DE2747415A1

DE2747415A1 - Rauschunterdrueckungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2747415A1
Application number: DE19772747415
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Endoh; Hideshi Kira; Kazuo Kitagawa; Motokazu Ohkawa; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1978-06-01
Also published as: GB1594735A; DE2747415B2; US4224581A; DE2747415C3

Description

Rauschunterdrückungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Rauschunterdrückungsvorrichtung, bei welcher die Anhebungsgröße (emphasis amount) und die Verstärkung der Vorrichtung entsprechend der Amplitude des Analog-Audio- bzw. -Tonsignals erhöht und verringert werden, und insbesondere eine Rauschunterdrückungsschaltung, bei welcher ein Begrenzer zur Begrenzung der Steuerspannung an einem Verstärker mit variablem Ansprechen zwecks Steuerung der Amplitude und des Spektrums eines Analog-TonsignaIs vorgesehen ist.

Wenn eine Rauschminderungs- oder Störunterdrückungsvorrichtung mit geringer Verbesserung oder Anhebung des Signal'Rauschen-Verhältnisses für eine Ubertragungsanlage, etwa eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Ton mit hoher Güte, verwendet wird, wird der Störoder Rauschpegel durch den Tonsignalpegel nicht auffällig moduliert . Wenn dagegen eine solche Vorrichtung mit wesentlicher Verbesserung des Signal/Rauschen-Verhältnisses des Ubertragungs-

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systems verwendet wird, wird der Störpegel zu stark moduliert, um vernachlässigbar zu sein. Insbesondere dann, wenn eine solche Rauschunterdrückungsvorrichtung bei einem übertragungssystem mit mangelhaftem Signal'Rauschen-Verhältnis verwendet wird, wird der Störpegel so stark moduliert, daß die Vorrichtung bezüglich einiger spezieller Tonquellen unwirksam wird. Diee kann bei einer Rauschunterdrückungsvorrichtung mit starker Anhebung des Signal/Rauschen· Verhältnisses der Art gemäß Fig. 1 der Fall sein, wie sie nachstehend anhand von Fig. 2 erläutert ist.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt einen Kodierer 2, der an den Eingang eines Aufzeichnungsgeräts 1, etwa eines Tonbandgeräts, angeschlossen ist und dabei den Dynamikbereich eines Analogtonsignals während der Aufzeichnung komprimiert (compress), und einen an den Ausgang des Aufzeichnungsgeräts 1 angeschlossenen Dekodierer }, welcher das komprimierte Analogtonsignal expandiert bzw. dehnt und dadurch den Dynamikbereich des Analogtonsignals wiederherstellt.

Der Kodierer 2 ist mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 21 und der Dekodierer 3 mit einem spannungsgesteuerten Verstärker 31 versehen. Die Verstärker 21 und 3I wirken als Multiplizierschaltungen. Wenn sie ein Eingangssignal e. und einen Gleichspannungspegel E empfangen, liefern sie ein Ausgangssignal e , das sich wie folgt darstellt:

e_o ^ Et¹ χ β_χ (1)

Der Exponent des Gleichspannungspegels E 1st negativ, wenn das Eingangssignal e. kodiert werden soll, und positiv, wenn das Eingangssignal e. dekodiert bzw. entschlüsselt werden soll.

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' 2 7 4 7 A 1 b

Kodierer 2 und Dekodierer 3 sind weiterhin mit einem Pegelfühler 22 bzw. einem PegelfUhler J2. versehen, welche den Pegel eines Signals feststellen und einen dem Pegel des Eingangssignals e entsprechenden Gleichspannungspegel E liefern.

Bei Speisung mit einem Eingangssignal e.^ liefert der Kodierer 2 somit dem Aufzeichnungsgerät 1 ein Ausgangssignal e j, das sich wie folgt darstellt:

^eo1 =^ΕοΓ^{1 xe}i1

Der Pegel E_q1 des Ausgangssignals e . des Kodierers 2 läßt sich damit wie folgt ausdrücken:

^Eo1 - ⁸Oi"^{1 xE}i1

Somit gilt:

Wie Gleichung (3) zeigt, wird die Pegeländerung des Eingangssignals e.> beim Kodiervorgang auf 1/2 in logarithmischem Maßstab (scale) verdichtet.

Bei Beschickung mit einem Ausgangssignal e.p des Aufzeichnungsgeräts 1 liefert der Dekodierer 3 ein Ausgangssignal e , aas sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

^eo2 = ^Ei2 ^{x e}i2

Der Pegel E ~ des Ausgangssignals e _ des Dekodierers 3 läßt sich daher wie folgt ausdrücken:

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4 Or

2
^Eo2 ^{= E}i2 ^{x E}i2 ^{= E}i2

Wie aus Gleichung (5) hervorgeht, wird die Pegeländerung des Eingangssignals in logarithmischem Maßstab (scale) auf das Doppelte gedehnt.

Die RauschunterdrUckungsschaltung gemäß Fig. 1 besitzt die in Fig. 2 gezeigten Betriebskennlinien. Der Kodierer 2 verdichtet den Dynamikbereich eines Analogtonsignals bei der Aufzeichnung auf die durch die gerade Linie A angegebene Weise. Er wandelt ein Eingangssignal von z.B. +2o dB in ein Signal von +1odB um, das durch das Aufzeichnungsgerät 1 auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird, wodurch die Spitzenspanne (peak margin) des Signalpegels erweitert wird. Ebenso wandelt er ein Eingangssignal von z.B. -6odB in ein Signal von -^odB um. Hierbei wird also jedes Eingangssignal in seinem Dynamikbereich um 5o% verdichtet und dann durch das Aufzeichnungsgerät 1 auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet.

Der Dekodierer J> dehnt den Dynamikbereich eines auf dem Aufzeichnungsträger 1 aufgezeichneten Signals bei der Wiedergabe auf die durch die gerade Linie B in Fig. 2 gezeigte Weise. Dies bedeutet, daß der Dekodierer 3 das auf dem Aufzeichnungsträger 1 aufgezeichnete Signal von +1odB in ein Signal von +2odB umwandelt. Ebenso wandelt er ein ausgezeichnetes Signal von -3odB in ein solches von -6odB um, wodurch das Rausch- bzw. Störsignal um J>oaB reduziert wird. Bezüglich des an den Kodierer 2 angelegten Eingangssignals von -6odB wird somit das Signal ''Rauschen-Verhältnis des Aufzeichnungsgeräts 1 um 3°dB verbessert, wenn der Dekodierer 3 ein Ausgangssignal von -6odB liefert. Das Signal/Rauschen-Verhältnis des Aufzeichnungsgeräts wird somit in einem Maße angehoben oder verbessert, das üblicherweise als -1/2 χ Pegel (db) des Eingangssignals aus-gedrückt wird.

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2 7 ^ 7 Λ 1 b

Bei dex· in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird jedoch das auf das Ausgangssignal der Vorrichtung folgende Störsignal entsprechend einer Änderung der Amplitude des Tonsignals moduliert. Beispielsweise wird das Signal/Rauschen-Verhältnis der Vorrichtung bei Anlegung eines Eingangssignals von -loodB um einen Betrag von 5odB angehoben, so daß das Störsignal im Ausgangssignal kaum wahrnehmbar ist. Im Gegensatz dazu wird dieses Verhältnis bei Anlegung eines Eingangssignals von 0 dB überhaupt nicht verbessert oder angehoben.

Ein Hintergrund-Störsignal in einem Tonsignal großer Amplitude ist aufgrund des Majfkierungseffekts nahezu unhörbar. In diesem Fall stellt die erwähnte Störsignalmodulation in der Praxis kein Problem dar. Ein Störsignal in einem Tonsignal von einfachem harmonischen Aufbau, etwa bei einem Klaviersolo, kann jedoch nicht maskiert bzw. verdeckt werden, und bleibt daher unweigerlich hörbar. In einem solchen Fall ist das Störsignal in der Weise hörbar, als ob es sich entsprechend dem Rhytmus des wiedergegebenen Musikstücks ändern würde. Eine solche Änderung des Störsignalpegels, wenn sie entsprechend stark ist, ist dabei für das Gehör des Zuhörers stärker auffällig, als wenn es sich um ein Störsignal mit konstantem Pegel handelt.

Um diese Auffälligkeit für das Gehör des Zuhörers zu vermindern, ist die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung entwickelt worden. Diese RausehunterdrUckungsvorrlchtung unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 2 dahin, daß eine Vorverzerr- bzw. Anhebungsschaltung 23, eine Entzerrungsschaltung 33 und zwei Bewertungsschaltungen 24 und 34 vorgesehen sind. Die Entzerrungsschaltung 33 besitzt die in Fig. 4 durch di.e Kurve B dargestellte Betriebskennlinie, und sie wirkt zur Verringerung des Gewinns des Hochfrequenzbereichs unter weitgehender

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Untei'drückung von Störsignalen des Aufzeichnungsträgers, so daß dadurch die Störsignale kaum hörbar werden. Die Entzerrungsschaltung 33 dämpft bzw. unterdrückt Jedoch hierbei unweigerlich auch Musiktöne hoher Frequenz. Aus diesem Grund sollteAforverzerrungs- bzw. Annebungssehaltung 23 verwendet werden, welche eine Betriebskennlinie gemäß der Kurve A gemäß Fig. 4 besitzt, die der Kennlinie der Entzerrungsschaltung 33 entgegengesetzt ist. Wenn der Verstärkungsgrad bzw. Gewinn bei einem Signal ces Hochfrequenzbereichs während der Aufzeichnung angehoben wird, wird die Spitzenspanne gegenüber dem Sättigungssignalpegel im Aufzeichnungsträger bzw. -gerät 1 reduziert, wodurch die Wellenform des Signals verzerrt wird. Zur Vermeidung einer solchen Verzerrung werden die Bewertungsschaltungen 24 und 34, welche die Betriebskennlinie gemäß der Kurve C nach Fig. 4 besitzen, angewandt, um die Ansprechempfindlichkeit der Pegelfühler 22 und 33 auf Signale des Hochfrequenzbereichs anzuheben, wodurch die Eingangssignale in stärkerem Maß komprimiert bzw. verdichtet werden.

