KR840001995B1 - 신호의 압축 또는 신장을 하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

신호의 압축 또는 신장을 하기 위한 장치
제1도는 비데오계에 사용하는 제한기를 표시한 도면.
제2도는 본 발명의 실시예인 키이드 크램프(Keyed clamp) 장치를 표시한 도면.
본 발명은 잡음이 들어오는 장치의 앞에 배치되는 압축기와, 상기 잡음이 들어오는 장치의 뒤에 상보적(相補的)으로 배치되는 신장기로 된 잡음 저감 방식에 있어서, 오디오(Audio)신호, 비데오(Video)신호 및 기타의 전기 신호에 대해서 사용되는 신호의 압축 또는 신장을 하기 위한 장치에 관한 것이다. 그러나 이 신장기는 미리 압축되지 않은 신호의 잡음을 감소시키는 것만으로도 사용될 수 있다. 또한 특별한 경우에는 신장기 또는 압축기가 단독으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 기본 원리는, 직진 신호로인 제1신호로와, 예를 들어 10데시벨(decibel) 정도의 이득이 입력되는 제2신호이고 그 최대출력이 제1신호로에 의하여 통과되어지는 신호의 최대 진폭의 소부분으로 제한시키는 제2신호로를 사용하여, 압축의 경우에는 주 신호로(제1신호로)의 출력에 제2신호로의 출력을 가산하고, 신장의 경우에는 제1신호로의 출력에서 제2신호로의 출력을 감산하는 것이
본 발명에 의한 한 형태(제1형태)에 있어서, 제2신호로의 입력은, 압축의 경우에는 제1신호로의 입력과 같고, 신장의 경우에는 감산장치의 출력이 제2신호로의 입력이 된다. 이때 압축의 법칙은 식 y=(1+F1)X로 표시되고, 신장의 법칙은 식 Z=y-F2Z, 즉
Figure kpo00001
로 표시되어 지는데, 여기에서 x는 압축기의 입력이고, y는 압축기의 출력 및 신장기의 입력이며, 또한 Z는 신장기의 출력, F1및 F2는 각각 압축기 및 신장기내의 제2신호로의 특성을 표시하는 연산자이다. F1이나 F2가 신호 레벨이 낮은 경우에서는 승수(乘數)형을 이루고 있으며, 신호 레벨이 높은 경우에는 제2신호로의 출력이 실질적으로 일정하던지 또는 경우에 따라서 x 또는 y의 감소 함수로 되면서 감소한다. 상보적인 압축기 및 신장기에 대해서는 F2=F1이므로, Z=x인 결과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 다른 형태(제2형태)에 있어서, 제2신호로는 직진 신호로인 제1신호로와 같은 입력을 받고 신장 법칙은 Z=(1-F2)y이다. 이때 압축의 경우에는,1 2 1 2
완전한 잡음 저감 방식에 있어서, 신장기는 압축기와 동일한 형을 취하는 것이 바람직하지만, 이것이 모든 경우에 필수적인 것이 아니다는 사실은 F1과 F2의 최대치가 작은 경우에 상술한 두가지 형태를 혼합한 것에서 생기는 오차가 작다는 것에서 이해할 수 있다. 압축기 또는 신장기는 고이득 궤환 증폭기의 궤환 루우프(loop)내에 상술한 어떤 형태를 취하는 어느 신장기 또는 압축기를 포함시키는 것에 의해서도 구성할수 있다.
전반적인 압축기 및 신장기에 있어서, 제2신호로는 그 신호 대역전체의 제한된 부분의 신호를 통과시키고 또한 다른 주파수 대역을 선택적으로 처리하기 때문에 2개 또는 그 이상의 제2신호로를 설치할 수 있다.
상술한 제1형태와 비교한 제2형태로 구성된 장치의 중요점은, (1) 압축기 내에 1보다 작은 이득을 갖는 정궤환 루우프가 쓰여지고 있고, 또 이 압축기에 있어서, 회로가 고유의 높은 나이퀴스트(Nyquist) 안정도를 가져야 하며, (2) 신장기 내에 폐쇄 루우프를 사용하지 않으므로 안정도의 문제가 똑같이 제거된다는 것이다. 따라서 간단하고 가격이 저렴한 잡음 저감 장치를 설계할 수가 있고, 특히, 광 대역폭의 처리를 위해 안정성의 문제가 특히 중요한 비데오 신호용의 간단하고 또 저가격인 잡음 저감장치의 설계가 가능하다.
