DE3125788A1

DE3125788A1 - Netzwerke zur unterdrueckung von mittelfrequenz-modulationseffekten in kompressoren, expandern und geraeuschminderungssystemen

Info

Publication number: DE3125788A1
Application number: DE19813125788
Authority: DE
Inventors: Ray Milton San Francisco Calif. Dolby
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1982-05-13
Also published as: IT1137986B; CH662684A5; DE3125790C2; SE8104062L; NL8103124A; KR830006992A; KR840002492B1; ATA291481A; NL189988B; CH654703A5; SG4285G; MY8501149A; ES503493A0; NL190214C; NO157400C; NL192652B; NO157400B; FI74368B; SE447524B; HK28385A

Description

Patentanwälte ■ European Patent Attorneys

r München

D26 P34

Say M. Dolby-San Francisco, CaI., USA

Hetzwerlce zur Unterdrückung von Mittelfrequenz~ModulationB-effelrben in Kompressoren, Expandern und Geräuschminderungssystemen

Priorität:

30.6.1980 - USA - US Serial No. 163 950 22.8.1980 - USA - US Serial No. 180 771

Die Erfindung "betrifft allgemein Schaltungsanordnungen, die den Dynamikbereich von Signalen ändern, nämlich. Kompressoren, die den Dynamikbereich komprimieren und Expander, die den Dynamikbereich expandieren. Die Erfindung ist besonders nützlich, zur Behandlung von Audiosignalen, ist jedoch auch bei anderen Signalen anwendbar.

Kompressoren und Expander werden normalerweise zusammen verwendet (ein Kompandersystem), um eine Geräuschminderung zu bewirken; das Signal wird vor der Übertragung oder Aufzeichnung komprimiert und nach dem Empfang oder der Wieder-

gäbe vom Übertragungskanal expandiert. Kompressoren können jedoch, auch alleine verwendet werden, tun den Dynamikbereich herabzusetzen, beispielsweise um der Kapazität eines Übertragungskanals Rechnung zu tragen, ohne anschließende Expansion, wenn das komprimierte Signal für den gewünschten Zweck adäquat ist. Zusätzlich werden Kompressoren alleine in gewissen Produkten verwendet, insbesondere Audioprodukten, die nur dazu vorgesehen sind, komprimierte Rundfunk- oder aufgezeichnete Signale zu übertragen oder aufzuzeichnen. Expander allein werden in gewissen Produkten verwendet, insbesondere Audio-Produkten, die nur dazu vorgesehen sind, bereits komprimierte Rundfunk- oder aufgezeichnete Signale zu empfangen oder wiederzugeben. In gewissen Produkten, insbesondere Audio-Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Geräten, ist ein einzelnes Gerät oft so konfiguriert, daß.die Betriebsart umgeschaltet werden kann, und zwar auf Kompressorbetrieb zur Aufzeichnung von Signalen, und für Expanderbetrieb zur Wiedergabe von komprimierten Rundfunk- oder voraufgezeichneten Signalen.

Übertr.agungskanäle haben bekanntlich frequenzabhängige Eigenschaften. Dementsprechend wird das Frequenzspektrum von empfangenen oder wiedergegebenen Signalen geändert, und wenn komprimierte Signale in den Übertragungskanal eingespeist werden, wird die komplementäre Expansion der Signale durch die Frequenzeharakteristiken des Übertragungskanals verschlechtert.

In Kompander-Geräuechminderungssystemen erfordert die Komplementarität nicht nur, daß der Expander im wesentlichen die inverse Charakteristik des Kompressors hat, sondern auch, daß der Übertragungskanal zwischen Kompressor und Expander

relative Signalamplituden bei allen Frequenzen innerhalb der Bandbreite der komprimierten Signale bewahrt. Wenn das Signal vom Expander aufgenommen wird, sind Änderungen in den relativen Pegeln, die durch den Übertragungskanal verursacht sind, von. Signalverarbeitung durch den Kompressor ununterscheidbar. Fehler im Übertragungskanal bewirken also, daß die expandierten Signale sich von den Eingangssignalen zum Kompressor unterscheiden. Solche Differenzen können signifikant und hörbar sein, je nach dem Spektralgehalt der Signale. Bei hohen Kompressions-/ Expansions-Verhältnissen werden Fehler im Übertragungskanal signifikanter. Typischerweise ist der hörbarste Effekt nicht die direkte Wirkung auf die eigentlichen Signale bei sehr hohen oder sehr niedrigen Frequenzen, sondern vielmehr der Modulationseffekt auf Signale zwischen den Bandbreitenenden, der dadurch verursacht wird, daß die extrem hoch- und niederfrequenten Signale den Expander nicht erreichen. Für Zwecke der Diskussion wird dieser Effekt als Mittelband-Modulationseffekt bezeichnet.

In Breitbandkompandern zeigt sich ein -Amplitudenfehler bei der steuernden Frequenz im gleichen Grade in allen anderen Teilen des Spektrums. Das kann akzeptabel sein oder nicht. In"sliding band"-Kompandern, wie sie im folgenden beschrieben werden, werden, wenn diejsteuernden Frequenzen sich an den Bandbreitenenden befinden, Fehler bei diesen Frequenzen, bei den mittleren Frequenzen im wesentlichen multipliziert. (Umgekehrt, wenn die steuernden Frequenzen sich im mittleren Frequenzbereich befinden, was gewöhnlich der Fall ist, dann werden irgendwelche Fehler an den extremen Endfrequenzen reduziert: Das ist ein Vorteil von "sliding band"-Kompandern.)

Unter "Übertragungskanal" sollen hier und im folgenden alle Teile eines Systems zwiechen einem Kompressor und einem Expander verstanden werden.

Im Falle von Gerauschminderungssystemen, die komprimierte Signale auf einem Medium mit relativ geringer Bandbreite aufzeichnet, wie einem langsam laufenden Magnetband, beispielsweise Kompaktkassetten, ist es besonders schwierig, eine genau komplementäre Expansion der komprimierten Signale zu bewirken. Das ist auf die Unfähigkeit solcher Systeme zurückzuführen, einen flachen Signalamplituden-Frequenzgang besonders bei tiefen und hohen Frequenzen zu erhalten. Diese Probleme existieren jedoch sogar bei professionellen Kompressor/Expander-Systemen. Das unzureichende Verhalten tritt nach dem Kompressor auf und kann verursacht sein vom Aufzeichnungsgerät, vom Band, von der Wiedergabeeinheit oder irgendeiner Kombination dieser Einheiten, einschließlich Bandbreite-Begrenzungsfilter « In ähnlicher Weise'treten die Fehler in anderen Systemen, wie FM- oder Satelliten-Rundfunk, nach der Kompression im Sender, dm das Rundfunksignal führenden Medium, im Empfänger oder' deren Kombinationen auf.

