JPH0245385B2 - - Google Patents

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JPH0245385B2
JPH0245385B2 JP56102190A JP10219081A JPH0245385B2 JP H0245385 B2 JPH0245385 B2 JP H0245385B2 JP 56102190 A JP56102190 A JP 56102190A JP 10219081 A JP10219081 A JP 10219081A JP H0245385 B2 JPH0245385 B2 JP H0245385B2
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JP
Japan
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frequency
compressor
signal
saturation
path
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JP56102190A
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Japanese (ja)
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JPS5748835A (en
Inventor
Miruton Dorubi Ree
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Individual
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Publication of JPH0245385B2 publication Critical patent/JPH0245385B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/02Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
    • H03G9/12Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers having semiconductor devices
    • H03G9/18Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers having semiconductor devices for tone control and volume expansion or compression

Landscapes

  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には録音送信システムに関し、
さらに詳しく言えば、このようなシステムにより
処理された信号のダイナミツクレンジを変更する
回路装置、すなわち、ダイナミツクレンジを圧縮
するコンプレツサに関する。本発明は、とくにオ
ーデイオ信号を処理するのに適用されるが、ビデ
オ信号を含めて他の信号にも適用することができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to recording and transmitting systems;
More particularly, it relates to a circuit arrangement for changing the dynamic range of a signal processed by such a system, ie a compressor for compressing the dynamic range. Although the invention has particular application to processing audio signals, it can also be applied to other signals, including video signals.

コンプレツサとエクスパンダは、通常、ノイズ
を低減させるため両方いつしよに使用される(コ
ンパンダ・システム)。信号は送信または録音の
まえに圧縮され、送信チヤンネルからの受信また
は再生のあと伸長される。しかし、コンプレツサ
は圧縮された信号が最終目的に適当な場合引き続
いて伸長することなく、ダイナミツクレンジを狭
めるために、たとえば、送信チヤンネルの容量に
合わせるため単独で使用することができる。その
ほか、特定の製品、とくに、圧縮された放送信号
またはまえもつて録音された信号を送信したりあ
るいは録音することだけを意図したオーデイオ製
品にはコンプレツサだけが使用されている。また
特定の製品、とくに、すでに圧縮された放送信号
またはまえもつて録音された信号を受信したりあ
るいは再生することだけを意図したオーデイオ製
品にはエクスパンダだけが使用されている。さら
にある種の製品、とくに、オーデイオ録音再生装
置では、単一の装置が信号を録音するコンプレツ
サとしてのみならず圧縮された信号(またはまえ
もつて録音された信号)を再生するエクスパンダ
としてもモード切換えにより使用できるように構
成されていることが多い。
Compressors and expanders are usually used together to reduce noise (compander systems). The signal is compressed before transmission or recording and decompressed after reception or playback from the transmission channel. However, the compressor can be used alone to narrow the dynamic range, for example to match the capacity of the transmission channel, without subsequent expansion if the compressed signal is suitable for the final purpose. Additionally, compressors are used exclusively in certain products, especially audio products intended only for transmitting or recording compressed broadcast or prerecorded signals. Expanders are also used exclusively in certain products, especially audio products intended only to receive or play back already compressed broadcast signals or prerecorded signals. Additionally, in some products, particularly audio recording and playback devices, a single device can function not only as a compressor for recording a signal, but also as an expander for playing back a compressed signal (or a previously recorded signal). They are often configured so that they can be used by switching.

さらに詳しく言えば、本発明は、圧縮の外にレ
ベルに応じた等化作用を行なうコンプレツサに関
するものである。磁気録音についてはこのような
等化作用を求める要求が高まつている。なぜな
ら、とくに高い周波数で磁気テープが飽和する傾
向があるからである。等化作用を確保するためす
でにいろいろな提案が行なわれており、このうち
のいくつかのものが放送技術報告誌
(Rundfunktechn.Mitteilungen)の年報22巻
(1978年)第2号の63ページより74ページに発表
されている。特定の周波数における高レベル飽和
または過負荷効果の影響を受けやすい他の録音ま
たは送信媒体についても等化作用を求める要求が
高まつている。
More specifically, the present invention relates to a compressor that performs level-dependent equalization in addition to compression. There is an increasing demand for such an equalization effect in magnetic recording. This is because magnetic tape tends to become saturated, especially at high frequencies. Various proposals have already been made to ensure equalization, some of which are listed in the annual report of the Broadcasting Technology Report (Rundfunktechn. Mitteilungen), Vol. 22, No. 2 (1978), p. 63-74. published on the page. There is also an increasing demand for equalization for other recording or transmission media that are susceptible to high level saturation or overload effects at certain frequencies.

