausdehnung ergibt sich:

t für das Ausdehnungsverhältnis e_f und e

.1 \

Damit ergibt das Inverse der Schiebe.fre<]iieiiÄ als Lifieare B'unktion der Zeit, riuiLtipliziert mit N', di>:. ?,uüi .Fressen ode.

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Ausdehnen der »Sprachwelle e3.\forderliche Verzögerung, wobei die ursprünglichen Sprechfrequenzen wiedergespeichert werden.

Unter Hinweis auf Figur 18 ergibt sich für die Rückstell-

N' - 1 Λ zeit t,_T zum Leeren von Ή—Stuf en zu t,_T = ·~— ( -ττ— + ψ—) ,

welche die für die ersten B-Impulse zum Wieder auf "füllen der Leitung erforderliche Zeit darstellt. Durch Unterdrückung· der Probe-Schaltübergänge durch Filterung oder Austastung oder •durch irgendeine der anderen hier beschriebenen Methoden und indem man t-^ kleiner als 0,2 Millisekunden hält, wird der an früherer Stelle erläuterte Effekt der Spaltzwischenmodulation nicht mehr wahrnehmbar.

Es läßt sich eine Grenze für die Probeentnahme-Taktfrequenz feststellen, um eine Anpassung an die höchste Signalfrequenz f zu erzielen,, die durch die Leitung geschickt wird. Gemäß Figur 25 nimmt die Signalfrequenz für die Pressung linear ab, wenn diese durch die Verzögerungsleitung, angezeigt durch die Leitung 201, geschickt wird. Die Taktfrequenz ändert sich, als hyperbolische Funktion, gezeigt bei 202, und muß während der gesamter: Probeentnahmeperiode gleich oder größer sein als die Werte auf der Leitung 201, für die die Beziehung gegeben ist durch" f^f

(die für ein Zweiphasen-ASR 4f _ beträgt), um wenigstens zwei Proben pro Zyklus von f insgesamt vorzusehen.

Figur 18 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des analogen Schieberegisters von Figur 17, wobei jedoch Maßnahmen für eine exakte Substitution verarbeiteter Signale zu. Beginn; '■' der Rückstellung für die Verzögerungsleitung getroffen sind. Die analoge Schieberegister-Verzögerungsleitung 121 verarbeitet Eingangssignale von der Leitung 122 in Einklang mit. der veränderlichen Impulsscb-iebefrequenz, die von dem Rechteckwellengenerator 123 abgeleitet werden, wie an früherer Stelle In Verbindung mit Figur I7 beschrieben wurde. Die Impulsfrequenz ist derart, daß der Impulsabstand sich linear, wie durch die

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_ /μι- _

2238138 j

Impulßsignalquelle 124 gezeigt ist, ändert, wo das Reziproke der Frequenz linear gegenüber der Zeit verläuft. An einer Stelle 125 am analogen Schieberegister teilt sich die Leitung auf und geht in zwei Schieberegisterpfade 126 und 127 über.

Die Anzahl der in den Kästchen 126 und 127 erforderlichen Stufen ist ausreichend groß, um die Signalverarbeitung fortzu- ; führen, während die Leitung 121 zurückgestellt wird. Die

Zweigausgangsgrößen aus den Stufen 126 und 127 werden den j

komplementären Taststeuereinheiten 128 und 129 ausgesetzt und gelangen dann als Eingangssignale zu einem diese Signale

verbindenen Verstärker 130. ί

Zusätzlich zur Steuerung der Hauptleitung 121-126 vom <

Generator 125 und 124 wird die Zweigleitung 127 durch das Gatter B 131 vom Impulsgenerator 124 gesteuert, welcher einen zweiten Rechteckwellengenerator 132 triggert, und wenn diese Leitung während des B-Intervalls durch die Tasteinheit 133 getastet wird, wird die Triggerfolge für den Generator 132 von einem feeten Impulsgenerator 134 abgeleitet. Der Impulsgenerator 134 kann auch mit einer Impulsfolgefrequenz 1 arbeiten.

Die Betriebsweise des Systems gemäß Figur 18 kann unter ' Hinweis auf die Wellenform, die der Ausgangsleitung 135 {

augeordnet ist, beschrieben werden. Für eine gegebene -Probe- |

entnahmeperiode fängt die Änderung der Frequenz des Generators 124 an und steuert die ASR-Leitung 12I₁ wie di^fi an früherer Stelle beschrieben wurde. Bei dieser Bedingung lassen die Gatter B Signale hindurch, und die Ausgangsgröße der Stufe 126 wird zum Eingang des Verstärkers 1J0 übertragen, eo daß dadurch das frequenzmäßig konvertierte Ausgangssignal erzeugt wird, welches während der Probeentnahmeperiode der Wellenform angezeigt wird. Zur gleichen Zeit ermöglicht die δ-Steuerung für das Gatter I3I dem gleichen Steueriapulssignal vom Generator 124, den Generator 132 zu triggern, wodurch die Zweig-ASR-Stufen 127 synchron mit den entsprechenden Stufen 126 im Betrieb gehalten werden. Die Austaststeuerung B in dem \

