DE3724346A1 - Circuit arrangement for dynamic control - Google Patents
Circuit arrangement for dynamic controlInfo
- Publication number
- DE3724346A1 DE3724346A1 DE19873724346 DE3724346A DE3724346A1 DE 3724346 A1 DE3724346 A1 DE 3724346A1 DE 19873724346 DE19873724346 DE 19873724346 DE 3724346 A DE3724346 A DE 3724346A DE 3724346 A1 DE3724346 A1 DE 3724346A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- voltage
- dynamic
- circuit arrangement
- microphone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
- H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sprachsteuerung für ein Endgerät der Nachrichtentechnik, die folgende Merkmale aufweist:The invention relates to a circuit arrangement for Voice control for a telecommunications terminal, has the following characteristics:
- - ein Mikrofon, das über einen Sendezweig mit einem Übertragungskanal verbunden ist,- a microphone connected to a Transmission channel is connected,
- - einen mit dem Übertragungskanal über einen Empfangszweig verbundenen Lautsprecher, und- one with the transmission channel over one Speakers connected to the receiving branch, and
- - eine die Verstärkung der Signale im Sendezweig bestimmende Steuerung.- A the amplification of the signals in the transmission branch determining control.
Eine Freisprecheinrichtung für Telefone weist eine Schaltungsanordnung zur Dynamiksteuerung der Sprachsignale auf (Elektrisches Nachrichtenwesen Band 53 (1978) Nr. 4, Seite 288 bis 293). Sie bietet dem Benutzer eine Reihe von Vorteilen: Das Gespräch kann ohne Handapparat geführt werden, was vor allem dann nützlich ist, wenn während des Gespräches Arbeiten mit der Hand zu erledigen sind (Notizen anfertigen, in Akten blättern). Der Benutzer kann sich frei im Raum bewegen, da er das Gespräch auch aus größerer Entfernung von dem Telefon führen kann. Da die Worte des fernen Gesprächsteilnehmers des B-Teilnehmers, über den Lautsprecher wiedergegeben werden, können dritte Personen das Gespräch mithören. Diese können sich über das eingebaute empfindliche Mikrofon schließlich auch an dem Gespräch aktiv beteiligen. Diese Vorteile gewinnen bei den neuen Kommunikationstechniken, wie z.B. bei dem im Rahmen des B-ISDN-Vorhaben vorgesehenen Bildfernsprechen, eine noch größere Bedeutung.A hands-free device for telephones has a circuit arrangement for dynamically controlling the speech signals (Electrical Communication Volume 53 (1978) No. 4, pages 288 to 293). It offers the user a number of advantages: The conversation can be held without a handset, which is particularly useful if work has to be done by hand during the conversation (taking notes, leafing through files). The user can move freely in the room because he can conduct the conversation from a distance from the phone. Since the words of the distant call participant of the B participant are reproduced via the loudspeaker, third parties can listen to the conversation. Finally, they can actively participate in the conversation via the built-in sensitive microphone. These advantages become even more important with the new communication technologies, such as for example in the telephony provided under the B-ISDN project.
Andererseits ergeben sich bei einer Freisprecheinrichtung aber auch zusätzliche Schwierigkeiten durch akustische und übertragungstechnische Störgrößen. Da jedes Raumgeräusch ebenso wie das gesprochene Wort von dem Freisprechmikrofon aufgenommen wird, ergibt sich im Vergleich zum Handapparat mit seiner definierten direkten Mikrofoneinsprache ein geringerer Störabstand. Dasselbe gilt auch für die Empfangsseite, da hier dem Ohr Nutzsignal und Störsignal gleichermaßen zugeführt werden.On the other hand, with a hands-free device but also additional difficulties due to acoustic and transmission disturbances. Because every Room noise as well as the spoken word from that Hands-free microphone is recorded, results in Comparison to the handset with its defined direct Microphone speech a lower signal-to-noise ratio. The same thing also applies to the reception side, since here the ear Useful signal and interference signal are supplied equally.
Ein von dem B-Teilnehmer bei dem A-Teilnehmer eintreffendes Signal wird vom Lautsprecher der Fernsprecheinrichtung wiedergegeben. Es gelangt über die Luftstrecke mit einer gewissen Dämpfung auch auf das Mikrofon und von dort aus zurück zum B-Teilnehmer. Über den Sendeweg, den Empfangsweg und die Luftstrecke wird also ein geschlossener Kreis gebildet. Ist in diesem Kreis die Verstärkung V=1/k, wobei k den Kopplungsfaktor zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrofon darstellt, entsteht das für den Benutzer äußerst störende Rückkopplungspfeifen, das auf jeden Fall vermieden werden muß. One from the B-subscriber to the A-subscriber incoming signal is from the loudspeaker Telephone device reproduced. It gets through the Air gap with a certain damping also on that Microphone and from there back to the B participant. over the transmission route, the reception route and the air distance a closed circle is formed. Is in this Circle the gain V = 1 / k, where k den Coupling factor between the speaker and the Representing a microphone, this is extremely for the user annoying feedback whistles, that definitely must be avoided.
Die bekannte Freisprecheinrichtung weist deshalb eine Dynamik- oder Sprachsteuerung auf, durch die abhängig vom Sprachpegel die Verstärkung in den beiden Übertragungswegen geregelt wird: Eine Erhöhung der Verstärkung im Sendeweg hat eine gleich große Verminderung der Verstärkung im Empfangsweg zur Folge und umgekehrt. Abhängig von den jeweiligen Einsatzbedingungen läßt sich eine Mindestgrenze für den Sprachsteuerungshub abschätzen.The known speakerphone therefore has one Dynamic or voice control, depending on the Speech level the gain in the two Transmission routes is regulated: an increase in Gain in the transmission path has the same size Reduce the gain in the reception path and vice versa. Depending on the respective operating conditions can set a minimum limit for the voice control hub estimate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Dynamiksteuerung zu schaffen, bei der, ohne Verminderung der Verstärkung im Empfangskreis, die größtmögliche Kreisverstärkung genutzt wird.The invention has for its object a To create circuitry for dynamic control at who, without reducing the gain in the reception group, the greatest possible loop gain is used.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Schaltungsanordnung zur Sprachsteuerung gelöst,This object is achieved according to the invention by a Circuit arrangement for voice control solved,
- - bei der dem Mikrofon ein steuerbarer Dynamik-Kompander nachgeschaltet ist, in dem die von dem Mikrofon gelieferten Signalspannungen, die über einem vorgegebenen Wert liegen, durch Ändern des Verstärkungsgrades auf einen einheitlichen Signalpegel komprimiert werden,- where the microphone is controllable Dynamic compander is connected in which the of the signal voltages supplied to the microphone, which a predetermined value by changing the Degree of reinforcement to a uniform Signal levels are compressed
- - bei der in dem Dynamik-Kompander die unter dem vorgegebenen Wert liegenden Signalspannungen mit einem Verstärkungsgrad verstärkt werden, der mit abnehmendem Signalpegel verringert wird, und- in which in the dynamic compander the under the signal voltage with a predetermined value a degree of reinforcement to be reinforced with decreasing signal level is reduced, and
- - bei der der Verstärkungsgrad für Signalspannungen, die den vorgegebenen Wert aufweisen, einen Höchstwert annimmt.- where the gain for signal voltages, which have the specified value, a maximum value assumes.