1つの可能性(ただし、レベルに左右される等
化作用を提供することができない)は、コンプレ
ツサの後に高周波数ロールオフ回路を設けること
である。別法は、コンプレツサの前にロールオフ
回路を設けることである。このような技術の欠点
は、すべてのレベルにおける信号が同じロールオ
フ作用をうけるので、得られるノイズ低減量が大
幅に減少することである。このような技術を利用
せずにノイズ低減量が20デシベル程度のものであ
る場合、ノイズ低減の損失は許容し得ることが示
唆されている(「放送技術報告誌」の論文)。しか
し、これは部分的にしか正しくない。実際に若干
のコンパクト・タイプのカセツト・テープについ
て調べてみると、テープ飽和効果は2KHz程度ま
で下がつており、この飽和効果を考慮して等化作
用を変化させると、可聴ノイズが大幅に増大す
る。
One possibility (but not capable of providing level-dependent equalization) is to provide a high frequency roll-off circuit after the compressor. An alternative is to provide a roll-off circuit before the compressor. The disadvantage of such a technique is that the signal at all levels is subject to the same roll-off effect, which greatly reduces the amount of noise reduction that can be obtained. It has been suggested that if the amount of noise reduction is about 20 decibels without using such technology, the loss in noise reduction can be tolerated (paper in ``Broadcast Technology Report''). However, this is only partially correct. In fact, when we investigated some compact cassette tapes, we found that the tape saturation effect was down to about 2KHz, and if we changed the equalization to account for this saturation effect, the audible noise would increase significantly. do.

ロールオフ回路をレベルに応じて作動させるよ
う構成することにより上記の問題を解消しようと
する試みがなされた(米国特許第4072914号参
照)。ロールオフは、低レベルのときより高レベ
ルのときの方が急激である。この方法の欠点の1
つは、上述のような構成の結果、回路が大幅に複
雑になることである。
Attempts have been made to overcome this problem by configuring roll-off circuits to operate in a level-dependent manner (see US Pat. No. 4,072,914). The roll-off is more rapid at high levels than at low levels. One of the drawbacks of this method
First, the configuration described above results in significant circuit complexity.

コンプレツサの制御回路のまえに高周波増幅回
路を設ける提案も「放送技術報告誌」に発表され
ているが、その結果得られるロールオフは、主に
高レベルで効果を得るのが望ましいが、効果は中
間レベルの信号の範囲で認めることができるにす
ぎないと指摘されている。一方、ビデオ録画シス
テムでは使用されるプリエンフアシスにより高周
波飽和の問題が生じるおそれがある。同じような
問題がFM放送にもみられる。
A proposal to install a high-frequency amplification circuit in front of the compressor control circuit was also published in the ``Broadcasting Technology Report'', but the resulting roll-off is preferably effective mainly at a high level, but the effect is It has been pointed out that this can only be recognized in the range of intermediate level signals. On the other hand, the pre-emphasis used in video recording systems can lead to high frequency saturation problems. A similar problem can be seen with FM broadcasting.

従つて、本発明の目的は、上述の問題を適切に
解決するコンプレツサ、すなわち、効果的でかつ
簡単な問題解決のためのコンプレツサを提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a compressor which adequately solves the above-mentioned problem, ie a compressor for effective and simple problem solving.

先行技術には説明されていないが、関連した問
題は、低周波数の範囲でも圧縮が有効である場
合、低周波数における等化作用(ロールオフ)が
望ましい点である。低周波数範囲における圧縮
は、ハムノイズを減らすには効果があり、これは
広帯域のコンプレツサまたは低周波数と高周波数
で別々に動作する回路を備えたコンプレツサを使
用して達成することができる。低い周波数の範囲
での等化作用の主な目的は、たとえば、オルガン
音楽の場合のように低い周波数の範囲でテープ飽
和の問題をひき起こす多くの磁気テープ録音装置
に組み込まれた3180usec(50Hzで+3dB)の録音
ブーストの効果を打ち消すことである。
A related issue, although not discussed in the prior art, is that equalization (roll-off) at low frequencies is desirable if compression is also effective in the low frequency range. Compression in the low frequency range is effective in reducing hum, and this can be accomplished using a wideband compressor or a compressor with circuitry operating separately at low and high frequencies. The main purpose of the equalization action in the low frequency range is, for example, the 3180usec (at 50Hz) built into many magnetic tape recording devices which causes tape saturation problems in the low frequency range as in the case of organ music. +3dB) to cancel the effect of the recording boost.

本発明のいま1つの目的は、必要な場合、低周
波数の範囲でも付加的に所要の等化作用を行なう
ことができる装置を提供することである。
Another object of the invention is to provide a device which, if required, can additionally carry out the required equalization even in the low frequency range.

本発明のさらに他の目的は、飽和を受ける録音
媒体のヘツドルーム、したがつて、ダイナミツク
レンジを増加させることである。
Yet another object of the invention is to increase the headroom, and therefore the dynamic range, of a recording medium that is subject to saturation.

本発明の出発点は、ダイナミツクレンジに関し
て線形の主信号路と、主信号路上の結合回路と、
入力が主信号路の入力または出力に接続され出力
が結合回路に接続された別路とを有するコンプレ
ツサであり、該別路は、少なくとも周波数帯域の
上部では結合回路を経る主路信号を増幅するが、
入力のダイナミツクレンジの上部では別格の信号
が主路の信号より小さいよう制限されている信号
を発することである。
The starting point of the present invention is that a linear main signal path with respect to the dynamic range, a coupling circuit on the main signal path,
A compressor having a separate path whose input is connected to the input or output of the main signal path and whose output is connected to a coupling circuit, the separate path amplifying the main path signal passing through the coupling circuit at least in the upper frequency band. but,
At the top of the input dynamic range, the special signal is to emit a signal that is limited to be smaller than the main path signal.

