DE3025937A1

DE3025937A1 - Vorrichtung zum anzeigen des spektrums von mehrkanalsignalen

Info

Publication number: DE3025937A1
Application number: DE19803025937
Authority: DE
Inventors: Mamoru Inami; Yoshiaki Tanaka
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1981-01-29
Also published as: GB2059079B; DE3025937C2; GB2059079A; US4339711A

Description

Victor Company of Japan, Ltd., Yokohama-City, Japan

Vorrichtung zum Anzeigen des Spektrums von Mehrkanalsignalen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es gibt bereits Spektrumanzeigevorrichtungen mit mehreren Bandpaßfiltern zur Unterteilung bzw. Aufteilung eines Eingangs-Audiosignals auf mehrere Frequenzbänder und mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Amplituden (Pegel) der Signale aller Bänder, die sich durch Aufteilung mittels der Bandpaßfilter ergeben, in Form eines Balkendiagramms. Hierbei können während der Aufnahme eines Audiosignals durch Beobachtung der Anzeigeeinrichtung die Bänder (Frequenzbereiche) festgestellt werden, in denen die Amplitude zu hoch ist, und mittels Amplitudenregler, die den erwähnten Bändern bzw. Frequenzbereichen zugeordnet sind, alle Bänder so eingestellt werden, daß sie die richtige Tonaufnahmeamplitude aufweisen. Auf diese Weise lassen sich praktisch über den gesamten Frequenzbereich verzerrungsfreie Tonaufnahmen erzielen.

Zur Anzeige von Signalen einer Vielzahl von Kanälen (nachstehend Mehrkanalsignale genannt) wäre es grundsätzlich möglich, für jeden Kanal eine Anzeigeeinrichtung vorzusehen. Dies erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand an Bauteilen und Einbauplatz in der Frontplatte eines Audiosignal-Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräts. Ferner ist die gleichzeitige Überwachung einer Vielzahl von Spektrumanzeigeeinrichtungen in der Praxis schwierig.

Man hat auch bereits eine einzige Spektrumanzeigeeinrichtung für alle Zweikanal-Stereosignale vorgesehen, wobei entweder das

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eine oder das andere der beiden Signale der Spektrumanzeigeeinrichtung über einen Umschalter zugeführt und das Spektrum des gewählten Signals angezeigt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Amplitude des Signals im anderen Kanal, der nicht mittels des Schalters gewählt worden ist, währenddessen völlig unbekannt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei der die oben beschriebenen Schwierigkeiten vermieden sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung wird das Kanalsignal mit der jeweils höchsten Amplitude in einem entsprechenden Band bzw. Frequenzbereich angezeigt, und zwar unabhängig von der Anzahl der Kanäle und unabhängig davon, zu welchem Kanal das Signal gehört. Ferner läßt sich die Empfindlichkeit der Amplitudenanzeige für Vollbandsignale (Gesamtfrequenzbereichssignale) auf einen niedrigeren Wert als für Signale, die in einem schmalen Band liegen, umschalten.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung für Mehrkanalsignale,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vergleichsschaltung, die in dem Blockschaltbild nach Fig. dargestellt ist,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Frontplatte eines Kassetten-Bandgeräts, in dem die in Fig. 1 dargestellte Spek-030065/0859

trumanzeigevorrichtung vorgesehen ist,

Fig. 4 ein Blockschaltbild des wesentlichen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spektrum anz eigevorrichtung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung,

Fig. 6 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vergleichsschaltung, die in dem Blockschaltbild nach Fig. dargestellt ist,

Fig. 7 die Ansicht der Frontplatte eines Kassetten-Bandgeräts, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 5 vorgesehen ist,

Fig. 8 ein Schaltbild des wesentlichen Teils eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spektrumanz eigevorrichtung,

Fig. 9 der Amplitudengang verschiedener Stufen in der Schaltung nach Fig. 8,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines fünften AusfUhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spektrumanz.eigevorrichtung,

Fig. 11 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Glättungsschaltung, die in dem Schaltbild nach Fig. 10 dargestellt ist,

Fig. 12 ein Schaltbild eines Vergleichers und eines weiteren Ausführungsbeispiels der in Fig. 10 dargestellten Glättungsschaltung,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung,

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Fig. 14 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung in dem Blockschaltbild nach Fig. 13 und

Fig. 15 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer speziellen Schaltung eines Teils der in dem Blockschaltbild nach Fig. 13 dargestellten Anzeigeeinrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Spektrumanzeigevorrichtung wird ein Rechtskanal-Audiosignal über einen Eingang 11R und einen Trennverstärker 12R einem VU-Meter 13R (VU = volume unit) und einer Schmalbandpaßfilterschaltung 14R, die η Schmalbandpaßfilter 14^ - I4_n aufweist, sowie einem Vollbandpaßfilter 15R zugeführt. Die Schmalbandpaßfilter 14. - 14 haben jeweils einen schmalbandigen Durchlaßfrequenzbereich mit jeweils verschiedenen Mittenfrequenzen f1 - fn. Der Durchlaßbereich des Vollbandpaßfilters 15R erstreckt sich über das gesamte Frequenzspektrum des Eingangs-Audiosignals. Die erwähnten Mittenfrequenzen liegen bei jeweils 40 Hz, 150 Hz, 400 Hz, 1 kHz, 2,4 kHz, 6 kHz und 13 kHz.

