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Publication number: DEN0007064MA
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Tag üer Anmeldung: 2Ö. April 1953 Bekiiniitgemächf aiii 1 August 1956Day of registration: 2Ö. April 1953 Bekiiniitgemächf on August 1, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Bei der elektrischen Überträgung von ScTlällefeigriissen, beispieisweise vbh' Sprache und Musik; Spielt die Bandbreite e'irie HauptfÖÜe, da sie iii vielen Fäiieh de'H erforderlichen fechriisciie'n Aüfwäfid Bestimmt, fcjies gilt unter änaefem für Fer'n-S'pfe'cMei'tvingefi, i^tinkeinrichtürtgen ufiä ToÜäufiSicnn'ungsgeräte. Die EinSp'aruüg von Bandbreite ohne Seliihtfächtig'lifig' der Üb'ertfägungsqiiäiifät Stellt mithin gift WiftschäfÜiches problem dar. Z'ü seiner "Lösung sind v'efäehieaene Wege vörges'criiägefi Wdfdtefi; so\ keririi: iriärl beispielsweise Verfäfireri, die das öcrialiefeignis auf eine Reihe vöii Spektfälkäriäien rrlit äiieihäfiddr änsthiießeiidem Düfchläßber^icK verteilen' Und hur dife Sch\ivänliuri^; gen des, firfektivweftes Überträgen, Mi- breiteren Bereichen äücH die Sciiwänküngeü der Äügehblicksfret|üenz in jedem Bereich. Es ist auch ein Verfahren bekähritgewöfden, bei dem der zu übertragende Frequenzbereich in zwei getrennte Bereiche aufgeteilt und der tieferfrequente Bereich unmittelbar übertragen wird. Alle bisher bekanntgewordenen Verfahren haben den Nachteil, daß sie einen erheblichen Aufwand an Schaltmitteln erfordern und ini wesentlichen nur auf die Übertragung vöii Spräche zugeschnitten sind:In the electrical transmission of sluggish figurines, for example vbh 'language and music; The range of main föüe plays, since it determines iii many fäiieh de'H necessary fechriisciie'n Aüfwäfid, fcjies applies under the same to Fer'n-S'pfe'cMei'tvingefi, i ^ tinkeinrichtürtgen ufiä ToÜäufiSicnn'ungsgeräte. The inclusion of bandwidth without selective transmission quality is therefore a poisonous problem. For its "solution, there are various ways of pre-deciding on the wdfdtefi; A number of vöii spectfälkäriäien rrlit äiieihäfiddr änsthiießeidem distribute ufchlleber ^ icK 'And hur dife sch \ ivänliuri ^; gen of the, effective transfer, with broader areas also the sciiiH, it is possible to take a look in each area The frequency range to be transmitted is divided into two separate ranges and the lower frequency range is transmitted directly. All previously known methods have the disadvantage that they require a considerable amount of switching means and are essentially only tailored to the transmission of vöii languages:

Uni den Aufwand zu' verringern und gleichzeitig die Übertragung hichtsprächlichef Schallereignisse zu ermöglichen, wird bei Verfahren zur Übertragung öder Speicherung von SchaÜereignissen, bei denen der zu übertragende Frequenzbereich in zwei getrennte Bereiche äufgeteiit und der tieferfrequente Bereich unmittelbar übertragen wird, er-Uni to reduce the effort and at the same time the transmission literally sound events to enable, is in the case of procedures for the transmission or storage of show events which the frequency range to be transmitted in two separate areas and the lower frequency Area is transferred immediately,

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findungsgemäß aus dem höherfrequenten Bereich durch Gleichrichtung und Glättung eine Hüllkurve gewonnen, die auf der Wiedergabeseite zur Steue-, rung eines besonderen .Schwingungsgenerators, vorzugsweise^! eines Räuschgeherators, dient.According to the invention, an envelope curve obtained from the higher-frequency range by rectification and smoothing, which is used on the playback side to control a special .Schwinggengenerator, preferably ^! a noise generator, is used.

