DE2902398A1

DE2902398A1 - Rauschverringerungsschaltung fuer stereo-signale

Info

Publication number: DE2902398A1
Application number: DE19792902398
Authority: DE
Inventors: Nico Valentinus Franssen; Mathias Hubertus Geelen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1979-07-26
Also published as: JPS633520B2; FR2415924A1; NL186732B; DE2902398C2; NL7800871A; FR2415924B1; US4221928A; GB2013455A; JPS54110802A; GB2013455B; NL186732C

Description

"Rauschverringerungsschaltung für Stereo-Signale"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rauschverringerungsschaltung für Stereo-Signale mit einer Regeleingangsklemme, ersten und zweiten Ausgängen, sowie einer regelbaren Kopplungsschaltung für eine regelbare gegenseitige Signälkopplung zwischen den beiden Ausgängen.

Eine derartige Rauschverringerungsschaltung ist aus der DE-AS 24 10 430 bekannt. Das Rauschen, das bei Wiedergabe von Stereo-Tonsignalen hörbar sein kann, kann dadurch verringert werden, daß mehr oder weniger auf Mono-Wiedergabe übergegangen wird. Bei der bekannten Rauschverringerungsschaltung wird dies zur Verringerung des Rauscheindrucks bei leisen Geräuschstellen benutzt, wobei die Amplitude des Tonsignals kleiner ist als ein gewisser fest voreinge-

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stellter Schwellenwert. Die Signalkopplung zwischen den beiden Ausgängen ist dann maximal. Während lautstarker Geräuschstellen, wobei die Amplitude des Tonsignals größer ist als der genannte Schwellenwert, sind die beiden Ausgänge gegenüber einander entkoppelt, wodurch dann eine Stereowiedergabe stattfindet. Bei der bekannten Rauschverringerungsschaltung ist also während leiser Geräuschstellen der räumliche Stereo-Effekt verschwunden, während bei lautstarken Geräuschstellen das Rauschen die Stereo-Wiedergabe beeinträchtigen kann.

Die Erfindung hat nun aur Aufgabe, eine Rauschverringerungsschaltung zu schaffen, mit der eine Tonwiedergabe mit einem mehr oder weniger kontinuierlichen räumlichen Stereo-Effekt möglich ist, wobei das Rauschen nicht nur während der leisen Geräuschstellen, sondern auch während der lautstarken Geräuschstellen gegenüber dem Rauschen,das bei einer vollständigen, kontinuierlichen Stereo-Wiedergabe auftreten würde, verringert wird.

Eine Rauschverringerungsschaltung der eingangs erwähnten Art weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, daß die Regeleingangsklemme über einen Amplitudendetektor mit einem Differentiator verbunden ist, der mit einem Regeleingang der regelbaren Kopplungsschaltung verbunden ist, derart, daß die Signalkopplung bei einer Amplitudenzunahme des Ausgangssignals des Amplitudendetektors auf einen Minimalwert herabsetzt und nach dem Ende der Amplitudenzunahme automatisch auf einen Maximalwert heraufsetzt.

Aus der Doktorarbeit "Some considerations on the mechanism of directional hearing" von N.V. Franssen, vom 6. Juli 1970 in Delft sind Hörversuche bekannt, bei denen es sich herausgestellt hat, daß ein Signal mit einem konstanten Frequenzinhalt, der über einen ersten Lautsprecher beim Einsetzen auf voller Stärke wiedergegeben wird, dem eine allmähliche Laut-

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stärkeabnahme bis zum Nullpegel folgt und zugleich über einen zweiten Lautsprecher allmählich bis zur vollen Stärke wiedergegeben wird, während einer gewissen Zeit als aus dem ersten Lautsprecher kommend empfunden wird.

Die daraus erhaltene Erkenntnis, daß der Richtungseindruck, der beim Hören eines Tonsignals entsteht, beim Einsetzen dieses Tonsignals, einige Zeit nach jedem Einsatz fortdauert, auch wenn das Tonsignal unmittelbar nach dem Einsatz von einer anderen Stelle her wiedergegeben wird, liegt der Erfindung zugrunde.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme sind die beiden Ausgänge der Rauschverringerungsschaltung beim Einsetzen gegeneinander entkoppelt und es findet eine Stereo-Wiedergabe statt. Nach Beendigung jedes Einsatzes werden die beiden Ausgänge miteinander gekoppelt, was zu einem gleichen Signal an beiden Ausgängen führt, und zwar das Summensignal der linken und rechten Signalanteile L + R des Stereosignals, was in einer Mono-Wiedergabe zum Ausdruck gelangt, die mit einer wesentlichen Verringerung des Rauschens einhergeht.