周波数帯域の上部は、一般には数百ヘルツの
値、たとえば、300〜400Hzの値より高方にある
が、より高い値を使用してもよい。たとえば、基
準レベルに関し−10dBから+10dBまでにわたる
入力のダイナミツクレンジの上部では、別路の信
号は主路の信号より小さい。
The upper part of the frequency band typically lies above values in the hundreds of hertz, eg, 300-400Hz, although higher values may be used. For example, at the top of the input's dynamic range ranging from -10 dB to +10 dB with respect to the reference level, the off-path signal is smaller than the main path signal.

このようなコンプレツサはよく知られており、
広範に使用されている。コンプレツサの若干例が
米国特許第3846719号と米国特許第3903485号と米
国再発行特許第28426号に説明されている。この
ようなコンプレツサは、二重路型コンプレツサと
呼ばれている。別路信号はコンプレツサを通る主
路信号を増幅する。タイプ(たとえば、米国特
許第3046719号に開示されている)の構成は、一
般にオーデイオ装置に使用されており、一方、
(たとえば、米国特許第3903485号に開示されてい
るような)タイプは、一般にビデオ装置に使用
されている。
Such compressors are well known;
Widely used. Some examples of compressors are described in US Pat. No. 3,846,719, US Pat. No. 3,903,485, and US Pat. Such a compressor is called a dual path compressor. The off-path signal amplifies the main path signal passing through the compressor. configurations of the type (e.g., disclosed in U.S. Pat. No. 3,046,719) are commonly used in audio equipment, while
The type (eg, as disclosed in US Pat. No. 3,903,485) is commonly used in video equipment.

本発明のコンプレツサは、主路にだけ接続され
ていて、飽和により影響をうける周波数帯域部分
で周波数応答を低減させる働きをする周波数依存
回路を特徴とするものである。
The compressor of the present invention is characterized by a frequency-dependent circuit that is connected only to the main path and serves to reduce the frequency response in the frequency band portions affected by saturation.

主路に設けられる周波数依存回路は、タイプ
とタイプの両方のコンプレツサのいずれにおい
ても別路の入力が接続される点と結合回路との間
に接続されている。
The frequency-dependent circuit provided in the main path is connected between the point where the input of the off-path is connected and the coupling circuit in both types of compressors.

飽和により影響をうける周波数帯域の前記部分
は、通常、もつとも高い周波数帯域部分であつ
て、実際の使用例ではオーデイオ周波数帯域の上
端部とみなされているものである。具体的には、
オーデイオの場合、15KHz、20KHz等であり、ビ
デオの場合、4から6KHzの範囲にある。
Said part of the frequency band affected by saturation is usually the highest frequency band part, which in practical use is considered to be the upper end of the audio frequency band. in particular,
For audio, it is 15KHz, 20KHz, etc., and for video, it is in the range of 4 to 6KHz.

コンプレツサが低い周波数で作動するようにさ
れた本発明に係るオーデイオ装置においては、周
波数依存回路は、たとえば、約100Hzから一般に
20Hzの範囲の下限にあるオーデイオ周波数帯域の
下方領域における周波数応答を低減させる。
In an audio device according to the invention in which the compressor is adapted to operate at a low frequency, the frequency-dependent circuit typically operates from about 100 Hz onwards.
Reduces the frequency response in the lower region of the audio frequency band at the lower end of the 20Hz range.

以下、本発明を図解した添付図面を参照しなが
ら本発明を詳細に説明する。
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate the invention.

高周波飽和の問題は、磁気テープ式録音装置や
光学フイルム式録音装置すべてに共通した問題で
ある。この問題は、FM放送システムを含め、多
くの種類のプリエンフアシスを行なう録音送信シ
ステムにもみられる。この問題は低速テープ録音
装置、とくに低価格のテープ型式を採用した録音
装置にとつては、非常に厳しい問題ではあるが、
高品質の業務用磁気テープ式録音装置や光学フイ
ルム式録音装置にとつても比較的高レベルで録音
を行なう能力に好ましくない影響を及ぼしてい
る。すなわち、録音媒体が該録音媒体に印加され
る高レベルで周波数の高い信号を正確に録音する
ことができないのである。主な可聴効果は、相互
変調のひずみであり、また録音したものの中に含
まれる高周波の割合が減少していることである。
しかし、本発明と関連してこのような高周波飽和
の問題はけつして好ましいことではない。なぜな
ら、信号レベルと周波数の特定の組み合わせの場
合、このような高周波飽和が生じると、再生上の
相補性が著しく損なわれるからである。したがつ
て、高周波飽和の程度に応じて、ある程度再生信
号の復号が不正確になる。主な可聴効果は、通
常、高周波損失が誇張されることであるが、中間
周波数の信号が間違つて変調されることも前記可
聴効果に含めることができる。
The problem of high frequency saturation is common to all magnetic tape recording devices and optical film recording devices. This problem is also present in many types of pre-emphasized recording and transmitting systems, including FM broadcast systems. Although this problem is very severe for low-speed tape recording devices, especially those that use low-cost tape formats,
Even high quality professional magnetic tape and optical film recorders have an undesirable effect on their ability to record at relatively high levels. That is, the recording medium cannot accurately record the high level, high frequency signals applied to the recording medium. The main audible effects are intermodulation distortion and a reduction in the proportion of high frequencies included in the recording.
However, such high frequency saturation problems are not at all desirable in connection with the present invention. This is because, for certain combinations of signal levels and frequencies, when such high frequency saturation occurs, reproduction complementarity is significantly impaired. Therefore, depending on the degree of high frequency saturation, decoding of the reproduced signal becomes inaccurate to some extent. The main audible effect is usually an exaggeration of high frequency losses, but the audible effects can also include false modulation of intermediate frequency signals.

