DE3134295C2

DE3134295C2 -

Info

Publication number: DE3134295C2
Application number: DE3134295A
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Machida Tokio/Tokyo Jp Ishigaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-08-29
Publication date: 1989-08-03
Also published as: JPS5744338A; DE3134295A1; GB2086195B; FR2489630A1; US4430754A; JPS6130453B2; GB2086195A; FR2489630B1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Rauschunterdrückungs einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Rauschunterdrückungseinrichtung ist aus der Fachzeitschrift "Funkschau" 46 (1974), Heft 11, S. 403-404 bekannt.

Rauschunterdrückungseinrichtungen dieser bekannten Art nehmen eine Kompression des Signalpegels und eine zu der Signalkompression komplementäre Expansion des Signalpegels vor, um Rauschvorgänge (Zischgeräusche und dergleichen) zu vermindern, die bei der Wiedergabe eines magnetischen Aufzeichnungsträgers in einem magnetischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät eingeführt werden. Die bekannten Rauschunterdrückungseinrichtungen werden benutzt, um Rauschen (Oberflächenrauschen und dergleichen) zu vermindern, das beim Abspielen einer Aufzeichnungsplatte während der Wiedergabe in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem für die Platte auftritt. Weiterhin werden die bekannten Einrichtungen benutzt, um der Herabsetzung des Verhältnisses zwischen dem Empfangssignalpegel und dem Empfangsrauschpegel (Signal-Rausch- Verhältnis oder Rauschabstand) beim Fernsignalempfang und dergleichen entgegenzuwirken, und zwar insbesondere auf dem Gebiet der Rundfunktechnik bei der Signalaussendung und dem Signalempfang.

Bei den oben erwähnten herkömmlichen Rauschunterdrückungs einrichtungen komprimiert eine Pegelkompressionsschaltung den Signalpegel des auszusendenden Signals, und eine Pegelexpansionsschaltung expandiert den Signalpegel des empfangenen oder ankommenden pegelkomprimierten Signals, und zwar in einem Ausmaß, das dem Pegelkompressionsausmaß in dem empfangenen pegelkomprimierten Signal entspricht. Das empfangene pegelkomprimierte Signal tritt am Ausgang einer Übertragungsstrecke bzw. nach Durchlaufen einer Übertragungsstrecke auf. In der Signalpegelkompressionsschaltung und der Signalpegel expansionsschaltung werden für entsprechende Verstärkungs steuerschaltungen mit veränderbarer Anhebung dadurch Steuerspannungen gewonnen, daß man hüllkurvenerfaßten oder hüllkurvengleichgerichteten Signalen von den Ausgangssignalen oder von den Eingangssignalen der Verstärkungssteuerschaltungen veränderbarer Anhebung vorbestimmte Zeitkonstanten gibt. Da sich der Steuerspannungspegel gemäß einer Pegelexpansionskennlinie entsprechend der Pegeländerung des pegelkomprimierten Signals ändert, wird das Rauschen im pegelkomprimierten Signal, das der Signalpegelexpansionsschaltung zugeführt wird, einer Pegelmodulation durch die Signalpegel expansionsschaltung unterzogen. Im Ausgangssignal der Signalpegelexpansionsschaltung treten daher Rauschmodulations erscheinungen auf.

In den beschriebenen herkömmlichen Rauschunterdrückungseinrichtungen kommt es daher zu einer Verschlechterung der Tontreue, wenn das durch die Signalpegelexpansionsschaltung hervorgerufene pegelmodulierte Rauschen durch den Signalpegel nicht überdeckt wird.

Diese Rauschmodulationserscheinung steht in engem Zusammenhang mit der Rücklaufzeit oder Erholungszeit der Signalpegelexpansionsschaltung. Im allgemeinen kann man sagen, daß bei einer langen Erholungszeit die Rauschmodulations erscheinung leicht bemerkbar und dementsprechend für das Ohr unangenehm ist. Demgegenüber wird das Rauschen für den Fall, daß die Erholungszeit kurz ist, überdeckt, und die Rauschstörung wird von dem Ohr kaum wahrgenommen. Der Beeinträchtigung durch die Rauschmodulationserscheinung kann man somit begegnen, indem man die Erholungszeit kurz macht. Beim Verkürzen der Erholungszeit stößt man jedoch an eine Grenze, da unbedingt verhindert werden muß, daß der Klirrfaktor in dem pegelkomprimierten und pegelexpandierten Signal infolge einer Welligkeitskomponente ansteigt, die in der Steuerspannung in der untersten Signalfrequenz vorhanden ist, bei der die Signalkompression und Signalexpansion ausgeführt wird. Die herkömmlichen Rauschunterdrückungseinrichtungen haben daher den Nachteil, daß es sich äußerst schwierig gestaltete, bezüglich der Rauschmodulationserscheinung eine beachtliche Verbesserung zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rauschunterdrückungseinrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß die als Sekundäreffekt eingeführte Rauschmodulationserscheinung vermindert wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die nach der Erfindung ausgebildete Rauschunterdrückungseinrichtung ist in der Lage, in einer Steuerspannung fortwährend eine am besten geeignete Zeitkonstante aufrechtzuerhalten, und zwar durch Verändern der Zeitkonstante der Steuerspannung gemäß der Änderung in einer Eingangssignalfrequenz, und zwar selbst dann, wenn sich die Eingangssignalfrequenz von einem niedrigen Frequenzbereich zu einem hohen Frequenzbereich ändert.