Die durch die Filter 14,. bis 14 gefilterten und in Bänder unterteilten Signalkomponenten und das Vollband-Ausgangssignal des Filters 15R werden jeweils einer Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 16R, die Gleichrichtungs- und Glättungsschaltüngen 16. bis I6_n aufweist, und einer Gleichrichtungsund Glättungsschaltung 17R zugeführt, in denen sie gleichgerichtet und geglättet werden. Die resultierenden Signalkomponenten werden einer Vergleichsschaltung 18 zugeführt, die Vergleicher 18. bis 18 und 18n+1 aufweist.

Für das Linkskanalsystem ist eine Schaltung mit dem gleichen Aufbau wie die oben beschriebene vorgesehen. Diejenigen Teile dieser Schaltung, die entsprechenden Teilen in der Rechtskanalschaltung gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch mit dem Index L anstelle des Index R versehen.

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Diese Teile werden nicht erneut beschrieben. Das Linkskanal-Audiosignal wird einem Eingang 11L zugeführt. Die Ausgangssignale der Gleichrichter-Glätter 16.. bis 16 der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 16L und der Gleichrichter-Glätter 17L werden ebenfalls jeweils Vergleichern 18^ bis 18_n und 18n+1 der Vergleichsschaltung 18 zugeführt.

Der Vergleicher 18. hat beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten Aufbau. Die Vergleicher 18p bis 18 und 18n+1 haben ebenfalls den gleichen Schaltungsaufbau wie der Vergleicher 18.,. Die Ausgangssignale der Gleichrichter-Glätter 16.. der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltungen 16R und 16L werden nichtumkehrenden Eingängen von Rechenverstärkern 32a und 32b über Anschlüsse 31R und 31L zugeführt. Die Ausgänge dieser Rechenverstärker 32a und 32b sind über Dioden D1 und D2 sowie mit einem Verbindungspunkt P verbunden, der mit einem Ausgang 33 verbunden ist. Die umkehrenden Eingänge der Rechenverstärker 32a und 32b sind beide mit dem Verbindungspunkt P verbunden.

Wenn beispielsweise die Amplitude des Rechtskanalsignals größer als die des Linkskanalsignals ist, wird das Potential am umkehrenden Eingang des Rechenverstärkers 32b höher als das am nichtumkehrenden Eingang desselben Verstärkers 32b. Daher wird das Potential am Ausgang des Verstärkers 32b im wesentlichen gleich dem des negativen Pols der Betriebsspannungsquelle. Infolgedessen ist die Diode D2 gesperrt, so daß das dem Eingang 31L zugeführte Linkskanalsignal nicht zum Ausgang durchgelassen wird. Vielmehr wird nur das dem Eingang 31R zugeführte Rechtskanalsignal von der Diode D1 durchgelassen und mit unveränderter Amplitude dem Ausgang 33 zugeführt.

Auf diese Weise werden die Signale aller Bänder der Rechts- und Linkskanalsignale jeweils durch ein entsprechendes Bandpaßfilter 16., bis 16 , 17a und 17b getrennt und hinsichtlich ihrer Amplituden in jedem Band durch die Vergleicher 1S₁ bis 18 und 18n+1 verglichen, und die Signale derjenigen Bänder des Kanals,

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deren Amplituden am größten sind, werden durchgelassen. Da dieser Vergleicher nur Rechenverstärker und Dioden aufweist, ist sein Schaltungsaufbau sehr einfach.

Ein Multiplexer 19 (zyklischer Umschalter) wird zyklisch durch n+1 Impulse eines Decodierers 20 weitergeschaltet und überträgt nacheinander im Zeitmultiplexverfahren die Ausgangssignalkomponenten der Vergleicher 18^ bis 18_n und 18n+1 zu einer Treiberschaltung 21 für die Amplitudenachse (Vertikalachse). In dieser Treiberschaltung 21 wird das zeitlich aufgeteilte Signal über einen Trennverstärker"22 jeweils dem einen Eingang von Vergleichern 23a bis 23m parallel zugeführt. An den anderen Eingängen der Vergleicher 23a bis 23m liegen zur Durchführung des Vergleichs in der Höhe abgestufte Bezugsspannungen, die mittels eines Spannungsteilers aus dem positiven Potential +Vcc einer Betriebsspannungsquelle abgeleitet werden. Die Ausgänge der Vergleicher 23a bis 23m sind jeweils mit Amplitudenanzeige-

elementen 25a1 bis 25an+1, 25b1 bis 25bn+1, .., 25m1 bis

25mn+1 jeweils in horizontalen Zeilen einer Anzeigeeinrichtung 24 verbunden.