In der Praxis stellt es sich heraus, daß der räumliche Eindruck einer Stereo-Wiedergabe, wie dieser beim Einsetzen erzeugt wird, nach jedem Einsatz, wenn also im wesentlichen eine Mono-Wiedergabe stattfindet, einige Zeit auf das Gehör nachwirkt. Bei normalen stereophonisehen Sprach- und Musiksignalen wird dadurch ein mehr oder weniger kontinuierlicher Eindruck von Stereowiedergabe erzeugt, während in Wirklichkeit die Wiedergabe während des größten Teils der Zeit eine Mono-Wiedergabe ist. Der gesamte mittlere Rauschpegel kann dadurch wesentlich niedriger liegen als bei einer kontinuierlichen Stereowiedergabe.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rauschverringerungsschaltung weist das Kennzeichen auf,

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daß zwischen dem Differentiator und der regelbaren Kopplungsschaltung ein Regelsignalerzeuger mit einer bestimmten Schwelle angeordnet ist zum Erzeugen eines Regelsignals beim Überschreiten der Schwellenspannung, daß das Regelsignal die regelbare Kopplungsschaltung anregt und die Signalkopplung von einen Maximalwert auf einen Minimalwert regelt, während mindestens einer ersten Zeitdauer auf dem Minimalwert beibehält und während mindestens einer zweiten Zeitdauer von dem Minimalwert auf den Maximalwert zurückregelt, wobei die genannten Zeitdauern mindestens einem Mehrfachen der Periodenzeit der in den Stereo-Signalen niedrigsten Signalfrequenz entsprechen und ihre Summe mindestens 10 ms beträgt.

Bei Anwendung dieser Maßnahme wird durch eine richtige Wahl der Schwellenspannung des Regelsignalerzeugers mit einer bestimmten Schwelle die regelbare Kopplungsschaltung bei denjenigen Toneinsätzen nicht erregt, die mit einer geringen Amplitudenänderung einhergehen und/oder wobei die Amplitude nur allmählich zunimmt. Diese Toneinsätze werden mono wiedergegeben, wodurch der gesamte mittlere Rauschpegel verringert wird, ohne den Eindruck einer Stereo-Wiedergabe spürbar zu beeinflussen. Die übrigen Einsätze führen zu einer Umschaltung von Mono- auf Stereo-Wiedergabe, welche Stereo-Wiedergabe während der ersten Zeitdauer beibehalten wird, um einen Eindurck einer Stereo-Wiedergabe mit einer ausreichenden Nachwirkung herbeiführen zu können. Wenn jedoch nach der ersten Zeitdauer die Stereo-Wiedergabe plötzlich in eine Mono-Wiedergabe umgewandelt wird, stellt es sich heraus, daß dies als ein neuer nun Mono wiedergegebener Einsatz empfunden wird. Dieser Mono-Einsatz kann den nachwirkenden Eindruck der Stereo-Wiedergabe völlig oder teilweise rückgängig machen. Dies wird dadurch vermieden, daß die Stereo-Mono-Umschaltung nach Beendigung der ersten Zeitdauer allmählich während der zweiten Zeitdauer durchgeführt wird.

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In der Praxis ist es für die Kontinuität des Stereo-Eindrucks vorteilhaft, die erste sowie zweite Zeitdauer mindestens ein Mehrfaches der Periodenzeit der niedrigsten wiederzugebenden Signalfrequenz dauern zu lassen und für ihre Summe eine Länge entsprechend mindestens 10 ms zu wählen.