In praktischen Kompressor-Expander-Systemen ist es für notwendig befunden worden, scharf abschneidende Filter vor dem Kompressor und vor dem Expander vorzusehen. Die Filter haben wenigstens Tiefpassabschnitte, vorzugsweise enthalten sie jedoch auch Hochpassabschnitte. Solche Bandbegrenzungsfilter haben Grenzfrequenzen an den Kanten des nutzbaren Übertragungsbandes des Systems oder außerhalb desselben, um die Systembandbreite nicht zu begrenzen. Solche Filter haben mehrere Funktionen;

a) Dämpfung von Hilfsträgerkomponenten und des 19 kHz- ^ Pilottons, der im FM-Rundfunk verwendet wird, -um

"Zwitschern"-Schwebungen und unzureichenden Gleichlauf der Kodier- und Dekodier-Geräuschminderungs-Prozessorschaltungen zu vermeiden.

b) Dämpfung der Bandgerät-Vormagnetisierung, die in die SignalBchaltungen einstreuen kann, um einen mangelhaften Gleichlauf von Kodierer und Dekodierer zu vermeiden.

c) Dämpfung von hochfrequenten oder Überschallkomponenten im Kodierereingangssignal, die sonst in hörbaren Intermodulationsprodukten und/oder Vormagnetisierungs-"Zwitschern" resultieren können.

d) Dämpfung von Überschall-Bandrauschen oder anderem Übertragungskanalrauschen am Dekodierereingang, um einen mangelhaften Gleichlauf von Kodierer und Dekodierer zu vermeiden.

e)Eine Signalbandbreiten-Definition zur Förderung der Komplementarität des Frequenzgangs im Kodierer und Dekodierer.

In professionellen Anwendungen ist es erwünscht, ein Hochfrequenz-Bandbreiten-Begrenzungsfilter ("beispielsweise "bei bis 25 kHz) und vorzugsweise auch ein Niederfrequenz-Bandbreiten-Begrenzungsfilter (beispielsweise bei 20 Hz) zu verwenden.

Wenn ein idealer Kanal zwischen dem Kodierer und dem Dekodierer vorhanden ist, dann sollte strenggenommen das Eingangsfilter am Dekodierer abgeschaltet werden, da sein

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Vorhandensein in einigen SignalSituationen in einer geringfügigen Nichtkomplementarität resultieren kann (das Kodierersignal ist einer Filterungsstufe unterworfen; das Dekodierersignal wird zwei Filterstufen unterworfen). Ein Herausnehmen des Dekodierer-Eingangsfilters ist jedoch nicht praktisch, und zwar wegen der oben erwähnten Punkte a "bis e. Selbst wenn ein guter Kanal zwischen dem Kodiererausgang und dem Dekodierereingang vorhanden ist, so resultiert doch das Vorhandensein des sehr notwendigen Dekodierereingangsfilters (zu Schutzzwecken) in einem inhärent nichtkomplementären System unter gewissen Signal-"bedingungen. Aus diesem Grunde ist es nützlich, das Expandereingangsfilter als integrierenden Bestandteil des Übertragungskanals zu betrachten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die ungünstigen Einflüsse von Fehlern iin Übertragungskanal-Amplitudenfrequenzgang auf die Komplementärität in Kompander-Geräuschminderungssystemen auszuschalten.

Mit anderen Worten soll durch die Erfindung für die Unterdrückung der ungünstigen Effekte gesorgt werden, die Fehler im Amplitudenfrequenzgang zwischen Kompressor und Expander auf die Komplementarität in Kompander-Geräuschminderungssystemen haben.

Insbesondere sollen durch die Erfindung Wichtkomplementaritäts Effekte bei sehr hohen (tiefen) Frequenzen unterdrückt werden, die hörbare Effekte bei mittleren Frequenzen hervorrufen (um den Mittelband-Modulationseffekt herabzusetzen).

Weiter sollen durch die Erfindung solche ungünstigen Effekte in Systemen unterdrückt werden, bei denen die Bandbreite des

komprimierten Signals die Bandbreite übersteigt, in der der Amplxtudenfrequenzgang des Übertragungskanals relativ flach ist.

Weiterhin sollen durch die Erfindung diese ungünstigen Effekte in Audio-Bandsystemen unterdrückt werden, in denen Kompaktkassetten oder andere in ihrer Bandbreite beschränkte Medien verwendet werden, einschließlich des Tonteils von Video-Kassetten und Video-Platten.

Weiter soll durch die Erfindung die nichtkomplementäre Modulation von niedrigpegeligen Signalen bei mittleren Frequenzen (beispielsweise 500 Hz bis 1 kHz, oder in diesem Bereich) reduziert werden, wenn diese gemeinsam mit extrem hochfrequenten Signalen (beispielsweise oberhalb von 10 kHz) in solchen Tonbandsystemen auftreten.

Weiter sollen durch die Erfindung nichtkomplementäre Effekte reduziert werden, die durch die Verwendung.von Expandereingangsfiltern eingeführt werden.

Weiterhin sollen durch die Erfindung die beschriebenen Effekte in "sliding band-Systemen" der im folgenden beschriebenen Art reduziert werden.

In Systemen mit beschränkter Bandbreite nähert sich die Frequenzbandbreite von komprimierten Signalen der nutzbaren Bandbreite des Aufzeichnungs-ZWiedergabe-Übertragungskanals, oder übersteigt diese, sogar, und deshalb sind derartige Systeme speziell Fehlern im Aufzeichnungs-/ Wiedergabe-Frequenzgang unterworfen, speziell im Bereich der hohen, und tiefen Prequenzbandkanten.

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Dieses Problem hat zwei Aspekte: 1) Die Kompressorausgangsbandbreite kann die Bandbreite übersteigen, in der der Auf» nahme/Wiedergabe-Frequenzgang in diesem selbständigen Tongerät relativ fläch ist, und 2) die Kompressorausgangsbandbreite des Gerätes, das bei der Vorbereitung von bespielten Bändern oder Platten verwendet wird, kann die Bandbreite übersteigen, innerhalb derer der Tongerät-Wiedergabefrequenzgang flach ist.

Solche Fehler können zwar theoretisch überall im Spektrum auftreten, wie noch näher erläutert wird,ist die Erfindung darauf gerichtet, den Effekt von Fehlern an den Bandbreitenenden des Systems zu unterdrücken, insbesondere die Mittelbandmodulationseffekte zu unterdrücken, die durch solche Fehler verursacht werden.

Die Erfindung, die die Lösung des Mittelband-Modulationsproblems ist, ist wegen ihrer Einfachheit recht überraschend. Genauer gesagt, die im Kompressor verarbeiteten Signale werden einem abrupten Hoch-(und/oder Tief-)Frequenz-Abfall mit einer Grenzfrequenz gut innerhalb des nutzbaren Durchlassbandes des Systems unterworfen, etwas unter (bzw„ über) der Frequenz, bei der der Übertragungskanal- oder Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Frequenzgang merkliche Fehler hat. Vom Expander verarbeitete Signale werden vorzugsweise einer komplementären Anhebung unterworfen, so daß über alles ein flacher Frequenzgang aufrechterhalten wird» Wenn es akzeptabel ist, daß der Frequenzgang über alles nicht ganz flach ist, ist es möglich , die Erfindung nur im Kompressorteil des Expandersystems vorzusehen.

