DE2909352A1

DE2909352A1 - Tonfrequenz-signalverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE2909352A1
Application number: DE19792909352
Authority: DE
Inventors: David E Blackmer
Original assignee: Dbx Inc
Current assignee: THAT CORP MARLBOROUGH MASS US
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1979-09-20
Also published as: FR2419641A1; GB2016248B; DE2909352C2; US4182930A; JPS54127205A; FR2419641B1; JPS5924440B2; CA1102000A; GB2016248A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. Cu rl Wallach ζ Dipl.-ing. Günther Koch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2402 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 9. März 1979

Unser Zeichen: l6 5I5 - Fk/Ne

DBX, Inc.
Newton, Massachusetts, USA

Tonfrequenz-SIgnalverarbeItungssystem

Patentanwälte D i ρ I.-· I η g. G U rt Wa Nach

\ Dip!.-Ing. Günther Koch

_Q-.. DipL-Phys.Dr.Tino Haibach

2909OO-/ Dipl.-ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: - 9 · Mär ζ 1979

Unser Zeichen: 16 515 - Fk/Ne

DBX, Inc.
Newton, Massachusetts, USA

Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem zur Modifikation eines Tonfrequenzsignals und insbesondere auf die Erzeugung von subharmonischen Tonfrequenzsignalen zur verbesserten Tonfrequenz-Signalwiedergabe .

Aus mehreren Gründen unter Einschluß von Unvollkommenheiten von Aufzeichnungs- oder Übertragungsmedien geht ein großer Teil der Signalenergie im Baß-Tonfrequenzbereichj d.h. zwischen ungefähr 20 und 50 Hz verloren, wenn die TonfrequenzSignaIe nach der Aufzeichnung oder Übertragung wiedergewonnen werden. Zur Erzielung einer besseren Qualität und einer getreueren Wiedergabe ist es daher wünschenswert-, die Signalenergie in diesem Frequenzbereich zu synthetisieren oder herzustellen, wenn dies die Art des Tonfrequenzprogramms zuläßt, d.h. wenn es wahrscheinlich ist, daß diese Energie in dem ursprünglichen aufgezeichneten oder übertragenen Signal vorhanden war..

Es wurde bereits ein System vorgeschlagen, bei dem das gesamte Tonfrequenz signal einem Frequenzteiler, beispielsweise einer durch den Faktor 2 teilenden Flipflop-Schaltung zugeführt wird, so daß die Frequenz jeder Komponente des ursprünglichen Signals durch 2 geteilt wird. Wenn daher das Lingangssignal eine 120 Hz-Signalkomponente ist, so ist das Ausgangssignal ein digitales Signal mit einer Impulswiederholfrequenz von βθ Impulsen pro Sekunde. Das digitale Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung wird dann einem Multiplizierer zugeführt, in dem es zur Modulation des ursprünglichen Tonfrequenzsignals verwendet wird. Diese Technik arbeitet recht gut, wenn das ursprüngliche Tonfrequenzsignal lediglich eine einzige Frequenzkomponente enthält, doch enthält in den meisten Fällen dieses ursprüngliche Signal viele Frequenzkomponenten. Daher wird typischerweise eine komplexe Schwingungsform der durch 2 teilenden Flipflop-Schaltung zugeführt, so daß ein ziemlich komplexes digitales Signal erzeugt wird, das zur Modulation des ursprünglichen Signals verwendet wird, wodurch Schwingungsformen erzeugt werden, die noch komplexer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem der eingangs genannten Art zur Modifikation eines TonfrequenzSignaIs zur Vergrößerung der Signalenergie in dem vorgegebenen Frequenzbereich eines Tonfrequenzsignals zu schaffen, das auch dann geeignet ist, wenn das ursprüngliche Tonfrequenzsignal eine Vielzahl von Frequenzkomponenten in diesem vorgegebenen Bereich enthält.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Grundgedanken der Erfindung dadurch gelöst, daß durch Einrichtungen zur Messung der in einem vorher ausgewählten Frequenzbereich des Tonfrequenzsignals liegenden Energie des Tonfrequenzsignals und zur Unterteilung der gemessenen Signalenergie In eine Anzahl von diskreten Frequenzbändern entsprechend deren Frequenz, auf die Signalenergie In jedem der Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen zur Erzeugung einer gleichen Anzahl von zweiten Signalen, die

jeweils Frequenzkoraponenten einschließen, die Subharmonische der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes sind, Einrichtungen zur Kombination der Anzahl der zweiten Signale zur Lieferung eines kombinierten Signals und Einrichtungen zum Hinzufügen des kombinierten Signals zu dem Tonfrequenzsignal zur Erzeugung des modifizierten TonfrequenzSignaIs.

In Anwendung auf stereophone Tonfrequenzsignale wird diese Aufgabe gemäß einem anderen Grundgedanken der Erfindung dadurch gelöst, daß Einrichtungen zur Messung der Signalenergie des stereophonen Tonfrequenzsignalpaars innerhalb eines vorher ausgewählten Teils der Frequenzen der stereophonen Tonfrequenzsignale und zur Unterteilung der gemessenen Signalenergie in eine Anzahl von diskreten Frequenzbändern entsprechend deren Frequenz, auf die Signalenergie in jedem der Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen zur Erzeugung einer gleichen Anzahl von zweiten Signalen, die jeweils Frequenzkomponenten einschließen, die Subharmonische der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes sind, Einrichtungen zur Kombination der Anzahl von zweiten Signalen zur Lieferung eines kombinierten Signals und Einrichtungen zur Addition des kombinierten signals zu jedem der stereophonen Tonfrequenzsignale zur Lieferung des modifizierten Tonfrequenzsignalpaars vorgesehen sind

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem ermöglicht die Vergrößerung der Signalenergie in dem vorgegebenen Bereich von Frequenzen eines Tonfrequenzsignals wenn die Eigenart des Tonfrequenzprogramms den Schluß nahelegt, daß diese Energie in dem ursprünglichen Programm vorhanden war. Bei dem erfindungsgemäßen Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem werden ausgewählte subharmonische Frequenzkomponenten eines Tonfrequenzsignals unabhängig von dessen. Kompliziertheit oder Komplexität hergestellt..Hierdurch wird es möglich,

Frequenzkomponenten innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches zu synthetisieren und diese Komponenten dem verarbeiteten Signal hinzuzufügen, so daß dieser Teil des verarbeiteten Signals vergrößert wird.

Das erfindungsgemäße Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem mißt die Signalenergie eines Tonfrequenzsignals innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches des TonfrequenzSignaIs in Abhängigkeit von dem Bereich von Frequenzen, in dem Signale synthetisiert werden sollen. Die gemessene Signalenergie wird in eine. Anzahl von Komponenten mit diskreten sehr schmalen Frequenzbändern unterteilt, so daß jede Komponente zur Erzeugung eines subharmonischen Signals dieser Komponente verwendet werden kann. Die subharmonischen Signale werden dann dem ursprünglichen Tonfrequenzsignal hinzugefügt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten AiEführungsbe!spielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus

führungsform des Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystems]

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Aus

führungsform des Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystems zur Vergrößerung der Baß-Anteile von stereophonen Signalen;

Fig. J5A und ^B ausführlichere teilweise in Blockschaltbild-

form dargestellte Schaltbilder der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines

Bandpaßfilters und des Generators zur Erzeugung

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der subharmonischen Frequenzen zur Verwendung bei der Ausführungsform nach Fig. 3 zur Erzeugung von subharmonischen Frequenzen, die der halben ursprünglichen Frequenz entsprechen;

Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungs

form des Bandpaßfilters und des Generators zur Erzeugung subharmonischer Frequenzen zur Verwendung bei der Ausführungsform nach Fig. wobei subharmonische Frequenzen erzeugt werden, die einem Drittel der ursprünglichen Frequenzen entsprechen; . ■ ■

Fig. 6 ein Zeitsteuerdiagraram zur Erläuterung der

Betriebsweise des Generators nach Fig. 5·

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines monophonen oder Einkanal-Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystems gezeigt. Dieses Signalverarbeitungssystem weist einen Eingangsanschluß 10 zum Empfang des zu verarbeitenden oder modifizierenden Tonfrequenzsignals auf. Der Eingangsanschluß 10 ist mit einer S igna lmeJ3e inr ichtung 12 zur Messung der Signalenergie in einem vorgegebenen Frequenzbereich (beispielsweise 40 bis 100 Hz) des TonfrequenzSignaIs am Anschluß 10 und zur Unterteilung der gemessenen Signalenergie in eine Anzahl (beispielsweise n) von diskreten Frequenzbändern auf. Die Meßeinrichtungen 12 weisen entsprechend eine Anzahl von Ausgängen auf, die jeweils die Signalenergie in einem bestimmten Frequenzband abgeben. Vorzugsweise weisen die einzelnen Frequenzbänder relativ schmale Bandbreiten auf und grenzen aneinander an. Wenn Signale in dem Baß-Tonfrequenzbereich erzeugt werden, haben sich Bandbreiten von 10 Hz als befriedigend herausgestellt. Wenn daher beispielsweise der interessierende Teil des Tonfrequenzsignals zwischen 40 und 100 Hz liegt, unterteilt die Meßeinrichtung 12 den gemessenen Teil in sechs Bänder, (d.h. η =6), die jeweils eine Bandbreite von 10 Hz aufweisen. Dies .heißt, daß sich das erste

