DE3518235C2

DE3518235C2 -

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Publication number: DE3518235C2
Application number: DE19853518235
Authority: DE
Inventors: Vitalij Vasil'evic Andrianov; Aleksandr Ivanovic Rybalko; Oleg Fedorovic Targonya; Il'ja Semenovic Izakson; Vladimir Vasil'evic Kiev Su Lebedev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1991-08-22
Also published as: NL8501477A; DE3518235A1

Description

Die Erfindung betrifft eine dynamische Rauschunterdrückungsschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a dynamic noise reduction circuit according to the preamble of the claim.

Die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung kann in verschiedenen Audiowiedergabegeräten, wie Magnetbandgeräten, elektrischen Plattenspielern, Hi-Fi- Niederfrequenzverstärkern, Radio- und Fernsehempfängern, in der Apparatur für Lichtspiel- und Konzerthallen, zur Verringerung des Rauschens im höherfrequenten Spektrum des Tonfrequenzbereichs Anwendung finden. The dynamic noise reduction circuit can be of various types Audio playback devices, such as Magnetic tape devices, electric turntables, hi-fi Low frequency amplifiers, radio and television receivers, in the equipment for cinemas and concert halls, for reduction of noise in the higher frequency spectrum of the Audio frequency range apply.

Aus der US 36 38 037 ist ein automatisches Folgefilter bekannt, das auf dem Prinzip einer dynamischen Filterung aufbaut. Es enthält eine Reihenschaltung aus einem einstellbaren Tiefpaß- und einem einstellbaren Hochpaßfilter sowie einer Steuereinheit. Die vorverstärkten Ein- und Ausgangssignale des einstellbaren Tiefpaßfilters werden durch zwei Amplitudendetektoren für verschiedene Polaritäten verarbeitet und einem Summierverstärker zugeführt. Das an dessen Ausgang auftretende Steuersignal stellt das Hochpaß- und Tiefpaßfilter um. Die bekannte Einrichtung ist nicht in der Lage, Rauschen wirksam zu unterdrücken.From US 36 38 037 is an automatic sequential filter known based on the principle of dynamic filtering builds up. It contains a series connection of an adjustable Low-pass and an adjustable high-pass filter and a control unit. The preamplified inputs and Output signals of the adjustable low-pass filter are by two amplitude detectors for different polarities processed and fed to a summing amplifier. The that occurs at the output of the control signal High-pass and low-pass filters around. The well-known facility is unable to effectively suppress noise.

Aus der US 42 07 543 ist eine dynamische Rauschunterdrückungsschaltung bekannt, die ein einstellbares Haupt- Tiefpaßfilter mit einer Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Feldeffekttransistor sowie einem Ausgangsverstärker und eine Steuereinheit enthält, deren Steuerleitung an die Gates des ersten bzw. zweiten Feldeffekttransistors geschaltet ist und die eine Reihenschaltung aus einem algebraischen Addierer, einem gewichteten Filter, einem Minimalwertbegrenzer, einem Frequenzkorrektor, der nacheinander geschaltet - einen Kondensator und einen Verstärker enthält, und einen ersten Amplitudendetektor aufweist. Die aus der US 42 07 543 bekannte dynamische Rauschunterdrückungsschaltung besitzt bei Eingang eines Audiosignals, das Störungen aufweist und unterschiedliche Signalpegel hat, eine unzureichende Genauigkeit hinsichtlich der Steuerung des Durchlaßbereiches sowie eine unzureichende Störfestigkeit. Darüber hinaus ist es bei einer Massenfertigung der betreffenden dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung schwer, eine hohe Reproduzierbarkeit seiner Kenndaten zu erreichen, denn seine Bestandteile, insbesondere die als spannungsgesteuerte Widerstände verwendeten Feldeffekttransistoren weisen eine große Parameterstreuung selbst innerhalb ein und desselben Fertigungsloses auf. Dies zwingt zu einer individuellen Einstellung des Stromkreises jedes Feldeffekttransistors. Außerdem ist es bei der Fertigung der Rauschunterdrückungsschaltung erforderlich, den Anfangs- und Endwert seines Durchlaßbereichs einzustellen. Das Vorhandensein der Regelelemente und die Notwendigkeit, sie einzustellen, gestatten es nicht, die aus der US 42 07 543 bekannte Rauschunterdrückungsschaltung in integrierter Technik auszuführen. From US 42 07 543 is a dynamic noise reduction circuit known which is an adjustable main Low pass filter with a series connection of a first and a second field effect transistor and an output amplifier and contains a control unit whose Control line to the gates of the first or second field effect transistor is connected and a series connection from an algebraic adder, a weighted Filter, a minimum value limiter, a frequency corrector, which switched in sequence - one capacitor and one Contains amplifier, and has a first amplitude detector. The dynamic noise reduction circuit known from US 42 07 543 possesses when an audio signal is received, that has interference and different signal levels has insufficient accuracy in terms of Control of the pass band and insufficient immunity to interference. In addition, it is in mass production the relevant dynamic noise reduction circuit difficult, a high reproducibility of its characteristics to achieve, because its components, especially the field effect transistors used as voltage controlled resistors exhibit a large spread of parameters themselves within one and the same production lot. This forces an individual adjustment of the circuit any field effect transistor. It is also in manufacturing the noise reduction circuit required set the start and end value of its passband. The presence of the control elements and the need to don't hire them known from US 42 07 543 noise reduction circuit to be carried out using integrated technology.

Durch die Veröffentlichung in "Elektor", Heft 2, 1982, Seiten 46 bis 51, ist eine dynamische Rauschunterdrückungsschaltung bekannt geworden. Diese besitzt einen einstellbaren Tiefpaß mit einer Eckfrequenz von minimal 800 Hz und maximal 30 kHz sowie eine Steuereinheit, die dessen Eckfrequenz in Abhängigkeit vom Eingangssignal steuert. Sie ist wie die vorliegende Erfindung als integrierte Schaltung ausgebildet und besitzt eine hohe Reproduzierbarkeit ihrer elektrischen Kennwerte. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung weist sie jedoch keine FETs auf und besitzt auch kein einstellbares, d. h. hinsichtlich seiner Eckfrequenz veränderbares Hochpaßfilter.Through the publication in "Elektor", Issue 2, 1982, pages 46 to 51 a dynamic noise reduction circuit has become known. These has an adjustable low-pass filter with a corner frequency of at least 800 Hz and a maximum of 30 kHz, as well as a control unit, whose corner frequency in Controls depending on the input signal. It is like the present invention designed as an integrated circuit and has a high reproducibility their electrical characteristics. In contrast to the present invention however, it has no FETs and also has no adjustable, i.e. H. regarding its corner frequency changeable high-pass filter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dynamische integrierte Rauschunterdrückungsschaltung zu schaffen, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs aufweist, mit der der Durchlaßbereich mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann und deren nichtlineare Verzerrungen des Nutzsignals gering sind. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale. The invention has for its object a dynamic integrated Noise reduction circuit to create the characteristics of the preamble of the claim, with which the pass band with high accuracy can be controlled and their nonlinear distortions of the useful signal are low. This problem is solved by the in the characterizing part of the patent claim specified characteristics.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below using an exemplary embodiment based on the attached drawings explained. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung; Fig. 1 shows a basic diagram of the dynamic noise reduction circuit according to the invention;

Fig. 2 die erfindungsgemäße dynamische Rauschunterdrückungsschaltung im Detail; Fig. 2, the dynamic noise reduction circuit of the invention in detail;

Fig. 3 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Spannungsfolgers. Fig. 3 is a circuit diagram of a voltage follower according to the invention.

