FI76456B - Kretsanordning foer minskning av oeverbelastningseffekter hos inspelnings- eller transmissionsmedium i inspelnings- och transmissionssystem. - Google Patents

Description

Piirijärjestely tallennus- tai siirtovälineen ylikuormit- tumisilmiöiden pienentämiseksi tallennus- ja siirtojärjes telmissä 7645 6

Esillä oleva keksintö kohdistuu yleisesti tallennus- ja siirtojärjestelmiin sekä piirijärjestelyihin, jotka muuttavat näiden järjestelmien käsittelemien signaalien dynaamista aluetta, nimittäin kompressoreihin, jotka supistavat dynaamista aluetta, ja ekspandereihin, jotka laajentavat dynaamista aluetta. Keksintö on erityisen käyttökelpoinen äänisignaalien käsittelyssä mutta sitä voidaan soveltaa myös muihin signaaleihin.

Kompressoreita ja ekspandereita käytetään tavallisesti yhdessä (kompanderijärjestelmänä) kohinanvaimennuksen aikaansaamiseksi. Signaalien dynaamista aluetta supistetaan ennen lähetystä tai tallennusta ja laajennetaan siirtokanavalta vastaanoton tai toiston jälkeen. Kompressoreita voidaan kuitenkin käyttää yksinään dynaamisen alueen supistamiseen, esimerkiksi siirtokanavan kapasiteettiin sopivaksi, ilman jälkeenpäin suoritettavaa ekspansiota, kun dynamiikaltaan supistettu signaali riittää lopulliseen käyttötarkoitukseen. Lisäksi pelkkiä kompressoreita käytetään tietyissä, erikoisesti äänentoistoon liittyvissä tuotteissa, jotka on tarkoitettu pelkästään lähettämään tai tallentamaan dynamiikaltaan supistettuja yleisradio- tai valmiiksi äänitettyjä signaaleja. Ekspandereita käytetään yksinään tietyissä, erikoisesti äänentoistoon liittyvissä tuotteissa, jotka on tarkoitettu pelkästään vastaanottamaan tai toistamaan aikaisemmin dynamiikaltaan supistettuja yleisradio- tai valmiiksi äänitettyjä signaaleja. Tietyissä tuotteissa, varsinkin ääntä tallentavissa ja toistavissa tuotteissa on usein yksi ainoa laite, joka on tehty toimintamuodoltaan vaihtokytkettäväksi toimimaan kompressorina signaalien tallennusta varten ja ekspanderina dynamiikaltaan supistettujen yleisradio- tai valmiiksiäänitettyjen signaalien toistamiseksi.

2 76456

Esillä oleva keksintö kohdistuu täsmällisemmin kompresso-reihin ja ekspandereihin, jotka kompression tai ekspansion lisäksi aikaansaavat tasosta riippuvan korjauksen. Magneettisessa tallennuksessa on käytettävä tämänkaltaista korjausta, koska magneettinauha pyrkii kyllästymään erikoisesti suurilla taajuuksilla. Aikaisemmin on tehty monia ehdotuksia korjauksen toteuttamiseksi, joista useita on käsitelty julkaisussa Rundfunktechn. Mitteilungen, Jahrg. 22 (1978) H. 2, pp 63-74. Korjausta voidaan tarvita myös muissa tallennus- tai siirtovälineissä, joissa voi esiintyä suurten tasojen kyllästymis- tai ylikuormittumisilmiöitä tietyillä taajuuksilla.