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Frequenzband von 4O bis 50 Hz erstreckt, während sich das zweite von 50 bis 60 Hz, das dritte von 60 bis 70 Hz, das vierte von 70 bis 80 Hz₃ das fünfte von 80 bis 90 Hz und das sechste von 90 bis 100 Hz erstreckt. Jeder Ausgang Ist mit Signalgeneratoreinrichtungen 14 verbunden, die auf die Signalenergie in dem speziellen Frequenzband ansprechen und ein Signal erzeugen, das Frequenzkomponenten einschließt, die Subharmonische der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes sind, das am Eingang zugeführt wird. Wenn beispielsweise die Signalenergie am Eingang des Signalgenerators 14A in einem Frequenzband von 40 bis 50 Hz liegt, so enthält das Ausgangssignal des Signalgenerators 14A Frequenzkomponenten, die Subharmonische von 40 bis 50 Hz sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform liegen die erzeugten Subharmonisehen jeweils bei der halben Frequenz des Signals, das dem Eingang des speziellen Signalgenerators 14 zugeführt wird, doch ist verständlich, daß auch andere subharmonische Frequenzen erzeugt werden können, beispielsweise Subharmonische, deren Frequenz Im wesentlichen einem Drittel der Frequenz des Signals entspricht, das dem Eingang zugeführt wird, wie dies weiter unten anhand der Fig. 5 erläutert wird. Daher weist bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der der Eingang an den Signalgenerator 14a eine Frequenz zwischen 40 und 50 Hz aufweist, das Ausgangssignal Frequenzen zwischen 20 und 25 Hz auf. In gleicher Weise weist, wenn der Eingang an den Signalgenerator 14b Frequenzen zwischen 50 und 60 Hz aufweist, das Ausgangssignal dieses Signalgenerators 14B Frequenzen zwischen 25 und 30 Hz auf, usw« Die Ausgänge aller Signalgeneratoren 14 werden mit Hilfe einer SummiereinrIchtung 16 summiert, um diese Signale zu kombinierten. Im allgemeinen kann, wie dies durch die gestrichelte Linie 18 angedeutet ist, das Ausgangssignal der Summiereinrichtungen 16 direkt den SummlereInrichtungen 20 zugeführt werden, um das Ausgangssignal der SummiereInrichtungen 16 dem ursprünglichen Tonfrequenzsignal hinzuzufügen, so daß ein modifiziertes Tonfrequenzsignal am Ausgangsanschluß 22 erscheint. Vorzugsweise wird jedoch der Ausgang der Summler-

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einrichtung 16 einer Verstärkereinrichtung 24 zur Verstärkung des kombinierten Ausgangssignals der Summiereinrichtungen zugeführt. Die Verstärker einrichtungen 24 v/eisen typiscberwelse eine Form auf, bei der das kombinierte Ausgangssignal der Summierelnrichtungen 16 mit einer Verstärkung verstärkt uird, die von einem Steuersignal abhängt,, das von einer Qualifications- oder Bewertungsschaltung 26 geliefert wird. Diese Schaltung 26 schließt vorzugsweise Meßeinrichtungen zur Messung des gleichen Teils des Tonfrequenzsignals ein, der auch von den Meßeinrichtungen 12 gemessen wird, d.h. die Signalenergie In dem Frequenzbereich f, bis f und sie erzeugt das Steuersignal mit einem Wert, der in logarithmischer Beziehung zur Amplitude, d.h. vorzugsweise zum Effektivwert des gemessenen Teils in Beziehung steht. Wenn der Pegel des Steuersignals ausreicht, wie dies durch die Verstärkereinrichtung 24 bestimmt wird,-so wird das Ausgangssignal der Summlereinrichtung 16 entsprechend dem Wert des Steuersignals verstärkt.

Irr. Betrieb \Mird das Tonfrequenzsignal dem Eingangsanschluß 10 zugeführt, ein vorgegebener Prequenzteil oder -bereich wird von den Meßeinrichtungen 12 gemessen und der Effektivwert der Amplitude dieses Teils des Signals wird durch den Pegelmeßfühler der Qualifikations- oder Bewertungsschaltung 26 gemessen. Die von den Meßeinrichtungen 12 gemessene Signalenergie wird in die Frequenzbänder aufgeteilt und die Signalgeneratoreinrichtungen 14 erzeugen jeweils Signale, die die subharmonischen Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes des entsprechenden Eingangs sind. Die Ausgangssignale der Signalgeneratoreinrichtungen 14 werden durch die Summiereinrichtung 16 summiert und In den Verstärkere inr ichtungen 24 mit einer Verstärkung verstärkt, die von dem Steuersignal abhängt, das in der Qualifikations- oder Bewertungssehaltung 26 erzeugt wird. Es sei bemerkt, daß die Amplitude des Steuersignals von dem Effektivwert des gemessenen Signals innerhalb der Interessierenden Frequenzbereiche abhängt, damit sich eine

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Verstärkung des Ausgangssignals der Summiereinrichtung 20 ergibt. Das verstärkte Ausgangssignal der Verstärkereinrichtung 24 wird dann dem Tonfrequenzsignal Inder Summier einrichtung hinzugefügt, um ein modifiziertes Tonfrequenzsignal am Ausgangsanschluß 22 zu erzeugen. Durch Aufteilung der von der Meßeinrichtung 12 gemessenen Signale auf eine Anzahl von diskreten schmalen Bandbreiten wird die Schwingungsform am Eingang jeder Signalgeneratoreinrichtung 14 relativ einfach gehalten, so daß die Erzeugung von Subharmonischen erleichtert wird. Die Prinzipien des beschriebenen Ausführungsbeispiels können auch in einem Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem für stereophone Signale verwendet werden, um den Baß-Tonbereich eines stereophonen Tonfrequenzsignals zu verstärken. Eine bevorzugte Ausführungsform eines derartigen stereophonen Systems ist in Pig. 2 gezeigt und schließt zwei Eingangsanschlüsse 1OA und 1OB ein, denen die stereophonen Tonfrequenzsignalpaare zugeführt werden. Die Eingänge 1OA und 1OB sind mit Eingangspufferschaltungen JOa bzw. 30b verbunden, die vorzugsweise Trennverstärker zur Verringerung des Impedanzwertes gegenüber dem Impedanzwert der Quelle der Eingangssignale sind. Die Ausgänge der Pufferschaltungen 30A und 3OB sind jeweils mit dem Eingang einer entsprechenden Signalsummiereinrichtung 2OA, 2OB verbunden. Die Ausgänge der Pufferschaltungen 3OA und 3OB werden weiterhin summiert, um ein monophones Signal zu liefern, das dem Eingang einer monophonen Baß-Verstärkerund Kombinierschaltung 32 sowie dem Eingang der Synthetisierschaltung 34 zugeführt wird. Die Synthetisierschaltung 34 erzeugt subharmonische Signale im interessierenden Baß-Tonbereich, die einem zweiten Eingang der Schaltung 32 zugeführt werden. Die Schaltung 32 liefert daher ein monophones Ausgangssignal, das die künstlich hergestellten, von der Synthetisierschaltung 34 gelieferten subharmonischen Baß-Signale einschließt, an die zweiten Eingänge der Summiereinrichtungen 2OA und 2OB. Die Summiereinrichtungen 2OA und 2OB fügen das monophone Signal mit den künstlich hergestell-

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ten Baß-Komponenten jedem der Stereokanäle hinzu. Die Ausgangssignale der Summlereinrichtungen 2OA und 2OB werden jeweils den Eingängen von Hochpaßfiltern J>6k bzw. J>6B zugeführt. Diese Hoohpaßfllter sind vorzugsweise "Rumpel"-Filter, die Störgeräusche auf Grund von Rumpelgeräuschen des Plattentellers aus den verarbeiteten Signalen entfernen und die verarbeiteten stereophonen TonfrequenzsignaTe an die Ausgangsanschlüsse 22A und 22B liefern. "..-■;":.

Die Synthetisierschältung 34 schließt ein Tiefpaßfilter 38 zum Empfang der monophonen Summe, der'"Ausgangssignale der Pufferschaltungen 30A und 30B ein. Das Filter 38 ist so ausgelegt, daß es die gesamte Energie oberhalb der oberen Grenze der interessierenden Frequenzen unterdrückt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Filter 38 entsprechend so ausgelegt, daß die gesamte Signalenergie oberhalb von ungefähr 100 Hz unterdrückt wird. .

Zur Erzeugung der Sübharmonisehen wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 38 In eine Anzahl von diskreten schmalen aneinander angrenzenden Frequenzbändern unterteilt, so daß die auf diese Weise erzeugten Signalkomponenten zur Herstellung der Subharmonischen dieser speziellen Signalkomponenten verwendet werden können. Im einzelnen wird das Ausgangssignal des Filters 38 weiterhin den Eingängen einer Anzahl von Bandpaßfiltern 12A, 12B.... 12n zugeführt, die jeweils eine Bandpaßeigenschaft der interessierenden Bandbreite aufweisen. Wenn daher das Ausgangssignal des Filters 38 lediglich Signalenergie unterhalb von 100 Hz enthält und der Interesslerende Teil des· Signals bei ungefähr 40 bis 100 Hz liegt, und jede Bandbreite 10 Hz beträgt, so leitet das Filter 12A die Signalenergie zwischen 40 und 50 Hz weiter, während das Filter 12B die Signalenergie zwischen 50 und 60 Hz weiterleitet usw. Die Ausgänge der Filter 12 sind mit den Eingängen einer gleichen Anzahl von Subharmonischen-Generatoren 14 verbunden, die