Die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung weist ein einstellbares Haupt-Tiefpaßfilter 1 (Fig. 1) auf, das hintereinander geschaltet einen Feldeffekttransistor 2 mit einem Drainanschluß 3, einem Sourceanschluß 4 und einem Gate 5, einem Feldeffekttransistor 6 mit Source 7, Drain 8 und Gate 9 und einen Operationsverstärker 10 enthält. Darüber hinaus enthält die Rauschunterdrückungsschaltung eine Steuereinheit 11, deren Steuerleitung 12 an das Gate 5 des Feldeffekttransistors 2 und deren Steuerleitung 13 an das Gate 9 des Feldeffekttransistors 6 angeschlossen ist. In der Steuereinheit 11 befindet sich ein einstellbares Hochpaßfilter 14, das aus einer Reihenschaltung aus einem Feldeffekttransistor 15 mit Drain 16, Source 17 und Gate 18 sowie einem von außen zugeschalteten Kondensator 19 gebildet ist. Source 17 und Drain 16 des Feldeffekttransistors 15 sind mit den Eingängen 20 bzw. 21 eines Subtrahiergliedes 22 verbunden, während der von außen zugeschaltete Kondensator 19 über einen Anschluß an den Sourceanschluß 17 und über den zweiten Anschluß an den Sourceanschluß 4 des Feldeffekttransistors 2 und an den Sourceanschluß 7 des Feldeffekttransistors 6 gekoppelt ist. Der Ausgang des Subtrahierglieds 22 ist mit dem Eingang eines gewichteten Filters 23 verbunden, dessen Ausgang an eine Ansprechschwelle 24 gelegt ist. Der Ausgang der Ansprechschwelle 24 ist an den Eingang eines Differenzierers 25 angeschlossen, der durch eine Reihenschaltung aus einem von außen zugeschalteten Kondensator 26 und einem Verstärker 27 gebildet ist. Die Steuereinheit 11 besitzt auch Signalgleichrichter 28 und 29, die zusätzliche Steuereingänge 30 bzw. 31 aufweisen.The dynamic noise suppression circuit has an adjustable main low-pass filter 1 ( FIG. 1), which is connected in series to a field effect transistor 2 with a drain connection 3 , a source connection 4 and a gate 5 , a field effect transistor 6 with source 7 , drain 8 and gate 9 and one Operational amplifier 10 contains. In addition, the noise suppression circuit contains a control unit 11 , the control line 12 of which is connected to the gate 5 of the field effect transistor 2 and the control line 13 of which is connected to the gate 9 of the field effect transistor 6 . In the control unit 11 there is an adjustable high-pass filter 14 , which is formed from a series connection of a field effect transistor 15 with drain 16 , source 17 and gate 18 and a capacitor 19 connected from the outside. Source 17 and drain 16 of the field effect transistor 15 are connected to the inputs 20 and 21 of a subtractor 22 , while the capacitor 19 connected from the outside via a connection to the source connection 17 and via the second connection to the source connection 4 of the field effect transistor 2 and to the Source terminal 7 of the field effect transistor 6 is coupled. The output of the subtractor 22 is connected to the input of a weighted filter 23 , the output of which is connected to a response threshold 24 . The output of the response threshold 24 is connected to the input of a differentiator 25 , which is formed by a series connection of an externally connected capacitor 26 and an amplifier 27 . The control unit 11 also has signal rectifiers 28 and 29 which have additional control inputs 30 and 31 , respectively.

Die Steuereinheit 11 enthält auch eine von außen einstellbare Einstelleinrichtung 32 zur Einstellung eines Wertes einer Spannung, mit der die Rauschunterdrückung abgeschaltet wird, ferner eine Einstelleinrichtung 33 zur Einstellung der maximalen Eckfrequenz des Haupt-Tiefpaßfilters 1 bei fehlender Signal-Eingangsspannung, sowie eine Steuerstromquelle 34. Die Signalgleichrichter 28 und 29 sind durch die Einstelleinrichtung 33 einstellbar. Ein Eingang des Signalgleichrichters 28 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 27 des Differenzierers 25 und ein Eingang des Signalgleichrichters 29 ist mit dem Eingang des Verstärkers 27 verbunden. Der Steuereingang 30 des Signalgleichrichters 28 ist an den Ausgang der Einstelleinrichtung 33 angeschlossen, die ihrerseits über einen Widerstand 35 an den Steuereingang 31 des Signalgleichrichters 29 und an einen Eingang der von außen einstellbaren Einstelleinrichtung 32 geführt ist. Die Ausgänge der Signalgleichrichter 28, 29 und der Einstelleinrichtung 32 zur Abschaltung der Rauschunterdrückung sind an den Eingang der Steuerstromquelle 34 angeschlossen. Der Ausgang der Steuerstromquelle 34 ist über Widerstände 36 und 37 an die Steuerleitungen 12 bzw. 13 der Steuereinheit 11 angeschlossen. Die Steuerleitungen 12, 13 sind an die Eingänge 38 bzw. 39 der Einstelleinrichtung 33 angeschaltet.The control unit 11 also contains an externally adjustable setting device 32 for setting a value of a voltage with which the noise suppression is switched off, a setting device 33 for setting the maximum corner frequency of the main low-pass filter 1 when there is no signal input voltage, and a control current source 34 . The signal rectifiers 28 and 29 are adjustable by the setting device 33 . An input of the signal rectifier 28 is connected to the output of the amplifier 27 of the differentiator 25 and an input of the signal rectifier 29 is connected to the input of the amplifier 27 . The control input 30 of the signal rectifier 28 is connected to the output of the setting device 33 , which in turn is connected via a resistor 35 to the control input 31 of the signal rectifier 29 and to an input of the setting device 32 which can be set from the outside. The outputs of the signal rectifiers 28, 29 and the setting device 32 for switching off the noise suppression are connected to the input of the control current source 34 . The output of the control current source 34 is connected to the control lines 12 and 13 of the control unit 11 via resistors 36 and 37 . The control lines 12, 13 are connected to the inputs 38 and 39 of the setting device 33 .

Zur Steuereinheit 11 gehört auch eine Einstelleinrichtung 40 zur Einstellung der minimalen Eckfrequenz des Haupt-Tiefpaßfilters bei fehlender Signal-Eingangsspannung, deren Ausgang über Widerstände 41 und 42 mit den Steuerleitungen 12 bzw. 13 verbunden ist. Die Einstelleinrichtung 32, der Regler 33 und der Regler 40 weisen jeweils Hilfsklemmen 43, 44 und 45 auf, um deren Verbindung mit äußeren Regelelementen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zu ermöglichen.The control unit 11 also includes an adjusting device 40 for setting the minimum corner frequency of the main low-pass filter in the absence of a signal input voltage, the output of which is connected to the control lines 12 and 13 via resistors 41 and 42 . The adjusting device 32 , the controller 33 and the controller 40 each have auxiliary terminals 43, 44 and 45 in order to enable them to be connected to external control elements (not shown in the drawings).

Drain 3 und Source 4 des Feldeffekttransistors 2 sind über Widerstände 46 bzw. 47 mit dem Eingang eines Spannungsfolgers 48 verbunden, dessen Ausgang über einen von außen zugeschalteten Kondensator 49 an die Steuerleitung 12, das Gate 5 des Feldeffekttransistors 2 und an das Gate 18 des Feldeffekttransistors 15 angeschlossen ist. In ähnlicher Weise sind Source 7 und Drain 8 des Feldeffekttransistors 6 über Widerstände 50 und 51 mit dem Eingang eines Spannungsfolgers 52 verbunden, dessen Ausgang über einen außen liegenden Kondensator 53 an die Steuerleitung 13 und das Gate 9 des Feldeffekttransistors 6 geschaltet ist. Die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung weist einen Eingang 54, einen Ausgang 55 und eine Masseleitung 56 auf. Das gewichtete Filter 23, der Verstärker 27, die Einstelleinrichtungen 33 und 40 und der Operationsverstärker 10 sind an die gemeinsame Leitung 56 gelegt. Zur Entkopplung des Eingangsstromkreises der Rauschunterdrückungsschaltung vom Widerstand der Signalquelle ist die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung mit einem Spannungsfolger 57 versehen. Der Eingang 54 des Spannungsfolgers 57 ist der Eingang der Rauschunterdrückungsschaltung und der Ausgang des Spannungsfolgers 57 ist mit dem Drainanschluß 3 des Feldeffekttransistors 2 und mit dem Drainanschluß 16 des Feldeffekttransistors 15 des einstellbaren Hochpaßfilters 14 verbunden. Das einstellbare Haupt- Tiefpaßfilter 1 enthält auch von außen zugeschaltete Kondensatoren 58, 59, 60, die seinen Frequenzgang bzw. den Durchlaßbereich festlegen.Drain 3 and source 4 of field effect transistor 2 are connected via resistors 46 and 47, respectively, to the input of a voltage follower 48 , the output of which is connected to control line 12 , gate 5 of field effect transistor 2 and gate 18 of field effect transistor via an externally connected capacitor 49 15 is connected. Similarly, the source 7 and drain 8 of the field effect transistor 6 are connected via resistors 50 and 51 to the input of a voltage follower 52 , the output of which is connected to the control line 13 and the gate 9 of the field effect transistor 6 via an external capacitor 53 . The dynamic noise reduction circuit has an input 54 , an output 55 and a ground line 56 . The weighted filter 23 , the amplifier 27 , the setting devices 33 and 40 and the operational amplifier 10 are connected to the common line 56 . To decouple the input circuit of the noise suppression circuit from the resistance of the signal source, the dynamic noise suppression circuit is provided with a voltage follower 57 . The input 54 of the voltage follower 57 is the input of the noise suppression circuit and the output of the voltage follower 57 is connected to the drain connection 3 of the field effect transistor 2 and to the drain connection 16 of the field effect transistor 15 of the adjustable high-pass filter 14 . The adjustable main low-pass filter 1 also contains capacitors 58, 59, 60 which are connected from the outside and which define its frequency response or the pass band.