Eräänä mahdollisuutena (joka ei kuitenkaan mahdollista tasosta riippuvaa korjausta) on käyttää korkeiden taajuuksien vai-mennuspiiriä kompressorin jälkeen ja kompensoivaa korostus-piiriä ennen ekspanderia. Vaihtoehtoisesti vaimennuspiiri voidaan sijoittaa ennen kompressoria ja korostuspiiri ekspan-derin jälkeen. Tämän menetelmän eräänä epäkohtana on, että kaiken tasoisiin signaaleihin kohdistetaan sama vaimennus-vaikutus (ja sitä seuraava korostus), niin että saavutettava kohinanvaimennuksen määrä pienenee huomattavasti. Edellä mainitussa julkaisun Rundfunktechn. Mitteilungen artikkelissa on esitetty, että kohinanvaimennuksen määrän pienentyminen voidaan sietää, mikäli kohinanvaimennus ilman tätä menetelmää on niin suuri kuin 20 dB. Tämä pitää paikkansa vain osittain. Käytännössä, varsinkin joillakin C-kasettinauhoilla, nauhan kyllästymisilmiöt ulottuvat alaspäin jopa 2 kHz asti ja tämän huomioonottamiseksi tarpeellinen korjauksenmuutos johtaa kuultavissa olevan kohinan merkittävään lisääntymiseen.

Ongelmaa on yritetty ratkaista tekemällä vaimennus- ja koros-tuspiirien vasteet tasoriippuviksi (US-patenttijulkaisu 4 072 914). Vaimennuspiirin tapauksessa tason lasku on jyrkempi suurilla tasoilla kuin pienillä tasoilla. Korostus-piirissä korostusominaiskäyrä on samaten jyrkempi suurilla tasoilla kuin pienillä tasoilla. Tämän länestymistavan tl 3 7645 6 haittana on sen aiheuttama piirien monimutkaistuminen.

Julkaisun Rundfunktechn. Mitteilungen artikkelissa on myös ehdotettu korkeiden taajuuksien korostuspiirin sijoittamista sekä kompressorin että ekspanderin ohjauspiirien eteen, mutta julkaisussa on myös korostettu, että tuloksena oleva tason lasku on havaittavissa vain keskitasoisten signaalien alueella, kun vaikutus halutaan pääasiassa saada korkeilla tasoilla. Videotallennusjärjestelmissä käytetty tallennuksen esikorostus voi aiheuttaa korkeiden taajuuksien kylläs-tymisongelmia. Vastaava ongelma esiintyy FM yleisradiolähe-tyksissä.

Keksinnön tarkoituksena on siten saada aikaan parempi ratkaisu edellä tarkasteltuihin ongelmiin eli ratkaisu, joka on samalla kertaa tehokkaasti vaikuttava ja yksinkertainen.

Edellä olevaan liittyvänä ongelmana on, että korjauksen käyttö pienillä taajuuksilla (vaimennus kompressiossa ja korostus ekspansiossa) on toivottavaa, mikäli kompressio ja ekspansio vaikuttavat myös pienillä taajuuksilla, vaikkakaan tätä ei ole käsitelty aikaisemmissa julkaisuissa. Alhaisten taajuuksien kompressio ja ekspansio ovat käyttökelpoisia hurinamuotoisen kohinan vaimentamisessa ja ne voidaan saada aikaan käyttämällä laajakaistaisia kompressoreita ja ekspan-dereita tai kompressoreita ja ekspandereita, joissa on korkeilla ja matalilla taajuuksilla toisistaan riippumattomasti toimivat piirit. Matalilla taajuuksilla korjauksen pääasiallisena tarkoituksena on heikentää nauhureihin sisällytettyä 3180 yUS (+3 dB taajuudella 50 Hz) äänityksen esikorostusta, joka aiheuttaa nauhan kyllästymisongelmia pienillä taajuuksilla, esim. urkumusiikissa.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan ratkaisu, jolla vaadittu korjaus voidaan haluttaessa toteuttaa myös pienillä taajuuksilla.

4 76456

Keksinnön vielä eräänä tarkoituksena on suurentaa ylitys-vaaraa ja siten kyllästyvän tallennusvälineen dynaamista aluetta.

Keksinnön lähtökohtana on kompressori tai ekspanderi, joka käsittää pääsignaalitien, joka on lineaarinen dynaamisen alueen suhteen, yhdistävän piirin päätiellä ja lisätien, jonka tulo on kytketty päätien tuloon tai lähtöön ja lähtö yhdistävään piiriin, jolloin lisätie aikaansaa signaalin, joka ainakin taajuuskaistan yläosassa korostaa tai heikentää päätien signaalia yhdistävän piirin avulla mutta joka on rajoitettu siten, että tulon dynaamisen alueen yläosassa lisätien signaali on pienempi kuin päätien signaali.