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-Vf-

jeweils auf den Teil des Ausgangssignals des Filters 12 innerhalb des sehr schmalen Frequenzbandes ansprechen, das von diesem Filter weitergeleitet wird. Daher werden bei dem vorstehenden Beispiel, bei dem der interessierende Teil des Tonfrequenzsignals in sechs Frequenzbänder unterteilt ist, sechs verschiedene Subharmonischen-Generatoren 14 zur Erzeugung subharmonischer Frequenzen verwendet, die jeweils im wesentlichen der halben ursprünglichen Frequenz entsprechen. Der erste Generator 14a spricht auf die Signalenergie von dem Filter 12A zwischen 40 und 50 Hz an, so daß subharmonische Signale zwischen ungefähr 20 und 25 Hz erzeugt werden. Der Generator 14B spricht auf die Signalenergie zwischen ungefähr 50 und βθ Hz vom Filter 12B an und erzeugt subharmonische Signale zwischen ungefähr 25 und 30 Hz. In gleicher Weise sprechen die letzten vier Generatoren vorzugsweise jeweils auf Signalenergie zwischen 60 bis 70 Hz, 70 bis 80 Hz, 80 bis 90 Hz und 90 bis 100 Hz an, um Subharmonische zwischen 30 bis 35 Hz, 35 bis 40 Hz, 40 bis 45 Hz bzw. 45 bis 50 Hz zu erzeugen. Die Ausgangssignale der Generatoren 14 werden durch Summiereinrichtungen in Form von Widerständen 16 summiert. Wie dies im folgenden erkennbar ist, erzeugen bei der bevorzugten Ausführungsform die Generatoren 14 zusätzlich zu den interessierenden Subharmonischen Signale, deren Frequenzen dem Anderthalbfachen der ursprünglichen Frequenz entsprechen. Entsprechend werden die Ausgangssignale der Generatoren 14 mit Hilfe der Summierwiderstände 16 summiert und dann dem Eingang eines Tiefpaßfilters 42 zugeführt. Das Tiefpaßfilter 42 ist so ausgelegt, daß es die bei der anderthalbfachen Frequenz liegenden Komponenten des Ausgangssignals der Generatoren 14 unterdrückt, so daß das Ausgangssignal des Filters 42 lediglich die Subharmonischen bei der halben ursprünglichen Frequenz enthält. Das Ausgangssignal des Filters 42 ist mit den Verstärkereinrichtungen 24 verbunden, die die Form eines Verstärkungssteuermoduls 24 aufweisen. Die Verstärkereinrichtungen verstärken oder steuern die Verstärkung des Ausgangssignals des Filters 42 proportional zu dem bewerteten Steuersignal, das von der Quallfikations-

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oder Bewertungsschaltung 26 geliefert wird, wobei die letztere Schaltung vorzugsweise ein Hochpaßfilter 44, einen Detektor 46, einen nichtlinearen Kondensator 48 und einen Steuerverstärker 50 einschließt.

Die Qualifikation- oder Bewertungsschaltung 26 empfängt das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 58. Das Ausgangssignal des Filters 58 wird dem Hochpaßfilter 44 zugeführt, das die gesamte Signalenergie unterhalb einer minimalen Interessierenden Frequenz unterdrückt (bei der bevorzugten Ausführungsform ist diese minimale Frequenz gleich 40 Hz) . Das Ausgangssignal des Plochpaßfilters 44 enthält daher lediglich Signalenergie von den beiden Kanälen zwischen den beiden interessierenden Frequenzen 40 und 100 Hz.

Das Ausgangssignal des Filters 44 wird einem Pegeldetektor 46 zugeführt, der vorzugsweise vorn Effektivwert-Detektortyp ist. Der Ausgang des Detektors stellt daher den Effektivwert der gesamten Energie innerhalb des interessierenden Frequenzbandes dar, die am Eingang des Detektors erscheint. Der Detektor 46 ist so aufgebaut, daß er ein Ausgangssignal über einen nichtlinearen Kondensator 48 an den Steuerverstärker 50 liefert. Der nichtlineare Kondensator 48 weist einen derartigen Typ auf, daß sich ein großer Kapazitätswert für sich langsam ändernde Signale während des Normalbetriebs ergibt. Wenn eine plötzliche Änderung des Baß-Pegels auftritt, ergibt der nichtlineare Kondensator jedoch die Dynamik, damit eine schnelle Änderung des Synthetisiervorganges möglich wird, so daß sich ein schnelles Ansprechen ergibt, wenn eine plötzliche Änderung auftritt. Der Steuerverstärker 50 liefert ein Ausgangssignal an den Steueranschluß des Verstärkungssteuermoduls 24. Wie dies im folgenden noch näher erläutert wird, bestimmt die Qualifikations- oder Bewertungsschaltung 26 zusammen mit dem Verstärkungssteuermodul 24, ob eine ausreichende Energiemenge in dem interessierenden Frequenzbereich vorhanden ist, d.h. beispielsweise zwischen 40 und 100 Hz, wodurch das Ausmaß der

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Verstärkung der erzeugten Sunharmonischen gesteuert wird. Weiterhin liefert der bevorzugte Effektivwertdetektor 46 eine Art eines Verstärkungssteuersignals unabhängig von der Kompliziertheit der ursprünglichen Schwingungsformen der Tonfrequenzsignale an den Eingangsanschlüssen 1OA und lOB. Das Ausgangssignal des Verstärkungssteuermoduls 24 wird über einen EinsteHwid erstand 52 dem Eingang eines Hochpaßfilters 54 zugeführt. Der einstellbare Widerstand 52 Ist zur Einstellung der Amplitude der hergestellten Subharmonischen bestimmt, die den Signalen In jedem Stereokanal hinzugefügt werden sollen. Das Hochpaßfilter 5^ ist so ausgelegt, daß alle Störgeräusche unterhalb der künstlich hergestellten Baß-Signale, das heißt unterhalb von 25 Hz entfernt werden, die gegebenenfalls in der Synthetisierschaltung erzeugt werden können. Das Ausgangssignal des Filters 54 wird dem Eingang der Summierschaltung 32 zugeführt, worauf es nachfolgend jedem Kanal über die Summiereinrichtungen 2OA und 2OB hinzugefügt wird .

Die bevorzugte Ausführungsform nach Fig. 2 und verschiedene zusätzliche Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Figuren JA und 3B mit größerer Klarheit. Zur Erleichterung der zeichnerischen Darstellung wurde das Schaltbild nach FIg. 3 In zwei Figuren unterteilt, nämlich j5A und 3B, wobei die bezifferten Sechseckpunkte in dem Schaltbild nach FIg. 3A den in der gleichen Weise bezifferten Sechseckpunkten In dem Schaltbild nach Fig. 3B entsprechen. Wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, sind die Eingänge 1OA und 1OB über zwei Schaltarme 98A und 98B eines Schalters mit fünf Umschalt kontakten, die miteinander mechanisch gekuppelt sind, mit den Eingängen der Puffers cha ltungen 30A und 30B verbunden, deren Ausgangssignale miteinander summiert und dem Eingang der Kombinlerschaltung 32 zugeführt werden. Die letztere weist einen Widerstände 100 und 102 einschließenden Spannungsteiler auf. Der Verbindungspunkt der Widerstände 100 und 102

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Ist mit einem Kondensator 1O4 verbunden, der seinerseits mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 106 verbunden ist. Der positive Eingang des Operationsverstärkers ΙΟβ empfängt das Ausgangssignal der Synthetisierschaltung 34. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 106 ist mit dessen Ausgang über einen Kondensator 108, einen Kondensator 110 und einen einstellbaren Widerstand 112 verbunden. Der Schleifer des einstellbaren Widerstandes 112 ist direkt mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 106 verbunden, so daß die Größe des Gegenkopplungswiderstandes aus noch zu erläuternden Gründen änderbar ist. Der Ausgang der Kombinierschaltung 32 ist über einen Widerstand 113 mit Ausgängen 114, 115 verbunden, um es einem Hörer zu ermöglichen, die künstlich hergestellten Baßsignale am Ausgang der Kombinierschaltung 32 zu überprüfen. Der Ausgang der Komblnlerschaltung 32 wird weiterhin über ^: einen Kondensator 118, der seinerseits mit einem Widerstand 120 verbunden ist (dessen freier Anschluß geerdet ist) mit einem Schalter 122 verbunden. Der Schalter 122 Ist dazu vorgesehen, die Kombinierschaltung abzutrennen, wenn künstlich hergestellte Baßsignale nicht erwünscht sind. Der Schalter 122 1st seinerseits mit den SummiereinrIchtungen 2OA und 2OB verbunden, so daß das künstlich hergestellte Baßsignal jedem Stereokanal hinzugefügt werden kann. Der Ausgang der Kombinierschaltung 32 Ist über den Schalter 122 mit dem positiven Eingang der Operationsverstärker 124A und 124B der Summiereinrichtung 2OA 'bzw. 2OB verbunden. Die positiven Eingänge sind über einen Widerstand 126 gegenüber Erde vorgespannt. Die negativen Eingänge der Operationsverstärker 124A und 124B sind zum Empfang der TonfrequenzSignaIe von den Eingangspufferschaltungen 30A und 30B über Widerstände 128A bzw. I28B angeschaltet. Die negativen Eingänge der Operationsverstärker 124A und 124B sind mit den Ausgängen der jeweiligen Verstärker über Gegenkopplungswiderstände I30A bzw. I30B verbunden. Die Ausgänge der Operationsverstärker 124a und 124b sind mit den Eingängen von Hoch-

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paßfiltern J>6k bzw.-^^B verbunden. Die Ausgänge der Hochpaßfilter 3βΑ und 36B sind über Schalter 98c und 98D mit dem Ausgangsanschluß 22A bzw. 22B verbunden. Die Schalter 98C und 98D, die miteinander und mit den Schaltern 98A und 98B mechanisch gekoppelt sind, ergeben einen Nebenschluß zur Übertragung der Eingangssignale an den Eingangsanschlüssen 10A und lOB direkt zuj3en Ausgangsanschlüssen 22A und 22B wenn sich die mechanisch miteinander gekuppelten Schalter in einer Stellung befinden, während die gesamte Schaltung verwendet wird, wenn sie sich in der zweiten Stellung befinden.

