DE3321225A1

DE3321225A1 - Schaltanordnung zur automatisch wirksamen, dynamischen entzerrung

Info

Publication number: DE3321225A1
Application number: DE3321225A
Authority: DE
Inventors: Amar G. Wayland Mass. Bose; Richard G. Ashland Mass. Plourde
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-06-11
Publication date: 1983-12-22
Anticipated expiration: 2003-06-12
Also published as: JP2644473B2; USRE37223E1; JPS58223909A; US4490843A; DE3321225C2

Description

BOSE CORPORATION 100 The Mountain Road, Framingham,

Massachausetts 01701, USA

Schaltanordnung zur automatisch wirksamen, dynamischen Entzerrung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Schaltanordnung zur automatisch wirksamen, dynamischen Entzerrung mit Mitteln zur Veränderung der Verstärkung des unteren Frequenzbereiches relativ zum mittleren Frequenzbereich, als Funktion des Ausgangspegels der mittleren Frequenzen.

Übliche Regelkurven, betreffend die Lautstärkeregelung, wurden in einem Vortrag "Loudness compensation, Use and Abuse" von Tomlinson, Holman & Frank S. Kapmann beschrieben, der bei der Audio Engineering Society im November 1977 gehalten wurde. Die Schaltungen zur Erzielung dieser Lautstärkeregelung beruhen auf den sogenannten Fletcher-Munson-Kurven, welche sich auf den Frequenzgang der Empfindlichkeit des menschlichen Ohres in Abhängigkeit von der Lautstärke beziehen. Die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für niedere Frequenzen (Baß) ist relativ zur Empfindlichkeit bei anderen Frequenzen bei geringeren Lautstärken (Pegel) geringer als bei höheren Lautstärken. Um diesen Unterschied auszugleichen, wurden bereits Verstärker beschrieben, die eine Lautstärkeregelung enthalten, durch welche bei niederen Lautstärken die niederen Frequenzen (Baß) und die hohen Frequenzen (treble) angehoben werden.

In dem vorstehend genannten Vortrag und im US-Patent 4220817 wird eine Schaltanordnung zur Steuerung der tiefen Frequen-

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zen (Baß) beschrieben, in der eine Anpassung an die Gestalt der Fletcher-Munson-Kurven oder der Kurven von späteren Forschern versucht wird. In der Vergangenheit wurde die Lautstärkeregelung bei Tonxiriedergabegeräten derart entworfen, daß bei der Veränderung der Einstellung der Lautstärkeregelung durch Kompensationsnetzwerke der Frequenzgang des Übertragungssystems entgegengesetzt geändert wird, als sich der Frequenzgang des menschlichen Ohres für verschiedene Lautstärken ändert. Die Erfindung TO beruht auf der Überlegung, daß diese Annäherung zu einigen unerwünschten Effekten führt, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich bessere Tonwiedergabe zu erzielen und diese Aufgabe mit verhältnismäßig einfachen, keinen hohen Aufwand erfordernden Mitteln zu lösen.

Zum besseren Verständnis der hierbei bestehenden Probleme der Lautstärkeregelung und wie durch diese Erfindung die Probleme gelöst werden, wird im folgenden zuerst'dargelegt, wie sich der Frequenzgang des menschlichen Ohres mit' der Intensität bzw. mit der empfangenen Lautstärke ändert.

Anschließend werden die Auswirkungen dieser Änderung bei Sprache und Musik untersucht.

Kurven gleicher Lautstärke wurden von Fletcher-Munson in USA und später von Churcher-King in England gemessen. Diese Kurven gleicher Lautstärke zeigen, daß bei Verringerung der Lautstärke bei dem Ohr zugeführten Tönen die Empfindlichkeit für Töne von Frequenzen von 500 Hz abnimmt. Wenn ein akustisches Signal, das aus zwei reinen Tönen von 50 Hz bzw. 1000 Hz bei gleichem Schalldruck besteht und wenn dieses Signal zuerst mit hohem Schalldruck und dann mit niederigerem Schalldruck zugeführt wird, dann wird das Signal mit geringem Schalldruck so empfangen, als ob es einen geringeren Anteil

des 50 Hz-Tones relativ zum 1000 Hz-Ton enthält, als das Signal mit höherem Schalldruck.