Bevorzugte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielshalber an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein systematisches Blockschaltbild eines Beispiels einer herkömmlichen Rauschunterdrückungseinrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung mit Beispielen für Frequenzkennlinien einer veränderbaren Verstärkungssteuerschaltung in einem Nichtbetriebszustand und einer Bewertungsschaltung, die gleichermaßen wie die veränderbare Verstärkungssteuerschaltung im Blockschaltbild nach der Fig. 1 enthalten ist,

Fig. 3 eine graphische Darstellung einer Charakteristik oder Kennlinie, die den Ausgangssignalpegel in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel einer Rauschunterdrückungs einrichtung zeigt,

Fig. 4 verschiedene Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise jedes Teils des Blockschaltbilds nach der Fig. 1,

Fig. 5 ein systematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer nach der Erfindung ausgebildeten Rauschunterdrückungseinrichtung,

Fig. 6 eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Frequenzkennlinie einer veränderbaren Verstärkungssteuerschaltung der Schaltungsanordnung nach der Fig. 5, und zwar in einem Nichtbetriebszustand, und

Fig. 7 graphische Darstellungen der Kennlinien von Schaltungsteilen der Schaltungsanordnung nach der Fig. 5.

Vor der Erläuterung der Erfindung soll an Hand der Fig. 1 bis 3 eine herkömmliche Rauschunterdrückungseinrichtung beschrieben werden. Bei dem Blockschaltbild nach der Fig. 1 bildet der Schaltungsabschnitt zwischen einem Eingangsanschluß 11 und einem Ausgangsanschluß 17 eine Signalpegelkompressionsschaltung und der Schaltungsabschnitt zwischen einem Eingangsanschluß 18 und einem Ausgangsanschluß 24 eine Signalpegelexpansionsschaltung. Zwischen dem Ausgangsanschluß 17 und dem Eingangsanschluß 18 befindet sich eine Übertragungsstrecke, bei der es sich beispielsweise um einen magnetischen Aufzeichnungsträger 25 handelt. Ein am Eingangsanschluß 11 anliegendes Eingangssignal S 1 gelangt zu einer Verstärkungssteuerschaltung 12 veränderbarer Anhebung. Die Schaltung 12 gibt dem ihr zugeführten Signal eine vorbestimmte Anhebungscharakteristik oder Anhebungskennlinie. Die Schaltung 12 hat eine in der Fig. 2 dargestellte Kennlinie A, wenn sich die Schaltung 12 in einem Nichtbetriebszustand befindet, d. h., wenn die ihr zugeführte Steuerspannung eine konstante Gleichspannung ist.

Das Ausgangssignal der Verstärkungssteuerschaltung 12 gelangt zum einen zum Ausgangsanschluß 17 und zum anderen zu einer Bewertungsschaltung 13, die dem ihr zugeführten Signal eine Charakteristik oder Kennlinie verleiht, wie sie in der Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie B dargestellt ist. Das Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 13 wird in einem Verstärker 14 mit einem vorbestimmten Verstärkungsgrad verstärkt. Das verstärkte Signal wird in einer Gleichrichterschaltung 15 gleichgerichtet und bezüglich seiner Hülle erfaßt, also einer Hüllkurvengleichrichtung unterzogen. Das Ausgangssignal der Gleichrichterschaltung 15 wird an eine Integrations zeitkonstantenschaltung 16 gelegt, die das ihr zugeführte Signal in eine Steuerspannung überführt. Die am Ausgang der Integrationszeitkonstantenschaltung 16 auftretende Steuerspannung wird der Verstärkungssteuerschaltung 12 zugeführt, um die Verstärkung der Schaltung 12 zu steuern.