Die einen Anschlüsse der außen liegenden Kondensatoren 58 und 59 sind an die gemeinsame Leitung 56 und deren zweite Anschlüsse an den Sourceanschluß 7 bzw. an den Drainanschluß 8 des Feldeffekttransistors 6 gelegt. Der von außen zugeschaltete Kondensator 60 liegt zwischen dem Sourceanschluß 7 des Feldeffekttransistors 6 und dem Ausgang des Operationsverstärkers 10, dessen Eingang mit dem Drainanschluß 8 des Feldeffekttransistors 6 verbunden ist und dessen Ausgang als Ausgang 55 der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung fungiert.The one connections of the external capacitors 58 and 59 are connected to the common line 56 and their second connections to the source connection 7 and to the drain connection 8 of the field effect transistor 6 . The externally connected capacitor 60 is located between the source terminal 7 of the field effect transistor 6 and the output of the operational amplifier 10 , the input of which is connected to the drain terminal 8 of the field effect transistor 6 and the output of which functions as the output 55 of the dynamic noise reduction circuit.

Fig. 2 zeigt die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung im Detail. Das gewichtete Filter 23 ist durch zwei RC-Kreise gebildet, deren einer an einen Eingang eines Operationsverstärkers 61 und deren anderer in seine Gegenkopplungsleitung geschaltet ist. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 61 ist über einen von außen zugeschalteten Kondensator 62 mit dem Ausgang des Subtrahierers 22 und über einen Widerstand 63 mit der gemeinsamen Leitung 56 verbunden. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 61 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 64 mit seinem Ausgang und über einen durch einen Widerstand 65 und einen von außen zugeschalteten Kondensator 66 gebildeten RC-Kreis mit der gemeinsamen Speiseleitung 56 verbunden. Fig. 2 shows the dynamic noise reduction circuit in detail. The weighted filter 23 is formed by two RC circuits, one of which is connected to an input of an operational amplifier 61 and the other of which is connected to its negative feedback line. The non-inverting input of the operational amplifier 61 is connected to the output of the subtractor 22 via an externally connected capacitor 62 and to the common line 56 via a resistor 63 . The inverting input of the operational amplifier 61 is connected to its output via a negative feedback resistor 64 and to the common feed line 56 via an RC circuit formed by a resistor 65 and an externally connected capacitor 66 .

Der Ausgang des Filters 23 ist mit dem Eingang der Ansprechschwelle 24 verbunden, die aus einem Paar Komplementärtransistoren 67 und 68 aufgebaut is, deren Basen zusammengeschaltet und nicht vorgespannt sind. Als Ausgang der Ansprechschwelle 24 treten die zusammengeschalteten Emitter der Transistoren 67, 68 auf, die an den Eingang des Differenzierers 25 angeschlossen sind, der außer dem außen befindlichen Kondensator 26 und dem Operationsverstärker 27 Widerstände 69, 70 besitzt. Der zwischen dem Ausgang des Verstärkers 27 und seinem invertierenden Eingang liegende Widerstand 69 erzeugt eine Spannungsgegenkopplung. Der zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers 27 und dem zweiten Anschluß des Kondensators 26 geschaltete Widerstand 70 bestimmt das Frequenzverhalten des Differenzierers 25. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 27 ist mit der Masseleitung 56 verbunden. Der Signalgleichrichter 28 ist aus einem pnp-Transistor 71 und einem Widerstand 72 aufgebaut, der im Emitterkreis des ersteren liegt. Die Basis des Transistors 71 stellt den Eingang, sein Kollektor den Ausgang des Signalgleichrichters 28 dar, und der zweite Anschluß des Widerstands 72 tritt als Steuereingang 30 des Signalgleichrichters 28 auf.The output of filter 23 is connected to the input of response threshold 24 , which is constructed from a pair of complementary transistors 67 and 68 , the bases of which are connected together and are not biased. The interconnected emitters of transistors 67, 68 , which are connected to the input of differentiator 25 , which has resistors 69, 70 in addition to external capacitor 26 and operational amplifier 27 , appear as the output of response threshold 24 . The resistor 69 lying between the output of the amplifier 27 and its inverting input generates a negative voltage feedback. The resistor 70 connected between the inverting input of the amplifier 27 and the second connection of the capacitor 26 determines the frequency response of the differentiator 25 . The non-inverting input of amplifier 27 is connected to ground line 56 . The signal rectifier 28 is constructed from a pnp transistor 71 and a resistor 72 , which lies in the emitter circuit of the former. The base of transistor 71 represents the input, its collector the output of signal rectifier 28 , and the second connection of resistor 72 occurs as control input 30 of signal rectifier 28 .

Der Signalgleichrichter 29 enthält einen pnp-Transistor 73, dessen Basis der Eingang des Signalgleichrichters 29 ist, und einen pnp-Transistor 74. Der Kollektor des Transistors 74 dient als Ausgang, sein Emitter als Steuereingang 31 des Signalgleichrichters 29, und seine Basis ist mit dem Emitter des Transistors 73 gekoppelt. Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 74 liegt ein Widerstand 76. Der Unterschied in der Ausführung der Signalgleichrichter 28 und 29 bestimmt deren unterschiedliche Ansprechschwellen und Zeitkonstanten. So weist der Signalgleichrichter 29 gegenüber dem Signalgleichrichter 28 eine höhere Ansprechschwelle und eine um eine Größenordnung niedrigere Zeitkonstante für die Abgabe des gleichgerichteten Signals (1 bzw. 10 ms) auf.The signal rectifier 29 includes a pnp transistor 73 , the base of which is the input of the signal rectifier 29 , and a pnp transistor 74 . The collector of transistor 74 serves as an output, its emitter as control input 31 of signal rectifier 29 , and its base is coupled to the emitter of transistor 73 . A resistor 76 lies between the emitter and the base of transistor 74 . The difference in the design of the signal rectifiers 28 and 29 determines their different response thresholds and time constants. For example, the signal rectifier 29 has a higher response threshold and a time constant for the output of the rectified signal (1 or 10 ms) compared to the signal rectifier 28 .

Die Einstelleinrichtung 32 für die Abschaltung der Rauschunterdrückung enthält einen pnp-Transistor 76, dessen Emitter als Eingang und dessen Kollektor als Ausgang dienen. An die Basis des Transistors 76 sind die Anode einer Diode 77, deren Kathode als Hilfsklemme 43 der Einstelleinrichtung 32 dient, und ein Widerstand 78 angeschaltet.The setting device 32 for switching off the noise suppression contains a pnp transistor 76 , the emitter of which serves as the input and the collector of which serves as the output. The anode of a diode 77 , the cathode of which serves as the auxiliary terminal 43 of the setting device 32 , and a resistor 78 are connected to the base of the transistor 76 .

Die Steuerstromquelle 34 ist in Form eines Stromspiegels ausgeführt, der durch Transistoren 79 und 80 gebildet ist. Der mit der Basis zusammengeschaltete Kollektor des Transistors 79 dient als Eingang und der Kollektor des Transistors 80 als Ausgang der Steuerstromquelle 34. Die Emitter der Transistoren 79, 80 sind an die negative Leitung 81 der Speisequelle gelegt. Die positive Leitung 82 der Speisequelle ist an den Kollektor des Transistors 67 der Ansprechschwelle 24 und an den zweiten Anschluß des Widerstands 78 angeschlossen. Die negative und die positive Leitung 81 bzw. 82 der Speisequelle sind auch an die anderen Elemente der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung angeschlossen, nur daß die Spannungszufuhr zu den Operationsverstärkern 22, 27, 61 und den Spannungsfolgern 48, 52, 47 in Fig. 2 nicht gezeigt ist.The control current source 34 is designed in the form of a current mirror, which is formed by transistors 79 and 80 . The collector of transistor 79 connected to the base serves as the input and the collector of transistor 80 serves as the output of control current source 34 . The emitters of the transistors 79, 80 are connected to the negative line 81 of the supply source. The positive line 82 of the supply source is connected to the collector of transistor 67 of response threshold 24 and to the second connection of resistor 78 . The negative and positive lines 81 and 82 of the supply source are also connected to the other elements of the dynamic noise reduction circuit, only that the voltage supply to the operational amplifiers 22, 27, 61 and the voltage followers 48, 52, 47 is not shown in FIG. 2 .

Der Operationsverstärker 10 des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 weist insgesamt einen Operationsverstärker 83 auf, dessen nicht invertierender Eingang an Drain 8 des Feldeffekttransistors 6 angeschaltet ist. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 83 ist über einen Widerstand 84 mit der Masseleitung 56 und über einen Widerstand 85 mit dem Ausgang 55 der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung verbunden.The operational amplifier 10 of the adjustable main low-pass filter 1 has an overall operational amplifier 83 , the non-inverting input of which is connected to the drain 8 of the field effect transistor 6 . The inverting input of the operational amplifier 83 is connected to the ground line 56 via a resistor 84 and to the output 55 of the dynamic noise reduction circuit via a resistor 85 .