In der Anzeigeeinrichtung 24 ist das jeweilige System der Amplitudenanzeige elemente 25a1 bis 25m1, 25a2 bis 25m2, , 25an

bis 25mn in vertikalen Spalten angeordnet, um die jeweiligen

Signalamplituden der Frequenzbänder al, a2, , an mit den

jeweiligen Mittenfrequenzen f1, f2, ..... fn anzuzeigen. Die in der letzten vertikalen Spalte liegenden Amplitudenanzeigeelemente 25an+1 bis 25mn+1 dienen der Anzeige der Signalamplitude in dem gesamten Frequenzband b.

Der Decodierer 20 führt die gleichen Impulse, die er dem Multiplexer 19 zuführt, auch einer Treiberschaltung 26 für die Frequenzachse (Horizontalachse) zu, so daß diese im gleichen Zyklus und synchron zur Weiterschaltung des Multiplexers 19 die Amplitudenanzeigeelementegruppen 25a1 bis 25m1, 25a2 bis

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25m2, , 25an Ms 25mn, 25an+1 bis 25mn+1 anschaltet, um

sie in Betrieb zu setzen.

Im Normalfalle werden daher die Bandpaßsignale der Kanäle, deren Amplituden höher sind und die von den Vergleichern 18.. bis 18 und 18n+1 durchgelassen werden, durch den Multiplexer 19 zeitlich aufgeteilt und nacheinander der Amplitudenachse-Treiberschaltung 21 zugeführt. Daraufhin werden Ausgangssignale, die den Amplituden derjenigen Signale entsprechen, die größer als die Vergleichsbezugsspannungen sind, von den Vergleichern durchgelassen. Infolgedessen werden die Amplitudenanzeigeelemente, die den ähnlich zeitlich aufgeteilten Bändern entsprechen und angesteuert werden, zum Aufleuchten gebracht. Das heißt, die Amplitudenanzeigeelemente werden zyklisch nacheinander ein- und ausgeschaltet. Da die Frequenz der Decodiererimpulse jedoch so hoch gewählt ist, daß sie in der Größenordnung von 100 Hz liegt, scheinen die Amplitudenanzeigeelemente für das vergleichsweise träge menschliche Auge ständig zu leuchten. Hierbei werden die Änderungen der Signalamplituden der jeweiligen Bänder al bis an von Zeit zu Zeit bzw. schrittweise durch die Amplitudenanzeigeelementegruppen 25a bis 25m1, 25an bis 25mn wiedergegeben. In ähnlicher Weise wird die Änderung der Amplitude des Vollbandpaßsignals durch die Amplitudenanzeigeelementegruppe 25an+1 bis 25mn+1 angezeigt.

Dann werden, wie erwähnt, von den Signalen der Bänder der jeweils rechten und linken Kanäle diejenigen mit der höheren Amplitude von den Vergleichern 18. bis 18_n und 18n+1 durchgelassen. Daher werden von der Anzeigeeinheit 24 aus den rechten und linken Kanälen in jedem Band die Amplituden der höheren Signalkomponenten wiedergegeben und angezeigt. Durch Überwachung einer einzigen Anzeigeeinrichtung 24 können daher die Frequenzbänder, in denen die Amplituden zu groß werden, leicht bei einer Vielzahl von Kanälen festgestellt werden. Obwohl es hierbei nicht möglich ist, bei jedem Band denjenigen Kanal, d.h. den rechten oder linken Kanal, festzustellen, dessen Signal die

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höhere Amplitude hat, gibt es hier praktisch keine Schwierigkeit, weil in den meisten Fällen durch laufende Amplitudeneinstellung ein Amplitudenabgleich für beide Kanäle im gleichen Verhältnis durchgeführt wird.

Venn ferner die Gruppenelemente 25an+1 bis 25mn+1, die die Vollbandamplitude anzeigen, als Spitzenwertmesser benutzt werden, kann der Spitzenwert unmittelbar vor Erreichen des Überlastungswertes (z.B. +5 dB) visuell festgestellt und durch gleichzeitige Benutzung des VU-Meters 13R und 13L die Tonaufzeichnungsamplitude richtig festgestellt und mittels eines graphischen Entzerrers eingestellt werden.

Durch Verwendung von Fluoreszenzanzeigeröhren als Anzeigeelemente für die verschiedenen Amplituden kann eine genaue Amplitudenanzeige mit ziemlich genauem Gleichlauf relativ zum Eingangssignal und ohne Wiedergabefehler, wie sie durch eine Wiedergabeverzögerung hervorgerufen werden, bewirkt werden.

Ein Beispiel einer Frontplatte eines Zwei-Kanal-Stereokassetten-Bandgeräts, das mit der beschriebenen Spektrumanzeigevorrichtung versehen ist, ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 sind diejenigen Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen versehen. Diese Teile werden daher nicht erneut beschrieben.

In Fig. 4 sind die wesentlichen Teile des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, Diejenigen Teile, die den in Fig. 1 dargestellten entsprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. Diese Teile werden daher nicht erneut beschrieben. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die anstelle der Trennverstärker 12R und 12L in Fig. 1 verwendeten Trennverstärker 35R und 35L die gleichen Durchlaßfrequenzbereiche wie die Vollbandfilter 15R und 15L in Fig. 1. Daher sind die Bandpaßfilter 15R und 15L in diesem Ausführungsbeispiel weggelassen.