Die Verstärkungssteuerschaltung 12 erhöht den Pegel des Eingangssignals S 1, wenn der Pegel des Eingangssignals S 1 geringer als ein vorbestimmter Pegel ist, und erzeugt auf diese Weise am Ausgangsanschluß 17 ein pegelkomprimiertes Signal S 2. In der Fig. 3 sind durch eine ausgezogene Linie a und eine gestrichelte Linie c Kennlinien der Signalpegelkompressionsschaltung dargestellt, die den Ausgangspegel in Abhängigkeit vom Eingangspegel zeigen. Die ausgezogene Linie a stellt die betreffende Kennlinie bei einer in der Fig. 2 gezeigten Frequenz f 2 dar, wohingegen die gestrichelte Linie b die Kennlinie für eine in der Fig. 2 gezeigte Frequenz f 1 darstellt. Hat der Eingangssignalpegel S 1 während eines Zeitintervalls zwischen einer Zeit t 1 und einer Zeit t 3 gemäß der Darstellung nach der Fig. 4 (A) einen hohen Pegel, nimmt dementsprechend das pegelkomprimierte Signal S 2 einen Signalverlauf an, wie er in der Fig. 4(B) dargestellt ist.

Dieses pegelkomprimierte Signal S 2 wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Aufzeichnungskopfes auf dem in der Fig. 1 gezeigten magnetischen Aufzeichnungsträger 25 aufgezeichnet und dann von einem nicht dargestellten Wiedergabekopf wiedergegeben. Das am Ausgang des Wiedergabekopfes auftretende wiedergegebene Signal ist ein Signal, das sich durch Multiplexieren oder Mischen eines in der Fig. 4(C) dargestellten Rauschsignals N mit dem pegelkomprimierten Signal S 2 ergibt. Das am Ausgang des Wiedergabekopfes auftretende wiedergegebene Signal wird gleichzeitig einer Verstärkungssteuerschaltung 19 veränderbarer Anhebung und einer Bewertungsschaltung 20 zugeführt. Die Beziehung zwischen dem wiedergegebenen pegelkomprimierten Signal S 2 und dem Rauschsignal N ist derart das S 2<<N.

Das Ausgangssignal der Bewertungsschaltung 20 wird in einem Verstärker 21 mit einer vorbestimmten Verstärkung verstärkt und dann einer Gleichrichterschaltung 22 zugeführt. In der Gleichrichterschaltung 22 wird das zugeführte Signal gleichgerichtet und hüllenmäßig erfaßt, also hüllkurvengleichgerichtet, und dann an eine Integrationszeitkonstantenschaltung 23 gelegt. Die Kennlinie der Integrations zeitkonstantenschaltung 23 ist so gewählt, daß sie gleich der Kennlinie der Integrationszeitkonstantenschaltung 16 ist. Die Integrationszeitkonstantenschaltung 23 liefert eine Steuerspannung, die die Verstärkung der Verstärkungssteuerschaltung 19 in veränderbarer Weise steuert. Die Kennlinien der Bewertungsschaltung 20, des Verstärkers 21 und der Gleichrichterschaltung 22 sind jeweils im Hinblick auf Kennlinien ausgewählt, die gleich den entsprechenden Kennlinien der Bewertungsschaltung 13, des Verstärkers 14 und der Gleichrichterschaltung 15 sind. Folglich führt die Verstärkungsschaltung 19 einen Pegelsteuerungsvorgang aus, der dem Pegelsteuerungsvorgang der Verstärkungssteuerschaltung 12 komplementär ist. Das Ausgangssignal der Verstärkungsschaltung 19 ist somit ein Signal, bei dem ein Rauschsignal n mit einem pegelexpandierten Signal S 3 multiplexiert oder gemischt ist, und dieses Ausgangssignal der Verstärkungssteuerschaltung 19 erscheint am Ausgangsanschluß 24.

Die den Ausgangssignalpegel in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel darstellende Kennlinie der Signal pegelexpansionsschaltung nimmt daher einen Verlauf an, wie er in der Fig. 3 durch eine ausgezogene Linie b für die Frequenz f 2 und durch eine gestrichelte Linie d für die Frequenz f 1 dargestellt ist. Da das wiedergegebene pegelkomprimierte Signal S 2, dessen Kennlinie der Linie a bzw. c entspricht, dem Eingangsanschluß 18 zugeführt wird, stellt das pegelexperimentierte Signal S 3 am Ausgangsanschluß 24 ein Signal dar, bei dem es sich um ein wiederhergestelltes oder wiedergewonnenes Signal handelt, das genau dem Eingangssignal S 1 der Pegelkom pressionsschaltung entspricht. Dies bedeutet, daß die Kennlinie der in der Fig. 1 gezeigten Rauschunter drückungseinrichtung zwischen dem Eingangssignalpegel am Eingangsanschluß 11 und dem Ausgangssignalpegel am Ausgangsanschluß 24 gleich einer in der Fig. 3 dargestellten ausgezogenen Linie e wird, gemäß der der Eingangssignalpegel und der Ausgangssignalpegel einander gleich sind.