図示の実施例は主としてカセツト・テープ録音
兼再生装置と関連したものであるが、本発明は業
務用の高級磁気テープ式録音送信システムや光学
テープ式録音送信システムにも適用することがで
きる。
Although the illustrated embodiment is primarily related to a cassette tape recording and reproducing apparatus, the present invention may also be applied to high-end magnetic tape recording and transmitting systems and optical tape recording and transmitting systems for professional use.

第1図は、一般に使用されているカセツト式録
音再生装置の応答を示したものである。−20dBの
録音レベルでは応答は20KHzまでほぼフラツトで
ある。これより高い録音レベルではテープの高周
波飽和の効果がはつきりと現われ、0dBの録音レ
ベルでは非常に高い周波数のロールオフが起こ
る。普通のカセツト装置はこれよりも大幅に大き
い飽和効果を示している。
FIG. 1 shows the response of a commonly used cassette type recording/playback device. At a recording level of -20dB, the response is almost flat up to 20KHz. At recording levels higher than this, the effects of tape's high frequency saturation become apparent, and at recording levels of 0 dB there is a very high frequency roll-off. Conventional cassette devices exhibit saturation effects that are significantly greater than this.

上記の飽和効果を低減するもつとも適確な方法
は、高周波飽和がやつかいな問題となる周波数領
域ではテープを過励振しないような方法で録音等
化を変えることである。しかるのち、相補的な方
法で再生上の等化を変更する。残念なことに、カ
セツト録音の場合、第1図より判るように、2K
Hz程度の周波数まで飽和効果が広がるおそれがあ
る。必要に応じて等化の状態を変えると、可聴ノ
イズが大幅に増大する結果となる。
The most accurate way to reduce the saturation effects described above is to vary the recording equalization in such a way that it does not overexcite the tape in the frequency range where high frequency saturation is a serious problem. Then, the reproduction equalization is modified in a complementary manner. Unfortunately, in the case of cassette recording, the 2K
The saturation effect may extend to frequencies around Hz. Changing the equalization state as required results in a significant increase in audible noise.

後述の回路を使用すれば、処理周波数領域でノ
イズ低減を大幅に犠性にすることなく、高周波効
果を低減させるレベル依存等化を行うことが可能
である。全領域ノイズ低減システムが採用されて
いる場合、低周波テープのひずみを減らすために
同じ技術を使用することができる。とくに、二重
路式コンプレツサ回路ではほとんどの場合、別の
ノイズ低減路を設けることにより非常に低い信号
レベルの回路出力が確保されている。10dBのダ
イナミツク動作を行なうこのような装置の場合、
主路とノイズ低減路の貢献度は1対2.16の割合で
ある。更に、もしNdBの圧縮効果が所望なら、
主路の貢献度を1とすると別路の貢献度は次式で
表わされる。
Using the circuits described below, it is possible to perform level-dependent equalization that reduces high frequency effects without significantly sacrificing noise reduction in the processing frequency domain. The same technique can be used to reduce low frequency tape distortion if a full area noise reduction system is employed. In particular, in double-path compressor circuits, in most cases a separate noise reduction path is provided to ensure a very low signal level circuit output. For such equipment with 10dB dynamic operation,
The contribution ratio of the main path and the noise reduction path is 1:2.16. Furthermore, if NdB compression effect is desired,
If the contribution of the main route is 1, the contribution of the alternate route is expressed by the following equation.

log(N/20)の真数−1 高い信号レベルでは両路の役割は逆になり、主
路は主要な信号を提供し、別路の貢献度は無視し
得る程度となる。即ち、二重路コンプレツサの周
波数応答は、高い信号レベル時においては主路に
設けた任意の周波数依存回路の周波数応答によつ
て実質的に定められる。
Antilog of log(N/20) - 1 At high signal levels, the roles of both paths are reversed, with the main path providing the main signal and the contribution of the secondary path being negligible. That is, the frequency response of the dual path compressor is substantially determined by the frequency response of any frequency dependent circuitry in the main path at high signal levels.