Die Lautstärkeregler bei Tonwiedergabeeinrichtungen wurden so entwickelt, daß bei Verringerung der Lautstärke die tieferen Frequenzen relativ zu den mittleren Frequenzen angehoben wurden, um die geringere Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für niedrige Frequenzen bei Abnahme der Lautstärke zu kompensieren. Jedoch ein Anheben der tiefen Frequenzen in Signalen geringer Lautstärke ergibt nicht denselben akustischen Eindruck des Tonempfanges, der beim direkten (live) Hören dieser Töne erzielt würde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die direkt (live) empfangenen Töne, wenn sie bei geringer Lautstärke gehört würden, durch die geringere Empfindlichkeit des menschlichen Ohres bei niederen Frequenzen beeinflußt werden, also der Eindruck entsteht, daß der Anteil der niederen Frequenzen relativ zu den mittleren Frequenzen geringer sei. Deshalb werden Lautstärkeregelungen bei den jetzt üblichen Tonwiedergabegeräten derart ausgeführt, daß bei niederer Lautstärke der Baß sehr stark angehoben wird. Aus diesem Grund enthalten Hi-Fi-Geräte einen Schalter, um die Lautstärkeregelung fallweise auszuschalten.

Täglich haben Leute Gelegenheit, Sprache von anderen direkt (live) mit verschiedener Lautstärke zu hören, beispielsweise wenn sich im Freien die Entfernung zwischen dem Sprecher und dem Zuhörer ändert, oder wenn Leute zu verschiedenen Zeiten mit verschiedener Lautstärke sprechen. Bei direktem Empfang (live) von geringer Lautstärke entsteht der Eindruck, daß wenig Baß vorhanden ist, und das erscheint auch natürlich. Es wurde festgestellt, daß» jeder Versuch, diese tiefen Frequenzen der Stimme bei der Wiedergabe hinzuzufügen, bei niederen Lautstärken als künstlich bzw. unnatürlich empfunden wird.

Beim direkten (live) Hören von Musik wurde jedoch eine deutlich abweichende Erfahrung gemacht. Vom Dirigenten geleitete Orchester spielen üblicherweise nie Kompositionen mit einer um 30 db sich ändernden Tonstärke, und die Lautstärke (Pegel) in Konzerthallen ist an verschiedenen Plätzen nicht sehr stark verschieden. Infolgedessen sind in Konzerthallen die Zuhörer gewohnt, eine bekannte Koposition mit einer im wesentlichen vorgegebenen Lautstärke zu hören. Auch bei Musikvorführungen im Freien ist konzentriertes Hören gedanklich verbunden (assoziiert) mit einer Läutstärke in unmittelbarer Nähe der Kapelle. Wenn die Kapelle im Freien ohne Verstärker spielt, kann man sich natürlich weit genug von der Kapelle entfernen, um die Musik wesentlich leiser zu hören. Wenn man dies jedoch tut, dann dämpft die Luft die hohen Frequenzen mehr als die niedrigeren Frequenzen und dadurch erfolgt eine teilweise Kompensation dessen, was andernfalls als merkbarer Verlust des"Anteils an tiefen Frequenzen bei großer Entfernung empfunden wurde.