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Gatter 129 verhindert jedoch, daß die Ausgangsgröße aus der Stufe 127 zum Eingang des Verstärkers 130 gelangen kann. Während der Austast- oder Rückstellperiode für die Haupt-ASR-Leitung 121 und dem Generator 124 schalten die B- und B-Gatter, wodurch der Signalstrom von der Stufe 126 zum Verstärker I30 unterbrochen wird, und der Signalstrom von der Stufe 127 zum Eingang des Verstärkers I30 gelangen kann. Da die Stufen 126 und 127 synchron laufen, führt dieser Schaltvorgang zu identischen Signalen und ist daher auf der Ausgangsleitung 135 des Verstärkers I30 nicht wahrnehmbar. Zur gleichen Zeit wird durch das Schalten entsprechend B und B in den Gattern 133 und. 131 der fjtrom der Triggerimpulse vom Generator 124 unterbrochen und Triggerimpulse vom Generator 134 können zum Rechteckwellengenerator 132 gelangen. Dieses Schalten des Steuervorgangs stellt sicher, daß der Generator 132 fortfährt, das Signal in., den Stufen 127 zu verarbeiten, während der Generator 124 zurückgestellt werden kann, und zwar für den Beginn der nächsten Probe. Am Ende der Austastperiode entsteht eine gewisse Unregelmäßigkeit, wenn die Gatter B und B auf ihren ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet werden, wodurch die Steuerung für den Impulsgenerator 124 insofern wiederhergestellt wird, als der Start oder der Beginn der nächsten Probeentnahmeperiode nicht zu dem Erzeugen von Signalen führt, die exakt mit den Signalen koinzidieren, die am Ende des Austastimpulses enden und unter der Steuerung des Impulsgenerators 134 standen.

Figur 19 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher die veränderliche Verzögerungsleitung unter der Steuerung des veränderlichen Frequenzgenerators 136

1
arbeitet, und zwar bei einer -*· Wiederholfolge-Steuerfunktion genau analog zu derjenigen, wie sie unter Hinweis auf Figur A7 beschrieben wurde.- Gemäß Figur 19 wird das analoge Signal nicht durch aufeinanderfolgende Stufen des Schieberegisters geführt, sondern das Eingangssignal auf der Leitung 137 wird zuerst' in eine digitale Nachricht in einem A/D-Konverter 138 konvertiert, und der parallele Ausgang desselben überträgt eine in gleichzeitigen Entscheidungen vorliegende Information oder Wort zu

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den Eingangsregistern der ersten Stufe 139, wobei dieser digitale Wert daran anschließend durch die in Reihe liegenden Stufen geführt wird, bis er einen Ausgangs-D/A-Konverter 140 erreicht, wo dieser Wert in ein analoges Signal auf der Ausgangsleitung 141 konvertiert wird. Dieser Vorgang ist vollständig analog zu demjenigen des Systems, welches unter Hinweis auf Figur 17 beschrieben wurde, mit Ausnahme der Kodierung der Information, wenn diese durch die in Reihe liegenden Stufen geleitet wird, die durch die veränderliche Taktfrequenz getrieben werden, um die erforderliche Frequenzkonvertierung vorzusehen. Ein Vorteil des Systems gemäß Figur 19 besteht in dem Vorsehen eines Rückstellsignals vom Generator 136 auf der Leitung 142, welches gleichzeitig allen Registern aller Stufen zugeführt werden kann, wodurch eine momentane Entleerung und Rückstellung der Leitung am Ende der Probeentnahmeperiode bewirkt wird.

Figur 20 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung, die analog zu derjenigen gemäß Figur 19 ist, mit der Ausnahme, daß dae digitale Signal durch ein Serienschieberegister 150 aufeinanderfolgend verarbeitet wird, nachdem die digitale Ausgangsgröße von A/D 138 in einen Serienumsetzer 1,51 seriell umgesetzt wurde (serialized). Das Schieberegister 150 befindet sich unter Steuerung des Schiebefrequenzgenerators 136, der die Rückstelleingangsleitung 142 aufweist. Die Ausgangsgröße des digitalen Serienschieberegisters 153 wird einem Parallelumsetzer 152 ( parallelizer) zugeführt, welcher die Serienbitkette oder Folge in gleichzeitig vorliegende digitale Entscheidungen (parallel digital word) für eine Konvertierung durch D/A 140 in das geforderte analoge Ausgangssignal auf der Leitung 141 konvertiert.

Figur 21 zeigt eine Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher eine analoge Gpeichermatrix mit Maßnahmen für eine adressierbare Eingabe- und Aur.gabesignalspeicherung vorgesehen ist'. Eine Lade-Speichermatrix 161 int gezeigt und weir.t eine Vielzahl von X-üchreibleitungen 162 und eine zweite VieLznhL

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von Y-Schreibleitungen 163 auf, deren Schnittpunkte die Matrix-Adressierung definieren, bei welcher die analogen Speicherelemente gelegen sind. Typisch enthält eine analoge Speichermatrix eine kapazitive Lade-Speichervorrichtung an jedem Schnittpunkt einer X- mit einer Y-Leitung, die die Matrix definieren, um einen analogen Wert, dargestellt durch die Ladung auf der Kapazität, zu speichern. Jede derartige .Speicherstelle ist durch eine Vielzahl von X-Leseleitungen 164- und eine entsprechende Anzahl von Y-Leseleitungen 165 zugänglich gemacht, wobei die Schnittpunkte der Leitungen 164- mit 165 der Lage der Lade-Speicherelemente entspricht bzw. entsprechen, die bei den Schnittpunkten zwischen den Schreibleitungen 162 mit 163 gelegen sind.