Die Ausgangssignale der Eingangspufferschaltungen j5OA und werden außerdem miteinander mit Hilfe von Widerständen 14OA bzw. l40B summiert und dem Eingang des Tiefpaßfilters 38 der Synthetisierschaltung 34 zugeführt. Der Eingang des Tiefpaßfilters 38 ist mit einem Kondensator 142, dessen anderer Anschluß mit Erde verbunden ist, und einem Widerstand 144 verbunden. Der freie Anschluß des Widerstandes 144 ist mit jeweils einem Anschluß eines Kondensators 146 und eines Widerstandes 148 verbunden. Der freie Anschluß des Kondensators 146 ist mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 150 und außerdem direkt mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers 150 verbunden. Der freie Anschluß des Widerstandes 148 ist mit dem positiven Eingang des Verstärkers I50 verbunden, der über einen Kondensator I52 mit Erde verbunden ist.

Der Ausgang des Verstärkers I50 ist (wie dies in Pig. J5B gezeigt ist) mit den Filtern 12 verbunden. .Jedes Filterl2 ist mit einem entsprechenden Subharmonischen-Generator 14 verbunden. Ein Filter 12 sowie ein Generator 14 zur Erzeugung der sübharmonisehen Frequenzen bei der halben Ausgangsfrequenz ist ausführlicher in Fig. 4 gezeigt. Es ist verständlich, daß alle Filter 12 und Generatoren 14 identisch ausgebildet sind, mit der Ausnahme geringer Änderungen der Werte der Widerstände und Kondensatoren, und zwar in Abhängigkeit von den interes-

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sierenden Frequenzbändern, wie dies für den Fachmann allgemein bekannt ist. Wie dies in FIg. 3B gezeigt ist, wird das Ausgangssignal des Verstärkers I50 des Filters 38 dem Eingang 160 des Filters 12 zugeführt. Der Eingang 16Q- ist mit den anderen Eingängen der anderen Filter verbunden. Wie dies aus Fig. 4 zu erkennen ist, ist der Eingang ΙβΟ mit einem Widerstand 162 verbunden, dessen freier Anschluß über einen Widerstand 164 mit Erde und über einen Kondensator 166 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 168 verbunden ist. Der negative Eingang des Operationsverstärkers I68 ist über einen Gegenkopplungswlderstand I70 und einen Gegenkopplungskondensator 172 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 168 verbunden. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 168 ist mit dem Schleifer eines Einstellwiderstandes 17-4 verbunden. Ein Anschluß des Einstellwiderstandes 174 Ist über einen Widerstand I76 mit Erde und über einen V/Iderstand I78 mit dem anderen Anschluß verbunden. Dieser andere Anschluß des Einstellwiderstandes 174 ist weiterhin über einen Widerstand 180 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 168 verbunden. Der Einstellwiderstand I74 ermöglicht die Einstellung des Q-Wertes des Filters 12. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 168 bildet das Ausgangssignal des Filters 12 und Ist mit dem Eingang des Subharmonischen-Generators 14 verbunden.

Der Eingang des Generators 14 ist mit einem Nulldurchgangs-Detektor 182 und außerdem mit einer -1-Verstärkungsschaltung verbunden, die bei der bevorzugten Ausführungsform die Form eines Ringmischers 184 aufweist. Der Detektor 182 kann ein Komparator, Doppelbegrenzer, Quadrierer oder eine ähnliche Einrichtung sein. Der Eingang des Nulldurchgangsdetektors 182 ist vorzugsweise mit einem Widerstand 1-86 verbunden, der seinerseits mit einem Kondensator I88 verbunden Ist. Der Kondensator 188 1st seinerseits mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers I90 verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers I90 ist über einen Gegen-

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kopplungswlderstand I92 mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers verbunden, während der positive Eingang dieses Operationsverstärkers mit Erde verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers I90 ist über einen Widerstand 193 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers I94 verbunden. Der positive Eingang eines Operationsverstärkers 194 ist über einen Widerstand I96 mit Erde und über einen Widerstand I98 mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers 194 verbunden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 194 ist mit dem Eingang eines Frequenzteilers 200 verbunden. Dieser Frequenzteiler ist vorzugsweise eine durch 2 teilende Flipflop-Schaltung, die in der Technik gut bekannt ist und die daher nicht ausführlich beschrieben wird. Allgemein liefert der Frequenzteiler 200 an seinem Ausgangsanschluß 204 ein Digitalsignal mit einer Impulswiederholfrequenz, die gleich der halben Frequenz des Signals an seinem Eingangsanschluß 202 ist.

Der Ausgangsanschluß 204 des Frequenzteilers 200 ist mit dem Eingang des Ringmodulators 184 verbunden. Der Eingang des Ringmodulators 184 ist über einen Widerstand 210 und über einen Kondensator 212 mit dem Gitteranschluß eines Schalttransistors 210 verbunden. Der Schalttransistor 214 ist von gut bekannter Art und ist vorzugsweise ein Feldeffekttransistor. Wenn ein positives Steuersignal dem Gitteranschluß zugeführt wird, wird der Transistor zwischen seinen Hauptanschlüssen 216 und 218 leitend während, wenn ein negatives Steuersignal dem Gitteranschluß zugeführt wird, der Transistor 214 nicht leitend wird. Der Anschluß 216 des Feldeffekttransistors ist mit Erde verbunden während der Anschluß 218 mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 220 verbunden ist. Der Ringmodulator 184 empfängt ein Eingangssignal von dem Filter 12 über einen Kondensator 222, dessen freier Anschluß mit dem Verbindungspunkt eines mit Erde verbundenen Widerstandes 224 und eines Widerstandes 226 verbunden ist. Der letztere Widerstand ist mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers

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220 verbunden. Der Kondensator 222 ist weiterhin über einen Widerstand 228 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 220 verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 220 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 2^0 mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers verbunden, und dieser Ausgang ist andererseits mit dem Ausgangsanschluß verbunden. Der Ausgangsanschluß 2^2 ist mit dem Summierwiderstand 16 nach Fig. JB verbunden.

Bei erneuter Betrachtung der Fig. JB ist zu erkennen, daß bei der bevorzugten Ausführungsform der Ausgang jedes Ringmodulators der Generatoren über einen entsprechenden Widerstand 16 mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 42 verbunden ist. Der Eingang des Tiefpaßfilters 42 ist mit einem Kondensator 240 verbunden, um Hochfrequenz-AnteSe gegen Erde kurzzuschließen. Um einen größeren Abfall des Frequenzganges zu erzielen, ist der Eingang des Filters 42 weiterhin mit einem : Widerstand 242 verbunden, der seinerseits über einen Widerstand 244 mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 246 und über einen Kondensator 248 mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 246 verbunden ist. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 246 ist über einen Kondensator 250 mit Erde verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 246 ist über einen Widerstand 252 mit Erde und über einen Widerstand 254 mit dem Eingang des Verstärkungssteuermoduls 24 verbunden. Der Eingang des Verstärkungssteuermoduls 24 ist über einen Kondensator 260 angeschaltet, der seinerseits über einen Einstellwiderstand 262 mit Erde, über einen Widerstand 264 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 266 und über einen Widerstand 268 mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 266 verbunden ist. Der Negative Eingang des Operationsverstärkers 266 ist über einen Widerstand 270 mit dem Schleifer des Einstellwiderstandes 262, über einen Widerstand 272 mit Erde und über einen Widerstand 274 mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers

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verbunden, wobei dieser Ausgang den Ausgang des Verstarkungssteuermoduls 24 bildet. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 266des Verstärkungssteuermoduls 24 ist mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 276 verbunden. Der Kollektor dieses Transistors 276 ist mit dem Emitter über einen Widerstand 278 verbunden. Der Emitter Ist seinerseits mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors 276 ist zum Empfang des Ausgangssignals des Steuerverstärkers 50 der Qualifikationsoder Bewertungsschaltung 2.6 angeschaltet.

Wie dies aus Fig. 3A zu erkennen ist, ist die Qualifikations- oder Bewertungsschaltung so angeschaltet, daß sie das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 38 empfängt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 150 des Filters 38 ist mit dem Eingang des Hochpaßfilters 44 verbunden. Der Eingang des Filters 44 ist mit einem Kondensator 290 verbunden, dessen freier Anschluß über einen Widerstand 292 mit Erde und über einen Kondensator 294 mit dem Verbindungspunkt eines Kondensators 296 und eines Widerstandes 298 verbunden ist. Der andere Anschluß des Kondensators 296 ist mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 300 und über einen Widerstand 302 mit Erde verbunden. Der Widerstand 298 ist mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 300 verbunden, der über einen Gegenkopplung sw id erstand 304 mit dem Ausgang des Verstärkers 305 verbunden Ist. Der negative Eingang des Operationsverstärkers ■ 300 ist weiterhin über einen Widerstand 306 mit dem Schleifer eines Einstellwiderstandes 308 und über einen Widerstand 3IÖ mit Erde verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 300 Ist über den Einstellwlderstand 308 mit Erde und über einen Kondensators312 mit dem Eingang des Detektors 46 nach FIg. 3B verbunden.

Wie dies aus Fig. 3B zu erkennen ist, Ist der Detektor 46 ein Detektor, der den Effektivwert des Signalpegels am Kondensator 312 mißt und ein Steuersignal an seinem Ausgang lie-

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fert, das von diesem Wert an seinem Eingang abhängt. Derartige Detektoren sind in der Technik gut bekannt (siehe beispielsweise US-Patentschrift J 681 618).

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Detektors nach Pig. JB ist der Eingang des Detektors 46, d.h. der Signalkondensator 312 (nach Fig. JA) mit dem Eingang eines Operations-Gleichrichters 313 und über einen Widerstand J14 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers Jl6 verbunden. Der Eingang des Detektors 46 ist weiterhin über einen Widerstand JI8 des Operations-Gleichrichters JlJ mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers J20 verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers J20 ist über einen Widerstand J22 mit der Anode einer Diode J24 und mit einem Widerstand J26 verbunden, der mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers J16 verbunden ist. Die Kathode der Diode J24 ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers J20 verbunden. D^r positive Eingang des Operationsverstärkers J20 ist mit Erde verbunden. Zusätzlich ist der negative Eingang des Operationsverstärkers J20 über einen Widerstand J28 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers J20 und mit der Kathode der Diode J24 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers J20 des Operatlons-Gleiohrichters JlJ ist über einen Widerstand JJ2 mit einem Synthesizer-Anzeiger Jj4 verbunden, der ein wahlweise: verwendbares Merkmal der beschriebenen Ausführungsform darstellt.

