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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Echoeffekten
bei
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der mechanischen Aufzeichnung von Signalen auf ebene Signalträger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von "Echos" bei der mechanischen
Aufzeichnung von Signalen auf ebene Signaltröger, vorzugsweise in Plattenform, sowie
eine Schaltungsanordnung zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Bei einer solchen Aufzeichnung in Rillenform können Modulationsinhalte
einer Rille in eine benachbarte Rille kopiert werden, so dass ein ~Echo" entsteht.
Man unterscheidet zwischen Vor- und Nachecho, je nachdem, ob das Signal in die zeitlich
vorausgehende oder in die nachfolgende, benachbarte Rille Ubergesprochen wird. Das
Echo ist ein Kopierprozess, der durch mechanische Spannungen im Werkstoff verursacht
wird, deren Vektordiagramme nach Grösse und Richtung durch die Modulationsinhalte
bestimmt werden.
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Das Freiwerden dieser Spannungen ist unter anderem eine Funktion von
Zeit, Temperatur und Werkstoffbeschaffenheit. . Diese Erscheinungen machen sich
im wesentlichen erst bei der gepressten Platte bemerkbar.
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Dies bedeutet, dass dafür hauptsächlich der für die Plattenherstellung
benutzte galvano-plastische Prozess verantwortlich ist, auch wenn solche Effekte
unter bestimmten Bedingungen bereits auf der geschnittenen Mutterfolie festgestellt
werden können.
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Dieses Echo ist um so stärker zu verspüren, je enger die Rillen aneinander
geschnitten werden. Besonders kritisch wird dies bei den modernen Verfahren zur
Rillenabstandssteuerung, mit denen eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden
Platzes für die Modulation mit dem Ziel des Spielzeitgewinnes erreicht werden soll.
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Ein massgeblicher Parameter für den Echoeffekt ist der Abstand der
Rillen zueinander. Um das Echo zu vermeiden, bietet sich an, an echogefökrdeten
Stellen den Rillenabstand wieder zu vergrössern. Dies führt aber wieder zu Verlusten
an Spielzeit.
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Gemäss der Erfindung werden diese Verluste bei einem Verfahren zur
Aufzeichnung von Signalen auf ebene Signalträger, vorzugsweise in Plattenform, unter
Anwendung einer Vorschubsteuerung, bei der die Steuergrösse zu einem Zeitpunkt gewonnen
wird, der vor der Aufzeichnung der Modulation liegt, dadurch vermieden, dass die
Vorhörsignale - links und rechts bei Sterewufzeichnung bzw. das Vorhörmönosignal
- als Eingangsinformation für die Vorschubsteuerung dienen und dass unter Berücksichtigung
der wesentlichen Merkmale der Echobildung im korrekten Zeitpunkt und mit gerade
ausreichendem si gna labhöngigen Betrag der echovermeidende Rillenabstand gesteuert
wird. Es ist daher erforderlich, die echobildenden Kriterien exakt zu definieren,
und zwar nicht nur auf die messtechnische Entstehung, sondern vor allem auf die
hörphysiologische Wahrnehmbarkeit hin.
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Wie bereits oben erwähnt, machen sich die Echoeffekte hauptsächlich
erst nach dem galvanischen Prozess bei der fertigen Schallplatte bemerkbar. Es ist
daher verständlich, dass je nach den Bedingungen des galvanischen Prozesses (Temperatur,
Zusammensetzung des Bades usw.) sowie des Werkstoffes für die Platte der Übersprechbetrag
stark streuen kann, so dass sich hier ein variabler Skalierungsfaktor ergibt. Dementsprechend
muss der Anwender des Verfahrens die Möglichkeit haben, entsprechend dem Ergebnis
seiner Feststellungen über-die Höhe des Echos den Steuervorgang beeinflussen zu
können.