Eine weitere "bevorzugte Ausführungsform einer Rauschverringerungsschaltung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß der Regelsignalerzeuger mit einer Schwelle eine Kaskadenschaltung einer Spannungsvergleichsschaltung mit einer Spannungsbezugsquelle zum Bilden einer Schwellenspannung, und eines monostabilen Multivibrators enthält zum Erzeugen eines Regelimpulses beim Überschreiten der Schwellenspannung mit einer Impulsdauer, die der ersten Zeitdauer entspricht, daß der monostabile Multivibrator an einem Ausgang mit einem parallelen Kondensator und einer regelbaren Stromquelle versehen ist zum Entladen des Kondensators während der zweiten Zeitdauer, wobei der Ausgang des monostabilen Multivibrators mit dem Regeleingang der regelbaren Kopplungsschaltung verbunden ist.

Bei Anwendung dieser Maßnahme wird eine einfache Verwirklichung des Regelsignalerzeugers mit einer bestimmten Schwelle ermöglicht. Gegebenenfalls kann die Spannungsbezugsquelle und/ oder der monostabile Multivibrator regelbar ausgebildet werden, um abhängig vom Rauschabstand der Stereo-Signale die Schwellenspannung und/oder die Impulsdauer des monostabilen Multivibrators zu regeln, wodurch die Gesamtzeitdauer der Stereowiedergabe bei einem abnehmenden bzw. zunehmenden Rauschpegel kontinuierlich verlängert bzw. verkürzt werden kann.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rauschverringerungsschaltung weist das Kennzeichen auf, daß zwischen dem Amplitudendetektor und dem Differentiator ein logarithmischer Wandler liegt zum Liefern eines Ausgangssignals, dessen Amplitudenänderung zu der Amplitudenänderung

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des dem logarithmischen Wandler zugeführten Eingangssignals in einem logarithmischen Verhältnis steht. Weil die Hörbarkeit eines Toneinsatzes von der realtiven und nicht so sehr von der absoluten Zunahme der Tonamplitude, mit der der Toneinsatz einhergeht, abhängig ist, wird bei Anwendung der letztgenannten Maßnahme dem Differentiator ein Signal zugeführt, wobei die Größe der Amplitudenänderung eine unmittelbare Anzeige für die Hörbarkeit der Toneinsätze bildet. Die Größe dieser Amplitudenänderung gelangt unmittelbar in der Größe der Amplitude der Ausgangsimpulse des Differentiators zum Ausdruck. Durch eine richtige /Zahl der Schwellenspannung des monostabilen Multivibrators können auf einfache Weise hörbare Toneinsätze, deren Stereo-Wiedergabe erwünscht ist, von weniger hörbaren Einsätzen unterschieden werden, die durchaus in mono wiedergegeben werden können.

Eine weitere Ausführungsform einer derartigen Rauschverringerungsschaltung weist das Kennzeichen auf, daß der logarithmische Wandler eine mit dem Amplitudendetektor verbundene spannungsgesteuerte Stromquelle enthält, die an einem Ausgang über einen Halbleiterübergang überbrückt ist, der einem Eingang des Differentiators parallelgeschaltet ist.

Bei Anwendung dieser Maßnahme wird eine einfache Verwirklichung eines logarithmischen Wandlers möglich.

Eine weitere Ausführungsform einer Rauschverringerungsschaltung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß das Eingangssignal des Amplitudendetektors das Summensignal aus dem linken und rechten Tonsignal des Stereo-Signals ist.

Bei Anwendung dieser Maßnahme wird als Detektionssignal für die Toneinsätze das genannte Summensignal L + R gewählt, weil Störungen, die Toneinsätzen weitgehend entsprechen, in der

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Praxis weniger oft auftreten, als in dem Differenzsignal oder in jedem der beiden Tonsignale des Stereo-Signals.

Eine andere Ausführungsform einer Rauschverringerungsschaltung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die genannte Signalkopplung zwischen den beiden Ausgängen für Frequenzen unterhalb einer festen Schwellenfrequenz konstant und minimal und für Frequenzen oberhalb derselben regelbar ist.

Im allgemeinen wird der Richtungseffekt einer Stereo-Wiedergabe hauptsächlich durch die Tonsignale im niedrigeren Frequenzbereich herbeigeführt und der Rauschpegel ist bei Stereo-Wiedergabe für höhere Frequenzen relativ größer als für niedrigere Frequenzen. Bei Anwendung der letztgenannten Maßnahme werden die Signale mit einer Frequenz unterhalb der Schwellenfrequenz kontinuierlich in Stereo wiedergegeben, während die Signale mit einer Frequenz über derselben nur während der Toneinsätze in Stereo wiedergegeben wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen FM-Empfanger mit einer Rauschverringerungsschaltung nach der Erfindung und

Fig. 1a Kennlinien a bis einschließlich g, d.h. Signalkennlinien an verschiedenen Stellen in der dargestellten Raus chverringerungs s chaltung,

Fig. 2 eine praktische Ausführungsform eines logarithmischen Wandlers für eine erfindungsgemäße Rauschverringerungsschaltung,

Fig. 3 eine andere Anwendung einer erfindungsgemäßen Rauschverringerungs s chaltung.

