DK145190B - Kobling til frekvensafhaengig amplitudekompression og/eller-ekspansion - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|p ( a) FREMLÆGGELSESSKRIFT <u> 145190B

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 1651/72 (51) |nt.CI.3 H 04 B 1/64 (22) Indleveringsdag 6. apr. 1972 (24) Løbedag 6. apr. 1972 (41) Aim. tilgængelig 7· okt. 1972 (44) Fremlagt 27· S ep. 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 6. apr. 1971, 21258/71, JP 7. Jun. 1971, 39987/71, JP

19. okt. 1971, 82618/71, JP

(71) Ansøger VICTOR COMPANY OF JAPAN LTD., Yokohama-Cl ty, JP.

(72) Opfinder Nobuaki Takahashi, JP: Kazunori Nishikawa, JP: Yukinobu

Ishigaki, JP; Yasuo Itoh, JP: Yoshitoehi Fujita, JP.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Kobling til frekvensafhængig amplitudekompreesion og/eller -ekspansion.

Opfindelsen angår en kobling til frekvensafhængig amplitudekompression af elektriske signaler og/eller ekspansion af komprimerede signaler, hvilken kobling omfatter en kompressionskreds og/eller en ekspansionskreds med variabel amplitude-frekvens-karakteristik henholdsvis forøgelse af niveauet af et indgangssignal og/ eller til formindskelse af niveauet af over et transmissionssystem overført komprimeret signal i et forudbestemt frekvensbånd, hvilken frekvenskarakteristik va-rieres i afhængighed af et styresignal med et niveau svarende henholdsvis til ni- DQ . , .

—j veauet af kompressionskredsens udgangssignal og/eller til niveauet af det gennem transmissionssystemet overførte, komprimerede signal.

Signaloverføringsanlæg af den art, som opfindelsen tager sigte på, omfat- 3" ter såvel kommunikationsanlæg, hvor signaler udsendes og modtages, som optagelseS- r~ e ...

og gengivelsesanlæg, hvor signaler optages på og gengives fra et registreringsmid- * □ 2 145190 del som f.eks. et magnetbånd eller en grammofonplade. En kendt metode til reduktion af støj i et sådant anlæg består i anvendelse af et kompressions- og ekspansionsanlæg med en kompressor og en ekspander.

I et kendt kompressions- og ekspansionsanlæg er der på signaludsendelsessiden anbragt en kompressor og en styrekreds til styring af kompressoren i afhængighed af dennes udgangssignal og på signalmodtalgesesiden en ekspander og en styrekreds til styring af ekspanderen i afhængighed af dennes indgangssignal. Kompressoren har et variabelt dæmpningsnetværk med et reguleringselement. Ekspanderen er opbygget som en modkoblet forstærker med et reguleringselement i modkoblingssløjfen. Hvis kompressorens indgangssignal betegnes som X, kompressorens udgangssignal, dvs. ekspanderens indgangssignal, som Y, ekspanderens udgangssignal som Z, kompressorens kompressionsfaktor som K, ekspanderens forstærkningsfaktor som A og tilbagekoblingsfaktoren som /5, og sammenhængen mellem kompressionsfaktoren K og tilbagekoblingsfaktoren /i vælges til K = /5 , kan sammenhængen mellem kompressorens indgangs- og udgangssignaler X og Y udtrykkes ved Y = KX (1)

Sammenhængen mellem ekspanderens indgangs- og udgangssignaler Y og Z kan udtrykkes ved Z = AY — (2\ z 1 + A/J>

Hvis det i udtrykket (2) gælder, at Å » 1, kan dette udtryk også skrives Z=-X- (3)

Af udtrykkene (1) og (3) fås med forudsætningen K = fi> følgende sammenhæng mellem ekspanderens udgangssignal og kompressorens indgangssignal Z = -ψ- = X (4)

Som følge heraf vil en indgangs-udgangskarakteristik for signalet i hele kompressions- og ekspansionsanlægget blive lineær, og støj, der optræder i transmissionsvejen, kan reduceres effektivt. Det ovenfor beskrevne anlæg frembyder imidlertid det problem, at der optræder signalforvrængning som følge af karakteristikkerne for de i kompressoren og ekspanderen indgående forstærkningsreguleringselementer. Dette vil blive forklaret nærmere i det følgende. De som reguleringselementer sædvanligvis anvendte halvlederelementer, f.eks. transistorer og felteffekttransi-storer, har den egenskab, at de udviser en høj resistansværdi ved lav styresignal-spænding og en lav resistansværdi ved høj styresignalspænding. For kompressoren og ekspanderen kræves imidlertid en styresignal-resistanskarakteristik, som er modsat den ovenfor beskrevne karakteristik for halvlederelementerne. Halvledere 3 145190 er derfor ikke i sig selv egnede til anvendelse som reguleringselementer i kompressoren og ekspanderen. En metode til overvindelse af dette problem består i at tilføre en passende forspænding til basis af en transistor og tilføre en negativ styresignalspænding, som tiltager i negativ retning med signalniveauet, til transistorens basis. Ved denne metode ændres spændingen ved transistorens basis i negativ retning, når signalniveauet tiltager, og resistansen mellem transistorens kollektor og emitter forøges.

Imidlertid ændres værdien af den indre resistans i halvlederelementer betydeligt, når der påtrykkes en signalvekselspænding over den indre resistans, selv hvis elementerne har påtrykt en konstant styrespænding. Jo højere værdi den indre resistans har, des større vil ændringen i denne værdi blive. Hvis en transistor anvendes på den ovennævnte måde, vil der blive påtrykt en høj signalvekselspænding over den del af transistoren, hvor der eksisterer en høj indre resistans. Som følge heraf vil der optræde en betydelig forvrængning i signalet. Endvidere vil variationen i den indre resistans ved lavt niveau af signalvekselspændingen have form af en gradvis tiltagen i forhold til variationen i styresignalspændingen. Denne karakteristik er imidlertid uegnet som reguleringskarakteristik for kompressoren og ekspanderen.

Til afhjælpning af disse vanskeligheder er der foreslået et kredsløb, hvor et halvlederelement med den ovennævnte styresignalspænding/indre resistans-karakteristik indgår som reguleringselement i en gren af en brokobling. Som følge af tilstedeværelsen af halvlederelementer udviser dette kredsløb imidlertid tendens til at indføre ulineær forvrængning i signalet, navnlig i dettes lavfrekvenskompo-sant.

Ved opfindelsen tilsigtes det at overvinde disse problemer og anvise en ny udformning af en kobling af den angivne art, med hvilken en ændring i niveauet af et signal, selv ved anvendelse af halvlederelementer som reguleringselementer, ikke vil forårsage forvrængning i signalet i et ønsket frekvensbånd, og hvor frekvenssvaret kan ændres på ønsket måde.

Med henblik herpå er koblingen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at kompressionskredsen og/eller ekspansionskredsen omfatter en første kreds med fast amplitude-frekvenskarakteristik og en hermed serieforbundet anden kreds, hvis am-plitude-frekvenskarakteristik er variabel mellem en i forhold til nævnte faste amplitude-frekvenskarakteristik komplementær karakteristik og en ensartet flad amplitude-frekvenskarakteristik, samt en styrekreds til variation af nævnte variable amplitude-frekvenskarakteristik i retning mod den i forhold til nævnte faste amplitude-frekvenskarakteristik komplementær karakteristik ved tiltagende styre-signalniveau og i retning mod nævnte flade karakteristik ved aftagende styresig-nalniveau.

4 145190

Med denne opbygning af koblingen sikres, at udgangssignalniveauet på kompressionssiden formindskes ved tiltagende styresignalniveau, medens udgangssignalniveauet på ekspansionssiden forøges ved tiltagende styresignalniveau.

Ved en videreudvikling af opfindelsen tilsigtes det at frembringe en kobling, som inddeler hele frekvensområdet i et antal frekvensbånd, hvori støj skal reduceres, og komprimerer og ekspanderer signalet i hvert frekvensbånd. Den kendte teknik vedrørende en sådan kobling med støjundertrykkelse i et antal frekvensbånd ved hjælp af parallelkoblede kompressions/ekspansionskredse er illustreret i fig. 1-3 på tegningen.