Die Einstelleinrichtung 33 für die Einstellung der maximalen Eckfrequenz des Haupt-Tiefpaßfilters aus pnp-Transistoren 86, 87, 88, 89, einem Stromspiegel mit pnp-Transistoren 90, 91, aus einem Feldeffekttransistor 92, einem Widerstand 93 und zwei Stromquellen 94, 95 aufgebaut. Die Stromquelle 95 ist steuerbar durch einen (nicht eingezeichneten) Regelwiderstand ausgeführt, der zwischen der Hilfsklemme 44 und der negativen Leitung 81 der Speisequelle geschaltet ist.The setting device 33 for setting the maximum corner frequency of the main low-pass filter from pnp transistors 86, 87, 88, 89 , a current mirror with pnp transistors 90, 91 , a field effect transistor 92 , a resistor 93 and two current sources 94, 95 . The current source 95 can be controlled by a variable resistor (not shown) which is connected between the auxiliary terminal 44 and the negative line 81 of the supply source.

Der Emitter des Transistors 86 ist an die gemeinsame Leitung 56 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 86 bildet den Ausgang der Einstelleinrichtung 33 und ist mit dem Steuereingang 30 des Signalgleichrichters 28 und über den Widerstand 35 mit dem Steuereingang 31 des Signalgleichrichters 29 und einem Eingang der Einstelleinrichtung 32 zur Abschaltung der Rauschunterdrückung verbunden, deren Ausgänge gleichzeitig an den Eingang der Steuerstromquelle 34 angeschlossen sind. Der Ausgang der Steuerstromquelle 34 ist über die Widerstände 36 und 37 an die Steuerleitungen 12 bzw. 13 der Steuereinheit 11 gelegt. The emitter of transistor 86 is connected to common line 56 . The collector of transistor 86 forms the output of the setting device 33 and is connected to the control input 30 of the signal rectifier 28 and via the resistor 35 to the control input 31 of the signal rectifier 29 and an input of the setting device 32 for switching off the noise suppression, the outputs of which are simultaneously connected to the input the control current source 34 are connected. The output of the control current source 34 is connected to the control lines 12 and 13 of the control unit 11 via the resistors 36 and 37 .

Die Steuerleitungen 12, 13 sind an die Basen der Transistoren 87 bzw. 88 angeschlossen, die die Eingänge 38 und 39 der Einstelleinrichtung 33 bilden. Die Kollektoren der Transistoren 87, 88 sind an die negative Leitung 81 der Speisequelle geschaltet, während die Emitter dieser Transistoren 87, 88 miteinander, mit dem Emitter des Transistors 89 zusammen und über die Stromquelle 94 an die positive Leitung 82 der Speisequelle angeschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 89 ist an den Kollektor und die Basis des Transistors 90 angeschlossen, die miteinander verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 91 ist seinerseits an die Basis des Transistors 86 angeschlossen. Der Sourceanschluß des Feldeffekttransistors 92 ist mit der Masseleitung 56 verbunden, während sein Gateanschluß und sein Drainanschluß zusammen und über den Reihenkreis vom Widerstand 93 und der Stromquelle 95 an die negative Leitung 81 angeschaltet sind. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 93 und der Stromquelle 95 ist an die Basis des Transistors 89 angeschlossen.The control lines 12, 13 are connected to the bases of the transistors 87 and 88 , respectively, which form the inputs 38 and 39 of the setting device 33 . The collectors of the transistors 87, 88 are connected to the negative line 81 of the supply source, while the emitters of these transistors 87, 88 are connected to one another, to the emitter of the transistor 89 together and via the current source 94 to the positive line 82 of the supply source. The collector of transistor 89 is connected to the collector and base of transistor 90 , which are connected together. The collector of transistor 91 is in turn connected to the base of transistor 86 . The source of field effect transistor 92 is connected to ground line 56 , while its gate and drain are connected together and through the series circuit from resistor 93 and current source 95 to negative line 81 . The junction of the resistor 93 and the current source 95 is connected to the base of the transistor 89 .

Die in der Steuereinheit 11 befindliche Einstelleinrichtung 40 zur Einstellung der minimalen Eckfrequenz enthält einen Feldeffekttransistor 96. Der Sourceanschluß des Feldeffekttransistors 96 ist mit der Masseleitung 56 verbunden, während sein mit dem Drainanschluß zusammengeschalteter Gateanschluß über eine Stromquelle 97 an die negative Leitung 81 der Speisequelle gelegt ist. Der Verbindungspunkt des Feldeffekttransistors 96 und des Stromerzeugers 97 bildet den Ausgang der Einstelleinrichtung 40, die über die Widerstände 41 und 42 an die Steuerleitungen 12 bzw. 13 der Steuereinheit 11 angeschlossen ist. Die Stromquelle 97 wird mit Hilfe eines (nicht eingezeichneten) äußeren Regelwiderstands gesteuert, der zwischen der Hilfsklemme 45 und der negativen Leitung 81 der Speisequelle liegt.The setting device 40 located in the control unit 11 for setting the minimum corner frequency contains a field effect transistor 96 . The source connection of the field effect transistor 96 is connected to the ground line 56 , while its gate connection connected to the drain connection is connected to the negative line 81 of the supply source via a current source 97 . The connection point of the field effect transistor 96 and the current generator 97 forms the output of the setting device 40 , which is connected to the control lines 12 and 13 of the control unit 11 via the resistors 41 and 42 . The current source 97 is controlled with the aid of an external variable resistor (not shown) which lies between the auxiliary terminal 45 and the negative line 81 of the supply source.

Die n-leitenden Substratkristalle der Feldeffekttransistoren 2, 15, 92 und 96 sind miteinander elektrisch verbunden. In Fig. 1 ist die Verbindung der Substratkristalle der Transistoren 2, 15, 92, 96 nicht angedeutet.The n-type substrate crystals of the field effect transistors 2, 15, 92 and 96 are electrically connected to one another. The connection of the substrate crystals of transistors 2, 15, 92, 96 is not indicated in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine konkrete Ausführungsform des Spannungsfolgers 48. Der Spannungsfolger 48 enthält eine Eingangs- Differenzstufe, die aus Feldeffekttransistoren 98, 99 aufgebaut ist, ein Komplementärpaar von Bipolartransistoren 100, 101 und Stromquellen 102, 103, 104, 105. Das Gate des Feldeffekttransistors 98 bildet den Eingang des Spannungsfolgers 48, der über die Widerstände 46, 47 (Fig. 2) mit dem Drainanschluß 3 bzw. dem Sourceanschluß 4 des Feldeffekttransistors 2 verbunden ist. Die Sourceanschlüsse und die Einkristalle der Transistoren 98 (Fig. 3), 99 sind zusammen- und über die Stromquelle 102 an die positive Leitung 82 der Speisequelle angeschaltet, an die auch die Stromquelle 104 und der Kollektor des Transistors 101 angeschaltet sind. Der Drainanschluß des Transistors 98 ist an den Verbindungspunkt des Emitters des Transistors 101 mit der Stromquelle 105 und an das Gate des Feldeffekttransistors 99 angeschlossen und dient als Ausgang des Spannungsfolgers 48, der über den von außen zugeschalteten Kondensator 49 (Fig. 2) an das Gate 5 des Feldeffekttransistors 2 des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 angeschlossen ist. Der Drainanschluß des Feldeffekttransistors 99 (Fig. 3) ist über die Stromquelle 103 an die negative Leitung 81 der Speisequelle, an die auch die Stromquelle 105 und der Kollektor des Transistors 100 angeschaltet sind, und an die Basis des Transistors 100 angeschlossen, dessen Emitter mit der Basis des Transistors 101 und mit dem zweiten Anschluß der Stromquelle 104 verbunden ist. Der Spannungsfolger 52 (Fig. 2) ist analog dem Spannungsfolger 48 ausgeführt. Fig. 3 shows a concrete embodiment of the voltage follower 48th The voltage follower 48 contains an input differential stage which is constructed from field effect transistors 98, 99 , a complementary pair of bipolar transistors 100, 101 and current sources 102, 103, 104, 105 . The gate of the field effect transistor 98 forms the input of the voltage follower 48 , which is connected via the resistors 46, 47 ( FIG. 2) to the drain terminal 3 or the source terminal 4 of the field effect transistor 2 . The source connections and the single crystals of the transistors 98 ( FIG. 3), 99 are connected together and via the current source 102 to the positive line 82 of the supply source, to which the current source 104 and the collector of the transistor 101 are also connected. The drain of transistor 98 is connected to the junction of the emitter of transistor 101 with current source 105 and to the gate of field effect transistor 99 and serves as the output of voltage follower 48 , which is connected to the gate via capacitor 49 ( FIG. 2), which is connected from the outside 5 of the field effect transistor 2 of the adjustable main low-pass filter 1 is connected. The drain connection of the field effect transistor 99 ( FIG. 3) is connected via the current source 103 to the negative line 81 of the supply source, to which the current source 105 and the collector of the transistor 100 are also connected, and to the base of the transistor 100 , the emitter of which is connected the base of transistor 101 and connected to the second terminal of current source 104 . The voltage follower 52 ( FIG. 2) is designed analogously to the voltage follower 48 .