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Die Ausgangssignale der Trennverstärker 35R- und 35L werden jeweils Schmalbandpaßfiltern 14. bis 14 jeweils der Schmalbandpaßfilterschaltung 14R und 14L und gleichzeitig direkt Gleichrichter-Glättern 17R und 17L zugeführt. Die Ausgangssignale der Gleichrichter-Glätter 1O₁ Ms I6_n, 17R und 17L werden, ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, einer Vergleichsschaltung zugeführt. Diese Vergleichsschaltung ist daher nicht dargestellt und beschrieben.

Bei dem dritten Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 5, die für ein Quadrophonie-Gerät geeignet ist, werden Audiosignale für die Kanäle "rechts vorn" (RF), "links vorn" (LF), "rechts hinten" (RB) und "links hinten" (LB) über Eingänge 11RF, 11LF, 11RB und 11LB jeweils Trennverstärkern 12RF, 12LF, 12RB und 12LB zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Trennverstärker werden jeweils Aussteuerungsmessern (Spitzenwertanzeigern) 41RF, 41LF, 41RB und 41LB und gleichzeitig über Schalter 42RF, 42LF, 42RB und 42LB nacheinander Banpaßfilterschaltungen 14RF, 14LF, 14RB und 14LB zugeführt, die mehrere Schmalbandpaßfilter sowie Gleichrichtungs- und Glättungsschaltungen 16RF, 16LF, 16RB und 16LB mit mehreren Gleichrichter-Glättern aufweisen. Die Ausgangssignale dieser Gleichrichtungs- und Glättungsschaltungen werden jeweils Vergleichern 43,, bis 43 einer Vergleichsschaltung 43 zugeführt.

Der Vergleicher 43,, (der mit den Vergleichern 43₂ bis 43_n identisch ist) hat den als Beispiel in Fig. 6 dargestellten Aufbau. Die Ausgangssignale der erwähnten Gleichrichter-Glätter werden dieser Schaltung über Eingangsanschlüsse 51RF, 51LF, 51RB und 51LB und dann nichtumkehrenden Eingängen von Rechenverstärkern 54a bis 52d zugeführt. Die Ausgänge dieser Rechenverstärker sind über Dioden D3 bis D6 mit einem Verbindungspunkt Q und einem Ausgang 53 verbunden. Die umkehrenden Eingänge der Rechenverstärker 52a bis 52d sind gemeinsam mit dem Verbindungspunkt Q verbunden. V/ie sich bereits aus der Beschreibung des Vergleichers nach Fig. 2 ergibt, wird von den Signalen

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der vier Kanäle, die den Eingangsanschlüssen 51RF, 51LF, und 51LB zugeführt werden, das Signal des Kanals mit der größten Amplitude zum Ausgang 53 durchgelassen.

Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltung 43 werden einer Anzeige-Treiberschaltung 44 zugeführt, die Bauteile wie den Multiplexer 19, den Decodierer 20, die Amplitudenachse-Treiberschaltung 21 und die Frequenzachsen-Treiberschaltung 26 aufweist, die in Fig. 1 dargestellt sind, und die Amplituden werden auf einem Spektrumanzeigeteil 45 angezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind keine Vollband-Amplitudenanzeigeelemente in dem Spektrumanzeigeteil 45 vorgesehen.

Ein Beispiel eines 4-Kanal-Bandgeräts, das mit der oben beschriebenen Spektrumanzeigeeinrichtung versehen ist, ist in Fig. 7 dargestellt. In dieser Fig. 7 sind diejenigen Teile, die den in Fig. 5 dargestellten entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen versehen. Sie werden daher nicht beschrieben.

Wenn die Maximalamplitude für jedes Band in bezug auf die vier Kanäle angezeigt werden soll, werden alle vier Schalter 42RF, 42LF, 42RB und 42LB geschlossen. Wenn die Amplitude für die Kanäle "rechts vorn" und "links hinten" angezeigt werden soll, werden die Schalter 42RF und 42LF geschlossen und die Schalter 42RB und 42LB geöffnet. Wenn dagegen die Amplitudender Kanäle "rechts hinten" und "links hinten" angezeigt werden sollen, werden die Schalter 42RB und 42LB geschlossen und die Schalter 42RF und 42LF geöffnet.

Bei dieser Anwendung der erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung können den Aussteuerungsmessern 41RF, 41LF, 41RB und 41LB entsprechende Anzeigeelemente in der Spektrumanzeigeeinrichtung 45 vorgesehen sein.

Die Aufnahmerauschamplitude des von den Bandpaßfiltern 14. bis 14 bei gleichem rosa Eingangsrauschen durchgelassenen Signals

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ist niedriger als die der Vollbandfilter 15R- und 15L, und zwar um eine Amplitudendifferenz &L, die durch nachstehende Gleichung als Funktion des integrierten Wertes P der Bandpaßenergie der Schmalbandfilter und des integrierten Wertes Pt der Bandpaßenergie der Vollbandfilter für gleiche Empfindlichkeiten beider Filter wiedergegeben wird.