Taajuuskaistan yläosa alkaa tyypillisesti muutamasta sadasta hertsistä, esim. arvosta 300-400 Hz, vaikkakin korkeampaa arvoa voidaan käyttää. Tulon dynaamisen alueen yläosassa, esim. välillä -10 dB - +10 dB vertailutason suhteen, lisä-tien signaali on pieni verrattuna päätien signaaliin.

Tämän tyyppiset kompressorit ja ekspanderit ovat aikaisemmin tunnettuja ja yleisesti käytettyjä, esimerkkejä niistä on esitetty US-patenttijulkaisuissa 3 846 719, 3 903 485 ja Re 28 426. Tämän tyyppisiä laitteita nimitetään kaksitie-kompressoreiksi ja -ekspandereiksi. Lisätien signaali suurentaa päätien signaalia kompressorissa ja heikentää ekspan-derissa. Äänisignaalisovellutuksissa käytetään tavallisesti tyypin I muotoa (esim. US-patenttijulkaisu 3 046 719) ja tyypin II muotoa (esim. US-patenttijulkaisu 3 903 485) käytetään tavallisesti videosovellutuksissa.

Kompressorin tapauksessa keksinnölle on tunnusomaista taajuudesta riippuva piiri, joka on kytketty vain päätiehen ja joka aikaansaa taajuusvasteen pienenemisen taajuuskaistan osalla, jossa kyllästyminen vaikuttaa.

Ercspanderin tapauksessa keksinnölle on tunnusomaista taajuudesta riippuva piiri, joka on kytketty vain päätiehen ja

II

5 76456 joka aikaansaa taajuusvasteen suurenemisen taajuuskaistan osalla, jolla kyllästyminen vaikuttaa.

Päätien taajuudesta riippuva piiri on kytketty lisätien haarautumiskohdan ja yhdistävän piirin väliin sekä kompressoreissa että ekspandereissa, sekä tyypissä I että tyypissä II.

Keksinnön kohteena on lisäksi täydellinen kohinanvaimennus-järjestelmä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Mainittu taajuuskaistan osa, jossa kyllästyminen vaikuttaa, on yleensä kaistan yläpää, ts. yläpäänä on se ylin taajuus, jota kyseisessä käytännön tapauksessa pidetään äänitaajuus-alueen ylärajana, äänisignaalien tapauksessa joko 15 kHz, 20 kHz tai muuta arvoa tai videosignaalien tapauksessa esim. 4-6 MHz.

Keksinnön äänisignaalien sovellutuksessa, jossa kompressori tai ekspanderi toimii myös pienillä taajuuksilla, taajuudesta riippuva piiri lisäksi pienentää (kompressorissa) tai suurentaa (ekspanderissa) taajuusvastetta äänitaajuuskais-tan alaosassa (esim. n. 100 Hz alapuolelta alarajalle, joka on tyypillisesti 20 Hz kohdalla).

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa esimerkin avulla oheisiin piirustuksiin liittyen, joissa kuvio 1 esittää edustavaa kasettinauhurin/soittimen vaste-käyrää, kuvio 2 esittää havainnollistavaa ominaiskäyrää, kuvio 3 on keksinnön tyypin I kompressoreihin ja ekspanderei- hin liittyvän toteutusmuodon lohkokaavio, kuvio 4 on keksinnön tyypin II kompressoreihin ja ekspande-reihin liittyvä lohkokaavio, kuvio 5 on magneettista tallennusta varten tarkoitettuun kaksiasteiseen kompanderijärjestelmään liittyvän keksinnön 6 76456 toteutusmuodon lohkokaavio.

