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Einrichtung zur Kompression und/oder Expansion
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eines Frequenzspektrums Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Kompression und/oder Expansion eines Frequenzspektrums.
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Durch diese Einrichtung soll insbesondere ein Musiksignal oder dergleichen
durch Kompression und/oder Expansion in ein gewünschtes Frequenzband umgewandelt
werden, ohne daß hierbei die Zeitdauer bzw.
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Basis des Signales geändert wird.
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Anhand von Fig.l sei zunächst eine bekannte Einrichtung dieser Art
erläutert, bei der zwei Verzögerungseinrichtungen, wie Analogschieberegister (sog.
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BBD = bucket brigade device) Verwendung finden, die abwechselnd für
das Einschreiben und Auslesen bei der Durchführung der Signalverarbeitung Verwendung
finden.
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Ein Signal wird von einem Eingangsanschluß 1 über einen Tiefpaßfilter
2 Analogschieberegistern 3, 4 zugeführt, die je N Speicherzellen enthalten.
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Diese Analogschieberegister werden im folgenden als ASR bezeichnet.
Ein Steuerkreis 5 steuert die ASR 3, 4, deren Ausgangssignale einem Schalter 6 zugeführt
werden. Der Tiefpaßfilter 2 ist so ausgebildet, daß der Frequenzbereich des übertragenen
Signales tiefer begrenzt wird als die Frequenz des Speisetaktimpulses, der vom Steuerkreis
5 den ASR 3, 4 zugeführt wird; dadurch wird jede Interferenz zwischen diesen Signalen
vermieden. Der Steuerkreis 5 erzeugt Einschreib-Taktimpulse bzw und
Auslese-Taktimpulse
fR und führt sie abwechselnd und unterschiedlich zu jeder vorgegebenen Zeitperiode
T den ASR 3, 4 derart zu, daß sich das ASR 3 in der Einschreib-Funktion befindet,
wenn das ASR 4 im Auslese-Zustand ist, und umgekehrt. Der Steuerkreis 5 erzeugt
auch einen Impuls, der den Schalter 6 betätigt, ferner ein Steuersignal, das einen
weiteren, später beschriebenen Steuerkreis 9 steuert. Ein beweglicher Kontakt 6a
des Schalters 6 steht in Verbindung mit dem ASR 3, wenn sich dieses ASR 3 im Auslese-Zustand
befindet; der Kontakt 6a ist dagegen mit dem ASR 4 verbunden, wenn dieses im Auslese-Zustand
ist.
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Bezeichnet man mit fW die Frequenz der Einschreibe-Taktimpulse fW
und mit fR die Frequenz der Auslesen Taktimpulse fR, setzt man ferner fW/fR zu =
k, so wird das Frequenzspektrum komprimiert bei k> 1 und expandiert bei k <
1. Der Schalter 6 wird durch den Speiseimpuls vom Steuerkreis 5 so gesteuert, daß
über den Schalter 6 nur die Auslesesignale von den ASR 3 und 4 abgegeben werden.
Das Ausgangssignal des Schalters 6 wird einem zweiten Schalter 8 über einen Tiefpaßfilter
7 zugeführt, der dazu dient, die Leckstromkomponente des den ASR 3 und 4 vom Steuerkreis
5 zugeführten Speiseimpulses zu entfernen.
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Fig.2A zeigt die Wellenform des dem Eingangsanschluß zugeführten Eingangssignalea
und Fig.2B, 2B', 2C und 2C' die Wellenformen des Ausgangssignales nach
dem
Tiefpaßfilter 7 auf einer zeitbezogenen Achse.
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Gemäß Fig.2A ist T die Hälfte der Rasterperiode,, wobei die Rasterperiode
der Zeitdauer eines aufeinanderfolgenden Einschreibe- und Auslesevorganges entspricht.