In einem Fall, bei dem das in der Fig. 4(A) dargestellte Eingangssignal S 1 der Pegelexpansionsschaltung zugeführt wird, erhält man am Ausgang der Pegelexpansionsschaltung ein Signal, dessen Verlauf der Darstellung nach der Fig. 4(D) entspricht. Der Schwingungsverlauf der Steuerspannung am Ausgang der Integrations zeitkonstantenschaltung 23 nimmt die in der Fig. 4(E) gezeigte Form an. Da der Pegelexpansionsschaltung ein multiplexiertes oder gemischtes Signal zugeführt wird, das aus dem pegelkomprimierten Signal S 2 nach der Fig. 4(B) und dem Rauschsignal N nach der Fig. 4(C) besteht, treten am Ausgangsanschluß 24 das pegelexpandierte Signal S 3 nach der Fig. 4(F) und das Rauschsignal n nach der Fig. 4(G) auf.

In einem Fall, bei dem im Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) oder Rauschabstand des pegelkomprimierten Signals, das von dem magnetischen Aufzeichnungsträger 25 wiedergegeben wird, eine Minderung auftritt, erfährt das Rauschsignal N ebenfalls eine Pegelexpansion durch die Signalpegelexpansionsschaltung. Das Rauschen wird daher in Form des Rauschsignals n wiedergegeben in dem der Pegel unterdrückt ist, wie es die Fig. 4(G) zeigt, so daß das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) verbessert wird.

Das Eingangsrauschsignal N der obigen Signalpegel expansionsschaltung ist jedoch einer Pegelmodulation gemäß einer Pegelexpansionslinie durch die Steuerspannung ausgesetzt, die von der Integrationszeitkonstantenschaltung 23 der Verstärkungssteuerschaltung 19 zugeführt wird. Folglich tritt eine Rauschmodulationserscheinung auf, wie es oben beschrieben ist. Dies heißt unter Bezugnahme auf die Fig. 4(A) bis Fig. 4(G), daß die erwähnte Rauschmodulationserscheinung während des Zeitintervalls zwischen den Zeiten t 1 und t 3 bezüglich der Hörempfindung kein großes Problem darstellt, da der Pegel des pegelexpandierten Signals S 3 hoch ist und das Rausch oder Rauschsignal n durch den Signalpegel überdeckt wird. Während eines Zeitintervalls zwischen den Zeiten t 3 und t 4 (als Erholungszeit erwähnt) bemerkt jedoch das Ohr die obige Rauschmodulationserscheinung, und es treten Hörprobleme auf, da der Signalpegel niedrig ist, das Rauschsignal n einer Pegelmodulation ausgesetzt ist und bezüglich des Rauschsignals n eine gehörmäßige Überdeckung nicht stattfindet.

Durch die Verwendung eines Schaltungsaufbaus der im folgenden beschriebenen Art werden nach der Erfindung die oben geschilderten Schwierigkeiten überwunden.

Die Fig. 5 zeigt eine systematische Schaltungsanordnung eines Ausführungsbeispiels einer nach der Erfindung ausgebildeten Rauschunterdrückungseinrichtung. Der Schaltungsabschnitt zwischen einem Eingangsanschluß 26 und einem Ausgangsanschluß 41 stellt eine Signalpegelkompressionsschaltung und der Schaltungsabschnitt zwischen einem Eingangsanschluß 42 und einem Ausgangsanschluß 57 stellt eine Signalpegelexpansionsschaltung dar. Die den Ausgangssignalpegel in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel darstellenden Kennlinien der obigen Signalpegelkompressionsschaltung sowie der obigen Signalpegelexpansionsschaltung sind die gleichen wie diejenigen, die in der Fig. 3 gezeigt sind. Eine Übertragungsstrecke zwischen dem Ausgangsanschluß 41 und dem Eingangsanschluß 42 wird beispielsweise durch einen magnetischen Aufzeichnungsträger 58 gebildet. Ein am Eingangsanschluß 26 anliegendes zugeführtes Eingangssignal X gelangt zu einer Verstärkungssteuerschaltung 27 veränderbarer Anhebung. Die Frequenzcharakteristik oder Frequenzkennlinie der Verstärkungssteuerschaltung 27 ist in der Fig. 6 für einen Nichtbetriebszustand dargestellt. Das der Verstärkungssteuerschaltung 27 zugeführte Signal wird am Ausgang dieser Schaltung in drei Ausgangssignale getrennt. Ein Ausgangssignal gelangt zum Ausgangsanschluß 41, wohingegen die beiden anderen Ausgangssignale einem Tiefpaßfilter 32 bzw. einem Hochpaßfilter 33 zugeführt werden.