Korkeiden taajuuksien kyllästyminen on yhteisenä ongelmana kaikissa magneettinauhaa ja optista filmiä käyttävissä tal-lentimissa. Sitä voi esiintyä myös monenlaisissa esikoros-tetuissa tallennus- ja siirtojärjestelmissä FM yleisradio-järjestelmät mukaanluettuina. Vaikkakin ongelma on pahin pieninopeuksisissa nauhureissa, se vaikuttaa kuitenkin jopa korkealaatuisten ammattikäyttöön tarkoitettujen magneettista nauhaa ja optista filmiä käyttävien tallentamien suurten tasojen tallennuskykyyn. Toisin sanoen tallennusväline ei tallenna tarkasti sille syötettyjä suuritasoisia, korkeataa-juuksisia signaaleja. Pääasiallisena kuultavissa olevana vaikutuksena ovat keskeismodulaatiosärö ja tallennuksen korkeiden taajuuksien osuuden heikentyminen. Esillä olevan keksinnön yhteydessä tämän kaltainen kyllästyminen on kuitenkin erityisen epäsuotavaa, koska se tietyillä signaalitasojen ja taajuuksien yhdistelmillä häiritsee ekspanderin komple-mentaarisuutta toistossa. Tästä johtuen ekspanderi dekoodaa toistetun signaalin jossain määrin virheellisesti kyllästymisen asteesta riippuen. Pääasiallisena kuultavana vaikutuksena on tavallisesti, että ekspanderi liioittelee korkeiden taajuuksien häviämistä mutta vaikutuksiin voi sisältyä myös keskitaajuisten signaalien harhamodulaatio.

Esitetty toteutusmuoto on tarkoitettu ensisijaisesti kasetti-nauhureiden/soittimien yhteyteen, vaikka keksintöä voidaan yhtä hyvin soveltaa ammattitasoisessa magneettinauhaa tai optista filmiä käyttävässä tallennuksessa ja tallennus-ja siirtojärjestelmissä yleensä.

Kuviossa 1 on esitetty selvästi keskimääräistä paremman C-kasettinauhurin/soittimen vaste. Äänitystasolla -20 dB vaste on oleellisesti tasainen 20 kHz asti. Suuremmilla äänitystasoilla nauhan korkeiden taajuuksien kyllästymisen vaikutukset tulevat näkyviin aiheuttaen huomattavaa korkei-

II

den taajuuksien laskua äänitystasolla O dB. Tyypillisillä kasettiyksiköillä kyllästysvaikutukset ovat oleellisesti suurempia.

7 7 6 4 5 6

Suoraviivaisin tapa edellä esitetyn kyllästymisilmiön pienentämiseksi on muuttaa äänityksen esikorostusta siten, että nauha ei ohjaudu näin voimakkaasti taajuusalueella, jossa kyllästyminen on ongelmana. Toiston jälkikorjausta muutetaan tällöin komplementaarisesti. Valitettavasti kasettiää-nityksessä kyllästymisilmiöt voivat kuitenkin ulottua alaspäin jopa noin 2 kHz taajuuksiin asti kuten kuviosta 1 ilmenee. Vaadittava korjauksen muutos johtaisi siten kuultavan kohinan oleelliseen lisääntymiseen.

Seuraavassa esitettävä piiri mahdollistaa tehokkaasti käsittelyn, joka pienentää korkeiden taajuuksien kyllästymistä uhraamatta merkittävästi kohinanvaimennusta käsitellyllä taajuusalueella. Samaa menetelmää voidaan käyttää pienentämään nauhasäröä pienillä taajuuksilla koko alueelle ulottuvaa kohinanvaimennusjärjestelmää käytettäessä. Erikoisesti on huomattava, että kaksitiekompressori- tai -ekspan-deripiirissä lähdön aikaansaa suurimmaksi osaksi lisätie eli kohinanvaimennustie. Tapauksessa, jossa yhdellä tällaisella laitteella aikaansaadaan 10 dB dynaaminen vaikutus, pää- ja kohinanvaimennusteiden osuuksien suhteet ovat 1 ja 2,6. Suurilla signaalitasoilla teiden osat vaihtuvat, päätie muodostaa vallitsevan signaalikomponentin ja lisä-tien osuus on merkityksetön.