Wenn die Vorrichtung gemäß Fig. 3 Jedoch bei einem kompakt gebauten sog. Jfcssettenrecorder verwendet wird, kann sie das Hintergrund-Störsignal eines Signals aus den im folgenden genannten Gründen nicht wirksam verringert. Ein Jfassetten-Tonband, das nur Signale eines engen Frequenzbereiches aufzuzeichnen vermag, besitzt einen hohen (Eigen)-Rauschpegel und einen niedrigen Sättigungspegel. Wenn die aufgezeichneten Signale Töne eines einfachen Spektrums darstellen, wird das ihnen unterlegte Störsignal in auffälliger Weise moduliert. Wenn weiterhin ein Signal ein Spektrum, das sich über den gesamten hörbaren Frequenzbereich erstreckt, und einen hohen Pegel besitzt, wird seine Hochfrequenzkomponente gesättigt. Infolgedessen erhalten die von einem ffcssetten-Tonband wieder-

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gegebenen Töne einen dumpfen Klang.

Ein normaler !(pssettenrecorder besitzt den Frequenzgang gemäß Fig. 5. Je höher der Pegel eines aufgezeichneten Signals ist, um so stärker wird dabei ersichtlicherweise der Frequenzgang des wiedergegebenen Tons im Hochfrequenzbereich verschlechtert. Dies bedeutet, daß die Qualität des wiedergegebenen Tons mangelhaft ist, weil die Hochfrequenzkomponente eines Musiktons nicht wiedergegeben werden kann, wenn der aufgezeichnete Musikton, selbst wenn dieser nicht kodiert worden ist, einen hohen Pegel besitzt. Wenn ein kodiertes Signal aufgezeichnet wird, dessen Hochfrequenzkomponente angehoben worden ist, wird die Güte des aus dem kodierten Signal wiedergegebenen Tonsignals noch stärker verschlechtert.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Rauschunterdrückungsvorrichtung, die bei Verwendung in Verbindung mit einem kompakt gebauten Kassettenrecorder, d.h. (Kassetten-Tonbandgerät, stabil zu arbeiten vermag und die Qualitätsverschlechterung des vom ((assettenrecorder wiedergegebenen Tons weitgehend verringert.

Diese Aufgabe wird bei einer RauschunterdrUckungsvorrlchtung der vorstehend umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß aie als Kodierer zur Verdichtung

des dynamischen Frequenzbereichs eines zu Übertragenden Analogaudio- bzw. -tonsignals und einen Dekodierer zur Dehnung des verdichteten Analogtonsignals von einem Aufzeichnungs- oder Ubertragungsmedium aufweist, umd dadurch den dynamischen Frequenzbereich des Analogtonsignale wiederherzustellen, während das in diesem Analogtonsignal enthaltene Rausch- oder Störsignal herabgesetzt wird, daß der Kodierer einen ersten gesteuerten Verstärker aufweist,dessen Verstärkungsgrad, ebenso wie der Anhebungsgrad des Hochfrequenzbereichs des Analogtonsignals, ent-

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sprechend der Amplitude dieses Signals gesteuert wird, daß der Dekodierer einenzweiten gesteuerten Verstärker mit einer übertragungsfunktion aufweist, welche derjenigen des Verstärkers des Kodierers praktisch invers bzw. entgegengesetzt ist, daß der erste gesteuerte Verstärker einen ersten spannungsgesteuerten Verstärker zur Aufnnlune des Analogtonsignals, dessen Verstärkungsfaktor durch eine

erste Steuerspannung änderbar 1st, ein erstes Hochpassril¹ .»-ι , eine Einrichtung zur Ableitung einer Differenz zwlschnn den Ausgangssignalen des ersten spannungsgesteuerten Verstärkers und des ersten Hochpassfliters und einen eisten Begrenzer zur Begrenzung der ersten Steuerspannung om I.nnrh-Iaßbereich des Hochpassfilters in der Weise umfaßt, dnß dnc Verhältnis zwischen dem Auegangssignal des ersten spannung -gesteuerten Verstärkers und dem Ausgangssignal des ersten Hochpassttlteis nicht kleiner wird als 1, und daß der zweite gesteuerte Verstärker einen zweiten spannungegesteuerten Verstärker, dessen Verstärkungsfaktor entsprechend einer zweiten Steuerspannung änderbar 1st, ein zweites Hochpnssfliter mit einem an einen Ausgang des zweiten spannungsgesteuerten Verstärkers angeschlossenen Eingang, eine Einrichtung zum Addieren tozw. Hinzufügen eines zweiten Ana logs lgnnlr» zu einem Ausgangssignal des zweiten Hochpassfliters zur Abgabe des zusammengesetzten Signals an den zweiten spannung?- gesteuerten Verstärker und mit einer den zweiten spnnnungsgesteuerten Verstärker und das zweite Hochpaeefilter einschließenden positiven RUckkopplungsschlelfe, sowie einet) zweiten Begrenzer zur Begrenzung der zweiten Steuei-spannung in der Welse umfaßt, daß das Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Hochpassfilters und dem AusgangesIgnnl zweiten spomiungsgesteuerten Verstärkers nioht kleiner wird als 1 .

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Lm folgenden sind bevorzugte Ausführung«formen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bisher üblichen Rauschunterdrückungs vorrichtung,

1'¹Ig. 2 eine graphische Darstellung der Betriebskennlinien der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Kig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen, bisher üblichen Hfi uschunterdrückungs vorrichtung,

Fig. H eine graphische Darstellung der Betriebskennlinien der Einheiten bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Frequenzgangs eines gewöhnlichen !fasset ten -Tonbandgeräts,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Rauschunterdrückungsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. γ eine graphische Darstellung der Betriebskennlinien der die Vorrichtung nach Fig. 6 bildenden Einheiten,

Fig. 8 die Frequenzgangskurven des beim Kodierer der Vorrichtung nach Fig. 6 verwendeten gesteuerten Verstärkers,

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines beim Kodierer der Vorrichtung nach Fig. 6 verwendeten gesteuerten Verstärkers,

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-it 2 7 Λ 7 A 1 B

Fit*. 1o eine graphische Darstellung der Frequenzgangkurven des variabel ansprechenden Verstärkers gemäß Fig. 9,

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Frequenzgangkurven des beim Dekodierer der Vorrichtung gemäß Fig. 6 verwendeten gesteuerten Verstärkers,

Fig. 12 eine graphische Darstellung der Frequenzgangkurven eines variabel ansprechenden Verstärkers beim Dekodierer der Vorrichtung gemäß Fig. 6,

Fig. O ^eiⁿ Blockschaltbild eines gesteuerten Verstärkers, wie er beim Dekodiex-er der Vorrichtung gemäß Fig. 6 verwendet wird,

Fig. 14A ein Schaltbild eines in der Strombetriebsart arbeitenden, spannungsgesteuerten Verstärkers,

Fig. 14B ein Symbol für den speziellen Verstärker gemäß Fig. 14A,

Fig. 15 ein Schaltbild des variabel ansprechenden Verstärkers beim Kodierer unter Verwendung des in der Strombetriebsart arbeitenden, spannungsgesteuerten Verstärkers nach Fig. 14A,

Fig. 16 ein Schaltbild des beim Dekodierer vorgesehenen, variabel ansprechenden Verstärkers unter Verwendung des in der Strombetriebsart arbeitenden, spannungsgesteuerten Verstärkers gemäß Fig. 14A,

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Fig. iy eine graphische Darstellung der Frequenzgangkurven des variabel ansprechenden Verstärkers des gesteuerten Verstärkers gemäß Fig. 9, wobei der Verstärkungsgrad bzw. Gewinn G kleiner bleibt als OdB,

Fig. i8 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Rauschunterdrückungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 19 ein Schaltbild eines unilateralen bzw. einseitig wirkenden Begrenzers grundsätzlicher Bauart,

Fig. 2o ein Schaltbild eines weiterentwickelten unilateralen Begrenzers,

1'¹Ig. 21 Λ und 21B eine Eingangs signal-We Ilen form bzw. eine Ausgangssignal-Wellenform des Begrenzers gemäß Fig. 2o,

Fig. 22 ein Schaltbild eines variabel ansprechenden Verstärkers, der wahlweise anstatt der Verstärker gemäß Fig. I5 und 16 verwendbar ist,

Fl.-,. 2J> ein Schaltbild eines gesteuerten Verstärkers Viir den Kodierer, der eine S t rom/Spannung-W «nd lersclialtung aufweist und einen speziellen Frequenzgang besitzt,

h'l_tt. 24 ein Schaltbild eines gesteuerten Verstärkers für den Dekodierer, der mit einer Spannung 'Strom-Wandlerschaltung versehen ist und einen speziellen Frequenzgang besitzt,

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Pig. 2'J, ein Schaltbild eines gesteuerten Verstärkers, der wahlweise als gesteuerter Verstärker gemäß Fig. 23 und 2k verwendbar ist,

Flg. 26 ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des Verstärkers gemäß Fig. 25,

Fig. 27 ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des bei der Rauschunterdrückungsvorrichtung nach Fig. 18 verwendeten, gesteuerten Verstärkers gemäß Fig. 26,

Fig. 28 ein Schaltbild eines Beispiels für die Polaritätsschaltung gemäß Fig. 27,

Fig. 29 ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der gesteuerten Verstärker nach Fig. 25, 26 und 27,

Fig. 3°A und j5oB graphische Darstellungen zweier Bewertungs funktionen, die mit dem variabel ansprechenden Verstärker gemäß Fig. 29 erzielt werden,

Fig. 3I ein Schaltbild einer abgewandelten Ausfuhrungsform des gesteuerten Verstärkers nach Fig. 29,

Fig. 32 eine graphische Darstellung der Dämpfungskenrilinie des variabel ansprechenden Verstärkers gemäß Fig. 3I und

Fig. 33 ein Schaltbild einer weiter abgewandelten Ausführungsform des Verstärkers nach Fig. 3¹·

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Ähnlich wie die bisher übliche, in Fig. 3 gezeigte Störsignal- bzw. Rauschunterdrtickungsvorrichtung umfaßt die er-findungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 6 legelfühler 22, 23, eine Vorverzerrungsschaltung 23, eine Anhebungs- bzw. Entzerrungsschaltung 33 sowie Dewertungsschaltungen 24 und 34. Außerdem ist die Vorrichtung mit variabel ansprechenden bzw. ein veränderliches Ansprechverihalten besitzenden Verstärkern 21 und 31 versehen. Der Verstärker 21, der Pegeli'ühler 22, die Vorvezerrungsschaltung 23 und die Bewertungsschaltung 24 bilden einen Kodierer 2, während der Verstärker 31, der Pegelfühler 32» die Entzerrungsschaltung 33 ^una" üie Dewertungsschaltung 34 einen Dekodierer 3 bilden.