飽和低減効果またはひずみ低減効果は上述の観
察にもとづくものである。高周波励振または低周
波励振のさい所期の飽和低減またはひずみ低減を
提供する等化器がコンプレツサの主路に配置され
ている。高信号レベルで高周波ひずみ低減回路を
使用した場合の効果を図解した第2図に示されて
いるように、ほぼ完全な等化効果を得ることがで
き、その結果、高周波飽和を減らすことができ
る。しかし、低い信号レベルでは等化効果は低下
している。なぜなら、ノイズ低減路が占める貢献
度が大きくなるからである。たとえば、位相に関
する考慮を無視するとして、飽和防止回路網が特
定の周波数で12dB程度の減衰を与える場合、低
信号レベル効果は次のように表わすことができ
る。
The saturation reduction effect or distortion reduction effect is based on the above-mentioned observation. An equalizer is arranged in the main path of the compressor which provides the desired saturation reduction or distortion reduction during high-frequency excitation or low-frequency excitation. As shown in Figure 2, which illustrates the effect of using a high frequency distortion reduction circuit at high signal levels, it is possible to obtain an almost perfect equalization effect, thereby reducing high frequency saturation. . However, at low signal levels, the equalization effect is reduced. This is because the contribution of the noise reduction path increases. For example, if the anti-saturation network provides attenuation on the order of 12 dB at a particular frequency, ignoring phase considerations, the low signal level effect can be expressed as:

0.25×1+2.16=2.41=7.6dBすなわち、ノイズ
低減効果について2.4dBの損失に対し高レベル録
音励振における12dBの低減が得られたことにな
る。このような高度のひづみ低減は、たとえば
15KHzのような非常に高い周波数の場合しか必要
とされない。これより低い周波数では所要の飽和
減少は上記のものより少なくなり、これに応じて
ノイズ低減効果の損失も減少する。周波数が低い
場合、主な問題は、たとえば、上述のごときオル
ガン音楽の場合のように、低周波飽和問題をひき
起こす多くのテープ式録音装置に組み込まれてい
る3180usec(50Hzで+30dB)録音ブーストの効果
をうち消してしまうことである。
0.25 x 1 + 2.16 = 2.41 = 7.6 dB, that is, a 12 dB reduction in high-level recording excitation was obtained for a 2.4 dB loss in noise reduction effect. Such a high degree of distortion reduction can be achieved by e.g.
It is only needed for very high frequencies such as 15KHz. At lower frequencies, the required saturation reduction is less than that described above, and the loss of noise reduction effect is correspondingly reduced. At low frequencies, the main problem is that the 3180usec (+30dB at 50Hz) recording boost built into many tape recorders causes low frequency saturation problems, for example in the case of organ music as mentioned above. This will cancel out the effect.

オーデイオ装置の場合、適当な飽和防止回路網
に求める要件を次のように決定することができ
る。テープ、光学フイルム、FMチヤンネル等の
最大可使用出力レベルが低周波数から中間周波数
までの範囲で決定されるとともに、最高周波数に
至る比較的高い周波数範囲でも前記最大可使用出
力が決定される。この結果得られる最大出力レベ
ル曲線は、一般に耳にする音楽や演説の音にマツ
チした周波数の関数としてエネルギー分布をプロ
ツトした軌跡と比較することができる。このよう
なプロツトの一例が1973年6月に発行された「ジ
ヤーナル・オブ・ザ・オーデイオ・エンジニアリ
ング・ソサイアテイ」の21巻、第5号の357から
362ページに掲載されている本発明者の論文に発
表されている。2つの曲線の間の差は所要の高レ
ベル飽和防止特性を表わしたものである。いつた
んこのような特性が決定されると、飽和防止回路
網がどのような周波数またはレベルでも圧縮比の
増加をもたらすのかどうかを判定するため、得ら
れた圧縮特性曲線をチエツクしなければならな
い。もしそうであれば、ノイズ低減路の制限特性
を適宜変更するかあるいは直列に接続された何組
かのコンプレツサを使用する場合、飽和防止特性
を装置間に分布させるようにする。
In the case of audio equipment, the requirements for a suitable anti-saturation network can be determined as follows. The maximum usable output level of tapes, optical films, FM channels, etc. is determined in the range from low frequencies to intermediate frequencies, and the maximum usable output is also determined in a relatively high frequency range up to the highest frequency. The resulting maximum output level curve can be compared to a trajectory plotting the energy distribution as a function of frequency that matches commonly heard music or speech sounds. An example of such a plot is from Journal of the Audio Engineering Society, Volume 21, No. 5, 357, June 1973.
This is published in the inventor's paper published on page 362. The difference between the two curves is representative of the required high level anti-saturation characteristics. Once such characteristics are determined, the resulting compression characteristic curve must be checked to determine whether the anti-saturation network results in an increase in compression ratio at any frequency or level. If so, the limiting characteristics of the noise reduction path should be changed accordingly, or if several sets of compressors connected in series are used, the anti-saturation characteristics should be distributed among the devices.