Wenn auf Tonträger aufgenommene Musik mit einer Lautstärke wiedergegeben wird, die geringer ist, als man es für dieses Musikstück bei direkter (live) Vorführung erwarten würde, dann entsteht der Eindruck, daß die Töne der tiefen Instrumente (beispielsweise Kontrabaß , Baßtrommel und durch Pedalbetätigung erzeugte Orgeltöne) im Musikstück im wesentlichen als fehlend empfunden werden, als Folge der geringeren Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für tiefere Frequenzen. Da dieser Eindruck bei niederen Frequenzen vom Hörer beim Hören von Musik (im Gegensatz zur Sprache) gedanklich mit direkten (live) Vorführungen assoziiert ist, wurde festgestellt, daß ein sauberes Anheben der sehr niedrigen Frequenzen (unterhalb 200 Hz) den Höreindruck der Baß-

-ί -

Instrumente derart wiederherstellt bzw. normalisiert, daß dies als wesentliche Verbesserung betrachtet wird und zwar ohne Verschlechterung der Sprachwiedergabe, wie es bei den bisher üblichen Methoden der Lautstärkekompensation der Fall war.

Obwohl aus den Kurven gleicher Lautstärke nach Fletcher-Munson hervorgeht, daß man auch die Frequenzen zwischen und 500 Hz anheben soll, hat der Anmelder gefunden, daß eine sehr gute musikalische Wiedergabe erzielt wird, wenn man das Anheben der tiefen Frequenzen auf den Bereich unter 200 Hz beschränkt. Es wird daher durch die Erfindung der unerwünschte Effekt vermieden, der vorstehend in Bezug auf die Sprachwiedergabe erwähnt worden ist, weil erfindungsgemäß die hohen Frequenzen (formant frequencies) der Sprache nicht bzw. nur unwesentlich angehoben werden.

Der Erfinder hat auch festgestellt, daß selbst unterhalb 200 Hz die beste Anhebung des Frequenzganges nicht - wie üblicherweise geglaubt wird - durch die Abhängigkeit der Kurven gleicher Läutstärke vom Signalpegel angezeigt ist. Die Fletcher-Munson-Kurven wurden nämlich mit reinen Tönen (Sinuswellen) aufgenommen. Diese Kurven geben lediglich an, welcher Schalldruckpegel bei reinen Tönen vorgegebener Frequenzen erzeugt werden soll, um ebenso laut empfunden zu werden, wie ein anderer reiner Ton von 1000 Hz bei einem vorgegebenen Schalldruckpegel.

Bei der Musik besteht keine feste Beziehung zwischen der Amplitude der Komponenten des niederen Frequenzbereiches und derjenigen des mittleren Frequenzbereiches (welche weitgehend verantwortlich sind für die empfangene Lautstärke ei-

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ner musikalischen Koposition) und deshalb der Einstellung der Lautstärke bei der Wiedergabe von Musik. Die relativen Amplituden verschiedener Töne werden bestimmt durch die spezielle musikalische Komposition und sind innerhalb dieser Komposition verschieden.

Weiterhin ist es bei der Musik möglich, daß zwei verschiedene Instrumente, beispielsweise eine Orgel und ein Kontrabaß gleichzeitig im selben niedrigen Frequenzbereich mit verschiedener Amplitude bzw. Lautstärke gespielt werden. Würde man der »Theorie der Kurven gleicher Lautstärke bzw. Lautstärkekompensation bei der Einstellung der Lautstärke folgen, dann würde eine verschieden starke Baßanhebung für jedes der beiden Instrumente bei einer vorgegebenen Verringerung der Lautstärkeeinstellung benötigt werden. Dies kann in der Praxis nicht erreicht werden, denn die von den beiden Instrumenten abgestrahlten Töne liegen im gleichen Frequenzband und können mathematisch nicht getrennt werden. Auf diesen Überlegungen des Erfinders beruht die Erkenntnis, daß die erwähnten Kurven gleicher Lautstärke nicht als geeignete Kurven für den Entwurf von Lautstärkeregelung bei Geräten für Tonwiedergabe geeignet sind.