Erfindungsgemäß wird also ein Teil (oder werden mehrere Teile) des Signalspektrums, in den (bzw. denen) der Über-

tragungskanal- oder Aufzeichnungs-ZWiedergabe-Prequenzgang Fehler aufweist, auf einen solchen Pegel gedämpft, daß der gedämpfte Teil im wesentlichen davon ausgeschlossen wird, die Kompression und Expansion zu steuern.

Erfindungsgemäß wird der Spektralgehalt der vom Kompressor verarbeiteten Signale geändert, d.h. es wird eine "Schiefe" ("spectral skewing") eingeführt, derart, daß die Kompressorwirkung signifikant weniger dem Einfluss von Signalen jenseits der abrupten Abfall-Frequenz ausgesetzt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein geeignetes Euter (oder Netzwerk), im Signalweg des Kompressoreingangs (und vorzugsweise ein komplementäres Filter im Signalweg des Expanderausgangs) vorgesehen. DieseLösung wird bevorzugt, weil sie den geringsten Aufwand an Schaltungselementen erfordert und bei allen Signalpegeln wirkt. Eine äquivalente Anordnung ergibt sich jedoch, wenn zwei Filter verwendet werden: Einer im Steuerschaltungsweg des Kompressors und der andere im Signalweg des Kompressorausgangs. In ähnlicher Weise ist im Expander ein Filter im Steuerschaltungsweg vorgesehen und das andere im Signalweg dea Expandereingangs. Weitere Alternativen sind möglich im Falle eines "dual path"-Kompressors oder -Expanders (vgl. beispielsweise US-PS'en 3 846 719; Re 28 426): Ein geeignetes Filter kann nur im Eingang des Prozessor-Seitenweges angeordnet sein, so daß sowohl die durchlaufenden Signale beeinflusst werden als auch die Steuerschaltung des Seitenweges, oder die äquivalente Zweifilter-Anordnung kann verwendet werden, bei der ein Filter im Seitenweg-Steuerschaltungsweg und das andere im Seitenweg-Signalausgangsweg angeordnet ist.

In Kompander-Systemen ist es beKannt, auf der Kompressorseite dieses Systems einen Abfall bei hohen Frequenzen vor-

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zusehen, und eine komplementäre Anhebung auf der Expanderseite des Systems, um die Bandsättigung zu reduzieren, vgl. ■beispielsweise US-PS'en 3 846 719; 4 072.914, Rundfunktechn. Mitteilungen, Jahrg. 22 (1978) H. 2, Seiten 63 bis 74. Der Abfall ist jedoch allmählich und reicht nicht aus, hochpegelige. Signale bei hohen (tiefen) Frequenzen im Bereich unsicheren Frequenzgangs des Systems daran zu hindern, den Kompressor zu beeinflussen, wie das erfindungsgemäß vorgesehen ist.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Antisattigungs-Filter an verschiedenen Stellen des Signalweges vorzusehen: Vor und hinter dem Kompressor/Expander und innerhalb des Kompressor/Expanders einschließlich gleichzeitig in dessen Steuerschaltung. Es gibt deshalb viele mögliche Stellen für Antisättigungs-Filter in den Kompressor- und Expander-Signalwegen, die den Zweck erfüllen, Hochfrequenzsignale zu reduzieren, die dem Aufzeichnungsband zugeführt werden« Die Schaltung nach der Erfindung muß jedoch genauer lokalisiert werden, weil sie dazu vorgesehen ist, den Kompressor, und dementsprechend den Expander, dadurch zu beeinflussen, daß das Frequenzspektrum der Signale, die der Kompressor verarbeitet, geändert wird.

Die Erfindung 1st zwar nicht darauf gerichtet, Sättigungseffekte zu lindern, sie trägt jedoch in gewissen Maße dazu bei, eine Bandsättigung zu vermeiden. Da die Grenzfrequenz des abrupten Abfalls jedoch gewöhnlich bei einer Frequenz' oberhalb (unterhalb) des Bereiches liegt, in dem die Sättigung beginnt aufzutreten, wird die Bandsättigung vorzugsweise auf andere Weise behandelt, beispielsweise wie in Audio, Mai 1981, Seiten 20 bis 26 beschrieben.

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Wie bei den "bekannten Anti-Sättigungsanordnungen resultiert die Erfindung in einer Verringerung des Geräuschminderungseffektes in dem Bereich, in dem die Signale abrupt in Abhängigkeit von der Frequenz gedämpft werden. Die Grenzfrequenz des abrupten Abfalls für das obere Frequenzende des Systems liegt jedoch auf einer relativ hohen Frequenz in dem Bereich, in dem das menschliche Ohr wesentlich weniger empfindlich für Rauschen ist. Hinsichtlich der Verwendung der Erfindung am niederfrequenten Ende des Systems, ist das Ohr ebenfalls weniger empfindlich und in gut konstruierten Systemen dürfte bei solchen Frequenzen ; praktisch kein hörbares Rauschen auftreten, selbst mit verringerter Geräuschminderung. Die Erfindung zieht ein Schief-Spektrum nur bei extrem hohen und/oder tiefen Frequenzen in Betracht, weilin praktischen Systemen diese Frequenzbereiche die einzigen sind, in denen der Übertragungskanal-Amplitudenfrequenzgang merkliche Fehler hat. Ein weiterer Grund liegt darin, daß eine Verschlechterung der Geräuschminderung bei diesen Extremen toleriert werden kann, und zwar aufgrund des Frequenzgangs des menschlichen Ohrs. '

Bei einem anderen bekannten System wird ein Bandpassfilter mit 12 dB/Oktave mit Grenzfrequenzen von etwa 20 Hz und 10 kHz in der Steuerschaltung eines Breitband-Heim-Tonband-Kompander-Geräuschminderungssystems, das unter der Bezeichnung "dbx II" vertrieben wird, verwendet. Bei dieser Anordnung werden jedoch die Ergebnisse der Erfindung nicht erreichweil im Signalweg selbst kein Filter vorgesehen ist, und ein hochpegeliges hochfrequentes Signal oberhalb von 10 kHz (bzw. ein tieffrquentes Signal unterhalb von 20 Hz) ent-

sprechend dem Pegel derjenigen Signale verstärkt wird, die innerhalb des DurchlasStandes der Steuerschaltung vorhanden sind. Eine solche Anordnung bringt also eine viel zu hohe Verstärkung von hochpegeligen hoch(tief)-frequenten Signalen, außerhalb des Bandes von 20 Hz bis 10 kHz, mit sich, wenn Signale hoher Amplitude innerhalb des Bandes von 20 Hz bis 10 kHz nicht vorhanden sind, so daß der Übertragungskanal überlastet wird.