Die Verstärkungssteuerschaltung 27 enthält eine Anhebungsschaltung 28, an der das Eingangssignal X anliegt, einen Umkehrverstärker 29 zum Umkehren und Verstärken des Ausgangssignals der Anhebungsschaltung 28 sowie eines Ausgangssignals eines spannungsgesteuerten Verstärkers 30 und schließlich noch den spannungsgesteuerten Verstärker 30, dem das Ausgangssignal des Umkehrverstärkers 29 zugeführt wird. Die Anhebungsschaltung 28 enthält einen Widerstand R 2, der mit einer Parallelschaltung aus einem Widerstand R 1 und einem Kondensator C in Reihe geschaltet ist. Der spannungsgesteuerte Verstärker 30 besteht aus einem Analogmultiplizierer 31 zum Multiplizieren einer durch Addition gewonnen Steuerspannung E₀ vom Ausgang einer Addierschaltung 40 mit dem Ausgangssignal des Umkehrverstärkers 29 und einem Widerstand R 3. Die Verstärkung des spannungsgesteuerten Verstärkers 30 beträgt K/G, wobei sich G mit der Steuerspannung E₀ ändert und K ein Ko effizient des spannungsgesteuerten Verstärkers 30 ist.

Das Tiefpaßfilter 32 hat eine Frequenzlinie, die durch eine Linie I in der Fig. 7A angedeutet ist. Das Hochpaßfilter 33 hat eine Frequenzkennlinie, die durch eine Linie II in der Fig. 7A angedeutet ist. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 32 wird einem Verstärker 34 zugeführt, dessen Verstärkung auf einen Wert von A _L voreingestellt ist. Das auf diese Weise verstärkte Signal gelangt zu einer Gleichrichterschaltung 36, in der das Signal gleichgerichtet und hüllkurvenmäßig erfaßt wird. Das am Ausgang der Gleichrichterschaltung 36 auftretende hüllkurvengleichgerichtete Signal wird an eine Integrationszeitkonstantenschaltung 38 gelegt und in eine Steuerspannung EC _L überführt, die in der Fig. 7B gezeigt ist. Andererseits wird das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 33 einer Gleichrichterschaltung 37 über einen Verstärker 35 zugeführt, dessen Verstärkung auf einen Wert von A _H voreingestellt ist. Das am Ausgang der Gleichrichterschaltung 37 auftretende hüll kurvengleichgerichtete Signal gelangt zu einer Integrations zeitkonstantenschaltung 39 und wird dort in eine Steuerspannung EC _H überführt, die in der Fig. 7B gezeigt ist.

Wenn die Frequenz des Eingangssignals X gleich f 1 ist, die in der Fig. 6 gezeigt ist, nimmt das Tiefpaßfilter 32 eine Frequenzauswahl vor, und man erhält die Steuerspannung EC _L am Ausgang der Integrationszeitkonstantenschaltung 38. Ist andererseits die Frequenz des Eingangssignals X gleich f 3, die ebenfalls in der Fig. 6 gezeigt ist, nimmt das Hochpaßfilter 33 die Frequenzauswahl vor, und man erhält am Ausgang der Integrations zeitkonstantenschaltung 39 die Steuerspannung EC _H. Handelt es sich bei der Frequenz des Eingangssignals X um eine Zwischenfrequenz, die zwischen f 1 und f 3 liegt und hauptsächlich gemäß der Darstellung nach der Fig. 6 f 2 beträgt, wird die Frequenzauswahl sowohl vom Tiefpaßfilter 32 als auch vom Hochpaßfilter 33 vorgenommen. In diesem Fall treten an den Ausgängen der Integrations zeitkonstantenschaltungen 38 und 39 die Steuerspannungen EC _L und EC _H auf.

Die Steuerspannungen EC _L und EC _H werden einer Addierschaltung 40 zugeführt. Darin werden diese Spannungen addiert und bilden die durch Addition entstandene Steuerspannung E₀. Die Steuerspannung E₀ gelangt zu dem einen Eingangsanschluß des Analogmultiplizierers 31 in der Verstärkungssteuerschaltung 27. Dementsprechend wird die Verstärkung der Verstärkungssteuerschaltung 27 veränderbar gesteuert, um am Eingangssignal X eine Signal pegelkompression vorzunehmen. Das pegelkomprimierte Signal Y erscheint am Ausgangsanschluß 41.