,; .-..'., Die Erfindung .m-acht von. derjTatsache Gebrauch, daß die spektrale Ene'rgieverteilung der meisten Schallereignisse im tieferfrequenten Teil des Hörbereiches, etwa unterhalb von 5000 Hz, deutlich eine andere Struktur aufweist als im höherfrequenten Teil des Hörbereiches, also' oberhalb von 5000 Hz. Während 'im tieferirequenten Teil periodische Komponenten, d. h. Komponenten mit Spektrallinienstruktur vorherrschen, ist der höherfrequente Teil durch das Überwiegen statistischer Komponenten von Spekträlbandstruktur gekennzeichnet; innerhalb! iier Bänder liegt eine vorzugsweise zeitliche Struktur vor, während die Struktur längs der FrequiemzkoordLnaite wenig ausgeprägt ist.,; .- .. '., The invention .m-eight of. the fact use, that the spectral energy distribution of most sound events in the lower-frequency part of the audible area, about below 5000 Hz, clearly has a different structure than in the higher frequency Part of the audible range, i.e. 'above 5000 Hz. While' periodic in the lower-frequency part Components, d. H. Components with a spectral line structure predominate, the higher-frequency part is characterized by the predominance of statistical components of the spectral band structure; inside! iier bands have a preferably temporal structure, while the structure along the FrequiemzkoordLnaite is not very pronounced.

Eine wirkungsvolle Verringerung der zur Übertragung des Schallereignisses erforderlichen Bandbreite kann infolgedessen dadurch bewirkt werden, daß der tieferfrequente Teil des Hörbereiches unverändert übertragen wird, während aus dem höheras f requenten Teil nur die Energieschwankungen entnommen und über einen gesonderten Kanal übertragen werden. Diese Energieschwankungen aber besitzen eine Bandbreite, die weit unter der Bandbreite des /höherfrequenten Teils des Hörbereiches liegt. Um auf der Empfängerseite das ursprüngliche Schallereignis voll wiederherzustellen, muß dort ein besonderer Generator - für statistische Schwingungen (Rauschgenerator) vorgesehen sein, dessen Ausgangsamplitude von den in einem beson-As a result, an effective reduction in the bandwidth required for the transmission of the sound event can be achieved by that the lower-frequency part of the listening area is transmitted unchanged, while from the higher as Frequent part only the energy fluctuations are taken and transmitted via a separate channel will. These energy fluctuations, however, have a bandwidth that is far below the bandwidth the / higher frequency part of the listening area located. In order to fully restore the original sound event on the receiving end, must there a special generator - for statistical Vibrations (noise generator) can be provided, the output amplitude of which depends on the

deren Kanal übertragenen; Energieschwankurigen des höherfrequenten Teils des ursprünglichen Schallereignisses gesteuert wird. Bei Schallereignissen, die keine besonders feine Frequenzstruktur im höherfrequenten Teil besitzen, ist auf diese Weise eine nahezu getreue Wiederherstellung des ursprünglichen Klangbildes möglich.their channel transmitted; Energy fluctuations the higher frequency part of the original sound event is controlled. In the case of sound events, which do not have a particularly fine frequency structure in the higher-frequency part is on this In this way, an almost faithful restoration of the original sound image is possible.

Versuche haben gezeigt, daß zur einwandfreien Übertragung von Sprache 'die obere Grenze des tieferfrequenten Teils auf 1000 Hz herabgesetzt werden kann. Das zur Steuerung des empfangsseitigen Rauschgenerators erforderliche höherfrequente Band, dem in üblicher Weise — z. B. durch Gleichrichtung und anschließende Glättung — die Energieschwahkungeri entnommen werden, braucht jedoch nur von etwä^t!6öoo bis 9000 Hz zu reichen. Die bei der Übertragung nicht berücksichtigte •^:; Lücke zwischen 1000 und 6000 Hz kann fortfallen. '.]':..■ Tests have shown that the upper limit of the lower-frequency part can be reduced to 1000 Hz for the correct transmission of speech. The higher-frequency band required to control the noise generator at the receiving end, which in the usual way - z. B. by rectification and subsequent smoothing - the energy fluctuations can be taken, but only needs from about ^! 600 to 9000 Hz. The unaccounted in transmission ^•:; The gap between 1000 and 6000 Hz can be omitted. '.]': .. ■