Die Ausgangssignale der Pegelfühler 22 und 32 werden an die variabel ansprechenden Verstärker 21 bzw. J>\ angelegt, um dadurch die Verstärkungsgrade und die Frequenzgänge dieser Verstärker 21 und 3I gleichzeitig zu steuern. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Vorverzerrungsschaltung 23. die Entzerrungsschaltung 33 ^unc* Jede Bewertungsschaltung 24 und 34 die in Fig. 7 durch die Kurven A, B und C angedeuteten Frequenzgänge.

Im Kodierer 2 bilden der variabel ansprechende Verstärker 21 und die Vorverzerrungsschaltung 23 einangesteuerten bzw. geregelten Verstärker 27. Ebenso bilden beim Dekodierer 3 üvv variabel ansprechende Verstärker 3I und die Entzerrungsschaltung 33 einen gesteuerten Verstärker 37·

ix*:· gesteuerte Verstärker 27 besitzt den Frequenzgang gemäß l'ig. 8. Wenn nämlich eine hohe Steuerspannung V an den variabel ansprechenden Verstärker 21 angelegt wird und dieser somit einen kleinen Gewinn bzw. Verstärkungsgrad G besitzt, wird der Verstärkungsgrad des Kodierers 2 Über den gesamten Hörfrequenzbereich reduziert, dabei jedoch bei höheren Frequenzen stärker verringert als bei niedrigen Frequenzen. Wenn dagegen eine niedrige Steuerspannung V an den variabel

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anspi'echenden Veistärker 21 angelegt wird und dieser somit einen hohen Verstärkungsgrad G besitzt, erhöht sich der Gewinn oder Verstärkungsgrad des Kodierers 2 über den gesamten hörbaren bzw. Tonfrequenzbereich hinweg, wobei er jedoch bei höheren Frequenzen stärker angehoben ist als bei niedrigen Frequenzen. Im erstgenannten Fall wird daher die Anhebung des Frequenzbands kleiner als im zuletztgenannten Fall.

Der variabel ansprechende Verstärker J>\ des Dekodierer J> besitzt eine übertragungsfunktion, die derjenigen des variabel ansprechenden Verstärkers 21 beim Kodierer 2 praktisch entgegengesetzt ist.

Die Pegelfühler 22 und 2j5 sind so ausgelegt, daß sie ein Ausgangssignal eines niedrigen Potentials in Abhängigkeit von einem Eingangssignal hohen Pegels und ein Ausgangssignal hohen Potentials in Abhängigkeit von einem Eingangssignal niedrigen Pegels erzeugen. Wenn somit ein Eingangssignal V^ mit niedrigem Pegel zum Kodierer 2 geschickt wird, verstärkt der Verstärker 21 den Pegel des Eingangssignals V. und insbesondere seine Hochfrequenzkomponente. Pas Ausgangssignal des Kodierers 2 wird sodann durch das Aufzeichnungsgerät auf dem Aufzeichnungsträger 1 aufgezeichnet und dabei mit Rauschen bzw. Störsignalen behaftet. Das vom Aufzeichnungsgerät 1 erhaltene Signal wird zum Dekodierer 3 geliefert, und durch den variabel ansprechenden Verstärker J>\ in seinem Fege] gesenkt, wobei dieser Verstärker eine übertragungsfunktion besitzt, welche derjenigen des variabel ansprechenden Verstärkers 21 des Dekodierers praktisch entgegengesetzt ist. Insbesondere wird dabei die Hochfrequenzkomponente des Signals bezüglich ihres Pegels stärker erniedrigt als die Niedrigfrequenzkomponente. Infolgedessen wird der Rauschpegel

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acts :;ignals auf dieselbe Weise wie bei der bisherigen Vorrichtung gemäß Flg. J5 herabgesetzt. Da die Anhebung des Hochfrequenzbereichs ausreichend groß ist, wird das Rauschenbzw. Slörsignal stärker verdichtet als es anderenfalls möglich wäre. Infolgedessen wird die Modulation des Störsignals weniger stark hörbar.

Wenn an den Kodiere!· 2 ein Eingangssignal V. eines hohen Pegels angelegt wird, verkleinert der variabel ansprechende Verstärker 21 den Pegel des Signals Vj, um dadurch die Spit^enspanne des Signalpegels ebenso zu vergrößern wie bei der bisher üblichen Rauschunterdrückungsvorrichtung. Da der l'i'gol der Hochfrequenzkomponente des Eingangssignals V. ::.Linker verkleinert wird als bei der Niederfrequenzkomponente, wird die Spitzenspanne der Hochfrequenzkomponente größer η la diejenige der Niederfrequenzkomponente. Außerdem kann das uurch Schwingung des Aufzeichnungsträgers 1 erzeugte Modula- \. ions-Störsignal reduziert werden. Im Dekodierer 5 wird der herabgesetzte Pegel des Eingangssignals V^ auf den ursprünglichen Wert angehoben.

Per gesteuerte Verstärker 27 kann die Frequenz-Entdämpfungskurve gemäß Fig. 8 besitzen. Es läßt sich sagen, daß der gesteuerte Verstärker 27 die Anhebung des Hochfrequenzbereichs dann stärker verringert, wenn die Steuerspannung V hoch ist und uer variabel ansprechende Verstärker 21 einen geringen Verstärk ungsgrad G gewährleistet, als dann, wenn die Steuerspannung V₁ niedrig ist und der Verstärker 21 einen großen Verstärkungs- ;-,ivui G besitzt.

Der· gesteuerte Verstärker 27 des Kodierers 2 kann einen spannungsgesteuerten Verstärker 81, einen Inversionsverstärker 82,

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Q.7.

ein Hochpassfliter 83 und eine Vorverz^rrungsschaltung 23 (Fig. 9) enthalten. Der· spannungsgesteuprte Verstärker 8i , der Inversionsverstärker 82 und das Hochpassfilter 83 bilden einen variabel ansprechenden bzw. ein variables Ansprechverhalten besitzenden Verstärker 21, welcher die Frequenz-Entdämpt'ungskur ve bzw. Frequenzgang-Kennlinie gemäß Fig. 1o besitzt. Der Gewinn bzw. Verstärkungsgrad G des spannungsgesteuerten Verstärkers 8*1 erhöht sich und verringert sich entsprechend der Steuerspannung V . Weiterhin ist eine Addierschaltung 84 vorgesehen, welche das Ausgangssignal des Verstärkers 81 und das über das Hochpassfilter 83 gelieferte Ausgangssignal des Inversionsverstärkers 82 zusammenaddiert. Im folgenden sei der Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 81 mit G und die Übertragungsfunktion zwischen einem Eingangssignal V,- sowie dem Ausgangssignal V_o1der Addierschaltung 84 mit H ( <U ) bezeichnet. Hieraus Iäi3t sich die folgende Gleichung aufstellen:

sl = c, -

In Gleichung (6) bedeuten S = j cj sowie (J , c und r eine Winkelfrequenz, die Kapazität des Kondensators C im Hochpassfilter 83 bzw. den Widerstandswert des Widerstands r im Hoohpassfilter 83.

Wenn das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Verstärkers 81 dann an die Vorverzerrungsschaltung 23 angelegt wird, wenn der Verstärkungsgrad G des variabel ansprechenden Verstärkers 21 dem Wert 1 oder mehr entspricht, wird die Anhebung des Hochfrequenzbereichs geringer, sobald der Verstärkungsgrad G des spannungsgesteuerten Verstärkers bei hoher

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üteuetspannung V niedrig ist. Dies ergibt sich ohne weiteres aus der in Fig. 1o dargestellten Fi'equeriz-Entdämpfungskurve des variabel ansprechenden Verstärkers 21. Wenn der Gewinnbzw. Verstärkungsgrad G des variabel ansprechenden Verstärkers 21 kleiner ist als 1, wird die Anhebung des Hochfrequenzbereichs bei niedrigem Verstärkungsgrad G des spannungsgesteuerten Verstärkers größer als bei einem hohen Vorstärkungsgrad G des spannungsgesteuerten Verstärkers. Dies stellt eine unerwünschte Auswirkung dar, die somit verhindert werden sollte. Der variabel ansprechende Verstärker 21 muß daher unter solchen Bedingungen eingesetzt werden, daß sein Verstärkungsgrad G niemals kleiner ist als 1, wodurch die Anhebung des Hochfrequenzbereichs bei niedrigem Veistärkungsgrad G kleiner gehalten werden kann als bei hohem Verstärkungsgrad G.

Der gesteuerte Verstärker 37 des Dekodierers 3 besitzt den Aufbau gemäß Fig. 1}. Die übertragungsfunktion H,(ul) zwischen einem Eingangssignal V^₂ ^und einen Ausgangssignal V_o2 läßt sich wie folgt darstellen:

^Hd^(ü)) - Z <⁷>

" l +scr

Der gesteuerte Verstärker 37 besitzt den in Fig. 11 dargestellten Frequenzgang, der demjenigen des Kodierers 2 gemäß Fig. 8 praktisch entgegengesetzt ist. Zu diesem Zweck besitzt der variabel ansprechende Verstärker 31 eine übertragungsfunktion H_d(u)» welche der entsprechenden, durch Gleichung (6) definierten übertragungsfunktion invers bzw. entgegengesetzt ist. Der variabel ansprechende Verstärker 31 mit dieser Übertragungsfunktion H_d(u/) zeigt eine Frequenz-Entdämpfungskurve gemäß Fig. 12, solange sein Verstärkungs-

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grad G bei 1 oder· mehl' bleibt.

In der· Fig. 9 und I3 sind die Werte oder Größen der Eingangs· und Ausgangssignale als Spannung angegeben. Die Eingangs- und Ausgangsimpedanz jedes dargestellten Blocks werden naher als unendlich bzw. Null betragend angesehen. Wenn der spannungsgesteuerte Verstärker· des^gesteuerten Verstärkers 27 oder· 37 den Strom eines Eingangssignals entsprechend der· Steuerspannung steuern soll, benötigt er· eine Vorrichtung zur Umwandlung des Stroms in Spannung. Es ist daher wünschenswert, daß der spannungsgesteuerte Verstärker so ausgelegt ist, daß er den Strom eines Eingangssignals, d.h. die Stromstärke, ohne eine Vorrichtung zur Umwandlung des Stroms in Spannung zu steuern vermag, wodurch der variabel ansprechende Verstärker 21 oder 5I einen einfachen Aufbau erhält und dennoch die Frequenz-Entdämpfungskurve bzw. die Frequenzgang-Kennlinie gemäß Fig. 1o oder 12 besitzen kann.