In einem Video-Geräuschminderungssystem (US-PS 3 846 719) ist es auch bekannt, für ein Kerbfilter mit variablem Gütefaktor Q zu sorgen, das auf den Chroma-Pegel anspricht und auf die Farbfernseh-Hilfsträgerfrequenz zentriert ist, um die Chroma-Signale daran zu hindern, den Kompressor und Expander zu drosseln und damit die Geräuschminderung bei Frequenzen unterhalb der Farbhilfsträgerfrequenz zu beseitigen. Die Filtermitte legt also innerhalb der Bandbreitenenden der Signale im System und innerhalb des vorhersagbaren Frequenzgangs des Systern-Übertragungskanals und ist darüber hinaus nicht für den Zweck vorgesehen, Aufnahme=-/ Wiedergabe-Frequenzgangfehler zu beseitigen, was Ziel der Erfindung ist.

Es isb weiter bekannt, in den Seitenwegen von'uual path"-Kompressoren und-Expandern 12 dB/Oktave Tiefpaß-, Bandpaß- und Hochpaß-Filter vorzusehen (US-PS 3 846 719; Journal of the Audio Engineering Society, Bd. 15, Nr. 4, Oktober 1967, Seiten 383 bis 388). Diese Filter sind jedoch für einen völlig anderen Zweck vorgesehen, nämlich Aufspaltung des Bandes der Geräuschminderungswirkung in getrennte Seitenwege, und sie beeinflussen nicht die extremen oberen oder unteren

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Frequenzen der Kompressoreingangssignale.

In ähnlicher Weise haben die Bandbegrenzungsfilter mit scharfen Abfall, die oben beschrieben worden sind, Grenzfrequenzen, die bewußt außerhalb der nutzbaren Systembandbreite liegen, weil sie nicht dafür vorgesehen sind, das obere oder untei*e Ende der Prequenzbandbreite zu beeinflussen.

Bisher ist es als unerwünscht angesehen worden, das Frequenzspektrum innerhalb der nutzbaren Systembandbreite erheblich zu ändern. Bei der professionellen Aufzeichnung wird es als undenkbar angesehen, die Grenzfrequenz irgendeines die obere Bandbreite begrenzenden Filters unterhalb von 20 kHz zu legen. In ähnlicher Weise wird beim FM-Rundfunk eine obere Durchlaßbandgrenze von 15 kHe rigoros durch alle Tonsignalstufen aufrechtzuerhalten.

Wenn auch die Erfindung nicht auf die Verwendung mit irgendeinem speziellen Typ eines Geräuschminderungs-Kompandersystems beschränkt ist, und den Betrieb aller Kompandertypen verbessert, einschließlich Breitbandkompandern, ist sie besonders brauchbar zur Verwendung mit "sliding band"-Geräuscbminderungssystemen. Beispiele solcher Systeme sind in US-PS-en Re 2ü 426 und 3 757 254 zu finden. In solchen bekannten " sliding band"-Schaltungen wird eine Hochfrequenz-Audio-Kompression oder -Expansion dadurch erreicht, daß eine Hochfrequenzanhebung (zur Kompression) oder Absenkung (zur Expansion) mittels eines Hochpaßfilters mit variabler unterer Grenzfrequenz eingeführt wird. Wenn der Signalpegel im Hochfrequenzband steigt, gleitet die Filtergrenzfrequenz nach oben, so daß das angehobene oder abgesenkte Band verengt wird

das nutzbare Signal von der Anhebung oder Absenkung ausgeschlossen wird.

In "sliding band"-Einrleitungen ist ein Effekt der Ungewissheit im Aufzeichnungs-ZWiedergabe-Frequenzgang die resultierende Modulation von niedrigpegeligen Signalen mittlerer Frequenz, wenn hochfrequente Signale im Bereich der Aufzeiehnungs-ZWiedergabe-Ungewissheit am Kompressoreingang vorhanden sind. In "dual path-sliding band"-Einrichtungen, wie sie in der US-PS Re 28 426 beschrisben sind_s kann dieser Effekt dadurch unterdrückt werden, daß der Hochfrequenz-Abfall im Seitenweg der Einrichtung vorgesehen wird. Eine solche Konfiguration wi^t zwar für einen abrupten Abfall nur bei mittlerentsid niedrigen Signalpegeln, so reicht sie doch aus, die Ziele der Erfindung in "dual path"-»Einrichtungen sowohl vom 2yp "sliding band" (US-PS Re 28 426) als auch mit festem Band (US-PS 3 846 719) zu befriedigen»

Die Erfindraig soll jetzt näher in Verbindung mit Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert werden; es zeigen?

Pig. 1 bis 4 Blockschaltbilder alternativer Anordnungen

von Schief-Spektrum-Netzwerken nach der Erfindung;

Fig. 5 eine Frequenzgangkurve, die allgemein die

Charakteristik eines Hochfrequenz-Schief-Spektrums-letzwerks und eines komplementären Ent -Schief -Spektrum-Netzwerks aiir Verblendung in einen Kassettenband-Auf ze ichnungs·=·/Wieder= gabe-Gerätes;

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Pig. 6 die genormte CCIR-Geräuschbewertungs-

kurve;

Pig. 7 bis 10 repräsentativen Frequenzgangkurven von

typischen Kassettenband-Aufzeichnungs-/ Wiedergabegeraten;

Fig. 11 bis 16 repräsentative Kurven, die zum Verständnis

der Erfindung nützlich sind.

In Fig. 1 bis 4 sind verallgemeinerte Blockschaltbilder dargestellt, die die verschiedenen Stellen illustrieren, wo Schief-Spektrum-Netzwerke nach der Erfindung angeordnet werden können.

In Fig. 1, die die einfachste und bevorzugte Ausführungsform zeigt, ist bzw. sind das Schief-Spektrum-Netzwerk (mit einem Tief- oder Hochfrequenz-Abschnitt) oder die Schief-Spektrum-Netzwerke (sowohl mit Tief- als auch mit Hochfrequenz-Abschnitten) 2 im Eingangssignalweg zu einem Kompressor 4 angeordnet, dessen Ausgang einem Übertragungskanal N zugeführt wird. Auf der Wiedergabeseite des Kanals N wirkt ein komplementärer Expander 6 auf das wiedergegebene Signal und führt es einem wahlweise vorzusehenden Ent.-Schiefspektrum-Netzwerk 8 (oder mehreren solchen Netzwerken) zu, das eine zum Netzwerk im Kompressoreingangsweg komplementäre Charakteristik hat, bzw. die solche komplementären Charakteristiken haben. Diese lage des Netzwerks ist besonders in den Fällen vorteilhaft, in denen der Kompressor und der Expander jeweils zwei oder mehr Reiheneinrichtungen aufweisen» wie in Audio, Mai 1981, Seiten 20 bis 26 beschrieben.