본 발명은 최초에는 증가하고 다음에는 입력 신호 레벨의 감소 함수로 되게
본 발명에 의하면, 신호의 압축 또는 신장을 하는 장치로서, 입력신호를 실질적으로 변화시키는 일이없이 그대로 결합 장치로 통과시키게끔 구성되어 있는 주 신호로(즉, 제1신호의 최대 진폭의 일부분으로 제한시키게 구성되어 있는 제2신호로를 구비하고, 상기한 주 신호로 내의 결합 장치는 그 장치가 압축기인 경우에는 상기한 제한된 신호를 주 신호로의 신호에 가산하고, 장치가 신장기인 경우에는 상기의 제한된 신호를 주신호로의 신호에서 감산하게끔 되어 있는 신호의 압축 또는 신장을 하는 장치에 있어서, 상기한 제2신호로는 적어도 1개의 제한 다이오드에 직접 결합되어 있는 여파 회로를 포함하고 있으며, 또 상기한 제2신호로의 입력에 응답해서 상기 입력이 소정의 레벨을 넘었을 때에는 상기한 제한 다이오드의 한계치를 감소시키는 제어회로를 구비한, 신호의 압축 또는 신장을 하는 장치가 제공된다.
비데오계에 있어서, 제한기의 하강 특성은 주로 압축기의 출력에서의 오우버 슈트(overshoot)를 감소 또는 제거시키는 데 유효하다. 합성 비데오 신호가 하강 특성을 가진 제한기를 사용하고 있는 압축기를 통해서 전송되는 경우, 예를 들어
비데오 라인 크램핑 장치에서 가끔 사용되는 키이드 크램핑(keyed clamping) 방법은 하강 비데오 제한특성을 얻는 회로에 적용할 수가 있다.
이하 본 발명의 실시예를 도면에 따라서 설명한다. 제1도는 제1형태 또는 제2형태의 압축기 또는 신장기의 제2신호로에 사용되는 간단한 제한기를 표시한다. 이 제한기는 여파기 R, C에서 필요한 주파수 대역에 동조되고, 또 적당한 바이어스(bias)가 걸려 있는 다이오드 30이 양쪽의 극성에 대한 제한 작용을 한다.
제1도에 도시한 바와같이, 다이오드 30과 바이어스 설정 요소 51로 된 스위칭 회로 31이 저항체 R과 병엘로 구성되어 있다. 다이오드 30은 바이어스 설정 요소 51과 함께 동작하여 제한기로서 작용한다. 이 스위칭 회로 31은 저 레벨의 신호에 대해서는 개방상태, 즉 통과 신호에 대해서 이 스위칭 회로 31이 존재하지 않는 것과 같은 효과를 주는 상태로 된다.
압력 신호의 진폭이 보다 높은 경우에 다이오드 30이 동작한다. 높은 진폭의 과도 신호에 대해서 이 스위칭 회로 31은 폐회로 상태가 되고, 과도 신호가 끝난 후의 짧은 기간 동안(0.1초정도) 그 상태를 유지한다.
상기한 것과 같은 작용을 얻는데 필요한 것은 키이드 크램핑, 즉 다이오드 30이 제한 작용을 해야할 임계치를 감소시키는 크램프 펄스(clamp pulse)를 이들 다이오드 30에 가하는 것이다. 이 크램프 펄스는 다이오드 30의 임계치(이에 따라 제한 작용을 함)를 감소시키고 다이오드 30을 크램프로서 작용시킨다. 이러한 크램프 펄스는 입력신호에서의 피이드 포워드(feed forward)에 의해 얻을 수 있다. 이와 같은 키이드 크램핑을 사용하여 오디오계에서와 같은 형태의 하강특성을 얻을 수가 있다.