Fig. 14A veranschaulicht einen spannungsgesteuerten Verstärker, welcher den Strom eines Eingangssignals ohne eine Vorrichtung zur Umwandlung von Strom in Spannung zu steuern vermag. Dieser Verstärker umfaßt Transistoren Q₁ bis Q^., einen Differentialverstärker 141 und eine Konstantspannungsquelle 142. Die Transistoren Q₁ und Qp dienen zur Steuerung des Stroms eines Eingangssignals des spannungsgesteuerten Verstärkers, wobei sie mit ihren Emittern zusammengeschaltet üind. Ebenso sind die Emitter der Transistoren Q, und Q^ liusammengeschaltet. Die Basiselektroden der Transistoren Q₀ und Q, nehmen die Steuerspannung V · ab, während die Basiselektroden der Transistoren Q₁ und Q. an Masse liegen. Die Konstantspannungsquelle 142 ist zwischen die Emitter

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Uf?r Ti'ansistoren Q₁ und Q .,geschaltet. Die Eingangs klemme ucs Differentialverstärkers 1^1 ist an die Kollektoren der Transistoren Q. und Q-, angeschlossen, während seine Λ usgii ngsklemme
verbunden ist.

Ausgnngsklemme mit den Emittern der· Transistoren Q₁ und

K:; Si¹I angenommen, daß die vier Transistoren Q₁ bis Q^ des spannungsgesteuerten Verstärkers dieselbe Betriebscharak te ristik bzw.-Kennlinie besitzen. In diesem Fall ergibt sieh die folgende Gleichung:

I - -I χ _e<Vc+Vbe)/V_ O ¹X ^{x ε} ' T (8)

In Gleichung (8) bezeichnen die Ausdrücke V_T = r— und Vbe eine Vorspannung. Der spannungsgesteuerte Verstärker, bei (iem die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen der· Gleichung (8) entspricht, ist in den folgenden Figuren mit dem Symbol gemäß Fig. ^¹^B bezeichnet.

Im folgenden 1st ein variabel ansprechender Verstärker, welcher einen spannungsgesteuerten Verstärker der Art gemäß rig. 14A enthält und welcher eine Frequenz-Entdämpfungskurve gemäß Fig. 1o besitzt, anhand von Fig. 15 beschrieben. Ein variabel ansprechender Verstärker, welcher ebenfalls einen tipannungsgesteuerten Verstärker der Art gemäß Fig. 14A enthält und welcher die Frequenz-Entdämpfungskurve gemäß Fig. 12 besitzt, ist nachstehend anhand von Fig. 16 erläutert,

jv-r variabel ansprechende Verstärker gemäß Fig. 15 umfaßt einen Widerstand 151, einen spannungsgesteuerten Verstärker 1 ^r-2, eine Reihenschaltung 153. einen Operationsverstärker 1'Vl sowie einen Wider-stand 155- Der Widerstand I5I ist

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„ν. it. who π die Eingangsklemme η1 des variabel ansprechenden Verstärkers und die Eingangs klemme ri2 des spannungsgestouerten Verstärkers 152 geschaltet. Die Reihenschaltung VjJ bestem aus einem Widerstand H und einem Kondensator· C, die miteinander in Reihe geschaltet sind und sie ist zwischen die Eingangsklemme n1 und die Ausgangsklemme n3 cit'ii üpannungsgesteuerten Verstärkers 15? eingeschaltet. J)Io Ausgangsklemme nj5 des spannungsgesteuerten Verstärkers 1'x¹ ist mit der Eingangsklemme des Operationsverstärkers IM sowie mit seiner Ausgangsklemme n4 über den Widerstand 155 verbunden.

Der variabel ansprechende Verstärker gemäß Fig. 16 ist dem Verstärker nach Fig. 15 komplementär' ausgebildet. Er umfaßt einen Widerstand 161, einen spannungsgesteuerten Verstärker· 162, eine Reihenschaltung I6j5. einen Operationsverstärker 164 und einen Widerstand 165· Die Eingangsklemme ni dieses variabel ansprechenden Verstärkers ist über den Widerstand 161 mit der Eingangsklemme n2 des spannungsgesteuerten Verstärkers 162 und mit der· Ausgangsklemme n3 des Operationsverstärkers 164 über die Reihenschaltung I63 verbunden, die durch einen Widerstand R und einen Kondensator C gebildet wird, welche miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Ausgangsklemme nh des spannungsgesteuerten Verstärkers 162 ist mit dem Operationsverstärker 164 und über den Widerstand 16S mit der Ausgangsklemme n~5, nämlich mit der Ausgangsklemme dieses variabel ansprechenden Verstärkers, verbunden.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des variabel ansprechenuen Verstärkers gemäß Fig. 15 beschrieben. Die Spannung V. eines Eingangssignals wird durch den Widerstand 15I in einen Strom I. umgewandelt, der sich durch folgende Gleichung

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η ι nut rücken läßt:

^{1 R}u

In dieser Gleichung bedeutet K₁₁ den Widerstandswert des Widerstands I5I·

Der otrom I₁ wird dann an den spannungsgesteuerten Verstärker 1^[>- angelegt und mit einem Verstärkungsgrad G multipliziert, der durch die an den spannungsgesteuerten Verstärkers 152 angelegte Steuerspannung V₁ bestimmt wird und sich wie folgt ausdrücken läßt:

G « -EXPl(Vc₁+ v_be)A_T]

Die Ausgangsklemme nj5 des spannungsgesteuerten Verstärkers wird mit dem Strom GI₁ beschickt.

Hierbei ist die Eingangsspannung V. durch die Reihenschaltung 153 i-¹¹ einen Strom Ip umgewandelt worden, der sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

jtocV
^x

2 1+jiücR

Der Strom GI₁ und der Strom Ip fließen somit gemeinsam zur Autignngsklemme η 3 des spannungsgesteuerten Verstärkers 152. Dies bedeutet, daß die Ausgangsklemme nj> mit dem folgenden otrom beschickt wird:

,„ ie .

(Gs + ι

Da beide Ströme GI₁ und I₂ über den Widerstand 155 fließen, wird die folgende Beziehung zwischen der Eingangsspannung V, und der Ausgangsspannung V hergestellt:

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, __R

JU)C(RG

1 +

ι: ιί loser Gleichung bedeutet H ._n den Widerst?iiun:wert des ¹ -' '■ 1%. Hierbei sei der Ausdruck -Ir^-G mit

u und H₁O (-H) mit. r bezeichnet. Die Gleiohunp, (9) wird iiann i<ient isch mit {] lelchunir ((). Die De zeichnung; dna Ausdrucks - ^ G als t] ist nllgemein zulässig, und die Be-.piciinung voll'·'' H._n als r bed(?utet, daß oe mit einer Konstante multipliziert wird. ie

Aus diesem Grund kann Gleichung (9) als der Gleichung (C) äquivalent angesehen werden, wobei der variabel ansprechende Verstärker gemäß Fig. 1 i> die Frequeriz-Entdämpfungskurve b.,w . die Frequenzgang-Kenn Ii nie gemäß FJg. 1o zeigt.

Nachstehend ist nunmehr die Arbeitsweise des variabel ansprechenden Verstärkers nach Fig. 16 beschrieben. Hierbei sei uer Verstärkungsgrad des spannungsgesteuerten Verstärkers U.' mit Gi bezeichnet. Die Spannung V., eines Eingangssignals

V wird durch den Widerstand 161 in einen Strom Id umgewan-

R₂₂

deIt, während die Ausgangsspannung durch die Ausgangsschaltung H 3 in einen Strom ^ *** ^c od umgewandelt wird. Die Ein-

UjJcR
;·; η ng s klemme n2 des spannungsgesteuerten Verstärkers 162 wird unher mit einem Strom I_1d beschickt, der sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

ld R₂₂ 1+JU)CR

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ORIGINAL INSPECTED

2⁰I

Γι. IiLt-O(M¹ Gleichung gibt H₀^ den Widerstandswert des Widerstands 161 an.

IJ(M- oi.rom I₁ . wird durch den spannungsgosteuerten Verstärker U.'' verstärkt, und die Ausgangskhnme n4 wird mit eLnem Strom Ij, beschickt, der sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

2d

Der ;7itrom I₀ , wird du rc Ii den Operationr.voj stärker 16^ und non Widerstand 16S in eine Spannung V . umgewandelt, welches folgender· Gleichung entspricht:

In dieser Gleichung bedeutet Rp. den Widerstandswert des Widerstands I65. Gleichung (1o) läßt sich zu folgender Gleichung umschreiben:

^Vid

*5

" ^K22

wenn in dieser Gleichung R₃₁ und Rp₂ in R₁₁ bzw. R₁₂ umgewandelt werden, und G. als 1/G ausgedrückt wird, ergibt sich der Ausdruck H_d1((j) gemäß Gleichung (9) wie folgt:

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1 j
R₂₂ '1/G₁ + jene

₂₂

G +

Hierdurch wird belegt, daß der variabel ansprechende Verstärker gemäß Fig. 16 die Frequenz-Entdiünpfungskurve gemäß FI/;. 12 besitzt.

Wenn die variabel ansprechenden Verstärker gemäß Fig. 15 und 16 bei der· Rauschunterdrückungsvorrichtung nach Fig. 6 benutzt weiden, erhält die Vorrichtung einen einfachen Aufbau, während mit ihr dennoch das Signa l/Rauschen-Verhältnis so vorbessert werden kann, daß das modulierte Störsignal kaum hörbar· wird. Mit anderen Worten: Bei Verwendung der in der Strombetriebsart arbeitende^ variabel ansprechenden Verstärker nach Fig. 15 und 16 kann die Rauschunterdrückungsvorrichtung mit weniger Bauteilen in einer kleineren Zahl von Arbeitsgängen hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine kostensparende Rauschunterdrückungsvorrichtung geboten werden, die mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.

Beim gesteuerten Verstärke]¹ gemäß Fig. 9 entspricht die Kennlinie (V₀₁ - V^₁) bei Auswertung in einem Bereich von -G ς _ü der Kennlinie gemäß Fig. 17, wenn R als R,. gesetzt

R '¹

wird. Dies bedeutet, daß bei Anlegung eines Eingangssignals hohen Pegels der Verstärkungsgrad -G übermäßig stark verringert wird, und wenn der Verstärkungsgrad -G kleiner wird als

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λ.. H,wird das Ansprechen im Hochfrequenzbereich stärker angehoben als im Mittel- bzw. Niederfrequentereich. Infolgedessen tritt im Hochfrequenzbereich eine Signal-VCiZerrung und ebenso eine Modulation des Störsignals auf. Da -G eine der Größe -G- reziproke Zahl ist, ist -G, größer als H/R, j, so lange -G im spannungs-? steuerten Verstärker ues Iekodierers 3 kleiner bleibt als H../R. Die Arbeitsweise des spannungsgesteuerten Verstärkers wird daher instabil, weil der gedachte Teil des Nenners einer übertragungsfunktion gemäß Gleichung (11) des spannungsgesteuerten Verstärkers negativ wird. Zur Vermeidung dieses Zustands sollten die Spannungen V ., V ρ für die Ansteuerung des spannungagesteuerton Verstärkers auf einen entsprechenden, passenden Wert begrenzt werden.