Kyllästymistä tai säröä pienentävä toiminta perustuu edellä esitettyihin havaintoihin. Eli vaaditun ohjauksen pienentymisen korkeilla tai matalilla taajuuksilla aikaansaava korjain sijoitetaan kompressorin päätielle. Kuten korkeiden taajuuksien säröä pienentävän piirin toimintaa esittävästä kuviosta 2 ilmenee, suurilla signaalitasoilla saadaan oleellisesti täysi korjausvaikutus ja siitä seuraava suurten 8 76456 taajuuksien kyllästymisen pienentyminen. Pienillä tasoilla korjausvaikutus kuitenkin pienentyy, koska kohinanvai-mennustien osuus tulee merkittäväksi. Jos kyllästymisen-estoverkko aikaansaa esimerkiksi 12 dB vaimennuksen tietyllä taajuudella, tällöin vaikutukseksi pienillä tasoilla tulee, kun vaihe jätetään huomioonottamatta

0,25 · 1 + 2,16 = 2,41 = 7,6 dB

Eli 12 dB suuruinen ohjauksen pienentyminen suurten tasojen äänityksessä saadaan 2,4 dB suuruisella kohinanvaimennusvai-kutuksen pienentymisellä. Näin suurta särön pienentymistä tarvitaan vain suurimmilla taajuuksilla, esimerkiksi 15 kHz taajuudella. Alemmilla taajuuksilla vaadittava kyllästymisen pienentäminen on pienempi ja kohinanvaimennusvaiku-tukser menetys on vastaavasti pienempi. Pienillä taajuuksilla ensisijaisena päämääränä on heikentää moniin nauhureihin rakennetun 3180 ^us (+3 dB taajuudella 50 Hz) äänityskoros-tuksen vaikutusta, joka aikaansaa nauhan kyllästymisongelmia pienillä taajuuksilla esim. urkumusiikissa kuten edellä on mainittu.

Äänisignaalisovellutuksissa sopivan kyllästymisenestoverkon vaatimukset voidaan määrätä seuraavalla tavalla. Nauhan, optisen filmin, FM kanavan tai muun maksimaalinen käyttökelpoinen lähtötaso määrätäänalhaisten ja keskitaajuuksien välillä ja korkeilla taajuuksilla suurimpaan mielenkiintoiseen taajuuteen asti. Tuloksena olevaa maksimilähtötaso-käyrää verrataan normaalisti esiintyvien musiikki- ja puhe-äänten taajuuden funktiona esitettyyn energiajakautuma-kuvaajaan. Tällainen kuvaaja on esitetty hakijan julkaisussa "Journal of the Audio Engineering Society", Voi. 21,

No. 5, June, 1973, pp. 357-362. Käyrien välinen ero osoittaa vaaditun korkeiden tasojen kyllästymisenesto-ominais-käyrän. Kun tällainen ominaiskäyrä on määrätty ja toteutettu, tuloksena olevat kompressio-ominaiskäyrät on tarkastettava sen selvittämiseksi, onko kyllästymisenestoverkko aiheuttanut kompressiosuhteen kasvua millään taajuudella tai

II

9 76456 tasolla. Jos näin on, kohinanvaimennustien rajoitinomi-naisuuksia voidaan muuttaa sopivalla tavallaja/tai useiden sarjaan kytkettyjen kompressoreiden (tai ekspandereiden) tapauksessa kyllästymisenesto-ominaiskäyrä voidaan jakaa laitteiden kesken.

Vastaava tarkastelu soveltuu myös videolaitteiden tapauksessa. Videotallentimissa käytetään usein korkeiden taajuuksien esikorostusta, josta voi seurata FM ylimodulaatio-on-gelmia. Minkä tahansa tallennusjärjestelmän taipumus yli-modulaatioon voidaan mitata, ja tyypiltään ja määrältään sopivia kyllästymisenestotoimenpiteitä voidaan käyttää. US-patenttijulkaisuissa 3 046 719 (tyyppi I) ja 3 903 485 (tyyppi II) esitetyn tyyppisiä kompressoreita tai ekspande-reita käytettäessä esiintyy lisätaipumusta ylimodulaatioon, jonka synnyttävät kompressoreiden pienet jäännösylitykset (muutamia prosentteja). Nämä ylitykset voidaan kompensoida esillä olevalla keksinnöllä. (Äänisignaalijärjestelmissä saadaan myös jäännösylityksiä kompensoiva vaikutus).