Um ein analoges Signal in einem Lade-Speicher 161 zu speichern, wird ein analoger Signaleingang auf der Leitung zugeführt, und der momentane Wert desselben wird in dem Ladespeicherelement gespeichert, welches dem gleichzeitig erregten X- und Y-Schreibleitungsschnittpunkt zugeordnet ist, die durch eine X-Zähler-Schreibfreigabestufe 167 und eine Y-Zähler-Schreibfreigabestufe 168 erregt werden. Typisch arbeiten die X- und Y-Zähler 167 und 168 auf einer bestimmten Impulsfrequenz, die von einem Impulsgenerator 169 abgeleitet wird, wobei die Anzahl der Impulse auf der X-Leitung die X-Schreibleitungen 162 sequentiell ordnen, woraufhin der Y-Zähler 168 fortgeschaltet wird und die nächste Reihe der X-Schnittpunkte mit der dann aktiven Y-Leitung durch die nächste Folge von Impulsen aus dem Impulsgenerator 169 erregt wird. Demzufolge weist der Speicher 161 eine Speicherkapazität von X χ Υ, der Zahl der Speicherelemente,auf, welche der Zahl der Schnittpunkte zwischen- X- und Y-Leitungen entspricht. Wenn der Impulsgenerator 169 mit einer konstanten Frequenz arbeitet, erfolgt die Eingabe des analogen Signals auf der Leitung 166 mit einer bestimmten Folge oder Geschwindigkeit, und die Speicherkapazität wird ausgewählt, um ein Signal zu speichern, welches in Einklang mit den zuvor beschriebenen allgemeinen Anforderungen probemäßig entnommen wurde.

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BAt? ORlOlNAL

Ein frequenzmäßig konvertiertes Ausgangssignal wird von der Ausgangsleitung 171 abgeleitet, welche serienmäßig die in den Ladungs-Speicherelementen des Speichers 161 gespeicherten analogen Werte empfängt, wenn die Matrixschnittpunkte in einem regulären Schema sequentiell durch den Betrieb der X-Zähler-Lesefreigabesteuerung 172 und der Y-Zähler-Lesefreigabesteuerung 173 durchgegangen werden. Die Impulsfolge für die Zähler 172 und 173 wird durch einen Sägezahngenerator 174-bestimmt, der einen Spannungs-gesteuerten Oszillator 175 steuert, wobei die veränderliche Folge so ausgewählt wird, daß die gewünschte Signalpressung oder Dehnung nach den Prinzipien der Erfindung erzeugt wird. Für diesen Zweck ist ein Folge-Steuerpotentiometer 176 vorgesehen, um die Steigung der Sägezahnspannung im Generator 174- auswählen zu können, und diese Steigung wird mittels einer Mehrgangeinstellung in Verbindung mit der Band-Playback-Geschwindigkeitseinstellung 52 eingestellt, welch letztere unter Hinweis auf die Ausführungsform gemäß Figur 7 beschrieben wurde. Diese Dual-Steuerfunktion ist durch die Zeile 177 angezeigt. Eine weitere Steuergröße von dem Folge-Steuerpotentiometer I76 gelangt auf die Leitung 178 und zum Impulsgenerator 169, um die Impulsfolgefrequenz desselben in Beziehung zur maximalen Auslese-Geschwindigkeit zu steuern, die durch Steuerung des Sägezahnspannungsgenerators 174- und Oszillators 175 aufgebaut wird. Insbesondere muß die Schreibimpulsfolge höher gehalten werden als die maximale Ausleseimpulsfolge, um zu vermeiden, daß die Auslese-Folgesteuerung die Eingabeanweisung überholt. Sobald irgendein Speicherelement gelesen wurde, steht es zur Verfügung, um den Wert der nächsten Signalfolge zu speichern, und es kann entweder nach der Auslesung oder nach dem Eingang des nächsten Schreibsignals rückgestellt werden. Der Sägezahngenerator 174-sieht ein Rückstellsignal auf der Leitung 179 vor, um die Zählung am Ende jeder Sagezahnspannungsperiode für den Start einer nächsten Signalprobe-Speicherfolge zurückzustellen.

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Figur 22 zeigt ein System, bei dem ein Speicher mit unmittelbarem Zugriff 181 verwendet wird und bei dem Schreib- und Lesesteuereinheiten 182 und 183 vorgesehen sind, und welches in einer Weise analog zu derjenigen entsprechend dem System von Figur 21 arbeitet. Da der Speicher 181 binäre Informationen speichert, muß das Eingangssignal auf der Leitung 184 in einem A/D-Konverter 185 konvertiert werden, und die entsprechende Ausgangsgröße muß in einem D/A-Konverter 186 konvertiert werden. Die Folgesteuerung der Eingabe und Ausgabe 'oder Auslesevorganges für die-Speichermatrix, entspricht allgemein derjenigen, die an früherer Stelle in Verbindung mit Figur 21 beschrieben wurde.