I fig. 1 skilles et tilført indgangssignal i et antal frekvensbånd ved hjælp af filtre henholdsvis HPF1, BPF1 og LPF1 på kompressionssiden og HPF2, . BPF2 og LPF2 på ekspansionssiden, hvilke filtre har parvis ens frekvenskarakteristikker. Kompressionskredsene Kompl-Komp3 og ekspansionskredsene Expl-Exp3 indeholder kredse henholdsvis Fc og Fe med variable emplitude-frekvenskarakteristik-ker og tilhørende styrekredse cc.

I fig. 2 ses frekvenskarakteristikkerne for de ovennævnte filtre med angivelse af afskæring- eller skillefrekvenserne fcl og fc2.

Antages det, at der som indgangssignal X tilføres et signal med højt niveau og frekvens fl beliggende såvel inden for gennemgangsområdet for båndpas-filteret BPF som inden for afskæringsområdet for lavpasfilteret LPF, vil dette signal gennem båndpasfilteret BPF1 således blive ført som et signal med højt niveau til kompressionskredsen Komp2, men det vil tillige gennem lavpasfilteret LPFl blive ført som et signal med lavt niveau til kompressinskredsen Komp3. Følgelig vil det til kompressionskredsen Komp2 førte signal ikke blive udsat for nogen kompression og blive overført som et signal Y2c til lederen Li i fig. 1, medens det til kompressionskredsen Komp3 tilførte signal vil blive udsat for kompression og overført som et komprimeret signal Y3c til lederen 1. Ved addition af disse to signaler på lederen Sbl dannes et signal Yc, som føres over transmissionsvejen T.

På ekspansionssiden føres det fra transmissionsvejen T modtagne signal Ye gennem båndpasfilteret BPF2 til ekspansionskredsen Exp2, hvor det udsættes for ekspansion.

Som forklaret i det foregående kræver korrekt ekspansion og kompression normalt opfyldelse af den ved udtrykket (4) givne betingelse. Til sikring af den herved forudsatte lighed mellem kurveformerne for kompressionskredsens indgangssignal X og ekspansionskredsens udgangssignal Z kræves, at de variable amplitude-frekvenskarakteristikker i de til hinanden svarende kompressions- og ekspansionskredse er komplementære og bringes til at variere nøjagtigt i overensstemmelse med det fra den pågældende styrekreds tilførte signal. Hvis imidlertid styrekredsene i henholdsvis kompressionskredsen og ekspansionskredsen ikke får tilført U5190 5 ens signaler, vil også de af disse kredse frembragte styresignaler, der tjener til regulering af de variable amplitude-frekvenskarakteristikker, blive forskellige, hvorved frekvenskarakteristikkerne ændres på en sådan måde, at de ikke lam-gere er komplementære, således at den ovennævnte betingelse ikke kan opfyldes.

Med det viste eksempel skal således de signaler, der føres til styrekredsene cc i kompressionskredsen Komp2 og ekspansionskredsen Exp2, være identiske for at betingelsen Z = X kan opfyldes, og de fra styrekredsene opnåede styresignalspæn-dinger skal have samme niveau. Med det ovenfor anførte signaleksempel vil det imidlertid umiddelbart fremgå, at styrekredsen i kompressionskredsen Komp2 får tilført signalet Y2c, medens styrekredsen i ekspansionskredsen Exp2 får tilført signalet Y2c + Y3c. Styresignalspændingerne til kredsene Fc og Fe vil således være forskellige, således at variationen af de tilhørende frekvenskarakteristikker ikke sker komplementært.

Dette problem kan som vist i fig. 3 løses gennem anvendelse af filtre med meget stejle afskæringsfrekvenser. Som følge af forskellige signalforsinkelser mellem filtrene vil der imidlertid opstå en faseforskydning mellem udgangssignalerne og som følge heraf en betydelig kurveformsforvrængning ved addition af signalerne i de forskellige frekvensbånd. Yderligere er filtre med så stejle afskæringsfrekvenser meget komplicerede og dyre.

Ifølge opfindelsen kan der for et givet frekvensbånd opnås overensstemmelse mellem det signal, som føres til styrekredsen på kompressionssiden, og det signal, som føres til styrekredsen på ekspansionssiden, således at den førnævnte betingelse opfyldes, med en kobling, som omfatter et antal parallelforbundne kompressions- og/eller ekspansionskredse for hvert sit af et antal frekvensbånd, i hvilke støj skal undertrykkes, og hver indeholdende en serieforindelse af nævnte første kreds og nævnte anden kreds samt nævnte styrekreds, hvorhos det af styrekredsen frembragte styresignal afledes af udgangssignalet fra henholdsvis indgangssignalet til de parallelforbundne serieforbindelser af nævnte første og anden kreds i kompressions- og/eller ekspansionskredsene.

Ved denne udførelsesform for opfindelsen vil styrekredsene for de forskellige frekvensbånd såvel på kompressionssiden som på ekspansionssiden få tilført fuldstændigt samme indgangssignal.

Ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen kan støjundertrykkelse i et antal frekvensbånd opnås ved hjælp af en parallelforbindelse af et antal første kredse hver med fast amplitude-frekvenskarakteristik for hver sit af et antal frekvensbånd, i hvilke støj skal undertrykkes, og en hermed serieforbundet parallelforbindelse af et antal til hver sit af nævnte frekvensbånd hørende andre kredse hver med en amplitude-frekvensbåndkarakteristik, som er variabel mellem den komplementære karakteristik til den faste amplitude-frekvenskarakteristik for den til samme frekvensbånd hørende første kreds og en ensartet flad amplitu 1A5190 6 de-frekvenskarakteristik, samt et antal styrekredse til variation af den variable amplitude-frekvenskarakteristik for hver sin af nævnte andre kredse ved hjælp af styresignaler, som afledes af udgangssignalet fra henholdsvis indgangssignalet til nævnte serieforbundne parallelforbindelser.

Endvidere kan opfindelsens generelle princip realiseres i forbindelse med kompression og/eller ekspansion i et antal frekvensbånd ved hjælp af en første kreds med en fast amplitude-frekvenskarakteristik, som er syntetiseret ud fra et antal faste amplitude-frekvenskarakteristikker for hver sit af et antal frekvensbånd, hvori støj skal undertrykkes, og en hermed serieforbundet parallelforbindelse af til hver sit af nævnte frekvensbånd hørende andre kredse hver med en amplitude—krekvenskarakteristik, som er variabel mellem den komplementære karakteristik til den til det pågældende frekvensbånd hørende del af den syntetiserede, faste amplitude-frekvenskarakteristik for nævnte første kreds og en ensartet flad amplitude-frekvenskarakteristik, samt et antal styrekredse til variation af den variable amplitude-frekvenskarakteristik for hver sin af nævnte andre kredse ved hjælp af styresignaler, som afledes af udgangssignalet fra henholdsvis indgangssignalet til serieforbindelsen af nævnte første kreds og nævnte parallelforbindelse.

Opfindelsen forklares nu under henvisning til tegningen, hvor fig. 1-3, som allerede forklaret, viser kendt teknik i forbindelse med frekvensopdelt støjundertrykkelse, medens fig. 4 viser et blokdiagram for en første udførelsesform for et kompressions- og ekspansionsanlæg ifølge opfindelsen, fig. 5A og 5B viser grafiske afbildninger til illustration af en udførelsesform for frekvenskarakteristikken for kompressoren og ekspanderen i fig. 3, fig. 6A og 6B viser grafiske afbildninger til illustration af en anden udførelsesform for frekvenskarakteristikken for kompressoren og ekspanderen, fig. 7A og 7B viser diagrammer for en udførelsesform for kompressoren og ekspanderen i fig. 3, fig. 8A og 8B diagrammer for en anden udførelsesform for kompressoren og ekspanderen i fig. 3, fig. 9 viser en grafisk afbildning af en frekvenskarakteristik, fig.lOA,10B,llA og 1IB viser diagrammer for en yderligere udførelsesform for kredsløbene i kompressoren og ekspanderen i fig. 3, fig.l2A og 12B diagrammer for konkrete udførelsesformer for de elektriske kredsløb i kompressoren og ekspanderen, fig. 13 viser et blokdiagram for en anden udførelsesform for kompressions-og ekspansionsanlægget ifølge opfindelsen, fig. 14A-14D viser grafiske afbildninger til illustration af frekvenskarakteristikken for hver frekvenskarakteristikændringskreds i fig. 13, 7 145190 fig. 15A-15D viser diagrammer for udførelsesformer for de elektriske kredse i frekvenskarakteristikændringskredsene i fig. 13, fig. 16 viser et blokdiagram til illustration af en modifikation ved den i fig. 13 viste udførelsesform, fig. 17 viser et diagram for en konkret udførelsesform for det elektriske kredsløb i blokdiagrammet i fig. 16, fig. 18 et diagram for en anden konkret udførelsesform for det elektriske kredsløb i blokdiagrammet i fig. 16, fig. 19 et blokdiagram for en tredje udførelsesform for kompressions- og ekspansionsanlægget ifølge opfindelsen, fig. 20A-20D viser grafiske afbildninger til illustration af frekvenskarakteristikken for hver frekvenskarakteristikændringskreds i fig. 16, fig. 21-23 diagrammer for konkrete udførelsesformer for elektriske kredsløb i de faste frekvenskarakteristikændringskredse i blokdiagrammet i fig. 19, og fig. 24 viser en grafisk afbildning af frekvenskarakteristikker for kredsene i fig. 21-23.