In der Signalpegelkompressionsschaltung zwischen dem Eingangsanschluß 26 und dem Ausgangsanschluß 41 kann man die Übertragungsfunktion H _c(s) der Verstär kungssteuerschaltung 27 in einem Nichtbetriebszustand durch die folgende Gleichung (1) beschreiben, wobei s = j ω und F(s) die Übertragungsfunktion der Anhebungs schaltung 28 ist, und zwar entsprechend der folgenden Gleichung (2):

Die in der Fig. 3 gezeigte Pegelkompressionskennlinie a bzw. c ist somit durch die Pegelkompressionsschaltung mit der obigen Übertragungsfunktion H _c (s) gegeben. Die Verstärkung des Umkehrverstärkers 29 ist auf unendlich eingestellt.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Integrationszeitkonstantenschaltung 38 eine Schaltung, die das Steuersignal EC _L aus einem Signal gewinnt, das man durch Verstärken des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 32 um den Verstärkungsfaktor A _L des Verstärkers 34 erhält. Die Zeitkonstante der In tegrationszeitkonstantenschaltung 38 ist daher auf eine relativ große Zeitkonstante TC 1 eingestellt. Andererseits ist die Integrationszeitkonstantenschaltung 39 eine Schaltung, die die Steuerspannung EC _H aus einem Signal erzeugt, das man durch Verstärken des Ausgangssignals des Hochpaßfilters 33 um den Verstärkungsfaktor A _H des Verstärkers 35 erhält. Die Zeitkonstante der Integrationszeitkonstantenschaltung 39 ist daher auf eine relativ kleine Zeitkonstante TC 3 eingestellt. Die Zeitkonstanten TC 1 und TC 3 sind auf Zeitwerte eingestellt, die kurz sind und die so weit wie möglich herabgesetzt sind, ohne Probleme einzuführen, und zwar durch Verschlechterung der Verzerrung, die durch Welligkeit in den Steuerspannungen EC _L und EC _H hervorgerufen wird. Eine Zeitkonstante E _C der durch Addition gewonnen Steuerspannung E₀ ist somit gleich der relativ großen Zeitkonstanten TC 1, wenn die Frequenz des Eingangssignals X gleich f 1 ist, wie es in der Fig. 7C gezeigt ist. Die Zeitkonstante E _C der durch Addition gewonnenen Steuerspannung E₀ ist gleich der relativ kleinen Zeitkonstanten TC 3 oder einer Zeitkonstanten TC 2 mit einem Mittelwert zwischen den Zeitkonstanten TC 1 und TC 3, wenn die Frequenz des Eingangssignals X gleich f 3 oder gleich f 2 ist, wie es die Fig. 7C zeigt. Die Zeitkonstanten TC 1, TC 2 und TC 3 betragen beispielsweise etwa 200 ms, 80 ms bzw. 30 ms. Die obigen Frequenzen f 1, f 2 und f 3 sind beispielsweise etwa gleich 100 Hz, 2 kHz bzw. 10 kHz.

Die Zeitkonstante der Steuerspannung E₀ ändert sich folglich mit der Änderung der Frequenz des Eingangssignals X, und für jede Frequenz des Eingangssignals X kann man fortwährend die am besten geeignete Zeitkonstante aufrechterhalten. Bei der herkömmlichen Geräuschverminderungseinrichtung werden bei der Steuerung einer Signalfrequenz im niederen Frequenzbereich keine Probleme eingeführt, da die Integrationszeitkonstante innerhab eines Bereiches ausgewählt ist, bei dem eine Verzerrung infolge von Welligkeit nicht eingeführt wird, und zwar in einem niedrigsten Frequenzbereich des Signals, das der Signalpegelkompression und Signalpegelexpansion unterzogen wird. Die Zeitkonstante ist jedoch zu groß, um die Signalfrequenz im hohen Frequenzbereich zu steuern. In der herkömmlichen Rauschunterdrückungseinrichtung wird daher die Rauschmodulationserscheinung zu einem Problem, wenn ein Signal angelegt wird, dessen Frequenz im äußerst hohen Frequenzbereich liegt, da die Erholungszeit der Steuerspannung groß ist bzw. die Erholung langsam vonstatten geht. Bei der nach der Erfindung ausgebildeten Rauschunterdrückungsreinrichtung kann man jedoch die Rauschmodulationserscheinung in großem Maße vermindern, da eine durch Welligkeit hervorgerufene Verzerrung kein Problem mehr ist.

Das am Ausgangsanschluß 41 auftretende pegelkomprimierte Signal Y wird auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger 48 mit Hilfe eines nicht gezeigten Aufzeichnungskopfes aufgezeichnet. Es wird dann von einem nicht gezeigten Wiedergabekopf in einem Zustand wiedergegeben, der von Rauschen begleitet ist. Das vom Wiedergabekopf wiedergegebene Signal wird an eine Verstärkungssteuerschaltung 43 veränderlicher Anhebung, an ein Tiefpaßfilter 48 und an ein Hochpaßfilter 49 gelegt, und zwar über den Eingangsanschluß 42.