Vaikkakin toiminta on mahdollista siinä muodossa, että pelkästään kooderiyksikköön on sijoitettu kyllästymisenestoverk-ko, toistopuoli on edullista varustaa komplementaarisella korjauksella, niin että tasainen taajuusvaste säilytetään kaikilla tasoilla. Seuraava analyysi osoittaa tarvittavan korjauksen luonteen.

Kuviossa 3 on esitetty tyypin I kaksitiekompressori- ja -ekspanderiyhdistelmä. Kompressorin tulosignaali olkoon x, informaatiokanavan signaali y ja ekspanderin lähtösignaali z. ja F2 edustavat kompressorin ja ekspanderin lisätei- den siirto-ominaiskäyriä ja FÄg kyllästymisenestoverkon siirto-ominaiskäyrää. F'Äg on ^ekooderin vaadittu kompen-sointiominaiskäyrä.

10 7645 6 Υ = (Fas + Fx)x ja 2 = yF'AS " ZF2F'AS' j°ten t? * TP + "P TP 1 AS AS 1 AS v z =----- x

1 + F F Χ 2* AS

Tarkastelu osoittaa, että z = x, jos F^ = F2 ja F'Ag = .

Vastaava johto pätee kuviossa 4 esitetylle tyypin II muodolle : ^ = FASX + FlFASy ja z = F'ASy - F2y, joten (F1 - F ) 1 AS 2;

Z — ''·' — V

F ~ F1 AS 1

Tarkastelu osoittaa, että z = x, jos F ^ = F£ ja F'Ag = —.

Edellä olevasta ilmenee sen lisäksi, että molempien kohinan-vaimennusverkkojen on oltava identtisiä, mikä on tunnettua hakijan aikaisemmista julkaisuista, myös että dekooderin kyl-lästymisenestopiirillä on oltava käänteinen ominaiskäyrä koo-derissa käytettyyn verrattuna. Yksinkertaiset korjaukset voidaan saada aikaan passiivisesti, esim. RC-yhdistelmillä ja monimutkaisemmissa voidaan käyttää takaisinkytkentätek-niikkaa erikoisesti dekooderissa vaaditun käänteisen ominais-käyrän saavuttamiseksi.

Kuviossa 5 on esitetty lohkokaavio esillä olevasta keksinnöstä toteutettuna kaksiasteisena tyypin I kokoonpanona, joka on tarkoitettu ensisijaisesti magneettinauhaa käyttävään tallennukseen ja toistoon.

Esitetyssä toteutusmuodossa on käytetty sarjaan kytkettyjä kompressoreita 52 ja 54 suuremman kompressiomäärän saavuttamiseksi ja vastaavasti sarjaankytkettyjä ekspandereita 56, 58. Keksintöä voidaan soveltaa yhtä hyvin yksiasteisissa

II

n 76456 kaksitiekompressoreissa ja -ekspandereissa. Jokaisessa kompressorissa on päätie 10, joka sisältää yhdistävän piirin 12, joka summaa päätiehen lisätien N^, N2 lähdön, jonka lisätien tulo on kytketty vastaavan päätien tuloon. Ekspandereissa on päätiet 14 ja yhdistävät piirit 16, jotka vähentävät päätien signaalista lisätien N2, lähdön lisä-tien tulon ollessa kytketty vastaavan päätien lähtöön.