Die Feldeffekttransistoren 2, 6, 15, 92, 96, 98 (Fig. 3), 99 der Rauschunterdrückungsschaltung sowie die Feldeffekttransistoren des Spannungsfolgers 52 (Fig. 2) sind mit einem isolierten Gate und einem induzierten p-leitenden Kanal und einem n-leitenden Substrat hergestellt. Die Einkristalle der Feldeffekttransistoren 98 (Fig. 3), 99 sind mit den Einkristallen der Feldeffekttransistoren 2 (Fig. 2), 15, 92 und 96 (nicht eingezeichnet) elektrisch verbunden. Die Substratkristalle der Feldeffekttransistoren des Spannungsfolgers 52 sind mit dem Substrat des Feldeffekttransistors 6 des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 (nicht eingezeichnet) elektrisch verbunden. Das Subtrahierglied 22, der Verstärker 61 des gewichteten Filters 23, der Differenzierer 25, der Spannungsfolger 57 und der Operationsverstärker 10 des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1, die in Fig. 2 gezeigt sind, sind in allgemein bekannten Schaltungen mit Operationsverstärkern (s. z. B. die Veröffentlichung von G. Marche "Operationsverstärker und deren Anwendung", Übersetzung aus dem Französischen, Verlag "Energÿa", Leningrader Filiale, 1974, S. 62, Fig. 5 bis 10, S. 78, S. 178 bis 179 usw.) aufgebaut. Die integrierte dynamische Rauschunterdrückungsschaltung arbeitet wie folgt. Bei Ausbleiben eines Nutzsignals am Eingang 54 (Fig. 1) der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung weist der Durchlaßbereich des einstellbaren Haupt- Tiefpaßfilters 1 einen Eckwert auf, der durch die Werte der von außen zugeschalteten Kondensatoren 58, 59, 60 und von den Anfangswiderständen der Feldeffekttransistoren 2, 6 festgelegt wird, die einer ursprünglichen Vorspannung entsprechen, die den Gates 5, 9 der Feldeffekttransistoren 2 bzw. 6 des Haupt-Tiefpaßfilters 1 zugeführt wird. Diese Vorspannung wird über die Widerstände 41, 42 vom Feldeffekttransistor 96 (Fig. 2) der Einstelleinrichtung 40 geliefert.The field effect transistors 2, 6, 15, 92, 96, 98 ( FIG. 3), 99 of the noise suppression circuit and the field effect transistors of the voltage follower 52 ( FIG. 2) have an insulated gate and an induced p-channel and an n-channel Substrate. The single crystals of the field effect transistors 98 ( FIG. 3), 99 are electrically connected to the single crystals of the field effect transistors 2 ( FIG. 2), 15, 92 and 96 (not shown). The substrate crystals of the field effect transistors of the voltage follower 52 are electrically connected to the substrate of the field effect transistor 6 of the adjustable main low-pass filter 1 (not shown). The subtractor 22 , the amplifier 61 of the weighted filter 23 , the differentiator 25 , the voltage follower 57 and the operational amplifier 10 of the adjustable main low-pass filter 1 , which are shown in Fig. 2, are in well-known circuits with operational amplifiers (see e.g. the Publication by G. Marche "Operational amplifiers and their application", translation from French, publisher "Energÿa", Leningrader Filiale, 1974, p. 62, Fig. 5 to 10, p. 78, p. 178 to 179, etc.) . The integrated dynamic noise reduction circuit works as follows. If there is no useful signal at input 54 ( FIG. 1) of the dynamic noise suppression circuit, the pass band of the adjustable main low-pass filter 1 has a corner value, which is determined by the values of the capacitors 58, 59, 60 connected from the outside and by the initial resistances of the field effect transistors 2, 6 is determined, which correspond to an original bias voltage, which is supplied to the gates 5, 9 of the field effect transistors 2 and 6 of the main low-pass filter 1, respectively. This bias voltage is supplied via the resistors 41, 42 from the field effect transistor 96 ( FIG. 2) of the setting device 40 .

In der Regel liegt der Durchlaßbereich zwischen 800 und 1600 Hz und wird durch Änderung des Stroms der Stromquelle 97 eingestellt, der mit Hilfe eines (nicht eingezeichneten) Regelwiderstandes gesteuert wird, der zwischen der Hilfsklemme 45 und der negativen Leitung 81 der Speisequelle geschaltet ist.Typically, the pass band is between 800 and 1600 Hz and is adjusted by changing the current of the current source 97 , which is controlled by means of a variable resistor (not shown), which is connected between the auxiliary terminal 45 and the negative line 81 of the supply source.

Am Eingang 21 (Fig. 1) des Subtrahierglieds 22 wird ein breitbandiges Eingangsrauschen einer am Eingang 54 angeschlossenen (nicht eingezeichneten) Signalquelle und an dessen Eigang 20 ein Rauschen wirksam, das durch den Durchlaßbereich des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 begrenzt ist. Infolge der Subtraktion des durch den Durchlaßbereich begrenzten Rauschens vom Breitbandrauschen bleiben im Rauschspektrum am Ausgang des Subtrahierglieds 22 lediglich dessen Differenzkomponenten (höher frequente Komponenten) erhalten. Die passieren das gewichtete Filter 23, das für eine zusätzliche Unterdrückung der niederfrequenten Komponenten im Rauschspektrum sorgt, und gelangen auf die Ansprechschwelle 24, die die Ansprechschwelle der Rauschunterdrückungsschaltung festlegt, denn die Transistoren 67 (Fig. 2), 68 werden leitend, sobald das Signal an deren Basen den Sollpegel (von ca. 0,7 V) überschritten hat. Da dieser Pegel oberhalb des Rauschpegels gewählt ist, bleibt ein Signal am Ausgang der Ansprechschwelle 24 (Fig. 1) und folglich auch ein Steuersignal an den nachgeschalteten Elementen der Steuereinheit 11 ebenso wie eine zusätzliche Steuerspannung an deren Steuerleitungen 12, 13 aus. Der Durchlaßbereich des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 ist in diesem Fall durch dessen Anfangswert beschränkt, der durch die Einstelleinrichtung 40 eingestellt ist. Da die Summenspannung des Rauschens am Ausgang des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 proportional der Quadratwurzel aus dem Durchlaßbereichswert ist, so wird die Summenspannung des Rauschens am Ausgang 55 der Rauschunterdrückungsschaltung infolge des geringen Anfangswertes des Durchlaßbereichs bei Ausbleiben eines Eingangssignals und in den Pausen wesentlich abgeschwächt sein.At the input 21 ( FIG. 1) of the subtractor 22 , a broadband input noise of a signal source connected (not shown) connected to the input 54 , and at the input 20 thereof a noise which is limited by the pass band of the adjustable main low-pass filter 1 . As a result of the subtraction of the noise limited by the passband from the broadband noise, only the difference components (higher-frequency components) are retained in the noise spectrum at the output of the subtractor 22 . They pass through the weighted filter 23 , which provides additional suppression of the low-frequency components in the noise spectrum, and reach the response threshold 24 , which defines the response threshold of the noise suppression circuit, because the transistors 67 ( FIG. 2), 68 become conductive as soon as the signal at their bases has exceeded the target level (of approx. 0.7 V). Since this level is chosen above the noise level, there is no signal at the output of the response threshold 24 ( FIG. 1) and consequently also a control signal at the downstream elements of the control unit 11, as well as an additional control voltage at its control lines 12, 13 . In this case, the pass band of the adjustable main low-pass filter 1 is limited by its initial value, which is set by the setting device 40 . Since the sum voltage of the noise at the output of the adjustable main low-pass filter 1 is proportional to the square root of the pass band value, the sum voltage of the noise at the output 55 of the noise suppression circuit will be significantly attenuated due to the low initial value of the pass band if there is no input signal and during the pauses.

Wenn am Eingang 54 der Rauschunterdrückungsschaltung ein Nutzsignal eintrifft, kommt es durch den Spannungsfolger 57 zum Drainanschluß 3 des Feldeffekttransistors 2 und zum Eingang 21 des Subtrahierglieds 22 durch. Am Sourceanschluß 4 des Feldeffekttransistors 2, am äußeren Kondensator 19, am Sourceanschluß 17 des Feldeffekttransistors 15 und am Eingang 20 des Subtrahierglieds 22 erscheinen Spektralkomponenten des Eingangssignals, die in der Nähe des Eckwertes des Durchlaßbereichs des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 liegen. When a useful signal arrives at the input 54 of the noise suppression circuit, the drain terminal 3 of the field effect transistor 2 and the input 21 of the subtractor 22 pass through the voltage follower 57 . Spectral components of the input signal appear at the source terminal 4 of the field effect transistor 2 , at the outer capacitor 19 , at the source terminal 17 of the field effect transistor 15 and at the input 20 of the subtractor 22 , which are close to the corner value of the pass band of the adjustable main low-pass filter 1 .