Aufgrund dieser Überlegungen hat der Erfinder eine Schar von Frequenzgang-Kurven für verschiedene Einstellungen der Lautstärkeregelung entwickelt, welche die Qualität der vom Ohr bei niedrigem Pegel der Lautstärke aufgenommenen Musikwiedergabe verbessern und die Wiedergabe von Sprache nicht verschlechtern. Es wird daher bei einer Schaltanordnung der eingangs genannten Art die vorstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, daß im mittleren Frequenzbereich oberhalb 200 Hz der Ausgangspegel nur unwesentlich angehoben wird, hingegen im

daran anschließenden unteren Frequenzbereich eine in Bezug auf den mittleren Frequenzbereich wesentliche Anhebung des Pegels erfolgt.

Weitere Fortbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den Ausführungsbeispiele darstellenden, zum Teil schematisch vereinfachten Figuren beschrieben. In diesen sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, und es sind alle zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Einzelheiten fortgelassen worden.

Es zeigt:

Fig. 1: Eine grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Kompensation der Lautstärke;

Fig. 2: ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung zur Kompensation der Lautstärke;

Fig. 3: ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen automatischen Läutstärkekompensation, geeignet zur Verwendung in einem Mehrkanalsystem;

Fig. 4: ein Prinzipschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung, geeignet zur Verwendung in einem Mehrkanalsystem;

Fig. 5: ein Prinzipschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6: eine grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Kompensation der Lautstärke für einen Bereich von verschiedenen Einstellungen.

In Figur 1 ist eine Anzahl von Kurven der erfindungsgemäßen Lautstärkekompensation dargestellt, bei welchen selbst bei Einstellung extremer Anhebung die Kurve 11 nicht mehr als 1,5 db Anhebung bei und oberhalb 150 Hz zeigt mit einem oberhalb 150 Hz beginnenden Abfall (rolloff), welcher dazu beiträgt, das hörbare niederfrequente Störgeräusch zu verringern.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Nachteile der bisher bekannten Schaltanordnungen vermieden, indem erkannt wurde, daß deren Kurven auf Lautstärkemessungen basieren, welche nicht notwendigerweise in Beziehung zu der empfangenen Qualität komplexer Signale stehen.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform einer Schaltanordnung zur automatischen Kompensation der Lautstärke dargestellt, welche einen Kurvenverlauf gemäß Figur 1 bewirkt.

Eine Besonderheit der Erfindung besteht in der Verwendung eines aktiven Resonanz-Kreises, um einen Q-Wert zu erreichen, der hoch genug ist für die Erzielung einer angemessenen Baßanhebung in dem gewünschten Baß-Bereich von 40 Hz bis 60 Hz, während oberhalb 150 Hz die Kurve der Kompensation wesentlich flacher verläuft.

Ein Lautstärkeregler 14 hat einen Abgriff 15, der mit einem geeigneten Schaltungspunkt verbunden ist, um eine Anhebung der Lautstärke und einen richtigen Ausgangspegel zu gewährleisten. Für einem speziellen, mit Abgriff versehenen Regler (control taper) ist die Stelle des Abgriffes so gewählt, daß sie am "■eharrn 'Drehpunkt) einen Pegel der Lautstärke beim lautesten 3' ->Tamm im Hörbereich von ungefähr 80 db oberhalb 2 χ 10 N/M ve;·..sieht, wobei der Widerstand 21 wirksam mit Masse verbunden Lr,* . Ist diese Verbindung des Widerstandes 21 wirksam getrennt, angenommene Schalldruck · etwa 5 db zunehmen. Dieser

ORIGINAL INSPECTED

Abgriff ist mit einem aktiven Resonanzkreis verbunden, welcher aus einem abstiminbaren Kondensator 16 und einer aktiven Induktivität (inductor) besteht, welche den Kondensator 18, den Widerstand 18 und den Verstärker 12 enthält, der dem Abstimmkondensator 16 über den Widerstand 13 einen Strom zuführt. Diese Schaltung stellt eine parallel zum Kondensator 16 liegende Impedanz dar, welche die Strom-Spannungs-Phasenbeziehung einer Induktivität (inductor) hat und mit dem Kondensator 16 zusammen als Bandfilter wirkt.