Under henvisning til fig. 4 beskrives nu en foretrukken udførelsesfom for kompressions- og ekspansionsanlægget ifølge opfindelsen. På en udsendelsesside eller en optagelsesside føres et fra en signalkilde til en indgangsklemme 10 afgivet signal gennem en fast frekvenskarakteristikaendringskreds 11 og en variabel frekvenskarakteristikændringskreds 12, idet signalet komprimeres i disse kredse. Signalet overføres herefter til et optagelses- og gengivelsesanlæg indeholdende et registreringsmiddel eller til en transmissionskanal 13, der i det følgende betegnes som et transmissionsanlæg. Hvis transmissionsanlægget 13 er et optagelses- og gengivelsesanlæg, optages signalet på et registreringsmiddel. Udgangssignalet fra frekvenskarakteristikændringskredsen 12 føres også til en styrekreds 14, som er omgivet af en punkteret linie. Udgangsstyresignalspændingen fra styrekredsen 14 føres til frekvenskarakteristikændringskredsen 12. Styrekredsen 14 indeholder et højpasfilter eller et båndpasfilter 15, en forstærker 16 og en signalniveaudetekteringskreds 17 i form af en indhyllingskurvedetektor. Det gennem filteret 15 passerede signal forstærkes i forstærkeren 16 og føres herefter til detekteringskredsen 17. I detekteringskredsen 17 detekteres signalets indhyllingskurve. Udgangssignalspændingen fra detekteringskredsen 17 svarer til niveauet for det gennem filteret 15 passerede signal, der har et forudbestemt frekvensbånd. Denne udgangssignalspænding føres til frekvenskarakteristik-ændringskredsen 12 som udgangsstyresignalspænding fra styrekredsen 14. Fre-kvenskarakteristikændringskredsen 12 indeholder et kredsløb, i hvilket et reguleringselement, hvis resistans ændres ved tilførsel af styresignalspændingen, er serieforbundet med en kondensator. Ved tilførsel af styresignalspændingen til kredsen 12 ændres dennes frekvenskarakteristik på den i det følgende beskrevne 8 145190 måde. En kompressor er sammensat af frekvenskarakteristikændringskredsene 11 og 12 og styrekredsen 14.

Frekvenskarakteristikændringskredsen 11 har en forudbestemt frekvenskarakteristik, som er passende for denne kreds, således at kredsens udgangssignal som vist ved kurverne ^ og J2 i fig. 5A og 6A forøges i et forudbestemt frekvensbånd. Hvis transmissionsanlægget 13 er et optagelses- og gengivelsesanlæg, f.eks. med et magnetbånd, skal den faste frekvenskarakteristik for frekvenskarak-teristikændringskredsen 11 fortrinsvis være standardiseret.

Frekvenskarakteristikændringskredsen 12 ændrer ved tilførsel af et styresignal for styrekredsen 14 sin frekvenskarakteristik i overensstemmelse med udgangs s tyresignal et fra styrekredsen 14 mellem en karakteristik som f.eks. den ved kurverne eller K2 i fig. 5A eller 6A viste og en flad karakteristik.

Kurven eller K2 er komplementær i forhold til den ovennævnte karakteristikkurve eller J^. Den formindskede karakteristik eller tiltager og nærmer sig den flade karakteristik, når styresignalspændingen aftager, og formindsker udgangssignalet, når styresignalspændingen tiltager. Når styresignalspændingen er på maksimum, bliver karakteristikken eller fuldstændigt komplementær i forhold til. karakteristikken eller J2·

Det signal, som er overført gennem transmissionsanlægget 13 eller, hvis transmissionsanlægget er et optagelses- og gengivelsesanlæg, er gengivet fra registreringsmidlet, ekspanderes i en variabel frekvenskarakteristikændringskreds 18 og en fast frekvenskarakteristikændringskreds 19 og er herefter til rådighed ved en udgangsklemme 20. Det gennem transmissionsanlægget 13 overførte signal føres også til en styrekreds 21, som er omgivet af en punkteret linie. Udgangs-styresignalspændingen fra styrekredsen 21 føres til frekvenskarakteristikændrings-kredsen 18. Styrekredsen 21 indeholder et højpasfilter eller båndpasfilter 22, en forstærker 23 og en signalniveaudetekteringskreds 24 i form af en indhyl-lingsdetektor og frembringer en styresignalspænding på samme måde som styrekredsen 14. En ekspander er sammensat af frekvenskarakteristikændringskredsene 18 og 19 og styrekredsen 21.

Frekvenskarakteristikændringskredsen 19 har en forudbestemt frekvenskarakteristik af en sådan form, at udgangssignalet aftager i et forudbestemt frekvensbånd som vist ved kurverne eller i fig. 5B eller 6B. Karakteristikkerne

Ni og N^ er komplementære i forhold til karakteristikkerne og for frekvenskarakteristikændringskredsen 11 i kompressoren.

Frekvenskarakteristikændringskredsen 18 ændrer ved tilførsel af et styresignal for styrekredsen 21 sin frekvenskarakteristik i overensstemmelse med udgangsstyres ignalet for styrekredsen 21 mellem en karakteristik, der som vist ved kurverne Mi eller i fig. 5B eller 6B er komplementær i forhold til 9 145190 karakteristikken eller N^, og en flad karakteristik. Karakteristikkerne M^ eller M2 nærmer sig den flade karakteristik, når styresignalspændingen aftager, og øger udgangssignalet, når styrespændingen tiltager. Når styresignalspæn-dingen er på maksimum, bliver karakteristikken M^ eller M2 fuldstændigt komplementær i forhold til karakteristikken eller

Det skal bemærkes, at det frekvensbånd, som udsættes for kompression og ekspansion ved hjælp af kompressoren og ekspanderen, er et frekvensbånd, i hvilket støjen skal reduceres.

Det frekvenssvar, som skal gøres til genstand for støjreduktion i en kompressor, skal ændres fra en tiltagende karakteristik til en flad karakteristik ved forøgelse af niveauet af et signal; hvis signalniveauet aftager, er det modsatte tilfældet. Tilsvarende skal det frekvenssvar, som skal gøres til genstand for støjreduktion i en ekspander, ændres fra en aftagende karakteristik til en flad karakteristik ved forøgelse af niveauet af et signal.

Kompressoren i kredsløbet ifølge opfindelsen anvender en kreds 11 med en karakteristik eller af en sådan form, at udgangssignalet altid øges i det frekvensbånd, som skal gøres til genstand for støjundertrykkelse, og en kreds 12, hvis karakteristik K^ eller ^ formindskes, når signalniveauet tiltager«

Den samlede frekvenskarakteristik for kredsen 11 og kredsen 12 bliver således en karakteristik, hvor udgangssignalet fra en forøget karakteristik nærmer sig en flad karakteristik, når signalniveauet tiltager. Denne karakteristik vil opfylde det førnævnte krav til kompressoren. I ekspanderen anvendes en kreds 19, hvis karakteristik eller N2 altid formindsker udgangssignalet i det fre kvensbånd, som skal gøres til genstand for støjundertrykkelse, og en kreds 18, hvis karakteristik M^ eller M2 øger udgangssignalet, når signalniveauet tiltager. Den kombinerede frekvenskarakteristik for kredsen 18 og kredsen 19 bliver således en karakteristik, hvor udgangssignalet fra en aftagende karakteristik nærmer sig en flad karakteristik, når signalniveauet tiltager. Denne karakteristik opfylder de førnævnte krav til ekspanderen.