In diesem Fall tritt am Ausgang des Subtrahierers 22 ein Steuersignal auf, dessen Spektrum einer Differenz aus den Spektren der Signale an dessen Eingängen 21 und 20 gleich ist. Das einstellbare Hochpaßfilter 14 weist eine durchstimmbare Eckfrequenz auf, die gleich der durchstimmbaren Eckfrequenz des einstellbaren Haupt- Tiefpaßfilters 1 ist oder in deren Nähe liegt. Das zusätzliche einstellbare Hochpaßfilter 14 sorgt für eine zusätzliche Unterdrückung der niederfrequenten Komponenten im Spektrum des Steuersignals beginnend mit der Eckfrequenz. Dadurch werden die unterhalb der durchstimmbaren Eckfrequenz liegenden Signalkomponenten mit hoher Amplitude weiter abgeschwächt und also die Genauigkeit der Steuerung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung erhöht. Das Steuersignal trifft auf das gewichtete Filter 23 und im folgenden auf die Ansprechschwelle 24. Überschreitet der Pegel des Steuersignals die eingestellte Ansprechschwelle der Ansprechschwelle 24, erscheint am Ausgang der Ansprechschwelle 24 auch ein Steuersignal. Es kommt über den Differenzierer 25 an den Signalgleichrichter 28 bzw. 29 und im weiteren über die Steuerstromquelle 34 und die Widerstände 36, 37 an den Steuerleitungen 12, 13 an.In this case, a control signal occurs at the output of the subtractor 22 , the spectrum of which is equal to a difference between the spectra of the signals at its inputs 21 and 20 . The adjustable high-pass filter 14 has a tunable corner frequency which is equal to or in the vicinity of the tunable corner frequency of the adjustable main low-pass filter 1 . The additional adjustable high-pass filter 14 provides additional suppression of the low-frequency components in the spectrum of the control signal, starting with the corner frequency. As a result, the signal components lying below the tunable cut-off frequency are further attenuated with a high amplitude, and thus the accuracy of the control of the pass band of the noise suppression circuit is increased. The control signal hits the weighted filter 23 and subsequently the response threshold 24 . If the level of the control signal exceeds the set response threshold of the response threshold 24 , a control signal also appears at the output of the response threshold 24 . It arrives at the signal rectifier 28 or 29 via the differentiator 25 and further via the control current source 34 and the resistors 36, 37 at the control lines 12, 13 .

Das Steuersignal trifft an den Gates 5, 9 der Feldeffekttransistoren 2, 6 und dem Gate 18 des Feldeffekttransistors 15 in Form einer Gleichspannung negativer Polarität ein. Diese Spannung vergrößert die Leitfähigkeit der Feldeffekttransistoren 2, 6, 15, indem sie eine Umstimmung des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 in Richtung einer Erweiterung seines Durchlaßbereichs und die des einstellbaren Hochpaßfilters 14 in Richtung einer Verringerung des Durchlaßbereichs bewirkt. Aufgrund des Unterschieds der Dimensionierung der Signalgleichrichter 28, 29 und wegen der Unterschiede in den Ansprechschwellen und Zeitkonstanten für die Abgabe eines gleichgerichteten Signals erhöhen sich die Genauigkeit der Steuerung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung und deren Störsicherheit in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit des Eingangssignals und von der Amplitude dieses Signals. So lösen die Signale mit geringer Amplitude den Signalgleichrichter 29 wegen dessen hoher Ansprechschwelle nicht aus, sondern sie werden nach einer Vorverstärkung durch den Verstärker 27 mit Hilfe des eine niedrigere Ansprechschwelle und eine höhere Zeitkonstante für die Abgabe des gleichgerichteten Signals aufweisenden Signalgleichrichter 28 gleichgerichtet. In diesem Fall erfolgt eine langsame Erweiterung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung. Das Auftreten kurzzeitiger nadelförmiger Störimpulse bewirkt wegen der großen Zeitkonstanten des Signalgleichrichters 28 keine Verstärkung des Steuersignals und keine Umstellung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung. Die Nutzsignale mit hoher Amplitude werden aber größtenteils durch den Signalgleichrichter 29 gleichgerichtet, der eine kleine Zeitkonstante aufweist, wodurch eine rasche Erweiterung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung hervorgerufen und damit eine verzerrungsfreie Übertragung sämtlicher Oberschwingungen (Obertöne) der Spektren dieser Signale zu seinem Ausgang 55 gewährleistet wird. The control signal arrives at the gates 5, 9 of the field effect transistors 2, 6 and the gate 18 of the field effect transistor 15 in the form of a DC voltage of negative polarity. This voltage increases the conductivity of the field effect transistors 2, 6, 15 by causing the adjustable main low-pass filter 1 to be re-tuned in the direction of expanding its pass band and that of the adjustable high-pass filter 14 in the direction of reducing the pass band. Due to the difference in the dimensioning of the signal rectifiers 28, 29 and due to the differences in the response thresholds and time constants for the delivery of a rectified signal, the accuracy of the control of the pass band of the noise suppression circuit and its interference immunity increases depending on the slew rate of the input signal and on the amplitude thereof Signal. Thus, the signals with low amplitude do not trigger the signal rectifier 29 because of its high response threshold, but they are rectified after preamplification by the amplifier 27 with the aid of the signal rectifier 28 having a lower response threshold and a higher time constant for the output of the rectified signal. In this case, the pass band of the noise reduction circuit is slowly expanded. The occurrence of brief needle-shaped interference pulses causes no amplification of the control signal and no change in the pass band of the noise suppression circuit due to the large time constant of the signal rectifier 28 . The useful signals with high amplitude are mostly rectified by the signal rectifier 29 , which has a small time constant, which causes a rapid expansion of the pass band of the noise suppression circuit and thus guarantees a distortion-free transmission of all harmonics (overtones) of the spectra of these signals to its output 55 .

Gleichzeitig findet am Ausgang des Subtrahierers 22 im Zusammenhang mit der Erweiterung des Spektrums des Signals an seinem Eingang 20 eine weitere Einengung des Spektrums des Steuersignals statt. Infolgedessen ebenso wie auch dank der Anwendung des zusätzlichen einstellbaren Hochpaßfilters 14 werden vom Steuersignal Komponenten abgetrennt, die in der Nähe der Eckfrequenz des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 liegen, wodurch deren Einflüsse auf die Steuerung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung beseitigt werden, was im Endeffekt die Wirksamkeit der Rauschunterdrückung erhöht.At the same time, a further narrowing of the spectrum of the control signal takes place at the output of the subtractor 22 in connection with the expansion of the spectrum of the signal at its input 20 . As a result, as well as thanks to the use of the additional adjustable high-pass filter 14 , components which are close to the corner frequency of the adjustable main low-pass filter 1 are separated from the control signal, thereby eliminating their influence on the control of the pass band of the noise suppression circuit, which in effect results in effectiveness the noise reduction increases.

Die Erweiterung des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung im Einklang mit der Erweiterung des Spektrums des Nutzsignals bewirkt eine verzerrungsfreie Übertragung nicht nur aller Spektralkomponenten des Nutzsignals, sondern auch des dieses Signal begleitenden Rauschens zum Ausgang 55. Diese Erweiterung des Rauschspektrums am Ausgang 55 wird durch das Gehör infolge des Effektes einer Verdeckung der entsprechenden Spektralkomponenten durch stärkere Spektralkomponenten des Nutzsignals nicht wahrgenommen.The expansion of the pass band of the noise suppression circuit in accordance with the expansion of the spectrum of the useful signal results in a distortion-free transmission not only of all spectral components of the useful signal but also of the noise accompanying this signal to the output 55 . This expansion of the noise spectrum at the output 55 is not perceived by the hearing due to the effect of concealing the corresponding spectral components by stronger spectral components of the useful signal.

Das Nutzsignal erzeugt, indem es die Elemente der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung passiert, einen Spannungsabfall über den Strecken Source 4 - Drain 3 und Source 7 - Drain 8 der Feldeffekttransistoren 2 bzw. 6.By passing through the elements of the dynamic noise suppression circuit, the useful signal generates a voltage drop across the paths source 4 - drain 3 and source 7 - drain 8 of the field effect transistors 2 and 6, respectively.

Bei durch eine große Amplitude des Eingangssignals hervorgerufenen beträchtlichen Spannungsabfällen steigt in den Feldeffekttransistoren 2 und 6 aufgrund des Effektes einer inneren Rückkopplung die Nichtlinearität ihrer Kennlinien an. Dieser Umstand hat die Entstehung erhöhter nichtlinearer Verzerrungen des Signals am Ausgang der Rauschunterdrückungsschaltung zur Folge, was unzulässig ist.In the case of considerable voltage drops caused by a large amplitude of the input signal, the non-linearity of their characteristic curves increases in the field effect transistors 2 and 6 due to the effect of an internal feedback. This fact results in increased non-linear distortion of the signal at the output of the noise suppression circuit, which is inadmissible.