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Werden die Informationen in den ASR 3 und 4 durch den Einschreibe-Taktimpuls
fW eingeschrieben, so werden die Informationen in allen N Speicherzellen davon eingeschrieben;
T, N und fW werden daher so gewählt, daß die Bedingung erfüllt ist T = N/fW. Die
Fig.2B und 2B' zeigen die Wellenform des Ausgangssignales des Tiefpaßfilters 7 für
k > 1 (Kompression) und Fig.2C, 2C' für den Fall k < 1 (Expansion). Aus den
Fig.2B und 2C wird deutlich, daß am Verbindungspunkt aufeinanderfolgender Wellenformen
in beiden Fällen eine Diskontinuität vorhanden ist, was mit der Erzeugung von starken
Schaltgeräuschen verbunden ist. Um diese Schaltgeräusche zu beseitigen, ist der
zweite Schalter 8 vorgesehen. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 7 und das Steuersignal
des Steuerkreises 5 werden dem zweiten Steuerkreis 9 zugeführt. Er stellt zu beiden
Seiten des Diskontinuitätspunktes Null-Kreuzungspunkte fest und erzeugt für den
Schalter 8 einen Steuerimpuls. Dieser Steuerimpuls schaltet den Schalter 8 zwischen
den Null-Kreuzungspunkten beider Seiten ein und aus, so daß die Signale an den Null-Kreuzungspunkten
verbunden werden und sich die in den Fig.2B' und 2C' dargestellten Ausgangssignale
des Schalters 8 ergeben, die einem Ausgangsanschluß 10 zugeführt werden.
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Durch die geschilderte Signalverarbeitung wird das durch die Diskontinuität
der Signale verursachte Schaltgeräusch vermieden. Wie die Fig.2B' und 2C' zeigen,
ergibt sich andererseits jedoch eine Signalfreie Zeitspanne (keine Schallperiode),
so daß sich von neuem eine impulsweise Störung einstellt. Der Grund hierfür liegt
darin, daß ein Impuls (d.h. eine Rechteckwelle), dessen Wert in der Periode, die
der Nichtschallperiode entspricht, Null wird, im Signal multipliziert wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der
im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß der vorstehend
erläuterte Nachteil vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher
erläutert.
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In der Zeichnung zeigen Fig.1 ein Blockschaltbild einer bekannten
Einrichtung zur Kompression und/oder Expansion des Frequenzspektrums eines Signales;
Fig.2 Diagramme zur Erläuterung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig.1;
Fig.3
ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig.4 Diagramme zur Erläuterung der Funktion des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.3;
Fig.5 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung; Fig.6
ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Expansion beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5;
Fig.7 ein Diagramm eines Steuersignales, dessen Tastverhältnis von 50% abweicht;
Fig.8 ein Bleckschaltbild eines dritten Ausführungsbeispieles der Erfindung; Fig.9
ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig.8; Fig.i0 eine
Teildarstellung einer Zeittabelle zur Erläuterung der Expansion beim dritten Ausführungsbeispiel;
Fig.11 eine Zeittabelle zur Erläuterung der Expansion beim dritten Ausführungsbeispiel;
Fig.12 eine Zeittabelle zur Erläuterung der Kompression beim dritten Ausführungsbeispiel;
Fig.13
ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Bei dem in Fig.3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Funktion wird anhand der Diagramme gemäß Fig.4 erläutert. In Fig.3 kennzeichnen
die Symbole zu , , ... .jeweils die Stellen, an denen die Wellenformen a, b, c ...h
in den Fig. 4A bis 4H auftreten.
