DE4223906A1

DE4223906A1 - Signalverarbeitungsschaltung fuer audiogeraete

Info

Publication number: DE4223906A1
Application number: DE19924223906
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Ishimitsu; Hisashi Kihara; Shuichi Mori
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1993-03-18
Also published as: JPH0575366A

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltung für Audiogeräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalverarbeitungsschal tung wie beispielsweise Presser, Begrenzer und Dehner (Dyna mikdehner), bei welchen ein Ausgangssignal einer vorbestimmten Signalverarbeitung entsprechend dem Eingangssignalpegel unter liegt.

Die Hörcharakteristiken bzw. Wiedergabecharakteristiken einer konventionellen Audioausrüstung wie beispielsweise von CD- Playern, digitaler Audio-Tape-Recordern (DAT-Recorder), Kas setten-Playern, Radiotunern sind stark unterschiedlich ent sprechend den Tonquellen (klassische Musik, Jazz, Volksmusik, Konversation usw.) und entsprechend den Umgebungen der Wieder gabe (z. B. in einem Raum, im Zug, im Auto).

Es ist schwierig, ruhigere bzw. leisere Passagen einer Ein stellung bzw. einer Melodie zu hören, die in einer geräusch vollen Umgebung wie beispielsweise in Autos und Zügen, ge spielt werden. Die Anhebung der Lautstärke des reproduzierten schwachen Signals auf einen hörbaren Pegel kann zu laute Töne für relativ lautere Teile der Melodie bzw. des Musikstücks verursachen. Andererseits kann die Lautstärke nicht zu stark angehoben werden, wenn eine Wiedergabe bzw. ein Hören an einem sehr ruhigen Ort erfolgt, was es schwierig macht, Details ru higerer Teile wahrzunehmen.

Um die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen, sind übliche Audiogeräte mit verschiedenen signalverarbeiten den Schaltungen wie einem Presser, bei dem das Ausgangssignal im dynamischen Bereich komprimiert wird, einem Begrenzer, mit welchem der maximale Pegel des Ausgangssignales begrenzt wird, oder einem Dehner, welcher den dynamischen Bereich des Aus gangssignales dehnt, versehen.

Fig. 7 zeigt einen Presser, der bei einem konventionellen Au diosystem benutzt wird. In dieser Figur ist ein Verstärker 72 mit variabler Verstärkung in eine Signalleitung 71 eingesetzt. Die Verstärkung des Verstärkers 72 wird gesteuert variiert entsprechend dem Eingangssignalpegel, der durch einen Ein gangspegeldetektor 73 erfaßt wird, wie dies in Fig. 8 durch eine voll ausgezeichnete Linie dargestellt ist.

Der Eingangspegeldetektor 23 erfaßt das Eingangssignal, um gesteuert die Verstärkung des Verstärkers 72 in Übereinstim mung mit dem Eingangssignalpegel zu variieren, so daß die Pressung bzw. Komprimierung des Dynamikbereichs des Ausgangs signals bewirkt wird.

