DE3927377C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tondämpfungsschaltung für ein
digitales Tonsystem gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei einem digitalen Tonsystem wird üblicherweise ein Datenträ
ger zum Aufzeichnen oder ein Hochfrequenz-Rundfunksignal in das
Tonsystem eingegeben; die zu verarbeitenden Daten werden in
digitale Form gewandelt. Danach werden sie in analoge Signale
rückgewandelt, um hörbare Sprachsignale zu erzeugen. Es gibt
verschiedene Arten digitaler Tonsysteme, wie digitale Bandgeräte,
"Compact Disc"-Spieler, Pulscodemodulations(PCM)-Prozessoren,
digitale Tuner und digitale Verstärker.
Eine derartige Schaltung ist aus der EP 02 66 159 A2 bekannt. Von
einer Steuer- oder Prozessoreinheit werden dieser bekannten
Dämpfungsschaltung digitale Datenworte, ein Worttakt und ein
Dämpfungssteuersignal zugeführt. Die digitalen Daten werden in
einem durch den Worttakt getakteten Register gehalten und einer
Bit-Schiebeeinrichtung zugeführt, die durch Verschieben der
Datenbits nach rechts sukzessive Divisionen durch zwei durchführt.
Ein Schalter nimmt die dividierten und die unverarbeiteten
digitalen Daten auf und gibt nach Maßgabe eines Steuerungssignals
entweder die dividierten oder die unverarbeiteten digitalen Daten
aus. Bei Vorliegen eines Dämpfungssteuerungssignals wird auf
diese Weise das digitale Tonsignal durch fortlaufende Divisionen
abgeschwächt. Dabei wird das zuletzt empfangene und in einem
Zwischenspeicher bereitgehaltene Datenwort beim Einschalten des
Dämpfungssteuersignals durch Bit-Verschiebung fortlaufend durch
zwei dividiert und dadurch mit jedem Taktzyklus gedämpft, bis die
gewünschte Ausblendung des Tonsignals erreicht ist.
Aus der DE 36 30 692 A1 ist ein Tonsignal-Übertragungssystem
bekannt, das eine digitale Signalverarbeitung und Aufteilung des
Gesamtsignals in Frequenzbereiche nach Art einer Frequenzweiche
durchführen soll, um eine störungsfreie Wiedergabe auf ver
schiedenen Ausgabeteilen zu erreichen. Dazu sind Vorrichtungen
zur Spektralanalyse, Schaltungen zur Aufteilung in Frequenzbänder
und digitale Filterschaltungen vorgesehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine digitale Tondämpfungsschaltung
zu schaffen, bei der die digitalen Tondaten bei Vorliegen eines
Dämpfungssteuerungssignals mit einer vorgegebenen Kurvenform auf
Null geführt werden, um so Störungen und Schlaggeräusche durch
abrupte Änderungen der Tonsignalhöhe zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient die digitale Tondämpfungsschaltung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.
Die Erfindung wird im folgenden mit Hilfe von Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Zeichnungen zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild eines Rauschsperrenschaltkreises in
einem Tonsystem gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 Signalformen an den Komponenten aus Fig. 1;
Fig. 3 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung und
Fig. 4 ein Schaltbild eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Rauschsperrenschaltkreis in einem digitalen
Tonsystem gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Ein elektronischer
Schalter SW ist mit dem Ausgangsanschluß eines Niederfre
quenzverstärkers 10, der das gewandelte analoge Sprachsignal
verstärkt und an eine nächste Stufe ausgibt, und mit einem
Masseanschluß verbunden. Der elektronische Schalter SW wird über
ein Dämpfsignal betrieben, das von einer nicht gezeigten
Systemsteuerung durch die Leitung 13 eingegeben wird. Dann wird
der Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 10 über den elektro
nischen Schalter SW auf den Masseanschluß gelegt, so daß das
Rauschen gedämpft wird.