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Der Steuerkreis 5 erzeugt zusätzlich zu den Ein-Schreibe- und Auslese-Taktimpulsen
fWZ fR für die ASR 3, 4 Steuersignale für Zeitkonstantenkreise 13, 14; diese Steuersignale
besitzen jeweils einen hohen Pegel während der Auslese-Zeitperiode T. Die Zeitkonstantenkreise
13, 14 sind jeweils ein TiefpaB-filter oder eine Integratorschaltung, enthaltend
einen Kondensator und einen Widerstand (CR); sie entfernen höhere Harmonische aus
den Steuersignalen (Rechteckwellen) des Steuerkreises 5, wie die Fig.4D und 4E bei
d und e jeweils zeigen. Die integrierten Steuersignale d und e der Zeitkonstantenkreise
13, 14 werden jeweils Multiplizierern 11, 12 zugeführt, zu denen auch die Ausgangssignale
der ASR 3 bzw. 4 gelangen. Die durch Multiplikation in den Multiplizierern 11, 12
gebildeten Signale werden einem Addierer 15 zugeführt, dort addiert und dann über
den Tiefpaßfilter 7 dem Ausgangsanschluß 10 zugeleitet. Beim Ausführungsbeispiel
gemäß
Fig.3 erfüllen die Multiplizierer 11 und 12 auch die Funktion des Schalters 6 der
bekannten Ausführung gemäß Fig.1.
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Fig.4A veranschaulicht eine Eingangswellenform a am Eingangsanschluß
1; Fig.4B und 4C zeigen Ausganswellenformen b und c der ASR 3 bzw. 4 im Falle einer
Kompression; Fig. 4D und 4E zeigen die Ausgangswellenformen d und e der Zeitkonstantenkreise
13 und 14; Fig.4F und 4G veranschaulichen die Ausgangswellenformen f und g der Multiplizierer
11, 12 und Fig.4H die Ausgangswellenform h des Addierers 15.
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Wie sich aus der Ausgangswellenform h in Fig.4H ergibt, wird durch
die erfindungsgemäße Signalverarbeitung keine Austastperiode erzeugt; es wird vielmehr
die Kontinuität der Wellenform verbessert und Impulsstörungen werden stark verringert.
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Die obige Signalverarbeitung kann jedoch nur dann angewandt werden,
wenn die Signale b und c während einer Halbperiode T der Rasterperiode 2T von den
ASR 3 und 4 ausgelesen werden, ohne daß im Falle der Kompression ein Problem entsteht.
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Fig.5 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das nicht nur das Frequenzspektrum eines Signales komprimieren, sondern auch expandieren
kann. Diese Schaltung besteht im Prinzip aus zwei parallelgeschalteten Kreisen gemäß
Fig.3.
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In jeder der beiden Schaltungen werden die Einschreibe- und Auslese-Vorgänge
unter einer gegenseitigen Versetzung um 1/4 Rasterperiode bzw. T/2 durchgeführt;
die Einschreibe- und Auslese-Periode werden mit T gewählt. In Fig.5 sind wieder
dieselben Bauteile wie in den Fig.1 und 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das Eingangssignal gemäß Fig.5 wird vom Eingangsanschluß 1 über den
Tiefpaßfilter 2 zwei Gruppen von ASR 3, 4 bzw. 3', 41 zugeführt. Die Ausgangssignale
der ASR 3, 4 bzw. 3', 4' werden Schaltern 6, 6' zugeleitet, die nur die Auslesesignale
durchlassen. In den Multiplizierern 11 und 12 der nächsten Stufe werden die Steuersignale
der Zeitkonstantenkreise 13, 14 mit den Ausgangssignalen der Schalter 6, 6' multipliziert.
Die Ausgangssignale der Multiplizierer 11, 12 werden im Addierer 15 der nächsten
Stufe addiert und dann über den Tiefpaßfilter 7 dem Ausgangsanschluß 10 zugeführt.
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Die Schaltung gemäß Fig.5 enthält einen Hauptoszillator 16, der ein
Taktsignal den Steuerkreisen 25, 25' und einem Frequenzteiler 17 zuführt. Letzterer
bewirkt eine Frequenzteilung des Taktsignales zu einem Impuls mit der Periode T,
der dann den Zeitkonstantenkreisen 13, 14 und Flip-Flop-Schaltungen 18, 19 zuführt,
die jeweils einen 1/2 Frequenzteiler darstellen. Ausgangsimpulse (mit der Periode
2T) der Flip-Flop-Schaltungen 18, 19 werden den Steuerkreisen 25, 25' und auch den
Schaltern 6, 6' zur Steuerung der Einschreibe- und Aus-
lese-Vorgänge
zugeführt. Die Steuerkreise 25, 25' bewirken eine Frequenzteilung des vom Hauptoszillator
16 gelieferten Taktsignales und erzeugen vorbestimmte Einschreibe- und Auslese-Taktimpulse,
die abwechselnd durch den Impuls mit der Periode 2T umgeschaltet und dann den ASR
3, 4 und 3', 4' zugeführt werden.