Die Vorteile der durch die Erfindung ermöglichten adaptiven Dynamiksteuerung liegen insbesondere darin, daß mit ihr das vom normalen Telefon her gewohnte "Gegensprechen" erhalten bleibt, d.h., daß nicht der eine Gesprächsteilnehmer den anderen unterdrückt. Außerdem läßt sich mit der Erfindung ein hochwertiges breitbandiges und stereophones Freisprechen erreichen. Ein größerer Störabstand als üblich läßt sich mit einem einfachen und damit wirtschaftlichen Schaltungsaufbau erreichen. Befindet sich z.B. der Gesprächsteilnehmer in einem Raum mit hohem Umgebungsgeräusch, paßt er sich naturgemäß an diese Situation an, indem er einerseits lauter spricht, was jedoch durch die Schaltung ausgeregelt wird, andererseits die Wiedergabelautstärke erhöht, wodurch das übertragene Umgebungsgeräusch abgesenkt wird. Auch das Rückkopplungspfeifen wird zuverlässig vermieden.The advantages of those made possible by the invention adaptive dynamics control are in particular that with her the familiar from the normal telephone "Intercom" is retained, i.e. that not one Participants suppressed the other. Furthermore can be a high quality with the invention achieve broadband and stereophonic handsfree talking. A larger signal-to-noise ratio than usual can be achieved with a simple and therefore economical circuit design to reach. Is e.g. the interlocutor in a room with high ambient noise, it fits naturally to this situation, on the one hand speaks louder, which however through the circuit is adjusted, on the other hand the playback volume increases, causing the transmitted ambient noise is lowered. The feedback whistle will also reliably avoided.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The following are exemplary embodiments of the invention explained using the drawing. Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Dynamik-Steuerung von Sprachsignalen, Fig. 1 shows a circuit arrangement of the invention for dynamic control of speech signals,
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, Fig. 2 is a diagram for explaining the operation of the circuit arrangement of FIG. 1,
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung eines in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 verwendeten Entzerrers, Fig. 3 is a diagram illustrating an equalizer used in the circuit of Fig. 1,
Fig. 4 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 4 shows a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention,
Fig. 5 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 5 shows a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention,
Fig. 6 eine vierte Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit digitaler Signalverarbeitung, Fig. 6 shows a fourth embodiment of an inventive circuit arrangement with digital signal processing,
Fig. 7 eine fünfte Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 7 shows a fifth embodiment of a circuit arrangement according to the invention,
Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen nach den Fig. 4 bis 7, Fig. 8 is a diagram for explaining the circuit arrangements according to the invention according to FIGS. 4 to 7,
Fig. 9 ein weiteres zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen dienendes Diagramm, Fig. 9 shows a further serving to explain the operation of these circuit arrangements according to the invention diagram
Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines in der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 verwendeten Spannungs-Strom-Wandlers und Fig. 10 is a diagram for explaining the operation of a voltage-current converter used in the circuit arrangement of FIG. 7 and
Fig. 11 ein weiteres Diagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 4. Fig. 11 is another diagram for operation of the circuit arrangement according to Fig. 4.
Eine Freisprecheinrichtung weist ein Mikrofon 1 auf, das über einen Sendeweg oder Sendezweig 2 mit einer - in der Zeichnung nicht dargestellten - Teilnehmer-Anschlußleitung AL verbunden ist (Fig. 1). Die Anschlußleitung AL ist ihrerseits über einen Empfangsweg oder Empfangszweig 3 mit einem Lautsprecher 4 verbunden. Im Falle einer Zweidrahtübertragung sind der Sendeweg 2 und der Empfangsweg 3 in bekannter Weise über eine Gabelschaltung mit Nachbildung an die Teilnehmer-Anschlußleitung AL anzuschließen, bei Vierdrahtübertragung können sie direkt mit dem jeweiligen Adernpaar der Anschlußleitung AL verbunden werden.A hands-free device has a microphone 1 , which is connected via a transmission path or transmission branch 2 to a subscriber line AL (not shown in the drawing) ( FIG. 1). The connecting line AL is in turn connected to a loudspeaker 4 via a reception path or reception branch 3 . In the case of a two-wire transmission, the transmission path 2 and the reception path 3 are to be connected in a known manner via a hybrid circuit with a replica to the subscriber connecting line AL, in the case of four-wire transmission they can be connected directly to the respective pair of wires of the connecting line AL.
Der Sendeweg 2 enthält einen steuerbaren Dynamik-Kompressor 6, einen Dynamik-Expander 7, einen zwischen dem Kompressor 6 und dem Expander 7 liegenden Entzerrer 8 und einen Inverter 9. Einzelheiten des Kompressors 6 und des Expanders 7 werden weiter hinten erläutert.The transmission path 2 contains a controllable dynamic compressor 6 , a dynamic expander 7 , an equalizer 8 lying between the compressor 6 and the expander 7 and an inverter 9 . Details of the compressor 6 and the expander 7 are explained further below.
Die Ausgangssignale des Sendewegs 2 werden über eine Leitung 10, die ein Kopplungsglied 30 enthält, zu dem Kompressor 6 zurückgeführt. Der Empfangsweg 3 enthält einen Multiplizierer 12 und einen diesem nachgeschalteten Verstärker 13, dessen Ausgang mit dem Lautsprecher 4 verbunden ist.The output signals of the transmission path 2 are fed back to the compressor 6 via a line 10 , which contains a coupling element 30 . The reception path 3 contains a multiplier 12 and an amplifier 13 connected downstream thereof, the output of which is connected to the loudspeaker 4 .
Mit einer Stelleinrichtung 14 kann der Benutzer die Lautstärke der mit dem Lautsprecher 4 ausgegebenen Sprachsignale steuern. Dazu werden die Ausgangssignale der Stelleinrichtung 14 an den Steuereingang 16 des Multiplizierers 12 angelegt und bewirken in diesem die gewünschte Änderung der Amplitude oder des Pegels der zu dem Signaleingang 17 des Multiplizierers 12 gelangenden Empfangssignale. Die Ausgangssignale des Multiplizierers 12 werden in dem Verstärker 13 verstärkt und über den Lautsprecher ausgegeben.With an actuating device 14 , the user can control the volume of the speech signals output by the loudspeaker 4 . For this purpose, the output signals of the actuating device 14 are applied to the control input 16 of the multiplier 12 and in this effect the desired change in the amplitude or the level of the received signals reaching the signal input 17 of the multiplier 12 . The output signals of the multiplier 12 are amplified in the amplifier 13 and output via the loudspeaker.
Der Kompressor 6 enthält einen invertierenden Verstärker 18 und einen in dessen Rückführungszweig liegenden Multiplizierer 20, welche auch als ein steuerbarer Verstärker angesehen werden können. Dabei ist der Ausgang des Verstärkers 18 mit einem Signaleingang 21 des Multiplizierers 20 verbunden. The compressor 6 contains an inverting amplifier 18 and a multiplier 20 located in its feedback branch, which can also be regarded as a controllable amplifier. The output of the amplifier 18 is connected to a signal input 21 of the multiplier 20 .