Auf diese Weise wird die Lautstärke ruhigerer Teile einer Me lodie erhöht, während die Lautstärke der lauteren Teile zum Zwecke eines angenehmen Hörens verringert wird. Einige Signa le, die reproduziert werden sollen, wurden mit einer Vorver zerrung bzw. Preemphasis aufgezeichnet, die dort angewandt wurde, wo hohe Frequenzen verstärkt werden. Diese Signale un terliegen einer Deemphasis bei der Wiedergabe, so daß die Dy namikbereiche der reproduzierten Signale gedehnt werden. Mit der vorstehend beschriebenen konventionellen Signalverarbei tungsschaltung wird der Eingangssignalpegel einfach erfaßt und die Verstärkung des Verstärkers in gesteuerter Weise entspre chend dem erfaßten Signalpegel geändert ohne Rücksicht darauf, ob das Eingangssignal einer Emphasis unterlegen hat. Damit wird der Komprimiereffekt unterschiedlich abhängig davon, ob ein Signal, das einer solchen signalverarbeitenden Schaltung zugeführt wurde, vorher einer Preemphasisoperation unterlag oder nicht. Ähnliche Probleme entstehen in anderen Signalver arbeitungsschaltungen wie Begrenzern und Dehnern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signalverarbei tungsschaltung zu schaffen, bei welcher ein Eingangssignal entsprechend dem Signalpegel verarbeitet wird, bevor das Si gnal der Emphasisoperation ausgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft eine signalverarbeitende Schaltung für ein Audiogerät mit einem Emphasisdetektor und einem Deempha sisabschnitt. Der Emphasisdetektor erzeugt ein Emphasissignal, das anzeigt, daß ein Eingangsaudiosignal ein Frequenzverhalten mit angewandter Preemphasis hat. Der Deemphasisabschnitt be wirkt eine Deemphasis bzw. Nachentzerrung bezüglich des Ein gangsaudiosignals und erzeugt ein Audiosignal mit diesbezüg lich angewandter Deemphasis, wenn das Emphasissignal bzw. An hebungssignal hierzu zugeführt wurde. Die Signalverarbeitungs schaltung kann weiterhin einen Eingangssignalpegeldetektor aufweisen, der den Ausgangspegel des Deemphasisabschnitts er faßt, um ein Steuersignal abzugeben. Das Steuersignal steuert seinerseits die Verstärkung eines Verstärkers mit variabler Verstärkung, welcher das Eingangssignal verstärkt. Der Ver stärker mit variablem Verstärkungsgrad kann so ausgebildet sein, daß der ein Begrenzer, Presser oder Dehner ist.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevor zugte Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Signalverarbei tungsschaltung für ein Audiosystem entsprechend der Erfindung,

Fig. 2A ein Beispiel der Deemphasis-Charakteristik,

Fig. 2B ein Beispiel einer Preemphasis-Charakteristik,

Fig. 3 ein Beispiel des Frequenzgangs nach einer Deempha sis,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Signalverarbei tungsschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer Signalverarbei tungsschaltung,

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform einer Signalverarbei tungsschaltung,

Fig. 7 eine bekannte Signalverarbeitungsschaltung in Form eines Pressers,

Fig. 8 ein Beispiel einer Eingangs/Ausgangscharakteristik eines Pressers,

Fig. 9 ein Beispiel einer Eingangs/Ausgangscharakteristik eines Begrenzers, und

Fig. 10 ein Beispiel einer Eingangs/Ausgangscharakteristik eines Dehners.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachfolgend eine erste Ausführungsform einer bevorzugten Signalverarbeitungs schaltung gemäß der Erfindung zum Einsatz in einem Audiosystem beschrieben. Gemäß Fig. 1 befindet sich ein Verstärker 1 mit variablem Verstärkungsgrad in einer Signalleitung 2 für ein CD-Signal, das von einer CD-Einheit reproduziert wird. Der Verstärker 1 arbeitet als Presser mit einer Eingangs/Ausgang scharakteristik, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist. Ein Deempha sis-Abschnitt 3 hat die Form eines Filters mit einer Deempha sis-Charakteristik, wie sie in Fig. 2A gezeigt ist, die ent gegengesetzt ist zu der Preemphasis-Charakteristik nach Fig. 2B. Der Deemphasis-Abschnitt 3 bewirkt die Deemphasis an einem Eingangssignal, das ihm zugeführt wird, wenn ein Emphasissi gnal von einem Emphasisdetektor 5 dem Abschnitt 3 zugeführt wird. Ein Ausgangssignalpegeldetektor 4 erfaßt den Pegel des Ausgangssignals des Deemphasis-Abschnittes 3, um ein Steuersi gnal an den Verstärker 1 anzulegen, welches für den Signalpe gel indikativ ist. Der Emphasisdetektor 5 empfängt z. B. vier Steuerbits eines Q-Kanals, der einen Subcode im reproduzierten CD-Signal darstellt und prüft die logischen Zustände der Steu erbits, um zu entscheiden, ob das Eingangssignal einer Preemp hasis-Operation unterworfen war. Die logischen Zustände der Steuerbits repräsentieren die vorliegenden Zustände.

0000: Zweikanal-Audiosignal ohne Preemphasis
1000: Vierkanal-Audiosignal ohne Preemphasis
0001: Zweikanal-Audiosignal mit Preemphasis
1001: Vierkanal-Audiosignal mit Preemphasis

Das Eingangssignal des Verstärkers 1 gemäß Fig. 1 ist ein CD- Signal in der Form eines Digitalsignals, d. h. ein Audiodaten signal in in dem reproduzierten CD-Signal. Somit arbeiten alle Schaltungen gemäß Fig. 1 in digitaler Weise. Die Schaltungen nach Fig. 1 können durch Verwendung von Hardware ausgeführt sein oder können die Form von Software unter Benutzung eines DSP (Digitalsignalprozessor) haben.