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Anhand der Zeittabelle in Fig.6 sei die Expansion des Frequenz spektrums
beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 erläutert. In Fig.6 veranschaulichen die Buchstaben
tot t1 t8 jeweils die Zeitpunkte von 1/4-Rasterperioden (T/2), die Bezugszeichen
(3), (4), (3') und (4') die Einschreibe- und Auslese-Zeitpunkte der ASR 3, 4, 3',
4'. Zum Zeitpunkt t0 beginnt das ASR 3 seinen Einschreibvorgang; zum Zeitpunkt t1
(der um t/2 nach t0 liegt) beginnt ASR 3' seinen Einschreibvorgang; zum Zeitpunkt
t2 wird der Auslesevorgang des ASR 3 eingeleitet und das ASR 4 beginnt den Einschreibvorgang.
Im Zeitpunkt t3 beginnt das Auslesen des ASR 3' und das Einschreiben des ASR 4';
im Zeitpunkt t4 beginnt das ASR 3 den Einschreib-Vorgang und das ASR 4 den Auslese-Vorgang.
Im Zeitpunkt t5 wird das Auslesen des ASR 4' eingeleitet und das Einschreiben des
ASR 3'. Nach dem Zeitpunkt t6 wiederholen sich gleichartige Vorgänge. In Fig.6 kennzeichnet
das Bezugs zeichen W den Einschreib-Vorgang und R den Auslese-Vorgang.
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Der Schalter 6 schaltet die Ausqangssignale der
ASR
3 und 4 um. Im Multiplizierer 11 wird das Ausgangssignal des Schalters 6 mit dem
in Fig.6 unter (13) dargestellten Ausgangssignal des Zeitkonstantenkreises 13 multipliziert,
wodurch sich entsprechend dem Takt von (3) und (4) in Fig.6 ein diskontinuierliches
Signal 1, 3, 5 ....
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ergibt. Entsprechend schaltet der Schalter 6' die Ausgangssignale
der ASR 3' und 4' um, und das Ausgangssignal des Schalters 6' wird mit dem Ausgangssignal
des Zeitkonstantenkreises 14 im Multiplizierer 12 multipliziert, so daß sich entsprechend
dem zeitlichen Verlauf (3') und (4') in Fig.6 ein diskontinuierliches Signal Q ,
0 0 ergibt. Diese diskontinuierlichen Signale stellen nun - anders als das diskontinuierliche
Signal in Fig.2C - keine abrupten EIN- und AUS-Signale dar, sondern sind durch die
Zeitkonstantenkreise 13, 14 an der Anstiegs- und Abfallflanke geglättete EIN-bzw.
AUS-Signale, so daß weniger Schaltgeräusche auftreten. Diese diskontinuierlichen
Signale werden im Addierer 15 als 1, 2, 3, 4, 5, 6 .... addiert, wodurch sich ein
expandiertes Signal ohne Austastperiode ergibt.
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Der Addiervorgang entspricht dem des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.4.
In Fig.6 kennzeichnen die Bezugszeichen (18) und (19) die Wellenformen der Ausgangsimpulse
der Flip-Flop- Schaltungen 18 bzw. 19.