Das in dem Mikrofon 1 erzeugte Mikrofon- oder Eingangssignal Ue des Kompressors 6 gelangt einerseits über ein Addierglied 22 zu dem Eingang des Verstärkers 18 und andererseits über einen Gleichrichter 23 und einen Tiefpaß 24 zu einem Steuereingang 25 des Multiplizierers 20. Das somit gleichgerichtete und geglättete Eingangssignal entspricht dem arithmetischen Mittelwert der Eingangssignalspannung. In Abhängigkeit von diesem Mittelwert wird der Rückkopplungsfaktor für den Verstärker 18 und somit dessen Verstärkung bestimmt. Bei zunehmender Lautstärke am Mikrofon 1 und damit zunehmender Amplitude des Mikrofonssignals wird die Rückkopplung erhöht und damit die Verstärkung herabgesetzt. Hieraus ergibt sich die Signalkompression in dem Kompressor 6. Zu der Wirkungsweise des Kompressors 6 im Rahmen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung siehe auch Fig. 2.The microphone or input signal Ue of the compressor 6 generated in the microphone 1 reaches the input of the amplifier 18 on the one hand via an adder 22 and on the other hand reaches a control input 25 of the multiplier 20 via a rectifier 23 and a low pass 24 . The input signal thus rectified and smoothed corresponds to the arithmetic mean of the input signal voltage. The feedback factor for the amplifier 18 and thus its gain is determined as a function of this mean value. As the volume on the microphone 1 increases and the amplitude of the microphone signal increases, the feedback is increased and thus the gain is reduced. This results in the signal compression in the compressor 6 . For the mode of operation of the compressor 6 in the circuit arrangement according to the invention, see also FIG. 2.
Zwischen dem Tiefpaß 24 und dem Steuereingang 25 des Multiplizierers 20 liegt ein Addierglied 26, über das das Ausgangssignal der Stelleinrichtung 14 dem Steuereingang 25 zugeführt wird. Der Wert des Lautstärke-Stellsignals bestimmt den Einsatzpunkt der Kompressionswirkung. Dabei wird dieser Einsatzpunkt so verändert, daß die resultierende Kreisverstärkung k erhalten bleibt, indem die Verstärkung des Multiplizierers 12 über den Steuereingang 16 ebenfalls verändert wird. Die im Bereich des Einsatzpunktes liegenden Signalamplituden oder -pegel - sie entsprechen der kleinsten Sprachlautstärke - werden mit dem größten Verstärkungsfaktor verstärkt, größere Signalpegel werden durch die Kompressionswirkung auf eine gleiche Signalamplitude gebracht. Oberhalb des Einsatzpunktes des Kompressors 6 wird das dem Steuereingang 25 zugeführte Steuersignal Ust durch das gleichgerichtete Mikrofonsignal Ueg bestimmt, unterhalb des Einsatzpunktes überwiegt der Einfluß des Lautstärke-Stellsignals Uls. Ohne weitere Maßnahmen ist der Übergang zwischen dem Bereich der Expansion, und dem Bereich der Kompression fließend.Between the low pass 24 and the control input 25 of the multiplier 20 there is an adder 26 , via which the output signal of the actuating device 14 is fed to the control input 25 . The value of the volume control signal determines the starting point of the compression effect. This point of use is changed so that the resulting loop gain k is retained by the gain of the multiplier 12 also being changed via the control input 16 . The signal amplitudes lying in the region of the application point or level - they correspond to the smallest volume of voice - are amplified with the largest gain, larger signal levels are brought about by the compression effect on a same signal amplitude. Above the point of use of the compressor 6 , the control signal Ust supplied to the control input 25 is determined by the rectified microphone signal Ueg , below the point of use the influence of the volume control signal Uls predominates. Without further measures, the transition between the area of expansion and the area of compression is fluid.
Bei einer einfacheren Freisprecheinrichtung wird statt der Stelleinrichtung 14 ein fest eingestellter Widerstand verwendet, durch den die Lautstärke und der Einsatzpunkt der Kompression festgelegt sind.In a simpler hands-free device, a fixed resistance is used instead of the setting device 14 , by means of which the volume and the point of use of the compression are determined.
Durch Rückkoppeln des Ausgangssignals Ua des Sendewegs der Freisprecheinrichtung auf den Kompressor 6 wird der Übergang von dem Expansionsbereich auf den Kompressionsbereich schmäler und schärfer gemacht. Die mit dem Ausgang des Inverters 9 verbundene Leitung 10 ist deshalb an ein weiteres Addierglied 28 angeschlossen, das vor dem Gleichrichter 23 liegt. Das Ausgangssignal Ua wird somit gleichgerichtet und geglättet und dann dem Signaleingang 25 zugeführt.By feeding back the output signal Ua of the transmission path of the hands-free device to the compressor 6 , the transition from the expansion area to the compression area is made narrower and sharper. The line 10 connected to the output of the inverter 9 is therefore connected to a further adder 28 which is located in front of the rectifier 23 . The output signal Ua is thus rectified and smoothed and then fed to the signal input 25 .
Die Leitung 10 kann ein Kopplungsnetzwerk 30 enthalten, das im Falle einer linearen Kopplung z.B. aus einem ohmschen Widerstand besteht. Realisiert man aber das Kopplungsnetzwerk mittels eines Bauteils mit gekrümmter, insbesondere exponentieller, Kennlinie, so erhält man einen ausgesprochen scharfen Übergang zwischen dem Expansions- und dem Kompressionsbereich.The line 10 can contain a coupling network 30 , which in the case of a linear coupling consists, for example, of an ohmic resistor. However, if the coupling network is realized by means of a component with a curved, in particular exponential, characteristic curve, then a very sharp transition between the expansion and the compression area is obtained.
Das Ausgangssignal des Dynamik-Kompressors 6 wird dem Entzerrer 8 zugeführt, der aus einem System von Sperrfiltern besteht und in dem die Systemresonanzen der Schallwandlersysteme unterdrückt werden. In Fig. 3 ist das ungefilterte Signal mit durchgezogener Linie und die entsprechende Durchlaßkurve des Entzerrers 8 mit punktierter Linie dargestellt, und zwar in Abhängigkeit von der Frequenz. Durch das Wegfiltern der Systemresonanzen kann die Verstärkung des Nutzsignales von V1 auf V2 erhöht werden. Mit Δ V ist die maximal mögliche Erhöhung der Verstärkung dargestellt.Da die resonanzbedingten Verzerrungen unterdrückt werden, wird die Verständlichkeit des Sprachsignals erheblich verbessert. Die Sperrfilter müssen im Einzelfall in Abhängigkeit von den Eigenschaften der verwendeten Schallwandler, des Einbauortes und des Abstandes des Mikrofons zum Lautsprecher ausgelegt werden.The output signal of the dynamic compressor 6 is fed to the equalizer 8 , which consists of a system of blocking filters and in which the system resonances of the sound converter systems are suppressed. In Fig. 3, the unfiltered signal with a solid line and the corresponding pass curve of the equalizer 8 is shown with a dotted line, depending on the frequency. By filtering the system resonances, the gain of the useful signal can be increased from V1 to V2. With Δ V, the maximum possible increase in gain dargestellt.Da is the resonance-induced distortions are suppressed, the intelligibility of the speech signal is considerably improved. The cut-off filters must be designed in individual cases depending on the properties of the sound transducers used, the installation location and the distance of the microphone from the loudspeaker.