Ein Sprachsignal 2a aus Fig. 2, das in den Niederfre
quenzverstärker 10 eingegeben wird, kann jedoch in Form des in
Fig. 2c gezeigten Sprachsignals ausgegeben werden, wenn der
elektronische Schalter SW durch Einfluß momentaner Störgeräusche
in dem Augenblick eingeschaltet wird, in dem das Dämpfsignal
plötzlich zu einem logisch hoch liegenden Zustand wechselt, wie
in Fig. 2b gezeigt. Es tritt daher das Problem auf, daß beim
Dämpfen durch die Störgeräusche oder vorübergehende Erscheinungen
des Tonsystems störende Schlaggeräusche erzeugt werden.
In Fig. 3 ist ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung gezeigt, und es weist auf: einen
digitalen Signalprozessor (DSP) 30, einen ersten Zwischenspeicher
31, einen zweiten Zwischenspeicher 32, einen
Komparator 33, einen Adreßkodierer 34, einen Zähler 35, einen
Speicher 36, einen Dividierer 37, einen Multiplizierer 38 und
einen ersten Schalt-Schaltkreis (SW1) 39.
Der digitale Signalprozessor 30 gibt einen Worttaktzug, ein
Dämpfsteuersignal und digitale Daten in einem gegebenen Bit aus,
die ein verarbeitetes digitales Sprachsignal in einem gegebenen
Bit sind, das von einem Analog/Digital-Wandler erhalten wird. Der
erste Zwischenspeicher 31 empfängt die digitalen Daten und den
Worttakt vom digitalen Signalprozessor 30 und hält die digitalen
Daten mittels des Worttaktes. Dann hält und verzögert der zweite
Zwischenspeicher 32 die vom ersten Zwischenspeicher 31 ausgegebenen
digitalen Daten unter Verwendung des vom digitalen
Signalprozessor 30 ausgegebenen Worttaktes.
Danach erzeugt der Komparator 33 durch Vergleichen der digitalen
Daten des ersten Zwischenspeichers 31 und des zweiten Zwi
schenspeichers 32 ein Vergleichssignal, um so zu erfassen, ob die
Amplitude der Kurvenformen des Sprachsignals in einem anwachsen
den oder abfallenden Zustand vorliegt. Der Adreßkodierer 34, der
das Vergleichssignal des Komparators 33 und das höchstwertige
Datenbit (MSB), das ein Kodierungsdatenbit vom ersten Zwi
schenspeicher 31 ist, durch das vom digitalen Signalprozessor 30
eingegebene Dämpfsteuersignal empfängt, erzeugt eine gegebene
Adresse, die gemäß dem logischen Wert der beiden Eingangssignale
voreingestellt ist.
Der Zähler 35, der durch das vom digitalen Signalprozessor 30
ausgegebene Dämpfsteuersignal die vom Adreßkodierer 34 aus
gegebene Adresse empfängt, erzeugt daher eine sequentielle
Adresse, die, beginnend mit der eingegebenen Adresse, durch den
vom digitalen Signalprozessor 30 ausgegebenen Worttaktzug für
eine gegebene Anzahl von Malen jeweils um eins anwächst. Der
Speicher 36 liest zweite digitale Daten aus, die zuvor unter
einer der sequentiellen Adresse des Zählers 35 entsprechenden
Adresse gespeichert wurden, welche eine gegebene Zahl von Malen
jeweils um eins anwächst. Der Dividierer 37 dividiert vom ersten
Zwischenspeicher 31 über einen ersten Eingangsanschluß des
Dividierers eingegebene erste digitale Daten durch einen
fortlaufend an einem zweiten Eingangsanschluß des Dividierers
eingegebenen festen Datenwert und erzeugt dritte digitale Daten,
die das Ergebnis des Divisionsvorgangs sind.
Danach multipliziert der Multiplizierer 38 die vom Speicher 36
ausgelesenen zweiten digitalen Daten mit den vom Dividierer 37
erzeugten dritten digitalen Daten und erzeugt als Ergebnis des
Multipliziervorgangs vierte digitale Daten.