同じような考え方をビデオ装置の場合にも適用
することができる。ビデオ録画装置の場合、しば
しば高周波数のプリエンフアシスを行ない、この
結果、FM過変調の問題が現われることが多い。
もし、米国特許(タイプ)と米国特許(タイプ
)に開示されているタイプのコンプレツサを使
用する場合、コンプレツサにもとづく(数%程度
の)残留オーバシユートが少ないため別の過変調
が生じる傾向がある。しかし、このようなオーバ
シユートは、本発明により補償することができる
(オーデイオ・システムの場合も、残留オーバシ
ユートを補償しようとする傾向がある。) エンコーダ・ユニツトの場合、飽和防止回路網
だけで操作することが可能であるが、再生側で相
補的な補正を行なうことが好ましい。これによ
り、すべてのレベルについてフラツトな周波数レ
スポンスを持続することができる。以下の解析
は、所要の補正のタイプを示したものである。
A similar idea can be applied in the case of video equipment. Video recording devices often perform high frequency pre-emphasis, which often results in FM overmodulation problems.
If a compressor of the type disclosed in US Pat. However, such overshoots can be compensated for according to the invention (in the case of audio systems, too, there is a tendency to try to compensate for residual overshoots). However, it is preferable to perform complementary correction on the reproduction side. This allows a flat frequency response to be maintained at all levels. The following analysis illustrates the type of correction required.

第3図および第4図の左半分が、夫々本発明に
よる型および型コンプレツサを右半分のエク
スパンダと対比させて示している。同図中F1は
別路に設ける公知のレベル依存型コンプレツサ回
路の伝達特性を示し、FASは主路に設ける本発
明による周波数依存型の飽和防止回路、すなわち
ロールオフ回路の伝達特性を示し、+は両路を結
合する結合回路を示す。
The left halves of FIGS. 3 and 4 respectively show a mold and a mold compressor according to the invention in contrast to the expander in the right half. In the figure, F1 indicates the transfer characteristic of a known level-dependent compressor circuit provided in a separate path, FAS indicates a transfer characteristic of a frequency-dependent saturation prevention circuit according to the present invention, that is, a roll-off circuit provided in the main path, and + indicates a coupling circuit that couples both paths.

以上の構成により本装置では、低レベル信号x
に対しては別路の信号が優勢となるが、高レベル
信号に対してのみ主路信号が優勢となることによ
り、周波数設定条件に従つて飽和周波数帯域が減
衰され、コンプレツサの実質的な応答特性が低下
する。
With the above configuration, in this device, the low level signal x
However, since the main path signal becomes dominant only for high-level signals, the saturation frequency band is attenuated according to the frequency setting conditions, and the actual response of the compressor is Characteristics deteriorate.

タイプの二重路コンプレツサとエクスパンダ
の構成を図解した第3図を参照すれば、コンプレ
ツサへの入力信号をxで表わし、情報チヤンネル
を通る信号をyで表わし、エクスパンダの出力信
号をzで表わす。F1とF2がそれぞれ、コンプレ
ツサとエクスパンダの別路の伝達特性を表わし、
FASが飽和防止回路網の伝達特性を表わすものと
する。さらに、F′ASがデコーダの所要補償特性を
表わすものとする。
Referring to Figure 3, which illustrates the configuration of a type of dual-path compressor and expander, the input signal to the compressor is denoted by x, the signal passing through the information channel is denoted by y, and the output signal of the expander is denoted by z. represent F 1 and F 2 represent the separate transfer characteristics of the compressor and expander, respectively;
Let F AS represent the transfer characteristic of the anti-saturation network. Furthermore, let F′ AS represent the required compensation characteristic of the decoder.

y=(FAS+F1)x またz=yF′AS−zF2F′AS したがつてz=F′ASFAS+F1F′AS/1+F2F′AS× もし、F1=F2かつF′AS=1/FASであれば、z=x である。 y = ( F AS + F 1 ) _ _ _ _ And if F′ AS =1/F AS , then z=x.

同じような導き方は第4図に図解されているタ
イプの構成にも適用することができる。
Similar derivations can be applied to configurations of the type illustrated in FIG.

y=FAS×F1FASy またz=F′ASy−F2y したがつてz=(F′AS−F2)/1/FAS−F1× もし、F1=F2かつF′AS=1/F′ASであれば、z= xである。 y=F AS ×F 1 F AS y and z=F′ AS y−F 2 y Therefore, z=(F′ AS −F 2 )/1/F AS −F 1 × If F 1 =F 2 And if F′ AS =1/F′ AS , then z=x.

上記の諸式は、本出願人の先願発明より明らか
なように2つのノイズ低減回路網が同一でなけれ
ばならないことを示すばかりでなく、デコーダの
飽和防止補償回路網がエンコーダに使用されてい
る回路網の特性と逆の特性を備えていなければな
らないことを示している。抵抗とコンデンサを組
み合わせるような方法で簡単な補正を行なうこと
ができるが、もつと複雑な補正を行なう場合、と
くにデコーダに要求されている逆特性を確保する
ためフイードバツク技術を採用することができ
る。
The above equations not only indicate that the two noise reduction networks must be identical, as is clear from the applicant's prior invention, but also indicate that the decoder's anti-saturation compensation network is used in the encoder. This indicates that the circuit must have the opposite characteristics to the characteristics of the existing circuit network. Simple corrections can be made using a combination of resistors and capacitors, but for more complex corrections, feedback techniques can be employed, especially to ensure the inverse characteristics required of the decoder.