Es wird lediglich der Bereich von 400 bisOnly the range from 400 to will be used

1000 Hz und ein schmalbandiger Bereich von etwa 25 Hz Breite übertragen, der die Energieschwan-1000 Hz and a narrow band range of around 25 Hz width transmitted, which the energy fluctuations

·' kungen enthält/Dieser Bereich kann in bekannter Weise unter- oder oberhalb des zu übertragenden Bandes angeordnet werden, so daß bei Sprache mit einer Bandbreite von rund 600 Hz eine einwandfreie Übertragung zu erzielen ist.Contains · 'fluctuations / This range may lower in a known manner or be arranged above the strip to be transmitted, so that to achieve a proper transmission for speech having a bandwidth of approximately 600 Hz.

Die Figur zeigt beispielsweise eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Anordnung. Das durch das ,Mikrophon.M auifgen'ommene _; und durch den Verstärker V₁ verstärkte Frequenzband wird geteilt. Mit Hilfe eines Tiefpasses TP wird hierbei aus dem Sprachfrequenzband der Bereich von 400 bis 1000 Hz heraüsgefiltert und auf den Übertragungsweg (gestrichelt) gegeben. Der keine Spektrallinien enthaltende höherfrequente Bereich wird über ein Hochpaßfilter HP abgenom- ~ men, in dem Gleichrichter' Gl. gleichgerichtet und hinter dem Übertragungsweg (gestrichelt) am Empfangsort zur Steuerung eines Rauschgenerators benutzt. Zu diesem Zweck wird der höherfrequente Anteil einem Ringmodulator RM zugeführt, mit dessen Hilfe eine Rauschspannung moduliert wird, die man einem Rauschgenerator RG über einen Hochpäß- entnimmt. Der tieferfrequente und höherfrequeote Teil werden nun über je einen Regler .R₁ und R₂ zusammengeführt und einem gemeinsamen Verstärker V₂ zugeleitet. Der Lautsprecher L strahlt dann das wiederhergestellte Klangbild ab.The figure shows, for example, an arrangement suitable for carrying out the new method. That through that, microphone. M _{auifgen'ommene;} and the frequency band amplified by the amplifier V ₁ is divided. With the help of a low-pass filter TP , the range from 400 to 1000 Hz is filtered out of the voice frequency band and passed on to the transmission path (dashed line). The higher-frequency range, which does not contain any spectral lines, is picked up via a high-pass filter HP , in which the rectifier ' Eq. rectified and used behind the transmission path (dashed) at the receiving point to control a noise generator. For this purpose, the higher-frequency component is fed to a ring modulator RM , with the aid of which a noise voltage is modulated, which is taken from a noise generator RG via a high-pass filter. The lower-frequency and higher-frequency parts are now brought together via a controller .R ₁ and R ₂ and fed to a common amplifier V _2. The loudspeaker L then emits the restored sound image.

Bei den Zahlenangaben handelt es sich um Werte, die nicht in' jedem Fall genau einzuhalten sind; auch die Grenzfrequenz f₀ der beiden Hochpässe braucht keineswegs übereinzustimmen.The figures given are values that cannot be precisely adhered to in every case; the cut-off frequency f _{0 of} the two high-pass filters does not need to match either.

Mit dieser Anordnung wurde über einen Kanal von 600 Hz Bandbreite eine Logatomverständlichkeit von 85% erzielt. Bei der üblichen Art des Fernsprechbetriebes würde dies einer Grenzfrequenz von mindestens 4000 Hz entsprechen. Dieses Ergebnis ist erklärlich, wenn man berücksichtigt, daß die Verständlichkeit von Vokalen und von Konsonanten niederer Grenzfrequenz bei einem Frequenzumfang von 400 bis 1000 Hz 75% beträgt, während das Schwergewicht für die Verständlichkeit sämtlicher Zisch-, Explosions- und Reibelaute jenseits von 5000 Hz liegt. Bei der Struktur der europäischen Sprachen ist die Übertragung von höherfrequenten Konsonanten von ausschlaggebender Bedeutung.With this arrangement, a log atom could be understood over a channel with a bandwidth of 600 Hz achieved by 85%. In the usual type of telephone operation, this would be a cutoff frequency of at least 4000 Hz. This result can be explained if one takes into account that the intelligibility of vowels and consonants with a low cut-off frequency in a Frequency range from 400 to 1000 Hz is 75%, while the emphasis is on intelligibility of all hiss, explosion and friction sounds is beyond 5000 Hz. With the structure of the European languages, the transmission of higher frequency consonants of crucial Importance.