Der erste Schalt-Schaltkreis 39 empfängt das Dämpfsteuersignal
und die ersten digitalen Daten vom digitalen Signalprozessor 30
und die vierten digitalen Daten vom Multiplizierer 38 und wählt
dann gemäß dem logischen Zustand des Dämpfsteuersignals die
ersten oder die vierten digitalen Daten aus und gibt sie selektiv
durch einen Digital/Analog-Wandler aus.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter
Bezug auf Fig. 3 detailliert beschrieben.
Im Zustand, wenn die Netzversorgung eingeschaltet wird, erzeugt
der digitale Signalprozessor 30 fortlaufend den Worttaktzug und
gibt ihn auf eine Leitung 42 aus. Im normalen Betriebszustand,
nämlich dann, wenn die ersten digitalen Daten, die ein vom
Analog/Digital-Wandler ausgegebenes verarbeitetes digitales
Sprachsignal sind, durch eine Busleitung 40 und den ersten
Schalt-Schaltkreis 39 an den Digital/Analog-Wandler ausgegeben
werden sollen, gibt der digitale Signalprozessor 30 das Dämpf
steuersignal im logisch tief liegenden Zustand auf eine Leitung
41 aus.
Im Dämpf- oder Rauschsperrenzustand gibt der digitale Signal
prozessor 30 das Dämpfsteuersignal im logisch hoch liegenden
Zustand auf die Leitung 41. Der erste Schalt-Schaltkreis 39
empfängt die ersten digitalen Daten auf der Busleitung 40 und
gibt sie durch das Dämpfsteuersignal im logisch tief liegenden
Zustand an den Digital/Analog-Wandler aus.
Andererseits hält der erste Zwischenspeicher 31 die vom digitalen
Signalprozessor 30 durch die Busleitung 40 ausgegebenen ersten
digitalen Daten mittels des vom digitalen Signalprozessor 30
durch die Busleitung 42 ausgegebenen Worttaktzuges und gibt sie
auf eine Busleitung 43 aus.
Der zweite Zwischenspeicher 32 hält mittels des durch die
Busleitung 42 eingegebenen Worttaktzuges die ersten digitalen
Daten von der Busleitung 43, so daß die ersten digitalen Daten
um eine Periode des Worttaktzuges verzögert und in den Komparator
33 eingegeben werden. Wenn vom System selbst geschädigte digitale
Sprachdaten vom Analog/Digital-Wandler an den digitalen Signal
prozessor 30 eingegeben werden und daher ein Hörer die geschädig
ten Sprachdaten dämpfen will, kehrt der digitale Signalprozessor
30 das Dämpfsteuersignal auf Leitung 41 vom logisch tief
liegenden Zustand zum logisch hoch liegenden Zustand um.
In der Zwischenzeit empfängt der Komparator 33 die vor Eintritt
des Dämpfzustandes vom ersten Zwischenspeicher 31 auf die
Busleitung 43 ausgegebenen ersten digitalen Daten und die vom
zweiten Zwischenspeicher 32 ausgegebenen Daten, die den vor der
aktuellen Ausgabe des ersten Zwischenspeichers 31 zuletzt aus
gegebenen ersten digitalen Daten entsprechen. Der Komparator 33
vergleicht die beiden Dateneingaben und gibt das Vergleichssignal
an den Adreßkodierer 34 aus, welches mittels seines logischen
Zustands darüber informiert, ob die Kurvenform des Sprachsignals
im ansteigenden oder abfallenden Zustand ist.