= 10 Log — (dB)

Der Energieintegrationswert P ist in allen durch die Unterteilung gebildeten Frequenzbänder unabhängig von der Mittenfrequenz des Frequenzbandes der gleiche. Hierbei ist angenommen, daß die Größe Q des Schmalbandfilters, die gleich dem Verhältnis der Mittenfrequenz des Durchlaßfrequenzbereiches zur Breite des Durchlaßfrequenzbereiches ist, konstant ist. Die Amplitudendifferenz ÜL liegt beispielsweise in der Größenordnung von 6 bis 8 dB.

Da jedoch die Empfindlichkeiten der Schmalbandfilter und der Vollbandfilter bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen als gleich angenommen wurden, ist der integrierte Wert der Energie im gesamten Durchlaßbereich der Vollbandfilter grosser als in den Durchlaßbereichen der Schmalbandfilter, wobei sich die Amplitudendifferenz Δ L aus obiger Gleichung ergibt. Wenn daher der angezeigte Amplitudenwert eines Bandsignals, das von einem Schmalbandfilter durchgelassen worden ist, auf einen verhältnismäßig hohen Wert innerhalb des angezeigten Dynamikbereichs eingestellt worden ist, überschreitet die angezeigte Amplitude eines Vollbandsignals, das von einem Vollbandfilter durchgelassen wurde, den angezeigten Dynamikbereich. Wenn dann die Amplitudenanzeige des Vollbandsignals so eingestellt worden ist, daß sie den Maßstab bzw. Skalenbereich nicht überschreitet, entsteht insofern ein Problem, als der Dynamikbereich der Amplitudenanzeige des Bandsignals, das von dem Schmalbandfilter

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durchgelassen wurde, nicht wirksam ausgenutzt werden kann.

Dieses Problem ist bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung gelöst, das nachstehend anhand von Fig. 8 beschrieben wird, das den Schaltungsaufbau eines Teils dieses vierten Ausführungsbeippiels der erfindungsgemäßen Spektrumanzeigevorrichtung zeigt. In Fig. 8 sind diejenigen Teile, die gleich denen sind, die in Fig. 1 und 4 dargestellt sind, mit gleichen Bezugszahlen versehen. Dargestellt ist nur der Eingangsteil der Einrichtung für den rechten Kanal, dort ist der Ausgangsteil der gleiche wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel. Ferner sind die Einrichtungen der anderen Kanäle, wie die für den linken Kanal, ebenso aufgebaut wie die in Fig. 8 dargestellten.

Das Ausgangssignal eines Trennverstärkers 35R- wird direkt einer Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 17R- und gleichzeitig über ein Dämpfungsglied 61R einer Bandpaßfilterschaltung 14R zugeführt. Das Dämpfungsglied 61R enthält ohmsche Widerstände R1 und R2. Ein Ein-Aus-Schalter 62R liegt zwischen dem Widerstand R2 und Masse (Erde).

Wenn dann die Amplitudenanzeige in der Weise erfolgen soll, daß die Empfindlichkeit der Amplitudenanzeige CSpektrumanzeige) jedes Bandes höher als die Empfindlichkeit der Amplitudenanzeige des Vollbandes ist, wird der Schalter 62R geöffnet. Hier ist die Verstärkung (R1 + R2)/R2 der Filter 14^ bis I4_n größer gewählt als die Verstärkung der Trennverstärker 35R, und der Absolutwert der Verstärkung der Filter 14^ bis I4_n ist gleich dem Absolutwert der Dämpfung des Dämpfungsgliedes 61R gewählt.

Wenn der Schalter 62R geöffnet ist, bewirkt das Dämpfungsglied 61R keine Dämpfung. Vielmehr wird das Ausgangssignal des Trennverstärkers 35R den Filtern 14^ bis 14 ungedämpft zugeführt und in den Verstärkern 63^ bis 63_n verstärkt. Infolgedessen

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haben die Amplitudengänge am Ausgang der Filter 14^ bis 14^ die durch die Kurven al bis an in Fig. 9 dargestellten Verläufe. Andererseits hat die Amplitude des Signals am Ausgang des Trennverstärkers 35R, der zusätzlich als Vollbandfilter wirkt, die durch die Kurve c dargestellte Frequenzabhängigkeit. Wie sich aus den durch die Kurven al bis an und die Kurve c dargestellten Amplitudengänge ergibt, ist die Amplitude des Ausgangssignals jedes Schmalbandfilters wesentlich größer als die des Ausgangssignals des Trennverstärkers 35R. Die Differenz zwischen dem Maximum La der Kurven al bis an und dem Maximum £b der Kurve c ist hier so gewählt, daß sie in der Größenordnung von 6 bis 8 dB liegt. Die Amplituden aller Bandsignale können daher unter wirksamer Ausnutzung eines bestimmten Dynamikbereichs und ohne Amplitudenverlust angezeigt werden.