Tämän tyyppiset kompressori- ja ekspanderiyhdistelmät ovat sinänsä tunnettuja, minkä vuoksi niitä ei selitetä yksityiskohtaisesti. Lisätien tai N2 suhteen on kuitenkin olemassa kaksi päämuotoa. Toinen vaihtoehto (US-patenttijulkaisun 3 846 719 kuviot 7 ja 8) muodostuu suotimesta, jota seuraa ohjattu rajoitin, joka on sovitettu aikaansaamaan tasasuunnatun ja suodatetun ohjaussignaalin avulla progressiivisen rajoituksen signaalitason kasvaessa. Toisena vaihtoehtona (US-patenttijulkaisu Re 28 426) on liukuvakaistai-nen ylipäästösuodin, jonka päästökaistaa rajoitetaan progressiivisesti ohjaussignaalilla suurten signaalikomponenttien poissulkemiseksi suotimen lähdöstä, joka suodin on edullisesti sarjassa kiinteän ylipäästösuotimen kanssa. Liukuva-kaistaisten suotimien rajataajuusarvot ovat edullisesti noin 375 Hz lepotilassa, mutta ylipäästökaista kapenee progressiivisesti ohjaussignaalin vaikutuksesta.

Ensimmäisessä ja toisessa kompressorissa 52 ja 54 on kummassakin suurten taajuuksien ja/tai Dienten taajuuksien (ja/tai minkä tahansa muun määrätyn taajuuden tai taajuusalueen) kyllästymisenestoverkot 74, 76, jotka vaikuttavat pääsignaa-likomponentteihin. Nauhurin T toistopuolella ensimmäisellä ja toisella ekspanderilla 56 ja 58 on komplementaariset verkot, jotka vaikuttavat pääsignaalikomponentteihin. Vaihtoehtoisesti kompensointi voidaan toteuttaa vain toisessa kompressorissa ja vain sitä vastaavassa ekspanderissa. Kompensointi voi esimerkiksi muodostua lievästä korkeiden taajuuksien laskusta kooderissa (kompressorissa), joka kasvaa fc ' 76456 12 erittäin suurilla taajuuksilla, esim. yli 10 kHz, ja vastaavasta korostuksesta dekooderissa (ekspanderissa).

Koska kanavan suurten taajuuksien ylikuormittumisen pienentäminen kohdistetaan vain pääsignaalikomponentteihin, sivu-kanavien pienitasoisiin komponentteihin ei vaikuteta ja ylikuormittumisen pienentäminen ei siten vaikuta huomattavasti kohinanvaimennukseen. Kanavan ylikuormittumisen pienentäminen voi siten ulottua alaspäin keskitaajuusalueelle asti.

Koodereiden 74, 76 kyllästymisenestoverkot ja dekoodereiden 78, 80 komplementaariset verkot sijaitsevat pääsignaali-teillä. Tämä järjestely pienentää erittäin vähän kohinan-vaimennusvaikutusta, koska pienillä tasoilla pääosan signaalista aikaansaa kohinanvaimennuksen sivuketju. Tämän vuoksi on mahdollista käyttää kyllästymisenestoverkkoja, jotka yhdessä aikaansaavat esimerkiksi 3-6 dB/oktaavi suuruisen asteittaisen korkeiden taajuuksien laskun (ja vastaavan korostuksen dekooderissa), joka ulottuu taajuuden suhteen melko alas, esim. alueelle 2-3 kHz, kyllästymisilmiöiden korjaamiseksi ilman huomattavaa kohinanvaimennuksen menetystä. Kuvion 1 taajuusvaste tasolla 0 dB osoittaa esimerkkinä kyllästymisestä aiheutuvan suurten taajuuksien vasteen laskun alkavan noin 2 kHz kohdalta. Koska kyllästymisenestoverkot ovat pääkanavissa, vain kyllästymistä aiheuttaviin signaaleihin vaikutetaan. Kuten kuviosta 1 ilmenee pieni-tasoiset signaalit eivät aiheuta merkittävää nauhan kyllästymistä .

Haluttaessa kummassakin verkossa 74 ja 76 voidaan aikaansaada puolet 3-6 dB/oktaavi laskusta ja puolet komplementaarisesta korostuksesta kummassakin verkossa 78 ja 80. Jos koko vasteen lasku ja korostus sijoitetaan yhteen verkkoon 76 ja 78, asianomaisen kompressorin tai ekspanderin kompressio- tai ekspansiosuhde kasvaa tietyllä kyseiseen kompressoriin tai ekspanderiin liittyvällä taso- ja taajuusalueella. Kuitenkin kuluttajatasoisessa järjestelmässä yhden verkon käyttäminen on riittävää.