Der Anze^pr JJ4 schließt einen NPN-Trans is tor. JJ6 ein, dessen Basis mit dem Widerstand JJ2 des Detektors 46 verbunden ist, dessen Emitter über einen Widerstand Jj8 mit Erde verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand J4O mit einer Leuchtdiode J42 verbunden ist, die ihrerseits mit einer positiven Spannungsquelle verbunden ist. Der Anzeiger Jj4 ist im wesentlichen so ausgebildet, daß sich eine Ansteuerung der Leuchtdiode J42 ergibt, wenn die subharmonischen Frequenzen erzeugt werden.

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Wie bei erneuter Betrachtung des Detektors 46 zu erkennen 1st, ist der positive Eingang des Operationsverstärkers J5l6 mit Erde verbunden während der negative Eingang mit der Basis und dem Kollektor eines Transistors 344 und mit dem Emitter eines Transistors 3^6 verbunden ist. Die Basis und der Kollektor des Transistors 346 sind miteinander und mit dem Emitter eines Transistors 348 verbunden. Die Basis- und Kollektoranschlüsse der Transistoren 3^8 und 350 sowie der Emitter des Transistors 344 sind alle miteinander und mit dem Ausgang des Operationsverstärkers J>l€> verbunden. Der Emitter des Transistors 350 ist mit einer negativen Gleichspannungsvorspannung über einen Widerstand 352 verbunden. Der Emitter des Transistors 350 ist weiterhin mit dem Eingang des nichtlinearen Kondensators 48 verbunden.

Dieser nichtlineare Kondensator 48 ermöglicht die Anwendung sehr langer Glättungszeltkonstanten auf das Steuerspannungssigna1, das am Ausgang des Detektors 46 geliefert wird, für eingeschwungene oder sich langsam ändernde Signale, so daß die Größe der Welligkeit am Ausgang wesentlich verringert wird und nur geringe Verzerrungen zum Tonfrequenzsignal hinzugefügt werden. Zur gleichen Zeit ermöglicht der nichtlineare Kondensator sehr schnelle Signaländerungen, um in ähnlicher Weise schnelle Änderungen des gleichen Steuerspannungssignals am Ausgang zu erzielen, so daß vorübergehende Einschwingoder Anschwellsignale verbessert werden. Der nichtlineare Kondensator 48 empfängt an seinem Eingang 35^ das Ausgangssignal des Detektors 46. Ein Verbindungspunkt 35²I- ist über einen ersten Kondensator 356 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 358 verbunden, dessen positiver Eingang mit Erde verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 358 ist über einen Widerstand 360 und über einen Kondensator 362 mit seinem negativen Eingang verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 358 ist weiterhin mit der Anode einer Diode 364 und der Kathode einer Diode 366 ver-

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bunden, wobei diese Dioden vorzugsweise Siliziumdioden sind. Die Kathode der Diode 364 und die Anode der Diode 366 sind ebenfalls mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 358 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 358 ist über einen Kondensator 368 mit -dein Verbindungspunkt 35^· verbunden. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse weist der Vi id er stand 360 vorzugsweise einen relativ großen Wert auf, damit sich eine erhebliche Vorspannung zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers 358 ergibt.

Es ist verständlich, daß die Verstärkung des Operationsverstärkers 358 des nichtlinearen Kondensators 48 (die Verstärkung ist hier als das Verhältnis der Spitze-Spitze-Spannung am Ausgang des Verstärkers 358 gegenüber der gewünschten Welligkeitsspannung am Verbindungspunkt 345 definiert) durch das Verhältnis der Impedanz C356 des Kondensators 356 zur Impedanz C362 des Kondensators 362 bestimmt ist. Diese Impedanzen ändern sich jedoch mit der Frequenz. Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung optimaler Betriebseigenschaften das Verhältnis der Kapazitäten, d.h. 0356/0362 größer als oder gleich ungefähr 100 sein sollte. Es ist verständlich, daß die Wirkung der Kapazität des nichtlinearen Kondensators 48 eine Funktion der Verstärkung des Operationsverstärkers 358 ist, die andererseits eine Funktion davon ist, wie schnell sich der Spannungspegel am Verbindungspunkt 35²I- ändert. Für einen eingeschwun- genen Zustand oder für sich sehr langsam ändernde Signalpegel am Verbindungspunkt 354 bleiben die Dioden 364 und 366 im weserüiehen nicht leitend, so daß auf Grund des Vorspannungswiderstandes 360 die Verstärkung des Operationsverstärkers 358 im wesentlichen hoch bleibt und die effektive Kapazität daher groß ist. Wenn beispiel eise die Verstärkung des Operationsverstärkers 358 gleich 100 ist so ergibt eine Änderung von einem gB am Verbindungspunkt 354 (was ungefähr 6 Millivolt entspricht) eine Änderung von 600 Millivolt am Ausgang des

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Operationsverstärkers 358, wobei diese Änderung nicht ausreicht, um die Dioden 364 und 366 leitend zu machen, so daß die effektive Kapazität ziemlich groß ist. Wenn jeoch die Wachführrate am Verttidungspunkt 354 ansteigt, so steigt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers um den hundertfachen Faktor an, worauf die Dioden zu leiten beginnen. Wenn die Dioden mehr und mehr leitend werden steigt der Strom durch eine der Dioden 68 oder 70 (in Abhängigkeit davon, ob sich die Spannung in positiver oder negativer Richtung ändert) an, so daß im Ergebnis die Verstärkung des Operationsverstärkers absinkt und die effektive Kapazität des nichtlinearen Kondensators 48 verringert wird.

Der Verbindungspunkt 354 des nichtlinearen Kondensators 48 ist mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 370 des Steuerverstärkers 50 verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 370 ist über einen Widerstand 372 mit Erde und über einen Widerstand 374 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 370 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 370 ist weiterhin mit der Basis des Transistors 276 des Verstärkungssteuermoduls 24 verbunden, um die Größe der Verstärkung des Signals zu steuern, das dem Eingang des Verstärkungssteuermoduls 24 vom Tiefpaßfilter 42 zugeführt wird, wobei das verstärkte Ausgangssignal an dem mit der Ziffer 3 bezeichneten Sechseck erscheint.

Wie es aus Fig. 3A zu erkennen ist, ist der Ausgang des Verstärkungssteuermoduls 24 an dem mit der Ziffer 3 bezeichneten Sechseck über einen Einstellwiderstand 52 mit Erde verbunden. Der Schleifer des Einstellwiderstandes 52 ist mit dem Eingang des Hochpaßfilters 5^ verbunden. Der Eingang des Hochpaßfilters 54 ist mit dem Kondensator 38O verbunden, der seinerseits über einen Kondensator 382 mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 384 und über einen Widerstand mit dem negativen Eingang dieses Operationsverstärkers 384

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verbunden Ist. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 384 ist über einen Widerstand 388 mit Erde verbunden während der negative Eingang mit dem Ausgang dieses Operationsverstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 384 ist weiterhin über einen Kondensator 387 mit einem Anschluß eines Widerstandes 385 verbunden, dessen anderer Anschluß mit Erde verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 387und dem Widerstand 385 ist über einen Schalter 98E (der mechanisch mit den Schaltern 98A, 98B, 98c und 98D gekuppelt Ist) mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers loö der Kombinlersohaltung 32 verbunden, wobei dieser positive Eingang weiterhin über einen V/Iderstand 390 rait Erde verbunden Ist.

Im Eetrieb ist der Schalter 98 für den Betrieb der Generatorschaltung für die subharmonischen Frequenzen so eingestellt, daß stereophone Zweikanal-SignaIe, die den jeweiligen Eingangsanschlüssen 1OA und lOB zugeführt werden, den Eingangspufferschaltungen 3OA und 30B zugeführt werden. Die Ausgangssignale der Püfferschaltungen 30A und 30B werden in den Widerständen 100 und 102 der Kombinierschaltung 32 summiert, um ein monophones Signal über den Kondensator 104 an den negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers I06 zu liefern. Der Verstärker ΙΟβ fügt zu diesem monophonen Signal die künstlich hergestellten Baßsignale hinzu, die von der Synthesizer-Schaltung 34 dem positiven Eingangsanschluß dieses Verstärkers ΙΟβ zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers ΙΟβ stellt daher die Summe der Eingangssignale an seinen negativen und positiven Eingangsanschlüssen dar und ist mit einer Verstärkung verstärkt, die von der Einstellung des Eins tellwld erstand es 112 abhängt. Der Eins tellwid erstand 112 stellt nicht nur die Verstärkung des Verstärkers sondern auch die "Übergangsfrequenz" der Kombinlerschaltung ein. Der Einstellwiderstand 112 Ist zwischen einer Position, bei der sich keine Verstärkung ergibt, und einer Position, bei der