Wenn das Eingangssignal dagegen nur eine bestimmte Spektralkomponente aufweist, sind die Amplituden des Schmalbandsignals und des Vollbandsignals weitgehend gleich. Wenn dann ein Schmalbandsignal, das gefiltert und von dem Schmalbandpaßfilter durchgelassen worden ist, verstärkt wird, ist die Amplitude des Schmalbandsignals höher als die des Vollbandsignals. In diesem Falle wird daher der Schalter 62R geschlossen. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Trennverstärkers 35R durch das Dämpfungsglied 61R im Verhältnis R1/(R1+R2) gedämpft und dann den Bandpaßfiltern 63₁ bis 63_n zugeführt. Da der Absolutwert der Dämpfung des Dämpfungsgliedes 61R und der Absolutwert der Verstärkung der Bandpaßfilter gleich gewählt sind, werden dann die Amplituden des Schmalbandsignals und des Vollbandsignals mit der gleichen Empfindlichkeit angezeigt. Die Amplituden können daher ohne Anzeigebereichsüberschreitung und ohne Fehler angezeigt werden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der ohmsche Widerstandswert des Widerstands R1 des Dämpfungsgliedes 61R wesentlich niedriger als der des Widerstands R3 auf der Eingangsseite des Bandpaßfilters 14,|(14₂ bis I4_n) gewählt ist und

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aus diesem Grunde, selbst bei geschlossenem Schalter 62R und wirksamem Dämpfungsglied 61R, keine Beeinträchtigung der Amplitudengänge der Bandpaßfilter 14^ bis 14^ erfolgt.

Wenn der Trennverstärker 35R nicht als Vollbandfilter ausgebildet ist, kann in der Eingangsstufe des Gleichrichters und Glätters 17R ein Vollbandfilter, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, vorgesehen sein.

Statt das Dämpfungsglied 61R als Eingangsstufe des Schmalbandpaßfilters zu schalten, kann es auch an eine andere Stelle des Übertragungsweges des Vollbandsignals gelegt werden, z.B. vor den Eingang der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 17R. In diesem Falle ist die Wirkung des Schalters 62R umgekehrt zu der oben beschriebenen.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist für jedes Band und jeden Kanal ein Gleichrichter und Glätter vorgesehen. Dies ergibt jedoch einen aufwendigen Schaltungsaufbau. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies vermieden. Auch hier sind wieder gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 4 versehen, so daß ihre Beschreibung entfallen kann.

Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 14^ bis I4_n der Schmalbandpaßfilterschaltungen 14R und 14L und die Ausgangssignale der Trennverstärker 35R und 35L werden jeweils Zweiweggleichrichtern 71 vj bis 71_n und 71n+1 von Zweiweggleichrichterschaltungen 71R und 71L zugeführt und zweiweggleichgerichtet. Die Ausgangssignale positiver Polarität der Zweiweggleichrichterschaltungen 71R und 71L werden Vergleichern 18.. bis 18 und 18n+1 einer Vergleichsschaltung 18 zugeführt und einem Amplitudenvergleich, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, unterzogen.

Die Ausgangs signale der Vergleicher 18^ bis 18_n und 18n+1 werden jeweils Glättungsschaltung en 72., bis 72_n und 72n+1 einer

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Glättungsschaltungsgruppe 72 zugeführt. Ein Ausführungsbeispiel des Schaltungsaufbaus der Glättungsschaltung 72^ (der denen der Glättungsschaltungen 72p bis 72n+1 gleicht) ist in Fig. 11 dargestellt. Diese Glättungsschaltung 72^ enthält ohmsche Widerstände, Kondensatoren, eine Diode D11, einen Rechenverstärker 75 und einen Feldeffekttransistor Q1, die in der dargestellten Weise verbunden sind, und kann eine Spitzenwertintegration mit hoher Ansprechgeschwindigkeit ausführen. Das Ausgangssignal des Vergleichers 18,. wird einem Eingang 76 zugeführt und von der Glättungsschaltung 72 geglättet und dann über einen Ausgang 77 einem Multiplexer in einer Anzeigetreiberschaltung 44 zugeführt.

Wenn die Zweiweggleichrichterschaltungen 71R- und 71L so ausgebildet sind, daß sie jeweils negative zweiweggleichgerichtete Ausgangssignale erzeugen, haben der Vergleicher 18,. (18₂ bis 18n+1) und die Glättungsschaltung 72₁ (72a bis 72n+i) jeweils beispielsweise den in Fig. 12 dargestellten Aufbau. Ein Merkmal, in dem sich der Vergleicher 18,, nach Fig. 12 von dem Vergleicher 18.· nach Fig. 2 unterscheidet, besteht darin, daß am Ausgang der Rechenverstärker 32a und 32b jeweils Reihenschaltungen aus einem ohmschen Widerstand R11 und einer gegensinnig gepolten Diode D21 und aus einem ohmschen Widerstand R12 und einer gegensinnig gepolten Diode D12 liegen. Die Glättungsschaltung 72„| enthält ohmsche Widerstände R13 bis R16, einen Kondensator C1 und einen Schalter 81 in der dargestellten Verbindung. Die feststehenden Kontakte 81a und 81b des Schalters 81 sind jeweils mit einem Verbindungspunkt zwischen den Wider ständen R13 und R14 und einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R15 und R16 verbunden. Der Umschaltkontakt dieses Schalters 81 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerstanden R14 und R15 verbunden. Die Glättungsschaltung 72₁ kann eine Spitzenwertintegration in der Art eines Spitzenwertmessers ausführen, wenn der Umschaltkontakt des Schalters 81 mit dem feststehenden Kontakt 81a verbunden ist, und eine Mittelwertintegration in der Art eines

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VU-Meters ausführen, wenn der Umschaltkontakt mit dem feststehenden Kontakt 81b verbunden ist.