Dort, wo eine Spaltfüllung verwendet wird, wird eine spezielle Einrichtung zur Minimalhaltung der Störung verwendet^, die durch die Unregelmäßigkeit an den Anfängen' und/oder den Enden der Signalproben bewirkt wird, und diese ist in Figur 23 gezeigt, wobei die Torsignalsteuerung in Fig. 24 veranschaulicht ist. Die logischen Steuer- und Folgesteuerungselemente sind hier so angeordnet und ausgebildet, daß die primäre Signalprobe 191 bei einerNull-Durchgangsstelle endet, und das Hilfs-Spaltfüllsignal 192 bei dem nächsten Null-Durchgangspunkt in gleicher Richtung startet und dann am Ende einer Austastperiode für das primäre Signal für das Hilfssignal in einer Null-Durchgangsstelle endet, worauf die neue primäre Signalprobe 191 bei ihrem nächsten Null-Durchgang in gleicher Richtung erfolgt. Dadurch werden die Quellensignale 193 und 194 nach dem Passieren der Tiefpassfilter 195 und 196 zu ihren jeweiligen Gattern 197 und 198 und Spannungsvergleichsstufen 199 und 200 geleitet, um Verarbeitungs- und Stör-Hochfrequenzkomponenten zu entfernen, wobei die letzteren Einheiten mit Masse verbunden werden, und zwar durch Richtungsschaltkreise 201 und 202', um den Impulsgenerator (PG) 203 oder 204 zu triggern, wann immer ein positiv gerichteter Null-Durchgang bei dem jeweiligen Signal 193 oder 194 auftritt. Die Gatter 197 und 198 werden so betätigt, daß die Signale 193 und 194 zu den Rucksbellausgangsleitungen 205 und 206 der Flip-Flops 207 und

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208 leiten. Der Flip-Plop 207 wird durch einen Impuls auf der Leitung 209 vom Gatter 211 in den einen Zustand gebracht, wie dies durch die Rückstellausgangsleitung 213 vom Flip-Flop 208 und durch die invertierte Ausgangsgröße 216 des Probeentnahmeperioden-Impulszuggerierators 219 festgelegt wird. Der Flip-Flop 207 wird durch die Impulsausgangsgröße des Gatters 217 zurückgestellt, was durch die direkte Ausgangsgröße 215 von PTG 219 bedingt wird. Ähnlich wird der Flip-Flop 208 durch den Impuls 210 aus dem Gatter 212 in den einen Zustand gebracht, was durch die Rückstellausgangsgröße auf der Leitung 214 vom Flip-Flop'208 und durch die direkte Ausgangsgröße 215 von PTG 219 abhängig ist. Der Flip-Flop 238 wird durch die Impulsausgangsgröße des Gatters 218 zurückgestellt, wie dies von der invertierten Ausgangsgröße auf der Leitung 216 von PTG 219 abhängig ist. Die Gatterpaare 211 und 217 oder 212 und 218 werden durch die Ausgangsgröße des Impulsgenerators 233 oder 204- jeweils gepulst, wann immer ein positiv gerichtetes Signal durch Null geht, wie zuvor beschrieben wurde. Befindet sich somit der Flip-Flop 207 in seinem einen Zustand, so daß das primäre Signal 191 passieren kann, und befindet sich der Flip-Flop 208 in dem anderen Zustand, wodurch das Füller-Signal 192 blockiert wird, so ermöglicht das Gatter 217, wenn die Ausgangsleitung 215 von FPG positiv wie bei 220 wird, daß der nächste Impuls von PG 203 den Flip-Flop 207 zurückstellen kann, wodurch das primäre Signal blockiert wird bzw. nicht zur Leitung 191 gelangen kann. Zur gleichen Zeit wird das Gatter 212 so in Bereitschaft gesetzt, daß der nächste Impuls von PGp-Abstand 204 hindurchgelangen kann, und der Flip-Flop 208 in den einen Zustand gelangt und das Hilfs-Signal hindurchgelangen kann, und zwar bis zum Ende der Spaltperiode. Zu diesem Zeitpunkt verläuft die invertierte PTG-Ausgangsgröße 216 positiv wie bei 221, so daß das Gatter den nächsten Impuls von PG^ 204 hindurchläßt und der Flip-Flop 208 in den anderen Zustand (reset) gelangt, und das Hilfs-Signal 192 abgeschnitten wird und das Gatter 211 in Bereitschaft gesetzt wird, so daß der nächste Impuls aus PG 203 hindurchgelangen kann. Hierdurch wird der Flip-Flop 2 >7

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BAD ORfGINAt,

in den einen Zustand gebracht, und das primäre Signal 191 kann zum. Verstärker 222 passieren und wird bei 225 ausgegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich dann in der zuvor beschriebenen Folge.