Det bemærkes her, at kredsen 12 har en sådan karakteristik, at udgangssignalet formindskes, når signalniveauet tiltager, medens kredsen 18 har en sådan karakteristik, at udgangssignalet tiltager, når signalniveauet tiltager.

Selv ved anvendelse af halvlederelementer som reguleringselementer vil en ændring i niveauet af et signal derfor ikke forårsage forvrængning i signalet i et ønsket frekvensbånd, og frekvenssvaret kan ændres på ønsket måde.

I fig. 7A er vist et diagram for en konkret udførelsesform for det elektriske kredsløb i en kompressor med frekvenskarakteristikændringskredse 11 og 12, hvis karakteristikker har de i fig. 5A. viste former og K^. I fig. 7B er vist et diagram for det elektriske kredsløb i en konkret udførelsesform for en ekspander, hvor frekvenskarakteristikændringskredsene 18 og 19 har de i fig. 5B viste 145190 ίο former og N^. I fig. 7A indeholder kredsen 11 en transistor 30 og i forbindelse med dennes emitter en modstand 31, en spole 32, en kondensator 33 og en modstand 34. Kredsen 12 indeholder en modstand 35, en spole 36, en kondensator 37 og en variabel modstand 38 i forbindelse med transistoren 30’s kollektor. Styrekredsen 14 er forbundet mellem udgangsledningen fra transistoren 30’s kollektor og udtaget på den variable modstand 38. I fig. 7B indeholder kredsen 18 en transistor 39, en modstand 40, en spole 41, en kondensator 42 og en variabel modstand 43. Kredsen 19 indeholder en modstand 44, en spole 45, en kondensator 46 og en modstand 47 i forbindelse med transistoren 39's kollektor. Styrekredsen 21 er forbundet mellem transistoren 39’s basis og udtaget på den variable modstand 43. Betragtet på samme måde udgør de variable modstande 38 og 43 reguleringselementer for halvledere.

Resistansværdierne for modstandene 31 (44), 40 (35) og 34 (47) betegnes som Ra, Rb og Rc, kapacitetsværdierne for kondensatorerne 33 (46) og 42 (37) betegnes som Ca og Cb, induktansværdieme for spolerne 32 ( 45) og 41 (36) betegnes som La og Lb og minimumsresistansværdierne for de variable modstande 38 og 43 betegnes som VRmin. Kredsløbselementeme vælges således, at ligningen

Ra:Rb = Rc:VRmin = Cb:Ca = La:Lb er opfyldt.

Ifølge den ovenfor beskrevne konstruktion arbejder kompressoren og ekspanderen således, at frekvenskarakteristikken bliver flad, når niveauet af et indgangssignal overskrider et forudbestemt signalniveau, ved hvilket resistansværdi-erne (værdierne af indre resistans) for de variable modstande 38 og 43 bliver VRmin. Hvis indgangssignalets niveau er lavere end det forudbestemte signalniveau, arbejder kompressoren og ekspanderen således, at udgangssignalet forøges i kompres- soren og formindskes i ekspanderen, når indgangssignalets niveau aftager. Det frekvensbånd, i hvilket frekvenssvaret kan variere, er fastlagt ved spolen 32 og kondensatoren 33 eller ved spolen 41 og kondensatoren 42.

I fig. 8å er vist et diagram for en konkret udførelsesform for det elektriske kredsløb i en kompressor, hvor frekvenskarakteristikændringskredsene 11 og 12 har frekvenskarakteristikker som vist ved og K^ i fig. 6A. I fig. 8B

er vist et diagram for en konkret udførelsesform for en ekspander, hvor frekvens-karakter is tikændringskredsene 18 og 19 har frekvenskarakteristikker som vist ved M2 og i fig· 6b. I fig. 8A indeholder kredsen 11 en modstand 50 samt en modstand 51 og en kondensator 52, som er parallelforbundet med modstanden 50. Kredsen 12 indeholder en modstand 53 samt en kondensator 54 og en variabel modstand 55, som er parallelforbundet med modstanden 53. Til udgangen af kredsen 11 er forbundet en forstærker 56. Styrekredsen 14 er forbundet mellem 11 145190 forstærkeren 56's udgang og udtaget på den variable modstand 55. I fig. 83 indeholder kredsen 18 en modstand 57 samt en kondensator 58 og en variabel modstand 59, som er parallelforbundet med modstanden 57. Udtaget på den variable modstand 59 er forbundet til styrekredsen 21. Kredsen 19 er forbundet til udgangen af en forstærker 60 og indeholder en modstand 61 samt en modstand 62 og en kondensator 63, som er parallelforbundet med modstanden 61. Kredsene 19 og 18 udgør en modkoblingskreds for forstærkeren 60. De variable modstande 55 og 59 kan også betragtes som resistansværdier for reguleringselementer for halvledere.

Resistansværdierne for modstandene 50 (61), 53 (57) og 51 (62) betegnes med Ra, Rb og Rc, kapacitetsværdierne for kondensatorerne 52 (63) og 54 (58) med Ca og Cb og resistansværdierne for de variable modstande 55 (59) med VRmin. Kredsløbselementerne vælges således, at ligningen

Ra : Rb = Rc : VRmin = Cb : Ca er opfyldt.

Ved denne konstruktion arbejder kompressoren og ekspanderen på samme måde som i den tidligere beskrevne udførelsesform, således at frekvenskarakteristikken bliver flad, når niveauet af et indgangssignal overskrider et forudbestemt signalniveau, ved hvilket resistansværdierne for de variable modstande, dvs. reguleringselementerne 55 og 59 bliver VEmin. Hvis indgangssignalets niveau er lavere end det forudbestemte signalniveau, arbejder kompressoren og ekspanderen også på samme måde som den tidligere beskrevne udførelsesform, således at udgangssignalet forøges i kompressoren og formindskes i ekspanderen.

For at kredsen 11 kan hæve niveauet af et signal ved høje frekvenser med oC dB over niveauet J. for et signal med lave frekvenser, således som det er vist i fig. 9, og kredsen 12 kan sænke niveauet af et signal ved høje frekvenser med eC dB under niveauet 2, når resistansværdien af reguleringselementet 55 er på minimum, og for at disse kredse 11 og 12 kan forøge eller formindske alene signalkomposanter i et krævet frekvensbånd, må kredsløbselementerne i disse kredse vælges i overensstemmelse med følgende udtryk

Ra = nRb, Rc = nVRmin,

Cb = nCa, f - 1 - - \_ 1 2^Ra.Ca 2rRb-Cb f =_J___i_ 2 2i7Rc*Ca 2JTVR min *Cb hvor f^ og f^ betegner frekvenserne ved karakteristikkurvens knækpunkter, og n er en koefficient, der omtrent er lig med 2, når <*· har størrelsesordenen 10 dB, og er lig med 4, når <* har størrelsesordenen 14 dB.

12 145190 I kredsen 12 er modstanden 53, hvis resistansværdi udgør 1/n af modstanden 50's resistansværdi, parallelforbundet med kondensatoren 54 og det hermed serieforbundne reguleringselement 55. En over reguleringselementet påtrykt signalvekselspænding reduceres derfor effektivt som følge af tilstedeværel-.sen af kondensatoren 54 og modstanden 53. Selv med højt niveau af det til kredsen 11 førte signal vil der derfor ikke blive indført nogen forvrængning i signalet hidrørende fra reguleringselementet 55, og kredsen 11 kan frembringe et udgangssignal med tilstrækkeligt signalniveau for det efterfølgende trin.

I fig.lOA oglOB er vist diagrammer for udførelsesformer for kompressoren og ekspanderen, hvor spolerne 32, 36, 41 og 45 i udførelsesformerne i fig.