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Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 die Einschreibe- und Auslese-Vorgänge
um eine Zeitspanne von gerade 1/4 Periode (t/2) verzögert sind,
kann
das Frequenz spektrum des Signales bis zum Zweifachen expandiert werden. Soll das
Frequenzspektrum auf das Dreifache expandiert werden, so genügt es, wenn drei Schaltungen
der in Fig.3 dargestellten Art parallelgeschaltet werden und die Signalverarbeitung
mit einer Verschiebung um 1/6 Periode (T/3) erfolgt.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 kann die Kompression des Frequenzspektrums
in gleicher Weise wie die Expansion erfolgen, so daß sich eine Besdchreibung erübrigt.
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Die obige Erläuterung gilt für den Fall, daß die in Fig.6 mit (13)
und (14) veranschaulichten Steuersignale Verwendung finden, die durch Zeitkonstanten-Verarbeitung
des Steuerimpulses mit dem Tastverhältnis von 50% erzeugt werden. Wie sich der Zeichnung
entnehmen läßt, kann man bezüglich der Ausgangssignale der ASR 3 und 4 annehmen,
daß die Ausgangssignale aller Perioden kT in der Ausleseperiode T, in denen das
korrekte Auslesesignal erhalten wird, verwendet werden; was die Ausgangssignale
der ASR 3' und 4' anbelangt, so werden sie teilweise verwendet, um dadurch die Austastperioden
in den Ausgangssignalen der ASR 3 und 4 zu interpolieren.
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Fig.7 zeigt das Steuersignal, das für den oben erläuterten Fall verwendbar
ist. Das Steuersignal für das interpolierende Ausgangs signal ist ein Signal mit
entgegengesetzter Phase zu dem Signal gemäß
Fig.7. Wird in Fig.7
die Periode als T bezeichnet und die Interpolationsperiode als D(d.h. die Periode
von der Abfallflanke des Steuersignales zur Anstiegsflanke), so stellte sich als
Ergebnis von Hörtests heraus, daß im Falle eines Musiksignales, enthaltend ein Vokalsignal,
bei T - 40 ms gute Resultate erzielt wurden bei einem Tastverhältnis von D und T
gemäß 0.25 eD/T i 0.5 und bei einem Verhältnis der Zeitkonstanten CR und D von 0.15<
CR/D<0.65. In diesem Falle entspricht D/T = 0.5 dem Tastverhältnis 50%.
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Fig.8 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispieles
der Erfindung. Um bei dem in Fig.5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eine
Expansion des Frequenz spektrums um das Zweifache durchzuführen, müssen vier ASR
verwendet werden, was zu einem komplizierten Aufbau der Einrichtung führt. Ist eine
große Expansion nicht erforderlich oder genügt, wie bei einem Musiksignal und dgl.,
eine 1,5-fache Expansion, so reichen drei ASR hierfür aus, wie Fig.8 veranschaulicht.
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In Fig.8 sind gleiche Elemente wie in Fig.5 mit denselben Bezugszeichen
versehen. Die ASR 3' und 4' gemäß Fig.5 sind durch ein einziges ASR 5' ersetzt.
Der Steuerkreis 25' gemäß Fig.5 ist durch 35 ersetzt. Der Schalter 6' (Fig.5) entfällt.
Ein Verzögerungskreis 20 ist als nächste Stufe des Frequenzteilers 17 vorgesehen.
Weiterhin sind ein NAND-Kreis 21 und eine Umkehrstufe 22 zusätzlich vorgesehen.
Da in diesem Falle die Einschreibe-und Auslese-Perioden des ASR 5' gleich 1/4 Raster-
periode
(T/2) ist, kann man die Zahl der Speicherzellen gleich N/2 machen bzw. es wird die
Frequenz des Taktimpulses zweifach gewählt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird die
Zahl der Speicherzellen gleich N/2 gewählt, und es wird die Frequenz des Taktimpulses
für das ASR 5' gleich der Frequenz für die ASR 3 und 4 gewählt.
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Die Fig.9A bis 9E zeigen Wellenformen zur Erläuterung der Funktion
des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.8. In Fig.8 veranschaulichen die Symbole 0 0
0 bzw , zu und zu die Stellen, an denen die Wellenformen a bis e gemäß Fig.9A bis
9E auftreten.