Unter Hinweis auf Figur 26 soll nun ein Dual-Verzögerungsleitungssystem beschrieben werden, welches analoge Schieberegister mit getrennten Lese- und Schreib- oder Eingabetaktfolgen aufweist. Wie Figur 26 zeigt, empfängt eine Eingangsleitung 231 ein Eingangs-Laut-Signal von irgendeiner Quelle, wie z.B. dem Bandrekorder, der mit einer Geschwindigkeit angetrieben ist, die unterschiedlich von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist, oder irgendeine andere' Signalquelle kann eine Laut- oder Klangsignalnachricht zuführen, die in wünschenswerter· Weise in Frequenzkomponenten konvertiert wird und deren zeitliche Dauer von Null auf eine längere oder auf eine kürzere Zeit geändert werden soll als die normale Periode, während welcher die Laut- oder Klangnachricht entstanden war. Das Signal auf der Leitung 231 wird gesteuert einem analogen Schieberegister ASR,, zugeführt, wobei es durch ein Gatter G223 gelangt, und wird ebenso gesteuert einem analogen Schieberegister ASEp zugeführt, wobei es durch ein Gatter S- 234-gelangt. Die Ausgangsgrößen der analogen Schieberegister ASR^ und ASR₂ werden auf einer Ausgangsleitung 232 kombiniert oder verbunden, indem sie aus dem Ausgang von ASR^, durch ein Gatter G" 235 und vom Ausgang von ASRp durch ein Gatter G 236 gelangen.

Die analogen Schieberegister ASR^ und ASR₂ sind vielstufige Register, die in geeigneter Weise eine Signaleingangsgröße Stufe um Stufe zum Ausgang hindurchlassen, wobei die Übertragungen mit der. durch die Taktimpulsfolge bestimmten Taktfolge auftreten, die jeweils an den Taktanschlüssen 237 und 238 wirkt. Die Anzahl der Stufen in der Anordnung der analogen Schieberegister, um durch diese analoge Signalproben hindurchzuschicken bzw. zu übertragen, ist in der Patentanmeldung Nr. der gleichen Anmelderin beschrieben.

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Ein Eingabe-Impulsfolgegenerator S,. schickt eine einstellbare Eingabe-Impulsfolgefrequenz durch das G-Gatter 241 zum Takteingang 257 und durch das S-Gatter 242 zum Takteingangsanschluß 238. Ein Auslese- oder Ausgabe-Impulsfolgegenerator S2 se' ickt eine relativ feste Auslese-Taktimpulsfolgefrecuenz durch das G-Gatter 243 zum Anschluß 237 und durch das G-Gatter 244 zum Anschluß 238. Die Gatter G und G werden von einem Tastimpulsgenerator S, gespeist, der eine einstellbare Periode aufweisen kann und im wesentlichen symmetrische Rechteckwellen-Ausgangsgrößen für beide G- und G-Torfunktionen erzeugt. Die durch

Die durch den Generator S_x, erzeugte Eingabe-Impulsfolge ist, wie gezeigt, veränderlich und wird allgemein in Beziehung zu einer veränderlichen Geschwindigkeitssteuervorrichtung 24 5 eingestellt, welche die Folge steuert, auf welcher der Bandrekorder oder eine andere Lautsignalquelle das Laut-Nachrichtensignal in einer zeitlichen Folge, unterschiedlicher als diejenige der ursprünglichen sprachlichen Äußerung, reproduziert. Wenn somit die ßprachsteuerung 245 so eingestellt ist, um einen Bondrekorder mit dem zweifachen der normalen Geschwindigkeit abzuspielen, kann der Eingabe-Taktimpuls des Generators S^. auf das zweifache der Taktfrequenz oder -folge dr.r> Generators ijp eingestellt werden, wodurch die Eingabe mit einer Taktfrequenz oder Taktfolge erfolgt, die das zweifache der Folge beträgt, bei welcher die Information ausgelesen wird, wobei die Generatoren G^ und C_? abwechselnd die Schieberegister steuern. Wenn es gewünscht wird, kann eine Hiickkopplungssteuerung bei 246 angewandt werden, um die Taktfolfrefrequenz den Generators S- in Abhängigkeit von einem Fohlorsigna] abzuändern, um das Jaulen und l·¹] attereigenschai'ton eiur?c Plattente] 1 ei is zu kompensieren, oder um andere periodisch« i>cliwankun(TfMi in der üignalquelle zu kompensieren, die eliminiert werden r>oll.

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Die Frequenz des Rechteckwellengenerators S₅. kann durch die Steuerung 247 eingestellt werden, und deren Periode T ist durch die Beziehung T gleich -ψ— gleich oder kleiner als

P—1 IT

—ψ- χ -γ , wobei P die Phase des analogen Schieberegisters ■

(z.B. zwei Phasen pro Stufe) und N die Gesamtzahl der Stufen ist. Um für eine Ausdehnung Spalte zu vermeiden, soll die

P-1 IT
Periode T gleich sein -ψ- x 4 .Zu diesem Zweck kann die

Frequenzsteuerung 247 von S^ mit der Handsteuerung für S^ während der Ausdehn-Betriebsweise gekuppelt sein.

Zusätzlich können Trimmsteuerungen 38 und 39 vorgesehen werden und können für die Generatoren S₂ und S, verbunden werden, wenn dies gewünscht wird.