7A og 7B er fjernet. I hver figur er kredsløbselementerne betegnet med samme henvisningsbetegnelser som i de ovennævnte figurer, og disse kredsløbselementer vil ikke blive beskrevet.

1 fig.llA og 1]P er vist andre udførelsesformer for kompressoren og ekspanderen. I kompressoren i fig.11 forøges niveauet af et signal ved høje frekvenser ved hjælp af en kreds 11 indeholdende modstande 50 og 51 og en kondensator 52, som indgår i modkoblingskredsen for en modkoblet forstærker 56. Omfanget af formindskelsen af signalniveauet i højfrekvensbåndet kan ændres ved hjælp af en kreds 12 indeholdende en modstand 53, en kondensator 54 og et reguleringselement 55 i forbindelse med forstærkeren 56's indgang. I ekspanderen i fig.

8B formindskes niveauet af et signal ved høje frekvenser på forhånd ved hjælp af en kreds 19 indeholdende modstande 61 og 62 og en kondensator 63 i forbindelse med indgangen af en forstærker 60. Omfanget af forøgelsen i signalniveauet i højfrekvensbåndet kan ændres ved hjælp af en kreds 18 indeholdende en modstand 57, en kondensator 58 og et reguleringselement 59, som indgår i modkoblingskredsen for forstærkeren 60.

I fig.l2Aogl2B er vist diagrammer for mere konkrete udførelsesformer for elektriske kredsløb i kompressoren og ekspanderen. I disse udførelsesformer anvendes felteffekttransistorer 70 og 71 som reguleringselementer. Dele af kredsløbene, som svarer til de i fig. 1 viste blokke er betegnet med samme henvisningsnumre.

I den ovenfor beskrevne udførelsesform frembringes indgangssignalet for styrekredsen 14 af kredsen 12. Dette indgangssignal kan opnås fra indgangen af kredsen 11. Tilsvarende kan indgangssignalet til styrekredsen 21 opnås fra kredsen 19's udgang i stedet for fra kredsen 18’s indgang. Endvidere kan den rækkefølge, hvori kredsene 11 og 12 og kredsene 18 og 19 er forbundet, vendes om.

I det følgende beskrives en anden udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen.

13 145190

Hvis kompressions- og ekspansionsfunktionerne udstrækkes jævnt over et fuldstændigt frekvensbånd eller et bredere frekvensbånd for et signal, domineres disse funktioner af en signalkomposant i et frekvensbånd med høj energi. Som følge heraf vil variationer i lodret retning i støjniveauet for signalet i et frekvensbånd, som er frekvensmæssigt adskilt fra det frekvensbånd, hvor kompressions- og ekspansionsfunktionerne udføres ved ændring i signalets niveau, være klart akustisk mærkbare. For at opnå en tilstrækkelig udglatningseffekt selv for den laveste frekvens i det frekvensbånd, som er genstand for regulering, og herigennem forhindre optræden af forvrængning må tidskonstanten for udglatningskredsen i styrekredsen endvidere have en stor værdi. Herved vil kredsens reaktionstid nødvendigvis blive lang, hvilket resulterer i variationer i støjniveauet, som er meget ubehagelige at lytte til.

For at undgå denne ulempe er der foreslået et kompressions- og ekspansionsanlæg med frekvensbåndsopdeling. I et sådant anlæg deles indgangssignalet i et antal frekvensbånd, og kompressionen og ekspansionen udføres separat for hvert frekvensbånd. Der findes to former for sådanne båndopdelingsanlæg, nemlig et serieanlæg og et parallelanlæg.

Et serieanlæg indeholder et antal serieforbundne kompressorer eller ekspandere med indbyrdes forskellige, virksomme frekvensbånd. Et sådant anlæg har imidlertid den ulempe, at kompressions- eller ekspansionskarakteristikken for hver kompressor eller ekspander ved frekvenser i nærheden af grænsefrekvensen mellem to nabofrekvensbånd fremtræder som summen af karakteristikkerne for de to kompressorer eller ekspandere forbundet i serie. Endvidere udviser anlægget tendens til fejlfunktion som følge af støj. Et sådant anlæg er derfor ikke egnet til anvendelse i high-fidelity gengivelsesudstyr.

Som forklaret i det foregående er det foreslået at afhjælpe denne ulempe i serieanlæg ved at parallelforbinde et antal kompressorer eller ekspandere med indbyrdes forskellige, virksomme frekvensbånd, I det følgende beskrives som en anden udførelsesform for opfindelsen et nyt kompressions- og ekspansionsanlæg af båndopdelingstypen, ved hvilket de i det foregående anførte ulemper ved kendte anlæg af denne art er elimineret.

I fig. 13 føres på kompressorsiden et signal fra en indgangsklemme 10 til faste frekvenskarakteristikændringskredse 11a, 11b og 11c. Disse kredse har ligesom den faste frekvenskarakteristikændringskreds 11 i den tidligere beskrevne første udførelsesfonn forudbestemte faste frekvenskarakteristikker Ja, Jb og Jc,hvor signalet i det frekvensbånd, som gøres til genstand for regulering, forøges som vist i fig. 14A. Kredsen 11a kan have en karakteristik som et højpasfilter, kredsen 11b en karakteristik som et båndpasfilter og kredsen 11c en karakteristik som et lavpasfilter.

14 145190

De gennem frekvenskarakteristikændringskredsene lla-llc førte signaler føres separat til variable frekvenskarakteristikændringskredse 12a, 12b og 12c. Frekvenskarakteristikændringskredsene 12a-12c indeholder ligesom den variable frekvenskarakteristikændringskreds 12 i den tidligere udførelsesform reguleringselementer, hvis impedans ændres i afhængighed af styresignalspændinger, som tilføres fra tilknyttede styrekredse 14a, 14b og 14c. Ved tilførsel af disse styresignalspændinger ændrer frekvenskarakteristikændringskredsene 12a-12c som vist i fig. 14B deres frekvenskarakteristik henholdsvis Ka, Kb og Kc på en sådan måde, at den ved tiltagende signalniveau nærmer sig en karakteristik, der er komplementær i forhold til frekvenskarakteristikken for den tilsvarende kreds af frekvenskarakteristikændringskredsene lla-llc, og ved aftagende signalniveau nærmer sig en flad frekvenskarakteristik.

De i frekvenskarakteristikændringskredsene 12a-12c komprimerede signaler kombineres og overføres gennem et transmissionsanlæg 13 til en ekspander. På ekspandersiden føres de gennem transmissionsanlægget 13 overførte signaler til variable frekvenskarakteristikændringskredse 18a, 18b og 18c. Disse kredse indeholder ligesom den variable frekvenskarakteristikændringskreds 18 i den første udførelsesform reguleringselementer, hvis impedans ændres i afhængighed af styresignalspændinger, som tilføres fra tilknyttede styrekredse 21a-21c. I overensstemmelse med signalniveauet ændrer kredsene 18a-18c deres karakteristikker på en måde, som er modsat i forhold til karakteristikændringerne i frekvens-karakteristikændringskredsene 12a-12c, således som det er vist ved kurverne Ma,

Mb og Me i fig. 14C.

De gennem frekvenskarakteristikændringskredsene 18a-18c passerede signaler føres separat til faste frekvenskarakteristikændringskredse 19a, 19b og 19c. Disse kredse har ligesom frekvenskarakteristikændringskredsen 19 i den første udførelsesform forudbestemte frekvenskarakteristikker Na, Nb og Nc, der som vist i fig. 14D er komplementære i forhold til karakteristikkerne for frekvens-karakteristikændringskredsene lla-llc, og formindsker således signalet i det frekvensbånd, som er genstand for regulering. De signaler, som er blevet ekspanderet i kredsene 19a-19c og gendannet til de oprindelige signaler, kombineres og er til rådighed ved en udgangsklemme 20.

Styrekredsene 14a-14c på kompressorsiden indeholder ligesom styrekredsen 14 i den første udførelsesform filtre 15a-15c, forstærkere og amplitudebegrænsningskredse 16a-16c og ensretnings- og udglatningskredse 17a-17c. Filtrene 15a, 15b og 15c er henholdsvis et højpasfilter, et båndpasfilter og et lavpas-filter. Styrekredsene 21a-21c på ekspandersiden indeholder ligesom styrekredsen 21 i den første udførelsesform filtre 22a-22c, forstærkere og amplitudebegrænsningskredse 23a-23c og ensretnings- og udglatningskredse 24a-24c. Filtrene 22a, 22b og 22c er henholdsvis et højpasfilter, et båndpasfilter og et lavpas- 15 145190 filter.