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Fig.9A zeigt die Ausgangswellenform a des Frequenzteilers 17 und Fig.
9B die Ausgangswellenform b des Verzögerungskreises 20; sie ist gegenüber der Wellenform
a um # verzögert. Der Steuerkreis 35, dem die Ausgangswellenform b zugeführt wird,
steuert den Einschreibe- und Auslese-Vorgang des ASR 5' synchron mit der Wellenform
b. Die Wellenform a gemäß Fig.9A wird in der Frequenz durch eine Flip-Flop-Schaltung
23 auf 1/2 geteilt, so daß sich die Wellenform e gemäß Fig.9E ergibt, die dann dem
Steuerkreis 25 zugeführt wird. Auf diese Weise steuert der Steuerkreis 25 den Einschreibe-
und Auslese-Vorgang der ASR 3 und 4 synchron zur Wellenform e. Die Wellenformen
a und b (Fig.9A und 9B) werden dem NAND-Kreis 21 zugeführt, der die Wellenform d
gemäß Fig.9D erzeugt. Sie gelangt zur Umkehrstufe 22, die dann die Wellenform c
gemäß Fig.9C erzeugt.
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Im folgenden sei nun erläutert, wie der Verzögerungswert 4 des Verzögerungskreises
20 eingestellt wird.
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Fig.10 veranschaulicht eine Teilzeittabelle für den Fall, daß das
Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 den Expansionsvorgang ausführt. Wird der Expansionsfaktor
als 1/k bezeichnet, so tritt das Auslesesignal vom ASR 3 während der Periode kT
auf, wie Fig.10 bei (3) zeigt. Wird das Auslesesignal vom ASR 3 nur während dieser
Per-ode kT abgenommen, so ergibt sich eine Austastperiode (1-k)T. In Fig.10 ist
T0 ein Zeitpunkt, zu dem das Auslesen von ASR 3 beginnt. T3 ist ein Zeitpunkt, der
um kT nach T0 liegt und zu dem das Auslesen von ASR 3 beendet ist.
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Die Zeitspanne zwischen T0 und T4, das um (1-k)T nach T3 liegt, entspricht
der halben Rasterperiode T.
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Wie sich ferner aus (4) in Fig.10 ergibt, beginnt der Einschreib-Vorgang
des ASR 4 im Zeitpunkt T0 und der Auslese-Vorgang beginnt im Zeitpunkt T4.
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Fig.10 veranschaulicht in (5'), daß in der Ausleseperiode T/2 des
ASR 5' die Periode, in der das Auslesesignal gewonnen werden kann, gleich kT/2 ist.
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Das ASR 5' beginnt seinen Einschreibvorgang zum Zeitpunkt T1, der
um die Zeitdauer a nach dem Zeitpunkt T0 kommt. Wenn sein Auslesevorgang zu einem
Zeitpunkt T2 beginnt, der um T/2 nach T1 liegt, so ist der Auslesevorgang im Zeitpunkt
T5 beendet, welcher um kT/2 nach dem Zeitpunkt T2 liegt. Wenn in diesem Falle T2
~ T3 = T4 ~ T5 aus Gründen der Zeitsymmetrie erfüllt ist, so erhält man # k T (k
# 2) . Wenn demgemäß der Verzögerungs-4 3
wert iS des Verzögerungskreises
20 entsprechend dem Expansionsfaktor verändert wird, so kann man fehlerfrei das
Signal erhalten1 das die Austastperiode des Multiplizierers 11 abdeckt.