Arbeitsweise der ersten Ausführungsform

Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform wird nachfolgend erläutert:

Das reproduzierte CD-Signal, das dem Presser 1 gemäß Fig. 1 zugeführt wird, wird direkt sowohl dem Verstärker 1 mit varia bler Verstärkung als auch dem Deemphasis-Abschnitt 3 zuge führt. In der Zwischenzeit werden die vier Steuerbits im Q- Kanal (Q-Spur) dem Emphasisdetektor 5 zugeführt, in welchem die logischen Zustände der vier Steuerbits überprüft werden, um festzustellen, ob das CD-Signal einer Preemphasis-Operation ausgesetzt worden ist.

Wenn die logischen Zustände der Steuerbits 0001 sind, d. h. wenn das Eingangssignal ein Zweikanal-Audiosignal mit Preemp hasis darstellt, erzeugt der Emphasis-Detektor 5 das Empha sis-Signal, welches anzeigt, daß das Eingangssignal eine Pre emphasis hat. Bei Empfang des Emphasis-Signals vom Detektor 5 bewirkt der Deemphasis-Abschnitt eine Deemphasis mit einem Frequenzgang, wie er in Fig. 2A gezeigt ist, in Bezug auf das Eingangssignal. Somit hat das Ausgangssignal des Deemphasis- Abschnitts 3 einen flachen Frequenzgang, wie Fig. 3 zeigt, bevor es zu dem Eingangssignalpegeldetektor 4 geleitet wird. Wenn die Steuerbits 0000 sind, d. h. das Eingangssignal ist ein Zweikanal-(Zweispur)-Audiosignal ohne Preemphasis, dann er zeugt der Detektor 5 das Emphasissignal, welches anzeigt, daß das Eingangssignal ohne Preemphasis ist und der Abschnitt 3 ruft keine Deempasis in bezug auf das Eingangssignal hervor.

Der Eingangssignalpegeldetektor 4 erfaßt den Signalpegel des Ausgangssignals des Abschnitts 3 und sendet dann ein Steuersi gnal zu dem Verstärker 1 mit variabler Verstärkung, welches für den Signalpegel indikativ ist. Das Steuersignal steuert die Verstärkung des Verstärkers 1, so daß das Eingangs-CD-Si gnal mit Preemphasis auf der Leitung 2 entsprechend der Cha rakteristik nach Fig. 8 komprimiert wird, bevor es der nach folgenden Schaltung zugeführt wird. Es ist zu beachten, daß die Pressung auf der Basis des Signalpegels bewirkt wird mit einem flachen Frequenzgang auch dann, wenn das Eingangssignal ein Frequenzverhalten mit Preemphasis hat.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 4 ist der Deemphasis-Abschnitt 3 direkt in die Signallei tung 2 eingesetzt. Der Ausgang des Abschnitts 3 wird direkt sowohl dem Verstärker 1 als auch dem Eingangssignalpegeldetek tor 4 zugeführt. Das Eingangssignal auf der Leitung 2 unter liegt einer Deemphasis durch den Abschnitt 3. Daher beseitigt die zweite Ausführungsform einen Deemphasis-Abschnitt, der üblicherweise an der dem Presser folgenden Stufe plaziert ist.

Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Bei die ser Ausführungsform ist ein Eingangssignalpegeldetektor 6 vor gesehen, der einen Equalizer enthält. Der Equalizer erfaßt nur die Signalpegel bei niederfrequenten Komponenten im Eingangs signal, so daß er den Verstärkungsgrad des Verstärkers 1 ent sprechend dem Signalpegel der niederfrequenten Komponenten steuert. Dies läßt die dritte Ausführungsform zu einem Booster werden, der den Pegel der niederfrequenten Komponenten von über einen Lautsprecher abgestrahlter Musik erhöht oder dämpft.

Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Bei der vierten Ausführungsform ist der Deemphasis-Abschnitt 3 mit der Signalleitung 2 gekoppelt und empfängt das Eingangssignal; somit wird ein Signal mit Deemphasis einem Indikator wie bei spielsweise einem Pegelmesser oder einem Spektrumanalysator zugeführt.