Fig. 2 illustriert eine äquivalente Konfiguration, die Jn der

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Praxis nicht bevorzugt wird, weil sie komplizierter ist, zusätzliche Schaltungen benötigt, und aufwendiger ist. In dieser äuivalenten Konfiguration ist ein Schief-Spektrum-Netzwerk TO(bzw„ mehrere solcher Netzwerke sind) in der Kompresaorsteuerschaltung vorgesehen, und eines oder mehrere weitere Schief-Spektrum-Netzwerk(e) 12 im Kompressorsignalausgangsweg. Wenn eine wahlweise Ent-Schiefe auf der Wiedergabeseite verwendet wird, wird ein komplementäres Ent-Schiefe-Netzwerk 14 (mehrere solcher Netzwerke) im Expandersignaleingangsweg vorgesehen, und ein Schief- . Spektrum-Netzwerk 10 (mehrere solcher Netzwerke), das die gleiche Charakteristik hat wie das Netzwerk 10 in der Kompressorsteuerschaltung (bzw. mehrerer solcher Netzwerke) in der Steuerschaltung des Expanders 6. Die Charakteristiken der Netzwerke 4 und 12 können sich etwas von denjenigen der Netzwerke 2 und voneinander unterscheiden, um das gesamte Über-Alles-Resultat wie im Netzwerk(e) 2 zu erhalten. Diese-Bemerkung gilt auch für die Netzwerke 14 und 16. Wo der Kompressor 4 und der Expander 6 jeweils in Reihe geschaltete Einrichtungen aufweisen, wie in dem obengenannten Artikel in"Audio" beschrieben, wird ein Schjö'-Spektrum-Netzwerk 10 (bzw. mehrere soloher Netzwerke) nur in der Steuerschaltung der ersten Kompressoreinrichtung benötigt und ein Netzwerk 12(bzw. mehrere solcher Netzwerke) ist, bzw. sind, nur im Ausgangsweg dar ersten Kompressor-Reiheneinrichtung vorgesehen, und (wahlweise) ein Netzwerk 14 (bzw,mehrere solcher Netzwerke sind) nur im Eingangsweg der letzten Expander-Reiheneinrichtung mit einem Netzwerk 16 (bzw. mehreren Netzwerken) nur in deren Steuerschaltung.

Pig. 3 und 4 illustrieren eine Anordnung der Schief-Spektrum=· Netzwerke in den Seitenwegen von "dual path"-Kompressoren und

-Expandern. Solche Kompressor- und Expander-Konfigurationen sind als solche allgemein bekannt und werden deshalb .nicht näher erläutert. Es gibt jedoch zwei Haupt-Formen für den weiteren Weg N (20). Eine Alternative (US-PS 3 84-6 719, Fig. und 8) ist ein Filter, dem ein kontrollierter Begrenzer folgt, der durch ein gleichgerichtetes und geglättetes Steuersignal veranlasst wird, progressiv zu begrenzen, wenn der Signalpegel steigt. Eine andere Alternative (US-PS Re 28 426) ist ein "sliding band"-Hoohpaßfilter, dessen Durchlaßband progressiv vom Steuersignal verringert wird, so daß große Signalkomponenten vom Ausgang des Filters ausgeschlossen werden. Vorteilhafte Grenzfrequenzwerte für diesen variablen Filter liegen bei etwa 375 Hz im Ruhezustand, werden jedoch aufgrund des Steuersignals progressiv engere Hochpässe. "Dual path"-Kompressoren und -Expander (einfach oder in Reihe) können auch bei den Konfigurationen nach Fig. 1 und 2 verwendet werden.

In Fig. 3 ist das Schief-Spektrum-Netzwerk 18 (bzw. sind diese Netzwerke) im Eingangssignalweg der Geräuschminderungs-Seitenwegschaltung 20 des Kompressors 22 und (wahlweise) des Expanders 24 vorgesehen. In Fig. 4 ist eine äquivalente Konfiguration dargestellt, in Verbindung mit einem "sliding band"-Kompressor 26 und -Expander 28. Bei dieser äquivalenten Konfiguration ist ein Schief-Spektrum-Netzwerk 28 (bzw. mehrere solcher Netzwerke) in der Seitenweg-Steuerschaltung 30 vorgesehen, die eine frequenzvariable "shelf- oder "sliding band"-Filterschaltung 32 steuert. Ein weiteres Schief-Spektrum-Netzwerk 34 ist im Seitenwegausgang vorgesehen. Wahlweise sind die gleichen Netzwerke im Expander-Seitenweg angeordnet. Die Konfigurationen nach Fig. 1 und 2 werden gegenüber denen nach Fig. 3 und 4 bevorzugt, weil die

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erateren "bei allen Signalpegeln wirken und damit auch die Kanalüberlastung- oder Bandsättigungs-Effekte am Bandende "bzw. den Bandenden beeinflussen.

In Pig. 3 und 4 ist nur ein einzelner Seitenweg dargestellt, es können jedoch auch mehrere Seitenwege verwendet werden, beispielsweise gemäß US-PS 3 84-6 719» Weiter können die Seitenwege so konfiguriert sein, daß der Kompressor-Seitenweg eine Rückkopplungs-Konfiguration hat und der Expander-Seitenweg eine Vorwärtsregelungs-Konfiguration, beispielsweise gomäß US-PS 3 903 485. Wo Reihen-dual-path-Eiarichtungen in einem Kompressor und Expander verwendet werden, wie beispielsweise beschrieben, in "Audio", Mai 1981, Seiten 20 bis 26 ist es ausreichend, ein Schief-Spektrura-lietzwerk (bzw. mehrere solche Netzwerke) in der ersten Reiheneinrichtung im Kompressor und (wahlweise) in der letzten Reiheneinrichtung im Expander zu verwenden, ^; wenn auch die Konfiguration gemäß Pig. 1 bevorzugt wird.

Die Schief-Spektrum-Charakteristik hat vorzugsweise §

a) eine Abfall-Grenzfrequenz innerhalb des Bereiches, in den der Übertragungskanal- oder Bandgerät-Frequenzgang, einschließlich desjenigen des Expanderbandpaßfilters, einigermaßen zuverlässig ist - d.h. etwas unterhalb (oberhalb) der bei der der Übertragungskanal- oder Bandgerät frequenzgang ungewiss wird oder beginnt, abzu fallen.

b) Einen abrupten Abfall, um eine gut definierte Grenze für die Frequenzen zu erhalten,die die Schaltung steuern ο

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c) Eine gut definierte form im Anschluß an den Abfall, so daß es leicht möglich ist, die reziproke Charakteristik während der Wiedergabe zu erzeugen, um über alles einen flachen Frequenzgang zu erhalten (wenn das erwünscht ist).

d) Eine Form, die optimal die Niedrigpegel-Rausch-Empfindlichkeits-Charakteristik des menschlichen Gehörs ausnutzt - d.h., ein Abfall des Frequenzgangs so steil und tief wie möglich, ohne einen merklichen Anstieg im Geräuschpegel einzuführen, wenn die reziproke Charakteristik während der Wiedergabe verwendet wird.