Som beskrevet i det foregående indeholder styrekredsene 14a-14c og 21a-21c filtre 15a-15c og 22a-22c, som lader et signal inden for et frekvensbånd, der er genstand for regulering, passere. Følgelig får hvert reguleringselement i frekvenskarakteristikændringskredsene 12a-12c og 18a-18c tilført en styresig-nalspænding, som alene udgøres af en signalkomposant i det frekvensbånd, som er genstand for regulering. Kompressions- og ekspansionsfunktionerne udføres derfor i hvert par af frekvenskarakteristikændringskredse 12a-18a, 12b-18b og 12c-18c inden for det frekvensbånd, som er genstand for regulering ved hjælp af det pågældende par af kredse. Ved denne udførelsesform kan der efter kompressions- og ekspansionsfunktionerne opnås et udgangssignal, der er fuldstændigt det samme som et indgangssignal.

I fig. I5å er ved a-c vist diagrammer for den elektriske udformning af frekvenskarakteristikændringskredsene lla-llc. I kredsen 11a er en kondensator 33a og en modstand 34a i parallelforbindelse med en modstand 31a sluttet til emitteren af en transistor 30a. I kredsen 11b er en kondensator 33b, en spole 32b og en modstand 34b i parallelforbindelse med en modstand 31b sluttet til emitteren af en transistor 30b. I kredsen 11c er en spole 32c og en modstand 34c i parallelforbindelse med en modstand 31c sluttet til emitteren af en transitor 30c. 1 fig. 15B er ved a-c vist diagrammer for den elektriske udformning af frekvenskarakteristikændringskredsene 12a-12c. I kredsen 12a er en kondensator 37a forbundet til drænelektroden af en felteffekttransistor 38a. Tilsvarende er i kredsen 12b en spole 36b og en kondensator 37b forbundet til drænelektroden af en felteffekttransistor 38b. I kredsen 12c er en spole 36c forbundet til drænelektroden af en felteffekttransistor 38c. 1 fig. 15C er ved a-c vist diagrammer for den elektriske udformning af frekvens-karakteristikændringskredsene 18a-18c. I kredsen 18a er kondensatorer 42a og 80a forbundet mellem drænelektroden af en felteffekttransistor 43a og emitteren af en transistor 39a. I kredsen 18b er kondensatorer 42b og 80b og en spole 41b forbundet mellem drænelektroden af en felteffekttransistor 43b og emitteren af en transistor 39b. I kredsen 18c er en spole 41c og en kondensator 80c forbundet mellem drænelektroden af en felteffekttransistor 43c og emitteren af en transistor 39c. I fig. 15D er ved a-c vist diagrammer for den elektriske udformning af frekvenskarakteristikændringskredsene 19a-19c.

Mellem en udgangsledning og jord er i kredsen 19a forbundet en kondensator 46a og en modstand 47a, i kredsen 19b en kondensator 46b, en spole 45b og en modstand 47b og i kredsen 19c en spole 45c og en modstand 47c.

1 fig. 16 er vist en modifikation af det i fig. 13 viste blokdiagram. I denne figur er hver blok betegnet med samme henvisningstal som anvendt for den 16 145190 tilsvarende blok i fig. 13, forsynet med mærke. På kompressorsiden kombineres signaler, som er passeret gennem de faste frekvenskarakteristikændringskredse llå-llc og føres herefter til hver af de variable frekvenskarakteristikændringskredse 12å-12c. På ekspandersiden føres de overførte signaler til de faste fre-kvenskarakteristikændringskredse 19å-19c og kombineres efter at være passeret gennem disse kredse og føres til de variable frekvenskarakteristikændringskredse 18å-18c. Opbygningen og virkemåden af denne modificerede udførelsesform er i øvrigt den samme som for udførelsesformen i fig. 13.

I fig. 17 er vist et diagram for en udførelsesform for et konkret elektrisk. kredsløb med anvendelse af kredsene i fig. 15A-15D. I fig. 17 er kredsløbselementer svarende til de i fig. 15A-15D viste betegnet med samme henvisningstal, forsynet med mærke. Et signal fra indgangsklemmen 10' føres til transistoren 30rs basis over en koblingskondensator 90. Transistoren 30’s basis tilføres en passende forspænding ved hjælp af modstande 91 og 92. Mellem transistoren 30’s emitter og jord forløber en parallelforbindelse af emittermodstanden 31', en kreds 93 med en serieforbindelse af en kondensator 33å og en modstand 34å, en kreds 94 med en serieforbindelse af en kondensator 3315, en spole 3215 og en modstand 34B og en kreds 95 med en spole 32c og en modstand 34c. Forbindelsespunktet mellem transistoren 30's kollektor og belastningsmodstanden 35' er forbundet til basis af en transistor 96 i emitterfølgerkobling.

Til forbindelsespunktet mellem transistoren 96's emitter og en emitter-modstand 97 er over en koblingskondensator 98 og en modstand 99 forbundet tre reguleringselementkredse 100, 101 og 102 og en forstærkerkreds 103. Reguleringselementkredsen 100 indeholder kondensatoren 37å og felteffekttransi-storen 38å. Kredsen 101 indeholder kondensatoren 37b", spolen 36b" og felt-effekttransistoren 38b". Kredsen 102 indeholder spolen 36c og felteffekttran-sistoren 38c. Udgangssignalet fra forstærkeren 103 føres til styrekredsene 14å-14c, og udgangsstyresignalspændingerne fra styrekredsene 14å-14c føres til hver sin af felteffekttransistorerne 38a-38c i reguleringselementkredsene 100-102.

En modkoblet forstærkerkreds indeholdende transistoren 30" og kredsene 93-95 udfører funktionen af frekvenskarakteristikændringskredsene 11a, 11b' og 11c". Af de med transistoren 30 forbundne kredse bidrager parallelforbindelsen af emittermodstanden 31 og kredsen 93 med karakteristikken for frekvenskarak-teristikændringskredsen 11a, i den viste udførelsesforra karakteristikken for et højpasfilter, til indgangs-udgangskarakteristikken for forstærkerkredsen med transistoren 30. Parallelforbindelsen af emittermodstanden 31 og kredsen 94 bidrager med karakteristikken for frekvenskarakteristikændringskredsen 11b, i den viste udførelsesform karakteristikken for et båndpasfilter. Endelig bidrager parallelforbindelsen af emittermodstanden 31 og kredsen 95 med karakteristik- U5190 17 ken for frekvenskarakteristikændringskredsen 11c, i den viste udførelsesform karakteristikken for et lavpasfilter. Til modstandene 34a^ 34b' og 34c' vælges en forholdsvis høj resistansværdi. Uden modstandene 3h£-3b£ vil der forekomme parallelresonans som følge af de i disse kredse indgående reaktanselementer. Anvendelsen af modstandene 34å-34c' gør det muligt at konstruere disse kredse med karakteristikkerne for kredsene lla-llc' uafhængigt af hinanden uden indbyrdes påvirkning.