Die Kennlinien des Tiefpaßfilters 48, des Hochpaßfilters 49, von Verstärkern 50 und 51, von Gleichrichterschaltungen 52 und 53, von Integrationszeitkonstantenschaltungen 54 und 55 sowie einer Addierschaltung 56 in der Pegelexpansionsschaltung sind gleich den Kennlinien des Tiefpaßfilters 32, des Hochpaßfilters 33, der Verstärker 34 und 35, der Gleichrichterschaltungen 36 und 37, der Integrationszeitkonstantenschaltungen 38 und 39 und der Addierschaltung 40.

Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 48 gelangt über den Verstärker 50, die Gleichrichterschaltung 52 und die Integrationszeitkonstantenschaltung 54 zur Addierschaltung 56. Andererseits gelangt das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 49 zur Addierschaltung 56 über den Verstärker 51, die Gleichrichterschaltung 53 und die Integrationszeitkonstantenschaltung 55. Eine durch Addition gewonnene Steuerspannung tritt am Ausgang der Addierschaltung 56 auf und wird einem Eingangsanschluß eines Analogmultiplizierers 45 in der Verstärkungssteuerschaltung 43 veränderbarer Anhebung zugeführt. Die Schaltung zum Erzeugen der durch Addition gewonnenen Steuerspannung führt den gleichen Vorgang wie diejenige Schaltung aus, die in der oben beschriebenen Signal pegelkompressionsschaltung die Steuerspannung durch Addition erzeugt.

Die Verstärkungssteuerschaltung 43 enthält einen spannungsgesteuerten Verstärker 44, einen Umkehrverstärker 46 und eine Anhebungsschaltung 47. Der spannungsgesteuerte Verstärker 44 besteht aus dem Analogmultiplizierer 45 und dem Widerstand R 3. Die Anhebungsschaltung 47 hat einen Aufbau, der demjenigen der Anhebungsschaltung 28 ähnlich ist, und enthält die Widerstände R 1 und R 2 sowie den Kondensator C. Die Übertragungsfunktion der Anhebungsschaltung 47 kann daher durch die Übertragungsfunktion F(s) der Anhebungsschaltung 28 gemäß der Gleichung (2) beschrieben werden. Weiterhin kann die Verstärkung des spannungsgesteuerten Verstärkers 44 durch die gleichen Ausdruck K/G angegeben werden, der die Verstärkung des spannungsgesteuerten Verstärkers 30 beschreibt. Die Übertragungsfunktion H _e(s) der Verstärkungssteuerschaltung 43 kann man somit durch die folgende Gleichung (3) in einem Nichtbetriebszustand beschreiben, wenn man das pegelexpandierte Signal am Ausgangsanschluß 57 mit Z bezeichnet und die Verstärkung des Umkehrverstärkers 46 mit unendlich angenommen ist:

Aus der Gleichung (3) geht hervor, daß die Verstärkungssteuerschaltung 43 veränderbarer Anhebung eine Übertragungsfunktion hat, die zu der Übertragungsfunktion der Verstärkungssteuerschaltung 27 veränderbarer Anhebung komplementär ist. Die Verstärkungssteuerschaltung 43 liefert daher an den Ausgangsanschluß 57 das Signal Z, das denselben Signalpegel wie das Eingangssignal X am Eingangsanschluß 26 hat. Dies bedeutet, daß eine Beziehung X = Z zwischen den Gleichungen (1) und (3) besteht. Darüber hinaus ist das Signal-Rausch- Verhältnis (S/N) des Ausgangssignals Z im Vergleich zu dem des Eingangssignals Y verbessert, und darüber hinaus ist man der Rauschmodulationserscheinung Herr geworden.

Bei dem oben betrachteten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Übertragungsstrecke um einen magnetischen Aufzeichnungsträger. Die nach der Erfindung ausgebildete Geräuschverminderungsreinrichtung kann jedoch auch auf Fälle angewendet werden, bei denen die Übertragungsstrecke beispielsweise eine Platte nach Art einer Schallplatte ist oder bei der die Übertragungsstrecke von einer Rundfunksignalübertragung gebildet wird.