Wenn dann der logische Zustand des Dämpfsteuersignals, das vom
digitalen Signalprozessor 30 durch die Busleitung 41 in den
Adreßkodierer 34 eingegeben wird, vom logisch tief liegenden
Zustand in den logisch hoch liegenden Zustand wechselt, erfaßt
der Adreßkodierer 34 das vom Komparator 33 erzeugte Vergleichs
signal und das höchstwertige Bit (MSB) des ersten Zwischen
speichers 31, das den logischen Zustand von Kodierungsdaten
angibt. Daher wird der sich ändernde Zustand der Sprachsignal-
Kurvenform durch den logischen Zustand dieses Eingangssignals
erfaßt, so daß gemäß der Änderung der Sprachdaten eine Adresse
aus einer Vielzahl von Adressen, die im voraus für jeden
verschiedenen logischen Wert voreingestellt sind, über den Zähler
35 ausgewählt wird.
Wenn der logische Zustand des Dämpfsteuersignals vom logisch
tief liegenden Zustand zum logisch hoch liegenden Zustand
wechselt, lädt der Zähler 35 die vom Adreßkodierer 34 ausgegebene
Adresse und gibt an den Speicher 36 eine gegebene Zahl von
sequentiellen Adressen aus, die mittels des durch die Leitung 42
vom digitalen Signalprozessor 30 an den Zähler 35 eingegebenen
Worttaktzuges, beginnend bei dem logischen Wert der geladenen
Adresse, jeweils um eins anwachsen. Der Speicher 36 liest dann
die zuvor bei den Adressen gespeicherten zweiten digitalen Daten
aus, welche durch die vom Zähler 35 ausgegebenen sequentiellen
Adressen adressiert werden, und gibt sie sequentiell an den
Multiplizierer 38 aus.
Andererseits dividiert der Dividierer 37, der die von dem ersten
Zwischenspeicher 31 ausgegebenen ersten digitalen Daten über die
Busleitung 43 empfängt, die ersten digitalen Daten durch einen
festen digitalen Datenwert, der fortlaufend über eine Busleitung
44 in den Dividierer 37 eingegeben wird. Als Ergebnis werden so
dritte digitale Daten erzeugt, die an den Multiplizierer 38
ausgegeben werden.
Der Multiplizierer 38, der die zweiten digitalen Daten von dem
Speicher 36 und die dritten digitalen Daten von dem Dividierer
37 empfängt, multipliziert die zweiten digitalen Daten mit den
dritten digitalen Daten und gibt das Ergebnis als vierte digitale
Daten an den ersten Schalt-Schaltkreis 39 aus. Dann empfängt der
erste Schalt-Schaltkreis 39 die vierten digitalen Daten, d.h. die
Ausgabe des Multiplizierers 38, gemäß dem durch die Leitung 41
eingegebenen Dämpfsteuersignal im logisch hoch liegenden Zustand
und gibt sie an den Wandler.
Zusätzlich werden, nachdem ein Abtasten der Kurvenform für eine
Periode der gegebenen Frequenzen durchgeführt ist, die in dem
Speicher 36 gespeicherten zweiten digitalen Daten mit gegebenen
"n" Bit quantisiert und in dem Speicher sequentiell vorein
gestellt.
Die vom Multiplizierer 38 erzeugten vierten digitalen Daten
liegen entweder als Kurvenform vor, die von einem gegebenen
positiven Pegel auf einen Nullpegel absinkt und dabei den Phasen
bereich von 90° bis 180° überstreicht, oder als eine andere
Kurvenform, die von einem gegebenen negativen Pegel im Phasen
bereich von 270° bis 360° auf den Nullpegel ansteigt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß
der Erfindung. Die Schaltung enthält einen digitalen Signal
prozessor 30, einen ersten Zwischenspeicher 31 und einen zweiten
Zwischenspeicher 32, einen Komparator 33, einen Adreßkodierer 34,
einen Zähler 35, einen Speicher 36, einen Dividierer 37, einen
Multiplizierer 38 und einen ersten Schalt-Schaltkreis (SW1) 39,
wobei die einzelnen Komponenten dieselben Referenzzeichen haben
und die gleichen Funktionen ausführen wie die aus Fig. 3. Dieses
weitere bevorzugte Ausführungsbeispiel weist zusätzlich einen
ersten Komplementärschaltkeis (FCC) 44, einen zweiten Schalt-
Schaltkreis (SW2) 47, einen zweiten Komplementärschaltkreis (SCC)
45, einen dritten Schalt-Schaltkreis (SW3) 48, einen dritten
Komplementärschaltkreis (TCC) 46 und einen vierten Schalt-
Schaltkreis (SW4) 49 auf.
