DK168806B1

DK168806B1 - Circuit arrangement for dynamic range modification

Info

Publication number: DK168806B1
Application number: DK282981A
Authority: DK
Inventors: Ray Milton Dolby
Original assignee: Ray Milton Dolby
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1994-06-13
Also published as: MY8501149A; DE3125790A1; NO812216L; ES503496A0; CH654703A5; AU7239381A; DE3125788A1; AT386911B; NL8103124A; IT8122650A0; FI79428C; AU545125B2; GB2079114A; NO157398B; BR8104156A; DE3125790C2; GB2079113A; DE3125788C2; DK282581A; SE450985B

Description

DK 168806 B1DK 168806 B1

Opfindelsen angår et kredsløbsarrangement til modifikation af dynamikområdet af et indgangssignal omfattende et første kredsløb, der i et første frekvensområde har en bilineær ind-gangs/udgangskarakteristik med to lineære dele, i hvilke for-5 stærkningen er niveauuafhængig, og en ulineær del, der forbinder de lineære dele, og i hvilken forstærkningen er niveauafhængig, idet den første lineære del af karakteristikken svarer til indgangssignalniveauer under en første tærskelværdi, den anden lineære del af karakteristikken svarer til indgangssig-10 nalniveauer over en anden tærskelværdi, og forstærkningen i den første lineære del er forskellig fra forstærkningen i den anden lineære del, og forholdet imellem den differentielle ændring af indgangssignalniveauet og den tilsvarende differentielle ændring af udgangssignalniveauet, dvs. kompressions- el-15 ler ekspansionsforholdet i den ulineære del af karakteristikken varierer fra én til et maksimalt kompressions forhold eller et minimalt ekspansionsforhold og tilbage til én, når indgangssignalniveauet øges.The invention relates to a circuit arrangement for modifying the dynamic range of an input signal comprising a first circuit having in a first frequency range a bilinear input / output characteristic with two linear parts in which the gain is level independent and a nonlinear part connecting the linear parts and in which the gain is level dependent, the first linear portion of the characteristic corresponds to input signal levels below a first threshold, the second linear portion of the characteristic corresponds to input signal levels above a second threshold, and the gain of the first linear portion is different from the gain in the second linear part, and the relationship between the differential change of the input signal level and the corresponding differential change of the output signal level, ie. The compression or expansion ratio in the non-linear part of the characteristic varies from one to a maximum compression ratio or a minimum expansion ratio and back to one as the input signal level increases.

Et sådant kredsløbsarrangement kan f.eks. anvendes i en kom-20 pressor. En kompressor er normalt kombineret med en ekspander til dannelse af et kompandersystem, der anvendes til støjreduktion. Signalet komprimeres inden det transmitteres eller indspilles, og ekspanderes efter modtagelse eller afspilning fra den pågældende transmissionskanal. Kompressorer kan i vis-25 se tilfælde anvendes alene, eksempelvis til at reducere dynamikområdet, for til tilpasning til rådighedsdynamikken af en transmissionskanal uden en efterfølgende ekspansion, hvis det komprimerede signal er egnet til det endelige formål. Endvidere kan kompressorer anvendes alene i audioapparater, som kun 30 er beregnet til transmission eller indspilning af komprimerede radioudsendelser eller forud indspillede signaler. Ekspandere kan også i visse tilfælde anvendes alene, eksempelvis i audioapparater, som kun er beregnet til modtagelse eller afspilning af komprimerede radioudsendelser eller forud indspillede sig-35 naler. I visse apparater såsom audioindspilnings- eller afspilningsapparater er der ofte en anordning til at skifte 2 DK 168806 B1 imellem en kompressor til indspilning af signaler, og en ekspander til afspilning af komprimerede radioudsendelser eller forud indspillede signaler.Such a circuit arrangement may e.g. used in a compressor. A compressor is usually combined with an expander to form a compander system used for noise reduction. The signal is compressed before it is transmitted or recorded, and expanded upon receipt or playback from that particular transmission channel. Compressors can in some cases be used alone, for example to reduce the dynamic range, to adapt to the availability dynamics of a transmission channel without a subsequent expansion if the compressed signal is suitable for the final purpose. Furthermore, compressors can be used only in audio devices which are only 30 intended for transmission or recording of compressed radio broadcasts or pre-recorded signals. Expanders can also in some cases be used alone, for example in audio devices intended only for the reception or playback of compressed radio broadcasts or pre-recorded signals. In some apparatus such as audio recording or playback devices, there is often a device for switching between a compressor for recording signals and an expander for playing compressed radio broadcasts or pre-recorded signals.

Kompressionen eller ekspansionen angives i dB. En kompression 5 på f.eks. 10 dB er ensbetydende med, at et dynamikområde på N dB komprimeres til (N - 10) dB. I et støjreduktionssystem siges en kompression på 10 dB efterfulgt af en komplementær ekspansion på 10 dB at give en støjreduktion på 10 dB.The compression or expansion is given in dB. A compression 5 of e.g. 10 dB is equivalent to compressing a dynamic range of N dB to (N - 10) dB. In a noise reduction system, a compression of 10 dB, followed by a complementary expansion of 10 dB, is said to give a noise reduction of 10 dB.

Et kredsløb med en bilineær karakteristik er sammensat af: 10 1) en lineær del af lavt niveau op til en tærskelværdi, 2) en mellemliggende ulineær del (med en varierende forstærkning) fra tærskelværdien og op til et slutpunkt, og som giver et forudbestemt maksimalt kompressions- eller ekspansionsforhold 15 og 3) en lineær del af højt niveau med en forstærkning, der er forskellig fra forstærkningen i lavniveaudelen.A circuit with a bilinear characteristic is composed of: 10 1) a low-level linear portion up to a threshold value; 2) an intermediate non-linear portion (with a varying gain) from the threshold value up to an end point and providing a predetermined maximum. compression or expansion ratios 15 and 3) a high-level linear portion with a gain different from the low-level gain.

Karakteristikken benævnes bilineær, eftersom den har to dele af i hovedsagen konstant forstærkning.The characteristic is called bilinear since it has two parts of substantially constant reinforcement.

20 I praksis er tærskelværdien og slutpunktet ikke altid veldefinerede. De to overgangsområder, hvor den mellemliggende del går over i lavniveau- og højniveaudelen, kan variere fra en glat kurve til en skarp kurve afhængigt af styrekarakteristikkerne af kompressoren og ekspanderen.In practice, the threshold and the end point are not always well defined. The two transition areas, where the intermediate portion enters the low-level and high-level portions, can vary from a smooth curve to a sharp curve depending on the control characteristics of the compressor and the expander.

25 Et kredsløb med en bilineær karakteristik har visse fordele og anvendes i vidt omfang. Tærskelværdien kan indstilles over indgangs-støjniveauet eller transmissionskanalens støjniveau for at udelukke støj. Højniveaudelen med en i hovedsagen kon- DK 168806 B1 3 stant forstærkning eliminerer ulineære signalbehandlinger af højniveausignaler, hvilket ellers kunne give anledning til forvrængninger.25 A circuit with a bilinear characteristic has certain advantages and is widely used. The threshold can be set above the input noise level or transmission channel noise level to exclude noise. The high-level portion with a substantially constant gain eliminates non-linear signal processing of high-level signals, which could otherwise cause distortions.

De fleste kredsløb med bilineære karakteristikker giver kun en 5 kompression eller ekspansion på 10 dB, hvilket er tilstrækkeligt til de fleste formål. Den tilbageværende støj er imidlertid hørbar for visse lyttere. Til opnåelse af en højere kvalitet er en højere grad af kompression og/eller ekspansion på f.eks. 20 dB ønskværdig. Det er imidlertid vanskeligt at til-10 vejebringe en så høj kompression eller ekspansion uden at påvirke signalkvaliteten.Most circuits with bilinear characteristics provide only a 5 dB compression or expansion, which is sufficient for most purposes. However, the residual noise is audible to certain listeners. To achieve a higher quality, a higher degree of compression and / or expansion of e.g. 20 dB desirable. However, it is difficult to provide such a high compression or expansion without affecting the signal quality.

Der kendes kredsløb, som kan give en kompression eller ekspansion på 20 dB eller mere. Eksempler herpå er logaritmiske kredsløb, som har en varierende forstærkning over næsten hele 15 dynamikområdet. Ved meget lave og meget høje signalniveauer har sådanne kredsløb større forvrængnings- og signalsporings-problemer end bilineære kredsløb, i hvilke forstærkningsændringen er begrænset til en mellemliggende del af karakteristikken. Endvidere er der større overstyringsproblemer end ved 20 kredsløb med bilineære karakteristikker. Kompressionsforholdet er forholdet mellem det differentielle indgangsdynamikområde og det differentielle udgangsdynamikområde. Ekspansionsforholdet af en komplementær ekspander er det reciprokke af kompressionsforholdet af kompressoren. Med en kompressor, der har et 25 kompressionsforhold på 3:1, er det tilsvarende ekspansionsforhold af en komplementær ekspander derfor 1:3. For enkeltheds skyld vil diskussionen blive begrænset til kompressionsforhold, idet de samme overvejelser vil kunne gøres i forbindelse med ekspansionsforhold.Circuits known to provide a compression or expansion of 20 dB or more are known. Examples are logarithmic circuits which have a varying gain over almost the entire dynamic range. At very low and very high signal levels, such circuits have greater distortion and signal tracking problems than bilinear circuits in which the gain change is limited to an intermediate part of the characteristic. Furthermore, there are greater override problems than with 20 circuits with bilinear characteristics. The compression ratio is the ratio of the differential input dynamic range to the differential output dynamic range. The expansion ratio of a complementary expander is the reciprocal of the compression ratio of the compressor. Therefore, with a compressor having a compression ratio of 3: 1, the corresponding expansion ratio of a complementary expander is 1: 3. For simplicity, the discussion will be limited to compression ratios, as the same considerations can be made in relation to expansion ratios.

30 Ved høje kompressionsforhold er det vanskeligt at opnå komplementaritet imellem kompressoren og ekspanderen; især fører niveaufejl eller fejl i frekvenskarakteristikken af transmissions- eller indspilningsmediet til tilsvarende multiplicerede fejl ved udgangen af ekspanderen.At high compression ratios, it is difficult to achieve complementarity between the compressor and the expander; in particular, level errors or errors in the frequency characteristic of the transmission or recording medium result in correspondingly multiplied errors at the output of the expander.

4 DK 168806 B14 DK 168806 B1

Fra US patentskrift nr. 4.061.874 er det kendt at øge kompressionen ved at anbringe flere kompressortrin i kaskade. Derved multipliceres kompressionsforholdene af de enkelte trin, således at der opnås et højt kompressionsforhold med den ovenfor 5 beskrevne ulempe. F.eks. giver et kredsløb med et ekspansionsforhold på 2:1 og et yderligere kaskadekoblet kredsløb med et kompressionsforhold på 3:1 et samlet kompressionsforhold på 6:1. Et dertil svarende ekspansionsforhold på 1:6 ville stille ret strenge krav til ensartetheden i transmissionskanalen. Et 10 andet problem er kravene til de kredsløb, der skal give den forstærkningsændring, der er nødvendig til opnåelse af den ønskede kompressor- eller ekspanderkarakteristik. Det er forholdsvis let at få et kredsløb til at ændre forstærkning over et område på 10 dB. Det er imidlertid vanskeligere at opnå en 15 tilsvarende forstærkningsændring over et område på 20 dB. Det er derfor vanskeligt at tilvejebringe en styret reproducerbar karakteristik til brug i et kompandersystem.From US Patent No. 4,061,874, it is known to increase the compression by placing several compressor stages in the cascade. Thereby, the compression ratios of the individual steps are multiplied so as to obtain a high compression ratio with the disadvantage described above. Eg. provides a circuit with an expansion ratio of 2: 1 and a further cascade-coupled circuit with a compression ratio of 3: 1 giving a total compression ratio of 6: 1. A corresponding 1: 6 expansion ratio would impose fairly stringent requirements on the uniformity of the transmission channel. A second problem is the requirements for the circuits to provide the gain change needed to achieve the desired compressor or expander characteristics. It is relatively easy to get a circuit to change gain over a range of 10 dB. However, it is more difficult to achieve a corresponding gain change over a range of 20 dB. It is therefore difficult to provide a controlled reproducible characteristic for use in a compander system.