Die Schief-Spektrum-Charakteristik reduziert zwar effektiv die Geräuschminderungswirkung oberhalb (unterhalb) der scharfen Grenzfrequenz, wenn die Frequenz oberhalb von etwa 8 kHz (oder unterhalb etwa 50 Hz) liegt, wird jedoch das höhere Rauschen nicht hörbar, und zwar wegen des Frequenzgangs des menschlichen Ohrs bei niedrigpegeligem hochfrequenten und tieffrequenten Rauschen, insbesondere, wenn der Rauschpegel außerordentlich niedrig ist, was der Fall ist, W-; nn die Erfindung in einem Bandauf ze ichnungs- ■ Kompander verwendet wird. Dieser etwas überraschende Aspekt der Erfindung ist experimentieIl bestätigt worden.

Eine Begründung für diese Behandlung kann auch in der Form der CCIR-Geräuschbewertungskurve gefunden werden, die in Fig. 6 dargestellt ist. Die Kurve folgt der Niedrigpegel-

Geräuschempfindlichkeit des menschlichen Ohrs. Es ist zu beachten, daß die Empfindlichkeit "bei tiefen Frequenzen niedrig ist und auch oberhalb eines Spitzenwertes bei etwa 6 bis 7 kHz auch sehr schnell abfällt. Es besteht also eine reduzierte psycho-akustische Notwendigkeit zur Aufrechterhaltung einer erheblichen Geräuschminderung bei Frequenzen oberhalb 8 bis 10 kHz. Das ist das Hochfrequenz-Gegenstück der beobachteten Fähigkeit von Geräuschminderungssystem, einen subjektiv großen Betrag.an Geräuschminderung zu erhalten, obwohl die tiefen Frequenzen wenig oder gar nicht behandelt werden. Eine gute Konstruktion kann Brummen beseitigen, das bei Kassettenbandaufzeichnung das einzige tieffrequente Geräusch ist, das subjektiv störend ist.

In professionellen Geräuschminderungssystemen, bei denen eine Tieffrequenz-Geräuschminderung vorgesehen 1st, als Sicherung gegen unerwartete Brummprobleme, ist gewöhnlich wenig Bedarf für irgendwelche Geräuschminderung unterhalb der niedrigsten Brumxakomponente, die möglicherweise auftreten kann (d.h. 50 Hz).

Besonders am hochfrequenten Ende des. Spektrums macht die Verwendung eines Schlef-Spektrums-Netzwerks die Verwendung eines tJber-Alles-Bandbegrenzungsfilters nicht überflüssig oder ersetzt auch kein solches Filter, das manchmal als "multiplex filter" ("MPX") bezeichnet wird. Die Gründe dafür sind oben erläutert worden. Wie besprochen hat ein Bandbegrenzungsfilter, das gewöhnlich sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe verwendet wird, mehrere Funktionen, die nur am Rande mit diesen Diskussionen in Beziehung stehen. Es ist deshalb selbst im Falle eines

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idealen Signalkanals erwünscht, sowohl "beim Kodieren als auch beim Dekodieren sowohl

1 ) Bandbreiteribegrenzungsfilter, als auch

2) Schief-Spektrum- und Ent-Schief-Spektrum-Netzwerke

vorzusehen.

Die Schief-Spektrum-Netzwerke (2, 10, 12, 18, 28, 34) sorgen für eine abrupte Plattform (shelf)_t eine abrupte Einsenkung oder einen abrupten Abfall, wie in Fig. 5 dargestellt. Die unterbrochenen Linien sollen anzeigen, daß der endgültige Frequenzgang bei hohen (tiefen) Frequenzen nicht präzise so sein muß, wie in den ausgezogenen Linien dargestellt.

.Eine geeignete Form eines Schief-Spektrum-Netzwerkes (2, 10, 12, 18, 20, 34) ist ein scharfes Tiefpaß- (Hoehpäß-)Filter mit einer Neigung von 18 dB/Oktave und einer Grenzfrequenz innerhalb des schnell fallenden Teils der CCIR-Geräuschbewertungskurve (Fig. 6) und unter (über) der oberen (unteren) Grenzfrequenz des Übertragungskanals. Eine Grenz- oder Abfall-Frequenz von etwa 8 bis 10 kHz (50 Hz am tieffrequenten Ende) würde für ein Bandgerät hoher Qualität geeignet sein, das einen nutzbaren, aber unsicheren Frequenzgang bis hinauf zu einigen 15 kHz (oder 30 bis 60 Hz am tieffrequenten Ende) hat.

Das Netzwerk kann auch die Form eines "shelf"-Netzwerks mit einer Sohle (Plattform) von etwa 10 dB haben, wie in

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fig. 5 dargestellt.

Eine weitere geeignete Form für das Netzwerk ist ein Kerbfilter mit einer Mittelfrequenz von etwa 16 kHz (20 Hz) und einem Gütefaktor Q derart, daß eine Grenzfrequenz von etwa 8 bis 10 kHz (40 Hz) erhalten wird und eine Tiefe von einigen 10 dB. Ein doppelt abgestimmtes (versetzt abgestimmtes) Kerbfilter kann ebenfalls verwendet werden, insbesondere in professionellen Anwendungsfällen, um eine breitere Kerbe über alles zu erhalten, wobei die zweite Kerbe ein Bruchteil einer Oktave oberhalb der ersten Kerbe (sagen wir eine 1/3 Oktave) liegt ο

Eine Tiefe von etwa 10 bis 15 dB hat sich experimentieIl als brauchbar erwiesen, den Mittelband-Modulationseffekt in den schwierigsten fällen zu beseitigen. Bei einer Tiefe von nur 6 dB wurde jedoch bereits eine erhebliche Verbesserung in Bezug auf den Mittelband-Modulationseffekt festgestellt, insbesondere wenn der Abfall sehr abrupt ist, wie 18 dB pro Oktave. . .

Wenn ein flacher Frequenzgang über alles erwünscht ist, werden das gleiche Netzwerk und/oder komplementäre Netzwerk 8, 10, 14, 18, 28 und 34 im Wiedergabeteil des Systems verwendet«

Unter besondere Bezugnahme auf die Charakteristiken von Heim-Kompaktkassetten-Tonband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten wird zur vollständigeren Erläuterung der Erfindung auf Fig. 7 "bis 9 verwiesen, die repräsentative,

gemessene Frequenzgangkurven bei hohen Frequenzen und Eingangspegeln zeigen, die tief^enug liegen, um eine Bandsättigung zu vermeiden, für mehrere typische Kompaktkassettengeräte. Fig. 10 zeigt repräsentative Frequenzgangkurven bei hohen Frequenzen bei mehreren Eingangspegeln für ein anderes typisches Kompaktkassettengerät. Es ist zu beachten, daß gemäß Fig. 7 der Frequenzgang des Gerätes oberhalb von 10 kHz schnell abfällt. Fig. 8 zeigt einen Anstieg des Frequenzgangs bei etwa TO kHjB mit einer deutlichen Spitze bei etwa 17 kHz. Der Frequenzgang in Fig. 9 hat eine hochfrequente Spitze bei 15 kHz mit einem schnellen Abfall des Frequenzgangs jenseits dieser Frequenz. Der Frequenzgang nach Fig. 10 für einen' Pegel von -20 dB, der die Sättigung vermeidet, ist nahezu ideal, er ist praktisch flach bis hinauf zu 20 kHz. Ein solch guter.Frequenzgang ist jedoch selten.