Fig. 18 ist ein Blockschaltbild einer ßtörsignal- bzw. !i'ujsehunterdrückungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsfonn der Erfindung, die mit zwei Begrenzern ?5 und 35 versehen 1st, welche die Spannungen V . und V _? zu steuern vermögen. Der Begrenzer 25 ist zwischen einen variabel ansprechenden Verstärker 21 und einen Pegelfühler 22 eingeschaltet, während der Begrenzer 35 zwischen einem variabel ansprechenden Verstärker 31 und einen Pegelfühler 32 angeordnet ist. Jeder Begrenzer ist eine unilaterale bzw. einseitig wirkende Konstruktion mit dem Grundaufbau gemäß Fig. 19· Ihr genauer Aufbau ist in Fig. 2o dargestellt.

Grunds ätzlieh besteht jeder Begrenzer gemäß Fig. 19 aus einer· Eingangs klemme I9I, einem Widerstand 192, einer Diode 193, einer Stromquelle 19^ und einer Ausgangsklemme 195· Wenn eine an der Eingangsklemme I9I anliegende Eingangsspannung V₁ niedriger ist als die Spannung der Stromquelle 194, wird sie durch den Widerstand I92 an die Ausgangsklemme 195 angelegt, um dann als Steuerspannung V zu wirken. Wenn die

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V₁ höher ist als die St wird die Ausgangespaanung durch die Diode 193 und die Spannungsquelle i^H angeklammert. Der Unterschied zwischen uoi· Eingangsspanniing V, und der S tromque Heizspannung wind somit über die Diode 193 zur Stromquelle 19*1 aisgeleitet. Hierbei erscheint eine begrenzte Steuerspannung V an der Ausgangskleeae 195-

CJemäß Fig. 2o besteht jeder Begrenzer in der Praxis aus einer Eingangskltiinme 2o1, einem Widerstand 2o2, einer Diode 2oj5, einem Transistor 2oM, einem Widerstand 2ofj. einem Wide j'Stand 2o6 und einer Ausgangsklemme 2o7- Wenn hierbei der Vorwärts- b^w. Durchlaßspannungsabfall der Diode 2o^ und die Basis-Emitterspannung des TransJstors 2o4 mit V_n bzw. ν_πϋ bezeichnet werden, liefert der Begrenzer· eine begrenzte Steuerspannung Vp, die sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

^VC ~ ^VI ^{+ V}3K ^{+ V}D

Wenn eine Eingangsspannung V^ gemäß Fig. 21A an die Eingangsklt'irune 2o1 angelegt wird, liefert der Begrenzer eine Ausgfingsspannung V gemäß Fig. 21B.

Die Begi-enzer 25 una ^5 brauchen nicht auf die unilaterale Konstr'uktJ on ceniäß Fig. 2o beschränkt zu sein. Bei der Rauschunterdrückungsvorrichtung gemäß Fig. 18 kann jeder beliebige Begrenzer benutz- werden, sofern er die Steuerspannung eines spnnnungsgesteuerten Verstärkers so zu begrenzen vermag, uai3 die Anhebung innerhalb eines optimalen Bereichs erhöht vermindert wird.

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Anstelle zweier variabel ansprechender Verstärker, von denen dor eine für den Kodierer und der andere für den Dekodiefer vorgesehen ist, kann ein einziger variabel ansprechender Verstärker so ausgebildet sein, daß er wahlweise bzw. abwechselnd auf den Kodierer oder den Dekodierer einwirkt, wodurch die Zahl der die RauschunterdrückungsvorrlchtUnir bildenden Bauteile weiter verringert wird. Fig. 22 veranschaulicht einen derartigen variabel ansprechenden Verstärker. Gemäß Fig. 22 besteht dieser Verstärker aus einer Eingangsklemme IN, einer Zweiklemmenschaltung 22oF, in

Helhe geschalteten Widerständen 221 und 222, einem Kondensator 223, einem spannungsgesteuerten Verstärker 224, einem Kondensator 225, Widerständen 226 und 227, einem Operationsverstärker 228, einem Schalter 229, einer weiteren Zweiklemmenschaltung 22oG und einer Ausgangsklemme OUT.

Beim variabel ansprechenden Verstärker gemäß Fig. 22 ist die Eingangsklemme IN mit der Zweiklemmenschaltung 22oF und über die Widerstände 221 und 222 mit der einen Elektrode des Kondensators 22) verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 223 1st an die Ausgangsklemme des spannungsgesteuerten Verstärkers 224 angeschlossen. Die Ausgangsklemme 22oF ist mit der Eingangsklemme des spannungsgesteuerten Vei stärkers 224 und weiterhin über den Kondensator 225 mit einer Klemme des Widerstands 226 verbunden. Die andere Klemme des Widerstands 226 liegt an der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 228 über den Widerstand 227. Die Widerstände 22o und 227 sind miteinander in Reihe geschaltet. Der Schalter 229 besitzt einen bewegbaren Kontakt und zwei feststehende Kontakte e und d. Der bewegbare Kontakt liegt an Masse, während die feststehenden Kontakte e und d mit der Verzweigung zwischen den Widerständen 226 und 227 bzw. der

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Verzweigung zwischen den Widerständen 221 und 222 verbunden sind. Die Ausgangsklemme des spannungsgesteuerten Verstärkers 224 ist an die Eingangskiemine des Operationsverstärkers 228 und außerdem an die Ausgangsklemme der Zweikleramenschaltung 22oG angeschaltet. Die Eingangsklemme dieser Schaltung 2?oG ist mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 228 verbunden.

Wenn der bewegbare Kontakt des Schalters 229 an den feststehenden Kontakt e angelegt wird, beginnt der variabel ansprechende Verstärker· gemäß Fig. 22 auf dieselbe weise zu arbeiten wie der Verstärker nach Fig. 1'3· Dies bedeutet, daß nämlich die Zweiklemmenschaltungen 22oF und 22oG den Widerständen 151 bzw. 155 des Verstärkers nach Fig. 15 äquivalent sind. Außerdem entspricht die Summe der Widerstandswerte der Widerstände 221 und 222 dem Widerstandswert des Widerstands R der Schaltung 153 nach Fig. I5* wahrend der Kondensators 223 dem Kondensator C der Schaltung I53 nach Fig. 15 entspricht. Während der bewegbare Kontakt mit dem feststehenden Kontakt e in Berührung bleibt, ist die aus dem Kondensator 225 und dem Widerstand 226 gebildete Reihenschaltung am einen Ende aji Masse gelegt und mit der anderen Seite an den spannungsgesteuerten Verstärker 224 angeschlossen. Dies bedeutet, daß der spannungsgesteuerte Verstärker 224 mit Massepotential vom Kondensator 225 gespeist wird. Infolgedessen fließt kein Strom über Kondensator 225 und Widerstand 226, so daß diese Bauteile 225, 226 als nicht vorhanden angesehen werden können. Außerdem kann der Widerstand 227, welcher die Last für den Ausgang des Operationsverstärkers 228 darstellt, als nicht vorhanden betrachtet werden, wenn sein Widerstandswert I00 Ohm oder mehr beträgt. Der variabel

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ansprechende Verstärker 1st daher In dieses Zustand den Verstärker gemäß Pig. 15 äquivalent.

Wenn der bewegbare Kontakt des Schalters 229 auf den feststehenden Kontakt d umgelegt wird, beginnt der variabel ansprechende Verstärker nach Flg. 22 auf dieselbe Welse /.u arbeiten wie der Verstärker nach Pig. 16. Unter diesen Bedingungen können die Widerstände 221 und 222 sowie der Kondensator 223 als nicht vorhanden betrachtet werden. Wenn daher die Zweiklemmenschaltungen 22oP und 22oG wie der Verstärker nach Fig. 16 die Widerstandswerte Rp₂ bzw. R₂₁ besitzen, wird der variabel ansprechende Verstärker nach Flg. 22 dem Verstärker gemäß Flg. 16 äquivalent.

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27Λ7Α15

Genauer gesagt, entspricht die Zweiklemmenschaltung 22OF dem Widerstand 151 des Verstärkers gemäß Fig. 15 und dem Widerstand 161 des Verstärkers gemäß Fig. 16, so daß der Widerstandswert R₁₁ des Widerstands 151 dem Widerstandswert R₀₂ des Widerstands 161 gleich ist. Ebenso entspricht die Zweiklemmenschaltung 22 G den Widerständen 155 und 165, wobei der Widerstandswert R₁- dem Widerstandswert R-₁ gleich ist.

Die Zweiklemmenschaltungen 22OF, 22OG, können aus Schaltkreisen mit jeweils derselben Funktion bestehen, wenn sie als Kodierer bzw. Dekodierer umgeschaltet werden. Wenn diese Schaltungm22OF, 22OG Widerstände sind, brauchen sie nur den folgenden Beziehungen genügen:

F(S) - R₁₅₁ = R G(S) -

Wenn die Schaltungen 22OF und 22OG keine reinen Widerstände sind, ist es auch möglich, die Größen F(S) und G(S) umzuschalten. Wenn daher die Größen F(S) und G(S) in der Kodierbetriebsart als Fe (S) , Ge(S), und in der Dekodierbetriebsart als Fd (S), Gd (S) bezeichnet werden, müssen sie den folgenden Beziehungen genügen:

Fe(S) » Gd(S) Ge(S) β Fd(S)

Wie erwähnt, wird die Modulation eines Störsignalpegels problematisch, wenn ein Eingangssignal einen niedrigen Pegel besitzt^ und die Sättigung einer Hochfrequenzkomponente eines Eingangssignals wird problematisch, wenn das Eingangssignal einen hohen Pegel besitzt. Es ist daher wünschenswert, daß die Anhebung verstärkt wird, wenn das Eingangssignal einen hohen Pegel besitzt, dagegen aber verringert wird, wenn das Eingangssignal einen niedrigen Pegel hat. Kurz gesagt, sollte die Anhebung entsprechend dem Pegel des Eingangs-

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? 7 U7 A 1

signals geändert werden. Für diesen Zweck können der gesteuerte Verstärker, welcher den variabel ansprechenden Verstärker und die Vorverzerrungsschaltung für den Kodierer enthält, sowie der gesteuerte Verstärker, welcher den variabel ansprechenden Verstärker und die Entzerrungsschaltung für den Dekodierer umfaßt, gemäß Fig. 23 bzw. 24 vorteilhaft sein.