Von dem Entzerrer 8 gelangt das Signal zu dem Expander 7. Dieser weist einen Multipilizierer 31, einen Gleichrichter 32 und einen Tiefpaß 33 auf. Das Ausgangssignal des Entzerrers 8 gelangt einerseits direkt zu einem ersten Eingang oder Signaleingang des Multiplizierers 31 und andererseits über den Gleichrichter 32 und den Tiefpaß 33 zu dem zweiten Eingang oder Steuereingang des Multiplizierers 31. Durch diese Multiplikation des Eingangssignals mit dem entsprechenden Gleichstromwert dieses Signals werden Änderungen des Eingangssignals in dem Expander quadriert. Für die in dem Kompressor 6 auf eine einheitliche Amplitude gebrachten Nutzsignale hat der Expander 7 eine fest vorgegebene Verstärkung, die die Maximalverstärkung des Expanders darstellt. Für Signale, deren Amplitude unter dem Einsatzpunkt der Kompression liegt, nimmt aber die Verstärkung proportional mit der Abnahme der Eingangsspannung ab. D.h. Spannungen, die kleiner als das Nutzsignal sind, werden durch die Verstärkungsminderung stark herabgesetzt. Eine Eingangspegelreduzierung bewirkt eine im Quadrat größere Ausgangspegelreduzierung: The signal reaches the expander 7 from the equalizer 8 . This has a multiplier 31 , a rectifier 32 and a low-pass filter 33 . The output signal of the equalizer 8 on the one hand goes directly to a first input or signal input of the multiplier 31 and on the other hand via the rectifier 32 and the low-pass filter 33 to the second input or control input of the multiplier 31 . This multiplication of the input signal by the corresponding DC value of this signal squares changes in the input signal in the expander. For the useful signals brought to a uniform amplitude in the compressor 6 , the expander 7 has a predetermined gain which represents the maximum gain of the expander. For signals whose amplitude is below the point of commencement of compression, however, the gain decreases proportionally with the decrease in the input voltage. This means that voltages that are smaller than the useful signal are greatly reduced by the gain reduction. An input level reduction results in a larger square output level reduction:
Ua2=Ua1×(Ue2/Ue1)2, wobei Ue1, Ue2 ein erster und ein zweiter Eingangsspannungswert und Ua1, Ua2 ein erster und ein zweiter Ausgangsspannungswert sind.Ua2 = Ua1 × (Ue2 / Ue1) 2 , Ue1, Ue2 being a first and a second input voltage value and Ua1, Ua2 being a first and a second output voltage value.
Die Vorteile der adaptiven Dynamiksteuerung der Sprachsignale lassen sich anhand des Diagramms von Fig. 2 verdeutlichen, in dem die Ausgangssignalspannung Ua in Abhängigkeit von der Eingangssignalspannung Ue - jeweils in dB gemessen - dargestellt sind. Die Gesetzmäßigkeit ist für eine Freisprecheinrichtung mit konstanter Verstärkung in punktierten Linien und für die erfindungsgemäße Freisprecheinrichtung mit adaptiver Dynamiksteuerung in durchgezogenen Linien dargestellt. Bei kleiner Sprachlautstärke - Gerade G 1 - kann eine große Empfindlichkeit eingestellt werden. Bei einer Freisprecheinrichtung mit pegelunabhängiger konstanter Verstärkung ist aber die maximale Aussteuergrenze MA sehr schnell erreicht, und außerdem werden die Störsignale zusammen mit den Sprachsignalen merklich verstärkt.The advantages of the adaptive dynamic control of the speech signals can be illustrated with the aid of the diagram in FIG. 2, in which the output signal voltage Ua is shown as a function of the input signal voltage Ue , measured in dB in each case. The law is shown for a hands-free device with constant gain in dotted lines and for the hands-free device according to the invention with adaptive dynamic control in solid lines. With low speech volume - straight G 1 - a high sensitivity can be set. In a hands-free device with level-independent constant amplification, however, the maximum modulation limit MA is reached very quickly, and the interference signals are also noticeably amplified together with the speech signals.
Bei der erfindungsgemäßen Freisprecheinrichtung hingegen werden die Eingangs- oder Mikrofonsignale, die unter dem Einsatzpunkt des Kompressors liegen, stark unterdrückt. Dieser Bereich ist durch Geraden E 1 bis En dargestellt. Dabei hängt der Einsatzpunkt der Kompression und damit auch die Lage der jeweiligen Expansions-Geraden von der Stellung des Lautstärkeeinstellers 14 ab. Mit einem Pfeil LSmin ist die geringstmögliche Lautstärkeeinstellung und mit einem Pfeil LSmax die höchstmögliche Lautstärkeeinstellung gekennzeichnet. In diesem Bereich liegende Eingangssignale werden in dem Expander mit einem veränderlichen Verstärkungsgrad verstärkt, der mit abnehmender Signalamplitude immer kleiner wird, so daß die Störsignale stark unterdrückt werden. Die Verstärkung in dem Kompressor hat hier einen festen Höchstwert. Eingangssignale die über dem Einsatzpunkt des Kompressors liegen werden durch diesen auf eine nahezu konstante Ausgangsspannung zurückgeregelt - Gerade Ko -, und ergeben somit beim B-Teilnehmer eine im wesentlichen konstante Empfangslautstärke. Dabei nimmt die Verstärkung des Expanders einen festen Höchstwert an.In the hands-free device according to the invention, however, the input or microphone signals which are below the point of use of the compressor are strongly suppressed. This area is represented by straight lines E 1 to En . The point of use of the compression and thus also the position of the respective expansion line depends on the position of the volume adjuster 14 . An arrow LSmin indicates the lowest possible volume setting and an arrow LSmax the highest possible volume setting . Input signals lying in this area are amplified in the expander with a variable gain, which becomes smaller and smaller with decreasing signal amplitude, so that the interference signals are strongly suppressed. The gain in the compressor has a fixed maximum here. Input signals that are above the point of use of the compressor are regulated back to an almost constant output voltage - especially Ko -, and thus result in an essentially constant reception volume for the B subscriber. The expander gain increases to a fixed maximum.
Bildlich gesprochen hat dies für den B-Teilnehmer die Wirkung, wie wenn mehrere die Freisprecheinrichtung des A-Teilnehmers benutzende Personen in dem gleichen Abstand von ihrem Endgerät und mit gleicher Lautstärke sprechen, während Störgeräuschquellen von dem Endgerät weit weggerückt werden. Außerdem wird damit erreicht, daß Echos bei der Gesprächsverbindung unterdrückt werden.Metaphorically speaking, this was for the B-participant Effect as if several handsfree of the People using A-participant at the same distance speak from your device and at the same volume, while noise sources are far from the terminal be moved away. It also ensures that Echoes in the call connection are suppressed.
Zur Verarbeitung von stereofonen Signalen muß eine Freisprecheinrichtung oder ein sonstiges Gerät der Nachrichtentechnik zur Übertragung von Sprach- oder Tonsignalen - z.B. eine Lautsprecheranlage mit Rückkopplungsstrecke - mit zwei Kanälen versehen sein, d.h. die beschriebenen Schaltungsbestandteile müssen doppelt vorhanden sein.To process stereophonic signals, a hands-free device or another telecommunications device for the transmission of voice or sound signals - eg a loudspeaker system with a feedback link - must be provided with two channels, ie the circuit components described must be duplicated.
Die aus Fig. 4 ersichtliche Schaltungsanordnung zur adaptiven Dynamiksteuerung von Sprachsignalen weist die vorteilhaften Eigenschaften der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auf. Es werden für sie aber weniger Bauteile benötigt, da bei ihr eine Multiplikationsschaltung eingespart wird. Die von dem Mikrophon 50 gelieferte Signalspannung gelangt zu einem Entzerrer oder Equalizer 51, in dem die weiter vorne erwähnten Systemresonanzen unterdrückt werden. Von dem Erzerrer 51 gelangt die gefilterte Mikrophonsignal- oder Eingangsspannung U 1 zu einem Kompander 52, der den Kompressor 6 und den Expander 7 der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ersetzt. Dabei bilden eine Addierschaltung 53, ein Operationsverstärker 54, ein Multiplizierer 55, ein Hochpaß 56, ein Gleichrichter 57 und ein Tiefpaß 58 einen an sich bekannten Dynamik-Kompressor, der wie nachfolgend erläutert arbeitet.The circuit arrangement shown in FIG. 4 for adaptive dynamic control of speech signals has the advantageous properties of the circuit arrangement according to FIG. 1. However, fewer components are required for it, since it saves a multiplication circuit. The signal voltage supplied by the microphone 50 reaches an equalizer 51 in which the system resonances mentioned earlier are suppressed. From the Erzerrer 51 the filtered Mikrophonsignal- or input voltage U 1 passes replaces the compressor 6 and the expander 7 of the circuit of Fig. 1 to a compander 52. An adder circuit 53 , an operational amplifier 54 , a multiplier 55 , a high-pass filter 56 , a rectifier 57 and a low-pass filter 58 form a dynamic compressor which is known per se and operates as explained below.