Die vorstehenden Ausführungsformen wurden in bezug auf ein CD- Signal erläutert. Die Erfindung kann in gleicher Weise auf Signale angewandt werden, die von DATs, Kassettenabspielgerä ten, Radiotunern und anderen Audiosystemen wiedergegeben wer den. Hinsichtlich DATs kann ein Subcode W1 der Haupt-ID (Iden tifikation) des Hauptdatengebietes verwendet werden, um ein Emphasissignal zu liefern. Für analoge Systeme wie Kassetten-, Bandabspielgeräte und Radiotuner enthält das reproduzierte Signal kein Signal, das verwendet werden könnte, um zu ent scheiden, ob das reproduzierte Signal einen Frequenzgang mit Preemphasis hat oder nicht. Dann kann ein Emphasissignal bei spielsweise durch einen Microcomputer hinzugefügt werden, wenn Analogsignale von Abspielgeräten oder Radiogeräten in Digital signale konvertiert werden. Das Ersetzen der Eingangs/Aus gangs-Charakteristik des Verstärkers 1 durch diejenige nach Fig. 9 macht es für die vorstehend beschriebenen Ausführungs formen möglich, als Begrenzer benutzt zu werden, während durch Ersetzen der Eingangs/Ausgangs-Charakteristik des Verstärkers 1 durch die Charakteristik nach Fig. 1 ein Dehner geschaffen wird. In den Fig. 10 und 11 veranschaulichen die nach oben weisenden Teile die Zunahme des Verstärkungsgrades, während die nach unten weisenden Teile eine Abnahme der Verstärkung verdeutlichen.

Eine Signalverarbeitungsschaltung für ein Audiogerät weist einen Deemphasis-Abschnitt und einen Emphasisdetektor auf. Der Emphasisdetektor erzeugt ein Emphasis-Signal, das anzeigt, daß ein Audiosignal einen Frequenzgang mit angewandter Preemphasis hat. Der Deemphasis-Abschnitt bewirkt eine Deemphasis in bezug auf ein Audioeingangssignal und erzeugt ein Audiosignal mit eingesetzter Deemphasis, wenn ihm das Emphasissignal zugeführt wird.

Claims

1. Signalverarbeitungsschaltung für Audiogeräte, gekennzeichnet durch einen Emphasisdetektor (5) zur Abgabe eines Emphasis-Si gnals, welches anzeigt, daß ein erstes Signal einen Fre quenzgang mit angewandter Preemphasis hat, und durch einen Deemphasis-Abschnitt (3) zum Anwenden der Deemphasis an das erste Signal zwecks Ausgabe eines zwei ten Signals mit in bezug auf das zweite Signal angewand ter Deemphasis, wenn ihm das Emphasissignal zugeführt wird.

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangspegeldetektor (4) zur Erfassung eines Pegels des zweiten Signals vorgesehen ist, um ein Steuersignal abzugeben, das für den Pegel des zweiten Signals indikativ ist, und daß ein Verstärker (1) mit veränderbarem Verstärkungsgrad bzw. Verstärkungsfaktor zur Verstärkung des ersten Signals angeordnet ist, wobei der Verstärkungsgrad des Verstärkers entsprechend dem Steuersignal gesteuert wird.

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangspegeldetektor (1) zur Erfassung des Pegels des zweiten Signals vorgesehen ist, um ein Steuersignal zu erzeugen, das für den Pegel des zweiten Signals indikativ ist, und daß ein Verstärker (1) mit variablem Verstärkungsfaktor zur Verstärkung des zweiten Signals angeordnet ist, wobei die Verstärkung des Verstärkers (1) entsprechend dem Steuersignal gesteuert wird.

4. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangspegeldetektor (4) einen Equalizer enthält.

5. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Equalizer niederfrequente Komponenten des Ausgangssignals des Deemphasis-Abschnitts (3) erfaßt.

6. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Indikator zum Empfang und zum Anzeigen des zweiten Signals vorgesehen ist.

7. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator ein Pegelmesser (7) zum Anzeigen des Pegels des zweiten Signals ist.

8. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator ein Spektrum analysator (7) ist, um das Spektrum des zweiten Signals darzustellen.