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Wird die Verzögerungszeit de so eingestellt wie oben beschrieben,
so ergibt sich für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 die in Fig.11 dargestellte
gesamte Zeittabelle für die Expansion und in Fig.12 für die Kompression. In Fig.11
entsprechen (3) und (4) den Darstellungen (3) und (4) der Fig.6. In Fig.11 zeigt
(5') die Auslesesignale vom ASR 5', die bei f21 , 0 .... nur während der Periode
T/2-t jeweils innerhalb der Perioden T abgegeben werden. (13) und (14) der Fig.11
zeigen Steuersignale, die erhalten werden, indem die Wellenformen d und c der Fig.9D
und 9C einem Integrationsprozeß durch die Zeitkonstantenkreise 13 und 14 unterworfen
werden. Die so gewonnenen Steuersignale werden in den Multiplizierer 11 und 12 mit
den Auslesesignalen der ASR 3, 4 und 5' multipliziert, so daß sich diskontinuierliche
Signale 1, 3, 5 .... und 2, 4, 8 der Multiplizierer 11 und 12 ergeben, die dann
im Addierer 15 addiert werden. Auf diese Weise erhält man ein Signal ohne Austastperiode
und mit verringerten Impuls störungen.
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Wie sich aus der Zeittabelle der Fig.12 ergibt, kann im Falle der
Kompression gleichfalls ein Signal ohne Austastperiode und mit verringerten Impulsstörungen
gewonnen werden. Im Falle der Kom-
pression sind jedoch die Ausleseperioden
der ASR 3 und 4 beide zusammenfallend mit der halben Rasterperiode T und da keine
Austastperiode im Ausgangssignal des Schalters 6 (vgl. Fig.8) auftritt, kann der
Verzögerungswert iS wie gewünscht gewählt werden. Da keine Austastperiode erzeugt
wird, ist es ferner möglich, den Signalkompressionsvorgang durchzuführen, ohne das
Ausgangssignal des ASR 5' zu verwenden, d.h. allein unter Verwendung der Ausgangssignale
der ASR 3 und 4, die dann durch die Wellenform e in Fig.9E und die umgekehrte Wellenform
komprimiert werden, wobei die Impulsbreite des Steuersignales als T bezeichnet ist.
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Fig.13 zeigt ein Blockschaltbild eines vierten Ausführungsbeispieles
der Erfindung, bei dem nur im Falle der Expansion die Schaltung gemäß Fig.8 verwendet
ist, während im Falle der Kompression die Ausgänge der ASR 3 und 4 genau wie im
oben erläuterten Fall benutzt werden. Der Unterschied zwischen den Ausführungsbeispielen
der Fig.8 und 13 besteht nur in der Anordnung von Schaltern S1, S2, S3 und S4 auf
den Eingangsseiten des Multiplizierers 11, des Zeitkonstantenkreises 13, des Multiplizierers
12 und des Zeitkonstantenkreises 14, die in Fig.13 zusätzlich zur Ausführung nach
Fig.8 vorgesehen sind. Nehmen die Schalter S1 bis S4 die in Fig.13 veranschaulichte
Schalterstellung ein, so entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem der Fig.8 und
erfüllt die Expansionsfunktion. Werden dagegen die Schalter S1 bis S4 in die entgegengesetzte
Schalterstellung zu der in Fig.13 veranschaulichten umge-
schaltet,
so befindet sich die Schaltung in Kompressions-Funktion. In diesem Falle läuft das
Ausgangssignal des ASR 3 über den Schalter S1, das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung
23 über den Schalter S2, das Ausgangssignal des ASR 4 über den Schalter S3 und das
umgekehrte Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 23 über den Schalter S4.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.13 ist eine Expansion und eine
Kompression des Frequenz spektrums eines Signales, beispielsweise eines Musiksignales
oder dergleichen, bis zum 1,5-fachen möglich unter Verwendung von drei ASR.
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Im Falle der Fig.5 sind lediglich die ASR 3 und 4 für die Kompression
ausreichend.
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Da bei der erfindungsgemäßen Expansion und Kompression eines Musiksignales
oder dergleichen im zusammengesetzten Ausgangssignal keine Austastperiode auftritt,
läßt sich die Erzeugung von Störimpulsen verringern. Da ferner das zusammengesetzte
Ausgangs signal zu jedem Schaltzeitpunkt nach Art eines monotonen Anstiegs- und
Abfalles umgeschaltet wird, läßt sich eine wesentlich verbesserte Tonqualität erreichen.
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