Die Wahl einer hochfrequenten Grenzfrequenz für das Schief-Spektrum-Netzwerk bei etwa 10 kHz, ist also eine gute Wahl für diese Geräte, weil die Frequenzgangkurven in Fig. 7 bis 10 zeigen, daß für Pegel unterhalb der Sättigung das typische Gerät in guter Justierung wenig Mängel im Frequenzgang unterhalb von 10 kHz hat. Ein Schief-Spektrum-Netzwerk gewährleistet deshalb bei den meisten Pegeln, daß sich praktisch keine Pegeldiskrepanz im Wiedergabe-Steuersignal einstellt, die durch Ungewißheiten im Frequenzgang bei extrem hohen Frequenzen verursacht ist. Eine Grenzfrequenz von etwa 10 kHz ist eine gute Wahl für solche Einrichtungen, weil zusätzlich diese Frequenz sich auf dem steil abfallenden Teil der CCIR-Geräuschbewertungskurve (Fig. 6) befindet, und damit ein

gewisser Verlust an Geräuschminderung vom menschlichen Ohr toleriert werden kann.

Bei der Auswahl einer geeigneten Grenzfrequenz für ein Schief-Spektrum-Netzwerk kann der Konstrukteur Häherungsfrequenzen auswählen, die sich von 10 kHz unterscheiden, je nach den Parametern seines Systems. Beispielsweise kann im Falle eines Übertragungskanals höherer Qualität eine höhere Grenzfrequenz akzeptabel sein. Hinsichtlich von Kompaktkassettengeräten der Art_f deren Charakteristiken in Fig. 7 "bis 10 dargestellt sind, können akzeptable Hoch» f.req,uenz-Grenzfrequenzen zwieehen etwa 8 kHz und vielleicht 11 oder 12 kHz liegen, Ferner ist zwar ein Filter von etwa 18 dB/Oktave erwünscht, um zu gewährleisten, daß hochpegelige hoch-(tief-)frequente Signale den Kompressor nicht steuern, ein Abfall von nur 12 dB/Oktave erfüllt jedoch im wesentlichen die Ziele der Erfindung für die meisten Signale. Dämpfungen schärfer als 18 dB/Oktave verursachen Schwierigkeiten bei der Einstellung einer komplementären Ent-Sehiefe und sind aufwendiger.

Die erforderliche Filter-Abfallrate hängt teilweise von der Empfindlichkeit des Kompressors für Signale jenseits der Filtergrensfrequenz ab. Es soll beispielsweise ©in "dual path -sliding band"-Kompressor gemäß US-PS Re 28 betrachtet werden. In diesem Gerät wird eine Hoohfrequenz-Preemphasis in der Kompressor-Steuerschaltung verwendet, der Art, daß, wenn ein Signal, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, den Kompressor zugeführt wird (ein solch breitbandiges Signal kann bei Schlagzeug-Aufnahmen vorkommen), sorgt die Steuerschaltungs-Preemphasis dafür, daß das Signal ein EnergieSpektrum gemäß Fig. 12 hat« Das

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Signalspektrum mit Preemphasis hat einen Spitzenwert. Nach der Gleichrichtung liefert diese Spitze das Gleichstrom-Steuersignal, das die "sliding "band"-Wirkung des Kompressors steuert.

Pig. 13 zeigt den ungewissen Frequenzgang des Bandgerätkanals für vier repräsentative Kompaktkassettengeräte a, b, c und d. Der Effekt auf das Spektrum gemäß Fig. 12 "besteht darin, daß vier unterschiedliche Spektren in der Steuerschaltung des Expanders (Dekodierer) vorhanden sind, so daß vier unterschiedliche Gleichstrom-Steuersignale resultieren. Ersichtlich treten Fehler "bei der Dekodierung auf.

In einem solchen Falle sorgt eine erwünschte Schief-Spektrum-Netzwerkcharakteristik dafür, daß der Expander (Dekodierer) das gleiche Gleichstrom-Steuersignal in jedem Falle erzeugt, wie in Fig. 15 dargestellt. Eine Netzwerk-Charakteristik mit ainer Grenzfrequenz "bei etwa 10 kHz, wie in Fig. 5 dargestellt, ist geeignet. Es ist zu beachten, daß das Netzwerk das Gleiten des Frequenzbandes nicht eliminiert; tatsächlich braucht dieses nur leicht reduziert zu werden. Das Gleiten (oder die Kompression wie im Falle eines Systems mit aufgespaltenem Band gemäß US-PS 3 84-6 719) wird jedoch jetzt während der Wiedergabe wiedergewinnbar.

Es ist zu berücksichtigen, daß das Hauptziel der Erfindung in Fig. 15 zu sehen ist - nämlich zu gewährleisten, daß die gleiche Spitze im Spektrum des Gleichstromsteuersignals am GIeichrichtungspunkt sowohl im Kompressor als auch im Expander vorhanden ist.

Hinsichtlich "sliding band"-Systemen der soeben erwähnten Art

ist ein Schief-Spektrum-Netzwerk besonders nützlich bei der Unterdrückung der Mittelfrequenz-Modulation, die durch das Vorhandensein von hochpegeligen, hochfrequenten Signalen im Kompressor verursacht wird, die nicht wiedergewonnen und dem Expander zugeführt werden. Dieser Modulationseffekt, der sehr selten in tatsächlichen Musikprogrammen auftritt, bezieht sich auf die grundlegende Betriebsweise des "sliding band"-Gerates mit Imperfekten Signalkanälen: Ein vorherrschendes Signal steuert effektiv die "sliding band"-Frequenzcharakteristik und kann hörbare.Effekte bewirken, wenn dieses Signal bei einer hohen frequenz auftritt, die bei der Wiedergabe nicht wiedergewonnen wird. Wenn dieses vorherrschende Signal bei einer hohen Frequenz, merklich oberhalb der Frequenz eines niedrigpegeligen mittelfrequenten Signales liegt, ist der Mittelfrequenz-Modulationseffekt hörbar, wenn das hochfrequente Signal intermittierend ist, wie das bei Aufnahme von Schlagzeug der Fall ist, beispielsweise Becken-Besenschlägen, und vomBandgerät nicht mit dem gleichen Pegel wiedergegeben wird. In diesem Falle werden die mittelfrequenten Signale in ihrer Amplitude moduliert, selbst nach dem Dekodieren, da das hochfrequente Signal dafür sorgt, daß der "sliding band--Frequenzgang variiert ohne komplementäre Expansion im Wiedergabe-Dekodierer. Es ist zu erwähnen, daß dieser Effekt grundsätzlich kein Bandsättigungseffekt ist; er kann durch ungenaue Vormagnetisierung und Entzerrung oder durch Spaltverluste, schlechte Winkelstellung u. dgl. verursacht sein. Es ist jedoch klar, daß dieser Effekt schlechter wird, wenn auch Sättigung im Bereich de.r steuernden Frequenz vorliegt.