Im folgenden soll nun die Betriebsweise des Systems von Figur 26 unter Hinweis auf die Wellenformen von Figuren 27(a) und (b) beschrieben werden. Die allgemeinen Prinzipien der Betriebsweise, die in der Hauptanmeldung der Anmelderin dargelegt sind, treffen hier zu, und das Pressverhältnis G,

•ρ welches erhalten wird, ergibt sich als gleich dem Verhältnis 1, wobei f,. und f₂ die Frequenzen der Rechteckwellen sind, die durch die Generatoren S₁ und Sp jeweils erzeugt werden. Offensichtlich stellt für die Ausdehnung G eine Teilgröße dar und entspricht dem Ausdehnungsfaktor e, der in der Hauptanmeldung erwähnt ist. Die auf der Leitung 231 erscheinenden Eingangssignale gelangen durch das Gatter 233 und belasten ASR. während des G-Tastabschnittes, wie in Figur 27(a) gezeigt ist, und die Stufen von ASR^ werden in einer Folge gefüllt, die durch die Taktrechteckwelle auf der Leitung 237 bestimmt ist, welche von dem Generator S. über das G-Gatter 241 abgeleitet wurde. Während dieser Periode ist keine Ausgangsgröße aus ASR₁ vorhanden, um jedoch das Fehlen von Stör- oder Geräuschsignalen am Ausgang sicherzustellen, blockiert das G-Gatter die Signale vom Ausgang von ASR₁ zur Ausgangsleitung 232. Während des G-Gatber-Betriebes eohickt der Generator S_n

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Taktimpulse auf der Leitung 238 zum Schieberegister AGH₀, und das G-Gatter 236 läßt Signale vom Ausgang von ASHp zur Ausgangsleitung 232 hindurch.

Wenn der Rechteckwellengenerator S₇ seinen Zustand ändert, werden die G-Gatter so in Bereitschaft gesetzt, daß sie das Signal hiadurchlassen, und die G-Gatter sind für einen Signaldurchtritt gesperrt. Auf diese Weise werden während der G*-Intervalle, gezeigt in Figur 27Cb), die Signale auf der Eingangsleitung 231 durch das Gattex¹ 234 nach ASR₀ mit der Takrfolge des Generators S^. geschickt und werden über das G-Gatter 232 auf die Leitung 238 geschickt und die in dem Register ASR,- gespeicherten Signale werden durch das G-Gatter 235 auf die Ausgangsleitung 232 mit der Folgefrequenz des Göueratos S₀ ausgegeben, welche durch das 5-Gatter 242 zur Leitung 237 gelangt. Auf diese Weise wird bei abwechselnden Halbzyklen von G und Cf, dargestellt in Figur 27, das Eingangssignal abwechselnd in ASR_x. und ASR₀ gespeichert, und während des Speichervorganges in einem der Register wird das in dem anderen Register gespeicherte Signal auf die Ausgangsleitung ausgegeben. Die Folgen, mit welchen dies stattfindet, werden durch die Folgefrequenz der Generatoren S, und S₀ jeweils bestimmt, und für unterschiedliche Frequenzen dieser Generatoren, wie bereits beschrieben wurde, kann entweder eine Pressung oder eine Ausdehnung der Signalwelle auf der Leitung 23'' am Ausgang bzw. an der Ausgangsleitung 232 erreicht werden.

Es wird daher gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung eine weitere Form der Signalspeicher-Verzögerung für eine Frequenztransformation vorgesehen, und zwar unter der Verwendung analoger Schieberegister, die mit unterschiedlichen Eingangs- und Ausgangs-Taktfolgen betrieben werden. Diese Anordnung gestattet das Verarbeiten eines analogen Signals auf der Leitung 231, inklusive kompLexer Sprachwellen und ähnlicher Größen, ohne daß dabei die Forderung für eine dlgitaLe DnrsbeLlung des Eingangssignals oder· eine anderweitige

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BAD ORJQfNAi. R?

-■55 - ■

Darstellung für die Verzögerung und die. Frequenztransformation besteht. Ein weiterer Vorteil der Betriebsweise der analogen Schieberegister mit unterschiedlichen Eingangs- und Ausgangs-Taktfolgen, die entgegengesetzt sind, um diese als "veränderliche Verzögerungsleitungen zu betreiben, besteht in der / Beseitigung der Forderung nach einein inversen Frequenzoteuerfunktionsgenerator, wie er Einheit 115 von Figur 17-Bei der Ausfiihrungsform gemäß Figur 26 sind die Taktfolgen fest, sie sind jedoch unterschiedlich für die Eingangs- und Ausgangssteuerung der analogen Schieberegister, und das Verhältnis der Taktfolgen oder Frequenzen bestimmt direkt das Pressverhältnis (oder Ausdehnverhältnis), welches das Signal erfährt, das durch diese hindurchgeschickt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Hinweis- auf Frequeuz-Zeittransformatio-nerr des ursprünglichen Signals beschrieben wurde, sind die offenbarten Ausführungsbeispiele auch -für eine Frequenz-Transformation vorteilhaft, und zwar aufgrund anderer Faktoren wie einer Änderung in der Fortpl'lanaungsgenchwindigkeit von Laut-Wellen. Das menschliche Atmen in einer künstlichen Atmosphäre , beispielsweise einer Atmosphäre mit einem hohen Heliumgehalt, ertönt in einer höheren Sprach-Tonlage als die normale Sprach-Tonlage, wobei jedoch andere Parameter im wesentlichen unverändert bleiben. Bei Verwendung der Sprach-Pressbetriebsweise, die durch die vorliegende Erfindung erreicht werden-kann, kann-die Sprache in ihren normalen Frequenzbereich rückgeführt werden, und- zwar ohne eine Änderung im Zeitmaßstab.