Fig. 13 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. In dieser Figur sind Teile, die den Teilen in Fig. 10 gleichen, mit gleichen Bezugszahlen versehen. Sie werden daher nicht beschrieben. In dieser Vorrichtung enthalten Gleichrichter 85,, bis 85„ und 85n+1 in Gleichrichterschaltungen 85R und 85L jeweils Dioden. Die Ausgänge der Gleichrichter 85^, 85-j, 85₂> ⁸5₂ > die jeweils einem der Bänder entsprechen, sind miteinander und mit Eingängen der Gl ättungs schaltung en 72,. bis 72n+1 verbunden. So werden von den Gleichrichtern 85. und 85,, der Gleichrichterschaltungen 85R bzw. 85L einweggleichgerichtete Signale, die jeweils die höhere Amplitude aufweisen, der Glättungsschaltung 72,. zugeführt. Aus diesem Grunde sind bei diesem Ausführungsbeispiel keine Vergleichsschaltungen vorgesehen, so daß der Schaltungsaufbau einfacher ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines Teils der Gleichrichtungsschaltungen 85R und 85L und der Glättungsschaltung 72, die in Fig. 13 als Blockschaltbild dargestellt sind, ist in Fig. 14 dargestellt. Die Gleichrichter 85-,, 85,, der Gleichrichtungsschaltungen 85R und 85L weisen jeweils Dioden auf, deren Ausgangsseiten miteinander und mit der Glättungsschaltung 72.. verbunden sind. Die Glättungsschaltung 72.. enthält ohmsche Widerstände R 21 und R22 und einen Kondensator C11 in der dargestellten Verbindung. Die Ausgangssignale der Bandpaßfilter 14,., 14^ der Bandpaßfilterschaltungen 14R und 14L werden jeweils Eingängen 91R und 91L zugeführt und im jeweiligen Gleichrichter 85-j bzw. 85/| gleichgerichtet, und das gleichgerichtete Signal mit der höheren Amplitude wird der Glättungsschaltung 72,. zugeführt. Das am Ausgang 92 auftretende geglättete Ausgangssignal wird dem Multiplexer der Anzeigetreiberschaltung 44 zugeführt.

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Ein Ausführungsbeispiel eines Teils der Anzeigetreiberschaltung 44 ist in Fig. 15 dargestellt. In dieser Schaltung enthält der Multiplexer 93 analoge Schaltkreise 93.- bis 93n+1 in Form integrierter C-MOS-Schaltungen und einen umkehrenden Trennverstärker 95. Die den analogen Schaltkreisen 93>j bis 93n+1 zugeführten Signale werden nacheinander und zeitlich durch modulo-n-decodierte Signale jeweils über Anschlüsse 97-j bis 97n+1 geleitet und als Modulo-n-Seriensignale ausgegeben, die einem logarithmischen Verstärker 98 zugeführt werden.

Dieser logarithmische Verstärker 98 enthält einen Rechenverstärker 99, einen Transistor Q2, der zwischen dem Ausgang und dem umkehrenden Eingang des Rechenverstärkers 99 liegt, und einen Verstärker 100. Der logarithmische Verstärker 98 kann eine Ausgangsspannung U erzeugen, die gleich K«log U ist,

a e

wobei U die ihm zugeführte Eingangsspannung ist. Die η Seriensignale, die dem Multiplexer 93 vom logarithmischen Verstärker 98 zugeführt werden, werden darin logarithmisch komprimiert und dann einer Amplitudenachsen-Treiberschaltung in einer nachfolgenden Stufe zugeführt. Durch die Verwendung des logarithmischen Verstärkers 98 wird eine Amplitude mithin logarithmisch komprimiert und angezeigt, so daß der dynamische Bereich, der für jedes Band angezeigt wird, groß gewählt werden kann.

Abwandlungen von den dargestellten und beschriebenen Ausführung sb ei spiel en liegen im Rahmen der Erfindung.