Dieser aktive Resonanzkreis belastet den Abgriff 15 bei allen Frequenzen, ausgenommen bei der Resonanzfrequenz, welche üblicherweise auf 50 Hz eingestellt ist. Bei der Resonanzfrequenz wird die Impedanz des aktiven Netzwerkes hoch und der Abgriff 15 wird nicht durch den 1,2 kOhm Widerstand belastet, so daß die Ausgangsspannung der Schaltanordnung zunimmt.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Es wurde festgestellt, daß bei niedrigen Frequenzen eine gute Trennung nicht notwendig ist, da die Lautstärke abnimmt. Es ist deshalb zweckmäßig, nur einen einzigen aktiven Resonanzkreis der in Fig. 2 dargestellten und in Verbindung damit beschriebenen Art für ein Mehrkanalsystem zu verwenden. Die zwei Kanäle A und B können durch ein gekoppeltes Potentiometer gesteuert werden, welches zwei Einzel-Potentiometer 19 und 20 enthält. Um die gewünschte, in Fig. 1 dargestellte Lautstärke-Kompensationskurve zu erhalten, ist der aktive Resonanzkreis mit den Abgriffen 22 und 23 am Potentiometer 19 und den Abgriffen 24 und 25 am Potentiometer 20 verbunden. Da der Resonanzkreis im wesentlichen einen Kurzschluß für die hohen Frequenzen darstellt, ist bei hohen Frequenzen keine Verkopplung bzw. kein übersprechen zwischen den Kanälen vorhanden und die Trennung zwischen beiden Kanälen ist gut. Nur bei tiefen Fre-

- je -

quenzen, bei denen eine Lautstärkenkompensation erwünscht ist, nimmt der Widerstand an der Anschlußklemme des Kondensators 107 bis zu dem Punkt zu , bei welchem die Kanäle gekoppelt sind. Bei diesen niedrigen Frequenzen nimmt die Trennung der beiden Kanäle ab, aber diese Abnahme bewirkt keine in akustischer Beziehung zu beanstandenden Erscheinungen, weil die höherfrequenten Anteile in den Kanälen A und B einen ausreichenden Stereo-Effekt bei geringeren Lautstärken hervorrufen. Figur 3 zeigt auch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der mehr als ein Abgriff an den zur Lautstärkeregulierung dienenden Potentiometern 19 und 20 vorgesehen ist; hierbei werden jedem Abgriff verschiedene Signale zugeführt und dadurch ist der Verlauf der Lautstärke-Kurve an die in Fig. 1 dargestellte gewünschte Charakteristik angepaßt. Durch Erhöhung der Zahl der Abgriffe kann die gewünschte Kurve noch mit höherer Genauigkeit erzielt werden.

Die zusätzlichen Abgriffe dienen dazu, die vom Bandfilter gefilterten Signale wieder einzuführen und dadurch eine bessere Annäherung an das gewünschte Verhalten der relativen 10 db Baß-Anhebung für jede 20 db-Dämpfung im mittleren Band in einfacher und kontinuierlicher Weise zu erzielen. Die 390 Ohm- und 1,5 KOhm-Widerstände an den Abgriffen der Potentiometer bewirken die gewünschte Dämpfung der Steuerung, wenn der Potentiometer-Arm sich am unteren Abgriff befindet und die Dämpfung um etwa 30 db größer ist als die Dämpfung am oberen Abgriff, während der 1,5 KOhm-Widerstand in Zusammenwirken mit der Verstärkung des Filterkreises und der Spannungsteiler-Wirkung des Potentiometers und des 390 Ohm-Widerstandes die Höhe des wiedereingeführten Baß-Signals bestimmt.