Der erste Komplementärschaltkreis 44, der zwischen dem ersten
Zwischenspeicher 31 und dem Komparator 33 liegt, komplementiert
(complements) die Ausgabe des ersten Zwischenspeichers 31. Der
zweite Schalt-Schaltkreis 47, der mit dem ersten Zwischenspeicher
31 und dem Komparator 33 verbunden ist, gibt die Ausgangsdaten
des ersten Komplementärschaltkreises 44 und des ersten Zwischen
speichers 31 mittels des höchstwertigen Bit des ersten Zwischen
speichers 31, das ein Kodierungsbit ist, an den Komparator 33
aus. Der zwischen dem zweiten Zwischenspeicher 32 und dem
Komparator 33 liegende zweite Komplementärschaltkreis 45
komplementiert die Ausgabe des zweiten Zwischenspeichers 32.
Außerdem gibt der dritte Schalt-Schaltkreis 48 gemäß der
Schaltstellung selektiv die Ausgangsdaten des zweiten Komple
mentärschaltkreises 45 oder die Ausgangsdaten des zweiten
Zwischenspeichers 32 aus, und zwar durch Verwendung des höchst
wertigen Bit, das das Kodierungsbit der vom zweiten Zwis
chenspeicher 32 ausgegebenen Daten ist. Der zwischen dem Multi
plizierer 38 und dem ersten Schalt-Schaltkreis 39 liegende dritte
Komplementärschaltkreis 46 komplementiert die vom Multiplizierer
38 ausgegebenen vierten digitalen Daten. Der mit dem Multi
plizierer 38 und dem ersten Schalt-Schaltkreis 39 verbundene
vierte Schalt-Schaltkreis 49 gibt dann unter Verwendung des
höchstwertigen Bit, das das Kodierungsbit der von dem ersten
Zwischenspeicher 31 ausgegebenen ersten digitalen Daten ist,
selektiv die Ausgangsdaten des Multiplizierers 38 oder des
dritten Komplementärschaltkreises 46 an den ersten Schalt-
Schaltkreis 39 aus.
Dieses weitere bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
nun in Verbindung mit Fig. 4 im Detail beschrieben.
Da die Betriebseigenschaften dieses weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispiels aus Fig. 4 teilweise mit denen des in Fig.
3 gezeigten zusammenfallen, wird nur die Datenflußbeziehung
zwischen dem ersten Zwischenspeicher 31, dem zweiten Zwischen
speicher 32 und dem Komparator 33 sowie die Datenübertragungsbe
ziehung zwischen dem Multiplizierer 38 und dem ersten Schalt-
Schaltkreis 39 erläutert.
Der erste Zwischenspeicher 31 und der zweite Zwischenspeicher 32
geben die ersten digitalen Daten um eine bzw. zwei Perioden
verzögert aus. Wenn die ersten digitalen Daten positiv sind,
erzeugen die ersten digitalen Daten ein logisch hoch liegendes
höchstwertiges Bit. Dann erhalten der zweite Schalt-Schaltkreis
47 und der dritte Schalt-Schaltkreis 48 die Ausgaben des ersten
Zwischenspeichers 31 bzw. des zweiten Zwischenspeichers 32 und
geben sie an den Vergleicher 33 aus. Außerdem erhält der vierte
Schalt-Schaltkreis 49 die vierten digitalen Daten des Multi
plizierers 38 und gibt sie an den ersten Schalt-Schaltkreis 39
aus.