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Des weiteren ist verständlich, dass der Rillenabstand nur dann zum
Zwecke der Echovermeidung gesteuert werden sollte, wenn die Gefahr der Hörbarkeit
des Echos besteht, d. h. wenn einerseits der Echobetrag sich aus dem stets vorhandenen
Fremdgeräusch heraushebt und nicht durch gleichwertige andere Modulationsinhalte
verdeckt wird, und andererseits selbst bei Vorhandensein der eben genannten beiden
Bedingungen die Zeitdauer des Echos in den hörphysiologischen Wahrnehmungsbereich
fällt.
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Die Vorschubsteuerung gemdss der Erfindung muss also in der Lage sein,
den Lautstärkeunterschied zwischen benachbarten Rillen festzustellen und mit Rücksicht
auf die hörphysiologische Schwelle diesen in ein dieser Schwelle entsprechendes
Zeitraster (Quantisierung) zu bringen.
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Die Ermittlung des Lautstärkesignals muss im logarithmischen Massstab
erfolgen, um der Lautstärkeempfindung des menschlichen Ohres zu entsprechen. Ausserdem
muss eine Bewertung des Frequenzspektrums erfolgen. Da naturgemäss die Echosignale
einen sehr kleinen Betrag haben,
ist die Ohrkurve für diese Betrachtung
anzuwenden. Zusätzlich muss der gesamte Tonfrequenzbereich mit einem nach tiefen
Frequenzen hin ansteigenden 6-dB/Oktave-Gang (0 -Gang) versehen werden, da dies
demAmplitudengang der Schallplatfenmodulation entspricht.
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Die konsequente Berücksichtigung aller dieser Kriterien führt zu dem
Verfahren gemäss der Erfindung, das beispielsweise anhand der Figur erläutert werden
soll.
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Wie bei jeder Vorschubsteuerung (Füllschriftsteuerung) muss die Steuergrösse
zu einem Zeitpunkt gewonnen werden, der vor der Aufzeichnung der Modulation liegt,
beispielsweise 0,5 Umdrehungen des Plattentellers (#0,9 sec bei Platten mit 33 1/3
Umdrehunger/#Min.). Demzufolge dienen die Vorhörsignale - links und rechts bei Stereoaufzeichnung
bzw. das Vorhörmonosignal - als Eingangsinformation für die Steuerung. Es ist sinnvoll
(nicht unbedingt notwendig), das Stereosignal in ein Summen- und Differenzsignal
umzuwandeln, da hierdurch die Möglichkeit einer unterschiedlichen Bewertung, insbesondere
Verstärkung, gegeben ist, mit der unterschiedliche Einflüsse der vertikalen und
lateralen Modulationsanteile auf die Echobildungausgeglichen werden können. Die
Addition der beiden Signal komponenten (link#rechts oder Summe/Differenz) darf grundsätzlich
erst nach der Gleichrichtung vorgenommen werden, um ein Zusammensetzen des Gesamtlautstärkesignals
unabhängig von der Phasenlage der Signalkomponenten zu erreichen. Wie aus dem Schaltbild
ersichtlich, liegt also bis zum Summenverstärker 4 eine zweikanalige Signalaufbereitung,
beginnend mit der Matrix 1 zur Summer Differenzbildung, mit der Frequenzgangentzerrung
2, mit der - wie oben beschrieben - die Ohrkurve und der Amplitudengang berücksichtigt
wird, und der Gleichrichtung 3 vor. Das so gewonnene Lautstärkesignal
wird
nun über den Logarithmierverstärker 5 in den logarithmischen Massstab gebracht (beispielsweise
über einen Bereich von 60 dB) . In der anschliessenden Stufe 6 wird die zeitliche
Quantisierung des Lautstärkesignals mit Hilfe einer über die Leitung 17 zugeführten
Taktfrequenz in der Weise vorgenommen, dass innerhalb einer beliebig festlegbaren
Zeitmessperiode (beispielsweise 100 ms) der jeweils in der Messperiode auftretende
Maximalwert der Lautstärke bis zum Ende der Messperiode gespeichert wird. Der jeweils
am Ende der Messperiode festgestellte Maximalwert wird nun in der Verzögerungsstufe
7, die ebenfalls von der Taktfrequenz gesteuert wird, exakt eine Plattentellerumdrehung
gespeichert und durch Inversion im Inverter 8 mit umgekehrtem Vorzeichen der Addierstufe
9 zugeführt, wo er mit dem über die Leitung 18 vom Ausgang der Stufe 6 abgenommenen
unverzögerten Signal zur Differenzbildung zusammengeführt wird.