Fra US patentskrift nr. 3.902.131 kendes et kredsløbsarrangement bestående af et antal kaskadekoblede ikke-bilineære kom-20 pressortrin, der opererer i hver sit frekvensområde. Et sådant kredsløbsarrangement giver ikke en forøgelse i kompressions-forholdet ud over kompressionsforholdet af det enkelte trin.US Patent No. 3,902,131 discloses a circuit arrangement consisting of a plurality of cascaded non-bilinear compressor stages operating in its own frequency range. Such a circuit arrangement does not provide an increase in the compression ratio beyond the compression ratio of the single stage.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et kredsløbsarrangement, der muliggør en øget grad af kompression og ekspan-25 sion, uden at der af den grund må stilles særligt store krav til de anvendte kredsløb.The object of the invention is to provide a circuit arrangement which enables an increased degree of compression and expansion without having to make particularly high demands on the circuits used.

Det har vist sig, at bilineære kredsløb ikke kun har de tidligere nævnte fordele, men også løser problemerne ved høj kompression og i tilfælde af audiokredsløb også løser problemerne 30 med eventuelle overstyringer.It has been found that bilinear circuits not only have the aforementioned advantages, but also solve the problems of high compression and in the case of audio circuits also solve the problems 30 with possible overrides.

Ved en superposition af de lineære områder øges kompressions-forholdet ikke i disse områder. Kompressionsforholdet øges kun i det område, hvor dynamikområdet ændres. Man kan derfor ad- DK 168806 B1 5 skille dynamikvirkningsområderne på en sådan måde, at der opnås en ønsket forøgelse af den samlede kompression, uden at det maksimale kompressions- eller ekspansionsforhold ændres mærkbart, og dette er ifølge opfindelsen opnået ved hjælp af 5 et kredsløbsarrangement af den indledningsvis nævnte art, der er ejendommeligt ved, at det første kredsløb efterfølges af mindst et yderligere kredsløb, der har en bilineær karakteristik i et andet frekvensområde, der i hvert fald til dels overlapper det første frekvensområde, og at tærskelværdierne 10 af de to kredsløb er forskellige, således at de ulineære dele af de bilineære karakteristikker af kredsløbene ligger forskudt med hensyn til indgangssignalniveau i det del frekvensområde, hvor det første og det andet frekvensområde overlapper, hvorved arrangementet af i hvert fald to serieforbundne kreds-15 løb også har en bilineær karakteristik, og sammenlignet med hver af kredsløbene har en større forskel imellem den første tærskelværdi og den anden tærskelværdi og en større forskel imellem forstærkningen i den første lineære del af dens karakteristik og forstærkningen i den anden lineære del af dens ka-20 rakteristik, men i hovedsagen ikke har noget større maksimalt kompressionsforhold eller minimalt ekspansionsforhold.At a superposition of the linear regions, the compression ratio does not increase in these regions. The compression ratio only increases in the region where the dynamic range changes. Therefore, it is possible to separate the dynamic action regions in such a way as to obtain a desired increase in the overall compression without noticeably changing the maximum compression or expansion ratio, and this is achieved by means of a circuit arrangement according to the invention. of the type mentioned initially, characterized in that the first circuit is followed by at least one additional circuit having a bilinear characteristic in a second frequency range, at least partially overlapping the first frequency range, and that the threshold values 10 of the two circuits are different so that the nonlinear portions of the bilinear characteristics of the circuits are offset with respect to input signal level in the portion of frequency range where the first and second frequency ranges overlap, whereby the arrangement of at least two series connected circuits also has a bilinear characteristics, and compared to each of the circuits legs have a larger difference between the first threshold and the second threshold and a greater difference between the gain in the first linear part of its characteristic and the gain in the second linear part of its characteristic, but generally have no greater maximum compression ratio or minimal expansion ratio.

Tærskelværdierne og dynamikområderne af kredsløbene skal da blot være indstillet på forskellige værdier for forskydning af mellemniveaudelene af karakteristikkerne til opnåelse af en 25 forstærkningsændring over et større område af mellemliggende indgangsniveauer end for de enkelte kredsløb og til opnåelse af en forøget differens imellem forstærkningerne ved lave og høje indgangsniveauer, men med et maksimalt kompressions- og ekspansionsforhold, der som følge af forskydningen i det væ-30 sentlige ikke er større end det maksimale kompressionsforhold af et enkelt kredsløb. I audiokredsløb, der indeholder elementer til undertrykkelse af overstyring, er det muligt at forskyde deres tærskelværdier sammen med forskydningen af dele-tærskelværdierne. Derved reduceres eventuelle overstyringer af 35 lavniveaukredsløbene eller -trinnene, idet der er en tilsvarende minimal overstyring af de enkelte trin.The threshold values and dynamic ranges of the circuits must then only be set to different values for shifting the intermediate level portions of the characteristics to obtain a gain change over a larger range of intermediate input levels than for the individual circuits and to obtain an increased difference between the low and high gain. input levels, but with a maximum compression and expansion ratio which, as a result of the displacement, is substantially no greater than the maximum compression ratio of a single circuit. In audio circuits containing elements for suppressing override, it is possible to offset their threshold values together with the offset of the partial threshold values. Thereby, any overrides of the low-level circuits or steps are reduced, as there is a corresponding minimal override of the individual steps.

6 DK 168806 B16 DK 168806 B1

Hver af kredsløbene kan ændre spektralindholdet af signalet, og eksempelvis indføre en lavniveau-diskantforstærkning i tilfælde af en kompressor. Hver af de efterfølgende trin kan derved aktiveres af et signal af progressivt skiftende spektral-5 indhold. Ved komplekse signaler opnås en spektral fordeling af ændringer hidrørende fra fejl i afkodningsfunktionen.Each of the circuits can change the spectral content of the signal, and, for example, introduce a low-level treble gain in the case of a compressor. Each of the subsequent steps can thereby be activated by a signal of progressively changing spectral content. For complex signals, a spectral distribution of changes resulting from errors in the decoding function is obtained.

Ved en båndoptager med en uensartet frekvenskarakteristik, vil en spektralforskydning f.eks. kunne reducere eventuelle dynamik- og frekvensgengivefejl af det afkodede signal overalt.For a tape recorder with a different frequency characteristic, a spectral offset, e.g. be able to reduce any dynamic and frequency reproduction errors of the decoded signal anywhere.

10 Spørgsmålet er imidlertid, hvor stor forskydningen bør være. For enkeltheds skyld er der refereret til en serieforbindelse af to kompressorkredsløb. Kompressionsforholdet af både det første og det andet kredsløb stiger fra én ved den respektive tærskelværdi til et maksimum, hvilket omtales som den stigende 15 flanke. Derefter falder kompressionsforholdet tilbage til én, hvilket omtales som den faldende flanke. Den faldende flanke kan eventuelt nærme sig asymptotisk til én.10 The question, however, is how large the displacement should be. For simplicity, a serial connection of two compressor circuits is referred to. The compression ratio of both the first and second circuits increases from one at the respective threshold to a maximum, which is referred to as the rising edge. Then the compression ratio falls back to one, which is referred to as the falling edge. The falling edge may possibly approach asymptotically to one.

Forskydningen af mellemniveaudelene af det første og det andet kredsløb resulterer i, at den faldende flanke af et kredsløb 20 overlapper den stigende flanke af et andet kredsløb. I første tilnærmelse kan differensen imellem de to tærskelværdier være af en sådan størrelse, at overlapningen af flankerne resulterer i et samlet kompressionsforhold, som i det væsentlige ikke overstiger det maksimale kompressionsforhold af det enkelte 25 kredsløb.The displacement of the intermediate-level portions of the first and second circuits results in the decreasing edge of a circuit 20 overlapping the ascending edge of a second circuit. In the first approximation, the difference between the two thresholds may be of such magnitude that the overlap of the flanks results in an overall compression ratio which does not substantially exceed the maximum compression ratio of the individual 25 circuits.

Tærskelværdien af det andet kredsløb er fortrinsvis lavere end tærskelværdien af det første kredsløb (hvis der er mere end to kredsløb, har de yderligere kredsløb fortrinsvis progressivt lavere tærskelværdier) i tilfælde af en kompressor og omvendt 30 i tilfælde af en ekspander. Rækkefølgen kan ændres, således at det første kompressorkredsløb får en lavere tærskelværdi. I kredsløbsarrangementer med mere end to kredsløb kan rækkefølgen af tærskelværdierne vælges, således at de mellemliggende DK 168806 B1 7 niveaudele er korrekt forskudt i forhold til hinanden.The threshold of the second circuit is preferably lower than the threshold of the first circuit (if there are more than two circuits, the additional circuits preferably have progressively lower threshold values) in the case of a compressor and vice versa in the case of an expander. The order can be changed so that the first compressor circuit has a lower threshold. In circuit arrangements with more than two circuits, the order of the threshold values can be chosen so that the intermediate level parts are correctly offset relative to each other.

Ved en ideel forskydning skal den faldende flanke af et kredsløb overlappe en stigende flanke af et andet kredsløb for så vidt muligt at begrænse det niveauområde, inden for hvilket 5 dynamikvirkningen finder sted i den samlede serieforbundne anordning. Samtidigt undgås en betydelig forøgelse af det maksimale kompressions- eller ekspansionforhold i lavniveauområdet af den enkelte anordning. Ifølge opfindelsen kan det maksimale kompressionsforhold af dette kredsløb f.eks. være på 2:1, i 10 hvilket tilfælde kompressionsforholdet af hele kredsløbsarrangementet stiger til 2:1 og opretholdes over overlapningen og derefter aftager til én. Ideelt er der således ikke tale om nogen forøgelse af kompressionsforholdet til forskel fra de kaskadekoblede kompressortrin, hvor kompressionsforholdene 15 multipliceres.In an ideal offset, the decreasing edge of one circuit should overlap an increasing edge of another circuit to limit as far as possible the level range within which the dynamics effect occurs in the overall series connected device. At the same time, a significant increase in the maximum compression or expansion ratio in the low-level region of the individual device is avoided. According to the invention, the maximum compression ratio of this circuit may e.g. be at 2: 1, in which case the compression ratio of the entire circuit arrangement increases to 2: 1 and is maintained over the overlap and then decreases to one. Thus, ideally, there is no increase in the compression ratio as opposed to the cascade-coupled compressor stages where the compression ratio 15 is multiplied.

I praksis er det imidlertid vanskeligt at opnå en optimal overlapning ved alle frekvenser, men det ses, at man med rimelig tilnærmelse til det ideelle kan forhindre, at det maksimale kompressionsforhold stiger for meget over 2:1. I praksis 20 kan det stige til 2,5:1.In practice, however, it is difficult to obtain an optimal overlap at all frequencies, but it can be seen that with reasonable approximation to the ideal one can prevent the maximum compression ratio from rising too much above 2: 1. In practice 20 it can rise to 2.5: 1.

Et lavt maksimalt kompressionsforhold (eksempelvis 1,5:1) gør det lettere for ekspanderen at spore kompressoren til tilvejebringelse af en god komplementaritet med signalkanaler, hvorved der opnås upåklagelige forstærkninger og/eller frekvens-25 gengivelser. Et lavt kompressionsforhold fordeler imidlertid dynamikvirkningen over et større område af niveauer, hvilket giver en større følsomhed over for støj modulation for en given maksimal støjreduktionsdifferens under forstærkning ved henholdsvis lave og høje indgangssignalniveauer. Der er således 30 en balance imellem uønskede effekter forårsaget af både høje og lave kompressionsforhold. Det ideelle kompressionsforhold afhænger imidlertid af omgivelserne og den tilsigtede anvendelse .A low maximum compression ratio (e.g., 1.5: 1) makes it easier for the expander to track the compressor to provide good complementarity with signal channels, thereby providing impeccable amplifications and / or frequency reproductions. However, a low compression ratio distributes the dynamics effect over a larger range of levels, providing greater sensitivity to noise modulation for a given maximum noise reduction difference under gain at low and high input signal levels, respectively. Thus, there is a balance between undesirable effects caused by both high and low compression ratios. However, the ideal compression ratio depends on the surroundings and the intended use.