Die Verringerung der entstehenden nichtlinearen Verzerrungen geschieht in der Rauschunterdrückungsschaltung wie folgt: Die Hälfte des gesamten Spannungsabfalls über der Strecke Drain 3 - Source 4 des Feldeffekttransistors gelangt auf den Eingang des Spannungsfolgers 48 und von dessen Ausgang über den äußeren Kondensator 49 zum Gate 5 des Feldeffekttransistors 2. Dank einer speziellen Ausführung des Spannungsfolgers 48 (Fig. 3) werden in diesem derartige Betriebsverhältnisse geschaffen, daß die Wechselspannung im Stromkreis der Sourcebereiche Substratkristalle der Feldeffekttransistoren 98, 99 nahe dem Wert der Ein- und Ausgangsspannung des Spannungsfolgers 48 liegt. Da die Substratkristalle der Feldeffekttransistoren 98, 99 und des Feldeffekttransistors 2 (Fig. 2) elektrisch verbunden sind, wirken auf das Gate 5 des Feldeffekttransistors 2 und auf dessen Substratkristall gleichzeitig betragsmäßig gleiche Wechselspannungen ein, die ein zusätzliches elektrisches Feld erzeugen.The resulting nonlinear distortions are reduced in the noise suppression circuit as follows: Half of the total voltage drop across the drain 3 - source 4 path of the field effect transistor reaches the input of the voltage follower 48 and from its output via the outer capacitor 49 to the gate 5 of the field effect transistor 2 . Thanks to a special design of the voltage follower 48 ( FIG. 3), operating conditions are created in such a way that the AC voltage in the circuit of the source regions is substrate crystals of the field effect transistors 98, 99 close to the value of the input and output voltage of the voltage follower 48 . Since the substrate crystals of the field effect transistors 98, 99 and the field effect transistor 2 ( FIG. 2) are electrically connected, the same alternating voltages act on the gate 5 of the field effect transistor 2 and on its substrate crystal, which generate an additional electric field.

Dieses elektrische Feld gleicht im beträchtlichen Maße den Effekt der inneren Rückkopplung im Feldeffekttransistor 2 aus, wodurch die Linearität seiner Kennlinien wesentlich verbessert wird ebenso wie durch diesen die nichtlinearen Verzerrungen verringert werden. In ähnlicher Weise werden die Kennlinien des Feldeffekttransistors 6 mit Hilfe des Spannungsfolgers 52 linearisiert. This electrical field considerably compensates for the effect of the internal feedback in the field effect transistor 2 , as a result of which the linearity of its characteristic curves is significantly improved, and the nonlinear distortions are reduced by this. In a similar manner, the characteristics of the field effect transistor 6 are linearized with the aid of the voltage follower 52 .

Durch die Spannungsfolger 48, 52 in der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung und durch deren spezielle Ausführung wird ein weiterer Vorteil erzielt. Wegen eines niedrigen Ausgangswiderstandes der Spannungsfolger 48 (Fig. 2), 52 ermöglichen die außen liegenden Kondensatoren 49 und 53 eine zusätzliche Filterung der an diesen über die Steuerleitungen 12 bzw. 13 ankommenden Steuersignale und verhindern zugleich damit ein Eindringen dieser Signale in den Stromkreis des zu verarbeitenden Nutzsignals.A further advantage is achieved by the voltage followers 48, 52 in the dynamic noise suppression circuit and by their special design. Because of a low output resistance of the voltage followers 48 ( FIG. 2), 52 , the external capacitors 49 and 53 enable additional filtering of the control signals arriving at them via the control lines 12 and 13 and at the same time prevent these signals from entering the circuit of the processing useful signal.

Der Durchlaßbereich der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung wird bei der Erweiterung des Spektrums des Eingangs-Nutzsignals so lange erweitert, bis die durchstimmbare Eckfrequenz des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 ihren oberen Endwert erreicht hat. Dies entspricht dem Erreichen des durch die Einstelleinrichtung 33 festgelegten Durchlaßbereichsendwerts der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung.The pass band of the dynamic noise suppression circuit is extended as the spectrum of the input useful signal is extended until the tunable corner frequency of the adjustable main low-pass filter 1 has reached its upper end value. This corresponds to the attainment of the passband end value of the dynamic noise suppression circuit determined by the setting device 33 .

Im Ausgangszustand ist die Basisspannung des Transistors 89 bei Fehlen des Eingangs-Nutzsignals am Eingang 54 der Rauschunterdrückungsschaltung betragsmäßig gleich dem Spannungsabfall am Feldeffekttransistor 92 und dem Widerstand 93. Diese Spannung wird durch Änderung des Stroms der Stromquelle 95 mit Hilfe eines (nicht eingezeichneten) äußeren Regelwiderstands eingestellt, der zwischen der Hilfsklemme 44 und der negativen Leitung 81 der Speisequelle geschaltet ist. In the initial state, the base voltage of transistor 89 is equal to the voltage drop across field effect transistor 92 and resistor 93 in the absence of the useful input signal at input 54 of the noise suppression circuit. This voltage is set by changing the current of the current source 95 with the aid of an external variable resistor (not shown) which is connected between the auxiliary terminal 44 and the negative line 81 of the supply source.

Nach dem Absolutwert ist diese Spannung höher als die Spannung an den Basen der Transistoren 87, 88, die an die Eingänge 38, 39 über die Widerstände 41, 42 von der Einstelleinrichtung 40 für den Anfangswert des Durchlaßbereichs kommt. Unter diesen Bedingungen ist der Transistor 89 leitend und die Transistoren 87 und 88 sperren. Der Kollektorstrom des Transistors 89 hält den Transistor 86 über den Stromspiegel mit den Transistoren 90, 91 im leitenden Zustand.After the absolute value, this voltage is higher than the voltage at the bases of the transistors 87, 88 , which comes to the inputs 38, 39 via the resistors 41, 42 from the setting device 40 for the initial value of the pass band. Under these conditions, transistor 89 is conductive and transistors 87 and 88 block. The collector current of transistor 89 keeps transistor 86 conductive via the current mirror with transistors 90, 91 .

Der Kollektor des Transistors 86 fungiert als Ausgang der Einstelleinrichtung 33 und steuert die Signalgleichrichter 28, 29 und die Einstelleinrichtung 32, die mit ihm unmittelbar bzw. über den Widerstand 35 verbunden sind. Bei der Erweiterung des Durchlaßbereichs der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung steigt die negative Spannung an den Steuerleitungen 12, 13 und also auch an den Kondensatoren 49, 53 an. Sobald sich diese Spannung betragsmäßig dem Wert der Spannung an der Basis des Transistors 89 genähert hat, beginnen die Transistoren 87 und 88 leitend zu werden. Da die Emitter der Transistoren 87, 88 und 89 zusammengeschaltet sind, führt die Zunahme der Spannung an ihnen aufgrund der Zunahme des Stroms durch die sich öffnenden Transistoren 87, 88 zu einer Sperrung des Transistors 89. Die Abnahme des Stroms durch den Transistor 89 bewirkt eine entsprechende Abnahme des Stroms durch den Transistor 91 eine Unterbrechung des Stroms durch den Transistor 86. Hierbei werden die Signalgleichrichter 28, 29 und die Einstelleinrichtung 32 gesperrt, der Anstieg des Stroms der Steuerstromquelle 34 sowie der Anstieg der Spannung an den Steuerleitungen 12, 13 und den Gates 5 9, 18 der Feldeffekttransistoren 2, 6 und 15 eingestellt. The collector of transistor 86 functions as the output of the setting device 33 and controls the signal rectifiers 28, 29 and the setting device 32 , which are connected to it directly or via the resistor 35 . When the pass band of the dynamic noise suppression circuit is expanded, the negative voltage on the control lines 12, 13 and thus also on the capacitors 49, 53 increases . As soon as the magnitude of this voltage approaches the value of the voltage at the base of transistor 89 , transistors 87 and 88 begin to conduct. Because the emitters of transistors 87, 88 and 89 are connected together, the increase in voltage across them will result in transistor 89 blocking due to the increase in current through opening transistors 87, 88 . The decrease in current through transistor 89 causes a corresponding decrease in current through transistor 91 to interrupt the current through transistor 86 . The signal rectifiers 28, 29 and the setting device 32 are blocked, the increase in the current of the control current source 34 and the increase in the voltage on the control lines 12, 13 and the gates 5 9, 18 of the field effect transistors 2, 6 and 15 are set.

Dies beendet die Änderung ihrer Leitfähigkeit und also auch die Steuerung des einstellbaren Haupt-Tiefpaßfilters 1 und des zusätzlichen einstellbaren Hochpaßfilters 14. Nachdem also der Durchlaßbereich der Rauschunterdrückungsschaltung den oberen Endwert erreicht hat, der in der Regel bei 20 bis 25 kHz liegt, ist selbst bei einem weiteren Eingang von Signalen mit hoher Amplitude eine weitere Vergrößerung des Durchlaßbereichs ausgeschlossen.This ends the change in their conductivity and thus also the control of the adjustable main low-pass filter 1 and the additional adjustable high-pass filter 14 . After the pass band of the noise suppression circuit has reached the upper end value, which is usually 20 to 25 kHz, a further increase in the pass band is excluded even when signals of high amplitude are received.