Dieses Problem des Modulationseffektes von tiefpegeligen,

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mittelfrequenten Signalen ist besser in Verbindung mit Pig. 16 verständlich, die die Resultate zeigt, wenn eine Reihe von Suchtonkurven unter Verwendung eines 15 kHz-Signals bei Pegeln zwischen O und -60 dB und darunter und ein durchgesteuerter tiefpegeliger Suchton bei -65 dB auf einem "eliding band"-System aufgezeichnet und wiedergegeben werden.

Wenn ein dominierendes 15 kHz-Signal in der Amplitude 'von -60 dB auf beispielsweise -50 dB anwächst, ändert sich der Ausgang des Kompressors um etwa 2 dB. Biese Änderung von 2 dB muß im Aufzeichnungsprozeß genau beibehalten werden, und zwar wegen der Abhängigkeit der mittelfrequenten Dynamik von diesem dominierenden Signal (eine Änderung von etwa 10 dB wird im Bereich- von 1 kHz hervorgerufen). Jeder Fehler bei der Wiedergabe im BeieLch der steuernden Frequenz wird also im Mittelfrequenzbereich im wesentlichen multipliziert.

Wenn ein GeräuschminderungssyBtem tiefe Frequenzen behandelt, dann liegt ein entsprechender Effekt bei tiefen Frequenzen vor. Extrem tieffrequentes Runpein im Eingangssignal zum Kompressor kann die Kompressorschaltung betätigen. Wenn das Gerät die Rumpel-Komponenteη nicht wiedergibt, dann werden Signalmodulationseffekte am Expanderausgang merkbar.

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Claims

Patentansprüche

λ J Signalkompressor zur Verwendung in einem Signalübertragungssystem, in dem ein komprimiertes Signal einem Übertragungskanal zugeführt wird, der seinerseits mit einem Expander verbunden ist, wobei der relative Signalamplitudenfrequenzgang des Übertragungskanals zwischen dem Kompressor' und Expander im Bereich extrem hoher und/oder tiefer Frequenzen der nutzbaren Bandbreite des an den Kompressor angelegten Signales unsicher ist, die Kompression im Kompressor aufgrund der Frequenz- und Amplitudenpegel-Charakteristiken des angelegten Signals kontrolliert wird und der Kompressor ein Bandpaßfilter mit einer Grenz- . frequenz und einer Filterflanke der Art aufweist, daß die extrem hohen und/oder tieffrequenten Bereiche im wesent- ^vlichen von derSteuerung des Kompressor ausgeschlossen werden, / gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung zur !Dämpfung der extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereiche im komprimierten Signal zusätzlich zum teilweisen Ausschluß dieser·extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereiche von der Steuerung des Kompressors.
2. Signalkompressor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein Bandsperrnetzwerk mit wenigstens einem steilen Abfall mit einer Grenztnsquenz, das ©o angeordnet ist, daß die extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereiche gedämpft werden.
3. Signalkompressor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

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wenigstens einem Bandsperrnetzwerk mit einem oder mehreren Abfällen von etwa 12 dB/Oktave bis 18 dB/Oktave.
4. Signalkompressor nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch wenigstens ein Netzwerk im Eingangssignalweg zum Kompressor.
5. Signalkompressor nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Steuerschaltung, die auf die Frequenz und Amplitude der angelegten Signale zur Steuerung der Kompression anspricht, gekennzeichnet durch wenigstens ein Bandsperrnetzwerk, das in der Steuerschaltung angeordnet ist, und wenigstens ein weiteres Bandsperrnetzwerk, das im Ausgangssignalweg des Kompressors angeordnet ist.
6. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bandsperrnetzwerk ein Tiefpaßfilter im extrem hochfrequenten Bereich und/oder ein Hochpaßfilter im extrem tieffrequenten Bereich aufweist.
7. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandsperrnetzwerk aus einem Kerbfilter im extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereich besteht.
8. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandsperrnetzwerk aus einem Shelf -Netzwerk im extremen hoch- und/oder tieffrequenten Bereich besteht.
9. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 2 biB 8, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Bandsperrnetzwerk eine Tiefe von 6 bis 10 dB oder.mehr in dem extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereich hat.
10. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9> in Verbindung mit einem Expander zum Dehnen des Dynamikbereichs von Signalen, die vom Kompressor komprimiert und über einen Übertragungskanal empfangen worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Expander eine Schaltungsanordnung zur Anhebung der gedämpften extrem hoch- und/ oder tieffrequenten Bereiche aufweist, um im wesentlichen einen flachen Frequenzgang zu bewirken.
11. Signalkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3? bei dem der Kompressor einen Hauptsignalweg aufweist, der linear hinsichtlich des DynamikbeisLches ist, eine Vereinigungsschaltung im Hauptweg, und einen weiteren Weg, dessen Eingang mit dem Eingang oderAusgang des Hauptweges verbunden ist, und dessen Ausgang mit der Vereinigungsschaltung verbunden ist, wobei der weitere Weg ein Signal liefert, das cfes Hauptwegsignal über die Vereinigungsschaltung anhebt, das jedoch auf einen Wert kleiner als das Hauptwegsignal begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung nur im weiteren Weg des Kompressors angeordnet ist.
12. Signalkompressor nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch wenigstens ein Netzwerk, das im Eingangesignalweg des weiteren Weges angeordnet ist.
13. Signalkompressor nach Anspruch 11 mit einer Steuer-

schaltung in dem weiteren Weg, die auf die Frequenz und Amplitude von angelegten Signalen zur Steuerung der Kompression anspricht, gekennzeichnet durch wenigstens ein Bandsperr-Netzwerk, das in der Steuerschaltung angeordnet ist, und wenigstens ein weiteres Bandsperr-Netzwerk, das im Ausgangssignalweg des weiteren Weges angeordnet ist.
14. Signalkompressor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Bandsperr-Netzwerk ein Tiefpaßfilter im extrem hochfrequentenBereich und/oder ein Hochpaßfilter im extrem tieffrequenten Bereich aufweist.
15. Signalkompressor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Bandsperr-Netzwerk ein Kerbfilter im extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereich aufweist.
16. Signalkompressor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Bandsperr-Netzwerk ein sheIf-Netzwerk im extrem hoch- und/oder tieffrequenten Bereich aufweist.