8 DK 168806 B18 DK 168806 B1

Ved en forskydning af de bilineære trin er det muligt at optimere det samlede kredsløbsarrangement. Karakteristikken af det enkelte kompressortrin dimensioneres med henblik på forskydning. Transientkarakteristikkerne skal imidlertid også tages i 5 betragtning, og tærskelværdierne til undertrykkelse af overstyringer i audiokompressorer og -ekspandere er fortrinsvis forskudt til overalt at minimere overstyringen.By displacing the bilinear steps, it is possible to optimize the overall circuit arrangement. The characteristics of each compressor stage are dimensioned for displacement. However, the transient characteristics must also be taken into account, and the thresholds for suppressing overrides in audio compressors and expanders are preferably offset to minimize override everywhere.

Endvidere kan ifølge opfindelsen indgangssignalniveauet svarende til det første tærskelniveau af hver af kredsløbsarran-10 gementets enkelte kredsløb med tilnærmelse være bestemt af formlen T = F - -βξ- c-l hvor F er den anden tærskelværdi af de respektive kredsløb, C er den ekstreme værdi af kompressions- eller ekspansionsforholdet af det respektive kredsløb, og G er differensen mellem 15 forstærkningerne af de respektive kredsløb i den første og den anden lineære del af karakteristikken.Furthermore, according to the invention, the input signal level corresponding to the first threshold level of each of the individual circuits of the circuit arrangement can be determined by the formula T = F - -βξ- cl where F is the second threshold value of the respective circuits, C is the extreme value of the G compression or expansion ratio of the respective circuit, and G is the difference between the amplifications of the respective circuits in the first and second linear parts of the characteristic.

Et kredsløbsarrangement til modifikation af dynamikområdet af audiosignaler kan ifølge opfindelsen være ejendommeligt ved, at hver af de enkelte kredsløb indeholder organer, der ved 20 indgangssignalniveauer over en tredje tærskelværdi er i stand til at undertrykke oversving, og at den tredje tærskelværdi af de enkelte kredsløb er forskudt.According to the invention, a circuit arrangement for modifying the dynamic range of audio signals may be characterized in that each of the individual circuits contains means capable of suppressing overshoot at 20 signal levels above a third threshold and that the third threshold of the individual circuits is staggered.

Både det første og det andet kredsløb kan være glidebånds-kredsløb. Hvileafskæringsfrekvenserne af giidebåndkredsløbene 25 kan være forskellige, hvilket kan udnyttes til opnåelse af en kompression eller ekspansion, som er større i den ene del af frekvensbåndet end i den anden.Both the first and second circuits can be slideshow circuits. The cut-off frequencies of the guide band circuits 25 may be different, which can be utilized to obtain a compression or expansion which is greater in one part of the frequency band than in the other.

Alternativt kan hvileafskæringsfrekvenserne være i hovedsagen identiske. Derved muliggøres en skarpere skelnen imellem det 30 frekvensområde, hvori der foretages en forstærkning eller af- DK 168806 B1 9 skæring, og det frekvensområde, hvori der ikke foretages en forstærkning eller afskæring. På tilsvarende måde muliggøres en skarpere skelnen imellem det område, hvor støjreduktionen ikke længere finder sted som følge af fremkomsten af et brug-5 bart signal, og det område, hvori støjreduktionen stadig er effektiv.Alternatively, the rest cutoff frequencies may be substantially identical. This allows a sharper distinction between the frequency range in which a gain or cut is made and the frequency range in which no gain or cut is made. Similarly, a sharper distinction is made between the area where the noise reduction no longer occurs due to the appearance of a usable signal and the area in which the noise reduction is still effective.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser nogle bilineære kompressions- og ekspansionska-10 rakteristikker, der er komplementære, fig. 2 et kredsløbsarrangement ifølge opfindelsen bestående af bilineære kompressorer og ekspandere, fig. 3 en illustration af, hvorledes dynamikområderne holdes adskilt ved hjælp af et arrangement af serieforbundne kompres-15 sorer og ekspandere, fig. 4 en forenklet afbildning af dynamikområderne, fig. 5 en serie idealiserede bi-lineære karakteristikker af serieforbundne kredsløb, hvor tærskelværdierne ligger forskudt i forhold til hinanden, 20 fig. 6 et diagram af en kompressor med glidebånd, fig. 7 et diagram af en ekspander med glidebånd, fig. 8 en modifikation af diagrammerne i fig. 6 og 7, fig. 9 gengivekarakteristikken under kompressions-tærskelværdien af to serieforbundne kompressorer og ekspandere i én ud-25 førelsesform for opfindelsen, fig. 10 gengivekarakteristikken under kompressions-tærskelvær- 10 DK 168806 B1 dien af en kompressor og ekspander som vist i fig. 6, 7 og 8, fig. 11 udgangssignalet i afhængighed af indgangssignalet som funktion af frekvensen af en kompressor bestående af serieforbundne anordninger i en udførelsesform for opfindelsen, 5 fig. 12 udgangssignalet i afhængighed af indgangssignalet som funktion af frekvensen, af en kendt kompressor, der kun omfatter én anordning,The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which Figure 1 shows some complementary bilinear compression and expansion characteristics; 2 shows a circuit arrangement according to the invention consisting of bilinear compressors and expanders; FIG. 3 is an illustration of how the dynamics regions are kept separate by an arrangement of series-connected compressors and expanders; FIG. 4 is a simplified view of the dynamics regions; FIG. 5 shows a series of idealized bi-linear characteristics of series connected circuits, the threshold values being offset relative to each other; FIG. 6 is a diagram of a compressor with sliding belt; FIG. 7 is a diagram of an expander with a sliding belt; FIG. 8 is a modification of the diagrams of FIG. 6 and 7, FIG. 9 shows the reproduction characteristic below the compression threshold of two series connected compressors and expanders in one embodiment of the invention; FIG. 10 illustrates the reproduction characteristic below the compression threshold 10 of a compressor and expander as shown in FIG. 6, 7 and 8, FIG. 11 shows the output signal in dependence on the input signal as a function of the frequency of a compressor consisting of series connected devices in one embodiment of the invention; FIG. 12 the output signal, depending on the input signal as a function of frequency, of a known compressor comprising only one device,

Fig. 13-15 en serie af testtonekurver til illustration af gli-debånd-virkningen i én udformning af kredsløbene i fig. 6 og 10 8, fig. 16 karakteristikkurver under kompressions-tærskelværdien af en yderligere udførelsesform for opfindelsen, fig. 17 karakteristikkurver svarende til de i fig. 11 viste, af en yderligere udførelsesform for opfindelsen, og 15 fig. 18 karakteristikkurver svarende til de i fig. 11 og 17 viste, og som illustrerer en særlig stor ophobning.FIG. 13-15 are a series of test tone curves to illustrate the sliding tape effect in one embodiment of the circuits of FIG. 6 and 10, FIG. 16 shows characteristic curves below the compression threshold of a further embodiment of the invention; FIG. 17 characteristic curves similar to those in FIG. 11 of a further embodiment of the invention, and FIG. 18 characteristic curves similar to those in FIG. 11 and 17, illustrating a particularly large accumulation.

Fig. 1 viser nogle komplementære bilineære kompressions- og ekspansion-karakteristikker ved en bestemt frekvens og indikerer for kompressionskarakteristikken en lavniveaudel af i ho-20 vedsagen konstant forstærkning, en tærskelværdi, det punkt, hvor dynamikvirkningen starter, og det punkt hvor den slutter, og en højniveaudel af i hovedsagen konstant forstærkning.FIG. Figure 1 shows some complementary bilinear compression and expansion characteristics at a particular frequency and indicates for the compression characteristic a low level element of substantially constant amplification, a threshold value, the point at which the dynamics effect starts, and the point at which it ends, and a high level element. of substantially constant reinforcement.

Fig. 2 illustrerer et kredsløbsarrangement ifølge opfindelsen. Det omfatter en første bilineær kompressor 2, der modtager et 25 indgangssignal og afgiver et udgangssignal til en dermed serieforbundet anden bilineær kompressor 4. Udgangssignalet fra kompressoren 4 tilføres til en transmissionskanal N, hvori det overlejres af støj. Signalet fra transmissionskanalen N modtages ved en ekspander 6 og afgives til en yderligere ekspander DK 168806 B1 11 8. Dynamikvirkningsområderne af de serieforbundne anordninger ligger forskudt i forhold til hinanden inden for et frekvensområde, der er fælles for anordningerne. Selv om der kun er vist to anordninger på hver side af transmissionskanalen N, er 5 der intet til hinder for, at der kan være flere. Ifølge opfindelsen kan der være to eller flere serieforbundne, bilineære kompressorer eller ekspandere. Til tilvejebringelse af et komplementært støjreduktionssystem, er der på hver side af kanalen det samme antal serieforbundne bilineære kompressorer og 10 ekspandere.FIG. 2 illustrates a circuit arrangement according to the invention. It comprises a first bilinear compressor 2 which receives an input signal and outputs an output signal to a second bilinear compressor 4 connected in series. The output of the compressor 4 is applied to a transmission channel N in which it is overlaid by noise. The signal from the transmission channel N is received at an expander 6 and is output to a further expander DK 168806 B1 11 8. The dynamics operating ranges of the series connected devices are offset relative to each other within a frequency range common to the devices. Although only two devices are shown on each side of the transmission channel N, there is nothing to prevent there being more. According to the invention there may be two or more series-connected, bilinear compressors or expanders. To provide a complementary noise reduction system, on each side of the duct there is the same number of series connected bilinear compressors and 10 expanders.

I ekspanderen er rækkefølgen af anordninger eller trin med særlige karakteristikker den omvendte af rækkefølgen i kompressoren. F.eks. er det sidste trin i ekspanderen i alle henseender komplementært til det første trin af kompressoren - i 15 hviletilstand og ved tidsafhængig dynamisk gengivelse (frekvens, fase og transientgengivelse under alle signalniveau- og dynamiske tilstande).In the expander, the order of devices or steps with special characteristics is the reverse of the order in the compressor. Eg. the last stage of the expander is complementary in all respects to the first stage of the compressor - in idle state and in time dependent dynamic reproduction (frequency, phase and transient reproduction under all signal level and dynamic states).