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Da das hierbei entstehende Lautstärkedifferenzsignal zwischen zwei
benachbarten Rillen auch ein negatives Vorzeichen haben kann, muss es in der Stufe
10 (die beispielsweise als idealer Gleichrichter ausgebildet ist) in ein Absolutbetragssignal
umgewandelt werden. Die Stufe 11 dient dem Anwender als Eingriffspunkt für die Anpassung
an den oben erwähnten Skalierungsfaktor.
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Dies geschieht dadurch, dass das Lautstärkedifferenzsignal, das am
Ausgang der Stufe 10 vorliegt, mit einer vom Anwender einstellbaren Gleichspannung
(Regler 16) zur Bildung eines neuen Differenzsignals zusammengeführt wird, dessen
Betrag das endgültige Mass für den zu steuernden, echovermeidenden Rillenabstand
darstellt.
Hierbei bewirkt die einstellbare Gleichspannung (Regler 16) einen Einsatzpunkt für
das Lautstärkedifferenzsignal, da beispielsweise bei einem höheren Skalierungsfaktor
die Lautstärkedifferenz zwischen echoverursachenden Modulationssignalen und dem
Echo kleiner ist, so dass auch die für die Verdeckung des Echosignals notwendigen
Lautstärkeunterschi ede sich zu kleineren Werten verändern müssen.
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Der Schalter 12 sorgt dafür, dass nur gültige Signale aus dem vorher
beschriebenen Prozess, nämlich die am Ende der jeweiligen Messperiode, weitergeleitet
werden. Die Ansteuerung erfolgt aus dem Takt über die lmpulsaufbereitungsstufe 13,
die am Ende jeder Messperiode einen Impuls kurzer Dauer.abgibt. Das am Ausgang des
Schalters 12 stehende Signal stellt ein Impulssignal dar, das zum Vorhärzeitpunkt
einer echogefåhrdeten Stelle gebildet wird, und dessen Amplitude dem Lautstorkedifferenzsignal
abzüglich des einstellbaren Schwellwertes entspricht. Dieses Signal stellt die Sollinformation
für den zu steuernden Rillenabstand dar und kann wie eine quasi Modulationsamplitude
an den Eingang einer Rillenabstandssteuerung moderner Bauart, z. B. mit Restplatzausnutzung
(vergl. DOS 27 09 598), angelegt werden.
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Für den Fall, dass die Anordnung nach der Erfindung ohne oder parallel
zu einem Füllschriftverfahren arbeiten soll, muss die ri II enabstandserzeugende
Vorsc hubgrösse. für die Vorhörzeitdauer wirksam sein, d. h. in unserem Beispiel
muss das Ausgangssignal der Stufe 12 für eine halbe Plattentellerumdrehung in der
Stufe 14 gespeichert werden, wobei die Logik 15 diesen Prozess überwacht (vom Takt
gesteuert) und durch Vergleich des jeweils gespeicherten
Ausgangssignals
mit neuen Eingangssignalen dafür sorgt, dass ein Eingangssignal, das betragsmässig
das aktuelle Ausgangssignal überschreitet, sofort in den Speicher übernommen wird,
um für eine halbe Plattentellerumdrehung ein neues Steue?-signal zu bilden.
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Die Figur zeigt beispielsweise eine Schaltungsanordnung für die Aufzeichnung
von Stereosignalen. Selbstverständlich ist das neue Verfahren auch bei Monoaufzeichnung
anwendbar.
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Die Schaltungsanordnung vereinfacht sich dann.
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