Gemäß Fig. 23 weist der gesteuerte Verstärker für den Kodierer einen Operationsverstärker 231 und einen spannungsgesteuerten Verstärker 232 mit einer Vierklemmenschaltung auf. Der spannungsgesteuerte Verstärker 232 wird durch eine Steuerspannung V angesteuert, und er liefert einen Strom, welcher das

G -fache des über den Widerstand R. zu ihm fließenden Stromes e i

beträgt. Sein Aufbau entspricht demjenigen gemäß Fig. 14A. Unter Benutzung der Symbolik gemäß Fig. 23 kann die Ubertragungsfun ktion des gesteuerten Verstärkers nach Fig. 23 wie folgt ausgedrückt werden:

SC R SC (R + |) + 1

_β 5_c - r . e e 4'

v. ^rT³B se R + r * sc"~r +~I

ix r r e e

Wenn in Gleichung (12) ^—G = G gilt, wird die durch den Wert im ersten Faktor angegebene Frequenzendämpfungskurve gemäß Fig. 10 mit G als Parameter ausgedrückt. Der rechte Faktor bzw. Ausdruck von Gleichung (12) gibt die statische Vorverzerrung bzw. Voranhebung im Hochfrequenzbereich an. Der gesteuerte Verstärker gemäß Fig. 23 gewährleistet die gewünschte Frequenzentdämpfungskurve, wenn der Verstärkungsfaktor G des spannungsgesteuerten Verstärkers 232 so gesteuert ist, daß er bei niedrigem Pegel des Eingangssignals hoch ist und bei hohem Pegel des Eingangssignals niedrig ist.

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38 27Λ7ΛΊ 5

Gemäß Fig. 24 umfaßt der gesteuerte Verstärker für den Dekodierer einen spannungsgesteuerten Verstärker 241, einen Operationsverstärker 242 und dieselbe Vierklemmenschaltung gemäß Fig. 23. Der spannungsgesteuerte Verstärker 241 wird durch eine Steuerspannung V angesteuert, und er liefert einen Strom entsprechend dem G,-fachen des EingangsStroms. Die umgekehrte bzw. inverse übertragungsfunktion dieses gesteuerten Verstärkers läßt sich"unter Benutzung der Symbole gemäß Fig. 24 wie folgt ausdrücken:

^SCe<^Re

^Ge 1
Wenn in Gleichung (13) gilt ^r- = ■=—r—* kann belegt

κ, κ_·α,'

V ι f d

werden, daß _^i der übertragungsfunktion des gesteuerten Ver

V
stärkers für Sen Kodierer gemäß Fig. 23 genau invers bzw.

reziprok ist.

Wenn weiterhin in Gleichung (13) gilt = ■ = G wird

^Kf ^Ad die durch den ersten Klammerwert in Gleichung 13 angegebene Frequenzentdämpfungscharakteristik bzw. -kurve gemäß Fig. 12 mit G als Parameter ausgedrückt.

Anstelle dieser beiden gesteuerten Verstärker gemäß Fig. 23 und Fig. 24 kann ein einziger gesteuerter Verstärker benutzt werden, der abwechselnd für den Kodierer oder den Dekodierer wirksam wird. Ein solcher, variabel ansprechender Einzelverstärker kanu den Aufbau gemäß Fig. 25 besitzen.

Gemäß Fig. 25 weist der gesteuerte Verstärker einen ersten Widerstand R₁, der zwischen eine erste Verzweigung n1 und eine zweite Verzweigung n2 eingeschaltet ist, einen zwischen die zweite Verzweigung n2 und eine dritte Verzweigung n3 eingeschalteten zweiten Widerstand R», einen spannungsgesteu-

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erten Verstärker 250 derart gemäß Fig. 14A und einen Operationsverstärker 251 auf, dessen Inversionseingang und -ausgang mit einer vierten Verzweigung n4 bzw. einer fünften Verzweigung n5 verbunden sind. Der gesteuerte Verstärker umfaßt weiterhin einen dritten Widerstand R₃, der zwischen eine fünfte Verzweigung n5 und eine sechste Verzweigung n6 eingeschaltet ist, sowie einen vierten Widerstand R₄, der zwischen einer sechsten Verzweigung n6 und der vierten Verzweigung n4 liegt. Weiterhin sind drei Schalter 252, 253 und 254 vorgesehen. Ein fünfter Widerstand R,- und ein erster Kondensator C₁ bilden eine Reihenschaltung, die zwischen den ersten Schalter 252 und del», zweiten Schalter 253 eingeschaltet ist. Ebenso bilden ein sechster Widerstand R, und ein zweiter Kondensator C- eine Reihenschaltung , die zwischen die sechste Verzweigung n6 und den dritten Schalter 254 eingeschaltet ist, während ein siebenter Widerstand R und ein dritter Kondensator C₃ eine weitere Reihenschaltung bilden, die zwischen die zweite Verzweigung n2 und de* dritten Schalter 254 eingeschaltet ist.

Beim gesteuerten Verstärker nach Fig. 25 verstärkt der spannungsgesteuerte Verstärker 250 einen Eingangsstrom um einen durch eine Steuerspannung V bestimmten Stromverstärkungsfaktor. Der verstärkte Strom fließt dann zur Verzweigung n4. Die Schalter 252, 253 und 254 besitzen jeweils einen bewegbaren Kontakt, einen feststehenden Kontakt e für den Kodierer und einen feststehenden Kontakt d für den Dekodierer. Der bewegbare Kontakt, der feststehende Kontakt e und der feststehende Kontakt d des ersten Schalters 252 sind mit dem fünften Widerstand R₅, der ersten Verzweigung n1 bzw, der dritten Verzweigung n3 verbunden. Die betreffenden Kontakte des zweiten Schalters 253 sind an den ersten Kondensator C₁, die vierte Verzweigung n4 bzw. die fünfte Verzweigung n5 angeschlossen. Beim dritten Schalter 254 sind die entsprechenden Kontakte mit Masse, mit der sechsten Verzweigung n6 über den sechsten

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Widerstand R_c und den zweiten Kondensator C„ bzw. der

O Δ

zweiten Verzweigung n2 über den siebenten Widerstand R_ und den dritten Kondensator C, verbunden.

Die erste Verzweigung n1 und die fünfte Verzweigung n5 wirken als Eingangs-bzw. Ausgangsklemmen des gesteuerten Verstärkers nach Fig. 25. Die Steuerspannung V dient zur Steuerung oder Regelung des Verstärkungsgrades und des Frequenzgangs des gesteuerten Verstärkers jeweils gleichzeitig. Der bewegbare Kontakt jedes Schalters ist jeweils auf einen feststehenden Kontakt e oder g umgelegt. Außerdem werden Polarität und Vorspannungswert der Steuerspannung V gleichzeitig umgeschaltet bzw. geändert. Auf diese Weise vermag der variabel ansprechende Verstärker gemäß Fig. 25 zwei Ubertragungsfunktionen zu gewährleisten, die zueinander invers bzw. entgegengesetzt sind.

Wenn nämlich die bewegbaren Kontakte der Schalter 252, und 254 an den jeweils zugeordneten feststehenden Kontakt e angelegt sind, beginnt der gesteuerte Verstärker für den Kodierer zu wirken. Wenn unter diesen Bedingungen die Beziehung R₁ + R₂ = R_±, R₅ = R_r, C₁ = C^, C₂ = C_&, R_g = R und R₃ = R. = R/2 zutrifft, wird der variabel ansprechende Verstärker dem Verstärker gemäß Fig. 23 genau äquivalent. Wenn die bewegbaren Kontakte der Schalter 252 bis 254 auf den jeweils zugeordneten feststehenden Kontakt d umgelegt sind, beginnt der gesteuerte Verstärker als Verstärker für den Dekodierer zu wirken. Wenn unter diesen Bedingungen die Beziehung C, = C , R₇ = R und R₁ = R₀ = R/2 gilt, wird der variabel ansprechende Verstärker dem Verstärker nach Fig. 24 genau äquivalent.

Kurz gesagt, kann der gesteuerte Verstärker gemäß Flg. 25 zwei zueinander inverse bzw. zwei entgegengesetzte Ubertragungsfunktionen erfüllen, wenn Polarität und Vorspannungswert der Steuerspannung V gleichzeitig umgeschaltet werden,

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so daß den folgenden Bedingungen genügt wird:

(1) R₁ - R₂ - R₃ - R₄ » - (R₁ > R « R)

(2) R₅ - R_r

(3) C₁-C,

(4) C₂-C₃- C_e

(5) R₆-R₇-R₀

Die Widerstände R₁, R₂ und R₇ sowie der Kondensator C₃ bilden die Schaltung F (S) 220 F nach Fig. 22, und die Widerstände R₃, R₄ und Rg sowie der Kondensator C₂ bilden die Schaltung G(S) 22OG nach Fig. 22.

Fig. 26 veranschaulicht einen weiteren variablen Verstärker, der wahlweise bzw. abwechselnd für den Kodierer und den Dekodierer zu wirken vermag. Dieser Verstärker entspricht mit Ausnahme der im folgenden beschriebenen Punkte dem Verstärker nach Fig. 25. Zunächst kann dabei ein erster Schalter 261 mit seinen feststehenden Kontakten e und d an die sechste Verzweigung n6 bzw. die zweite Verzweigung n2 angeschlossen sein und mit seinen bewegbaren Kontakten über einen Kondensator C uni einen Widerstand R apt Masse liegen, vorausgesetzt, daß gilt C₂ = C₃ und R, = R-. Weiterhin wird ein zweiter Schalter 262 für die Schalter 252 und 253 des Verstärkers gemäß Fig. 25 verwendet, welche bestimmen, ob die Reihenschaltung aus dem fünften Widerstand R- und dem ersten Kondensator C₁ zwischen die Verzweigungen 1 und 4 oder zwischen die Verzweigungen 3 und 5 geschaltet sein soll. Wenn der bewegbare Kontakt des zweiten Schalters 262 an den feststehenden Kontakt e umgelegt wird_f' können die zwischen die Knotenpunkte bzw. Verzweigungen 3 und 5 geschalteten

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Widerstände nebst den Kondensator als äquivalent nicht vorhanden angesehen werden.