Forskydningen af de to bilineære anordninger er vist i fig. 3, som angiver kompressionsforholdet vs. indgangsamplitudenivea-20 uet for en kompressor eller ekspander ved en bestemt frekvens. Kurverne er for tydeligheds skyld vist idealiseret; i praksis er kurverne en smule usymmetriske i A og B støjreduktionssystemer - jf. US patentskrift nr. 3.846.719 og US patentskrift Re 28.426. Kurve 12 refererer til dynamikvirkningen af en kom-25 pressor eller ekspander (højniveautrinnet), medens kurve 10 refererer til en yderligere kompressor eller ekspander (lavniveautrinnet) med et separat dynamikvirkningsområde. Hvis højniveautrinnet er det første i serien af kompressorer (det andet i serien af ekspandere), vil kurven 12 angive variationen 30 i kompressionsforholdet af det første (kompressor) trin som funktion af indgangsniveauet ved det første trin, medens kurven 10 angiver variationen af kompressionsforholdet af det andet (kompressor) trin som funktion af indgangsniveauet ved det første trin. De øverste kurver er da kompressionskurverne, 35 medens de nederste er ekspansionskurverne. I dette eksempel er 12 DK 168806 B1 dynamikvirkningsområdeme i afhængighed af indgangsamplitudeniveauet adskilt således, at produktet af de to kurver resulterer i en karakteristik med et kompressions- eller ekspansionsforhold mellem de to maksimale kompressionspunkter 10a og 5 12a (10b og 12b) af de to anordninger, der intet sted oversti ger 2:1 (1:2).The displacement of the two bilinear devices is shown in FIG. 3, which indicates the compression ratio vs. the input amplitude level of a compressor or expander at a particular frequency. For clarity, the curves are shown to be idealized; in practice, the curves are a bit asymmetrical in A and B noise reduction systems - cf. US Patent No. 3,846,719 and US Patent Re 28,426. Curve 12 refers to the dynamics effect of a compressor or expander (the high-level stage), whereas curve 10 refers to an additional compressor or expander (the low-level stage) with a separate dynamic range of operation. If the high-level stage is the first in the series of compressors (the second in the series of expanders), curve 12 will indicate the variation 30 in the compression ratio of the first (compressor) stage as a function of the input level of the first stage, while curve 10 indicates the variation of the compression ratio of the second (compressor) step as a function of the input level at the first step. The upper curves are then the compression curves, while the lower ones are the expansion curves. In this example, depending on the input amplitude level, the dynamics effects regions are separated such that the product of the two curves results in a characteristic of a compression or expansion ratio between the two maximum compression points 10a and 5 12a (10b and 12b) of the two devices. that no place exceeds 2: 1 (1: 2).

Selv om de to anordninger anbringes i serie, vil endeområderne være fikserede, de maksimale kompressions- og ekspansionsforhold vil ikke blive forøget ud over værdierne af en enkelt an-10 ordning, og fordelene ved de bilineære anordninger bibeholdes.Although the two devices are arranged in series, the end regions will be fixed, the maximum compression and expansion ratios will not be increased beyond the values of a single device, and the advantages of the bilinear devices will be retained.

De fejl, der kunne opstå inden for dynamikvirkningsområdet, og som er forårsaget af, at anordningerne anbringes i serie, skulle derfor ikke kunne overstige fejlene hidrørende fra en enkelt anordning.Therefore, the faults that could occur in the field of dynamics effect caused by the devices being arranged in series should not exceed the faults arising from a single device.

15 I de fleste bilineære anordninger bestemmes de fikserede endeområder med konstant forstærkning af forudindstillede kredsløbselementer, såsom modstande og kondensatorer, som er stabile og ikke indfører dynamiske fejl, forvrængninger eller lignende. Dynamisk aktive dele af kredsløbene kan følgelig kun 20 indføre fejl såsom sporingsfejl i et overgangsområder imellem områderne med konstant forstærkning.In most bilinear devices, the fixed end regions are determined with constant gain of preset circuit elements, such as resistors and capacitors, which are stable and do not introduce dynamic faults, distortions or the like. Accordingly, dynamically active parts of the circuits can only introduce errors such as tracking errors in a transition region between the regions of constant gain.

I fig. 2 er den dynamiske virkning af en logaritmisk kompressor eller ekspander en vandret linie. Eksempelvis angiver linien 11 karakteristikken af en kompressor med et kompressions-25 forhold på 2:1, medens linien 13 angiver karakteristikken af en ekspander med et ekspansionsforhold på 1:2. Det er ikke muligt at adskille eller forskyde virkningerne af sådanne anordninger .In FIG. 2 is the dynamic effect of a logarithmic compressor or expanding a horizontal line. For example, line 11 indicates the characteristic of a compressor having a 2: 1 compression ratio, while line 13 indicates the characteristic of an expander having a 1: 2 expansion ratio. It is not possible to separate or offset the effects of such devices.

Til tilvejebringelse af tærskelværdier, der giver en optimal 30 forskydning, er der ifølge opfindelsen foretaget en idealisering af kurverne i fig. 3. Det antages, at den enkelte kompressor (og ekspander) når sit maksimale kompressionsforhold ved et tærskelværdiniveau og opretholder dette, indtil den når DK 168806 Bl 13 et slutpunkt ved et højere niveau, hvor dynamikvirkningen ophører brat. En serie af kompressorer og ekspandere afbildet som vist i fig. 3 fremtræder da som tilstødende rektangulære kurver - se fig. 4. Eksempelvis er tre bilineære kompressorer 5 og ekspandere forbundet i serie. Lavniveautrinnet, som fortrinsvis er den tredje kompressor (første ekspander) har den laveste tærskelværdi T3 ved -62 dB med et slutpunkt F3 ved -46 dB, som er tærskelværdien T2 af mellemniveautrinnet. Mellemniveautrinnet har et slutpunkt F2 ved -30 dB, som er tærskelvær- 10 dien af højniveautrinnet. Højniveautrinnet har et slutpunkt F-l ved -14 dB. Alle niveauer refererer til det samlede indgangssignal. Det antages desuden, at det enkelte trin har en forstærkning på 8 dB og et maksimalt kompressionsforhold på 2:1.In order to provide threshold values that provide an optimal displacement, according to the invention, the curves of FIG. 3. It is assumed that the individual compressor (and expander) reaches its maximum compression ratio at a threshold level and maintains it until it reaches an end point at a higher level where the dynamic effect ceases abruptly. A series of compressors and expanders depicted as shown in FIG. 3 then appears as adjacent rectangular curves - see fig. 4. For example, three bilinear compressors 5 and expanders are connected in series. The low level stage, which is preferably the third compressor (first expander) has the lowest threshold value T3 at -62 dB with an endpoint F3 at -46 dB, which is the threshold value T2 of the intermediate level stage. The intermediate level stage has an end point F2 at -30 dB, which is the threshold value of the high level stage. The high-level stage has an end point F-1 at -14 dB. All levels refer to the total input signal. In addition, it is assumed that each step has a gain of 8 dB and a maximum compression ratio of 2: 1.

15 Fig. 5 angiver idealiserede karakteristikker (det totale indgangssignal som funktion af udgangssignalet) for kompressioner baseret på eksemplet i fig. 4. Det ses, at dynamikvirkningen af det enkelte trin optræder ved siden af virkningen af et tilstødende trin og resulterer i et kompressionsforhold på 20 2:1, medens der opnås en samlet kompression på 24 dB.FIG. 5 indicates idealized characteristics (the total input signal as a function of the output signal) for compressions based on the example of FIG. 4. It is seen that the dynamics effect of the single step occurs alongside the effect of an adjacent step and results in a compression ratio of 20 2: 1 while achieving a total compression of 24 dB.

Af fig. 4 og 5 fremgår det, at en enkelt ligning fastlægger relationen imellem tærskelværdierne T, slutpunktet F, det maksimale kompressionsforhold C og forstærkningen G af et specielt trin, idet man har: r-F- CG .In FIG. 4 and 5 it appears that a single equation determines the relationship between the threshold values T, the end point F, the maximum compression ratio C and the gain G of a particular step, having: r-F-CG.

T~F ~c=IT ~ F ~ c = I

25 Ved hjælp af denne ligning kan tærskelværdiniveauerne for det enkelte trin bestemmes ved iteration. Hvis der f.eks. ønskes et slutpunkt F^ på -14 dB ved en forstærkning af det enkelte trin på 8 dB og et maksimalt kompressionsforhold på 2, angiver ligningen, at højniveautærskelværdien T-^ skal være -30 dB.25 Using this equation, the threshold levels of the individual step can be determined by iteration. For example, if For example, if an endpoint F ^ of -14 dB is desired at a single step gain of 8 dB and a maximum compression ratio of 2, the equation indicates that the high-level threshold value T- ^ should be -30 dB.

30 Denne værdi anvendes som slutpunkt F2 af mellemniveautrinnet til bestemmelse af dette trins tærskelværdi, som skal være -46 dB osv. Det enkelte trin refererer således til parameterværdi- 14 DK 168806 B1 erne af det foregående trin. Den beregnede tærskelværdi er imidlertid den totale tærskelværdi, der refererer til indgangen af de seriekoblede anordninger. Til opnåelse af tærskelværdien af et specielt trin, der refererer til dets egen ind-5 gang, må den kumulative signalforstærkning op til dette punkt tages i betragtning. Eksempelvis er tærskelværdien af trinnet af laveste niveau i fig. 5 -46 dB, når der refereres til indgangen af dette trin.This value is used as the end point F2 of the intermediate level step to determine the threshold value of this step, which must be -46 dB, etc. The individual step thus refers to the parameter values of the previous step. However, the calculated threshold is the total threshold referring to the input of the series-coupled devices. To obtain the threshold value of a particular step referring to its own input, the cumulative signal gain up to this point must be taken into account. For example, the threshold of the lowest level step in FIG. 5 -46 dB when referring to the input of this step.

Ligningen kan også løses for slutpunktet F, kompressionsfor-10 holdet C eller forstærkningen G. Kredsløbsparametrene kan vælges ud fra en ønsket dimensioneringsstrategi, der f.eks. kan bestå i, at den laveste niveau-tærskelværdi skal ligge over baggrundsstøjen, at det højeste niveau-afslutningspunkt skal ligge så højt, at der kan anvendes en overstyringsbeskyttelse, 15 og at det maksimale kompressions forhold ikke må overstige en forudbestemt værdi.The equation can also be solved for the endpoint F, the compression ratio C, or the gain G. The circuit parameters can be selected from a desired sizing strategy, e.g. may consist of the lowest level threshold being above the background noise, the highest level terminating point having to be so high that an override protection can be applied, and the maximum compression ratio must not exceed a predetermined value.

I praksis er tærskelværdi- og slutpunktet ikke altid veldefinerede. Som omtalt indledningsvis kan de områder, inden for hvilke mellemniveaudelen af karakteristikken munder ud i lav-20 niveau- og højniveaudelene, være glatte eller skarpe af hasngigt af karakteristikkerne af de kredsløb, der styrer dynamikvirkningen. I praksis vil tærskelværdiområdet af ét kredsløb overlappe området for slutpunktet af et andet kredsløb.In practice, the threshold and end point are not always well defined. As discussed initially, the areas within which the intermediate level portion of the characteristic results in the low-20 and high-level portions may be smooth or sharp by gout of the characteristics of the circuits controlling the dynamics effect. In practice, the threshold range of one circuit will overlap the range of the end point of another circuit.

Af ovennævnte ligning og af fig. 5 fremgår det, at halvdelen 25 af tærskelværdiforskydningen ved et kompressionsforhold på 2:1 er tilvejebragt ved hjælp af signalforstærkningerne af trinnene, og at den anden halvdel tilvejebringes ved at ændre forspændingen af styreelementet og/eller ændre styreforstærkningen (øget forstærkning for lavere tærskelværdi). På tilsvaren-30 de måde er der for kompressionsforhold på henholdsvis 1,5:1 og 3:1 tilvejebragt en forskydning på henholdsvis 1/3 og 2/3 ved hjælp af trinforstærkningerne, idet henholdsvis 2/3 og 1/3 af forskydningen tilvejebringes ved hjælp af styrekredsløbene.From the above equation and from FIG. 5, it is apparent that half of the threshold shift at a compression ratio of 2: 1 is provided by the signal gain of the steps, and that the other half is provided by changing the bias of the control element and / or changing the control gain (increased threshold for lower threshold). Correspondingly, for compression ratios of 1.5: 1 and 3: 1, respectively, an offset of 1/3 and 2/3 is provided by the step reinforcements, respectively, providing 2/3 and 1/3 of the offset respectively. using the control circuits.

DK 168806 B1 15 I fig. 1 og 5 er referenceniveauet 0 dB. I forhold til dette niveau er der i praksis en højde på omkring 10 - 20 dB.DK 168806 B1 15 In fig. 1 and 5, the reference level is 0 dB. In relation to this level, there is in practice a height of about 10 - 20 dB.