Wenn jedoch die ersten digitalen Daten negativ sind, erzeugen die
ersten digitalen Daten das höchstwertige Bit in einem logisch
tief liegenden Zustand. Dann erhalten der zweite Schalt-Schalt
kreis 47 und der dritte Schalt-Schaltkreis 48 die komplementier
ten Ausgaben des ersten Komplementärschaltkreises 44 bzw. des
zweiten Komplementärschaltkreises 45 und geben sie an den
Komparator 33, und der vierte Schalt-Schaltkreis 49 gibt die
komplementierte Ausgabe des Multiplizierers 38 an den ersten
Schalt-Schaltkreis 39.
Wie oben erwähnt, können die digitalen Daten vom positiven Typ
mit Hilfe des ersten, zweiten und dritten Komplementär
schaltkreises 44, 45, 46 und des zweiten, dritten und vierten
Schalt-Schaltkreises 47, 48, 49 alle in positiver Logik verar
beitet werden. In diesem Fall tastet der Speicher 36 ein Viertel
der Gesamtmenge der quantisierten Daten ab. Die Phase im Bereich
von 90° bis 180° in einer Periode einer Sinuswelle wird nämlich
von dem Speicher 36 abgetastet, um nach der Quantisierung darin
gespeichert zu werden. Der dritte Komplementärschaltkreis 46
sorgt dafür, daß die Phase von 270° bis 360° gegenüber der Phase
im Bereich zwischen 90° und 180° umgekehrt (unversed) wird.
Wie oben erwähnt, hat die Erfindung den Vorteil, daß die
Erzeugung störender Schlaggeräusche verhindert wird, indem es
der erfindungsgemäße Rauschsperrenschaltkreis ermöglicht, das
Nullpotential allmählich zu erreichen und nicht abrupt zu Beginn
der Dämpftätigkeit.
Claims (1)
- Tondämpfungsschaltung für ein digitales Tonsystem, mit
einem digitalen Signalprozessor (30), der einen Worttakt, ein Dämpfungssteuersignal und digitale Daten ausgibt,
einem ersten Zwischenspeicher (31) zum Empfangen der digitalen Daten und des Worttaktes und zum Halten der digitalen Daten gesteuert durch den Worttakt,
einem Dividierer (37), der die vom ersten Zwischenspeicher ausgegebenen digitalen Daten durch einen festen Datenwert dividiert und
einem ersten Schalterkreis (39), der gesteuert durch das Dämpfungssteuersignal die durch den Signalprozessor (30) oder durch den Dividierer (37) ausgegebenen digitalen Daten auswählt und an einen Digital/Analog-Wandler abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Zwischenspeicher (32) die von dem ersten Zwischenspeicher (31) ausgegebenen digitalen Daten empfängt und durch den Worttakt gesteuert hält,
daß ein Komparator (33) die von dem ersten Zwischenspeicher (31) und die von dem zweiten Zwischenspeicher (32) ausgegebenen digitalen Daten vergleicht um festzustellen, ob die Amplitude des Signals ansteigend oder abfallend ist,
daß ein Adreßkodierer (34) das Vergleichssignal vom Komparator (33) und das höchstwertige Datenbit der vom ersten Zwischenspeicher ausgegebenen digitalen Daten empfängt und eine vorher eingestellte Startadresse abhängig von den beiden Eingangssignalen erzeugt,
daß ein Zähler (35) die vom Adreßkodierer (34) ausgegebene Startadresse empfängt und damit beginnend durch Inkrementieren mit dem Worttakt eine Adresse erzeugt,
daß ein Speicher (36) die Adresse des Zählers aufnimmt und vorgespeicherte digitale Daten von dieser Adresse ausgibt und
daß die von dem Dividierer (37) erzeugten digitalen Daten in einem Multiplizierer (38) mit den aus dem Speicher (36) gelesenen digitalen Daten multipliziert werden, bevor sie an den ersten Schalterkreis (39) ausgegeben werden.
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