In Figur 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches zur Verwendung in Stereoanlagen vorgesehen ist. Die den Eingangsklemmen 31 und 32 zugeführten

is

Signale werden verarbeitet, damit sie für den linken und rechten Kanal mit entsprechender Lautstärke-Kompensation an den Ausgangsklemmen 33 und 34 abgegeben werden. Die Potentiometer RIA, R1B und R1C bilden eine gekoppelte Potentiometeranordnung mit drei einzelnen Potentiometerabschnitten mit gemeinsamer Baß-Anhebung. Die Potentiometerabschnitte R1A und R1B bilden einen gewünschten Audio-Abgriff (audio taper) mit der Parallelschaltung der Widerstände R2A, R7A bzw. R2B und R7B. Den Differentialverstärkern A2A und A2B werden Signale mit voller Bandbreite über die Eingangswiderstände R7A bzw. R7B zugeführt; jeder Differentialverstärker enthält Mittel zum Kombinieren dieses Signals voller Bandbreite mit dem Signal begrenzter Bandbreite, welches am Potentiometer-Arm des Potentiometerabschnittes R1C (potentiometer section) abgegriffen wird. Diese Signale werden über die Widerstände R2A und R2B einem Filterkreis zugeführt, der den Verstärker A1 und die zugehörigen Schaltelemente enthält und der die Charakteristik eines Bandpasses hat, zweckmäßigerweise mit einer Mittelfrequenz von etwa 50 Hz.

Diese Mittelfrequenz wird vorzugsweise nahe der unteren Grenzfrequenz des übertragunsbereiches? angeschlossenen Tonwiedergabesystems gewählt. Vom Ausgang des Verstärkers A1 werden die gefilterten Signale dem Potentiometerabschnitt R1C zugeführt und dieses hat einen Abgriff, so daß bei Einstellung der vorgesehenen Verstärkung für Spitzenwerte einer mehr als 10 db SPL betragenden Lautstärke im Hörbereich der Potentiometer-Arm dieses Potentiometerabschnittes wirksam mit Masse verbunden ist, während für je 10 db zusätzlich durch die Potentiometerabschnitte R1A und R1B bewirkte Dämpfung die vom Potentiometer R1C verursachte Dämpfung verringert wird, so daß relativ zur Mittelfrequenz der Ausgangssignale am selben Punkt eine Zunahme von 5 db am Ausgang der Verstärker A2A und A2B bei der Mjttelfrequenz des Bandfilters erzielt wird. Hierbei wird die gewünschte Lautstärkenkompensation erzielt, ohne die Verstärkung im Mittelbereich der Frequenz oberhalb 200 Hz zu beeinflussen.

Bei der in Figur 4 dargestellten Schaltanordnung haben die Rauteile, deren Bezeichnung am Ende den Buchstaben A bzw. B tragen, im wesentlichen die gleichen Werte. Wenn es gewünscht ist, für jeden Kanal eine eigene Baß-Anhebung vorzusehen, dann müssen die Filterkreise, welche den Verstärker Al und die zugehörigen Bauteile enthalten, verdoppelt werden.

Figur 5 zeigt ein Prinzipschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche ebenfalls eine gekoppelte Poten- tiometeranordnung mit drei Potentiometerabschnitten enthält. Einander entsprechende Bauteile im linken und rechten Kanal sind mit denselben Bezugsnummern versehen, wobei die angehängten Buchstaben R bzw. L die Zugehörigkeit zum rechten bzw. linken Kanal angeben. Die Eingangspotentiometer 42 L und 42 R sind mit dem gemeinsamen Potentiometer 43 mechanisch gekoppelt. Die niedrigen Frequenzen werden durch den Verstärker 44 und die zugehörigen Schaltelemente verstärkt. Die Verstärker 45 L und 45 R verstärken die hohen Frequenzen. Ein üblicherweise geöffneter Schalter 46 dient zur wahlweisen Verbindung des Potentiometer-Arms des Potentiometers 43 mit Masse und zur Unterdrückung der dynamischen Entzerrung.