Som før nævnt foretrækkes, at højniveautrinnet er det første i en serie af kompressorer, medens lavniveautrinnet er det sid-5 ste. Et omvendt arrangement er imidlertid også muligt. I et omvendt arrangement skal det første trin blot have en høj styre-forstærkning til opnåelse af en lav tærskelværdi. Denne lave tærskelværdi anvendes også under tilstedeværelse af højniveausignaler, som i giidebåndsysterner kan give anledning til støj -10 modulation af hele kredsløbsarrangementet. I det omvendte arrangement må det enkelte trin have en styreforstærkning, der giver den ønskede tærskelværdi af trinnet. Derudover er tærskelværdien af det enkelte trin i hovedsagen fast og uafhængig af de øvrige trin. Dette er en følge af, at signalforstærknin-15 gen af de foregående trin i hovedsagen er aftaget til én, når tærskelværdien af et efterfølgende trin er nået. Beregningerne af de tærskelværdier, der giver den optimale forskydning i det omvendte tilfælde, er de samme som i det foretrukne tilfælde. Tærskelværdien af hvert trin, der refererer til dets egen ind-20 gang, bliver imidlertid den samme som den samlede tærskelværdi.As previously mentioned, it is preferred that the high-level stage is the first in a series of compressors, while the low-level stage is the last. However, a reverse arrangement is also possible. In a reverse arrangement, the first step should simply have a high control gain to achieve a low threshold. This low threshold is also used in the presence of high-level signals, which can cause noise -10 modulation of the entire circuit arrangement in guiding band systems. In the reverse arrangement, each step must have a control gain that provides the desired threshold value of the step. In addition, the threshold value of each step in the main proceedings is fixed and independent of the other steps. This is due to the fact that the signal amplification of the preceding steps is substantially decreased to one when the threshold value of a subsequent step is reached. The calculations of the thresholds which give the optimal displacement in the inverse case are the same as in the preferred case. However, the threshold value of each step referring to its own input becomes the same as the overall threshold.

I modsætning til det omvendte arrangement er der i det foretrukne arrangement (i hvilket højniveautrinnet er det første i serien af kompressorer, og lavniveautrinnet er det sidste) en 25 fordelagtig vekselvirkning imellem trinnenes forstærkninger og tærskelværdier. Tærskelværdien af det enkelte trin er til dels bestemt af forstærkningen af det forudgående trin. I et totrins -arrangement med en lavniveauforstærkning på 10 dB per trin er den nødvendige styreforstærkning af det andet trin re-30 duceret med 10 dB som følge af lavniveauforstærkningen af det første trin. Ved fremkomst af et højniveausignal er forstærkningen af det første trin på 10 dB elimineret, og tærskelværdien af lavniveautrinnet er forøget med 10 dB. Kompandere med glidebånd reducerer en eventuel støjmodulation.In contrast to the reverse arrangement, in the preferred arrangement (in which the high-level stage is the first in the series of compressors and the low-level stage is the last) there is an advantageous interaction between the gain and threshold values of the steps. The threshold value of each step is partly determined by the gain of the preceding step. In a two-stage arrangement with a low-level gain of 10 dB per step, the necessary control gain of the second stage is reduced by 10 dB due to the low-level gain of the first step. Upon the emergence of a high-level signal, the gain of the first stage of 10 dB is eliminated and the threshold of the low-level stage is increased by 10 dB. Sliding strips reduce any noise modulation.

16 DK 168806 B1 I det foretrukne kredsløbsarrangement er forstærkningerne af de forudgående trin effektive op til tærskelværdien af et efterfølgende trin. Til forskel fra det omvendte arrangement, udnytter det foretrukne arrangement først og fremmest de frem-5 herskende signalforstærkninger af de enkelte trin, nemlig 1. Ved meget lave signalniveauer (under tærskelværdien) er den nødvendige forstærkning af det enkelte trin reduceret med en værdi, der er lig med den kumulative forstærkning af de forudgående trin. I eksemplet i fig. 5 er den styrespænding, der 10 kræves af lavniveautrinnet til opnåelse af en tærskel på -62 dB, således reduceret med 16 dB i forhold til den værdi, der ville være nødvendig, hvis trinnet blev drevet uafhængigt eller i det ovenfor beskrevne omvendte kredsløbsarrangement. På tilsvarende måde er forstærkningen af mellemniveautrinnet re-15 duceret med 8 dB.In the preferred circuit arrangement, the amplifications of the preceding steps are effective up to the threshold of a subsequent step. Unlike the reverse arrangement, the preferred arrangement utilizes first and foremost the prevailing signal gain of the individual steps, namely 1. At very low signal levels (below the threshold), the necessary gain of the single step is reduced by a value which is equal to the cumulative gain of the preceding steps. In the example of FIG. 5, the control voltage required by the low-level step to achieve a threshold of -62 dB is thus reduced by 16 dB relative to the value that would be required if the step was operated independently or in the reverse circuit arrangement described above. Similarly, the gain of the intermediate level step is reduced by 8 dB.

2. Der opnås en signalafhængig indvirkning på tærskelværdien, hvis støj modulationseffekten reduceres ved hjælp af trin indeholdende glidebånd. De effektive tærskelværdier af lavniveautrinnene øges progressivt med signalniveauet ved en bestemt 20 frekvens. Ved høje signalniveauer (på den lineære højniveaudel af overføringskarakteristikken) er tærskelværdien af lavniveautrinnet hævet med en værdi svarende til lavniveautrinnenes forstærkning (under tærskelværdien) op til dette punkt. I fig.2. A signal-dependent effect on the threshold is obtained if the noise modulation effect is reduced by steps containing sliding bands. The effective thresholds of the low-level steps increase progressively with the signal level at a certain frequency. At high signal levels (on the linear high-level part of the transmission characteristic), the threshold of the low-level stage is raised by a value corresponding to the gain of the low-level stage (below the threshold) up to this point. In FIG.

5 er tærskelværdien af lavniveautrinnet, der normalt ligger 25 ved -62 dB under lavniveautilstande, således hævet 16 dB til -46 dB under højniveautilstande. Tilsvarende er tærskelværdien af mellemniveautrinnet hævet til -38 dB.5 is the threshold of the low-level stage, which is usually 25 at -62 dB under low-level conditions, thus raised 16 dB to -46 dB under high-level conditions. Similarly, the threshold level of the intermediate level step is raised to -38 dB.

I en første udførelsesform, der indeholder seriekoblede anordninger med glidebånd, er kompressoren 2 og ekspanderen 8 i 30 fig. 2 type B glidebåndsanordninger, idet kompressoren 4 og ekspanderen 6 har modificerede gengivekarakteristikker. Med støj fra et kassettebånd opnås brugbare resultater, når den anden anordning (i kompressionstilstand) ikke kun har en forskudt indgangsamplitude-niveaugengivelse, men også har en af- DK 168806 B1 17 skæringsfrekvens, der ligger to til tre oktaver lavere end den tilsvarende frekvens af en B-type anordning.In a first embodiment containing series-coupled sliding devices, the compressor 2 and the expander 8 in FIG. 2 type B sliding belt assemblies, the compressor 4 and the expander 6 having modified reproduction characteristics. With noise from a cassette tape, usable results are obtained when the second device (in compression mode) not only has an offset input amplitude level display but also has a cut-off frequency that is two to three octaves lower than the corresponding frequency of a B-type device.

Specielt er tærskelniveauerne af den anden anordning sænket ved hjælp af et delefilter eller en begrænser til undertryk-5 kelse af overstyring til opnåelse af forskydning, og afskæringsfrekvensen af det fikserede filter er sænket to eller tre oktaver.In particular, the threshold levels of the second device are lowered by means of a divider or limiter suppression suppressor to obtain displacement, and the cut-off frequency of the fixed filter is lowered two or three octaves.

Et B-type kredsløb er vist i fig. 6, 7 og 8.A B-type circuit is shown in FIG. 6, 7 and 8.

B-type kredsløbet i fig. 6 kan indsættes i indspilningskanalen 10 af en båndoptager, idet der dog kræves to kredsløb i forbindelse med en stereobåndoptager. Indgangssignalet tilføres ved terminal 10 til et emitterfølgertrin 12, som giver et lavimpe-danssignal. Dette signal føres gennem en hovedsignalvej indeholdende en modstand 14 til en udgangsterminal 16 og gennem en 15 yderligere signalvej, hvis sidste element er en modstand 18, der også er forbundet til terminalen 16. Ved hjælp af modstandene 14 og 18 adderes udgangssignalerne af hovedsignalvejen og den yderligere signalvej til tilvejebringelse af den ønskede kompressionslov.The B-type circuit of FIG. 6 can be inserted into the recording channel 10 of a tape recorder, however two circuits are required in connection with a stereo tape recorder. The input signal is applied at terminal 10 to an emitter follower stage 12 which produces a low impedance dance signal. This signal is passed through a main signal path containing a resistor 14 to an output terminal 16 and through a further signal path whose last element is a resistor 18 also connected to the terminal 16. By means of the resistors 14 and 18, the output signals are added by the main signal path and the additional signal path to provide the desired compression law.

20 Den yderligere signalvej består af et fikseret filter 20, et variabelt afskæringsfilter 22 indeholdende en felteffekttran-sistor 24 (idet disse elementer danner delefilteret/begrænse-ren) og en forstærker 26, hvis udgang er koblet til en begrænser 28 i form af et klippekredsløb, og til modstanden 18. Klip-25 pekredsløbet undertrykker overstyringer af udgangssignalet ved et brat voksende indgangssignal. Forstærkeren 26 øger signalet i den yderligere signalvej til et niveau, således at knækket i karakteristikken af klippekredsløbet 28 under transienttil-stande bliver effektivt ved det pågældende signalniveau. Den 30 effektive tærskelværdi af klippekredsløbet 28 ligger en smule over tærskelværdien af delefilteret/begrænseren. Modstandene 14 og 18 er dimensioneret således, at den nødvendige kompression eller dæmpning af signalet tilvejebringes i den yderlige- 18 DK 168806 B1 re signalvej.The further signal path consists of a fixed filter 20, a variable cut-off filter 22 containing a field effect transistor 24 (these elements forming the crossover filter / limiter) and an amplifier 26, the output of which is coupled to a limiter 28 in the form of a cutting circuit. , and to resistor 18. The Clip-25 touch circuit suppresses the output signal overrides by a steeply increasing input signal. The amplifier 26 increases the signal in the additional signal path to a level so that the crack in the characteristic of the cutting circuit 28 during transient states becomes effective at that signal level. The effective threshold value of the cutting circuit 28 is slightly above the threshold of the crossover filter / limiter. Resistors 14 and 18 are dimensioned so that the necessary compression or attenuation of the signal is provided in the additional signal path.

Udgangen af forstærkeren 26 er desuden koblet til en forstærker 30, hvis udgangssignal ensrettes af en diode 31 og integreres i et udglatningsfilter 32 til tilvejebringelse af en 5 styrespænding til felteffekttransistoren 24.In addition, the output of amplifier 26 is coupled to an amplifier 30 whose output signal is rectified by a diode 31 and integrated into a smoothing filter 32 to provide a control voltage to the field power transistor 24.

Der er anvendt to simple RC-filtre, selv om ækvivalente LC eller LCR-filtre også vil kunne komme på tale. Filteret 20 har en afskæringsfrekvens på 1700 Hz, under hvilken frekvens der kun er en forsvindende kompression. Filteret 22 omfatter en * 10 seriekondensator 34 og en shuntmodstand 36 efterfulgt af en seriemodstand 38 og felteffekttransistoren 24, hvor source-drain- s trækningen er koblet som shuntmodstand. Med et nul-signal på gate-elektroden af felteffekttransistoren 24 er denne afskåret og har derved næsten uendelig stor impedans. Man kan 15 derfor se bort fra modstanden 38. Afskæringsfrekvensen af filteret 22 er således 800 Hz, hvilket ligger betydeligt under afskæringsfrekvensen af det fikserede filter 20.Two simple RC filters have been used, although equivalent LC or LCR filters may also be available. Filter 20 has a cut-off frequency of 1700 Hz, below which frequency is only a vanishing compression. The filter 22 comprises a * 10 series capacitor 34 and a shunt resistor 36 followed by a serial resistor 38 and the field power transistor 24, where the source-drain draw is coupled as a shunt resistor. With a zero signal on the gate electrode of the field power transistor 24, this is cut off and thus has almost infinitely large impedance. The resistance 38 can therefore be disregarded. The cut-off frequency of the filter 22 is thus 800 Hz, which is considerably below the cut-off frequency of the fixed filter 20.