.. Das neue Verfahren mit der Aufteilung des Hörbereiches in einen unmittelbar und einen mittelbar übertragenen Teil kann außerdem dazu dienen, die Speicherdauer von Schallaufzeichnungsgeräten, beispielsweise von Diktiermaschinen, zu vergrößern. Bekanntlich besteht ein enger Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit, mit der der Tonträger, z. B. ein Magnettonband, sich fortbewegt, und der höchsten noch aufzuzeichnenden Frequenz. Die Beschränkung auf eine obere Grenzfrequenz von 1000 Hz statt wie bisher 5000 Hz oder mehr bringt mithin eine Verlängerung der Laufdauer bei gegebener Länge des Tonträgers auf wenigstens den fünffachen Wert. Der auf der Wiedergabeseite erforderliche zusätzliche Aufwand von einem Filter (Tiefpaß) und einem Rauschgenerator ' fällt demgegenüber nicht ins Gewicht... The new procedure with the division of the listening area in a directly and indirectly transferred part can also serve to the To increase the storage time of sound recording devices, for example dictation machines. As is well known, there is a close connection between the speed at which the sound carrier, z. B. a magnetic tape is moving, and the highest frequency still to be recorded. The restriction to an upper limit frequency of 1000 Hz instead of the previous 5000 Hz or more therefore brings an extension of the running time for a given length of the sound carrier to at least five times the value. The one on the playback page required additional effort of a filter (low pass) and a noise generator 'falls on the other hand, it does not matter.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch auf Geräte zur Verbesserung des Hörvermögens ausdehnen. Bei diesen Geräten ist häufig eine besondere Vorrichtung vorgesehen, die es erlaubt, den vom Schwerhörigen nur mangelhaft aufgenommenen Bereich höherer Sprachfreqenzen z. B. mit HilfaThe idea of the invention can also be extended to devices for improving hearing. In these devices, a special device is often provided that allows the from Hard of hearing poorly recorded area of higher speech frequencies z. B. with help

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eines Hochpasses anzuheben. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß bei der unter Umständen erforderlich werdenden sehr starken Anhebung Ausgleichsvorgänge auftreten, die die Sprachverständiichkeit wieder herabsetzen. Verstärkt man jedoch gemäß der Erfindung den zunächst abgetrennten und dann gleichgerichteten höherfrequenten Teil gesondert, d. h., erhöht man die zur Steuerung des Rauschgenerators verwendete Hüllkurve desto raise a high pass. However, this method has the disadvantage that under certain circumstances The necessary very strong increase in compensation processes occur that affect the speech intelligibility decrease again. If, however, according to the invention, the initially separated one is strengthened and then rectified higher frequency part separately, d. i.e., increase the control used by the noise generator

ίο höherfrequenten Bereichs über das bei gewöhnlicher Sprachübertragung erforderliche Maß hinaus, so kann man in den meisten Fällen eine erhebliche Verbesserung der Verständlichkeit der Schwerhörigen erzielen, ohne daß Störungen durch Ausgleichsvorgänge eintreten.ίο higher frequency range over the ordinary In addition to the extent to which voice transmission is required, it can in most cases be a considerable one Improve the intelligibility of the hearing impaired without causing interference Compensation processes occur.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

i. Method for the transmission or storage of sound events in which the to The transmitting frequency range is divided into two separate areas and the lower-frequency one Area is transmitted directly, characterized in that from the higher frequency An envelope is obtained through rectification and smoothing, which is used on the playback side to control a special vibration generator, preferably a noise generator, is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the higher-frequency frequency range reconstructed on the playback side a level is amplified which is above the level of the original higher frequency range.

Considered publications:
German patent specifications No. 510099, 569922, 865325, 878381.

For this purpose ι sheet of drawings