Diese Schaltanordnung hat einige Vorteile gegenüber Schaltanordnungen mit Potentiometerabgriffen. Die Werte der einzelnen Bauteile im Filterkreis können unabhängig vom Widerstand der Lautstärkenregelung gewählt werden. Große und teure Kondensatoren werden nicht benötigt. Die Übereinstimmung der Verstärkung beider Kanäle (gain control tracking) wird dadurch verbessert, daß Fehler bei der Herstellung der Potentiometer bezüglich der Reproduzierbarkeit des Ortes der Abgriffe in Bezug auf die Steuerwelle und Fehler bzw. Unterschiede bei der Belastung der Abgriffe, verursacht durch schwankende

und nicht reproduzierbaren Widerstand der Abgriffe, vermieden werden.

Figur 6 zeigt eine grafische Darstellung der Entzerrung für verschiedene Einstellungen der Lautstärke, wobei die Frequenz in einem logarithmischen Maßstab von 10 bis 1.000 Hz dargestellt ist, wobei die Zahl nach dem Buchstaben E den Exponenten der Zahl 10 angibt, mit dem die vor dem Buchstaben E stehende Zahl 1 zu multiplizieren ist. Für Einstellung der
maximalen Lautstärke ist die Kurve flach und weicht von
dieser geraden Linie umsomehr ab, je geringer die eingestellte Lautstärke ist.

Im vorstehenden wurden neue Feststellungen und Überlegungen beschrieben, welche zu neuartigen Apparaten und zu neuartiger Technik für bessere automatische Kompensation der
Lautstärke führen. Die Erfindung betrifft auch Abweichungen von den im Rahmen der allgemeinen Erfindungsgedanken offenbarten Verfahren und der zur Durchführung dieser Verfahren
geeigneten Geräte.

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Zusammenfassung

Eine Schaltanordnung zur automatisch wirksamen dynamischen Entzerrung enthält ein Potentiometer mit einem Abgriff, an den ein einen Teil des Potentiometer überbrückender aktiver Resonanzkreis angeschlossen ist, der einen Induktivwiderstand mit hohem Q hat, dessen Resonanzfrequenz im wesentlichen bei 50 Hz liegt und praktis keine Anhebung im mittleren Frequenzbereich oberhalb 150 bewirkt und dessen Abfall unterhalb etwa 45 Hz beginnt.

Claims

Patentansprüche

Schaltanordnung zur automatisch wirksamen dynamischen Entzerrung mit Mitteln zur Veränderung der Verstärkung des unteren Frequenzbereiches relativ zum mittleren Frequenzbereich als Funktion des Ausgangspegels der mittleren Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, daß im mittleren Frequenzbereich oberhalb 200 Hz der Ausgangspegel nur unwesentlich angehoben wird, hingegen im daran anschließenden unteren Frequenzbereich eine im Bezug auf den mittleren Frequenzbereich wesentliche Anhebung des Pegels erfolgt.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein mit Abgriff (15) versehenes Potentiometer enthalten und an den Abgriff ein einen Teil des Potentiometer überbrückender Resonanzkreis mit einer wesentlich unter 150 Hz liegenden Resonanzfrequenz angeschlossen ist (Fig. 2).
3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzkreis eine Kapazität enthält und parallel zu dieser ein aktiver, induktiver Widerstand von sehr hoher Güte Q angeordnet ist (Fig. 2).
4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Potentiometer (19) gekoppeltes zweites Potentiometer (20) vorgesehen ist, welches einem zweiten Kanal zugeordnet ist (Fig. 4).
5. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Potentiometer zusätzlich zum ersten Abgriff (22)