さて、第5図の上段を参照すれば、主として磁
気テープの録音及び再生に使用される2段のタイ
プの構成についてのブロツク・ダイアグラムが
示されている。
Now, referring to the upper part of FIG. 5, there is shown a block diagram of a two-stage type configuration mainly used for magnetic tape recording and playback.

図では、確実に圧縮量を増加するために、カス
ケード接続されたコンプレツサ52と54を使用
している。本発明は単一路のコンプレツサにも適
用することができる。コンプレツサはそれぞれ、
主路に別路N1とN2の出力を付加する結合回路1
2を組み込んだ主路10を備えており、しかして
前記別路N1とN2の入力は対応した主路の入力に
接続される。
In the illustration, cascaded compressors 52 and 54 are used to ensure increased compression. The invention can also be applied to single-pass compressors. Each compressa is
Coupling circuit 1 that adds the outputs of separate routes N 1 and N 2 to the main route
2, such that the inputs of said separate channels N 1 and N 2 are connected to the inputs of the corresponding main channels.

このようなコンプレツサとエスクパンダの構成
はよく知られているものであるから、改めて詳し
く説明することは省略する。しかし、別路N1
たはN2については主に2つの形式のものが採用
されている。そのうちの1つは(米国特許第
3846719号の第7図と第8図に示されているよう
な)フイルタであり、信号レベルが上昇するにし
たがつて、整流されかつ平滑化された制御信号に
より積極的に制限を行なうようにされた制御式リ
ミツタが前記フイルタのあとに設けられている。
もう1つのものは、(米国再発行特許第28426号に
開示されているような)スライデイングバンドタ
イプの高域フイルタであつて、その通過帯域は、
好適には固定の高域フイルタと直列に接続されて
いるフイルタの出力から大きい信号成分を取り除
くように制御信号により徐々に狭められている。
スライデイングバンドフイルタにとつて有利なコ
ーナー周波数値は休止状態で約375Hzであるが、
制御信号に応答してコーナー周波数の高パスは
徐々に狭くなつている。
Since the configuration of such a compressor and expander is well known, a detailed explanation thereof will be omitted. However, two main types are adopted for the separate route N1 or N2 . One of them is (U.S. Patent No.
No. 3,846,719 (as shown in Figures 7 and 8), the rectified and smoothed control signal provides active limiting as the signal level increases. A controlled limiter is provided after the filter.
The other is a sliding band type high-pass filter (as disclosed in U.S. Reissue Patent No. 28426), whose passband is
The output of the filter, which is preferably connected in series with a fixed high-pass filter, is gradually narrowed by a control signal to remove large signal components from the output of the filter.
The advantageous corner frequency value for a sliding band filter is about 375Hz at rest, but
In response to the control signal, the high corner frequency path becomes progressively narrower.

第1と第2のコンプレツサ52と54は高周波
数かつ/または低周波数(かつ/またはその他の
特定の周波数または周波数範囲)の飽和防止型エ
ンコーダ74と76を備えており、当該飽和防止
回路74と76により主信号成分が影響をうけ
る。また、コンプレツサのうちの一方についてだ
けこのような補償を行なうようにしてもよい。補
償は、例えばエンコーダ(コンプレツサ)のおだ
やかな高周波ロールオフ(例えば10KHzより高い
周波数で増大する)の形式で行なうことができ
る。
The first and second compressors 52 and 54 include high frequency and/or low frequency (and/or other specific frequencies or frequency ranges) anti-saturation encoders 74 and 76, with the anti-saturation circuit 74 and 76, the main signal component is affected. Alternatively, such compensation may be performed for only one of the compressors. Compensation can be provided, for example, in the form of a mild high frequency roll-off of the encoder (eg, increasing at frequencies above 10 KHz).

高周波チヤンネルの過負荷の低減は主信号成分
にだけ適用されるので、サイド・チヤンネルの中
の低レベル成分は影響はうけないから、過負荷の
低減はノイズの低減に大きく影響を及ぼすことは
ない。その結果、チヤンネルの過負荷低減を中間
周波数の範囲まで下げることができる。
Since overload reduction in high frequency channels is applied only to the main signal components, the low level components in the side channels are not affected, so overload reduction does not significantly affect noise reduction. . As a result, channel overload reduction can be reduced to the intermediate frequency range.