Il

Claims (3)

13 7 6 4 5 6

1. Piirisovi tel ma tallennuslaitteelle tai siirtovälineelle tallennettavien tai sella isiltä vastaanotettavien signaalien dynamiikka-alueen muuttamiseksi, eli kompressori dynamiikka-alueen supistamiseksi tai ekspanderi dynamiikka-alueen laajentamiseksi, jolloin kompressori ja ekspanderi ennen tallennuslaitetta tai siirtovälinettä, tai vastaavasti niitten jälkeen, yhdessä käytettynä muodostavat kohinanvai-mennusjärjestelmän, jolloin tallennuslaite tai siirtoväline voi joutua kyllästys- tai y1ikuormitusti1 aan sillä taajuusalueella, jolla piirisovi tel ma muuttaa dynamiikka-aluetta, joka piirisovi tel ma käsittää vähintään yhden piirin, jossa on dynamiikka-alueen suhteen lineaarinen signaalin päätie ja li-sätie, jonka tulo on liitetty joko päätien tuloon tai lähtöön ja jonka lähtö on liitetty yhdistävään piiriin, jolloin lisä-tie aikaansaa signaaliin, joka ainakin taajuuskaistan yläosassa kompressorin yhdistävän piirin kautta korostaa päätien signaalia ja ekspanderissa vaimentaa päätien signaalia, jolloin lisätien signaali kuitenkin dynaamisen tuloalueen ylemmällä alueella on rajoitettu päätien signaalia pienempään arvoon, tunnettu siitä, että siihen sisältyy taajuudesta riippuvat piirielimet (F ; 74, 76 tai F' ; 78, 80), jot- AS AS ka on kytketty vain päätielle (x-y; 10 tai y-z; 14) ja jotka osalla taajuusaluetta kompressorissa (52, 54) pienentävät taajuusvastetta, jolloin vältetään tallennuslaitteen tai siirtovälineen ky 11ästysti1 a tai ylikuormitusti1 a, ja ekspanderi ssa (56, 58) laajentavat taajuusvastetta tällä taajuusalueen osalla, jolloin taajuusalueen osat ovat identtiset kompressorissa (52, 54) ja ekspanderissa (56, 58), kun niitä yhdessä käytetään kohinanvaimennusjärjestelmässä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pi i ri sovi tel ma, jolloin signaalit ovat ääni taajuuskaistal1 a ja tallennuslaitteessa tai siirtovälineessä vaikuttaa kyllästymis- tai yli-kuormittumisilmiön mahdollisuus määrätystä taajuuskaistan yläosassa oi evästä taajuudesta alkaen, jollon taajuuskaistan h 76456 ylempi osa ulottuu noin 300 Hzrstä ylöspäin, tunnettu siitä, että kompressorin (52, 54) taajuudesta riippuvat piirielimet (F ; 74, 76 ) pienentävät taajuusvastetta alueella, joka jatkuu ylöspäin taajuudesta, jolla kyllästymis- tai ylikuormi-tusilmiö alkaa, ja vastaavasti ekspanderin (56, 58) taajuudesta riippuvat piirielimet (F' ; 78, 80) laajentavat taa- ,, AS juusvastetta samalla alueella.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piirisovi tel ma, joka vaikuttaa myös pienillä taajuuksilla, kun tallennus- tai siirtovälineessä vaikuttaa kyllästymis- tai ylikuormitusilmiön mahdollisuus määrätystä taajuuskaistan alaosassa olevasta taajuudesta alkaen, jolloin taajuuskaistan alempi osa ulottuu noin 100 Hz:stä alaspäin, tunnettu siitä, että kompressorin taajuudesta riippuvat piirielimet (F : 74, 76) pienentävät AS taajuusvastetta myös alueella, joka jatkuu alaspäin siitä taajuudesta, jolla kyllästymis- tai y1ikuormitusi1 miö alkaa, ja vastaavasti ekspanderin (56, 58) taajuudesta riippuvat piirielimet (F' ; 78, 80) laajentavat taajuusvastetta sa malla alueella. ti 76456 15