ein zweiter Abgriff (23) vorhanden ist, der mit einem, einen Teil des Potentiometer überbrückenden, aktiven Resonanzkreis verbunden ist.
6. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangspotentiometer (R1A) mit einem Ausgangspotentiometer (R1C) gekoppelt ist, daß Mittel vorgesehen sind, welche das am Arm des Eingangspotentiometer (R1A) abgenommene Signal mit dem am Arm des Ausgangspotentiometer (R1C) abgenommenen Signal zum Zwecke einer Lautstärkekompensation kombinieren und daß ein Bandpass-Filter vorgesehen ist, welches den Arm des Eingangspotentiometer und das Ausgangspotentiometer derart koppelt, daß ein ausgewähltes Band mit Spektralkomponenten, deren Mittelfrequenz höchstens 70 Hz(at least as low as 70 Hz and below) beträgt, übertragen wird (Fig. 4).
7. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum ersten Eingangspotentiometer (R1A) ein mit diesem und dem Ausgangspotentiometer (R1C) gekoppeltes zweites Eingangspotentiometer (R1B) vorgesehen ist und daß weitere Mittel vorgesehen sind, welche ein Signal, das dem am Arm des Ausgangspotentiometers (R1C) entspricht mit einem Signal, das dem am Arm des zweiten Potentiometers entspricht, differentiel1 kombinieren (Fig. 4).
8. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometer mit Abgriffen versehen sind und Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, daß die von den Ausgangspotentiometern hervorgerufene Dämpfung von einem vorgegebenen Referenzpegel auf eine Dämpfung von 10 db reduziert wird, so daß eine Zunahme von im wesentlichen 5 db am Ausgang dieser Mittel erzielt wird zur differentiellen Kombination bei dieser Bandpassfilter-Mittel-

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frequenz in Bezug auf die Mittelfrequenz des Ausgangs.
9. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Verstärkung im unteren Frequenzbereich einen Frequenzgang aufweisen, dessen Abfall bei einer vorgegebenen, unter 70 Hz liegenden Frequenz beginnt.
10. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel von einem mit Abgriff vorgesehenen Potentiometer gebildet sind und an den Abgriff ein einen Teil des Potentiometers überbrückender Resonanzkreis angeschlossen ist, dessen Resonanzfrequenz im Basisbereich deutlich unter 150 Hz liegt.
11. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Anhebung im unteren Frequenzbereich einen Lautstärkeregler enthalten und daß bei durch Änderung der Einstellung des Lautstärkereglers erzielten Verringerung der Lautstärke die Anhebung der unteren Frequenzen verringert wird, hingegen der Frequenzbereich der Formanten der menschlichen Stimme im wesentlichen unverändert bleibt.
12. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verringerung der Lautstärke um weniger als 20 db für den Bereich oberhalb 100 Hz nur eine praktisch vernachlässigbare Anhebung erfolgt.
13. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verringerung der Lautstärke um 20 bis 40 db im Bereich oberhalb 200 Hz nur eine praktisch vernachlässigbare Anhebung erfolgt.
14. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens einige der unteren Lautstärkeeinstellungen die Steilheit der Entzerrungskennlinie größer als 12 db/Oktave ist.
15. Schaltanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Schaltung mit komplexen Polen, die bei Änderung der Einstellung zwecks Verringerung der Lautstärke in Richtung zur imaginären Achse verschoben werden.
16. Schaltanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Abfall des Frequenzganges auf eine wesentlich unterhalb 100 Hz liegende Frequenz.
17. Schaltanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit des Abfalls bei Verringerung der Lautstärke zunimmt.
18. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung der Lautstärke auf den höchsten Wert ein fester Entzerrungskreis wirksam wird zum Zwecke der Erzielung einer vorgegebenen Frequenzcharakteristik.
19. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Familie von dynamischen Entzerrungskurven mit Maximalamplitude bei einer in ihrem mittleren Bereich liegenden Frequenz vorgesehen ist und daß bei Einstellung einer Lautstärkeverminderung in der Größenordnung von 15 db die Maximalamplitude bei dieser Frequenz um 80% bis 40% abnimmt.