エンコーダ74と76の中に設けられている飽
和防止回路網が主信号路の中に設けられている。
この配置構成の結果、ノイズ低減効果の損失を非
常に低く抑えることができる。なぜなら、ノイズ
低減側の連鎖により低レベルの信号が得られるか
らである。したがつて、高度のノイズ低減損失を
伴うことなく飽和効果を確保するため、たとえ
ば、3〜6dB/オクターブというなだらかな高周
波数のロールオフを有するとともに、2〜3KHz
まで周波数を大幅に下げた飽和防止回路網を提供
することが可能である。たとえば、第1図に示さ
れているゼロ・デシベルにおける周波数応答は、
高周波数応答が飽和が始まる約2KHzから減りは
じめていることを示すものである。飽和防止回路
網は高レベル信号を運ぶ主チヤンネルの中に設け
られているので、飽和をひき起こす信号が影響を
うけるだけである。
Anti-saturation circuitry provided in encoders 74 and 76 is provided in the main signal path.
As a result of this arrangement, the loss of noise reduction effect can be kept very low. This is because a low level signal is obtained through the chain on the noise reduction side. Therefore, in order to ensure a saturation effect without high noise reduction losses, it has a gentle high frequency roll-off of, for example, 3-6 dB/octave, and a frequency of 2-3 KHz.
It is possible to provide an anti-saturation network with a significantly lower frequency. For example, the frequency response at zero decibels shown in Figure 1 is:
This shows that the high frequency response begins to decrease from about 2KHz, where saturation begins. Since the anti-saturation network is placed in the main channel carrying high level signals, only the signals that cause saturation are affected.

場合によつては、3〜6dB/オクターブのロー
ルオフの半分をエンコーダ74と76それぞれに
与えるようにしてもよい。もし、ロールオフをす
べてエンコーダ76だけが引きうける場合、関連
したコンプレツサと関係のある特定のレベルと周
波数領域における前記コンプレツサの圧縮比は増
大する。しかし、消費者用装置では、単一の回路
網を使用するのが適切である。
In some cases, a half rolloff of 3 to 6 dB/octave may be applied to each of encoders 74 and 76. If all of the roll-off is taken up by encoder 76 alone, the compression ratio of the associated compressor in the particular level and frequency domain associated with the compressor is increased. However, in consumer devices, it is appropriate to use a single network.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、カセツト・テープ録音兼再生装置の
代表的な応答曲線、第2図は、特性曲線の一例を
示す線図、第3図は、本発明によるタイプのコ
ンプレツサをエクスパンダと対比したブロツク・
ダイアグラム、第4図は本発明によるタイプの
コンプレツサをエクスパンダと対比したブロツ
ク・ダイアグラム、第5図は、二系統コンプレツ
サを図解したブロツク・ダイアグラムである。 10,14……主路、12,16……結合回
路、52,54……コンプレツサ、74,76…
…エンコーダ。
Fig. 1 shows a typical response curve of a cassette tape recording/playback device, Fig. 2 shows an example of a characteristic curve, and Fig. 3 shows a compressor of the type according to the present invention compared with an expander. Block
FIG. 4 is a block diagram illustrating a compressor of the type according to the invention in comparison with an expander, and FIG. 5 is a block diagram illustrating a two-system compressor. 10, 14... Main path, 12, 16... Coupling circuit, 52, 54... Compressor, 74, 76...
...Encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 コンプレツサの作動周波数帯域において、高
レベル信号による飽和又は過負荷を防止するため
のレベル依存等化作用を有する、主路と該主路に
並列に設ける別路とを含むコンプレツサであつ
て、 高周波数の一部で周波数応答を低減させるため
に前記主路のみに接続される周波数依存回路にし
て、前記別路の接続点と結合回路との間に接続す
る周波数依存回路と、 ダイナミツクレンジに関して線形の該主路と、 少なくとも高周波数部分では主路信号を増幅す
るが、高レベル入力に対しては主路信号より小さ
い信号を供給する別路と、 該主路中に設ける前記結合回路 とから構成されることを特徴とするコンプレツ
サ。 2 特許請求の範囲第1項に記載のコンプレツサ
において、前記周波数依存回路装置がオーデイオ
周波数帯域の上部で周波数応答を低減させるコン
プレツサ。 3 特許請求の範囲第2項に記載のコンプレツサ
において、該コンプレツサは低周波数においても
作動し、且つ前記周波数依存回路装置がオーデイ
オ周波数帯域の下部で周波数応答を低減させるコ
ンプレツサ。
[Claims] 1. Includes a main path and a separate path provided in parallel with the main path, which has a level-dependent equalization effect to prevent saturation or overload due to high-level signals in the operating frequency band of the compressor. A compressor, which is a frequency dependent circuit connected only to the main path in order to reduce the frequency response at a part of high frequencies, and the frequency dependent circuit is connected between the connection point of the separate path and the coupling circuit. a main path that is linear with respect to the dynamic range; a separate path that amplifies the main path signal at least in the high frequency portion but supplies a smaller signal than the main path signal for high-level inputs; and the coupling circuit provided in the compressor. 2. A compressor as claimed in claim 1, wherein the frequency dependent circuit arrangement reduces the frequency response in the upper part of the audio frequency band. 3. A compressor as claimed in claim 2, wherein the compressor also operates at low frequencies and wherein the frequency dependent circuit arrangement reduces the frequency response in the lower part of the audio frequency band.
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