Bei einer Verringerung der Amplitude des Eingangssignals oder bei einer Einengung seines Spektrums wird auch der Durchlaßbereich der Rauschunterdrückungsschaltung schmäler, und die Vorgänge verlaufen in der Einstelleinrichtung 33 in umgekehrter Reihenfolge. Die Abnahme der Spannung an den Steuerleitungen 12, 13 und folglich auch an den Eingängen 38, 39 ruft also eine Verringerung des Kollektorstroms der Transistoren 87, 88 und eine Durchschaltung des Transistors 89 hervor.If the amplitude of the input signal is reduced or its spectrum is narrowed, the pass band of the noise suppression circuit also becomes narrower, and the processes in the adjusting device 33 take place in reverse order. The decrease in the voltage on the control lines 12, 13 and consequently also on the inputs 38, 39 thus causes a reduction in the collector current of the transistors 87, 88 and a switching on of the transistor 89 .

Die Durchschaltung des Transistors 89 läßt die Transistoren 87, 88 sperren, den Strom des Transistors 91 ansteigen und den Transistor 86 durchschalten. Dieser Prozeß dauert so lange, bis die Elemente der Einstelleinrichtung 33 in den ursprünglichen Ausgangszustand zurückgeführt sind.The switching on of the transistor 89 causes the transistors 87, 88 to block, the current of the transistor 91 to rise and the transistor 86 to switch on. This process continues until the elements of the setting device 33 are returned to the original initial state.

Bei der Einengung des Spektrums des Eingangssignals kehren also die durchstimmbaren Eckfrequenzen des einstellbaren Haupt- 1 und des zusätzlichen einstellbaren Filters 14 ebenfalls auf ihren ursprünglichen Ausgangswert zurück, wodurch der Durchlaßbereich der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung bis auf den Anfangswert reduziert wird. Damit wird das Rauschen am Ausgang 55 der Rauschunterdrückungsschaltung unterdrückt.When the spectrum of the input signal is narrowed, the tunable corner frequencies of the adjustable main 1 and the additional adjustable filter 14 also return to their original output value, whereby the pass band of the dynamic noise suppression circuit is reduced to the initial value. This suppresses the noise at output 55 of the noise reduction circuit.

Das Vorhandensein der Einstelleinrichtungen 33 und 32 gestattet es, erstens einen erwünschten, beispielsweise in Grenzen von 16 bis 32 kHz liegenden Wert des Durchlaßbereichs der Rauschunterdrückungsschaltung im voraus einzustellen, und zweitens die dynamische Rauschunterdrückungsschaltung in Form eines nicht regelbaren Tiefpaßfilters mit einem festen oberen Eckwert des Durchlaßbereichs zu verwenden. Dieser Wert wird mit Hilfe eines (nicht eingezeichneten) Regelwiderstands ermittelt, der zwischen der Hilfsklemme 44 und der negativen Leitung 81 der Speisequelle liegt. Die Abschaltung der Rauschunterdrückung erfolgt bei der Zuführung einer negativen Speisespannung an die Hilfsklemme 43 der Einstelleinrichtung 32, die über die Diode 77 zur Basis des Transistors 76 kommt und diesen in den leitenden Zustand bringt. Die Erhöhung des Stroms des Transistors 76 verursacht einen Anstieg des Stroms der Steuerstromquelle 34, eine Zunahme der Spannung an den Steuerleitungen 12, 13 und erweitert den Durchlaßbereich der Rauschunterdrückungsschaltung bis zu dem durch die Einstelleinrichtung 33 festgehaltenen oberen Wert des Durchlaßbereichs.The presence of the adjusting devices 33 and 32 allows, firstly, to set a desired value, for example within the limits of 16 to 32 kHz, of the passband of the noise suppression circuit in advance, and secondly the dynamic noise suppression circuit in the form of a non-controllable low-pass filter with a fixed upper corner value of the passband to use. This value is determined with the aid of a control resistor (not shown), which lies between the auxiliary terminal 44 and the negative line 81 of the supply source. The noise suppression is switched off when a negative supply voltage is supplied to the auxiliary terminal 43 of the setting device 32 , which comes to the base of the transistor 76 via the diode 77 and brings it into the conductive state. The increase in the current of transistor 76 causes an increase in the current of the control current source 34 , an increase in the voltage on the control lines 12, 13 and extends the pass band of the noise suppression circuit up to the upper value of the pass band which is set by the adjusting device 33 .

Die Einstelleinrichtung 40, die Einstelleinrichtungen 33 bzw. 32 ermöglichen somit mehrere unterschiedliche Betriebsarten. The setting device 40 , the setting devices 33 and 32 thus enable several different operating modes.

Die erfindungsgemäße Ausführung der dynamischen Rauschunterdrückungsschaltung gestattet es, diese als integrierte Schaltung herzustellen.The inventive execution of the dynamic noise reduction circuit allows this as an integrated circuit to manufacture.

Die Ausführung der Rauschunterdrückungsschaltung in integrierter Technik erlaubt es, die Herstellungskosten zu senken und eine hohe Reproduzierbarkeit seiner Parameter zu gewährleisten.The implementation of the noise reduction circuit in an integrated Technology allows the manufacturing costs to lower and high reproducibility of its parameters to guarantee.

Das Schaltschema der integrierten Mikroschaltung enthält eine relativ geringe Anzahl von diskreten Elementen, im wesentlichen von außen zugeschalteten Kondensatoren, die die Frequenz von steuerbaren RC-Filtern bestimmen. Bei der Produktion der Rauschunterdrückungsschaltung entfallen zusätzliche Einstellungen, außer der Einstellung von erwünschten Anfangs- und Endwerten des Durchlaßbereichs und der Ansprechschwelle für die Rauschunterdrückung, falls diese Werte von Standardwerten abweichen.The circuit diagram of the integrated microcircuit contains a relatively small number of discrete elements, in essentially externally connected capacitors, the frequency of controllable RC filters. At the production the noise reduction circuit is eliminated additional settings, except the setting of desired start and end values of the pass band and the threshold for noise suppression, if these values differ from standard values.

Claims

1. Integrated dynamic noise suppression circuit with an adjustable main low-pass filter ( 1 ) consisting of

- Two series-connected RC elements, in which the resistors are formed by controllable field-effect transistors ( 2, 6 ), with two capacitors ( 58, 59 ) connected from outside;
- An operational amplifier ( 10 ) which is arranged in front of the output ( 55 ) of the dynamic noise suppression circuit and whose output is connected to the connection point of the field-effect transistors ( 2, 6 ) connected in series via a further capacitor ( 60 ) connected from the outside;
- A control unit ( 11 ) which is connected on the input side to the input ( 3 ) of the first RC element ( 2, 58 ) and to the connection point of the field-effect transistors ( 2, 6 ) connected in series, the output side via control lines ( 12, 13 ) is connected to a gate of the field effect transistors ( 2, 6 ),
this control unit consists of a series connection
- - a subtractor ( 22 ) with a differential amplifier ( 20 ),
- - a weighted filter ( 23 ),
- - a response threshold ( 24 ),
- - A differentiator ( 25 ), and
- - a signal rectifier ( 28, 29 );

characterized by
that the control unit ( 11 ) further comprises:

- An adjustable high-pass filter ( 14 ), consisting of a series connection of a field effect transistor ( 15 ) and an externally connected capacitor ( 19 ), the drain source connections ( 3, 4 ) of the field effect transistor ( 2 ) of the main low-pass filter ( 1 ) on the input side. is connected in parallel, the high-pass filter ( 14 ) being controlled via one of the control lines ( 12 ) at the gate ( 18 );
- An adjusting device ( 40 ), which is connected via resistors ( 41, 42 ) to both control lines ( 12, 13 ), for setting a value of the control voltage which corresponds to the minimum corner frequency of the main low-pass filter ( 1 ) in the absence of a signal input voltage ;
- An adjusting device ( 33 ) for setting a value of the control voltage which corresponds to the maximum corner frequency of the main low-pass filter ( 1 ), this device having circuit parts ( 86 to 91 ) with which the control signal generation by the signal rectifier ( 28, 29 ) is switched off becomes ( 86 ) when the latter control voltage value is exceeded;
- A signal rectification with two amplitude detectors ( 28, 29 ), the first amplitude detector ( 28 ) having a low response threshold and a large time constant and the second amplitude detector ( 29 ) having a high response threshold but a small time constant, and both amplitude detectors ( 28, 29 ) act on a control current source ( 34 ) to deliver a control current via resistors ( 36, 37 ) to one of the control lines ( 12, 13 );
- An externally operable setting device ( 32 ) for setting a value of a voltage with which the noise suppression can be switched off by controlling the control current source ( 34 ); and

that the integrated dynamic noise reduction circuit is further characterized in that
that the drain source connections ( 3, 4; 8, 7 ) of the field effect transistors ( 2, 6 ) of the adjustable main low-pass filter ( 1 ) each have two identically sized, series-connected resistors ( 46, 47; 50, 53 ) connected in parallel and that the respective connection point of these resistors is located at the input of a voltage follower ( 48, 52 ), the output of which is connected via a capacitor ( 49, 53 ) connected from the outside to the gate ( 5, 9 ) of the respectively assigned field effect transistor ( 2, 6 ) is connected.