Eine gegenüber der Vierklenunenschaltung gemäß Fig. 25 abgewandelte Vierklenunenschaltung kann bei der Rauschunterdrückungsvorrichtung gemäß Fig. 18 verwendet werden, die auf die in Fig. 27 dargestellte Weise mit Begrenzern versehen ist. Diese Vorrichtung weist fünf Schalter 271, 272, 273, 274 und 279 mit jeweils einem bewegbaren Kontakt, einem feststehenden Kontakt e für den Kodierer und einem feststehenden Kontakt d für den Dekodierer auf. Wenn die bewegbaren Kontakte dieser Schalter in Anlage gegen den jeweiligen feststehenden Kontakt e umgelegt sind, arbeitet die Rauschunterdrückungsvorrichtung für den Kodierer. Während des Kodiervorgangs wird ein Eingangssignal von einer Eingangsklemme 275 über den spannungsgesteuerten Verstärker 250 und den Operationsverstärker 251 an eine Ausgangsklemme 280 angelegt. Das Ausgangssignal wird weiterhin über den Schalter 274 zu einem Pegelfühler 277 geliefert. In diesem Zustand entsprechen der spannungsgesteuerte Verstärker 250 und der Operationsverstärker 251 dem gesteuerten Verstärker 21 der Rauschunterdrückungsvorrichtung gem. Fig. 18. Der Pegelfühler 277 umfaßt den Pegelfühler 22 und die Bewertungsschaltung 24.

Die Ausgangsspannung des Pegelfühlers 277 wird an einen Begrenzer 276 angelegt, der einen ähnlichen Aufbau besitzt, wie der Begrenzer gemäß Fig. 20. Die Ausgangsspannung des Pegelfühlers 277 wird durch einen Verstärker 2761 verstärkt und dann durch ein aus Widerständen 2762, 2763 und 2766 bestehendes Dämpfungsglied gedämpft. Die Verzweigung zwischen den Widerständen 2762 und 2763 ist über eine Diode D und einen Widerstand 2764 an eine Spannungsguelle -V™ anaeschlossen,

.EjCi "

Die Kathode der Diode D ist mit dem Emitter eines Transistors

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"" 27A7A15

TR verbunden, dessen Basis mit einer variablen Vorspannung von einem Potentiometer 2765 beaufschlagt wird. Der Begrenzer 276 verstärkt das Ausgangssignal des Pegeldetektors 277, und die Diode D begrenzt die Amplitude der einen hohen Pegel besitzenden Komponente des verstärkten Ausgangssignals vom Pegelfühler 277, Da das Dämpfungsglied das Ausgangssignal des Pegelfühlers 277 auf den ursprünglichen Pegel dämpft, bleibt die übertragungsfunktion de's Begrenzers 276 bei 1 , während der Begrenzer in den unwirksamen Zustand gesetzt ist. Das Ausgangssignal des Begrenzers 276 wird als Steuerspannung V über eine Polaritätsschaltung 278 dem spannungsgesteuerten Verstärker 250 eingesp eist. Der genaue Schaltungsaufbau der Schaltung 278 ist in Fig. 28 dargestellt. Aufbau und Arbeitsweise einer solchen Schaltung sind an sich bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung an dieser Stelle erübrigt.

Wenn die bewegbaren Kontakte der Schalter 271, 272, 273, 274 und 279 an den jeweiligen feststehenden Kontakt d umgelegt werden, beginnt die Rauschunterdrückungsvorrichtung für den Dekodierer zu wirken. Während des Dekodiervorgangs wird ein an die Eingangsklemme 275 angelegtes Analogsignal über den Schalter 274 unmittelbar dem Pegelfühler eingegeben. Sodann wird die Steuerspannung V vom Begrenzer 276 über die Polaritätsschaltung 278 an den spannungsgesteuerten Verstärker 250 angelegt. In diesem Fall ist die Ausgangspolarität der Schaltung 278 derjenigen beim Kodiervorgang entgegengesetzt. Unter diesen Bedingungen arbeiten der spannungsgesteuerte Verstärker 25O und die diesem vorgeschalteten Schaltungen auf dieselbe Weise wie der gesteuerte Verstärker 31 der Vorrichtung gemäß Fig. 18, wobei der Pegelfühler 277 und der Begrenzer dem Pegelfühler 32 bzw. der Bewertungsschaltung 34 und dem Begrenzer 35 der Vorrichtung nach Fig. 18 entsprechen.

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Die gesteuerten Verstärker nach Fig. 25, Fig. 26 und Fig. 27 benötigen jeweils zwei Schalter oder mehr, obgleich sie abwechselnd bzw. wahlweise als Kodierer und als Dekodierer zu arbeiten vermögen. Aufgrund des Vorhandenseins der zahlreichen Schalter besitzen diese gesteuerten Verstärker einen vergleichsweise komplizierten Aufbau, Zur Verkleinerung der Zahl der nötigen Schalter kann eine Schaltung der Art gemäß Fig. 29 verwendet werden.

Die Schaltung gemäß Fig. 29 umfaßt eine Eingangsklemme I, Kondensatoren C und C , Widerstände R, P₁, R₂ und R , eine Pufferschaltung 281, einen variabel ansprechenden Verstärker für Kodierer/Dekodierer 282, eine weitere Pufferschaltung 283, einen Schalter 284 und eine Ausgangsklenune 0, Die Eingangsklemme I ist an die Pufferschaltnng 281 über den Kondensator C und den Widerstand R angeschlossen, die zueinander parallel geschaltet sind. Die Ausgangsklenune der Pufferschaltung 281 ist mit dem variablen Verstärker 282 verbunden, dessen Ausgangsklemme über den Widerstand R_ mit der Eingangsklemme der Pufferschaltung 283 und über den Widerstand R sowie dem Kondensator C mit einem feststehenden Kontakt 284A des Schalters 284 verbunden ist. Der andere, feststehende Kontakt 284B des Schalters 284 ist über den Widerstand R₁ an die Eingangsklemme der Pufferschaltung 281 angeschlossen. Der bewegbare Kontakt 284C des Schalters 284 liegt am Massepunkt.

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Wenn der bewegbare Kontakt 284c an den feststehenden Kontakt 284b angelegt ist, wirkt die aus den Widerständen R₁ und R sowie dem Kondensator C bestehende, vorgeschaltete Schaltung als Vorverzerrschaltung. Die übertragungsfunktion G_p(S) der Vorverzerrungsschaltung läßt sich wie folgt ausdrücken:

R₁ R_ec_es + ι

^xe ' "1 ^x e"l,
^le^Rl

Die Gleichung (14) bezeichnet eine Winkelfrequenz und 3 - j . Gleichung (14) zeigt, daß die vorgeschaltete Schaltung nach Fig. 29 einen konstanten Frequenzgang besitzt. Diese Schaltung kann daher eine Bewertungsfunktion der Hochfrequenz-Anhebungsart nach Fig. 3oA erfüllen.

Wenn der bewegbare Kontakt 284c auf den feststehenden Kontakt 284A festgelegt ist, wirkt die aus den Widerständen R und R₂ sowie dem Kondensator C bestehende, nachgeschaltete Schaltung als Entzerrungsschaltung. Diese Schaltung nimmt dabei die stelle des variabel ansprechenden Verstärkers ein. Die übertragungsfunktion Gtj(S) der Entzerrungsschaltung läßt sich wie folgt ausdrücken:

Ln Gleichung (15) bedeutet wiederum die Winkelfrequenz, und 3=j . Gleichung (15) zeigt, daß die nachgeschaltete Schaltung gemäß Fig. 29 auf die in Fig. JoB dargestellte Weise eine Bewertungsfunktion der Hochfrequenz-Dämpfungsart zu erfüllen vermag. Wenn die Hochfrequenzkomponente eines Eingangssignals mit einem Verstärkungsgrad von z.B. 2odB versehen wird, muß

809822/0580 -4o-

j. 27A7A15

hi

zur Vereinheitlichung der Zeitkonstante den folgenden Bedingungen genügt werden:

(1) R_e ■ 1OR

(2) R₁ = Agil

(3) C » C_e

(4) R₂ - 91*

Wenn daher der bewegbare Kontakt 284c auf dem feststehenden Kontakt 284B umgelegt ist, besitzt die Schaltung gemäß Fig. 29 einen Frequenzgang, welcher demjenigen invers bzw. entgegengesetzt ist, der bei am feststehenden Kontakt 284A anliegendem beweglichen Kontakt 284c erzielt wird.

Die Schaltung gemäß Fig. 29 kann auf die in Fig. 31 angedeutete Weise abgewandelt werden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 3I ist der Widerstand 3o4 zwischen eine Eingangsklemme I und die Eingangsklemme einer Pufferschaltung 30I eingeschaltet. Ein weiterer Widerstand 3o5 und ein Kondensator 306 sind parallel zueinander und zwischen die Ausgangsklemme der Pufferschaltung 30I und einen variablen Verstärker für den Kodierer/ Dekodierer 300 eingeschaltet. Die Eingangsklemme des variablen Verstärkers 300 ist mit einem feststehenden Kontakt 303B eines Schalters 303 über einen Widerstand 307 verbunden. Der feststehende Kontakt 303B ist seinerseits über einen Widerstand 308 und einen Kondensator 309 an die Eingangsklemme der Pufferschaltung 3°1 angeschlossen. Die Ausgangsklemme des Verstärkers 300 liegt an der Eingangsklemme einer weiteren Pufferschaltung 3o2 über einen Parallelschaltung auf einem Widerstand 3I0 und einem Kondensator 311. Die Eingangsklemme der Pufferschaltung 3o2 ist über einen Widerstand 312 und einen Kondensator 3I3 mit dem anderen feststehenden Kontakt 303A des Schalters 303 verbunden.

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Aufgrund des in Fig. 3¹ dargestellten Aufbaus können die vorgeschaltete Schaltung und die nachgeschaltete Schaltung des variabel ansprechenden Verstärkers die in Fig. 32 durch die Linien A bzw. B wiedergegebenen, entgegengesetzten Dämpfungseigenschaften bzw. Kennlinien liefern, indem einfach der belegbare Kontakt 303c abwechselnd auf den feststehenden Kontakt 303A oder den feststehenden Kontakt 303B umgelegt wird.

Weiterhin läßt sich die Schaltung gemäß Fig. 29 auf die in Fig. 33 dargestellte Weise abwandeln. Bei der Schaltung gemäß Fig- 33 ist ein Operationsverstärker 321 mit seiner Ausgangsklemme an einen variabel ansprechenden Verstärker 322 angeschlossen, dessen Ausgangsklemme mit der Eingangsklemme einer Pufferschaltung 324 über einen Widerstand 323 verbunden ist. Die Eingangsklemne der Pufferschaltung 324 ist mit einem feststehenden Kontakt 327A eines Schalters 327 über einen Widerstand 325 und einen Kondensator 326 verbunden. Der andere reststehende Kontakt 327B des Schalters 327 ist an die Verzweigung zwischen einem Widerstand 328 und einem Kondensator 329 angeschlossen, die ihrerseits zwischen die Inversionseingangsklemme des Operationsverstärkers 321 und Masse geschaltet sind. Zwischen dieser Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 321 ist ein Widerstand 330 eingeschaltet. Der Schalter 327 weist zwei bewegbare Kontakte 327c und 327D auf, die an die feststehenden Kontakte 327A bzw. 327B umlegbar sind und an Masse liegen.