Fig. 1 zeigt einen FM-Empf anger mit einer mit einer Antenne A verbundenen Vorverstärker-Abstimmeinheit 1, mit einem nach-

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geschalteten ZF-Teil 2, FM-Demodulator 3 und Stereo-Dekoder mit linken und rechten NF-Ausgängen 5 bzw. 6.Darin wird auf bekannte Weise ein FM-Stereo-Signal aus den an der Antenne A empfangenen HF-Signalen selektiert und weiter verarbeitet, was zu einem tonfrequenten Stereo-Signal an den Ausgängen und 6 des Stereo-Dekoders 4 führt. Die Ausgänge 5 und 6 sind über Verstärker 15 bzw. 16 mit Lautsprechern 28 bzw. 29 zum Verstärken bzw. Wiedergeben der linken und rechten Signale L bzw. R des Stereo-Signals gekoppelt.

Die Ausgänge 5 und 6 sind für eine regelbare gegenseitige Signalkopplung mit Ausgängen 42 bzw. 43 einer Rauschverringerungsschaltung 40 nach der Erfindung verbunden. Sie sind zugleich über eine Addierschaltung 7 mit einer Regeleingangsklemme 41 der Rauschverringerungsschaltung 40 verbunden. In der Addierschaltung 7 wird ein Summensignal a¹ aus dem linken und rechten Signal des tonfrequenten Stereo-Signals gebildet, das, wie es sich in der Praxis herausgestellt hat, sich durchaus zur Detektion von Toneinsätzen des Stereo-Signals eignet. Dieses tonfrequente Summensignal a¹, von dem ein möglicher Verlauf in der Graphik a (Fig. 1A) dargestellt ist, wird in einem mit der Regeleingangsklemme 41 verbundenen Amplitudendetektor 8 der Rauschverringerungsschaltung 40 gleichgerichtet und mit gewisser Zeitkonstante detektiert.

Das auf diese Weise detektierte Summensignal b¹ mit einem Verlauf, wie dieser in der Graphik b dargestellt ist, wird über einen Ausgang des Amplitudendetektors 8 einem Eingang eines logarithmischen Wandlers 9 zugeführt. Der logarithmische Wandler 9 liefert an einem Ausgang 11 desselben ein Ausgangssignal c¹, wie dies in der Graphik c dargestellt ist, wobei die Amplitudenänderungen in ihrer Größe den relativen Amplitudenänderungen in dem letztgenannten, detektierten Summensignal b¹ proportional sind. Weil die Hörbarkeit.eines Toneinsatzes durch die relative Amplitudenzunahme des Tonsignals bestimmt wird, ergibt das Ausgangssignal c¹ des 3oga-

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rithmischen Wandlers 9 in der absoluten Größe der Amplitudenzunahmen eine direkte Anzeige der Hörbarkeit der Toneinsätze. Dadurch, daß dieses Ausgangssignal c¹ in einem mit dem Ausgang 11 verbundenen Differentiator 12, 13 differenziert wird,werden mehr oder weniger impulsförmige Signale d' erhalten, die in der Graphik d dargestellt sind und deren Amplituden dem Ausmaß an Hörbarkeit der Toneinsätze entsprechen. Der Differentiator 12, 13 besteht aus einer Reihenschaltung aus einem mit dem Ausgang 11 verbundenen Kondensator 12 und einem an Masse liegenden Widerstand 13.

Die genannten impulsförmigen Signale d¹ werden am Ausgang des Differentiators 12, 13, d.h. an der Verbindung des Kondensators 12 mit dem Widerstand 13 geliefert und einem Regelsignalerzeuger 46 mit einer bestimmten Schwelle über einen Eingang 45 desselben zugeführt.

Der Regelsignalerzeuger 46 enthält eine Kaskadenschaltung einer mit dem Eingang 45 verbundenen Spannungsvergleichsschaltung 14 mit einer regelbaren Spannungsbezugsquelle 44, eines monostabilen Multivibrators 17, der an einem Ausgang mit einem parallelen Kondensator 20 versehen ist und zugleich ein einstellbares RC-Glied 18, 19 enthält und einer regelbaren Stromquelle 21 bis einschließlich 25, die über einen Anpaßwiderstand 26 mit einem Regeleingang einer regelbaren Kopplungsschaltung 27 verbunden ist. Die regelbare Kopplungsschaltung 27 besteht aus einem Feldeffekttransistor, dessen Steuerelektrode mit dem Regeleingang 47 verbunden ist und dessen Source- und Drainelektrode über die Kondensatoren 48 bzw. 49 an die Ausgänge 42 bzw. 43 der Rauschverringerungsschaltung 40 angeschlossen sind.

Die Spannung der Spannungsbezugsquelle 44 bestimmt die Schwellenspannung, die in der Graphik d durch D dargestellt ist. Eine Überschreitung dieser Schwellenspannung D durch die impulsförmigen Signale d¹ verursacht am Ausgang der

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Spannungsvergleichsschaltung 14 einen Impuls e· wie dieser in der Graphik e dargestellt ist. Der Impuls e¹ erregt den monostabilen Multivibrator 17, was zu einem in der Graphik f dargestellten Impuls f' mit einer durch die Zeitkonstante des einstellbaren RC-Gliedes 18, 19 bestimmten Impulsdauer führt. Diese Impulsdauer entspricht der oben genannten ersten Zeitdauer.

Die Spannung am Kondensator 20, der zwischen einer ersten Spannungsquelle und dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 17 liegt, folgt infolge einer schnellen Aufladezeitkonstante ziemlich genau dem Verlauf des Impulses f· aber nur bis zur abfallenden Flanke desselben. Die Spannung des Kondensators 20 kann nur durch einen Ladungstransport über die regelbare Stromquelle 21 bis einschließlich 25 auf den ursprünglichen Wert, wie dieser vor dem Auftritt des Impulses f' war, zurückgebracht werden. Die regelbare Stromquelle 21 bis einschließlich 25 ist dazu mit einem Transistor 21 versehen, dessen Kollektor mit der Verbindung des Kondensators 20 und des Ausganges des monostabilen Multivibrators 17 verbunden ist und dessen Emitter über einen Emitterwiderstand 22 an der ersten Spannungsquelle liegt. Die Basis des Transistors 21 ist einerseits über einen Speisewiderstand 25 mit einer zweiten Speisequelle verbunden und andererseits über eine Reihenschaltung aus zwei Dioden 23 und 24 mit der ersten Spannungsquelle.

Beim Auftritt des Impulses f' ist der Transistor 21 leitend, wobei der Kollektor-Emitterstrom durch den Quotienten der Spannung an einer der beiden Dioden 23 und 24 und der Größe des Widerstandes 22 bestimmt wird. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 17 ist ausreichend niederohmig,um eine Abnahme der Spannung beim Auftritt der Impulse zu vermeiden. Nach Beendigung des Impulses bei der abfallenden Flanke

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desselben nimmt die Spannung am Kondensator 20 infolge des genannten Kollektor-Emitterstromes linear ab und damit zugleich die Kollektor-Emitterspannung des Transistors 21, bis djaser in den gesättigten Zustand gelangt. Die Kondensatorspannung ist dann wieder auf dem ursprünglichen Wert. Die Zeitdauer, während der die Abnahme der Kondensatorspannung stattfindet, wird durch CV /I bestimmt, wobei V_ die Kondensatorspannung während des Auftritts des Impulses f¹, I der Kollektor-Emitterstrom des Transistors im leitenden Zustand und C der Kapazitätswert des Kondensators 20 ist. Diese Zeitdauer entspricht der oben genannten zweiten Zeitdauer. Die regelbare Stromquelle ist nach dieser Zeitdauer ausgeschaltet bis ein folgender Impuls f· die Kollektorspannung wieder erhöht, wodurch der Transistor wieder aus dem gesättigten Zustand gelangt.

Der Verlauf der auf diese Weise erhaltenen Kondensatorspannung g' ist in der Graphik g dargestellt. Diese Kondensatorspannung g¹ wird über den Anpaßwiderstand 26 dem Regeleingang 47 der regelbaren Kopplungsschaltung 27 zugeführt. Über die Source-Drainstrecke durch den als regelbare Kopplungsschaltung 27 wirksamen Feldeffekttransistor wird eine Signalimpedanz verwirklicht, deren Größe bei einer zunehmenden negativen Kondensatorspannung g¹ abnimmt und uegekehrt. Beim Auftritt eines hörbaren Toneinsatzes wird dadurch die Signalkopplung sprungweise auf einen Minimalwert verringert, was zu einer sprunghaften Schaltung von Mono-Wie der gäbe des Summensignals L + R an den Lautsprechern 28 und 29 nach Stereo-Wiedergabe führt, wobei das linke Tonsignal L über den Lautsprecher 28 und das rechte Tonsignal R über den Lautsprecher 29 wiedergegeben wird. Nach der sprunghaften Verringerung wird die Signalkopplung während deijersten Zeitdauer, d.h. während der Zeitdauer des Impulses f¹, auf diesem Minimalpegel beibehalten und während der zweiten Zeitdauer, d.h. \£/l vergrößert, was zu einer allmählichen Umschaltung von Stereo-Wiedergabe zu der ursprünglichen Mono-Wiedergabe führt.

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In der Praxis kann es vorteilhaft sein, die Gesamtdauer der Stereo-Wiedergabe abhängig von dem Störabstand des empfangenen Signals kontinuierlich zu regeln. Dadurch wird bei einer zunehmenden bzw. abnehmenden Empfangsqualität ein allmählicher Übergang zu einer vollständigen Stereo-Wiedergabe bzw. Mono-Wiedergabe möglich.

Der Rauschabstand des empfangenen Signals soll dazu gemessen werden, beispielsweise in dem FM-Demodulator 3» und in ein Regelsignal umgewandelt werden. Mit diesem Regelsignal kann M einem zunehmenden Rauschabstand der Wert des regelbaren Widerstandes 19 vergrößert werden, wodurch je Toneinsatz die Dauer der Stereo-Wiedergabe verlängert und/oder die Spannung der Spannungsbezugsquelle 24 verringert wird, wodurch öfter eine Umschaltung nach Stereo-Wiedergabe eingesetzt wird und umgekehrt.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Signale unterhalb einer gewissen Schwellenfrequenz möglichst kontinuierlich stereophonisch wiederzugeben, wodurch der Richtungseffekt möglichst beibehalten wird, und die Rauschverringerung, wie diese mit der .Rauschverringerungsschaltung 40 erhalten wird, möglichst an den Signalen über dieser Schwellenfrequenz durchzuführen. Dies wird mit Hilfe der Kondensatoren 48 und 49 erreicht, die je mit einem Innenwiderstand des Stereo-Dekoders 4 an den Ausgängen 5 bzw. 6 ein RC-Glied bilden, dessen RC-Zeit die Schwellenfrequenz bestimmt.

In einer praktischen Ausführungsform war der Amplitudendetektor 8 ebenso wie der logarithmische Wandler 9 und die Spannungsvergleichsschaltung 14 aus Operationsverstärkern vom Typ TBA 221 aufgebaut und der monostabile Multivibrator 17 aus einem integrierten Kreis vom Typ HEF 4528. Die Zeitkonstante des Differentiators 12, 13 betrug dabei etwa 2,7 msec und die des einstellbaren RC-Gliedes 18, 19

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maximal etwa 220 msec. Eine akzeptable Einstellung des letztgenannten RC-Gliedes 18, 19 wurde bei einer Zeitkonstate von 4O msec gefunden, was zugleich die Länge der ersten Zeitdauer ist.

Der Transistor 21 war vom Typ BC 107, die Dioden 23 und waren vom Typ BAW 62. Der Kondensator 20 hatte einen Kapazitätswert von 2,2 /uF und die Widerstände 22 und 25 betrugen 1 k 5Π- und 47 kfl . Die zweite Zeitdauer betrug etwa 25 msec.

Fig. 2 zeigt eine nähere Ausarbeitung des logarithmischen Wandlers 9 mit dem bereits genannten Ein- und Ausgang 10 bzw. 11. Der logarithmische Wandler 9 ist mit einem Operationsverstärker 30 versehen, dessen nicht invertierender Eingang an Masse liegt und cfessen invertierender Eingang einerseits über einen Widerstand 31 mit dem Eingang 10 und andererseits mit dem Kollektor eines Transistors 33 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 33 ist einerseits über einen Widerstand 35 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 30 verbunden und andererseits mit dem Ausgang Die Basis des Transistors 33 liegt an Masse, der Kollektor über einen Kollektorwiderstand 34 an einer Speisespannung.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 30 ist über eine Schutzdiode 32 mit dem invertierenden Eingang verbunden. Diese Schutzdiode 32 beschränkt bei negativen Eingangsspannungen am Eingang 10 den Strom durch den Transistor 33, so daß eine Beschädigung dieses Transistors 33 infolge eines zu großen Stromdurchganges vermieden wird. Der Widerstand 35 dient zum Stabilisieren des Operationsverstärkers

Der Operationsverstärker 30 ist mit dem Widerstand 31 als spannungsgesteuerte Stromquelle wirksam, deren Ausgangsstrom I durch den Quotienten der Eingangsspannung V. und des Wertes R des Widerstandes 31, und zwar V₁/R, bestimmt wird. Dieser Ausgangsstrom I geht durch die Kollektor-Emitterstrecke

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des Transistors 33 und verursacht eine Basis-Emitterspannung V^_e· Bekanntlich ist die Beziehung logarithmisch und läßt sich wie folgt schreiben:

^Vb ^{= V}T ^ln T~* ^{wobei v}t ^¹^ ¹O Konstanten sind. V^ beträgt bei normaler ° Raumtemperatur etwa 26 mV, I entspricht der Größe des Sättigungsstromes des Transistors 33.

Bei einer Zunahme der Eingangsspannung V. um einen Faktor e, nimmt auch der Strom I um einen Faktor e zu und die Spannung V, ändert sich um einen Wert von 26 mV. Weil die Ausgangsspannung der Emitter-Basisspannung V , entspricht, führt eine derartige Zunahme der Eingangsspannung V. zu einer Abnahme der Ausgangsspannung am Ausgang 11 auf 26 mV.

In einer praktischen Ausführungsform war der Transistor vom Typ BC 107, der Operationsverstärker 30 vom Typ TBA und die Diode 32 vom Typ BAW 62. Die Widerstände 31, 34 und 35 betrugen 27 küi 150 kil und 33 O

Fig. 3 zeigt einen zweiten FM-Empfanger, in dem Elemente, die funktionell den Elementen des FM-Empfängers aus Fig. entsprechen, mit denselben Bezugszeichen angegeben sind. Der dargestellte FM-Empfanger enthält einen Stereo-Dekoder 4¹, der an einem Ausgang 5¹ das Summensignal (L+R) eines Stereo-Signals und an einem Ausgang 6· das Differenzsignal (L-R) desselben liefert. Der Ausgang 5¹ ist über die Regeleingangsklemme 41 mit einer Addierschaltung 52 und einer Differenzschaltung 53 verbunden. Der Ausgang 6¹ ist über die Zuführungs- und Abführungselektrode des Feldeffekttransistors ebenfalls mit der Addierschaltung 52 sowie der Differenzschaltung 53 verbunden. Darin wird die Summe aus dem Summensignal (L+R) und dem Differenzsignal (L-R) sowie die Differenz des Summensignals (L+R) und des Differenzsignals (L-R) bestimmt, was zu einem linken Signal 2L und einem rechten Signal 2R führt, die, nach Verstärkung, über die Lautsprecher bzw. 29 einzeln wiedergegeben werden können.

Beim Fehlen von Toneinsätzen ist die Signalimpedanz zwischen PHN 9020 909830/0812 _ ₁₈ _

der Zuführungs- und Abführungselektrode des Feldeffekttransistors 27 maximal, wodurch der Durchgang des Differenz signals (L-R) gesperrt ist und eine Mono-Wiedergabe stattfindet, wobei das Summensignal (L+R) mit den beiden Lautsprechern 28 und 29 wiedergegeben wird.

Wird auf die obenstehend beschriebene Art und Weise ein Toneinsatz detektiert, so wird die Signalimpedanz zwischen der Zuführungs- und Abführungselektrode des Feldeffekttransistors 27 sprungweise minimalisiert, wodurch das Differenzsignal (L-R) in der Addierschaltung 52 dem Summensignal (L+R) zugefügt und in der Differenzschaltung 53 davon subtrahiert wird, was zu einer Stereo-Wiedergabe führt. Dadurch, daß die genannte Signalimpedanz weiterhin auf dieselbe Art und Weise wie bei der Rauschverringerungsschaltung 40 nach Fig. 1 geändert wird, wird eine entsprechende Stereo-Mono-Umschaltung erhalten.

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Claims

N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland
PATENTANSPRÜCHE:

11./ Rauschverringerungsschaltung für Stereo-Signale mit
einer Regeleingangsklemme (41), ersten und zweiten Ausgängen (42, 43), sowie einer regelbaren Kopplungsschaltung (40) für eine regelbare gegenseitige Signalkopplung zwischen den beiden Ausgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleingangsklemme (41) über einen Amplitudendetektor (θ) mit
einem Differentiator (12, 13) verbunden ist, der mit einem Regeleingang (47) der regelbaren Kopplungsschaltung (27)
verbunden ist, derart, daß die Signalkopplung bei einer
Amplitudenzunahme des Ausgangssignals des Amplitudendetektors auf einen Minimalwert herabsetzt und nach dem Ende
der Amplitudenzunahme automatisch auf einen Maximalwert
heraufsetzt.
2. Rauschverringerungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Differentiator (12, 13)
und der regelbaren Kopplungsschaltung (27) ein Regelsignalerzeuger (46) mit einer bestimmten Schwelle angeordnet ist zum Erzeugen eines Regelsignals beim Überschreiten der
Schwellenspannung, daß das Regelsignal die regelbare Kopplungsschaltung anregt und die Signalkopplung von einen Maximalwert auf einen Minimalwert regelt, während mindestens einer ersten Zeitdauer auf dem Minimalwert beibehält und während mindestens einer zweiten Zeitdauer von dem Minimalwert

auf den Maximalwert zurückregelt, wobei die genannten Zeitdauern mindestens einem Mehrfachen der Periodenzeit der in den Stereo-Signalen niedrigsten Signalfrequenz entsprechen und ihre Summe mindestens 10 ms beträgt.
3. Rauschverringerungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelsignalerzeuger (46) mit einer Schwelle eine Kaskadenschaltung einer Spannungsvergleichs-

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schaltung (14) mit einer Spannungsbezugsquelle (44) zum Bilden einer Schwellenspannung, und eines monostabilen Multivibrators (17) enthält zum Erzeugen eines Regelimpulses beim Überschreiten der Schwellenspannung mit einer Impulsdauer, die der ersten Zeitdauer entspricht, daß der monostabile Multivibrator (17) an einem Ausgang mit einem parallelen Kondensator (20) und einer regelbaren Stromquelle (21...25) versehen ist zum Entladen des Kondensators während der zweiten Zeitdauer, wobei der Ausgang des monostabilen Multivibrators mit dem Regeleingang (47) der regelbaren Kopplungsschaltung (27) verbunden ist.
4. Raus chverringerungs s chal tung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Amplitudendetektor (8) und dem Differentiator (12, 13) ein logarithmischer Wandler (9) liegt zum Liefern eines Ausgangssignals, dessen Amplitudenänderung zu der Amplitudenänderung des dem logarithmischen Wandler zugeführten Eingangssignals in einem logarithmischen Verhältnis steht.
5. Rauschverringerungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der logarithmische Wandler (9) eine mit dem Amplitudendetektor verbundene spannungsgesteuerte Stromquelle (30, 31) enthält, die an einem Ausgang über einen Halbleiterübergang (33) überbrückt ist, der einem Eingang des Differentiators (12, 13) parallelgeschaltet ist.
6. Raus chverringerungs s chal tung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal des Amplitudendetektors (8) das Summensignal aus dem linken und rechten Tonsignal des Stereo-Signals ist.
7. Rauschverringerungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-

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kopplung zwischen den beiden Ausgängen für Frequenzen unterhalb einer festen Schwellenfrequenz konstant und minimal und für Frequenzen oberhalb derselben regelbar ist.

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