Hvis signalet til gate-elektroden øges så meget, at modstanden af felteffekttransistoren 24 bliver mindre end f.eks. 1 kQ, 20 vil modstanden 38 shunte modstanden 36, og afskæringsfrekvensen vil stige, hvorved filterets 22 pasbånd indsnævres mærkbart. Stigningen af afskæringsfrekvensen er progressiv.If the signal to the gate electrode is increased so much that the resistance of the field power transistor 24 becomes less than e.g. At 1 kQ, 20, the resistor 38 will shunt the resistor 36 and the cut-off frequency will increase, thereby narrowing the passband of the filter 22 noticeably. The increase in cut-off frequency is progressive.

Inden for et bestemt amplitudeområde er en felteffekttransi-stor hensigtsmæssig, eftersom den i hovedsagen virker som en 25 modstand, der afhænger lineært af gatespændingen.Within a certain amplitude range, a field effect transient is appropriate since it essentially acts as a resistor which depends linearly on the gate voltage.

Modstanden 36 og felteffekttransistoren 24 er ført tilbage til et justerbart udtag 46 af en spændingsdeler indeholdende en temperaturkompenserende germaniumdiode 48. Derved muliggøres en justering af filteret 22's kompression.The resistor 36 and the field power transistor 24 are returned to an adjustable outlet 46 of a voltage divider containing a temperature compensating germanium diode 48. This allows an adjustment of the compression of the filter 22.

30 Forstærkeren 26 omfatter komplementære transistorer, der giver høje indgangsimpedanser og lave udgangsimpedanser. For at for- DK 168806 B1 19 ! stærkeren 26 skal kunne drive begrænseren 28, nå den have en endelig udgangsimpedans, og en sådan er tilvejebragt ved hjælp af en koblingsmodstand 50. Begrænseren 28 udgøres af siliciumdioder, der har et knæk ved ca. 1/2 V.The amplifier 26 comprises complementary transistors providing high input impedances and low output impedances. In order to advance! the amplifier 26 must be able to drive the limiter 28, when it has a final output impedance, and this is provided by a coupling resistor 50. 1/2 V.

5 Signalet for begrænseren 28 og på modstanden 18 kan kortsluttes til jord via en afbryder 53, der anvendes til udkobling af kompressoren.5 The signal of the limiter 28 and of the resistor 18 can be shorted to ground via a switch 53 used for switching off the compressor.

Forstærkeren 30 er en NPN-transistor med et emitter-tidskon-stantnetværk 52, der giver en øget forstærkning ved høje fre-10 kvenser. Kraftige signaler af høje frekvenser (eksempelvis slagtøjslyde) fører derfor til en hurtig indsnævring af det bånd, inden for hvilket kompression finder sted. Derved undgås signalforvrængninger.Amplifier 30 is an NPN transistor with an emitter time constant network 52 which provides increased amplification at high frequencies. Therefore, strong signals of high frequencies (eg percussion sounds) lead to a rapid narrowing of the band within which compression takes place. This avoids signal distortions.

Forstærkeren 30 er via ensretterdioden 31 koblet til udglat-15 ningsfilteret 32. Filteret 32 består af en seriemodstand 54 og en shuntkondensator 56. Seriemodstanden 54 er shuntet af en diode 58, som muliggør en hurtig opladning af kondensatoren 56 (hvilket giver en passende udglatning under stilstand). Spændingen på kondensatoren 56 føres til gate-elektroden af felt-20 effekttransistoren 24.Amplifier 30 is coupled via rectifier diode 31 to smoothing filter 32. Filter 32 consists of a series resistor 54 and a shunt capacitor 56. Serial resistor 54 is shunted by a diode 58 which allows a quick charge of capacitor 56 (which provides a suitable smoothing during stagnation). The voltage on capacitor 56 is applied to the gate electrode of the field 20 power transistor 24.

Det fuldstændige diagram af den komplementære ekspander er vist i fig. 7. En fuldstændig beskrivelse af dette kredsløb er imidlertid ikke nødvendig, eftersom det er identisk med kredsløbet i fig. 6. Komponentværdierne er heller ikke angivet i 25 fig. 7.The complete diagram of the complementary expander is shown in FIG. 7. However, a complete description of this circuit is not necessary as it is identical to the circuit of FIG. 6. The component values are also not given in FIG. 7th

Forskellen imellem kredsløbene i fig. 6 og 7 er følgende: I fig. 7 udleder den yderligere signalvej et indgangssignal fra udgangsterminalen 16a, forstærkeren 26a er inverterende, og signalerne kombineret ved hjælp af modstandene 14 og 18 30 tilføres til basen af emitterfølgeren 12, hvis udgang er koblet til terminalen 16a. For at sikre en lav impedans er ind- 20 DK 168806 B1 gangsterminalen 10a koblet til modstanden 14 via en emitter-følger 60. Derved sikres, at forspændingen ikke når ekspanderen.The difference between the circuits of FIG. 6 and 7 are as follows: In FIG. 7, the additional signal path outputs an input signal from the output terminal 16a, the amplifier 26a is inverting, and the signals combined by resistors 14 and 18 30 are applied to the base of the emitter follower 12 whose output is coupled to the terminal 16a. In order to ensure a low impedance, the input terminal 10a is coupled to the resistor 14 via an emitter follower 60. This ensures that the bias does not reach the expander.

Forstærkeren 26a er gjort inverterende ved at tage udgangssig-5 nalet fra emitteren i stedet for fra kollektoren af den anden PNP-transistor. Dette indebærer at modstanden 62 på 10 kQ - se fig. 6 - må flyttes fra kollektoren til emitteren, hvilket giver en passende udgangsimpedans til drift af begrænseren. Modstanden 50 er ikke medtaget i fig. 7.Amplifier 26a is inverted by taking the output signal from the emitter instead of from the collector of the second PNP transistor. This implies that the resistance 62 of 10 kQ - see fig. 6 - must be moved from the collector to the emitter, providing an appropriate output impedance to operate the limiter. The resistor 50 is not included in FIG. 7th

10 Til tilvejebringelse af et støjreduktionssystem er det vigtigt, at der er lige store signalniveauer på emitterne af transistorerne 12 i både kompressoren og ekspanderen. Måleterminaler M er forbundet til emitterne.In order to provide a noise reduction system, it is important that there are equal signal levels on the emitters of the transistors 12 in both the compressor and the expander. Target terminals M are connected to the emitters.

Fig. 8 viser et kredsløb til erstatning af kredsløbet imellem 15 punkterne A, B og C i fig. 6 og 7. Når felteffekttransistoren 24 er afskåret, er det andet RC-netværk 22 ikke aktivt, og det første RC-netværk 20 bestemmer da gengivekarakteristikken af den yderligere signalvej. Det forbedrede kredsløb kombinerer fasefordelene ved et enkelt RC-led under stilstand med dæmp-20 ningskarakteristikkeme af et tosektions-RC-filter på 12 dB per oktav under signaltilstande.FIG. 8 shows a circuit for replacing the circuit between points A, B and C of FIG. 6 and 7. When the field power transistor 24 is cut off, the second RC network 22 is not active and the first RC network 20 then determines the reproduction characteristic of the additional signal path. The improved circuit combines the phase advantages of a single RC link during standstill with the attenuation characteristics of a two-section RC filter of 12 dB per octave under signal conditions.

I et kredsløb indeholdende en felteffekttransistor af typen MPF 104 anvendes en modstand 36a på 39 kQ til at tilvejebringe en endelig source-impedans i felteffekttransistoren. Derved 25 holdes kompressionsforholdet ved alle frekvenser og niveauer på maksimalt omkring 2. Modstanden 36a har samme kompressions-begrænsende funktion som modstanden 36 i kredsløbene i fig. 6 og 7. Derudover giver denne modstand en lavfrekvensvej for signalet.In a circuit containing a field power transistor of type MPF 104, a resistor 36a of 39 kQ is used to provide a finite source impedance in the field power transistor. Thus, at all frequencies and levels, the compression ratio is maintained at a maximum of about 2. The resistor 36a has the same compression-limiting function as the resistor 36 in the circuits of FIG. 6 and 7. In addition, this resistance provides a low frequency path for the signal.

30 Ligesom i den første udførelsesform gør kompressoren 4 og ekspanderen 6 i fig. 2 brug af kredsløb af den i fig. 6, 7 og 8 viste type med modificerede karakteristikker. Den ændrede af- DK 168806 B1 21 skæringsfrekvens og reducerede tærskelværdi tilvejebringes ved at modificere karakteristikkerne af det fikserede filter (filteret 20 i fig. 6) og styre forstærkerens forstærkning ved at ændre dennes forbetoningskarakteristikker (emittertidskon-5 stantnetværket 52 af forstærkeren 30 i fig. 6) . Tærskelværdien af kredsløbet til undertrykkelse af overstyring sænkes ved tilførsel af passende DC-forspændinger (i fremadgående retning) til dioderne 28. Impedansen af det variable filter (dvs. filteret 22 i fig. 6 og 8) er i hovedsagen uændret, idet der 10 opretholdes en tilpasning til karakteristikkerne af spændings-styrede variable kredsløbselementer. Modifikationer af B-type kredsløbet med glidebånd, der er vist i fig. 6, 7 og 8, tilvejebringes ved at ændre modstanden i det fikserede filter til 18 kQ, hvorved afskæringsfrekvensen sænkes to eller tre okta-15 ver. Til forøgelse af styreforstærkerens forstærkning er kondensatoren i forstærkeren 30's emitter-netværk 52 øget fra 0,15 til 60 (eller fra 0,1 til 0,4 /xF, hvis der anvendes en værdi på 0,1 μΡ) . Forspændinger på omkring + 1/4 V i fremadgående retning tilføres til dioderne i diodebegrænseren 28, 20 hvorved undertrykkelsen af en eventuel overstyring reduceres med flere dB.30 As in the first embodiment, the compressor 4 and the expander 6 in FIG. 2, use of circuits of the circuit shown in FIG. 6, 7 and 8 with modified characteristics. The changed cut-off frequency and reduced threshold value are provided by modifying the characteristics of the fixed filter (filter 20 in FIG. 6) and controlling the gain of the amplifier by changing its pre-emphasis characteristics (emitter time constant network 52 of the amplifier 30 in FIG. 6). The threshold of the override suppression circuit is lowered by applying appropriate DC bias (in the forward direction) to the diodes 28. The impedance of the variable filter (i.e., the filter 22 in Figures 6 and 8) is substantially unchanged, maintaining 10 an adaptation to the characteristics of voltage-controlled variable circuit elements. Modifications of the B-type circuit with sliding strip shown in FIG. 6, 7 and 8 are provided by changing the resistance of the fixed filter to 18 kQ, thereby lowering the cut-off frequency two or three octaves. To increase the gain of the amplifier, the capacitor in the emitter network 52 of the amplifier 30 is increased from 0.15 to 60 (or from 0.1 to 0.4 / xF if a value of 0.1 µΡ is used). Advances of about + 1/4 V in the forward direction are applied to the diodes in the diode limiter 28, 20, thereby reducing the suppression of any overcurrent by several dB.