De til den i emitterfølgerkoblingen forbundne transistor 96, der virker som lavimpedanssignalkilde, sluttede kredse indeholdende modstanden 99 og hvert af reguleringselementerne 100-102 udfører funktionerne af frekvenskarakteristik-ændringskredsene 12a-12c i blokdiagrammet i fig. 16. Et variablet dæmpningsnetværk med modstanden 99 og reguleringselementkredsen 100 udviser karakteristikken for frekvenskarakteristikændringskredsen 12a. Det variable dæmpningsnetværk med modstanden 99 og reguleringselementkredsen 101 og netværket med modstanden 99 og reguleringselementkredsen 102 udviser karakteristikkerne for frekvens-karakteristikændringskredsene henholdsvis 12b' og 12c^

Hvis resistansværdierne for belastningsmodstanden 35' og emittermodstanden 31' vælges lige store, vil forstærkningen af forstærkningskredsen med transistoren 30' i tilfælde af, at kun emittermodstanden 31' er til stede i transistoren 3CHs emitterkreds blive én. Hvis resistansværdierne for modstandene 31^ 34a, 34b^ 34c" og 99 betegnes med RI, R2, R3, R4 og R5, Induktansværdierne af spolerne 32b't 32c", 36b' og 36c' med LI, L2, L3 og L4, kapacitetsværdierne af kondensatorerne 33a', 33b' 37a' og 37tf med Cl, C2, C3 og C4 og minimumresistansværdierne af de reguleringselementer 38a, 38b og 38<5, som styres af styresignalspændingerne, med XIRmin, X2Rmin og X3Rmin, kan ønskede karakteristikker opnås for kredsene lla-llc og 12å-12c ved at vælge kredsløbselementeme i overensstemmelse med følgende udtryk: R5 L4 X3Rmin C 2 L3 X2Rmin Cl XIRmin . t t

Ri = L2 = R4--C4 = Li---R3- = C3--R2- = konstant

Det i ovennævnte kredsløb komprimerede signal opnås fra en forstærker 103 og overføres til transmissionsanlægget 13-. Det gennem transmissionsledningen 12Γ overførte signal føres til en forstærker 104 i ekspanderen, hvor det forstærkes, forstærkeren 104’s udgangssignal føres til styrekredsene 21å-21c og endvidere over en modstand 105 til et i det følgende beskrevet kredsløb.

En serieforbindelse af modstanden 105 og en kreds 106 indeholdende en kondensator 46å og en modstand 47å udviser karakteristikken for frekvenskarak-teristikændringskredsen 19a i blokdiagrammet i fig. 16. En serieforbindelse af modstanden 105 med en kreds 107 indeholdende en kondensator 46b', en spole 45b' og en modstand 47b' udviser karakteristikken for frekvenskarakteristikæn- 18 145190 dringskredsen 19b"-. Endelig udviser en serieforbindelse af modstanden 105 og en kreds 108 indeholdende en φοίε 45c' og en modstand 47c" karakteristikken for frekvenskarakteristikændringskredsen 19c". Årsagen til anvendelsen af modstandene 47i-47c* er den samme som til anvendelsen af modstandene 34é-34c.

Det gennem de ovennævnte kredse passerede signal føres til basis af transistoren 39 ' over en kondensator 109. Transistoren 39*'s basis får tilført en passende forspænding over modstande 110 og 111. Til transistoren 39"' s kollektor er forbundet en belastningsmodstand 44" og til dens emitter en emitter-modstand 4θ1 Udgangssignalet opnås ved udgangsklemmen 20' over en kondensator 112, som er tilsluttet forbindelsespunktet mellem transistoren 39"* s kollektor og belastningsmodstanden 44.

Til forbindelsespunktet mellem transistoren 39's emitter og emittermod-standen 40 er over en kondensator 80 sluttet reguleringselementkredse USUS. Kredsen 113 indeholder en kondensator 42a og en felteffekttransistor 43a. Kredsen 114 indeholder en kondensator 42b^ en spole 41b"" og en felteffekttransistor 43b" Kredsen 115 indeholder en spole 41c" og en felteffekttransistor 43c. Felteffekttransistorerne 43£-43c i regulerings elementkredsene 113-115 tilføres styresignalspændinger fra styrekredsene 21a-21c". Parallelforbindelsen af emittermodstanden 40' og reguleringselementkredsen 113 bidrager til indgangs-udgangskarakteristikken for forstærkerkredsen af transistoren 39"" med karakteristikken for frekvenskarakteristikændringskredsen 18a" i fig. 16.

På tilsvarende måde bidrager parallelforbindelserne af modstanden 40" med henholdsvis kredsen 114 og kredsen 115 med karakteristikkerne for henholdsvis kredsen 18b" og kredsen 18c^

Hvis resistansværdierne for modstandene 105, 47a^ 47b^ 47c" og 40" betegnes med henholdsvis R6, R7, R8, R9 og R10, induktansværdierne for spolerne 45bf 45b"^ 41b" og 41c" med henholdsvis L5, L6, L7 og L8, kapacitetsværdierne for kondensatorerne 46a"*, 46b" 42a' og 42b" med henholdsvis G5, C6, C7 og C8 og minimumresistansværdierne for reguleringselementerne 43a"^ 43b" og 43c med henholdsvis X4Rmin, X5Rmin og X6Rmin, kan ønskede karakteristikker for kredsene 19a-19c" og 18a-18c" opnås ved at vælge kredsløbselementerne i overensstemmelse med følgende udtryk: R10 C5 X4Rmin C6 L7 X5Rmin L8 X6Rmin , „ „ RT = C7 = R7-- G8 = L5 “ “ΊΪ8-- L6 " ~R9- = konstant

Sammenhængen mellem kredsløbselementeme i denne ekspander og kredsløbselementerne i den ovenfor beskrevne kompressor er herefter som følger: 19 145190

RI : R5 : R6 : RlO

= L2 : L4 : L6 : L8 = R4 : X3Rmin : R9 : X6Rmin .1 .1 .1 .1 C2 : C4 : C6 : C8 = LI : L3 : L5 : L7 = R3 : X2Kmin : R8 : X5Rmin = JL_ . 1 . J_ . 1

Cl : C3 ! C5 ! C7 = R2 : XlRmin : R7 : X4Rmln I fig. 18 er vist en modifikation af kredsløbet i fig. 17·. I fig. 18 er kredsløbselementer svarende til de i fig. 14 viste betegnet med samme henvisningstal forsynet med mærke henholdsvis dobbeltmærke. I denne udførelsesform udgår de i kredsløbet i fig. 17 anvendte transistorer 30", 96 og 39" osv. I kompressoren er kredsene 100'-102' anbragt i modkoblingssløjfen for en modkoblet forstærker 120. I ekspanderen er et kredsløb sammensat af kredsene 106'-108' og kredsene 113'-115' anbragt i modkoblingssløjfen for en modkoblet forstærker 121. Dimensioneringen af kredsløbselementerne er den samme som for kredsløbet i fig. 17.

Ved den beskrevne anden udførelsesform for opfindelsen er det ikke som i kendte kompressions- og ekspansionsanlæg af båndopdelingstypen nødvendigt at anvende kredse med stejle afskæringskarakteristikker. Da uregelmæssigheder mellem værdierne af kredsløbselementerne endvidere ikke påvirker frekvenskarakteristikken særligt meget, er dette kredsløb særdeles gunstigt til anvendelse i et gengivelsesudstyr for firekanal-optagelser, hvor der kræves omskiftelighed mellem flere gengivelsesapparater.

I fig. 19 er vist et blokdiagram for en tredje udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, som repræsenterer en forenkling af kredsløbet i fig. 16. I denne udførelsesform er de faste frekvenskarakteristikændringskredse IlaC-ll6 og 19a-19c* i fig. 16 erstattet af enkelte frekvenskarakteristikændringskredse henholdsvis 130 og 131. Frekvenskarakteristikændringskredsene 130 og 131 har forudbestemte faste frekvenskarakteristikker, der har form af syntetiske karakteristikker sammensat af frekvenskarakteristikkerne for frekvenskarakteristikændrings-kredsene lla-llc' og 19a-19c". Hvis eksempelvis kredsene lla-llc" har karakteristikker som vist ved kurverne Ja^ Jb'og Jc' i fig. 2GA, har kredsen 130 en karakteristik som vist ved den fuldt optrukne kurve Js, der er en syntetisk karakteristik sammensat af karakteristikkerne JalJc". Hvis tilsvarende kredsene 19a-19c“ har karakteristikker som vist ved kurverne Na", Nb' og Nc' i fig. 20D t der er komplementære i forhold til karakteristikkerne Ja-Jc', har kredsen 131 en karakteristik Ns som vist ved den fuldt optrukne linie, hvilken karakteristik 20 145190 er en syntetisk karakteristik sammensat af karakteristikkerne Na-Nc'. I denne udførelsesform er den grad, hvormed frekvenssvaret tiltager på kompressorsiden, stor i kurven Ja7 middel i kurven Jb' og lille i kurven Jc', medens den grad, hvormed frekvens svaret aftager på ekspandersiden, er stor i kurven Na', middel i kurven Nb' og lille i kurven Ncl F rekvenskarakter is t ikændringskreds ene 12a-12c" har frekvenskarakteristikker som vist ved kurverne Ka7 Kb' og Kc' i fig· 20B. Karakteristikkerne Ka-Kc for kredsene 12a-12c" nærmer sig aftagende karakteristikker, der er komplementære i forhold til de tiltagende karakteristikkurver Ja-Jc^ når indgangssignalets niveau tiltager og nærmer sig en flad karakteristik, når indgangssignalets niveau aftager. Frekvenskarakteristikændringskredsene 18a-18c" har frekvenskarakteristikker som vist ved kurverne Ua'} Mb’* og Me' i fig. 20C. Karakteristikkerne for kredsene 18^418^’ nærmer sig tiltagende karakteristikker, der er komplementære i forhold til de aftagende karakteristikker Na-Nc', når indgangssignalets niveau tiltager, og nærmer sig en flad karakteristik, når indgangssignalets niveau aftager.