Wenn die beiden bewegbaren Kontakte 327C und 327D von den feststehenden Kontakten 327A bzw. 327B getrennt sind, beginnt der Operationsverstärker 321 als Vorverzerrungsschaltung zu wirken, wobei die dem variablen Verstärker nachgeschaltete Schaltung als einfacher Widerstand wirkt. Wenn die beiden bewegbaren

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2747Λ15

Kontakte />27C und 527D an die feststehenden Kontakte J527A bzw. 327B umgelegt sind, arbeitet der Operationsverstärker 521 als Verstärker, dessen Frequenzgang konstant ist, während die dem variablen Verstärker' naohgeschaltete Schaltung als Entiserrungsschaltung arbeitet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Rauschunterdrückungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kodierer zur Verdichtung des dynamischen Frequenzbereichs eines zu übertragenden Analogaudio- bzw. -tonsignals und einen Dekodierer zur Dehnung des verdichteten Analogtonsignals von einem AuPzeichnungs- oder Ubertragungsmedium aufweist, umd dadurch den dynamischen Frequenzbereich des Analogtonsignals wiederherzustellen, während das in diesem Analogtonsignal enthaltene Rausch- oder Störs.ignal herabgesetzt wird, daß der Kodierer einen ersten gesteuerten Verstärker aufweist,dessen Verstärkungsgrad, ebenso wie der Anhebungsgrad des Hochfr.equenzbereichs des Analogtonsignals, entsprechend der Amplitude dieses Signals gesteuert wird, daß der Dekodierer einenzweiten gesteuerten Verstärker mit einer übertragungsfunktion aufweist, welche derjenigen des Verstärkers des Kodierers praktisch invers bzw. entgegengesetzt ist, daß der erste gesteuerte Verstärker einen ersten spannungsgesteuerten Verstärker zur Aufnnlime des Analogtonsignals, dessen Verstärkungsfaktor durch eino

Bl 'eg

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2Ί LlU 1 b

erste Steuerspannung änderbar 1st, ein ei-stes Hochpassfi llor, eine Einrichtung zur Ableitung einer Differenz zwischen den Ausgangssignalen des ersten spanrmngsgesteuerten Verstärkers und des ersten Hochpassfiltors und einen ersten Begrenzer zur Begrenzung der ersten Steuerspannung am Duichlaßbereich des Hochpassfilters in der Weise umfaßt, dnß t\nr, Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal des ersten spannung gesteuerten Verstärkers und dem Ausgangssignal des ersten Hochpassfi lters nicht kleiner wird als 1, und daß der zweite gesteuerte Verstärker einen zweiten spannungsgesteuerten Verstärker, dessen Verstärkungsfaktor entsprechend einer zweiten Steuerspannung änderbar ist, ein zweites Hochpassfi lter mit einem an einen Ausgang des zweiten spannungsgesteuerten Verstärkers angeschlossenen Eingang, eine Einrichtung zum Addieren bzw. Hinzufügen eines zweiten Analogsignals zu einem Ausgangssignal des zweiten Hochpassfilters zur Abgabe des zusammengesetzten Signals an den zweiten spannung;* gesteuerten Verstärker und mit einer den zweiten spannungsgesteuerten Verstärker und das zweite Hochpassfilter einschließenden positiven Rückkopplungsschleife, sowie einen zweiten Begrenzer zur Begrenzung der zweiten Steuerspannung in der Weise umfaßt, daß das Verhältnis zwischen dem Ausgangs signal des zweiten Hochpassfilters und dem Ausgangssignal des zweiten spannungsgesteuerten Verstärkers rJLcht kleiner wird als 1 .
2 . Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer einen Verstärker zur Verstärkung einer an den spannungsgesteuerten Verstärker anzulegenden Spannung, ein Dämpfungsglied zur Dämpfung der Ausgangsspannung des Verstärkers um die durch den Verstärker erreiche Erhöhung der Amplitude und eine Diode aufweist, deren eines Ende mit der Signalstrecke des Dämpfungsglieds und deren anderes Ende mit einer Bezugspotentialque11p verbunden ist.

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2 7 -α 7 Λ 1 b
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle eine Emilterfolgespannung und eine Einrichtung aufweist, um eine vorbestimmte Eingangsgleichspannunp; an eine Eingangsklemme der Emitterfolgeschaltung anzulöten, und dadurch ein Dezugspotential vom Emitter der Emitter folgeschaltung zu erhalten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Begrenzer eine Eingangsklemme zur Aufnahme der Steuerspannung, eine Ausgangsklemme und eine Diode aufweist, deren eines Ende mit einem Knotenpunkt bzw. einer Verzweigung zwischen Eingangsund Ausgangsklemmen und deren anderes Ende mit einer Bezugspotentialquelle verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer eine Eingangsklemme zur Aufnahme der Steuerspannung, eine Ausgangsklemme, eine Diode, deren eines Ende mit einer Verzweigung zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen verbunden ist, einem Transistor, dessen Emitter mit der anderen Seite der Diode verbunden ist, und einer EirtLchtung zur Anlegung einer vorbestimmten Vorspannung an die Basis des Transistors aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet , daß die beiden gesteuerten Verstärker jeweils Einrichtungen zur Erzeugung eines Stromsignals in Abhängigkeit von einer Spannung des Analogstromsignals, einem spannungsgesteuerten Verstärker zur Verstärkung des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinrichtungen und eine Schaltung zur Erzeugung eines Spannungssignals entsprechend einem Ausgangsstrom

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2 7 U 7 A

des spannungsgesteuerten Verstärkers aufweisen.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennze lehne t, daß eine Vorverzerrung schaltung, eine Entzerrungsschaltung, ein variabel nnsprechender, bzw. ein variables Ansprechverhalten besitzender Verstärker und mindestens ein Schalter zur selektiven Verbindung der Vorverzerrungsschaltunfr; und der Entzerrungsschaltung mit dem variablen Verstärker· vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Stromerzeugungseinrichtung und/oder die Spannungserzeugungseinrichtung zumindest ein Element mit einem Frequenzgang zur

Änderung eines Ausgangspegels in Abhängigkeit von dei* Frequenz eines Eingangs-Analogtonsignals aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine kompatible Schaltung aufweist, die selektiv als Kodierer und als Dekodierer zu arbeiten vermag und die eine Eingangsklemme, einen spannungsgesteuerten Verstärker, eine Ausgangsklemme, einen zwischen den spannungsgesteuerten Verstärker und die Ausgangsklemme geschalteten Operationsverstärker, eine Signalstr'ecke, einen ersten und einen zweiten Schalter zur Einschaltung der Signalstrecke zur Eingangs klemme und Ausgang des spannungsgesteuerten Verstärkers in der Kodierbetriebsart bzw. zwischen Eingang des spannungsgesteuerten Verstärkers und Ausgangsklemme in einer Dekodier-Betriebsart, eine erste Vierklemmenschaltung, eine zweite Vierklemmenschaltung und einen dritten Schalter aufweist, um die erste und die zweite Vlerklemmenschaltunp;

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in der Kodierbetriebsart bzw. in der Dekodierbetriebsart selektiv mit Eingang und Ausgang ■ des Verstärkers zu verbinden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompatible Schaltung voiv;^- sehen ist, die selektiv als Kodierer oder Dekodierer zu wirken vermag, und die eine Eingangsklemme, einen spannungsgesteuerten Verstärker, eine Ausgangsklemme, eine zwischen Eingangsklemme und gesteuerten Verstärker eingeschaltete erste Reihenschaltung aus ersten und zweiten Widerständen, einen zwischen den spannungsgesteuerten Verstärker und die Ausgangsklemme geschalteten Operationsverstärker, eine zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers geschaltete, zweite Reihen schaltung mit dritten und vierten Widerständen, eine zwischen die Ausgangsklemme und den Eingang des spannungsgesteuerten Verstärkers geschaltete RUckkopplungsschaltung, eine zwischen die Eingangsklemme und den Ausgangs des spannungsgesteuerten Verstärkers eingeschaltete Vorschaltschaltung, einen ersten Schalter, um die RUckkopplungssohaltung und die Vorschaltschaltung selektiv an Masse zu legen, eine dritte Reihenschaltung mit einem Kondensator und einem fünften Widerstand sowie einen zweiten Schalter aufweist, um die dritte Reihenschaltung selektiv zwischen Masse sowie die erste und die zweite Reihenschaltung zu schalten.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompatible Schaltung vorgesehen ist, die wahlweise als Kodierer oder als Dekodierer zu wirken vermag und die eine Eingangsklemme, einen spannungs-

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2 7 U 71* 1 b

gesteuerten Verstärker, einen Vorverzerrungsverstärker mit einem zwischen die Eingangsklemme und dem spannungsgesteuerten Verstärker eingeschalteten, ersten Schaltung, eine Ausgangsklemme, einen zwischen den spannungsgesteuerten Verstärker und die Ausgangsklemme oir^eschnlteten Operationsverstärker, eine Entzerrungsschaltung mit einem zweiten Schaltkreis und einen Schalter aufweist, welcher die Vorverzerrungsschaltung und die Entzerrungsschaltung selektiv unwirksam zu machen vermag.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine kompatible Schaltung vorgesehen ist, die selektiv als einer der gesteuerten Verstärker fUr Kodierer und Dekodierer arbeitet und die einen Pegelfühler zum Abgreifen des Pegels des Analog-Tonsigrials, einen Begrenzer zur Begrenzung eines Ausgangspegels des Pegelfühlers, eine Polaritätsschaltung zur Änderung der Polarität des Ausgangssignals cfes Begrenzers, einen spannungsgesteuerten Verstärker, dessen Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Polaritätsschaltung steuerbar bzw. regelbar ist, eine* in eine vorgeschaltete Stufe des spannungsgesteuerten Verstärkers eingeschaltete VorverrerrungSßchnltung, eine in eine nachgeschaltete Stufe des spannungsgesteuerten Verstärkers eingeschaltete Entzerrungsschaltung und fine Schalteinrichtung aufweist, welche die Vorverzerrungsschaltung und die Entzerrungsschaltung selektiv unwirksam zu machen vermag.

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