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sich die maximale Verstärkung ergibt, einstellbar. Es wurde festgestellt, daß wenn nur ein geringer Miederfrequenzanteil in den Tonfrequenzsignalen vorhanden ist, dies anzeigt, daß etwas Energie bei sehr niedrigen Frequenzen vorhanden ist. Durch Vergrößerung der Verstärkung des Verstärkers ΙΟβ auf Grund der Änderung des Widerstandes des Eins te Hw id erstand es 112 wird gleichzeitig die Übergangs frequenz des Filters abgesenkt, das durch die Gegenkopplungspfade des Verstärkers 106 gebildet ist. Wenn es erwünscht ist, das Ausgangssignal des Verstärkers 106 einzustellen und insbesondere die Kontur des Signals durch Einstellen des Widerstandes 112 einzustellen, kann der Zuhörer sehr einfach den monophonen Ausgang des Verstärkers ΙΟβ, der die künstlich hergestellten Baßfrequenzen einschließt, an den Ausgangsanschlüssen 114- und 116 abhören. Die Ausgänge der Pufferschaltungen 3OA und 3OB werden außerdem über die Widerstände 140A und 140B dem Eingang des Tiefpaßfilters 38 zugeführt. Dieses Tiefpaßfilter ist im wesentlichen so ausgelegt, daß es Energie bei höheren Frequenzen oberhalb von 100 Hz unterdrückt. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters wird dann jedem der Bandpaßfilter 12 zugeführt, die ihrerseits ein Ausgangssignal an den entsprechenden Nulldurchgangsdetektor 182 und den entsprechenden Ringmodulator 184 des Generators 14 liefern. Das Ausgangssignal des Detektors I82 ist Im wesentlichen ein digitales Ausgangssignal mit einer Impulswiederholfrequenz, die im wesentlichen gleich der Frequenz des AusgangsSignaIs des Filters 12 ist. Das Ausgangssignal des Detektors 182 wird dem Eingangsanschluß 202 der Flipflop-Schaltung 200 zugeführt. Das Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung 200 ist ein digitales Signal mit einer Impulswiederholfrequenz, die gleich der halben Impulswiederholfrequenz am Ausgang des Detektors 182 ist. Das Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung 200 wird dem Gitteranschluß 214 zugeführt. Wenn das Ausgangssignal positiv ist, os wird der positive Eingang des Operationsverstärkers 220 des Modulators 184 gegen Erde kurzgeschlossen. Hierdurch wird das Ursprung

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liehe Eingangssignal vom Filter 12 moduliert. Wie dies gut bekannt ist, sind Ringmodulatoren Bauelemente, bei denen das Trägersignal, d.h. das Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung 200 unterdrückt ist. Das' AusgangasLgnal dieses Ringmodulators hat jedoch zwei Komponenten, von|3enen eine eine Funktion der Frequenz des EingangsSignaIs (fin), d.h. vom Filter 12, vergrößert um die Frequenz des Trägersignals von der Flipflop-Schaltung 200 ist, während die zweite Komponente eine Frequenz aufweist, die der Frequenz des Eingangssignals abzüglich der Frequenz des Trägersignals entspricht. In diesem FaI ist das Trägereingangssignal das Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung, dessen Frequenz ha]b so groß ist wie die Frequenz des EingangssignaIs (fin/2). Daher hat der Ausgang des Ringmodulators 184 zwei Frequenzkomponenten, nämlich fin/2 und j5 fin/2. Die Ausgange aller Ringmodulatoren 184 der Subharmonischen-Generatoren 14 werden über Widerstände 16 summiert und dem Tiefpaßfilter 42 zugeführt. Dieses Tiefpaßfilter ist so ausgelegt, daß es die fin/2-Komponente des Ausgangssignals jedes Modulators weiterleitet, während die 5 fin/2-Komponenten unterdrückt werden. Daher wird das Ausgangssignal des Filters 42 im wesentlichen durch die subharmonischen Frequenzkomponenten gebildet, die erzeugt wurden. Diese Komponenten werden dem "Verstärkungssteuermodul 24 zugeführt.

Um zu bestimmen, ob ausreichende Energie bei niedrigen Frequenzen zur Verfugung steht, um die Sub harmonischen an die Haupt-Stereokanäle über die Summiereinrichtungen 20A und 2OB zu liefern, wird das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 58 weiterhin der Qualifikations- oder Bewertungsschaltung 26 zugeführt. Das Ausgangssignal des Filters 58 wird dem Hochpaßfilter 44 nach Fig. J5A zugeführt. Dieses Hochpaßfilter unterdrückt alle Signalenergie unterhalb von 40 Hz, so daß das Au>sgangssignal dieses Filters durch die Enagie gebildet ist, die bei Frequenzen zwfehen 40 und 100 Hz liegt. Es ist

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zu erkennen, daß der Schwellwertausgang des Filters 44 mit Hilfe des Eins te Uwe Id erstand es J5O8 einstellbar ist. Der Ausgang des Hochpaßfilters 44 wird dann dem Detektor 46 zugeführt. Das Eingangssignal an diesem Detektor ist durch die gesamte Energie von den ursprünglichen Signalen gebildet, die in dem interessierenden Frequenzband liegt, d.h. zwischen 40 und 100 Hz. Wenn dieser Pegel ausreichend ist, liefert der Detektor zwei Ausgangssignale. Ein Ausgangssignal wird an den Synthesizer-Anzeiger 334 geliefert. Ein Ausgangssignal an diesem Anzeiger steuert die Leuchtdiode ~j>H-2 so an, daß dem Hörer angezeigt wird, daß Baßinformation vorhanden ist und daß die Schaltung eine niedrige Frequenz aufweisende subharmonische Signale erzeugt. Wie dies gut bekannt ist, mißt der Detektor den"Signalpegel am Ausgang des Hochpaßfilters 44 auf einer Effektivwertbasis mit geringer Welligkeit oder ohne Welligkeit, so daß das Ausgangssignal des Detektors linear in Dezibel auf sein Eingangssignal bezogen ist. Das Ausgangs signal des Detektors 46 wird dem nichtlinearen Kondensator 48 zugeführt.

Die effektive Kapazität des Kondensators 48 hängt von den dynamischen Eigenschaften des Signals am Verbindungspunkt 354 ab, wie dies weiter oben erläutert wurde. Das Signal am Verbindungspunkt 354 wird dem Steuerverstärker 50 zugeführt. Der Steuerverstärker 50 verstärkt das Signal am Verbindungspunkt 354 und liefert das verstärkte Signal an die Basis des Transistors 276 des Verstärkungssteuermoduls 24. Wenn nur sehr wenig Energie vorhanden ist, ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 370 des Steuerverstärkers 350 sehr klein, so daß der Transistor 276 nicht leitend bleibt. In einem derartigen Fall sind die Werte der Widerstände und 278 bezüglich der Werte der Widerstände 264 und 262 derart, daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 266 gleich 0 ist. Insbesondere tfleiben die Signale an den positiven und

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negativen Eingängen des Operationsverstärkers 266 Im wesentlichen gleich. Wenn jedoch die indem Signal vorhandene Baßenergie größer wird, so daß auch das Ausgangssignal des Effektivwertdetektors und das Ausgangssignal des Verstärkers 50 größer werden, beginnt der Transistor 276zu leiten, wodurch der wirksame Widerstandswert des Widerstandes 278 durch die Parallelschaltung des Transistors 276 verkleinert wird. Hierdurch wird der Signalpegel am negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 266 gegenüber dem Signalpegel an dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 266 vergrößert, wodurch ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers 266 hervorgerufen wird, dessen Amplitude von der Größe dieser Differenz abhängt. Wenn daher der Transistor 276 mehr und mehr leitend wird, so fließt Immer weniger Strom durch den VfIderstand 278 und es ergibt sich ein immer kleineres Signal an dem positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 266 des Verstärkungssteuermoduls 24. Weil sich die positiven und negativen Eingangssignale nicht mehr länger aufheben, ergibt sich eine insgesamt negative Verstärkung. Wenn daher die Signalenergie ansteigt, steigt auch das Ausmaß der Signalverstärkung an.Das Ausgangssignal der auf diese V/eise erzeugten subharmonlschen Frequenzkomponenten wird über den Einstellwiderstand 52 weitergeleitet, der so eingestellt wird, daß die Amplitude der künstlich hergestellten subharmonlschen Baßfrequenzkomponenten änderbar ist. Die Signale durchlaufen den Einstellwiderstand und gelangen zum Hochpaßfilter 54. Dieses Hochpaßfilter ermöglicht weiterhin die Beseitigung irgendwelcher Störungen bei niedrigen Frequenzen, wie z.B. Störungen auf Grund des Plattentellerrumpelns. Das Ausgangssignal des Filters 54 wird dem Eingang des Kombinierschaltung 32 zugeführt, in der es der raonophonen Summe der ursprünglichen Signalenergie beider Kanäle hinzugefügt wird. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 32 wird zu den ursprünglichen stereophonen Signalen über die Summiereinrichtungen 2OA und 2OB hinzugefügt. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtungen 2OA und 2OB wird den Hoch-

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paßfiltern j?6A und ^6B zugeführt, die alle niederfrequenten Rurnpenstörslgnale entfernen, die in dem Signal vorhanden sein können. Die an den Anschlüssen 22A-und 22B erseheinenden Signale sehließen daher nicht nur die ursprünglichen den Eingangsanschlüssen 1OA und iOB zugeführten Signale, sondern außerdem subharmonische Signale ein, die in der Synthetisierschaltung ~jK hergestellt v/urden und die von anderen niederfrequenten Informationen abgeleitet sind, d ie in dem Signal vorhanden sind. Auf diese Weise ergibt sich in jedem Kanal ein reicheres und damit verbessertes modifiziertes Signal.

Obwohl im Vorstehenden eine bevorzugte Ausführungsform des Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystems beschrieben wurde, ist zu erkennen, daß eine Vielzahl von Modifikationen durchgeführt werden kann, ohne den Rahmen des Grundgedankens der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise wurde die -1-Verstärkungsschaltung in Form eines Ringmodulators beschrieben, doch können auch andere Bauelemente für diesen Modulator verwendet werden. Beispielsweise kanneine Sinus-Teilerschaltung unter Verwendung von Rückkopplungs-und Modulationstechnlken oder ein phasenstarrer Sinusoszillator verwendet werden, wie er beispielsweise Inder Literaturstelle "Pulse, Digital and Switching Waveforms; Devices and Circuits for their Generation and Processing" von Millman, Jacob und Taub, Herbert, McGraw-Hill Book Company, New York, I965, Seiten 758 bis 741 beschrieben wurde. Weiterhin kann, obwohl bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 4 die Erzeugung von subharmonischen Frequenzen bei der halben ursprünglichen Frequenz beschrieben wurde, ohne weiteres andere Subharmonische erzeugt und dem ursprünglichen Signal hinzugefügt werden.