Filteret 22 har en frekvenskarakteristik, der afhænger af hvile-styrespændingen. Filteret 22's afskæringsfrekvens er således sænket to eller tre oktaver. Ved en forøgelse af kapa-25 citeten i emitternetværket af styreforstærkeren 30 øges forstærkningen. Som beskrevet ovenfor stiger afskæringsfrekvensen af filteret 22, når s tyre spændingen (fra forstærkeren 30, ensretteren 31 og udglatningsfilteret 32) øges. Ved en forøgelse af kapaciteten i netværket 52, reagerer filteret 22 ved at hæ-30 ve afskæringsfrekvensen fra værdien i hviletilstand i afhængighed af signaler af lavere niveau, hvorved niveaugengivelsen eller tærskelværdien forskydes i forhold til gengivelsen i det umodificerede B-typekredsløb.Filter 22 has a frequency characteristic which depends on the rest control voltage. The cut-off frequency of filter 22 is thus lowered two or three octaves. By increasing the capacity of the emitter network of the control amplifier 30, the gain is increased. As described above, the cut-off frequency of the filter 22 increases as the t he voltage (from amplifier 30, rectifier 31 and smoothing filter 32) increases. By increasing the capacity of the network 52, the filter 22 responds by raising the cut-off frequency from the value in the idle state, depending on lower level signals, thereby shifting the level display or threshold value relative to the reproduction in the unmodified B-type circuit.

Niveaugengivelsen kan forskydes på andre måder end ved en æn-35 dring af emitternetværket af styreforstærkeren. En anden mu- 22 DK 168806 B1 lighed er at ændre forspændingen af styreelementet, der ellers ændrer styreforstærkningen, og de relative signalniveauer imellem filtervejen og styresignalets udledningsvej osv.The level display may be offset by other means than by changing the emitter network of the control amplifier. Another possibility is to change the bias of the control element, which otherwise changes the control gain, and the relative signal levels between the filter path and the control signal discharge path, etc.

Fig. 9 viser gengivekarakteristikken under kompressions-tær-5 skelværdien af de to serieforbundne kompressorer, idet den første er modificeret som ovenfor beskrevet. Ekspanderens gengivelse er også vist. Der sammenlignes med fig. 10, der viser gengivelsen under kompressions-tærskelværdien af en enkelt kompressor eller ekspander - se fig. 6, 7 og 8.FIG. 9 shows the reproduction characteristic below the compression threshold of the two series connected compressors, the first being modified as described above. The expander's rendering is also shown. As compared with FIG. 10, showing the reproduction below the compression threshold of a single compressor or expander - see FIG. 6, 7 and 8.

10 Fig. 11 illustrerer udgangssignalet i afhængighed af indgangssignalet af de seriekoblede kompressorer som funktion af frekvensen. Det ses, at der er to dynamikområder for de kurver, der indikerer de forskudte dynamikvirkningsområder. Selv om skelneligheden af dynamikvirkningsområderne illustrerer for- 15 skydningen af anordningerne, foretrækkes i praksis, at kurverne er så glatte som muligt uden skelnelige dynamikvirkningsområder eller "stød". Parallelle linier A og B trækkes gennem tærskelværdiområderne. Linien A refererer til standardkredsløbet, medens linien B refererer til det modificerede kredsløb.FIG. 11 illustrates the output signal in dependence on the input signal of the series coupled compressors as a function of frequency. It is seen that there are two dynamics ranges for the curves indicating the displaced dynamics effect ranges. Although the separability of the dynamics effect areas illustrates the displacement of the devices, in practice it is preferred that the curves are as smooth as possible without discernible dynamic effect areas or "shocks". Parallel lines A and B are drawn through the threshold ranges. Line A refers to the standard circuit, while line B refers to the modified circuit.

20 Disse kurver sammenlignes med kurverne i fig. 12, som viser de tilsvarende gengivekarakteristikker for en umodificeret B-type glidebåndkompressor. Fig. 11 viser, at kompressoren omfattende seriekoblede anordninger i hovedsagen giver den dobbelte kompression over et større frekvens- og niveauområde.These curves are compared to the curves of FIG. 12, which shows the corresponding reproduction characteristics of an unmodified B-type sliding belt compressor. FIG. Figure 11 shows that the compressor comprising serial coupled devices generally provides the double compression over a larger frequency and level range.

25 Virkningen af det variable bånd af de seriekoblede anordninger med forskudte dynamikvirkningsområder fremgår af fig. 13 og 14, der viser testtonegengivelser af seriekoblede kompressorer. Der sammenlignes med fig. 15, som angiver en indspilning hidrørende fra kredsløbet i fig. 6 indeholdende kredsløbet i 30 fig. 8. Virkningen af det variable bånd illustreres ved at afbilde kompressorens frekvensgengivelse ved hjælp af en test-tone af lavt niveau (under kompressorens tærskelværdi) under tilstedeværelse af et signal af højt niveau. Testtonen detek-teres ved kompressorens udgang ved hjælp af et sporingsfilter.25 The effect of the variable band of the series-coupled devices with staggered dynamic action ranges is shown in FIG. 13 and 14, showing test tone reproductions of series-coupled compressors. As compared with FIG. 15, which indicates a recording from the circuit of FIG. 6 containing the circuit of FIG. 8. The effect of the variable band is illustrated by plotting the frequency response of the compressor using a low-level test tone (below the compressor threshold) in the presence of a high-level signal. The test tone is detected at the output of the compressor by a tracking filter.

DK 168806 B1 23DK 168806 B1 23

Signalet af højt niveau bevirker, at kompressorkredsløbet bliver aktivt, idet man ser indflydelsen på vende frekvens en af filteret.The high-level signal causes the compressor circuit to become active, seeing the influence of reversing frequency one of the filter.

Fig. 13 viser gengivelsen af en testtone ved -65 dB og signal-5 toner på 200 Hz ved niveauer fra -28 dB og derunder til +10 dB. Fig. 14 er gengivelsen for en 500 Hz signaltone ved niveauer fra -34 dB og derunder til +10 dB.FIG. Figure 13 shows the reproduction of a test tone at -65 dB and signal-5 tones of 200 Hz at levels ranging from -28 dB and below to +10 dB. FIG. 14 is the reproduction for a 500 Hz signal tone at levels from -34 dB and below to +10 dB.

I en yderligere udførelsesform, der har en bedre ydeevne, er kompressoren 2 og ekspanderen 8 i fig. 2 modificerede standard 10 B-typeanordninger. I begge seriekoblede anordninger er afskæringsfrekvensen sænket to oktaver til tilvejebringelse af en stejlt voksende lavniveaugengivelse. En forskydning af dynamikvirkningen tilvejebringes ved at reducere tærskelværdierne (både dele- og overstyringsundertrykkelse) af den anden anord-15 ning (i kompressortilstand).In a further embodiment having a better performance, the compressor 2 and the expander 8 in FIG. 2 modified standard 10 B-type devices. In both series-coupled devices, the cut-off frequency is lowered two octaves to provide a steeply growing low-level display. An offset of the dynamic effect is provided by reducing the threshold values (both partial and override suppression) of the second device (in compressor mode).

En fordel ved kredsløbsarrangementet ifølge opfindelsen er, at frekvenskarakteristikkerne af de enkelte kredsløb er sammensat. En stejlt voksende støjreduktion vil kunne opnås ved hjælp af kredsløb med samme lavniveau-gengivelse.An advantage of the circuit arrangement of the invention is that the frequency characteristics of the individual circuits are composed. A steeply increasing noise reduction can be achieved using circuits with the same low-level reproduction.

20 I den forbedrede udførelsesform resulterer valget af identiske filterkarakteristikker omkring to oktaver under karakteristikken af standard B-typeanordningen i en karakteristik, der stiger hurtigt over omkring 300 Hz. Kredsløbsarrangementet kan således give en betydelig støjreduktion i det kritiske område 25 fra 300 Hz til 2 kHz, der er et område, hvori båndstøjen er hørbar, når støjen over 2 kHz er reduceret. Under 3 00 Hz er der et negligibelt, hørbart støjbidrag fra båndet. Med en minimal støjreduktion under 300 Hz undgår kredsløbsarrangementet at påvirke fundamentale signalfrekvenser. Samtidigt forbedres 30 komplementariteten af kredsløbsarrangementet i båndoptagere, som f.eks. kan have gengivefejl som følge af stød eller lignende. Som følge af, at de lavfrekvente signaler ikke kompri-meres, bliver kredsløbsarrangementets forenelighed desuden for- DK 168806 B1 24 bedret, eftersom forstærkningen af lavfrekvente signaler ellers kunne give anledning til generende buldren og basfremhævelser under afspilning af kodede bånd i systemer, der ikke er udstyret med komplementære ekspandere.In the improved embodiment, the choice of identical filter characteristics around two octaves below the characteristic of the standard B-type device results in a characteristic that rises rapidly above about 300 Hz. Thus, the circuit arrangement can provide a significant noise reduction in critical range 25 from 300 Hz to 2 kHz, which is an area in which the band noise is audible when noise above 2 kHz is reduced. Below 3 00 Hz there is a negligible, audible noise contribution from the tape. With a minimum noise reduction below 300 Hz, the circuit arrangement avoids affecting fundamental signal frequencies. At the same time, the complementarity of the circuit arrangement in tape recorders, such as e.g. may have reproduction errors due to shock or the like. Furthermore, as the low-frequency signals are not compressed, the compatibility of the circuit arrangement is improved, as the amplification of low-frequency signals could otherwise give rise to bothersome noise and bass accentuations during playback of coded bands in systems that are not equipped with complementary expanders.

5 I de to seriekoblede anordninger (fig. 6 og 8) er modstanden i det fikserede filter 20 ændret fra 3,3 kQ til 13 kQ, hvorved den nedre afskæringsfrekvens af filtrene 20 og 22 sænkes omkring 2 oktaver til omkring 375 Hz. I den anden anordning er kondensatoren i emitternetværket 52 af styreforstærkeren 30 10 øget med en faktor på omkring 4, ligesom i den tidligere beskrevne udførelsesform. Dette giver en tærskelniveauforskyd-ning på 10-15 dB (afhængigt af signalniveauet og -frekvensen). Ved en passende forspænding af begrænseren 28, sænkes niveauet for overstyringsundertrykkelse.5 In the two series-coupled devices (Figures 6 and 8), the resistance of the fixed filter 20 is changed from 3.3 kQ to 13 kQ, whereby the lower cut-off frequency of filters 20 and 22 is lowered by about 2 octaves to about 375 Hz. In the second device, the capacitor in the emitter network 52 of the control amplifier 30 10 is increased by a factor of about 4, just as in the previously described embodiment. This gives a threshold level shift of 10-15 dB (depending on the signal level and frequency). By appropriate biasing of the limiter 28, the level of override suppression is lowered.

15 I en modifikation af den sidst beskrevne udførelsesform kan kondensatoren 34 i filteret 22 øges til 0,01 μΡ til opnåelse af en mere ensartet karakteristik fra enhed til enhed og til forbedring af støjmodulationskarakteristikkerne. I dette tilfælde er arrangementet, som følge af at filteret 10 har i ho-20 vedsagen samme tidskonstant som det variable filter 22, ækvivalent med et énpolet, variabelt filter, og det fikserede filter kan udelades. I dette tilfælde er modstanden 36a (som har en værdi på 47 kQ i et B-type-kredsløb) shuntet af source-drain-strækningen af felteffekttransistoren 24, således at der 25 opnås en hvile-afskæringsfrekvens på omkring 375 Hz. Det er imidlertid ønskværdigt at bibeholde det fikserede filter i højniveaukredsløbet, således at kredsløbet ved en omskiftning kan virke som et standard B-type-kredsløb.In a modification of the last embodiment described, the capacitor 34 in the filter 22 can be increased to 0.01 µΡ to obtain a more uniform unit-to-unit characteristic and to improve the noise modulation characteristics. In this case, as a result of the filter 10 having, in the main, the same time constant as the variable filter 22, the arrangement is equivalent to a one-pole, variable filter and the fixed filter can be omitted. In this case, the resistor 36a (which has a value of 47 kQ in a B-type circuit) is shunted by the source-drain stretch of the field power transistor 24, so that a resting cut-off frequency of about 375 Hz is obtained. However, it is desirable to maintain the fixed filter in the high-level circuit so that the circuit can act as a standard B-type circuit upon a switch.