Die Eingangssignalspannung U 1 gelangt über die Addierschaltung 53 zu dem Operationsverstärker 54, dessen Ausgangssignal U 2 über den Multiplizierer 55 auf die Addierschaltung 53 rückgeführt wird.The input signal voltage U 1 passes through the adding circuit 53 to the operational amplifier 54, whose output signal is fed back U 2 via the multiplier 55 to the adder circuit 53rd
Die Eingangsspannung U 1 gelangt außerdem über den Hochpaß 56, den Gleichrichter 57 und den Tiefpaß 58 als Spannungs-Mittelwert U 4 auf den zweiten Eingang oder Steuereingang des Multiplizierers 55. Wenn über einen Addierer 59 keine weitere Spannung zugeführt wird, ist der Mittelwert U 4 gleich dem Mittelwert der Eingangsspannung U 1.The input voltage U 1 also reaches the second input or control input of the multiplier 55 via the high-pass 56 , the rectifier 57 and the low-pass 58 as the mean voltage U 4 . If no further voltage is supplied via an adder 59 , the mean value U 4 is equal to the mean value of the input voltage U 1 .
Der Multiplizierer 55 bildet das Produkt aus dem Spannungs-Mittelwert U 4 und der zeitlich veränderlichen Ausgangsspannung U 2. Eine Erhöhung der Eingangsspannung U 1 bewirkt eine proportionale Erhöhung des Verstärkungsproduktes U 4×V2. Dadurch erhöht sich die an dem Addierer 53 anliegende Gegenkopplungsspannung U 5 um den gleichen Betrag wie die Eingangsspannung U 1. Die - zeitlich veränderlichen - Eingangsspannung U 3 und Ausgangsspannung U 2 des Verstärkers 54 bleiben aber unverändert. Dies ergibt die Kompression der zu übertragenden Sprachsignale in dem Kompander 52. The multiplier 55 forms the product of the mean voltage value U 4 and the time-varying output voltage U 2 . An increase in the input voltage U 1 causes a proportional increase in the gain product U 4 × V2. As a result, the voltage applied to the adder 53 negative feedback voltage U 5 is increased by the same amount as the input voltage U. 1 The - time-varying - but input voltage U 3 and U 2 output voltage of the amplifier 54 remain unchanged. This results in the compression of the speech signals to be transmitted in the compander 52 .
Mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Schaltungsbestandteile wird zusätzlich der Einsatzpunkt der Kompression bestimmt und eine Dynamik-Expansion der Sprachsignale durchgeführt: einem Hochpaß 61, einem Vollweggleichrichter 62, einer Addierschaltung 63, einer Lautstärke-Stelleinrichtung 64, einem Tiefpaß 65 und einer Diode 66.With the aid of the circuit components listed below, the starting point of the compression is additionally determined and a dynamic expansion of the speech signals is carried out: a high-pass filter 61 , a full-wave rectifier 62 , an adder circuit 63 , a volume control device 64 , a low-pass filter 65 and a diode 66 .
Ab welcher Eingangsspannung U 1 eine Dynamik-Kompression einsetzen soll, hängt von der Größe einer Steuerspannung U 6 ab, die dem Eingang des Multiplizierers 55 über die Diode 66 und den Addierer 59 zugeführt wird. Die gemittelte Steuerspannung U 6 bestimmt, sofern der Mittelwert der Eingangsspannung U 1 kleiner als U 6 ist, das Verstärkungsprodukt U 4×V2 des Multiplizierers 55.The input voltage U 1 from which dynamic compression is to be used depends on the size of a control voltage U 6 which is fed to the input of the multiplier 55 via the diode 66 and the adder 59 . If the mean value of the input voltage U 1 is less than U 6 , the average control voltage U 6 determines the amplification product U 4 × V2 of the multiplier 55 .
Wird das Verstärkungsprodukt lediglich von einer von der Stelleinrichtung 64 vorgegebenen Gleichspannung U 8 bestimmt, so ergibt sich eine konstante Verstärkung des Eingangssignals U 1, dessen dynamische Schwankungen proportional auf das Ausgangssignal U 2 übertragen werden.If the amplification product is only determined by a direct voltage U 8 specified by the adjusting device 64 , the input signal U 1 is constantly amplified, the dynamic fluctuations of which are transmitted proportionally to the output signal U 2 .
Wird die Eingangsspannung U 1 größer als die Steuerspannung U 6, so sperrt die Diode 66, wodurch das Verstärkungsprodukt des Multiplizierers 55 wieder von dem Eingangssignal U 1 abhängig und somit die Dynamik-Kompression wirksam ist. Dieses Betriebsverhalten ist durch eine Kurve a in Fig. 8 veranschaulicht.If the input voltage U 1 is greater than the control voltage U 6 , the diode 66 blocks, as a result of which the amplification product of the multiplier 55 is again dependent on the input signal U 1 and the dynamic compression is thus effective. This operating behavior is illustrated by a curve a in FIG. 8.
Die Steuerspannung U 6 setzt sich aus einer von der Stelleinrichtung 64 abhängigen Gleichspannung und einer von der zeitlich veränderlichen Ausgangsspannung U 2 abgeleiteten, gleichgerichteten Wechselspannung U 9 zusammen. Die Ausgangsspannung U 2 wird dazu durch den Hochpaß 61 von Gleichspannungsanteilen getrennt und durch den Vollweggleichrichter 62 gleichgerichtet. Dieser erzeugt eine negative Spannung -U 9, deren Größe von dem Ausgangssignal U 2 abhängig ist.The control voltage U 6 is composed of a direct voltage dependent on the actuating device 64 and a rectified alternating voltage U 9 derived from the time-varying output voltage U 2 . For this purpose, the output voltage U 2 is separated from DC components by the high-pass filter 61 and rectified by the full-wave rectifier 62 . This generates a negative voltage - U 9 , the size of which depends on the output signal U 2 .
In der Addierschaltung 63 werden U 8 und -U 9 miteinander addiert. U 6 stellt somit eine Steuerspannung dar, die mit zunehmender Ausgangsspannung U 2 abnimmt. Über den gesamten Bereich, in dem die Eingangsspannung U 1 kleiner als U 6 ist, bewirkt eine Abnahme der Steuerspannung U 6 U 4 eine Verringerung der Gegenkopplungsspannung U 5 und damit eine Erhöhung der Ausgangsspannung U 2.In the adder circuit 63 U 8 and - U 9 are added together. U 6 thus represents a control voltage that decreases with increasing output voltage U 2 . Over the entire range in which the input voltage U 1 is less than U 6 , a decrease in the control voltage U 6 U 4 causes a reduction in the negative feedback voltage U 5 and thus an increase in the output voltage U 2 .