Beispielsweise können gemäß Fig. 5 Filter 12' und Subharmonischen-Generatoren 14' anstelle der entsprechenden Filter 12 und Generatoren 14 nach den Figuren 2 bis 4 derart eingesetzt werden, daß sich subharmonische Frequenzen bei einem Drittel

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der Frequenzen der Komponenten des ursprünglichen Signals an den Eingangsansehlüssen 1OA und 1OB erzeugt werden, die dem ursprünglichen Signal über die Kombinierschaltung j52 und die Summiereinrichtungen 2OA und 20B hinzugefügt werden. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Filter 12' und ein Generator 14' für jedes der Filter 12 und Generatoren 14 nach Fig. 2 vorgesehen. Das Filter 12' ist identisch zum Filter 12 mit der Ausnahme, daß die Bandpaßeigenschaften jedes Filters 12' so gewählt sind, daß die gewünschten subharmonischen Frequenzen von den durch jedes Filter hindurehgeleiteten Komponenten abgeleitet werden. Diese Bandpaßeigensehaften sind durch die vorgegebenen Werte der einzelnen Bauteile des Filters 12' festgelegt, wie dies für den Fachmann bekannt ist.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 168 des Filters 12' ist mit dem Eingang einer -2, +1-Verstärkungsschaltung 400 und über einen Kondensator 402 mit dem positiven Eingang eines Vergleichers 4o4 verbunden, wobei dieser positive Eingang über einen Widerstand 4o6 mit Erde verbunden ist. Der negative Eingang des Vcrgleichers 4o4 ist über einen Kondensator 410 mit Erde und über einen Gegenkopplungsvjiöerstand 4O8 mit dem Ausgang dieses Vergleichers verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 4o4 ist über einen Widerstand 412 mit der Basis eines Transistors verbunden. Der Kollektor des Transistors 414 ist über einen Widerstand 416 mit der Basis eines Transistors 4l8 verbunden. Die Emitter der Transistoren 414 und 418 sind mit Erde verbunden während ihre Kollektoren über jeweilige Vorspannungswiderstände 420 und 422 mit einer positiven Gleichspannung verbunden sind. Die Kollektoren der;Transistoren 414 und 418 sind mit einem Differenzierer verbunden. Dieser Differenzlerer schließt einen Kondensator und einen Widerstand ein,, wobei der Kollektor des Transistors 414 mit einem Kondensator 426 verbunden ist, der seinerseits über einen Widerstand 430 mit : Erde verbunden ist während der Kollektor des Transistors 418 mit einem Kondensator 424 verbunden ist, der über einen Wider-

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stand 428 mit Erde verbunden 1st. Wie dies im folgenden noch näher erläutert wird, sind die Werte der Kondensatoren 424 und 426 und der ViIderstände 428 und 4^0 so gewählt, daß sich eine relativ schnelle Entladung beispielsweise im Zeitraum von einer Millisekunde im Vergleich zur Zeitdauer einer Periode des ursprünglichen am Ausgang des Filters 12' erscheinenden Signals und insbesondere zur Länge der Impulse ergibt, die am Ausgang des Vergleichers 4o4 auftreten.

Die Ausgänge der Differenzierer sind mit den Eingängen eines ODER-Verknüpfungsgliedes verbunden. Der Kondensator 424 ist mit der Anode einer Diode 432 verbunden, während der Kondensator 426 mit der Anode einer Diode 4^4 verbunden ist. Die Kathoden der Dioden 432 und 434 sind einerseits miteinander zur Bildung des Ausganges eines ODER-Verknüpfungsgliedes und andererseits über einen Widerstand 436 mit Erde sowie mit dem Ausgang eines durch 6 teilenden Zählers 438 verbunden. Der Zähler 438 ist vorzugsweise ein durch 8 teilender Teiler wie z.B. vom Typ CD4022A, wie er von der Fa. RCA hergestellt wird, wobei der Ausgang für die Zählung von 6 mit dem Rücksetzeingang verbunden ist, so daß der Zähler von 1 bis 6 zählt und bei der nächsten Zählung zurückgesetzt wird, um die Zählung von 1 bis 6 zu wiederholen usw. Die Ausgänge des Zählers 438, die den zweiten und fünften Zählungen entsprechen, sind mit den Jeweiligen Anoden von Dioden 440 und 442 verbunden. Die Kathoden dieser Dioden sind miteinander verbunden und durch eine negative Gleichspannung vorgespannt und sie sind weiterhin mit dem Steueranschluß der -2, +1-Verstärkungsschaltung 400 verbunden.

Im einzelnen sind die Kathoden der Dioden 440 und 442 über einen Kondensator 446 und einen Widerstand 448 mit dem Steuergitter eines Feldeffekttransistors 450 verbunden. Die Hauptanschlüsse des Transistors 450 sind mit Erde undmit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 452 verbunden. Die

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positiven und negativen Eingänge des Operationsverstärkers 452 sind mit dem Ausgang des Filters 12' über Widerstände 454 bzw. 456 verbunden. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 452 ist über einen G egenkopplungsvj Id er stand 458 mit dessen Ausgang verbunden. Die Vierte der Widerstände 454, 456 und 458 sind so gewählt, daß die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 gleich +1 ist, wenn der Transistor 450 nichtleitend oder abgeschaltet ist, während sich eine Verstärkung von -2 ergibt, wenn der Transistor 450 leitend oder durchgeschaltet ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 452 ist mit dem Ausgangsanschluß 2^2' verbunden. Der Ausgangsanschluß 252¹ ist mit einem Summierwiderstand 16 nach Fig. 3B verbunden.

Die Betriebsweise des Filters und der Subharmonisehen-Generatorschaltung nach Fig. 5 wird im folgenden anhand des Zeitsteuerdiagramms nach Fig. 6 erläutert. Ein typisches Signal (das aus Vereinfachungsgründen als Signal mit einer konstanten einzigen Frequenz dargestellt ist, gemäß Fig. 6A wird über den Kondensator 502 dem positiven Eingang des Vergleichers 4o4 zugeführt. Das Ausgangssignal des Vergleichers 4o4, das in Fig. 6B gezeigt ist, ist im wesentlichen eine Rechteckschwingung, die positiv und negativ ist, wenn die Schwingungsform des Signals nach Fig. öA entsprechend positiv und negativ ist. Die Ausgangs-Rechteckschwingung nach Fig. 6B wird über den Widerstand 412 der Basis des Transistors 414 zugeführt. Die Anordnung der Transistoren 414 und 418 und der Widerstände 416, 420 und 422 ist derart, daß eine RS-Flipflop-Schaltung gebildet wird, so daß, wenn die Reehteckschwingung nach Fig. 6B positiv ist, ein positiver Impuls an die Differenzierschaltung geliefert wird, die durch den Kondensator 426 und dem Widerstand 4j5O gebildet ist, während, wenn die Rechteckschwingung negativ ist, ein positiver Impuls der Differenzierschaltung zugeführt wird, die durch den Kon-

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densator 424 und dem Widerstand 428 gebildet ist. Auf Gr.und der relativ kurzen Zeitkonstante der Differenzierer ergibt sich jeweils eine positive Spitze für jeden positiven Pegelweehsel der von der Flipflop-Schaltung gelieferten Impulse (d.h. wenn sie einen positiven Wert annehmen) und eine negative Spitze für jeden negativen Pegelwechsel dieses von der Fllpflop-Schaltung gelieferten Impulses (d.h. wenn der Impuls einen negativen Wert annimmt). Auf Grund der Eigenart der Diode 4J>2 und 4^4 (d.h. sie leiten lediglich die positiven Spitzen weiter), ist das Ausgangssignal der Dioden und damit das Eingangssignal an den Zähler 4j58 durch eine Serie von positiven Spitzen gebildet, wie sie in Fig. 6C gezeig^sind, wobei diese Spitzen sowohl den positiven als auch den negativen Pegelwechsel der Rechteckschwingung nach Fig. 6b entsprechen. Es Ist zu erkennen, daß jede dieser Spitzen im wesentlichen eine Halbperlode der Signalschwingungsform nach Fig. 6k darstellt. Die Spitzen bilden im wesentlichen das Zählelngangssignal an den Zähler 4^8, so daß, wie dies in den Flg. 6d und 6e gezeigt 1st, bei jeder zweiten und fünften Zählung von sechs Zählungen die Ausgänge des Zählers, d.h. die Ausgänge der Dioden 440 und 442 einen derartigen Pegel annehmen, daß ein Impuls geliefert wird. Die Ausgangssignale der Dioden werden summiert, wie dies in Fig. 6F gezeigt ist und dem Steuereingang der +1, -2-Verstärkungsschaltung 400 zugeführt. V/Ie dies weiter oben beschrieben wurde, 1st, wenn ein Impuls dem G-ltteranschluß des Transistors 450 zugeführt wird, dieser leitend, so daß die Verstärkurg des Operationsverstärkers 452 gleich -2 Ist, während, wenn kein Impuls dem Steuergitter des Feldeffekttransistors 450 zugeführt wird, dieser nichtleitend 1st, so daß die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 gleich +1 ist. Daher ergibt sich, wie dies in Fig. 6G gezeigt Ist, am Ausgang des Verstärkers 452 am Anschluß 2J52¹ eine Schwingungsform, bei der die Verstärkung des Verstärkers 452 gleich +1 ist wenn die erste Halbschwingung