I praksis skal en forbrugerenhed, der gør brug af de beskrevne 30 kredsløbsarrangementer, være forenelig med ikke-kodet og B-type-kodet software (dvs. bånd og FM-radioudsendelser). De forbedrede kredsløbsarrangementer omfatter en standard B-type-kredsløb og kan følgelig omkobles til at operere som en B-typeanordning for fuld forenelighed. Når registrerede bånd DK 168806 B1 25 kodes ved hjælp af det forbedrede kredsløbsarrangement, er eksisterende B-type-forbrugerenheder i stand til at detektere den yderst liggende information af for høj frekvens eller "klarhed", som kan behandles ved at justere højfrekvenstone-5 kontrollen ligesom ikke-udstyrede forbrugerenheder behandler B-type-kodet software.In practice, a consumer unit using the described 30 circuit arrangements must be compatible with non-encoded and B-type encoded software (i.e., tape and FM radio broadcasts). The improved circuit arrangements include a standard B-type circuit and can therefore be switched to operate as a B-type device for full compatibility. When registered bands DK 168806 B1 25 are encoded by the improved circuit arrangement, existing B-type consumer devices are able to detect the extremely high frequency or "clarity" information which can be processed by adjusting the high frequency tone control. just as non-equipped consumer devices process B-type encoded software.

B-type-kredsløbet ifølge 28.426 har et maksimalt kompressionsforhold på omkring 2:1. Dette har vist sig at være passende for kompandersystemer for kassettebånd. I de serieforbundne 10 kredsløb af de ovenfor beskrevne udførelsesformer har hvert kredsløb et maksimalt kompressionsforhold på omkring 2:1, og det maksimale kompressionsforhold af hele arrangementet af serieforbundne kredsløb er omkring 2:1 ved de fleste indgangssignalniveauer og -frekvenser. I praksis kan kompressionsfor-15 holdet imidlertid øges en smule indenfor et lille område af niveauer og frekvenser, eksempelvis til 2,5:1. Dette kan tolereres, hvis kompressionsforholdet ikke er større end omkring 2,5:1 (eller omkring 1-1/4 gange kompressionsforholdet af det enkelte kredsløb), og hvis området af niveauer og frekvenser, 20 indenfor hvilket dette sker, ikke er særlig stort.The B-type circuit according to 28.426 has a maximum compression ratio of about 2: 1. This has proven to be suitable for cassette tape compander systems. In the series 10 circuits of the above described embodiments, each circuit has a maximum compression ratio of about 2: 1, and the maximum compression ratio of the entire arrangement of series connected circuits is about 2: 1 at most input signal levels and frequencies. In practice, however, the compression ratio can be slightly increased within a small range of levels and frequencies, for example to 2.5: 1. This can be tolerated if the compression ratio is not greater than about 2.5: 1 (or about 1-1 / 4 times the compression ratio of each circuit) and if the range of levels and frequencies within which this occurs is not very large .

I en anden udførelsesform - se fig. 2 - er kompressoren og ekspanderen udformet som en anordning, der opdeler signalet i frekvensbånd. En sådan anordning er beskrevet i Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 15. nr. 4, oktober 1967, side 25 383-388. Sådanne båndopdelende anordninger omtales som A-type- anordninger.In another embodiment - see fig. 2 - the compressor and the expander are designed as a device which splits the signal into frequency bands. Such a device is described in the Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 15. No. 4, October 1967, pages 25 383-388. Such band splitting devices are referred to as A-type devices.

I praksis kan en A-typekompressor modtage et fladt indgangssignal og afgive et udgangssignal til en anordning med glide-bånd. Det mest hensigtsmæssige er at placere A-typeanordnin-30 gen, således at den modtager et ubehandlet indgangssignal, eftersom den er dimensioneret til at signalbehandle et fladt indgangssignal. Ved at placere anordningen med glidebånd forrest, ændres det flade indgangssignal, således at der opnås en form, der er mindre egnet for A-typeanordningens indgang. På DK 168806 B1 26 gengivesiden modtager ekspanderen med glidebånd signalet fra kanalen, behandler det og fører det til A-type-ekspanderen.In practice, an A-type compressor can receive a flat input signal and output an output signal for a sliding band device. The most convenient is to position the A-type device so that it receives an unprocessed input signal, since it is sized to signal a flat input signal. By placing the device with a sliding band at the front, the flat input signal is changed so as to obtain a form less suitable for the input of the A-type device. On the DK 168806 B1 26 playback side, the expander with sliding belt receives the signal from the channel, processes it and passes it to the A-type expander.

Fig. 16 viser kurver svarende til de i fig. 9 viste for lavniveaugengivelser af en A-type-kompressor alene, glide-båndkom-5 pressoren alene og den kombinerede kompressorgengivelse. Ekspansionsgengivekarakteristikkerne er komplementære som vist i fig. 9. Op til 5 kHz giver en A-type kompressor en kompression på 10 dB, over hvilken frekvens gengivelsen stiger jævnt til 15 dB ved 15 kHz. Denne stigning i gengivekarakteristikken ud-10 nyttes til at gøre glidebåndskarakteristikken mindre følsom ved høje frekvenser (se højfrekvensdelen af "glidebånd" kurven i fig. 16). Derved reduceres virkningerne af højfrekvensunøj-agtigheder i kanalens gengivekarakteristik, hvilket vil blive beskrevet i det følgende. Den kombinerede gengivelse stiger 15 jævnt til 20 dB, hvor den i hovedsagen opretholdes til omkring 14 kHz, og derefter aftager. Glidebåndanordningen er indrettet til at hæve tærskelværdierne og de resulterende dynamikvirkningsområder, som ikke er sammenfaldende med områderne af A-type-kredsløbet.FIG. 16 shows curves similar to those in FIG. 9 for low-level displays of an A-type compressor alone, the slip-band compressor alone and the combined compressor reproduction. The expansion reproduction characteristics are complementary as shown in FIG. 9. Up to 5 kHz, an A-type compressor provides a compression of 10 dB, over which the frequency reproduction increases steadily to 15 dB at 15 kHz. This increase in the reproduction characteristic is utilized to make the sliding band characteristic less sensitive at high frequencies (see the high frequency portion of the "sliding band" curve in Fig. 16). Thereby, the effects of high-frequency inaccuracies in the channel reproduction characteristic are reduced, as will be described below. The combined reproduction increases 15 smoothly to 20 dB, where it is maintained at about 14 kHz and then decreases. The sliding belt device is arranged to raise the threshold values and the resulting dynamic action ranges which do not coincide with the areas of the A-type circuit.

20 Fig. 17 viser en skare gengivekurver ved forskellige niveauer for serie A-type og glide-båndkompressorer. Disse kurver giver samme information som kurverne i fig. 11. Det skraverede område C indikerer dynamikvirkningsområderne hidrørende fra A-ty-peanordningen. Det skraverede område D hidrører fra glide-25 båndsanordningen. Dette arrangement resulterer i et maksimalt kompressionsforhold, som ved ethvert niveau og enhver frekvens ikke overstiger 2:1, og derfor er forholdsvis ufølsomt over for eventuelle forstærkningsfejl i båndindspilningskanalerne.FIG. 17 shows a plurality of reproduction curves at different levels for Series A type and sliding band compressors. These curves provide the same information as the curves of FIG. 11. The shaded area C indicates the dynamics effect areas resulting from the A-type device. The shaded area D derives from the sliding belt assembly. This arrangement results in a maximum compression ratio which at any level and frequency does not exceed 2: 1 and is therefore relatively insensitive to any gain errors in the tape recording channels.

Det er underforstået, at en A-typeanordning er forbundet i 30 serie med en speciel glidebåndsanordning. A-typeanordningen kan modificeres ved at forskyde dynamikområdet til opnåelse af den bedst mulige tilpasning til dynamikvirkningsområderne af giidebåndsanordningen.It is understood that an A-type device is connected in series with a special sliding belt device. The A-type device can be modified by displacing the dynamic range to obtain the best possible fit to the dynamic action regions of the guide belt device.

Claims

A circuit arrangement for modifying the dynamic range of an input signal comprising a first circuit (2, 6) having in a first frequency range a bilinear input / output characteristic with two linear parts in which the gain is level independent and a nonlinear portion connecting the linear 20 parts and in which the gain is level dependent, the first linear portion of the characteristic corresponds to input signal levels below a first threshold, the second linear portion of the characteristic corresponds to input signal levels above a second threshold, and the gain of the first linear 25 portion is different from the gain in the second linear portion, and the ratio of the differential change of the input signal level to the corresponding differential change of the output signal level, ie. the compression or expansion ratio in the non-linear part of the characteristic (7, 7 ') varies from one to a maximum compression ratio or a minimum expansion ratio and back to one when the input signal level is increased, knowing that the first circuit is followed by at least one additional circuits (4, 8) having a bilinear characteristic in a second frequency range, the second frequency range at least partially overlapping the first frequency range, and the threshold values of the two circuits (2, 4; 6, 8) are different so that the nonlinear parts of the bilinear characteristics of the circuits are offset with respect to input signal level in the sub-frequency range where the first and second frequency ranges overlap, whereby the arrangement of at least two series-connected circuits (2.4; 6, 8. also have a bilinear characteristic, and each one compared to each of the circuits has a greater difference between the first threshold and the second threshold, and a greater difference between the gain in the first linear portion of its characteristic and the gain in the second linear portion of its characteristic, but generally having no greater maximum compression ratio or minimum expansion ratio.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the maximum compression ratio does not exceed 1.25 times the maximum compression ratio of the individual circuit and that the minimum expansion ratio is not less than 0.8 times the minimum expansion ratio of the individual 20 circuit.

Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum value of the compression ratio and the minimum value of the expansion ratio of the individual circuit are about 2: 1 and 1: 2 respectively.

Circuit arrangement according to claims 1-3, characterized in that the input signal level (T) corresponding to the first threshold level of each of its individual circuits (2, 4; 6, 8. with approximation is determined by the formula T - F and T ~ FC = T where F is the second threshold value of the respective circuits, C 30 is the extreme value of the compressive or expansion gain in the first and second linear parts of the characteristic.

Circuit arrangement according to claims 1-4 for modifying the dynamic range of audio signals, characterized in that 5 each of the individual circuits (2, 4; 6, 8) contains means capable of suppressing at input signal levels above a third threshold value. overshoot, and that the third threshold of the individual circuits is offset.

Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the third threshold value of the individual circuits (2, 4; 6. 8) is offset in the same way as the first threshold values.

Circuit arrangement according to one or more of claims 1-6, characterized in that the amplification of the first linear part of the respective bilinear characteristic of the individual circuits (2, 4; 6, 8) is approximately 10 dB.

Circuit arrangement according to one or more of claims 1-7, characterized in that each of the circuits (2, 4; 6, 8) contains a filter (22) with a variable cut-off frequency, which provides a gain or cut-off frequency. the signal reproduction in the high or low frequency range of the signal band and arranged to be controlled by a control signal generated by a control circuit (30, 31, 32. depending on signals in this frequency range so that the cut-off frequency of the filter (22) is shifted. from the value it has in the absence of a control signal, i.e. the rest cut-off frequency, to another value in such a way that the amplified or cut frequency range is narrowed and the amplifications of the control circuits in each of the individual circuits are different.

Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that the rest cut-off frequencies of the filters in each circuit are substantially identical. DK 168806 B1 30

Circuit arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the gain or cut-off is provided in the upper audio frequency range and that the rest cut-off frequency of the filter in each of the individual circuits is in the range 300-400 Hz.

Circuit arrangement according to one or more of claims 1-10, characterized in that at least one of its circuits can change the spectral content of the input signal.

Circuit arrangement according to one or more of claims 10 to 11, characterized in that the first threshold value of the first circuit (2) is at a higher input signal level of the second circuit.

Circuit arrangement according to one or more of claims 1-11, characterized in that the first threshold value 15 of the first circuit (6) is at a lower input signal level than the first threshold value of the second circuit (8).