De ovenfor beskrevne frekvenskarakteristikændringskredse lla-llc', 130, 19a-19c" og 131 har forudbestemte faste frekvenskarakteristikker, som ikke varierer i afhængighed af indgangssignalets niveau. Følgelig vil den enkelte frekvens-karakteristikændringskreds 130 med karakteristikken Js udføre samme funktion som de tre parallelforbundne frekvenskarakteristikændringskredse lla-llc' med karakteristikkerne Ja-Jc'. På samme måde vil den enkelte frekvenskarakteristik-ændringskreds 131 med karakteristikken Ns udføre samme funktion som de tre parallelforbundne frekvenskarakteristikændringskredse 19a-19c” med karakteristikkerne Na-Ncl I stedet for at kombinere et antal faste frekvenskarakteristikændringskredse til en enkelt fast frekvenskarakteristikændringskreds med en syntetisk karakteristik for dette antal kredse, kan et antal faste frekvenskarakteristikændringskredse kombineres i et antal grupper, hvor hver gruppe har en syntetisk karakteristik svarende til de til den pågældende gruppe hørende kredse. I dette tilfælde parallelforbindes de i grupper kombinerede, faste frekvenskarakteristikændringskredse med hinanden. Endvidere kan faste frekvenskarakteristikændringskredse med en syntetisk karakteristik anvendes alene på kompressorsiden eller ekspandersiden.

I det følgende beskrives en konkret udførelsesform for frekvenskarakteri-stikændringskredsen 130 med en syntetisk frekvenskarakteristik dækkende to frekvensbånd. Kredsløbet, som er vist i fig. 21, er ækvivalent med et kredsløb bestående af transistoren 30'1 og kredsene 93 og 94 i fig. 17·. Hvis resistansværdierne RI, R2, R3 og Ril for modstandene 31', 34a', 34b' og 35' vælges til RI = Ril = 1 kohm, R2 = 164 ohm og R3 = 335 ohm, kapacitetsværdierne Cl og C2 for kondensatorerne 33a' og 33b' til Cl = 0,484 μΚ og C2 = 2,135 μΚ og induktansværdien LI for spolen 32b til LI = 29,66 mH, vil kredsløbet i fig. 21 21 145190 udvise en karakteristik som vist ved en fuldt optrukket linie W i fig. 24, hvilken karakteristik er en syntetisk karakteristik sammensat af de punkteret viste karakteristikker U og V.

Karakteristikkurven W kan opnås ved hjælp af et kredsløb indeholdende modstande og kondensatorer, hvis karakteristik har en asymptote som vist ved en stiplet linie I. Dette kredsløb kan konstrueres uden anvendelse af spoler, der volder problemer ved kredsløbsdimensionering. Udførelsesformer for et sådant kredsløb er vist i fig. 22 og 23.

I kredsløbet i fig. 22 er en serieforbindelse af en kondensator 140 og en modstand 141 parallelforbundet med modstanden 31' og sluttet til emitteren af transistoren 30? Tilsvarende er en serieforbindelse af en kondensator 142 og en modstand 143 parallelforbundet med en modstand 141. I kredsløbet i fig.

23 er en serieforbindelse af en kondensator 144 og en modstand 145 og en serieforbindelse af en kondensator 146 og en modstand 147 i parallel med modstanden 31" forbundet til transistoren 30's emitter. Frekvenskarakteristikkerne for kredsløbene i fig. 22 og 23 har en asymptote som vist ved kurven I i fig. 24 og nærmer sig tæt til karakteristikken W for kredsløbet i fig. 21. 1 forhold til kredsløbene i de ovenfor beskrevne udførelsesformer kan antallet af kredsløbselementer formindskes og fremstillingsomkostningerne reduceres som følge af den forenklede konstruktion af disse kredsløb. Den ovenstående beskrivelse vedrørende kredsløbet 130 gælder også for frekvenskarakteristikændringskredsen 131.

Frekvensbåndopdelingen i de ovenfor beskrevne udførelsesformer er ikke nødvendigvis begrænset til opdeling i tre bånd men kan også udføres som opdeling i to bånd eller flere end tre bånd.

Claims (3)

22 145190

1. Kobling til frekvensafhængig amplitudekompression af elektriske signaler og/eller ekspansion af komprimerede signaler, hvilken kobling omfatter en kompressionskreds og/eller en ekspansionskreds med variabel amplitude-frekvens-karakteristik henholdsvis til forøgelse af niveauet af et indgangssignal og/eller til formindskelse af niveauet af over et transmissionssystem overført komprimeret signal i et forudbestemt frekvensbånd, hvilken frekvenskarakteristik varieres i afhængighed af et styresignal med et niveau svarende henholdsvis til niveauet af kompressionskredsens udgangssignal og/eller til niveauet af det gennem transmissionssystemet overførte, komprimerede signal, kendetegnet ved, at kompressionskredsen og/eller ekspansionskredsen omfatter en første kreds (11, 19. med fast amplitude-frekvenskarakteristik (Jp J^, Np N^) og en hermed serieforbundet anden kreds (12, 18), hvis amplitude-frekvenskarakteristik (Kp Mp l^) er variabel mellem en i forhold til nævnte faste amplitude-frekvenska-rakteristik (Jp Jp Np ^) komplementær karakteristik og en ensartet flad am-plitude-frekvenskarakteristik, samt en styrekreds (14, 21) til variation af nævnte variable amplitude-frekvenskarakteristik (Kp Mp M2) i retning mod den i forhold til nævnte faste amplitude-frekvenskarakteristik (Jp Np ^) komplementær karakteristik ved tiltagende styresignalniveau og i retning mod nævnte flade karakteristik ved aftagende styresignalniveau.

2. Kobling ifølge krav 1, kendetegnet ved et antal parallelforbundne kompressions- og/eller ekspansionskredse for hvert sit af et antal frekvensbånd, i hvilke støj skal undertrykkes, og hver indeholdende en serieforbindelse af nævnte første kreds (11a, 11b, 11c, 19a, 19b, 19c) og nævnte anden kreds (12a, 12b, 12c, 18a, 18b, 18c) samt nævnte styrekreds (14a, 14b, 14c, 21a, 21b, 21c), hvorhos det af styrekredsen (14a, 14b, 14c, 21a, 21b, 21c) frembragte styresignal afledes af udgangssignalet fra henholdsvis indgangssignalet til de parallelforbundne serieforbindelser af nævnte første og anden kreds i kompressions-og/eller ekspansionskredsene. (Eig. 13)

3. Kobling ifølge krav 1, kendetegnet ved en parallelforbindelse af et antal første kredse (11a1, 11bT, 11c', 19a’, 19b', 19c’) hver med fast amplitude-frekvenskarakteristik for hver sit af et antal frekvensbånd, i hvilke støj skal undertrykkes, og en hermed serieforbundet parallelforbindelse af et antal til hver sit af nævnte frekvensbånd hørende andre kredse (12a', 12b', 12c', 18a', 18b1, 18c') hver med en amplitude-frekvenskarakteristik, som er variabel mellem den komplementære karakteristik til den faste ampiitude-frekvenska-rakteristik for den til samme frekvensbånd hørende første kreds (11a', 11b', 11c', 19a*, 19b', 19c’) og en ensartet flad amplitude-frekvenskarakteristik, samt et antal styrekredse (14a', 14b', 14c', 21a', 21b', 21c') til variation af den vari-