"Offensichtlich-kann-das Verfahren und das Gerät, welches ■ berchrieben wurd«*,. für kodierte hörbare Signale, andere als ·■ Sprach signale, wie beispielsweise Musik, verwendet werden, indem man dip mitsprechenden Parameter, die für die Pressung voji Bedeutuuf-v raind, in Erwägung- und in Betracht ziehen. Es la.'-nfMj Hi cli mi'*h eine lieihe von Änderungen und Abwandjungen d'~:S i-Ip-pm. fil .'H.-dfi- der Erfindung; vornehmen, ohne dabei den iialn.ion der.; ve ;'j i< --f-onäoii Kv f\ iidunn ^u verl ar.neiu

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Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (22)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Gesteuerter Signalprozessor für die Verarbeitung von elektrischen Signalen, die beispielsweise die kodierten menschlichen Sprachsignale oder ähnliches wiedergeben, wobei diese elektrischen Signale analoge Darstellungen der hörbaren Töne oder Klänge sind und die Frequenzkomponenten dieser elektrischen Signale durch einen- gegebenen Faktor auf die Frequenzkomponenten der hörbaren Töne oder Klänge bezogen sind, dadurch g ek e η η zeichnet, daß der Signalprozessor folgende Merkmale und Einrichtungen aufweist: "

   eine steuerbare Verzögerungseinrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang an eine Quelle der elektrischen Signale gekoppelt ist, um die Signale aus der Quelle in die Verzögerungseinrichtung zu leiten und die Verzögerungseinrichtung diese Signale zum Ausgang unter steuerbarer zeitlicher Verzögerung leitet;

   eine Einrichtung zum Steuern der Verzögerungseinrichtung entsprechend sich wiederholender Veränderungen oder Schwankungen in der zeitlichen Verzögerung zwischen bestimmten Verzögerungswerten, so daß dadurch die Signale, wenn sie am Ausgang der Verzögerungseinrichtung erscheinen, progressiv verzögert sind, um dadurch eine bestimmte Frequenztransformation der elektrischen Signale zu erhalten; und

   an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung gekoppelte Mittel, die im wesentlichen nur auf die am Ausgang erscheinenden Signale, die mit der bestimmten Frequenztransformation behaftet sind, ansprechen, um eine zusammengesetzte Ausgangssignal-Darstellung der elektrischen Signale zu erzeugen, die Frequenzkomponenten aufweisen, die durch im wesentlichen den genannten Faktor auf

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   nahezu die Frequenzkomponenten in den hörbaren Tönen oder Klängen abgeändert sind.
2. 2. SignalTprozessor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Verzögerungsschwankungen aus einer für aufeinanderfolgende Signalinkremente linearen, progressiven Verzögerung bestehen, welche Inkremente am Ausgang der Verzögerungseinrichtung erscheinen, wenn die Steuerung der Verzögerung in einer Richtung, von einem Anfangsverzögerungswert aus zu dem anderen der bestimmten Verzögerungswerte hin variiert, und daß die an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung gekoppelten Mittel im wesentlichen alle Löschkomponenten entfernen, die vorhanden sind oder während des RUckführens der Verzögerungseinrichtung auf ihren Anfangsverzögerungswert erzeugt werden.
3. 3. Signalprozessor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen der Löschkomponenten aus einem Ausgangsfilter bestehen.
4. 4. Signalprozessor nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen der Löschkomponenten dieAusgangsgröße während des Intervalls des RUckführens der Verzögerungseinrichtung auf den Anfangsverzögerungswert austasten.
5. 5. Signalprozessor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen der Löschkomponenten Einrichtungen zum Einsetzen anderer Signalkomponenten in das zusammengesetzte Ausgangssignal während des genannten Intervalls umfassen.
6. 6. Signalprozessor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ln dLe zusammengesetzte Ausgangsgröße eingesetzten 5>ignal-

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   komponenten von den elektrischen Signalen abgeleitet sind, die an den Eingang der Verzögerungseinrichtung gekoppelt werden.
7. 7. Signalprozessor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Steuern der Substitution anderer Signalkomponenten im Sinne einer gleichen Amplitude mit der Höhe oder dem Wert benachbarter Signale in dem zusanmengesetzten Ausgangssignal vorgesehen ist.
8. 8. Signalprozessor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steeern der Substitution auch das Vorzeichen der Steigung oder Neigung der anderen Signalkomponenten dem Vorzeichen der Steigung oder Neigung der benachbarten Signale anpaßt.
9. 9. Signalprozessor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsfilter für die Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, um die Frequenz der Signale zu begrenzen, welche in der Verzögerungseinrichtung einer gesteuerten Verzögerung unterworfen werden.
10. 10. Signalprozessor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsfilter eine veränderbare Grenzfrequenz oder Eckfrequenz aufweist, die in Abhängigkeit von der Größe des Faktors, durch welchen die Frequenzkomponenten der elektrischen Signale auf die hörbaren Töne oder Klänge bezogen sind, auswählbar ist.
11. 11. Signalprozessor nach einem oder mehreren der Vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine stetige Verzögerungsleitung mit analogen Darstellungen der elektrischen Signale umfaßt, die vom Eingang zum Au^ang mit einer gesteuerten Fortpflanzungsgeschwindigkeit eilen, und daß die Hittel zum Steuern der Verzögerungseinrichtung eine Ein-