Der Mittelwert der überlagerten Gleichspannung U 7 wird durch den Tiefpaß 65 gebildet. Der Tiefpaß 65 bestimmt die Regelzeitkonstante für die Expansion. In dem Diagramm von Fig. 8, in dem die Ausgangsspannung U 2 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung U 1 dargestellt ist, zeigt die Kurve b, daß die Expansion mit zunehmender Eingangsspannung zunimmt, da die Wirkung der gleichgerichteten Wechselspannung -U 9 auf die Steuerspannung mit zunehmender Eingangsspannung U 1 stärker wird. Diesem Verhalten kann entgegengewirkt werden, indem ein Vollweggleichrichter 62 mit logarithmischer Kennlinie verwendet wird.The mean value of the superimposed DC voltage U 7 is formed by the low-pass filter 65 . The low-pass filter 65 determines the control time constant for the expansion. In the diagram of Fig. 8, in which the output voltage U 2 is shown as a function of the input voltage U 1 , curve b shows that the expansion increases with increasing input voltage, since the effect of the rectified AC voltage - U 9 on the control voltage with increasing input voltage U 1 becomes stronger. This behavior can be counteracted by using a full-wave rectifier 62 with a logarithmic characteristic.
In Abhängigkeit von der Kennlinie des Gleichrichters 62 kann die Art der Expansionszunahme festgelegt werden. Die Kurven c und d in Fig. 8 sind Beispiele hierfür. Mit Hilfe der Verstärkung des aktiven Gleichrichters 62 läßt sich die Steilheit der Expansion bestimmen (Fig. 8, Kurven a und b). Depending on the characteristic of the rectifier 62 , the type of expansion increase can be determined. Curves c and d in Fig. 8 are examples of this. The steepness of the expansion can be determined with the aid of the gain of the active rectifier 62 ( FIG. 8, curves a and b ).
Die von der Stelleinrichtung 64 gelieferte Gleichspannung U 8 ist auch an den Eingang eines Muliplizierers 68 gelegt und bestimmt somit die Wiedergabelautstärke in dem Empfangszweig der Schaltungsanordnung. Dem zweiten Eingang des Muliplizierers 68 wird das von dem entfernten Gesprächsteilnehmer über die Teilnehmer-Anschlußleitung ankommende Empfangssignal U 12 zugeführt. Der Ausgang des Multiplizierers 68 ist über einen Verstärker 69 mit einem Lautsprecher 70 verbunden.The direct voltage U 8 supplied by the actuating device 64 is also applied to the input of a multiplier 68 and thus determines the playback volume in the receiving branch of the circuit arrangement. The second input of the multiplier 68 is supplied with the received signal U 12 from the distant subscriber via the subscriber line. The output of the multiplier 68 is connected to a loudspeaker 70 via an amplifier 69 .
Wird die Lautstärke an der Stelleinrichtung 64 erhöht und damit die Verstärkung des Empfangssignals U 12 vergrößert, so wird der Kompression-Einsatzpunkt verschoben. Dies ist in Fig. 9 durch den Abstand zwischen der Kurve b und der Kurve c verdeutlicht. Dadurch wird verhindert, daß die maximal zulässige Kreisverstärkung überschritten wird und damit eine Rückkopplung einsetzt.If the volume on the adjusting device 64 is increased and thus the amplification of the received signal U 12 is increased, the compression starting point is shifted. This is illustrated in FIG. 9 by the distance between curve b and curve c . This prevents the maximum permissible loop gain from being exceeded and thus using feedback.
Würde man die Spannung U 8 zusätzlich mit einer von der Empfangsspannung U 12 abgeleiteten Größe überlagern, so könnte der Einsatzpunkt der Kompression in Abhängigkeit von den dynamischen Schwankungen des empfangenen Signals gesteuert werden. Dadurch würde die Rückkopplungsgefahr noch weiter reduziert, wobei die Wiedergabelautstärke erhöht werden könnte, und zwar um einen Betrag der der Verschiebung der Kennlinien entspricht, die in Fig. 11 angedeutet ist. Die gleiche Wirkung läßt sich erziehlen, indem die Empfangsspannung - wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 realisiert - zu der Eingangsspannung U 1 addiert wird. Dazu wird die Empfangsspannung U 12 von dem Ausgang des Verstärkers 69 über einen Hochpaß als abgeleitete Empfangsspannung U 11 einem Addierer 72 zuführt, der zwischen dem Hochpaß 56 und dem Gleichrichter 57 liegt. Would be the voltage U 8 additionally overlap with either of the received voltage U 12 quantity derived, the starting point of compression in response to the dynamic variations of the received signal could be controlled. This would further reduce the risk of feedback, and the playback volume could be increased by an amount that corresponds to the shift in the characteristic curves, which is indicated in FIG. 11. The same effect can be achieved by adding the received voltage - as implemented in the circuit arrangement according to FIG. 4 - to the input voltage U 1 . For this purpose, the received voltage U 12 is fed from the output of the amplifier 69 via a high pass as the derived received voltage U 11 to an adder 72 , which is located between the high pass 56 and the rectifier 57 .
Die Regelzeitkonstanten für die Expansion und Kompression können mit Hilfe der Tiefpässe 58 und 65 unabhängig voneinander dimensioniert werden. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 ist die Regelzeitkonstante für die Expansion und die Kompression einheitlich, sie wird von nur einem als Integrator wirkenden Tiefpaß 74 bestimmt. Hierzu werden die gleichgerichteten Wechselspannungen U 1 und U 7 vor der Integration in einem Addierer 75 miteinander addiert. Der weitere Aufbau und die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 entsprechen weitgehend der Schaltungsanordnung nach Fig. 4, sie werden deshalb nicht nochmals erläutert.The control time constants for the expansion and compression can be dimensioned independently of one another using the low-pass filters 58 and 65 . In the circuit arrangement of FIG. 5, the control time constant for the expansion and the compression is uniform, it is determined by only one low-pass filter acting as an integrator 74th For this purpose, the rectified AC voltages U 1 and U 7 are added together before integration in an adder 75 . The further structure and mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 5 largely correspond to the circuit arrangement according to FIG. 4, they will therefore not be explained again.
In der aus Fig. 6 ersichtlichen Schaltungsanordnung werden die Sprachsignale digital verarbeitet und ubertragen. Die gestrichelt eingerahmten Schaltungsteile stimmen in ihrer Funktion weitgehend mit den entsprechenden Schaltungsteilen von Fig. 4 oder 5 überein, sie unterscheiden sich von ihnen aber dadurch, daß sie zum Verarbeiten von digitalisierten Signalen ausgelegt sind. Die digitalen Schaltungsbestandteile sind mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 und 5 und zusätzlich zur Unterscheidung mit einem versehen.In the circuit arrangement shown in FIG. 6, the speech signals are digitally processed and transmitted. The circuit parts framed by dashed lines largely correspond in their function to the corresponding circuit parts of FIG. 4 or 5, but they differ from them in that they are designed for processing digitized signals. The digital circuit components are provided with the same reference numerals as in FIGS. 4 and 5 and in addition to distinguish them.