Claims

1. Rauschunterdrückungseinrichtung, enthaltend eine erste in der Verstärkung veränderbare Steuerschaltung zur Pegelkompression eines der Rauschunterdrückungseinrichtung zugeführten Eingangssignals mit Hilfe eines ersten Steuersignals zur Gewinnung eines einer Übertragungsstrecke zugeführten Ausgangssignals, eine erste Steuersignalerzeugungsschaltung, der zur Erzeugung des ersten Steuersignals das Ausgangssignal der ersten in der Verstärkung veränderbaren Steuerschaltung zugeführt wird, eine zweite in der Verstärkung veränderbare Steuerschaltung zur bezüglich der Pegelkompression komplementären Pegelexpansion des nach Durchlaufen der Übertragungsstrecke auftretenden pegelkomprimierten Signals mit Hilfe eines zweiten Steuersignals zur Bereitsstellung eines Ausgangssignals der Rauschunter drückungseinrichtung und eine zweite Steuersignalerzeugungsschaltung, der zur Erzeugung des zweiten Steuersignals das Eingangssignal der zweiten in der Verstärkung veränderbaren Steuerschaltung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuersignalerzeugungsschaltung enthält: eine Vielzahl erster Filterschaltungen (32, 33) zur Aufteilung des Ausgangssignals der ersten in der Verstärkung veränderbaren Steuerschaltung (27) in eine Vielzahl von Frequenzbändern, eine Vielzahl erster Steuerspannungserzeugungsschaltungen (36, 37, 38, 39), denen die jeweiligen Ausgangssignale der Vielzahl der ersten Filterschaltungen zur Erzeugung einer Vielzahl erster Steuerspannungen zugeführt werden, die jeweils mit gegenseitig unterschiedlichen Integrationszeitkonstanten für jedes der aufgeteilten Frequenzbänder belegt sind, und eine erste Addierschaltung (40) zum Addieren der Vielzahl der ersten Steuerspannungen zur Erzeugung des ersten Steuersignals, und daß die zweite Steuer signalerzeugungsschaltung enthält: eine Vielzahl zweiter Filterschaltungen (48, 49) zur Aufteilung des Eingangssignals der zweiten in der Verstärkung veränderbaren Steuerschaltung (43) in eine Vielzahl von Frequenzbändern, eine Vielzahl zweiter Steuerspannungserzeugungsschaltungen (52, 53, 54, 55), denen die jeweiligen Ausgangssignale der Vielzahl der zweiten Filterschaltungen zur Erzeugung einer Vielzahl zweiter Steuerspannungen zugeführt werden, welche mit gegenseitig unterschiedlichen Integrationszeitkonstanten für jedes der aufgeteilten Frequenzbänder belegt sind, und eine zweite Addierschaltung (56) zum Addieren der Vielzahl der zweiten Steuerspannungen zur Erzeugung des zweiten Steuersignals.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten, mit denen die Vielzahl der ersten und der zweiten Steuerspannungen belegt ist, auf Minimumwerte innerhalb eines Bereiches eingestellt sind, in dem ein Schlimmerwerden der Verzerrung durch Welligkeit in den ersten und den zweiten Steuerspannungen in den genannten aufgeteilten Frequenzbändern keine Schwierigkeiten einführt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite in der Verstärkung veränderbare Steuerschaltung gegenseitig komplementäre Anhebungskennlinien haben, wenn die ersten und die zweite Steuersignale konstante Werte haben.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste in der Verstärkung veränderbare Steuerschaltung (27) enthält: eine erste Anhebungsschaltung (28), der das Eingangssignal der Rauschunterdrückungseinrichtung zugeführt wird, einen ersten Umkehrverstärker (29), der der ersten Anhebungsschaltung nachgeschaltet ist, und einen ersten spannungsgesteuerten Verstärker (30), dem das am Ausgang des ersten Umkehrverstärkers auftretende pegelkomprimierte Signal und das erste Steuersignal zugeführt wird, um an den ersten Umkehrverstärker ein Ausgangssignal zu liefern.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste spannungsgesteuerte Verstärker (30) enthält: einen ersten Analogmultiplizierer (31) zum Multiplizieren des am Ausgang des ersten Umkehrverstärkers auftretenden pegelkomprimierten Signals mit dem ersten Steuersignal und einen ersten Widerstand (R 3), der zwischen den Ausgang des ersten Analog multiplizierers und den Eingang des ersten Umkehrverstärkers geschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite in der Verstärkung veränderbare Steuerschaltung (43) enthält: einen zweiten spannungsgesteuerten Verstärker (44), dem das über die Übertragungsstrecke erhaltene, pegelkomprimierte Signal und das zweite Steuersignal zugeführt werden, einen zweiten Umkehrverstärker (46), der dem zweiten spannungsgesteuerten Verstärker nachgeschaltet ist, und eine zweite Anhebungsschaltung (47), die in einem Rückführzweig des zweiten Umkehrverstärkers liegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite spannungsgesteuerte Verstärker (44) enthält: einen zweiten Analogmultiplizierer (45) zum Multiplizieren des von der Übertragungsstrecke erhaltenen, pegelkomprimierten Signals mit dem zweiten Steuersignal und einen zweiten Widerstand (R 3), der zwischen den Ausgang des zweiten Analogmultipliziers und den Eingang des zweiten Umkehrverstärkers geschaltet ist.