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    richtung zum Verändern der Fortpflanzungs- oder Ausbreitungsgeschwindigkeit mit periodischer linearer Schwankung zwischen den bestimmten Verzögerungswerten umfassen.
12. 12. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine Verzögerungsleitung in Form eines analogen Schieberegisters aufweist, und da0 die Mittel zum Steuern der Verzögerungseinrichtung eine Quelle für Taktschiebeimpulse regelbarer Frequenz aufweisen, um das analoge Schieberegister taktmässig zu steuern.
13. 13* Signalprozessor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle der Taktschiebeimpulse gesteuert ist, um die Periode zwischen Taktimpulsen linear zwischen bestimmten Werten über den Intervall der periodischen Schwankung zu verändern, um dadurch die steuerbare zeitliche Verzögerung zu ereichen.
14. 14. Signalprozessor nach den Ansprüchen 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aus zwei Verzögerungsleitungen besteht, und daß die an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung gekoppelten Mittel abwechselnd die Ausgangsgrößen der zwei Verzögerungsleitungen zum Erzeugen des zusammengesetzten Ausgangssignals verbinden.
15. 15. Signalprozessor nach Anspruch 14, daduch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgrößen der zwei Verzögerungsleitungen abwechselnd während aufeinanderfolgender Perioden der periodischen Schwankung verbunden werden.
16. 16. Signalprozessor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung zwei analoge Schieberegister auieist, daß weiter die Quelle für die Taktschlebeiopulse aus einer Quelle für zwei unterschiedliche feste Frequenzen für Ir-

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    gendeinen gegebenen Wert des genannten Faktors besteht und daß die Einrichtung zum Steuern der Verzögerungseinrichtung die analogen Schieberegister abwechselnd mit den unterschiedlichen Frequenzen taktmässig steuert, um Eingangssignale in eines der analogen Schieberegister mit einer der Taktfrequenzen einzugeben, während aus dem anderen analogen Schieberegister mit der anderen Taktfrequenz Signale ausgegeben werden, und daß die an den Ausgang der Verzögerungseinrichtung gekoppelten Mittel die Ausgangsgrößen der zwei analogen Schieberegister abwechselnd verbinden, wenn Signale mit der anderen Taktfrequenz taktmässig ausgegeben werden.
17. 17. Signalprozessor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aufeinanderfolgend einen Analog/Digital-Konverter, eine digitale Speichereinrichtung mit steuerbaren Eingabe- und Auslesetaktfolgen und einen Digital/Analog-Konverter aufweist; daß die Einrichtung zum Steuern der Verzögerungseinrichtung eine Frequenzsteuereinrichtung für die Taktfolgen aufweist.
18. 18. Signalprozessor nach Anspruch 17, dadurch gekennaichnet, daß die digitale Speichereinrichtung ein digitales Schieberegister umfaßt.
19. 19. Signalprozessor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Speichereinrichtung taktgesteuert ist, um Daten mit einer Taktfrequenz einzugeben oder einzuschreiben und um Daten mit einer zweiten unterschiedlichen Taktfrequenz auszugeben oder auszulesen,
20. 20. Signalprozessor nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für die elektrischen Signale aus der Aufzeichnung bzw. Rückspielen der hörbaren Töne

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    oder Klänge mit einer Geschwindigkeit, die um den genannten Faktor von derjenigen unterschieden ist, die zur Herstellung der Aufzeichnung selbst verwendet wurde, besteht.
21. 21. Signalprozessor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor eine Zahl größer als 1 für eine zeitliche Pressung und eine Zahl kleiner als 1, Jedoch größer als Null, für eine zeitliche Ausdehnung der kodierten hörbaren Töne oder Klänge, welche durch die elektrischen Signale wiedergegeben werden, ist; daß weiter die Periode der Schwankung größer ist als die Periode der niedrigsten Frequenzkomponente der Signale am Ausgang der Verzögerungseinrichtung; und daß das Signal am Ausgang um folgenden Betrag kumulativ verzögert istj

    ^Ut - l°-V *ln = \ ^dt

    out in \ x -C

    wobei c der genannte Faktor, f(t) die Zeitverzögerungsfunktion, welche die Schwankung der steuerbaren zeitlichen Verzögerung darstellt.

    - . g e ee ecankung ist.
22. 22. Signalprozessor nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß von Hand betät^are Steuervorrichtungen zum Steu ern der Geschwindigkeit des Rückspielens (play-back) der Aufzeichnung und zum Steuern der Änderung in der Verzögerung, bei bestimmter Beziehung zwischen den genannten Größen, vorgesehen sind, um die genannte bestimmte Frequenztransformation der elektrischen Signale zu erhalten, daß weiter die Handsteuerein richtungen so ausgelegt sind, daß sich positive V/erte für den

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    Faktor, inklusive den Werten kleiner als 1, gleich 1 und größer als 1 auswählen lassen. -

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