Da die Lautsprecher- und Mikrophonsignale aber weiterhin analog sind, müssen sie zunächst in zeitdiskrete digitale Abtastwerte umgesetzt werden. Dazu sind einige zusätzliche Bausteine erforderlich. Das Mikrophon 50 ist über ein Anti-Aliasing-Filter 78, welches Frequenzen unterdrückt, die über der halben Abtastfrequenz liegen, mit einem Analog-Digital-Wandler 79 verbunden. In dem Empfangszweig werden die über die Teilnehmer-Anschlußleitung AL empfangenen Signale in einem Digital-Analog-Wandler 80 in ein Analogsignal umgesetzt, wobei ein Tiefpaß 81 restliche Oberwellen abschneidet. Für die Verarbeitung der Signale benötigen sämtliche digitalen Bausteine Taktsignale. Dies ist in der Zeichnung durch eine Taktleitung 82 angedeutet. Die von dem Gleichrichter 57* und von der Addierschaltung 63* gelieferten Momentanwerte der Spannungen U 1* bzw. U 7* werden in einer Vergleichsschaltung 83 miteinander verglichen und ein Schalter 84 daraufhin so gesteuert, daß die den größeren Wert aufweisende Spannung an den Integrator 74* gelegt wird. Dies entspricht der Funktion der Diode 66 in Fig. 5 und bestimmt den Übergang von der Expansion in die Kompression. Die weitere Wirkungsweise ist dann wie anhand der vorherigen Ausführungsbeispiele bereits beschrieben.Since the loudspeaker and microphone signals are still analog, they must first be converted into discrete-time digital samples. This requires some additional building blocks. The microphone 50 is connected to an analog-to-digital converter 79 via an anti-aliasing filter 78 , which suppresses frequencies that are above half the sampling frequency. In the receiving branch, the signals received via the subscriber line AL are converted into an analog signal in a digital-to-analog converter 80 , a low-pass filter 81 cutting off residual harmonics. All digital components require clock signals to process the signals. This is indicated in the drawing by a clock line 82 . The instantaneous values of the voltages U 1 * and U 7 * supplied by the rectifier 57 * and by the adding circuit 63 * are compared with one another in a comparison circuit 83 and a switch 84 is then controlled in such a way that the voltage having the greater value is sent to the integrator 74 * is placed. This corresponds to the function of the diode 66 in FIG. 5 and determines the transition from expansion to compression. The further mode of operation is then as already described with reference to the previous exemplary embodiments.
Die aus Fig. 7 ersichtliche Schaltungsanordnung entspricht in ihrer Wirkungsweise ebenfalls den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen, sie ist aber mit einem auf dem Markt erhältlichen Kompander-Baustein NE 572 realisiert. Da dieser Baustein einen Gleichrichter 86 mit Stromeingang aufweist und dessen mit einem Integrator 87 verbundener Ausgang nicht zugänglich ist, wird die überlagerte Wechselspannung U 7 durch einen Spannungs-Strom-Wandler 88 in einen Steuerstrom I 7 umgesetzt, welcher dann vor der Gleichrichtung des Eingangsstroms I 1 zu diesem addiert wird. Der Spannungs-Strom-Wandler 88 arbeitet hierbei als Potenzierer mit einem Verhalten nach folgender Funktion: The circuit arrangement shown in FIG. 7 also corresponds in its mode of operation to the exemplary embodiments already described, but is implemented using a compander module NE 572 available on the market. Since this module has a rectifier 86 with a current input and its output connected to an integrator 87 is not accessible, the superimposed AC voltage U 7 is converted by a voltage-current converter 88 into a control current I 7 , which is then before the rectification of the input current I 1 is added to this. The voltage-current converter 88 works here as a potentiator with a behavior according to the following function:
In Fig. 10 ist dieser funktionale Zusammenhang I 7=f(U 7) dargestellt. Eine hohe Gleichspannung U 8 bewirkt auch einen hohen Gleichspannungsanteil U 7 und dieser schiebt den Steuerstrom I 7 in den steilen Bereich der Kurve, in dem geringe Spannungsänderungen von U 7, die durch den überlagerten Wechselspannungsanteil U 2 verursacht werden, zu einer steilen Expanderfunktion führen. Mit abnehmender Gleichspannung wird die Expansion abgeschwächt, wie anhand der Kurven c, d und e in Fig. 9 ersichtlich ist.This functional relationship I 7 = f (U 7 ) is shown in FIG . A high DC voltage U 8 also causes a high DC voltage component U 7 and this pushes the control current I 7 into the steep region of the curve, in which small voltage changes in U 7 , which are caused by the superimposed AC voltage component U 2 , lead to a steep expander function. With decreasing DC voltage, the expansion is weakened, as can be seen from the curves c , d and e in FIG. 9.
Die Verstärkung des aktiven Gleichrichters 62 bestimmt die Steilheit der Expansion. Die Gleichspannung U 8 bestimmt den Arbeitspunkt des Gleichrichters 62.The gain of the active rectifier 62 determines the steepness of the expansion. The DC voltage U 8 determines the operating point of the rectifier 62 .
Mit den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen werden Störsignale bedämpft und Nutzsignale auf einen konstanten Sendepegel gebracht. Eine akustische Rückkopplung wird durch die Verschiebung des Kompressions-Einsatzpunktes auf einfache und wirksame Weise verhindert. Die beim Freisprechen häufig auftretende Halligkeit wird stark abgesenkt. Die Schaltungsanordnungen eignen sich daher sowohl im Einsatz als Freisprecheinrichtung als auch für andere Arten von Sprechschaltungen, die z.B. zur Beschallung von Hörsälen oder zur Aufnahme von akustischen Nutzsignalen, die von Störgeräuschen umgeben sind, dienen.With the invention described above Circuit arrangements are damped and interference signals Useful signals brought to a constant transmission level. An acoustic feedback is caused by the shift the compression point of use to simple and effective Way prevented. Often in handsfree mode any reverberation that occurs is greatly reduced. The Circuit arrangements are therefore suitable both in use as a speakerphone as well as for other types of Speech circuits, e.g. for sound reinforcement in lecture halls or to record acoustic useful signals from Noises are surrounded, serve.
Claims (10)
- - ein Mikrophon, das über einen Sendezweig mit einem Übertragungskanal verbunden ist,
- - einen mit dem Übertragungskanal über einen Empfangszweig verbundenen Lautsprecher und
- - eine die Verstärkung der Signale im Sendezweig bestimmende Steuerung, dadurch gekennzeichnet,
- - daß dem Mikrophon (50) ein steuerbarer Dynamik-Kompander (52) nachgeschaltet ist, in dem die von dem Mikrophon (50) gelieferten Signalspannungen (U 1), die über einem vorgegebenen Wert liegen, durch Ändern des Verstärkungsgrades auf einen einheitlichen Signalpegel komprimiert werden,
- - daß in dem Dynamik-Kompander (52) die unter dem vorgegebenen Wert liegenden Signalspannungen mit einem Verstärkungsgrad verstärkt werden, der mit abnehmendem Signalpegel verringert wird,
- - daß der Verstärkungsgrad für Signalspannungen, die den vorgegebenen Wert aufweisen, einen Höchstwert annimmt.
- a microphone which is connected to a transmission channel via a transmission branch,
- - A speaker connected to the transmission channel via a receiving branch and
- a controller determining the amplification of the signals in the transmission branch, characterized in that
- - That the microphone ( 50 ) is followed by a controllable dynamic compander ( 52 ), in which the signal voltages ( U 1 ) supplied by the microphone ( 50 ), which are above a predetermined value, are compressed by changing the degree of amplification to a uniform signal level will,
- - That in the dynamic compander ( 52 ) the signal voltages below the predetermined value are amplified with a gain that is reduced as the signal level decreases,
- - That the gain for signal voltages that have the predetermined value assumes a maximum value.