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des ursprünglichen Signals (positiv) dem Verstärker 452 zugeführt wird, so daß sich am Anschluß 232' das gleiche HaIbwellensignal ergibt. Bei der Zählung Nr. 2 wird ein Impuls über die Diode 440 geliefert, so daß der Transistor 450 in einen leitenden Zustand gebracht wird und die Veistärkung des Operationsverstärkers 452 auf -2 ändert. Weil das Eingangssignal nunmehr negativ ist, ist das Ausgangesignal des Operationsverstärkers 452 am Anschluß 252' positiv und entspricht der doppelten Amplitude des EingangsSignaIs. Bei der Zählung Nr. 3 ist der Transistor 450 nichtleitend und die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 ändert sich auf +1. Weil das Eingangssignal nunmehr positiv ist, wird es dem Anschluß 232¹ ohne Verstärkungsänderung zugeführt. Bei der Zählung Nr. 4 bleibt der Transistor 450 nichtleitend und die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 bleibt auf dem Wert +1. Daher wird die negative Halbwelle des Eingangssignals vom Filter 12' dem Anschluß 2J2¹ ohne Verstärkungsänderung zugeführt. Bei der Zählung Nr. 5 wird ein Impuls über die Diode 442 geliefert, so daß der Transistor 450 in den leitenden Zustand gebracht wird und die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 auf -2 ändert. Weil das Eingangssignal nunmehr positiv ist, ist das Ausgangesignal des Verstärkers 252 am Anschluß 2j52' nunmehr negativ und entspricht der doppelten Amplitude des EingangsSignaIs. Schließlich ist bei der Zählung Nr. 6 der Transistor 450 erneut nichtleitend und die Verstärkung des Operationsverstärkers 452 wird zurück auf +1 geändert. Weil das Eingangssignal nunmehr negativ ist, wird es zum Anschluß 232^f ohne Verstärkungsänderung übertragen, Die nächste Zählung ist wiederum die Zählung Nr. 1, so daß sieh der Vorgang wiederholt. Wie dies in Fig* 6ß gezeigt ist, ist die Hüllkurve der Schwingungsform am Anschluß 2J2¹ ein Signal mit einer Frequenz, die einem Drittel der Frequenz des ursprünglichen Signals gemäß Fig. Sk entspricht. Das Tiefpaßfilter 42 nach Fig. 2, das ausführlich in Fig. JSB gezeigt ist, ist mit einer derartigen Grenzfrequenz aufgebaut, daß ledig-

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lieh die Hüllkurve des Signals nach Fig. 6G durch dieses Filter übertragen wird. Wenn daher die ursprünglichen von den Eingängen an den Anschlüssen 1OA und 1OB abgeleiteten und durch die Filter 12" gefilterten Signale den Subharmonischen-Generatoren nach Fig. 5 zugeführt werden, liefert jeder dieser Generatoren eine Schwingungsform gem. Fig. 6G. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wird jeder Schwlngungsform-Ausgang jedes Generators über die Widerstände 16 summiert und dem Tiefpaßfilter 42 zugeführt. Dieses Filter liefert die Hüllkurve der Schwingungsformen an das Verstärkungssteuermodul 24. Die Betriebsweise des übrigen Teils der FIg. 2 ist gleich der vorstehend beschriebenen, so daß die subharmonischen Frequenzen bei einem Drittel der Frequenzen der von den Filtern 12' gelieferten Signale durch die Summiereinrichtungen 2OA und 2OB zu den ursprünglichen stereophonen Signalen hinzugefügt werden.

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Leersefte

Claims

Patentanwälte D: ρ I. -1 η g. Curt Wallach Dipl'.-Ing. Günther Koch 2909352 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: ^- ..-tl^ ^^:'J Unser Zeichen: Ib 5I5 - Fk/Ne Patentansprüche

1./Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystem zur Modifikation eines Tonfrequenzsignals, g e k en nz eich "net durch Einrichtungen (12) zur Messung der in einem vorher ausgewählten Frequenzbereich des Tonfrequenzsignals liegenden Energie des Tonfrequenzsignals und zur Unterteilung der gemessenen Signalenergie in eine Anzahl von diskreten Frequenzbändern entsprechend deren Frequenz, auf die Signalenergie in jedem der Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen (14) zur Erzeugung einer gleichen Anzahl von zweiten Signalen, die jeweils Frequenzkomponenten einschließen, die Subharmonische der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes sind, Einrichtungen (16) zur Kombination der Anzahl der zweiten Signale zur Lieferung eines kombinierten Signals und Einrichtungen (20) zum Hinzufügen des kombinierten Signals zu dem Tonfrequenzsignal zur Erzeugung des modifizierten Tonfrequenzsignals.

2. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (26) zur Erzeugung eines Steuersignals, das in logarithmischer Beziehung

ausgewählten
zur Amplitude desYreils des Tonfrequenzsignals steht, und Verstärkereinrichtungen (24) zur Verstärkung des kombinierten Signals mit einer Verstärkung, die in Abhängig-

keit von dem Steuersignal veränderlich 1st.

3. Tonfrequenz-Signalverarbeitungssystera zur Modifikation eines stereophonen Tonfrequenzsignalpaars, gekennzeichnet durch Einrichtungen (12) zurMessung der Signalenergie des stereophonen Tonfrequenzsignalpaars innerhalb eines vorher ausgewählten Teils der -Frequenzen der stereophonen TonfrequenzSignaIe und zur Unterteilung der gemessenen Signalenergie in eine Anzahl von diskreten Frequenzbändern entsprechend deren Frequenz, auf die Signalenergie in jedem der Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen (14) zur Erzeugung einer gleichen Anzahl von zweiten Signalen, die jeweils Frequenzkomponenten einschließen, die Subharmonische der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes sind, Einrichtungen (I6A bis I6n) zur Kombination der Anzahl von zweiten Signalen zur Lieferung eines kombinierten Signals und Einrichtungen (j52) zur Addition des kombinierten Signals zu jedem der stereophonen Tonfrequenzsignale zur Lieferung des modifizierten Tonfrequenzsignalpaars.

4. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch ~5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (12) zur Messung der Signalenergie die monophone Summe der Signalenergie des stereophonen Tonfrequenzsignalpaares innerhalb des vorher ausgewählten Frequenzteils messen.

5. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Frequenzbänder Cf₁ - f_n) aneinander angrenzen.

6. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 5.» dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Frequenzbänder (f, - f) jeweils eine Bandbreite von 10 Hz aufweisen.

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7. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch ~3, dadurch g e kennzeichnet, daß die Einrichtungen.. (14} zur Erzeugung der zweiten Signale auf die Signalenergie In jedem der Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen (200) zur Erzeugung eines dritten Signals einschließen, das Frequenzkomponenten aufweist, die der halben Frequenz des entsprechenden Frequenzbandes entsprechen und daß Einrichtungen (184) zur Modulation der gemessenen Signalenergie innerhalb jedes der Frequenzbänder mit dem entsprechenden der dritten Signale vorgesehen sind.

8. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet, daß die Modulationseinrichtungen (184) einen Ringmodulator einschließen»

9. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch J5* g e. k" e -η η zeichnet durch Einrichtungen (26, 44, 46) zur Erzeugung eines Steuersignals, das In logarithmischer Beziehung zur Amplitude des Teils der stereophonen Tonfrequenzsignale steht, und Verstärkereinrichtungen (24) zur Verstärkung der kombinierten Signale mit einer Verstärkung, die in Abhängigkeit von dem Steuersignal veränderlich Ist.

10. SIgnalverarbeitungssjBtem nach Anspruch 9, dadurch g e kennz e lehne t, daß das Steuersignal in"logarithmischer Beziehung zum Effektivwert der Amplitude der monophonen Summe des Teils der stereophonen Tonfrequenzsignale steht.

11. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch ^..gekennzeichnet durch Einrichtungen (48), die mit dem Ausgang der Einrichtungen (44, 46) zur Erzeugung des Steuersignals verbunden sind und die das Steuersignal derart modifizieren, daß das Steuersignal dynamisch in nichtlinearer Weise auf Änderungen Im Ausgangssignal der Einrichtungen (44, 46) zur Erzeugung des Steuersignals anspricht.

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12. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (48) zur Modifikation des Steuersignals die Einwirkung sehr langer Glättungszeitkonstanten auf das Steuersignal ermöglichen wenn das Steuersignal ein eingeschwungenes oder sich langsam ändernden Signal ist, während sie sehr schnelle Signaländerungen ermöglichen, um eine relativ schnelle Änderung des Steuersignals zu erzielen, wenn sich das Ausgangssignal der Einrichtungen (44, 46) zur Erzeugung des Steuersignals sehr schnell ändert.

13. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtungen (24) Operationsverstärkereinrichtungen (266) mit negativen und positiven Eingängen einschließen, daß die Verstärkung der negativen und positiven Eingänge gleich ist, daß der Ausgang der Operationsverstärkungseinrichtungen (266) im wesentlichen O ist, wenn das Steuersignal im wesentlichen 0 ist und daß die Verstärkereinrichtungen weiterhin Schalter· einrichtungen (276) zur Veränderung der Verstärkung an einem der Eingangsanschlüsse in Abhängigkeit von der Amplitude des Steuersignals einschließen.

14. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch ~$, dadurch gekennzeichnet, daß die Subharmonischen die halbe Frequenz des entsprechenden Frequenzbandes darstellen.

15. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß die Subharmonischen einem Drittel der Frequenzen des entsprechenden Frequenzbandes entsprechen.

16. Signalverarbeitungssystem nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung der zweiten Signale auf die Signalenergie in jedem der

Frequenzbänder ansprechende Einrichtungen zur Verstärkung der Signalenergie in jedem Frequenzband mit einer ersten vorgegebenen Verstärkung für jede erste, dritte, vierte und sechste von jeweils sechs aufeinanderfolgenden HaIbperioden der Signalenergie verstärken, während sie jede zweite und fünfte von jeweils sechs aufeinanderfolgenden Halbperioden der Signalenergie mit einer zweiten Verstärkung verstärken, die gleich der ersten vorgegebenen Verstärkung multipliziert mit einem Faktor von -2 Ist.