제2도는 본 발명에 의한 키이드 크램프 개의 적절한 하나의 형을 표시하여 주고 있다. 크램프 펄스를 발생시키는 다른 제한 회로 40이 신호제한기 50과 병렬로 접속되어 있다. 크램프 펄스 제한기 40에서 의 출력 펄스는 전파 정류기 42로 인가되어 전파 정류되고, 결과로서 생기는 소정의 단일 방향의 펄스는 진폭 변별기 44로 공급되어 그 진폭에 따라 변별된 후에, 어떤 진폭 이상의 펄스 만이 변별기 44의 출력단에서 출력된다. 상세히 설명하면, 여기서 주의해야 할 것은 크램프 펄스를 발생하기 위한 회로의 주요부인 제한회로 40이다. 이 제한 회로 40은 입력신호 중의 각 과도 신호에 응답해서 출력 펄스를 발생한다. 과도 신호(어떤극성을 가짐)가 나타났을 때는 다이오드 41의 한쪽 또는 다른쪽이 도통하고, 따라서 이 과도 신호는 펄스로서 나타난다. 도통 상태에 있는 다이오드 41의 동적(dynamic)인 저항은 극히 낮은 값으로 되고 그에 따라 제한 회로 40에 극히 짧은 시정수를 주고, 다른 극히 급속하게 변화하는 과도 신호가 있을 때에도 제한 회로 40이 그와 같이 급속하게 변화하는 과도 신호에 대해서 다시 응답할 수 있는 상태로 된다. 제한 회로
진폭 변별기 44의 기능은 이들 정류된 펄스 중에서 충분한 진폭을 가지는 펄스를 선택하는 것이다. 작은펄스를 무시하는 이유는, 제한회로 40에서의 펄스 중 규정된 임계치 레벨보다도 높은 진폭을 가진 펄스에만 응답해서 펄스 형성 및 구동장치 46에 의해 크램프 펄스를 발생시키는 것이 필요하기 때문이다. 크램프 펄스가 저 임피던스의 펄스형성 및 구동 장치 46에 의해 형성된 후, 평행한 2차 측권선을 지닌 펄스변성기 48로 인입되어 진다. 이 펄스 변성기 48의 2차측 권선은 신호 제한기 50의 다이오드 바이어스 공급원 51에 접속되어 있다.
신호 레벨이 낮은 경우에, 크램프 펄스 발생회로의 출력은 진폭 변별기 44에 의해 억제되어, 다이오드 30에 걸린 고정 바이어스 51은 제한기 50이 정상 동작을 하게 한다. 신호의 진폭이 어떤 레벨을 넘어설 경우에는 펄스 발생 회로 40, 42, 44, 46이 동작하여, 다이오드 30이 순방향으로 바이어스되어 지며, 그에 따라 보통 신호 제한기 50의 출력에 나타나는 과도 신호가 억제된다.
또한 과도 신호에 대해서 각기 한쪽 또는 다른 쪽의 다이오드만이 도통한다고 하는 사실을 이용해서 여러가지의 변형이 가능하다. 크램프 펄스 제한기 40에서의 출력은, 낮은 출력 임피던스를 가지는 반전 증폭기를 구성하여, 신호 제한기 50의 다이오드 30에 바이어스를 걸기 위해서 직접 사용할 수 있다. 이 경우에, 제2도에 표시되어 있는 변성기 48은 제거되고 2개의 바이어스 공급 장치 51이 임피던스가 낮은 증폭기의 출력에 직접 접속된다. 또 제한기로서는 제1, 2도에 도시한 것과
상술한 기본적인 방법은 크램프 펄스 제한기와 크램프 다이오드간에 펄스 형성 회로망을 사용하므로써 개선시킬 수도 있다. 이와 같은 회로망에 있어서는 진폭 변별, 펄스 정형, 펄스 길이 제어 및 크램프펄스 제한기에서의 펄스 진폭의 적절한 함수에 따라서 결정되는 출력펄스 진폭의 제어 등이 사용될 수 있다.

Claims (1)

  1. 실질적으로 선형의 전송 특성을 가진 임력신호를 통과시키는 주신호로와, 주 신호로를 통과하는 신호의 주파수 대역 내에 있는 신호를 유도하고 또한 상기 신호를 입력신호의 최대 진폭의 일부분에 제한하게된 제2신호로와, 주 신호로 내에 있고 신호 압축의 경우에는 제한된 신호와 주 신호로의 신호를 가산적으로 또한 신호 신장의 경우에 있어서는 감산적으로 결합시키기 위한 결합 장치로 구성된 신호의 압축 또는 신장을 하기 위한 장치에 있어서, 상기 제2신호로가 적어도 하나의 필터 회로(R, C)를 포함하고, 필터 회로(R, C)에 적어도 하나의 제한 수단(30)이 직접 접속 되어져 있으며, 2신호로의 입력이 규정된 레벨을 넘었을 때 상기 제한 수단(30)이 출력을 제한시키게끔 구성한 것을 특징으로 하는 신호의 압축 또는 신장을 하기 위한 장치.
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