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eerse

it

Claims

Pateiiicmwälte

6 Frankfurt a. M. 1
Paikstiaße 13

9700

Victor Company of Japan, Ltd., Yokohama-City, Japan

Patentansprüche

Vorrichtung zum Anzeigen des Spektrums von Mehrkanalsignalen mit Bandpaßfilterschaltungen einer Vielzahl von Kanälen, die jeweils den Kanälen einer Vielzahl von Kanälen entsprechen, wobei jedes der Bandpaßfilter der betreffenden Kanäle eine Gruppe von Bandpaßfiltern aufweist, deren Durchlaßbereiche jeweils verschiedene Mittenfrequenzen aufweisen und die durch Bandaufteilung der Eingangssignale filtern, und mit einer Anzeigeeinrichtung mit einer Anzahl von Anordnungen aus Anzeigeelementen, die gleich der Anzahl der Durchlaßbereiche ist, gekennzeichnet durch eine Amplitudenvergleichseinrichtung (18, 43) mindestens zum Gleichrichten der Ausgangssignale jeweils derjenigen Bandpaßfilter der Bandpaßfilterschaltungen der Vielzahl von Kanälen, die den gleichen Durchlaßbereich aufweisen, zur anschließenden Durchführung eines Amplitudenvergleichs und Ermittlung des Bandsignals mit der höheren Amplitude, wobei die ermittelten Bandsignale der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige zugeführt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenvergleichseinrichtung (18, 43) Gleichrichtungs- und Glättungsschaltungen (16R, 16L, 16RF - 16LB) einer Vielzahl von Kanälen, von denen jede Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung mehrere Gruppen von Gleichrichter-Glättern (Ie₁ - I6_n) enthält, die jeweils den Bandpaßfiltern (I4₁~i4_n) zugeordnet sind und jeweils die Ausgangssignale dieser Bandpaßfilter gleichrichten und glätten, und Vergleichsschaltungen

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(18, 43) aufweist, die eine Gruppe von Vergleichern (18,. 18 , 43-j - 43 ) zum Vergleichen der Amplituden der Ausgangssignale der Gleichrichter-Glätter, die den gleichen Durchlaßbereich aufweisenden Bandpaßfiltern der Bandpaßfilterschaltungen der Vielzahl von Kanälen zugeordnet sind, und zur Gewinnung des Ausgangssignals mit der höheren Amplitude enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenvergleichseinrichtung aufweist: Gleichrichtungsschaltungen (71R-, 71L) einer Vielzahl von Kanälen, von denen jede Gleichrichtungsschaltung Gruppen von Gleichrichtern (71 ,j - 71_n) aufweist, die jeweils den Bandpaßfiltern zugeordnet sind und jeweils die Ausgangssignale dieser Bandpaßfilter gleichrichten; Vergleichsschaltungen (18) mit einer Gruppe von Vergleichern (18. - 18 ) zum Vergleichen der Amplituden der Ausgangssignale der Gleichrichter, die den gleichen Durchlaßbereich aufweisenden Bandpaßfiltern der Bandpaßfilterschaltungen der Vielzahl von Kanälen zugeordnet sind, und zum Gewinnen des Ausgangssignals mit der höheren Amplitude; und Glättungsschaltungen (72) mit Glättern (72,. - 72 ), die jeweils den Vergleichern zugeordnet sind und jeweils die Ausgangs signale dieser Vergleicher glätten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenvergleichseinrichtung aufweist: Gleichrichtungs- und Vergleichsschaltungen (85R» 85L) mit Gruppen aus Dioden (85,. - 85n+1), die jeweils den Bandpaß filtern zugeordnet sind und jeweils die Ausgangssignale der Bandpaßfilter glätten, die mit den Ausgangsselten der Dioden verbunden sind, die den gleichen Durchlaßbereich aufweisenden Bandpaßfiltern der Bandpaßfilterschaltungen der Vielzahl von Kanälen zugeordnet sind, und die das Ausgangs signal mit der

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höheren Amplitude gewinnen; und Glättungsschaltungen (72) mit Gruppen aus Glattern (72₁~ 72_n+ 1), die jeweils Verbindungspunkten auf den Ausgangsseiten der Dioden zugeordnet sind und jeweils deren Ausgangssignale glätten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vergleicher der Vergleichsschaltungen Rechenverstärker (32a, 32t»), deren nichtumkehrenden Eingängen jeweils die Ausgangssignale der Bandpaßfilter der Kanäle zugeführt werden, und Dioden (D1, D2) aufweist, die einerseits jeweils mit den Ausgängen der Rechenverstärker und andererseits gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß verbunden sind, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt (P) der Dioden auf ihrer Ausgangsseite mit den umkehrenden Eingängen der Rechenverstärker verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vergleicher der Vergleichsschaltungen Rechenverstärker (32a, 32b), deren nichtumkehrenden Eingängen jeweils Ausgangssignale der Bandpaßfilter der Kanäle zugeführt werden, und Dioden (D1, D2) aufweist, die einerseits jeweils mit den Ausgängen der Rechenverstärker und andererseits gemeinsam mit einem Ausgang verbunden sind, wobei der gemeinsame Verbindungspunkt (P) der Dioden auf ihrer Ausgangsseite mit den umkehrenden Eingängen der Rechenverstärker verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß den Bandpaßfilterschaltungen, jeweils zugeordnet zu Kanälen der Vielzahl von Kanälen, Trennverstärker (35R, 35L) mit Bandpaßfiltercharakteristik, die das gesamte Band der Bandpaßfilterschaltungen abdeckt, vorgeschaltet sind, daß zwischen einem Trennverstärker und der zugeordneten Bandpaß-

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filterschaltung eines jeden Kanals eine Dämpfungsschaltung (61R) liegt, und daß ein Schalter (62R) zum währbaren Ein- oder Ausschalten jeder der Dämpf ungsschaltungen vorgesehen ist, wobei die Bandpaßfilter Verstärker (63 - ^3_n) aufweisen.

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