- - daß der Dynamik-Kompander aus einem Dynamik-Kompressor (6) und einem Dynamik-Expander (7) besteht,
- - daß in dem Dynamik-Kompressor (6) die von dem Mikrophon (1) gelieferten Signalspannungen, die über dem vorgegebenen Wert liegen, durch Ändern des Verstärkungsgrades auf einen einheitlichen Signalpegel komprimiert werden,
- - daß die von dem Dynamik-Kompressor ausgegebenen Signale dem Dynamik-Expander (7) zugeführt werden, durch den die unter dem vorgegebenen Wert liegenden Signalspannungen mit einem Verstärkungsgrad verstärkt werden, der mit abnehmendem Signalpegel verringert wird, und
- - daß der Verstärkungsgrad des Dynamik-Kompressors (6) für den vorgegebenen Wert aufweisende Signalspannungen einen Höchstwert annimmt.
- - That the dynamic compander consists of a dynamic compressor ( 6 ) and a dynamic expander ( 7 ),
- - That in the dynamic compressor ( 6 ) the signal voltages supplied by the microphone ( 1 ), which are above the predetermined value, are compressed to a uniform signal level by changing the amplification level,
- - That the signals output by the dynamic compressor are fed to the dynamic expander ( 7 ), by which the signal voltages below the predetermined value are amplified with a degree of amplification which is reduced as the signal level decreases, and
- - That the gain of the dynamic compressor ( 6 ) for the predetermined value having signal voltages assumes a maximum value.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873724346 DE3724346A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-07-23 | Circuit arrangement for dynamic control |
| DE19883805357 DE3805357A1 (en) | 1987-07-23 | 1988-02-20 | Circuit arrangement for dynamic range control of speech signals |
| ES198888107205T ES2037128T3 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-05 | VOICE CONTROL CIRCUIT FOR A TELECOMMUNICATION TERMINAL. |
| AT88107205T ATE82101T1 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-05 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR VOICE CONTROL FOR A COMMUNICATION TECHNOLOGY TERMINAL. |
| EP19880107205 EP0290952B1 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-05 | Speech control circuitry for a telecommunication terminal |
| DE8888107205T DE3875650D1 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-05 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR VOICE CONTROL FOR A TERMINAL DEVICE OF MESSAGE TECHNOLOGY. |
| CA000566307A CA1282511C (en) | 1987-05-15 | 1988-05-09 | Voice control circuit for a communication terminal |
| CN88102826A CN1012121B (en) | 1987-05-15 | 1988-05-14 | Volume range control circuit |
| AU16177/88A AU604544B2 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-16 | A volume control circuit |
| US07/194,307 US4891837A (en) | 1987-05-15 | 1988-05-16 | Voice control circuit for a communication terminal |
| JP63119072A JPS63314943A (en) | 1987-05-15 | 1988-05-16 | Volume range control circuit |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3716246 | 1987-05-15 | ||
| DE19873724346 DE3724346A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-07-23 | Circuit arrangement for dynamic control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3724346A1 true DE3724346A1 (en) | 1988-11-24 |
Family
ID=25855625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19873724346 Withdrawn DE3724346A1 (en) | 1987-05-15 | 1987-07-23 | Circuit arrangement for dynamic control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3724346A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0614304A1 (en) * | 1993-02-20 | 1994-09-07 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Process for improvement of acoustic feedback suppression in electro-acoustic devices |
| DE19537772A1 (en) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Sel Alcatel Ag | Hands-free communication system for telephone terminal |
| US5901230A (en) * | 1995-05-12 | 1999-05-04 | Alcatel N.V. | Hands-free communication method for a multichannel transmission system |
| EP0949767A2 (en) * | 1998-04-09 | 1999-10-13 | Alcatel | Multichannel echo canceller with compander |
| WO2007020104A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Stamer Musikanlagen Gmbh | Device for reproducing audio signals |
| RU2799561C2 (en) * | 2019-04-05 | 2023-07-06 | Транстрон Инк. | Echo cancelling device, echo cancelling method and echo cancelling program |
-
1987
- 1987-07-23 DE DE19873724346 patent/DE3724346A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0614304A1 (en) * | 1993-02-20 | 1994-09-07 | Alcatel SEL Aktiengesellschaft | Process for improvement of acoustic feedback suppression in electro-acoustic devices |
| US5467394A (en) * | 1993-02-20 | 1995-11-14 | Alcatel N.V. | Method of improving sidetone attenuation in electroacoustic systems |
| US5901230A (en) * | 1995-05-12 | 1999-05-04 | Alcatel N.V. | Hands-free communication method for a multichannel transmission system |
| DE19537772A1 (en) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Sel Alcatel Ag | Hands-free communication system for telephone terminal |
| EP0949767A2 (en) * | 1998-04-09 | 1999-10-13 | Alcatel | Multichannel echo canceller with compander |
| EP0949767A3 (en) * | 1998-04-09 | 2003-11-12 | Alcatel | Multichannel echo canceller with compander |
| WO2007020104A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Stamer Musikanlagen Gmbh | Device for reproducing audio signals |
| RU2799561C2 (en) * | 2019-04-05 | 2023-07-06 | Транстрон Инк. | Echo cancelling device, echo cancelling method and echo cancelling program |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0290952B1 (en) | Speech control circuitry for a telecommunication terminal | |
| DE2646924C3 (en) | Telephone conference system | |
| DE60108401T2 (en) | SYSTEM FOR INCREASING LANGUAGE QUALITY | |
| DE60035512T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING THE GAINS OF THE MICROPHONE AND SPEAKER AMPLIFIER IN A PORTABLE TELEPHONE | |
| DE69632896T2 (en) | Equalization of speech signals in a mobile phone | |
| DE2448412C3 (en) | Loudspeaker telephone circuit | |
| DE2526034A1 (en) | RESOLUTION PROCEDURE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE | |
| DE19517469A1 (en) | Hands-free procedure for a multi-channel transmission system | |
| DE3204567A1 (en) | HOERGERAET | |
| DE4305256A1 (en) | Process for improving the acoustic attenuation of electroacoustic systems | |
| EP0797339B1 (en) | Method and circuit for improving the transmission properties of a transmission link subjected to echo in a telecommunication network | |
| DE60317368T2 (en) | NONLINEAR ACOUSTIC ECHO COMPENSATOR | |
| DE3243818A1 (en) | AMPLIFIER CIRCUIT | |
| EP0600164A1 (en) | Method for the improvement of transmission properties of an electro-acoustic device | |
| DE3724346A1 (en) | Circuit arrangement for dynamic control | |
| DE69728150T2 (en) | DYNAMIC OPTIMIZATION FOR MICROPHONE AMPLIFICATION IN A HANDS-FREE UNIT | |
| EP0423537B1 (en) | Method for the automatic switching of the speech direction and circuit for implementing the method | |
| DE3606973A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A HANDS-FREE TELEPHONE | |
| DE4229910A1 (en) | Process for improving the acoustic attenuation of electroacoustic systems | |
| EP0642251B1 (en) | Method for the automatic switching of the speech direction and circuit arrangement for implementing the method | |
| DE3629596A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DECOUPLING THE TRANSFER BRANCHES OF A HANDS-FREE UNIT | |
| DE2633394C2 (en) | Circuit arrangement for compensating for the acoustic feedback | |
| DE19650410C1 (en) | Noise and echo suppression method for hands-free telephone communication | |
| DE3805357A1 (en) | Circuit arrangement for dynamic range control of speech signals | |
| DE2836371A1 (en) | Speech intelligibility improvement method for noisy environment - splitting signal into frequency bands whose amplification is differently adjusted |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 3805357 Format of ref document f/p: P |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |