KR900006261B1 - 차신호 컴팬딩을 이용하는 fm 방송 송신 및 수신 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음

Description

[발명의 명칭]

차신호 컴팬딩을 이용하는 FM 방송 송신 및 수신 시스템

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점과 본 발명의 구조 및 동작의 더 나은 이해는, 첨부한 도면들과 관련하여 아래의 상세한 기술로 부터 알수가 있다.

제1도는 본 발명의 원리에 입각하여 개발한 복합 베이스 밴드 신호의 주파수도이고,

제2도는 제1도의 복합신호의 발생 및 송신을 하기위한 송신터미날의 간단한 블록도이다.

제3도는 제2도의 시스템에 유용한 피이드백(feedback)형 압축기의 간단한 블록도이다.

제4도는 제2도의 시스템에 유용한 피이드 포워드(feed forward)형 압축기의 간단한 블록도이고,

제5도는 본 발명에 의한 FM 방송시스템에 유용한 하나의 컴팬딩(companding:압축 및 신장조작) 법치의 정상상태 및 신장특성들을 나타내는 것이며,

제6도는 이 시스템에 유용한 다른 컴팬딩 법칙의 정상상태 및 신장 특성들을 나타낸 것이다.

제7도는 본 발명에 의하여 만들어진 수신터미날의 구체적인 하나의 간단한 블록도이다.

제8도는 제7도의 수신기 시스템에 사용하는 신장기의 간단한 블록도이다.

제9도는 본 발명을 구체화한 또다른 수신터미날의 간단한 블록도이다.

제10도는 제7도에서 나타낸 수신기의 2개 복조기들의 츌력신호의 합 레벨을 나타내는 곡선이다.

제11도는 제9도에 도시된 수신기의 단일 복조기로부터의 출력 레벨을 도시한 곡선이다.

제12도는 제7도외 2개의 축 복조기에 있어서의 스테레오 차신호의 입력례벨의 함수로서 신호대 잡음비를 도시한 곡선이다.

제12a도는 3:1 압축기에 대하여 무한대 :1 압축기를 가진 제 7 도의 2개의 축 복조기의 신호대 잡음대를 개선한 것을 도시한 곡선이다.

제13도는 신호대 잡음비가 제9도의 단일축 45°복조기에 내한 스테레오 차신호의 입력 레벨의 함수로서 신호대 잡음비를 도시한 곡선이다.

제13a도는 3 : 1 압축기에 대하여 무한대 : 1 압축기를 가진 제9도 단일축 복조기의 신호대 잡음비를 개선한것을 도시한 곡선이다.

제14도는 FM 스테레오 텔리비죤 송신에 있어서 본 발명에 따라 개발한 복합 베이스 벤드신호의 주파수도이다.

제15도는 본 발명의 적응 신장기(adaptive expander)를 포함하는 수신 터미널의 간단한 블록도이다.

제16도는 본 발명을 구체화 한 또다른 적응신장기의 간만한 블록도이다.

제17도는 제16도에 도시된 적응 신장기의 개조된 형의 간단한 를록도이다.

제18도는 본 발명의 원리를 구체화 한 피이드 포워드형 적응 신장기의 블록도이다.

제19도는 병렬형 주파수브정 적응 신장기의 간단한 블록도이다.

제20도는 직렬형 주파수 보정 적응 신장기의 간단한 블록도이다.

제21도는 자동적응 시정수를 갗고있는 적응 신장기의 간단한 블록도이다.

[발명의 상세한 설명]

(본 발명의 배경)

본 발명은 FM 방송시스템에 관한 것으로서, 특히 현존하는 단일음향(monophonic) 및 입체음향(stereophonic) 라디오 수신기 및 미국 전자공업 연맹(EIA)에 의해 최근에 채택된 스테레오 텔러비젼에 대한 송신기준에 대한 양립성을 유지하면서 라디오와 텔리비죤 모두의 용도를 위한 FM 스테레오 방성 시스텀 채널 용량 및 통달 범위를 증대시키기 위한 송신기술에 관한 것이다.

FM 음향 방송의 가능성은 주로 전자파 방해에 대한 그 상대유도 및 저잡음의 전음(全音)가청 대역폭을 제공하는 그 잠재 능력으로 인하여, 오래전부터 인식되어져 왔다. 비록 FM 스데레오가 새로운 음향학적 차원을 라디오수신에 부가하였으나, 이것은 신호내 잡음비(S/N 비. signa1-to-noise ratio)를 심각하게 희생해야만 한다. 입체음향 방송에 있어서의 잠음문제는 주지의 사실인바, 다중채널 음향 송신에 따른 고잡음레벨 및 통달 범위의 손실에 기여하는 여러가지 요인들이 있다. 방송국이 바이포닉(biphonic)서비스로 전환하는 경우, 훨씬 복잡한 베이스앤드 신호(baseband signal)의 여러가지 성분으로 신호 출력을 분할해야하기 때문에 단일음향 통달범위가 감소된다(이하, "바이포닉"이라는 용어는, 2채널 방송을 토리포닉(tri-phonic)이나 쿼드러 포닉(quadraphonic)방송과 같은 입체 음향의 다른 형태들과 명백하게 구별하기 위하여 사용된다)

단일 음향 합신호(M ; Sum signal), 파이로트 신호(P ; pilot signal) 및 입체음향 차신호(S ; difference signal)를 포함하고 있는 복합신호(composite signal)의 넓은 대역폭 때문에, 비이포녁 신호내 잡음비는 감소한다, 바이포닉 송신에 있어서는 베이스벤드 스팩트럼이 53KHz까지 확장되면 주파수 변조에 기인하는 상승 스팩트럼 특성이 향상하므로 잡음 레벨이 특히 높아진다. 소위 "삼각형"잡음 스팩트럼은 복합신호의 주파수가 중가함에 따라서 옥타브당 6dB씩 증가하고, 비록 오디오 디-엠퍼시스(de-emphasis)가 이것을 어느정도 완화시키지만, 그래도 잡음문제는 심하다. 복조후, 오디오 디메트릭스 조작중에 단일음향신호에 존재하는 잡음에 대해서, 차(差)의 채널의 부반송파의 잡음 성분이 통계적으로 독립하여 더해진다. 여기서 S/N비의 이론적 손실을 평가하는데 있어 고려해야만 하는 요인들을 기술하는 것 대신에 S/N감소에 대해 수행된 여러가지 연구들의 개요에 대하여 에밀 엘. 토릭과 토마스 비이. 켈러가 1984년 11월27일자 미합중국 특허 제4,485,483를 참고하기로 한다. 일반적으로, 이러한 연구를은, 넓은 오디오분리의 경우 입체음향 프로그래밍에 대해서는 26dB의 손실이 있는데 반하여, 만일 음향 수신기의 경우 잡음 분리는 1dB에서 7dB까지의 범위에 있는 것으로 결론짓고 있다. S/N비의 이러한 손실들은 방송국의 유효 통달범위를 감소시키는 결과를 가져오고, 이러한 연구들은 바이포닉 송신의 경우에는 2-채널 수신범위는 단일음향 수신범위외 겨우 반에 룰과한 것으로 판단되고 있다.

상기 특허는 현존하는 수신기들과 완전히 양립할 수 있고, 또한 이것이 S/N의 개선에 의해 FM 방송국의 통달 범위를 현저하게 확대하는 바이포닉 FM 방송 시스템에 대하여 기재하고 있다. 상기 시스템(이후로는 종종 "토릭/켈러 시스템"이라 칭한다)에서, 통상의 레프트 및 라이토 신호들은 종래의 합(M) 및 차(S) 신호들을 얻기위하여 혼히 매트릭스(matrix)된다. 이 차신호는 제1부 반송파신호를 진폭변조를 하기위해 사용됨과 동시에 그 다이내믹 범위(dynamic range)를 압축하여 압축된 차신호(S')를 발생시키는 압축기(Compre$or)에 인가된다. 이 압축된 차신호(S')는 동일 주파수의 제2부반송파신호를 진폭 변조하기위해 사용되지만, 제1부반송과와는 90°위상 관계에 있다. 압축된 반송파의 각 부반송파의 양측파대 변조가 이용되는바, 부반송파 신호의 주파수는 변조된 부반승파와 M 신호의 비교적 낮은 측파대(惻波帶)들간의 주파수 갭을 확보할 만큼 충분히 높다. 상술한 주파수 캡내에 있는 종래의 저레벨 위상기준 파이로토 신호는 수신기에서 검파 목적으로 사용된다. 전기 M 신호, 2개의 변조 부 반송파신호들 및 파이토트 신호는 송신목적을 위하여 고주파수 반송파에 대하여 주파수 변조된다.

이 수신기는 M 신호, 정상 차신호 S 및 압축된 차신호 S'을 얻기 위한 복조기와 얻어진 압축 차신호를 상보적으로 신장하기 위한 신장기(expander)를 포항한다. 차신호의 신장된 잡음 저하 신호를 얻어진 합신호(M)와 합성하여 원래의 레프트(L) 및 라이트(R) 신호를 얻는다 이 수신기는 종래의 입체 음향 신호들의 재생을 할 수 있도록, 신장된 형태의 끌어낸 차신호 대신에 정상적인 차신호를 합성수단(Combiningmeans)에 인가시키는 스위치 수단(Switch means)을 또한 포함하고 있다. 그 결과, 토릭/켈러 시스템은한 채닐이 정상적으로 스테레오에 사용되는 채널 이외의 채널을 컴팬딩하여 이것을 송신을 위해 요구되는 내역폭을 증가하지 않는 방법으로 부호(Code)화하는 개념을 구체화한다. 송신 채널에 있어서 22 내지 26dB의 S/N의 개선을 초래하는 차(L-R) 신호를 컴팬딩함으로써, 스테레오 청취자는 종래의 단일음향 청취자가 들었던것과 이론적으로 같은 S/N비로 듣는다. 이만한 양의 수신 잡음의 감소는 유효 스데레오 방송범위를 현저하게 증가시키며, 일반적으로 송신국으로부터 수신 가능한 신호가 더 이상 수신되지 않는 지점까지의 반경은 종래의 스테레오 반경과 비교하면 적어도 두배가 되며, 이것은 허용신호를 수신하는 가능한 청취자들의 수가 4배가 됨을 의미한다.

EIA에 의해 최근에 채택된 시스템에 따른 텔레비죤에 입체 음향을 부가하는 용도에 있어서는, (L-R)차신호는 단일 음향 송신과 비교하여 S/N손실을 극복하기 위하여 필요한 S/N 개선을 주기위하여 dbx사의 압축기에 의해 압축된다. 이 압축된 차신호는 부반송파를 진폭변조하기위해 사용되고, 이 진폭변조된 부반송파 및 보통의 합신호(M) 및 파이로트 신호는 송신목적을 위하여 고주파수 반송파에 대하여 주파수 변조된다. 오직 압축된 차신호만이 송신된다. 즉 비압축 차신호는 송신이 안된다. 따라서 이 신호는 현존하는 단일음향 텔리비죤 수신기들에 의하여 양립하여 수신될 수 있으나, 현존하는 FM 스테레오 라디오 수신기로는 수신할 수가 없다. 그러나, 입체 음향 텔리비죤에 대한 기준이 전에는 없었으므로, EIA 스테례오 텔리비죤 시스템의 채택에 있어서, 양립성은 문제가 되지 않았다.

본 발명의 주된 목적은, 토릭/켈러 시스템에서 얻을 수 있는 것보다 횔씬 개선된 S/N을 나타내는 FM스데레오 방송시스텐을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 토릭/켈러 시스템의 개선된 S/N잇점을 실현하면서 토릭/길러 시스템의 더 많은 채널 용량을 더욱 홀륭하케 이용하는 FM 스테레오 방송시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 오직 감소된 최대진폭의 압축된 차신호만이 송신되는 EIA에 의해 최근 인가된스톄레오 텔레비죤 시스템의 양립성을 보유한 상태로 개선하는 것인바, 변화되지 않는 직각 위상 성분의 차신호를 송신함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 송신기에서 사용되는 임의의 압축기의 특성에 대해서토 적합한 능력을 갖는 수신기에 있어서 사용되는 적응 신장기(adaptive expander)를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 송신에 사용되는 압축 법칙에 무관하게 원래 신호의 모든 인자들이 자동적으로 회복될 수 있도록 적응주파수 응답복조, 적응 착수(adaptive attack) 및 회복시간(recoverytime)복조가 가능한 FM 입체음향시스템에 사용하기 위한 신장기를 제공하는 것이다.

(본 발명의 요약)

라디오든 텔리비죤이든, 본 발명에 의한 FM 입체음향 방송시스템은 통상 차신호(S) 및 압축 차신호(S')모두가 송신되는 토릭/캘러 시스템과 유사하다. 그러나, 토릭/켈러 라디오 시스템과 다른 것은, 토릭/켈러 라디오 시스템에서는 원래의 L 및 R신호들을 얻기 위하여 오직 신장형태의 수신된 압축 차신호만이 합신호(M)와 매토릭스되나, 본 발명에 의한 수신기는 동상 차신호(S) 및 압축 차신호(S')을 결합하고, 그 결과의 신호를 신장하여 잡음이 감소된 신호를 얻고, 이 잡음이 감소된 신호를 얻어진 합신호(M) 메트릭스하여 L 및 R신호를 얻는다. S와 S'의 신호내용은 동일하고, 이 신호들을 더하여 결합하는 것은 수신 차신호의유효 레벨을 6dB 정도 증가시키는 반면에 S채널의 잡음 및 90°위상 관계에 있는 S'채널의 잡음은, 출력들이 제곱의 합의 평방근으로 더해지는 2개의 통계적으로 독럽적인 잡음원들로부터 발생되는 것으로 간주되는 사실 때문에 잡음은 단지 3dB만 증가한다. 이것은 합신호(S+S')에 있는 결과적인 잡음이 단지 3dB이며,그 결과 S/N비에 있어서 정미(正昧) 3dB의 개선이 있다는 것을 의미한다. 또한, S 및 S'신호들의 복조 및 가산 과정은, S 및 S'신호들의 송신축에 대하여 복조축을 45°로 배치함으로써 단일 동작으로서 달성할 수있다. 이 경우에, 복조기로부터 발생원 신호 레벨은 S 및 S'신호들 제곱의 합의 평방근으로 증가하여, 그 결과 수신된 신호례벨은 아직 한축 복조기에 대하여 똑같은 잡음기여도를 가지면서 3dB 증가한다, 따라서, 수신된 S/N비에 있어 3dB이 개선되었고, 복조 후에 두개의 축들이 독립적으로 븍조되고 합해질 때와 똑같은 결과가 되었다.

정규의 차신호 및 압축된 차신호 모두를 수신기에 사용하는 것과 관련된 변경되지 않은 정규의 차신호(S)의 송신에 의해 소망의 콤팬딩 법치에 따른 압축 신호의 송신이 허용된다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4,376,916에 기술된 "CX" 컴팬더(compander)등에서 전형적인 2 :.1 경사로 한정되는 대신에, 본 발명은,종래 기술의 컴팬더로 실현가능한 어떤 이득 저하량에 대한 잡음의 확대에 대항하여 본질적으로 10 내지 l2dB의 개선을 부여하는 무한내 : 1(∞ : l)까지는 유사의 컴팬딩 특성을 갖춘 컴팬더를 사용가능하게 한다.

부가하여, 정상 차신호는 완전하게 변하지 않은채 송신되므로 그 정상 차신호는 합신호(S+S')의 진폭이 정상 차신호의 레벨과 같게 하고, 그래서 수신한 합신호(M)와 적정하게 디메트릭스(dematrix)하도록 신장기에 의하여 공급되는 잡음이 감소된 신호의 레벨을 제어하기 위한 기준신호로서 수신기에서 사용될 수 있다. 이 특징은 송신기에서 사용될 수 있는 임의의 압축기 특성에 적합한 신장기의 중요한 장점들을 제공하는바, 이러한 것으로부터 개선된 컴팬딩 특성이 전개되면, 이것을 활용하기 위한 새로운 수신기의 복조기를형성할 필요가 없으며 압축기를(송신기에 있어서) 변경하여 정상의 차신호에 의한 "새로운" 신장기의 츨력례벨을 제어하는 것만이 필요하다. 수신된 미수정 신호 S는 원래의 바이포닉 차신호(L-R)에 관한 모든정보를 포함하고 있으므로, 수신된 S 및 S'신호들의 다이내믹특성들에 있어서의 차는 이러한 시정수(timeconstant) 값에 대한 단서를 제공한다. 하나의 "스마트"(smart")한 복조기를 이러한 값들에 민감하게 만들 수 있고 또 적당한 보정을 수행하도록 구성할 수 있다. 또한, 신호 S가 수정되지 않았기 때문에, 스데례오 텔레비죤용의 돌비 A 및 돌비 B 또는 dBx같은 컴팬더들의 여러가지 주파수내의 신호 진폭간의 관계도 마찬가지로 이 신호에 있어서는 변하지 않는다. 따라서 임의의 컴팬딩 시스템의 보정다이내믹 주파수응답을 다시 설정하기위한 기준 신호로서 사용될 수 있다.

상술한 개요의 개선첨들은 부가적으토 압축 차신호와 90·위상관계에 있는 변하지 않은 차신호를 송신하므로서, 인가된 EIA/dbx 입체음향 텔레비죤 응용에서도 성취할 수 있는바, 그러한 송신은 서비스 구역의 무손실 및 현존하는 스테레오 텔레비죤 수신기들에 내한 양립성에 영향을 주지않고 행할 수 있다. 상술한 원리들에 입각하여 수신기에서 양쪽 신호들을 이용하므로서, (a) 잡음의 변조가 더 적은 개선된 S/N비 신호를 수신하고 (b) 적응복조기들의 사용을 가능하게하여 (c) 더이상의 스팩트럼 공간을 필요로 하지 않고 또(d) 개선된 고신호 레벨의 S/N비를 갖는 개선된 수신기의 설계가 가능하다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명에 따른 FM 입체음향 라디오 방송 시스템이 연방 통신 의원회 FCC(Federal CommunicationCommision)에 의해 인가된 현존하는 2채널 스테레오시스템과 양립하도록 설계되어 있으므로, 현존하는시스템의 기본적인 원리를을 간단히 복습하는 것이 본 발명의 이해에 있어 유용한 배경이 될 것이다. 현 시스템에서, 입체 음향적으로 관련된 신호들 L 및 R은 함꼐 더해져서 약 1500Hz 주파수를 갖는 합신호 M을형성한다. 여기에 양측파대가 억제된 38KHz의 부반송파신호 Ssinwt(단,S=(L-R)가 더해지고, 또 수신기동기목적을 위하여 19KHz의 파이로토신호가 더해진다. 합성 변조 신호는 아래와 같이 표현될 수 있다.

제(1)식

식중, w=2πfs=38KHz이고, p는 19gKHz 파이로토 신호의 진폭이다. 제1도에 도시된 베이스밴드 스팩트럼에서, 상기 합성 변조신호가 약 50Hz-15KHz 사이의 단일음향채널 M, 19KHz의 파이토트, 및 23-53KHz사이의 스데레오차 채널 Ssinwt으로 구성됨을 알 수 있다.

토릭/켈러 지스템과 공통으로, 본 발명 시스템의 송신기에서 S'로 지정된 압축 차신호가 종래의 합성FM 신호에 더해진다. 압축 차신호는 38KHz의 90°위상차를 가진 양측파대가 억제된 부반송파신호 S'coswt로 송신되는 것이 편리하다. 따라서, 합성 베이스밴드 신호는 다음식으로 나타낼 수 있다.

제(2)식

여기서, p는 파이로트신호의 진폭을 나타내며, w=2π38KHz이다. 전술한 90°위상차를 가진 부반송파는 부가적인 스팩트럼 공간을 필요로 하지 않으며, 전술한 바와 같이 변조 전위에 있어서 약간의 페날티(penalty)만을 과하는바, 이는 본원 발명에 의해 내부분 극복된다.

이 합성신호를 발생하기 위한 송신기가 제2도에 도시되어 있는바, 간략화라는 관점에서, 종래의 송신기회로를 약간 생략하였다. 분리된 소스들(도시되지 않은)로부터 얻어진 2개의 오디오 주파수신호 L 및 R은 종래의 75초 프리-앰퍼시스회로(pre-emphasis network:6및 8)을 통하여 각각, 예를들면 메트릭스의 출력 단자를(tenninals)에서 2개의 오디오 신호들 M=(L+R) 및 S=(L-R)을 만들기위하여 배치원 가산 증폭기들의 회로로 구성되어 있는 종래의 메트릭스 회로의 입력에 인가된다. 단일 음향합신호 M은 제1지연장치(delay device:11)를 거쳐서 가산기(12)의 한 입력에 인가되고, 입체음향 차신호 S는 제2지연장치(13)를 거쳐서 제1변조기(14)의 입력에 인가되며, 또한 컴팬딩 시스템의 압축기(16)의 입력으로도 인가되다. 이 압축기는 후에 기술할 여러 형태들중의 하나가 될 것이다. S'로 지정윈 압축기로부터의 압축 차신호는 제2변조기(18)의 입력에 인가되고 제2변조기(18)의 출력은 단일음향 합신호 M 및 변조기(14)로부터 나온 신호를 선형적으로 합성하는 가산기(12)로 공급된다. 지연장치(11 및 13)에 의해 도입된 지연은 M 신호 및 두개의 변조된 신호들이 동시에 가산기에 도달하도록 하는 정도의 지연이다.

부반송파 및 파이로트 신호는, 38KHz의 주파수를 갖는 사인파 신호를 제공하는 반송파 발생기로부터 얻어지며, 이 사인파 신호는 변조기에 인가되고, 또한 변조기(18)에 인가된 부반송파와 변조기(14)에 인가된 부반송파 사이에 90°위상 변환을 제공하도록 이상희로(phase shift network.22)에 또한 인가된다. 변조기들(14 및 18)은, 2개의 양측파대가 억제된 반송파에 있는 진폭 변조된 부반송파 Ssinwt 및 S'coswt를 발생시키도록 각각의 오디오 주파수 신호를 갖는 2개의 부반송파를 진폭변조하도록 작용하는 공지 구조에 억제반송파 진폭 변조기로 되어있다. 다음에, 이 두 신호들은 역시 반송파 발생기(20)로부터 얻어진 합신호 및 19KHz사인파 파일롯 신호와 가산기(12)에서 합성된다. 식(2)로 표현되고 제2도에 도시된진폭 계수를 갖는 가산기(12)의 출력에서 발생된 합성 신호는, 송신기(22)의 FM 여진기에 인가되고 하나 이상의 원격의 수신기로 송출하도록 고주파수의 반송파로 주파수 변조된다. 종래의 FM 스테레오와 공통인 신호성분들의 진폭계수들은 종래의 FM 스테레오와 관련한 진폭계수이며, 또 직각신호의 진폭계수 역시 0.45이다. 즉, 송신기의 과변조를 피하기위하여 M 및 S 신호들의 진폭계수들을 감소할 필요가 없는 것이다. "S"변조기로 도시된 변조기(l4)는 동위상(同位相) 반송파를 받으며, "S'" 변조기로 도시된 제2변조기(18)는 직각부반숭파를 받는다.

압축기(16)는 제3도에 도시된 피드백형 및 제4도에 도시된 피드포워드형을 포함하는 몇가지 공지된 구조중 어떤 형태를 취할 수 있다. 제3도를 참조하면, 차신호(L-R)는 필요하다면 프리-엠퍼시스회로(25)를 거쳐서 압축기(16)에 인가되고, S'로 표시된 그 출력 신호로부터 얻어진 직류 전압 신호에 의해 제어되는 차신호(L-R)의 함수로서 가변이득 소자(26)의 압력으로 들어간다.

이 출력신호는 인가된 교번 신호 S'의 진폭에 비례하는 레벨을 갖는 직류전압신호를 만들기 위한 전파 정류기(28)를 포함하는 제어전압발생회로에 공급된다. 이 제어루프는 또한 셋트가능한 전압기준 디바이스(30)를 포함하며, 이 디바이스(30)는 압축기의 전송특성의 굴곡점을 결정하기 위하여 정류기의 부품으로서 합체되거나 또는 선택적으로 루프안의 다른 지점에 삽입될 수 있다. S'신호의 진폭이 역치(threshold) 레벨Vref를 초과할매에는, 정류기(28)로부터의 직류 전압출력은 S'신호의 진폭에 비례하고, S'신호의 진폭이 역치보다 적을때에는 역치전압과 같아지므로, 역치보다 콘 진폭을 갖는 입력신호들은 압축되고, 역치보다 낮은 진폭을 갖는 신호들은 압축되지 않는다. 정류기(28) 및 역치 디바이스(30)에 의해 만들어진 직류전압은 적분기(32)에 인가되는바, 이 적분기는 특허 제4,376,916호에 기술된 형태로서, 이 적분기는 시정수를 다르게하여 갖는 적어도 3개의 신호경로들의 희로를 포함하고, 이 회로는 정류된 신호를 받기위한 공통 입력단자 및 가변이득소자에 대한 제어신호가 전개되는 공통 출력단자를 포함하고 있다. 이 신호경로들중 하나를 제외한 모두는 미리 결정된 전압을 초과하기에 충분한 진폭변화를 나타내는 전류신호에 응답하여야만 각각의 경로가 도통되도록 하는 다이오드를 각각 포함하고 있으며, 상기 하나의 신호경로는 입력과 츨력단자 사이의 전압에 있어서 임의의 차에 응답하여 도통된다. 적분기(32)에 의해 공급된 신호는 적당한 중폭기(34)에 의해 증폭되어, 제어신호로서 가변이득 소자(26)에 인가된다. 상기회로에 의해 공급원 제어신호는 소자(26)에 의해 공급된 출력신호가 소스신호(source)의 정보내용을 현저하게 변경하지 않도록 한다. 이 제어신호 발생 루프는 극히 선힝적인 전송 특성을 밭생시킬 수 있는 높은 루프 이득을 지니는바, 그에 대한 성질은 다음에 기술될 제4도에 도시된 피드프워드형 압축기에서 논의할 것이다.

제4도를 참조하면, 이 피드포워드형 압축기는 방금 논의한 피드백형과 동일한 기본적인 요소들을 가지고 있으나, 제어 신호가 출력 대신에 입력으로부터 가변이득소자(40)로 유도된다는 점에서 상이하다. 간략하게하면, 필요에 따라 프리-앰퍼시스하거나 하지 않은 차신호 S는 가변이득 소자(40)의 입력에 인가되며, 또한 전송특성의 굴곡점을 정하기 위하여 실현된 고정할 수 있는 전압기준 디바이스(44)를 가진 전파정류기(42)의 입력에도 인가된다. 정류기 및 전압 기준 디바이스(44)로부터 나온 직류 전압은 제3도와 연관지어 상술된 구성을 가진 적분기(46)에 인가되여, 상기 적분기(46)의 출력은 제어 가능한 증폭기(48)에 의하여 증폭된 다음 제어신호로서 가변이득 소자(40)에 인가된다. 진폭이(L-R)의 함수인 압축 출력신호 S'가 변조기(18)의 입력에 인가된다. 공지된 바와 같이, 피드포워드형 압축기는 피드백형에 적용할 수 없는 두가지 제한이 있다. 첫째는, 입력 신호내 출력 신호가 주어진 법칙을 따르기 위하여는, 가변이득소자 자체가 고정되고 규정된 전송특성을 가져야만 한다. 둘째는, 제어 신호가 그러한 법칙에 정합하도록 적절한 이득 및 오프 세트(offset)를 가지고 전개되어야 한다는 것이다. 즉, 제어신호 발생 루프의 이득 및 오프세트와 가변이득 소자 자체가 모두 원하는 특성을 제공하도록 특별하게 선택되어야만 한다는 것이다.

제5도는 압축기(16:피드백 또는 피드포워드형이 부품을 형성하는 무한대 : 컴팬딩 시스템의 정상상태특성을 도시한 종래의 신호레벨도이다. 압축 또는 신장 처리되어야만 하는 입력신호들은 -60dB과 0dB의 표준적인 작동 레벨사이의 종좌표를 따라서 나타내었다. 입력전압의 절대치는 정격 레벨까지 종좌포를 따라서 왼쪽에서부터 오른쪽으로 상승한다. 압축 또는 신장을 위한 출력레벨은 -60dB과 0dB사이의 횡좌표를 따라서 나타내었다. 출력전압의 절대치는 횡좌포를 따라서 정격레벨까지 밑에서 부터 위로 상승한다.

곡선(50)은 정상신호 S의 입력례벨과 출력레벨 사이의 관계를 표시한 것으로, 상기 곡선(50)은 압축되지 않으므로, 1의 이득 기울기를 가지며, 또 기준 목적을 위하여 첫번째로 선도에 포함된다. 곡선(52)은 압축기(16)의 입력 신호 레벨과 출력 신호 레벨사이의 관계를 표시한다. -60dB 이하와 약 32.7dB 사이의 범위에 있는 입력신호 레벨들에 대하여, 이 특정곡선(52)은 1의 압축 기울기를 가지므로, 정격레벨에 관해서 -32.7dB보다 낮은 입력 신호 레벨들은 압축되지 않는다. 정격레벨에 관하여 약 -32.7dB보다 높은 입력 신호레벨들에 대하여는, 이 특성곡선을 무한대의 압축기울기를 갖는다. 즉, 이 특성곡선의 굴곡점(54)에서 시작하는바, 즉, 본 예에서는 -32.7dB로 정해져 있다. 출력레벨은 입력신호의 레벨에 관계없이 동일한바, 본 예에서는 정격레벨과 비교하여 -6.7dB의 레벨에 있다. 비록 이것은 수신된 신호레벨이 많은 레벨들에 해당할 수 있다는 점에서 모호한 결과를 나타내나, 수신기에서 S 및 S'를 합성함으로써 S'신호에 대한 무한대 : 1 컴팬딩 법칙은 정확하게 복호될 수 있다. 더 상세하게는, S와 S'의 합성이 무한대 : 1과 다른 기울기의 특성 곡선을 신장기에 공급하는 방식으로 S와 S'신호들이 수신기에서 결합한다. 따라서, 분리된 파이룻 톤(tone)이나 다른 수단이 필요없이, 입력신호를 추적하는 상보적인 신장기를 만들기위하여 입력-출력특성에 대하여 규정된 곡선을 필요로하는 현재의 종래 컴팬딩 시스템과는 다르게, 본 발명에 있어서 신장기 특성은 첫번째 위치에서 교대로 무한내 : 1 압축기특성을 사용할 수 있는 수신기에서 S 및 S' 신호들이 합성되기 때문에, 압축기 특성과 다르다.

이것은 -60dB과 -32.7dB 사이의 입력신호들의 다이내믹 범위가 출력신호들에 대하여 -34dB과 -6.7dB 사이의 범위로 압축되었음을 나타내며, 입력 신호들의 진폭이 역치 Vref를 초과하기 시작하는 굴곡점(54)사이에서, 출력 레벨은 -6.7dB로 유지됨을 알 수 있다. 이 굴곡점(54)은, 송신 채널에서 부딪칠 수있는 잡음의 성질에 따라서 -32.7dB과 다른 입력레벨로 설정될 수 있으나, 이 굴곡정 아래의 입력 신호레벨에 대하여 이 특성곡선의 기울기가 정확히 1이어야 한다는 것은 이 시스템의 성능에 있어서 매우 중요하다. S신호에 대한 특성 곡선(50)과 압축기 특성 곡선(52)사이의 수직방향의 화살표(56)는 단일 음향에 비하여 입체음향 프로그래밍에 대한 잡음 손실을 보상하는데 필요한 차신호 S와 비교하여 S' 차신호에 있어서 대략 26dB 이득.증가를 나타낸다

S' 차신호에 대한 무한대 : 1 압축법칙을 사용하는 중요한 장점은 특허 제4,376,916호에 기술된 "CX" 컴팬딩 시스템에 전형적으로 사용된 2 : 1 압축 특성과 비교하면 알 수 있는바, 2 : 1 압축특성은 쇄선(58)으로 도시되고 3 : 1압축 특성은 점선(59)으로 도시되어 있다. 무한대 : 1 압축 특성 곡선(52)은 3 : 1 압축 특성과, 비교할때, 수직 화살표로 도시된 바와 같이, 컴팬딩 시스템의 변칙인 잡음 변조 또는 "펌핑"(pumping)에 대하여 10dB-12dl3 개선된다. 다시말해서, 무한내 : 1 압축법칙은 잡음 펌핑의 가청도를 감소시키나, 여전히 약 -44dB에서 0dB사이의 범위에 걸친 입력신호에 대하여 개선된 S/N비를 제공한다.특히, 이 레벨범위의 하측 단부에서는, 청각은 잡음을 차폐하기에 충분한 프토그램 레벨의 결핍으로 발생하는 잡음 점핑에 매우 예민하므로, 프로그램 레벨에 있어서의 미세한 변화에도 청각이 잡음레벨의 변화를 감지할 수 있다. 특성곡선(52)을 2 : 1 특성곡선(58)과 비교해보면 개선이 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. 예를들면, -30dB의 입력신호레벨에서 2 : 1 특성곡선을 가지는 압축기와 비교하면 약 15dB의 츌력신호레벨의 개선이 있다.

3 : .1 압축특성에 대하여 무한대 : 1 압축법칙의 또다른 장점은 수용할 수 있는 신호레벧에 대하여 똑같은양의 압축을 얻기 위하여 "CX" 신장기의 3 : 1선이 -49dB에 설정된 굴곡점을 가지는데 반하여 무한대 : l특성곡선은 -32.7dB의 입력레벨에서 굴곡점(54)이 일어난다는 것이다. 따라서, 3 : 1 압축법칙을 가지는"CX" 신장기의 경우에는 경우에 따라 -49dB의 입력 신호 레벨에서도 아직 이득 변화가 발생하는데, 이점에서 동작 S/N 비레벨을 무한대 : l 특성의 경우보다 훨씬 낮추므로 하여 잡음범굉이 더욱 가청될 수 있다.

상술한 무한대 : 1 컴팬딩 특성은 전기 열거된 장점들을 제공하지만, 수신기에서 S 및 S'차신호 모두를 사용함으로써, S' 차신호에 대한 무한대 : l 특성곡선보다 필씬 콘 것을 사용할 수 있고 따라서 부가적인 장점들을 달성할 수 있다. 더 상세히는, 제6도의 신호 례벨도에서 나타나듯이, 100% 변조의 1dB 또는 2dB이내까지 1의 기울기로 연장하며, 그 이후로는 이 레벨로부터 차신호 S가 상승함에 따라 역으로 떨어지는S' 차신호에 대한 특성곡선(60)을 갖는 압축기를 사용하는 것이 가능하므로, S와 S'신호의 합은 S 및 S'신호들의 제곱의 합의 평방근이 100%변조를 초과하지 않을 정도의 레벨로 항상 유지되는 무한대 : 1 특성곡선(62)(점선으로 표시된)을 제공한다. 이 곡선(60)은 대략 -28dB의 입력 레벨에 있는 굴곡정으로부터 차신호 S의 레벨이 증가함에 따라 떨어지기 시작하여, -3dB지점에서 차신호 S와 교차한다는 점에서 요각(凹)특성을 지닌다. 이러한 다소 독특한 특성곡선은 제5도에 예시한 특성곡선을 갖는 정규의 무한대 : 1 압축기의 출력에서 차신호 S를 감함으로써 아주 용이하게 유도필 수 있다. 이 요각특성 곡선은 38KHz 손신신호의 최대 가능 변조를 허용할 뿐만 아니라, 또한 38KHz 부반송파가 실질적으로 프로그램 레벨의 넓은 다이내믹 범위에서 일정한 진폭을 갖도록한다. 즉, 이 특성곡선은 항시 약 100% 변조에서 송신할 수 있으며, 어떠한 통신시스템에도 사용할 수 있는 가장 홀륭한 특성곡선이다.

본 발명에 따른 수신기의 제1실시예가 제 7 도의 블록다이어그램에 도시되어 있으며 역시 단순화의 관점에서, 많은 종래의 FM 수신기 회로들(예를 들면 RF 및 IF 단 및 변별기회로들)중 몇몇은 도시되지 않았고, 단지 필요할매 간만하게 언급할 것이다. 수신된 FM 신호는 수신기/FM 복조기(70)의 RF 및 IF 단(도시되지않음)에서 증폭되고 수신된 신호에 포함되어 있는 오디오 신호, 이른바, 지시된 진폭계수를 각기 지닌 M,S,S' 신호 및 파일롯트 신호를 유도하도록 공지된 임의의 FM 검파회로(도시되지않음)에서 복조된다. 단일 음향 합신호 M은 저역 필터(72)에 의하여 합성신호의 고주파수 성분들로부터 본리되어, 종래의 디-메트릭서회로(74)에 한 입력으로서 인가된다. 합성신호의 잔류 성분들은 l9KHz에서 53KHz까지의 대역에 있는 주파수를 통과시키도록 또 이러한 대역이하의 주파수를 제거하도록 고안된 대역 필터(76)에 의하여 선택된 다음 S 복조기(78) 및 S'복조기(80)에 인가된다. 파이로트 신호는 도시되지않은 수단에 의해 유도되어, 반송파 발생기(82)에 인가되며 상기 반송파 발생기(82)는 반송파의 직각변형(sinwt,coswt)을 재생한다음, 상기 직각 변형신호가 복조기(78,80)에 각각 인가된다. 변화하지 않는 차신호 S 및 송신기에서 압축기에 의해 만들어진(L-R)의 함수를 가지는 압축 차신호 S'를 유도하기 위하여는, S 및 S' 신호들은 가산기(84)에서 합해지고, 이 합신호가 신장기(86)에 인가되는바, 신호 S'는 후술될 방법으로 상보적으로 신장되어 스위치(88)가 도시된 위치에 있을때 선택적인 디-엠퍼시스 회로(필요하다면:87)을 디-메트릭서(74)의 제2입력에 공급하기위한 차신호 S를 출력해서 얻는다. 가산기와 감산기를 포함하고 있는 상술한 토릭/켈러 특허에서 예시된 종래의 구조일 수 있는 디-메토릭서(74)는 출력으로서 2L 및 2R신호를 발생시키도록 M과 잡음감소된 S 신호들을 결합하며, 이때,2L 및 2R의 진폭은 모두 종래의 2채널 FM 수신기의 전형적인 동작모드(mode)인 각각의 레프트 및 라이트 스피커에 인가되는 L 및 R 신호를 얻도록 반으로 감소된다.

방금 상술한 동작에 부가해서, 이 수신기는 종래의 단일음향 및 2채널(바이포닉) 입체음향 방송과 완전히 양립할 수 있다. 단일음향 방송이 수신될매, 수신기/FM 복조기(70)의 출력은(L+R)로 이루어진 만일음향신호 M만으로 구성되어 있다. 이러한 신호는 저역필터(72)에 의해 선택되어 디-메트릭스(74)에 인가되고, 신호가 디메트릭스 제2입력에는 전혀 인가되지 않으므로해서, 오직 신호 M만이 레프트 및 라이트 스피커들의 각각에 인가되도록 디-메트릭스 각각의 출력에 나타난다.

수신기가 수신한 종래의 제2채널 스데례오 신호를 재생하기 위하여는, 스위치(88)가 S복조기(78)의 출력을 디메트릭스(74)의 제2입력에 접속되도록 도시된 위치로 부터 점선위치로 자동적으로 작동되는 것이 바람직하다. 이러한 자동 스위칭은 예를 들면, 압축된 차신호가 송신될때, 파이로트 톤을 변조하거나 또는 분리된 동일신호를 더하는 것과 같은 임의의 여러 공지된 기술에 의하여 달성할 수 있다. 이 동일신호에 응답하는 수신기내의 검파기(도시되지않음)는 제7도에서 실선위치로부터 점선위치로 스위치(88)를 작동시키는 신호를 발생시킨다. 따라서, 종래의 2-채널 스테레오 신호가 수신될매, 전과 같이, M신호는 디메트릭스(74)의 한 입력에 인가되고, 복조기(78)로부터 유도된 신호는 출력신호들(2L 및 2R)을 발생시키도록 디-메토릭스에서 결합되고, 2L 및 2R의 진폭은 각각 레프트 및 라이트 스피커들에 인가하기전에 반으로 줄어든다.

제8도는 제3도에 도시된 피드백형 압축기를 구비한 송신기에서 압축된 신호를 상보적으로 신장시키는제7도의 신장기(86)의 블록도이다. 제7도의 블록도의 일부를 반복하면, 개별적으로 복조기(78,80)로부터 발생된 S 및 S' 신호들은 가산기(84)에서 더해져서, 제3도에 도시된 형태의 압축기 및 감산기 희로(90)를 필수적으로 포함하고 있는 신장기(86)에 인가된다. 상기 감산기(90)는 출력 신호를 감산기(90)로부터 가변이득 소자(26')를 통하여 감산기로 공급하고 감산기(90)에 인가된 신호와 같은 출력 신호로부터 유도된 제어신호로 가변 이득소자의 이득을 제어함으로써 유도된 잡음 감소 신호 S'를 합신호(S+S')로부터 감산하도륵 배열되어있다. 이 제어신호 발생 루우프는 제3도에 도시된 압축기의 비교가능 제어루프하면 모든 것이 같으므로 따라서 이것의 성분들은 기준번호에 대응하여 프라임(')부호로 나타낸다. 이 감산기(90)는 높은 안정성을 지니는 비교 증폭기일 수 있으며, 만약에 나머지 성분들이 압축기의 대응하는 성분들과 동일하다면, 이 신장기는 이 압축기와 상보적이 된다. 감산기의 두개의 입력신호들이 각각(S+S') 와 S'이면서 신호S가 감산기(90)의 출력에 나타나는 필요조건은 약 15-16KHz의 높은 가청주파수에서 매우 낮은 위상지연을 갖는 가변이득소자(26')에 의해서 충족된다. 다시말해서, 가년이득소자를 거친 지연은 16KHz에서 몇 도(degree) 또는 및 마이크로초(s) 이하이어야만 한다.

실제로, 감산기(90)는 100나노초(ns) 정도의 주행지연(transit delay)을 갖는 연산증폭기로 구성하는 것이 바람직하며, 이는 가변 이득소자(26)에 대해서도 유사한바, 그럼으로써 아직 적절하게 도달되지 않은 2개 신호의 감산을 가능하게한다. 이 결과의 출력신호는 S 신호와 잡음 감소된 신호 S'의 합인바, 그 잡음감소된 신호 S'는 S와 S'신호 레벨이 같은 경우 S'신호에 있어서의 잡음 감소매문에, 통상의 차신호(L-R)만이 사용된 경우보다 3dB 더 개선된 S/N를 가진다. 입력 신호 레벨의 함수로서 수신된 S/N 비에 있어서의 개선점에 대한 더 상세한 설명은 뒤에 기술할 것이다. 감산기(90)로부터의 출력신호는 필요하다면 선택적인 디엠퍼시스희로(87)에 인가된 다음에, 디-메트릭서(74)에 인가된다. 프리-엠퍼시스가 송신계에서 사용된 경우에만 디-엠퍼시스회로가 삽입된다는 것이 이해될 것이다.

제9도는 변형 형태의 수신기를 블럭 다이어그램으로 도시하고 있는바, 불변 차신호 S와 압축 차신호의 복조 및 가산은 sinwt또는 coswt의 정상적 반송파 발생기 축에 대해 45°로 설정된 부호축을 갖는 단일의 직각 성분 복조기를 사용함으로써 성취된다. 또한, 몇가지의 더욱 통상적인 FM 수신기 회로들(예를들면,RF 및 IF단들 그리고 변별기 회로)은 도시되지 않았으며 단지 약술될 것이다.

수신된 FM 신호는 수신기/FM 복조기(100)의 RF 및 IF 단들(보이지않음)에서 증폭되고 어떤 공지의 FM 검출회로내에서 복조되어, 수신된 신호내에 포함된 오디오신호, 즉, M,S,S' 및 파이로트 신호를 유도한다. 단일음향 합신호 M은 저역필터(102)에 의하여 합성신호의 고주파수 성분들로 부터 분리되어, 종래의 니-메트릭서회로(104)의 입력의 하나로서 인가된다. 합성신호의 잔류 성분들은 19KHz에서 53KHz까지의 대역에 있는 주파수를 통과시키고 이 대역이하의 주파수를 제거시키토록 설계된 내역 필터(106)에 의하여 선택된다. 이 S 및 S' 신호들은 45°로 설정된 복조축을 가진 직각 성분 복조기(108)에 인가되고, 파일롯트 신호가 유도(도시되지 않은 종래의 수단에 의하여)되어 반송파 발생기(110)에 인가되는바, 반송파 발생기(110)는 그 인가된 신호에 응답하여 복조기(108)에 인가되는 sin(wt+45°)(또는 선택적으로 cos(wt-45o))를 재발생시킨다. 단일 직각 복조기를 사용함으로써, S 및 S'신호의 복조 및 합이 원 쇼트(one shot)로 동시에 발생하며, 지적된 바와 같이, 복조기의 출력 신호는 S와 S' 신호들의 제곱의 합의 평방근이고, 송신기에 인가되는(L-R)차 신호의 함수이다. 이러한 신호는 제8도에 도시된 신장기와 유사한 형태를 가질 수 있는 신장기(86)에 인가되는바, 여기서 상기 신호는 원래의 차신호 S에 해당하는 잡음감소된 출력신호를 얻기 위하여 신장된다. 이러한 신호는 선택적인 디-엠퍼시스회로(112)(필요하다면)에 인가된 다음에 합신호(M)와 결합하도록 디-메토릭서(104)의 제2입력에 인가되어 출력으로서 2L 및 2R 신호들을 발생시키며, 이들 신호의 진폭은 그후, 디-메트릭서 출력신호들을 회로(106,108)에 있는 보통의 75μ초 디-엠퍼시스에 종속시키는 것을 포함하는, 종래의 2채널 FM 수신기의 전형적인 동작모드의 각각의 레프트 및 라이트 스피커에 작용하여 L 및 R신호를 얻기 위하여 반으로 감소된다.

비록 45°복호기가 예로써 상세히 기술되었지만, 45°와는 다른 복조축들도 사용될 수 있음이 이해될 것이다, 이 결과는 가산과정에서 S 및 S'신호에 대한 이득계수들 사이의 비율의 도입을 제외하고는 유사하다. 일정한 조건들하에서는 이러한 다른 축각이 45°보다 바람직할 수도 있다.

비록 제9도의 시스템은 종래의 2채널 스테레오 신호를 재생할 수는 없지만, 상기 시스템은 종래의 단일음향 방송과는 전적으로 양립가능하다. 만일 음향 방송이 수신되고 있을 경우, 수신기/FM 복조기(100)의 출력은(L+R)로 이루어진 단일음향신호 M만을 포함한다. 이러한 신호는 지역 필터(l02)에 의해 선택된 다음, 디-에토릭서(104)에 인가되며, 어떠한 신호도 디-메트릭서의 제2입력에 전혀 인가되지 않으므로, 오직 M신호만이 각각 테프트 및 타이트스피거에 인가되도록 디-메트릭서의 각각의 출력에 나타난다.

전술된 내용으로부터 이해하겠지만, 수신기의 복호기에서 S신호를 사용하는 기본적인 두가지 방법이 있는바, 즉(1) sinwt 및 coswt 복조기를 이용하여 S 및 S'신호를 개별적으로 얻어서 S와 S'를 함께 가산하여 그 합을 신장시키는 제7도에서 도시된 2축 복호법 및(2) S 및 S'신호들의 복조와 가산이 모두 한 공정에서 일어나고 이 결과의 신호를 신장하는 제9도에 나타난 45。축복호법이다. 이 두가지 해결방법의 상대적인 장점은 제10도와 제11도를 비교하면 알수가 있다. 여기서 제10도는 제7도의 2축 복조기에서 가산기(84)의 출력레벨(즉, S+S')을 나타내고, 제11도는 제9도의 단일의 45°축복조기로 부터의 출력신호 레벨(

)을 나타내는바, 둘다 모두 입력 례벨의 함수이다. 상기 두 도면은 보통의 입력/출력 곡선들, 즉, 단일 기울기를 갖는 변화되지 않는 차신호 S에 내한 곡선 및 앞서 상술한 무한내 : 1 압축기를 가진 압축 차신호 S'에 내한 곡선을 포함하고 있다. 압축기의 굴곡점은 -32.7dB에서 정해져 있고, 이 값이상에서는 입력신호의 레벨에 관계없이 출력레벨은 -6.7dB이다. 특히, 제10도를 참조하면,(S+S')로 표시된 점선 곡선은 입력신호 레벨의 함수로서 가산기(84. 제 7도)로 부터 나온 출력신호의 레벨을 나타내는바, 상기 출력레벨은 입력레벨이 -32.7dB일때 -6.667dB로 부터 입력레벨이 최대 0dB로 될때에 약 3.3dB정도로 점차로 증가한다는 것을 알수가 있다. 전술된 바와 같이, 2축 본리 복조는 3dB의 잡음을 송신링크 잡음에 부가하는 2개의 통계적으로 독립한 무작위의 잡음 발생기를 도입하는 결과를 가져오나, 출력신호는 -6,7dB 입력레벨에서 6dB 만콤 증가하므로, S/N비에 있어서, 정미(正昧) 3dB의 개선이 생긴다.

이제 제11도를 보면, 제1O도에 도시된 입력신호들과 동일한 입력 신호들 S 및 S'에 대하여,

로 표시된 점선곡선은 또한 제10도에서의 +3dB과 비교할매, 0dB의 입력레벨에서 약 0.8dB의 레벨을 가지도륵 점차로 증가한다. 그러나, 제10도에 나타난 점선곡선 처럼 경사가 급격하지는 않다. 그러나, S/N비는다른 경우와 똑같다. 왜냐하면 복조기에 의해서 생긴 잡음은, 이것이 단일축을 가지고 있으므로해서, 신호레벨뿐만 아니라 잡음에 더 많이 증가하는 2축 복조의 경우보다 3dB 정도가 적기매문이다. .제9도의 단일축 복조기에서, 이 복조기는 제7도 시스템의 2개의 복조기 보다 더 적은 잡음을 제공할 뿐만 아니라, 또한복조기가(S2+S'2)의 평방근을 유도한다는 사실때문에 출력 신호 레벨이 더욱 낮아진다

제12도 및 제13도는 각기 입력신호레벨의 함수로서 S/N비를 나타낸 것으로서, 제7도 수신기의 2축 복조시스템 및 제9도 수신기의 단일축 변조기에 대하여, 송신 매체에서 임의로 -40dB 잡음 레벨을 선택한것이다. 이들 도면 각각은 다음과 같은 3개의 곡선을 나타낸다. 첫째로, 변화되지 않은 차신호를 S/N비와 관련시켜 단일 기울기를 가지는 5로 포시된 직선이며, 둘째로, 3 : 1압축기에 의해 압축된 차신호 레벨의 함수로서 S/N비를 나타내는 S'로 표시된 곡선이고, 세째로 상기 S'신호가 무한대 : 1 압축 법칙에 따라 압축된 경우에 대한 입력 레벨의 함수로서 S/N비를 제12도에는(S+S')로 도시하고 제13도에서는

으로도시한 곡선이다. 단일축 45°복호기에 대한 S/N비를 나타낸 제13도의 세번째 곡선을 먼저 고려해 보면, S/N비가 더 높은 입력신호 레벨에서 개선되고, 0dB 입력 레벨에서는 S/N비가 변화되지 않은 차신호 S보다약간 개선되어 있다는 것을 알게된다. 이것은 변화되지 않은 차신호 및 압축된 차신호들의 제곱의 합의 평방근을 취했기 때문이다.

상기 변화되지 않은 차신호 및 압축된 차신호가 분리된 복조기로 부터 유도된 경우 제12도에 있는 동일한 곡선을 고려해보면, 단일축의 경우보다는 2축으로부터 잡음제공, 즉, 3dB이상의 잡음을 제공한다. 더구나, 실제 수신된 신호레벨은 현 상태에서(S+S')인바, 이는 제곱 및 평방근을 포함하지 않는다. 따라서, 신호레벨의 함수로서 정확한 S/N비를 유도함에 있어서는 단일축 경우의 해당 곡선과는 다른 종류의 계산들을 포함한다.

두 경우에 대한 곡선 형태는 2축 복조기 경우 및 단일 45°축 복조기 경우에 대하여 3 : 1압축기 대신에 무한대 : 1 압축기를 사용함으로써 실현된 S/N비의 개선을 도시한 제12a도 및 제13a도를 비교함으로써 가장 잘 이해되겠지만, 대체로 동일하나 여러 부분에서 1 또는 2dB정도 차이가 난다. 약 -49dB의 입력레벨에서 무한대 : 1 압축기의 S/N비 개선이 "0"으로 된다는 것에 두 도면 모두에서 주시될 것인바, 이는, 무신호의 경우에, 백그라운드 잡음 레벨이 3 : 1압축기와 같은 약 26dB의 노이즈 개선을 갖도록 설정되게 신호레벨 성적을 임의로 선택하여 공정한 비교를 한다는 사실에 기인한다. 또한 이 둘에 대한 최대 신호 레벨들은 최대 입력 신호 례벨에 대한 출력 처럼 -6.7dB의 값으로 임의 설정되어있다. 제12a도 및 제13a도의 곡선은 또한 동일한 기본 형태이나, -35dB에서 가장 현저한 제12도와 제13도의 곡선들 사이의 차이를 그래프로 보여주는 세부적 차이를 갖는바, 이 경우, 단일 축 45°복호기는 2축 복호법과 비교하여 2dB 개선의 장점을 갖는다. 이 이유는 2축의 경우에 대해서 비교적 낮은 수신된 S/N비를 일으키는 2개 복조축들로 인한 잡음의 기여때문이다. 그러나 예를들면 "CX"압축기와 비교하여 S/N비에 있어서, 9dB개선이라함은 여전히 중요한 것이다.

2축 복조기에 대하여 S/N비가 뛰어나다는 것 외에, 이 단일 45°축 복호기는, 제9도의 복조기에 요구되는 sin(wt+45。)보다는 sinwt에 의하여 공급되지만, 종래의 스테례오 수신기들이 현재 단일축 복호기를 사용한다는 추가적인 장점이 있다. 더구나, 이 회로는 단일 조작으로 복조 및 가산을 함에 있어서 적은 구성요소들이 필요하다는 점에서 제조비가 어느정도 저렴하다.

앞서 간단히 기술한 바와 같이, 본 발명의 원리들은 또한 최근에 승인된 EIA/dBX 스테레오 텔레비죤시스템에도 적용할 수 있다. 제14도에 도시된 바와 같이, 이러한 시스템의 베이스밴드 스팩트럼은 입체음향적으로 관련된 레프트 및 라이트신호의 합을 나타내는 약 50Hz- 15KHz의 단일음향채널 M 및 양측파대가 억제된 부반송파신호 S'sinwt(또는 S'coswt)로서 송신되는 23KHz-53KHz의 압축된 입체음향 차신호 S'를포함한다. 이 메이스밴드 신호는 또한 M채널과 차신호 채널사이의 갭에 위치한 파이로트신호를 포함한다. 이 파이로트 주파수는 NTSC 텔례비죤시스템의 수평라인주파수인 15.73KHz이고, 부반송파주파수는 이 파이로트주과수의 제 2고조파인 31.468KHz이다.

본 발명에 따르면, 이 베이스밴드신호는 부가적으로 압축 차신호 부반송파(어떠한 부가적인 스팩트럼을 필요로 하지 않도록)와 직각관계에 있는 양측파대 억압된 KHz 부반송파로서 송신되는 비압축 차신호 S를 포함하고 있다. 이러한 합성신호는 실질적으로 제2도에 도시된 바와 같은 송신기를 사용하여 송신할 목적으로 고주파수 반송파상에 주파수 변조된다. 이 신호는 합신호 M과 압축 차신호 S'를 포함하고 있으므로, 현존하는 EIA/dbX 수신기들과 양립할 수 있고, 서비스구역에 있어서, 손실이 없다. 수신된 압축차신호의 신장된 버젼(version)만이 합신호 M과 매트릭스되어 원래의 레프트 및 라이트채널을 얻는 EIA/dbX 스데레오 텔레비죤수신기와 달리, 본 수신기는 예컨대 후술되는 적응신장기를 사용하여 비압축 차신호 S와 압축 차신호 S'를 합성하여 적은 잡음 펌핑과 함께 수신신호에 있어서의 전술된 S/N비의 개선을 성취한다. 이러한 적응복호기는 압축되지 않고, 따라서 변경되지 않은 차신호에 의하여 제어되므로 원래 차신호에 포함되어 있는 다이내믹례벨, 주파수, 착수 및 회복시정수 정브를 회복할 수 있다.

차신호의 압축된 변형 S'와 함께 비압축 차신호 S를 송신하고 잡음감소된 차신호를 얻기 위하여 수신기에서 이 두 신호를 모두 이용하면 FM 입체음향 라디오 및 텔례비죤 방송시스템에서 여러가지 개선점이 제공되는바, 즉, 첫째는, 채널용량을 증가시키고, 둘째는 현재 이용하는 컴팬딩시스템과 비교하여 수신된 S/N비를 개선하며, 셋째는 비압축 차신호와 압축 차신호를 따로 또는 함께 복조하는 능력의 장점을 지니며, 이러한 장점들 모두는 라디오인 경우에는, 현존하는 바이포닉 FM 및 수신기들과 그리고, 텔레비죤의 경우에는 EIA/dbX 시스템과의 양립성을 유지하면서 실현할 수 있는 것이다. FM 스테레오 라디오에 적용되는 경우, 수신기에서 압축 및 비압축 차신호 모두의 이용은 이들의 부가적인 장점과 함께, 제5도 및 제6도에 도시된 무한대 : 1 및 요각특성을 포함하는 여러개의 임의적인 컴팬딩 특성의 사용과 아울러 지금부터 기술되는 적응신장기의 사용을 가능하게 하는 또다른 장점을 제공한다.

제15도는 본 발명에 따른 바람직한 형태의 적응신장기와 관련된 수신기의 블록도이다. 역시, 단순화하기 위하여 종래의 수신기회로들(예를 들면, RF 및 IF단 그러고 변별기회로들)중 몇몇은 도시되지 않았으며, 필요할때만 간단히 언급된다. 수신원 FM 신호는 수신기/FM 복조기(120)의 RF 및 IF만(도시되지 않음)에서 중폭되고, 도시되지 않은 어떤 공지의 FM 검출회로에서 복조되어 수신된 신호에 포함된 오디오신호, 즉, 신호 M,S,S' 및 파이롯트신호를 얻는바, 각각의 신호는 지시된 증폭계수를 갖는다. 단일음향 합신호M은 지역필터에 의하여 합성신호의 고주파수 성분들로부터 분리되어, 종래의 디-메트릭서회로(124)의 한 입력으로서 인가된다. 합성신호의 잔류 성분들은 19KHz에서 53KHz까지의 대역에 있는 주파수를 통과시키고 이 내역 이의의 주파수를 제거시키도록 설계된 내역 필터(126)에 의하여 선택되어, "S"복조기(128) 및 "S"복조기(130)에 인가된다. 파이로토신호는 도시되지 않은 공지의 수단에 의해 유도되어, Sin t 및 Cost인 직각 버젼들을 재생시키는 반송파발생기(132)에 인가되며 이 버젼들은 신호 S 및 S'(송신기의 압축기에 의해 만들어진(L-R)의 함수를 가짐)를 각기 얻기 위하여 다시 복조기(128 및 130)에 각각 인가된다.

변화되지 않은 차신호 및 압축된 버젼의 차신호 모두를 수신기에서 이용할 가능성은, 어떤 형태이든 압축특성에 적합한 신장기의 이용을 가능하게 하는바, 이는 압축 차신호 S'를 수신하도록 접속된 가변이득소자용 제어신호를 전개하고 디메트릭서(124)에 적용되는 잡음감소 차신호를 발생시키기 위하여 기준레벨로서 수신된 불변 차신호를 상용함으로써 성취된다.

제15도에 도시된 신장기의 실시예에 있어서, 수신된 불변 차신호 S는 그 신호의 진폭에 비례하는 레벨을 갖고있는 직류신호를 발생시키도록 정류기(134)에 의해 전파정류된다. 이 직류신호는 상술한 미합중국 특허지14,376,916호에 기술된 컴플렉스형태(complex form)인 것이 바람직한 적분기(136)에 인가된다. 불변 차신호의 포락정보(enve1ope infonnation)를 나타내는 적분기(136)로부터의 출력신호는 정(+) 입력에 인가되는 적분기(136)로부터의 신호와 함께, 예를 들면 연산증폭기(140)일 수 있는 비교기(138)에 한 입력으로서 인가된다.

복조기(130) 출력에서 발생된 압축 차신호 S'는 가산기(142)에 한 입력으로서 인가되는바, 가산기내에서, 필수적인 것은 아니지만 필요하다면 그 차신호 S'는 불변 차신호 S에 가산되는바 점선으로 도시된 접속부(144)는 이 지점에서 2개의 신호가 가산되는 선택성을 보여준다. 불변 차신호가 압축 차신호에 가산되지 않는다고 가정하면, 압축 차신호는 가변 이득 소자(146)의 입력으로 간단히 전달되며, 가변이득 소자의 출력은 제2외 전파정류기(148)에 인가되고, 그 전파정류기는 가변이득소자(l46)의 출력에서 나오는 신호의 진폭에 비례하는 레벨을 가지는 직류 전류 출력신호를 발생시킨다. 이 직류 전류 신호는 제2적분기(150)에 인가되는바, 그 적분기는 적분기(136)과 같은 구조를 가질 수 있으나 한편으로는 적분기(136)에 사용된 것이나 승신기의 압축기(16)에 사용된 것과 같은 시정수를 가질 필요는 없는바, 그 이유는 곧 명확해질 것이다. 이 루우프에 대하여 설정가능한 기준전압레벨은 Vref로 표시된 디바이스(152)에 의하여 정해지는바, 이 소자는 정류기회로(148)에서 구체화될 수 있다. 정류기(148) 및 적분기(150)을 포함하는 이 체인(chain)에서 전개된 신호는 비교기(138)에 제2입력으로서, 더 상세히는 연산증폭기(140)의 부(negative)입력에 인가된다. 두개의 인가된 신호들의 진폭차를 나타내는 비교기(138)로부터의 출력신호는 제어신호를 발생시키도록 적당한 증폭기(154)에 의하여 증폭되며, 이 제어신호는 가변이득소자의 이득을 제어하도록 가변이특소자의 제어요소에 인가된다. 동작에 있어서, 적분기(136과 150)로부터의 출력신호례벨들이 동일하다면, 가변이득소자(146)에 인가되는 제어신호의 크기에 변화가 전혀 없는데, 이는 가변이득소자(146)로부터의 출력신호레벨이 불변의 차신호 S의 레벨에 해당하는 것을 의미한다.

다른 방법으로 보면, 비교기(138)의 기능은, 신호레벨이 소위 전달특성의 굴곡점 이상일때까지는 불변 차신호 S에 의하여 결정된 전압레벨에 어떠한 변화도 발생되지 않는다는 점에서 종래 신장기들의 역치레벨기능과 유사하다. 본 회로에서, 역치는, 종래의 신장기의 경우에서처럼 미리 설정 및 고정된 신호인 대신에, 불변 차신호 S로부터 유도된 신호인바, 이 신호는 물론 어떤 착수 및 회복시간에 따라 진폭이 변동하지만 압축신호 S'의 레벨에 있다. Vref. 디바이스(152)의 목적은 특정 레벨 미만의 신호에 가변이득 효과를 억제하도록 송신기에 채용된 압축기의 고정이득차와 같은 고정이득차를 확립하는것, 즉, 차신호 S의 S/N비가 충분히 높지않은 경우에 발생할 수 있는 오프셋 에러에 대한 등가 "굴곡점"을 제공하는 것이다. 이러한"굴곡점" 이상의 입력신호 레벨들에서, 가변이득소자(146)출력에 나타나는 신호의 레벨은 비교기(138)에서 발생된 제어신호의 진폭에 의해 결정되는 데, 이는 변화되지 않은 차신호 S의 진폭에 종속된다. 압축 차신호의 레벨과 변화되지 않은 차신호 사이의 차에 비례하는 제어신호와 함께 가변이특소자(146)의 이득을 제어함으로서, 가변이득소자(146)의 츌력은, 제어루프에서 발생하는 압축 차신호의 신장으로 인해 잡음이 감소되는 것을 제의하고는 신호 S이다. 가변이득소자(146) 출력에서 발생되는 신호 S는 선택적인 디-압퍼시스회로(156)(송신기에서 프리엠퍼시스가 사용된 경우에만 사용됨)의 입력에 인가되고, 상기 디-엠퍼시스회로(156)출력은 스위치(158)를 거쳐서 디-매트릭서(124)의 제2입력에 인가된다.

가변이득소자(146)의 출력에서 나타나는 신호 S의 레벨은 Vref 디바이스(152) 및 증폭기(154)에 의하여 수신된 불변 차신호 S의 레벨과 같도록 정해지고, 이 신호를 기준레벨로서 사용하는 것은 신장기가 광범위의 컴팬딩법칙중 어떤 법칙에 적합할 수 있는 중요한 장점을 준다. 따라서, 장래에 새로운 형태의 압축전말특성이 개발된다면, 새로운 전달특성의 장점을 취하기 위하여 전술된 신장기를 해체하여 그것을 새로운 수신기용 신장기로 대체할 필요는 없다. 상기 신장기의 동작은 단지 변화되지 않은 차신호 S의 레벨에만 종속하므로, 현재 사용할 수 있거나 또는 앞으로 개발될 임의적인 형태의 압축법칙은 제15도의 적웅시스템(adaptive system)에 의하여 만족스럽게 복호된다.

만족스런 성능을 성취하기 위하여 압축에 대한 어떤 특별한 법칙 및 신장에 대한 특별한 상보법칙을 필요로 하는 대부분의 현존하는 컴팬딩시스템과는 달리, 본 적응시스템은 압축법칙에 임계적으로 민감하지 않고, 심지어, 시정수가 그리 중요치 않은바, 수신기가 항상 불변 차신호로부터 유도된 기준레벨을 갖기 때문이다.

이제 제15도로 돌아가서, 전술한 동작에 대해 부언하면, 이 수신기는 종래의 단일음향 및 2채널(바이포닉) 입체음향방송과 완전히 양립할 수 있다. 단일음향방송이 수신될때, 수신기/FM 복조기(120)의 출력은(L+R)로 이루어진 단일음향신호 M만으로 구성되어 있다. 이러한 신호는 저역 필터(122)에 의해 선택되어, 디-메트릭서(124)에 인가되고, 디-메트릭서의 제2입력에는 어떠한 신호도 전혀 인가되지 않으므로해서, 오직 신호 M만이 레프트 및 라이트스피거 각기에 인가되도록 디-메트릭서의 개별적인 출력으로 나타난다.

수신기가 수신된 종래의 2채널 스테레오신호를 재생하도록 하기 위하여, 스위치(158)는 복조기(128)의 출력을 디-메트릭서(124)의 제2입력에 접속시키도록 도시된 위치에서 점선위치로 자동적으로 작동되는 것이 바람직하다. 이러한 자동적인 스위칭은 예를 들면, 압축 차신호가 또한 송신될때 파이로트 톤을 변조하거나, 분리된 인식신호를 가산하는 것과 같은 어떤 공지의 기술에 의하여 이루어질 수 있다. 인식신호에 응답하는 수신기내의 검파기(도시되지 않음)는 실선위치로부티 점선위치로 스위치(158)을 작동시키는 신호를 발생시킨다. 따라서, 종래의 2채널 스테레오신호가 수신될때, 전과 같이 M신호가 디-에트릭서(124)의 한 입력에 인가되고, 복조기(128)으로부터 유도원 S신호는 2L 및 2R의 출력신호들을 발생시키도록 디-메트릭서에서 합성되며, 이 신호를 개개의 진폭은 레프트 및 라이트스피커에 인가되기전에 1/2로 감소된다.

제16도는 제l5도의 적응신장기의 변형형태를 도시한 것인바, 그 차이점은, 각각의 전파정류기에 각기 이어지고 출력이 비교기에 인가되는 2개의 적분기를 가지는 대신에, 정류기의 출력이 비교기에 인가되고 출력이 만일 적분기에 인가된다. 특히, 복조기(128)로부터의 비압축 차신호 S가 제1전파정류기(160)에 인가되고, 또한, 가산기(162)에 한 입력으로 인가되어, 그 가산기내에서, 변조기(130)로부터 나온 압축 차신호 S'에 바람직하게 가산된다. 차신호 S의 진폭에 비례하는 레벨을 갖는 정류기(160)로부터 나온 직류 전류 신호는 차동증폭기(164)와 같은 비교기의 한 입력에 인가된다. 이 루우프에 대하여 정할 수 있는 기준전압레벨은 Vref.1으로 표시된 디바이스(166)에 의해 설정되는데, 이 디바이스의 소자는 정류기(160) 회로에서 구체화될 수 있는바 이 디바이스의 목적은 바로 기술될 것이다. 신호 S 및 S'의 합을 나타내는 가산기(162)로부터 발생된 신호가 가변이득소자(168)의 입력으로 인가되고, 가변이득소자(168)의 출력은 제2전파전류기(170)에 인가되고,그 정류기는 가변이득소자(168)로부터 나온 출력신호의 진폭에 비례하는 직류 출력신호를 발생시킨다. 이 직류신호는 차동증폭기(164)의 다른 입력에 인가된다. Vref.로 도시된 제2의 전압기준디바이스(172)는 이 루프를 위한 기준전압수준을 설정한다. 2개의 인가된 신호의 진폭에 있어서의 차를 나타내는 비교기로부터의 어떤 출력신호(소자(166,172)에 의해 설정된 기준전압례벨을 고려한 후에)전술된 바와 같이 컴플렉스형태인 것이 바람직한 적분기(174)에 인가된다. 이 적분기(174)로부터의 출력신호는 적절한 증폭기(176)에 의해 증폭되어 제어신호를 발생시키는바, 그 제어신호는 가변이득소자의 제어소자에 인가되어 그 이득을 제어한다.

제15도외 신장기에서, 차동증폭기의 기능은, 신호레벨이 전달특성의 굴곡점 이상일때까지 불변 차신호 S에 의해 결정된 전압레벨에 어떤 변화도 이루어지지 않는다는 점에서 종래의 역치레벨신장기의 그것과 유사하다. 전압기준 Vref.1은 종래의 신장기들에서와 같이 신장기의 낮은 굴곡점을 한정하도록 제공되고, Vref.2는 관련된 루우프를 차단하도륵 제공되는데, 그 이유는 그렇게하지 않으면 루우프 이득이 가변이득소자(168)의 출력을 비압축 차신호 S의 레벨로 일정하게 하기 매문이다. 그렇지 않으면, 이 동작은 제15도의 적응신장기의 동작과 유사하고, 디-메트릭서(l24)에 적용을 하기 위한 가변이득소자(168)의 출력에서 잡음감소된 차신호 S를 발생시킨다.

제17도는 동일한 기본 적응신장기의 또다른 변형예를 도시한 것으로 상기 적응신장기는, 대체로 동일한 결과를 성취하기 위하여 단 하나의 전파정류기 및 하나의 컴플렉스적본기만을 필요로 한다는 점에서 전술된 변형예중 어느것과 비교하여도 구성부품에 있어 절감효과를 얻을 수 있다. 더 상세히는, 이 경우에, 비압축차신호 S가 차동증폭기(180)의 한 입력으로 직접 인가되고, 가산기(182)내에서 압축 차신호(S')에 가산되어 가변이득소자(184)에 인가되는 합신호를 발생시킨다. 가변이특소자(184)의 출력신호는 증폭기(186)와 같은 이득소자에 인가되고, 그 이득소자의 출력이 차동증폭기(180)의 제2입력에 인가된다. 임의의 졀과의 차신호는 정류기(188)에 의하여 전파정류되고, 결과적인 직류신호는 전압레벨 설정 디바이스(190)에 의해 레벨조정이된 후에 컴플렉스형태인 적분기(192)에 인가되며, 적본기(190)의 출력은 적정한 증폭기(194)에 의해 증폭되어 가변이특소자(184)용의 제어신호를 전개한다. 전과 같이, 가변이득소자의 출력은 디-메트릭서에 적용하기 위하여 잡음감소원 신호 S이다.

이득소자(186)는 전파정류기(188)의 출력에서 신호의 불명성을 막아주도륵 포함된 것으로, 이 신호의 불명성은 가변이득소자(184)의 신호가 언제나 차신호 S보다 크거나 또는 작게하는 것을 확실하게 하는 단계가 취해지지 않음으로써 발생하게 된다. 그렇지 않고, 만약에 차동증폭기(180)에 인가된 두개의 신호들이 같아야 한다면 전파정류기의 출력신호는 어느 신호가 더 콘 것인지를 알 수가 없다. 이러한 불명성의 가능성을 제거하기 위하여, 이득소자(186)는 이 루우프내에서 가변이득 소자에 접속되어 이 루프내의 신호가 항상 차신호 S보다 우세하도록 보장한다. 이득소자(186)가 가변이득소자(184)에 대하여 제어루프내측에 있기 때문에, 상기 이득소자(186)는 그러한 시스템의 피드백 성질로 인해 자동적으로 무효화되고 가변이득소자(184)의 출력에 나타나는 최종적인 잡음감소된 신호 S의 진폭에 영향을 미치지 않는다. 선택적으로, S신호가 항상 우월하도록 보장하기 위하여 S신호가 차동증폭기로 제공되는 경로내에 적합한 이득소자를 삽입할수 있으며, 디메트릭서에 연결되는 출력라인에 감쇠기를 삽입하여 S신호 경로내에 있는 소자의 이득을 오프셋시킬 수 있다.

제18도는 븐 발명을 구체화한 적응신장기의 또다른 실시예의 블록도이며, 이것은 방금 상술한 3개의 피드백형태와 반대인 피드포워드형이다. 비록 피드포워드형태는 피드백형태에 적용할 수 없고, 가변이득소자가 교정되고 규정된 전달특성을 가져야만 하고, 또 제어신호가 그러한 법칙에 맞도록 적당한 이득과 오프세트를 가지고 발생되어야 하는 제한들이 있지만, 상기 적응신장기는 만약에 이러한 제한들이 고려된다면 만족하게 동작할 수 있다. 이 피드포워드 실시예는 앞서 기술된 적응신장기들과 공통인 많은 소자들을 가지고 있으나, 이제부터 기술되는 바와 같이 상이하게 배치된다. 특히, 비압축 차신호 S는 정류기(200)에 의하여전파정류되며, 상기 정류기(200)의 출력은 차동증폭기(202)에 한 입력으로서 인가되고, 정류된 신호레벨은 Vref .1로 표시된 전압레벨고정디바이스(204)에 의하여 세트될 수 있다. 이 비압축 차신호 S는 또한 가산기(206)에서 압축 차신호 S'와 가산되고, 이 결과로 산출되는 합신호가 제2전파정류기(208)에 인가되고, 또한 가변이득소자(210)의 입력에 인가된다. Vref 2로 표시되고 정류기희로에 구체화될 수 있는 전압레벨설정디바이스(212)에 의하여 레벨이 정해진 후에 정류기(208)로부터 발생된 직류신호는 차동증폭기(202)의 입력에 인가된다.

증폭기(202)의 출력에 나타나는 임의의 차신호는 전술된 컴플렉스형의 적분기(214)에 인가되며, 상기 적분기(214)의 출력은 "로우"발생기("1aw" generator,216)에 한 입력으로서 인가되고, 또 적당한 전압원(218)으로부터 유도된 기준전압 Vref. 3이 상기 로우발생기(216)에 다른 입력으로서 인가된다. 적분기(214)로부터 발생된 신호레벨에 있어서의 주어진 변화에 대하여, "로우"발생기(216)는 이득소자(210)가 임의의 순간 시간에 필요한 경우에 보정 양의 이득 및 감쇠를 주는것을 확실히 하기 위하여, 가변이특소자의 제어소자에 인가되도록 보정 출력전압 및 전류를 발생시킨다.

예를 들면, 가변이득소자는 전형적으로 대수적이므로, 로우발생기(216)는 적분기(214)로부터 발생된 신호의 변화를 가변이듬소자(210)에서의 감쇠 데시벨과 정합시키도록 대수회로 요소(1ogarithmic circuitelement)를 포함하고 있다. 따라서 가변이득소자(210)의 출력은 디-메트릭서에 적용되는 잡음감소된 차신호 S이다. *

수신기에서, 비압축차신호의 이용가능도는 또한 주파수 보정 적응신장기(frequency correcting adaptiveexpander)의 설계를 또한 가능하게 하였으며, 이것의 한 형태가 제19도의 블록도에 도시되어 있다. 예시된 주파수 보정 신장기의 원리는 미지의 주파수 응답소자들을 포함하고 있는 압축신호를 적합하게 신장하도록 비압축 차신호를 이용하는 것이다. 예를 들면, 돌비 A 컴팬딩시스템은 4개의 압축된 채널을 가지고 있으며, 상기 채널 각각은 그 자신의 신호례벨들에 따라서, 독자적으로 압축된 현저하고 분리된 주파수대역을 가지고 있다.

제19도 시스템의 기능은 이러한 다중채널신호를 해당하는 분리채널들로 분리시키고, 압축 차신호의 모든 신호정보를 포함하고 있는 비압축 차신호를 사용하여, 다중채널신호들을 적합하게 분리하도록 신장시킨 다음에, 디-메트릭서에 적용하기 위하여 잡음감소되고 주파수 보정된 차신호를 얻기 위하여 결과적으로 잡음감소된 채널신호들을 합성하는 것이다. 결국, 비압축 차신호 S와 압축 차신호 S'가 가산기(220)에서 가산되고, 결과적인 신호가 LPF1으로 지정된 지역필터(222)와 BPF₂, BPF₃및 BPF_N으토 각기 지정되고 오디오 주파수내에 있는 고주파수 대역들을 연속적으토 통과시키도록 설계된 복수개의 내역 필터(224,226 및228)를 포함하는 필터 어레이에 인가된다. 비압축 차신호 S는 각기 LPF_l, BPF₂, BPF₃및 BPF_N으로, 표시된 관련 필터 세트(230,232,234 및 236)에 인가되며, 다른 세트에 표시된 관련 필터와 동일한 통과 대역을 지닌다. 가산기(220)로부터 발생된 합신호를 수신하는 각각의 필터는 필터자체의 가변이득소자(242,244,246 및 248)에 각기 접속되며, 가변이득소자의 출력들은 각기 전파정류기들(252,254,256 및 258)에 인가된다. 이러한 정류기들도부터 발생된 직류신호들이 각각의 차동증폭기(260,262,264 및 266)의 한 입력에 인가된다. 유사하게, 필(230, 232, 234, 236)를 통과한 비압축 차신호 S의 주파수 내역은 각각의 정류기(237,238,239,240)에 의해 전파정류되고, 각각의 직류 출력신호는 차동증폭기(260,262,264,266)의 다른 입력 단자에 각기 인가된다. 차동중폭기들에 의하여 공급되는, 차신호들은 각각의 컴클렉스 적분기들(268,270,272및 274)에 인가되고, 상기 컴플렉스 적분기도부터 발생된 츌력신호는 적당히 증폭(도시되지 않음)된 후에 가변이특소자(242,244,246,248) 각각에 대하여 제어신호로서 인가된다.

제19도의 시스템은 적응신장기 각각이 지역 필터나 대역 필터로 둘러싸인 것을 제외하고는 제16도의 블록선도에 따라 각기 제작되는 4개의 적응신장기 그릅이다. 다중 가변이특소자들의 출력들은, 적합하게 분리된 신장 신호 모두를 결합시켜, 디 메트릭서에 인가되도록 잡음 감소되고 주파수 보정된 전체 차신호를 출력에서 발생시키는, 가산기에서 결합된다. 따라서, 제19도의 시스템은 복수개의 적응신장기들로 구성하며, 상기 적응신장기 각각은 관련 필터에 의해 한정된 바와 같이 주파수 스펙트럼의 부분에서 작동한다. 실제로, 필터는 급격한 롤-오프(rolloff) 특성을 가지고 있을 필요는 없고, 예를 들면 옥타브당 6dB 또는 12dB정도일 수 있다. 제19도는 주파수보정 적응신장기의 가장 일반적인 경우를 도시한 것이며, 특정 용도에 충족시키기 위하여 더 많거나 더 적은 신장기를 가지도록 변형될 수 있음을 이해할 것이다.

제20도는 필터링 과정이 병렬이기보다는 직렬도 배열된다는 것을 제외하고는 제19도의 시스템으로 성쥐된것과 같은 기능을 필수적으도 제공하는 주파수 보정 적응신장시스템의 블록도이다. 제20도는 일반적인 경우를 도시하기 보다는 오히려, 오디오 차신호가 직렬로 배치된 2개의 가변이득소자를 지니며 오디오 주파수 스펙트럼을 2개의 대역으로 효과적으로 분할하는 디-엠퍼시스 및 대역 회로를 포함하는 압축기에 의해 압축되는 승인된 EIA/dbx사의 스데레오 텔레비죤시스템에 본 발명의 시스템이 적용될 수 있는 방법을 도시한 겻이다. 따라서 dbx시스템에 의해 압축된 신호의 적응신장을 가능하게 하기 위하여, 제20도의 시스템은직렬로 연결된 두개의 가변이득소자를을 가지고 있고, 오디오 주파수 스펙트럼을 dbx 압축기에 사용되는 대역과 실질적으도 동일한 내역으도 본할시키는 두개의 필터 집합을 포함한다. 더 상세히는, 기준신호로서도 사용되는 비압축 차실호 S가 제1필터(280)에 인가되고, 또 선택적으로 가산기(282)에서 압축 차신호S'에 가산될 수 있는데, 결과로서 산출된 신호는 필터와 동일한 동과 특성을 지니는 제2필터(284)에 인가된다. 실제로, 필터(280,284) 모두는 dbx사의 압축기의 상측대역을 설정하는 특성과 비교할만한 특성을 가진 디엠퍼시스 필터일 수 있다.

제16도의 배치에서와 같이, 신호 S의 선택된 내역은 정류기(286)에 의하여 전파정류되고, 차동증폭기(292)로부터 나온 신호의 선택원 대역은 가변이득소자(288)에 인가된다. 이 가변이득소자는 선택된 고주파대역에서 동작하고 가변 디엠퍼시스 소자의 기능을 한다. 신장기의 선체 출력은 정류기(290)에 의하여 정류되고, 정류기들(286,290)로부터 나온 직류출력신호들은 차동중폭기(292) 각각의 입력에 인가되며, 상기 차동증폭기(292)외 출력이 가번소자(288)에 대한 제어신호를 발생시키는 컴플렉스적분기(294)에 인가된다. 차신호 S의 스팩트럼 잔류부분이 제2필터(296)에 인가되고, 가변소자(288)에 의해 공급되는 주파수보정 및 잡음감소된 신호가 광대역 가변이득소자(304)에 인가된다. 신장기의 출력인, 소자(304)의 출력은 또한 필터(296)와 동일한 통과특성을 갖는 대역 필터(298)에 인가된다. 전과 마찬가지로, 신호 S의 선택된 대역은 정류기(300)에 의하여 전파정류되고, 결과로 산출되는 직류신호가 차동증폭기(302)에 한 입력으로서 인가되며, 필터(298)를 통과한 신호가 전파정류기(306)에 공급되고, 전파정류기(306)의 출력이 차동증폭기(302)의 입력으도 인가된다. 차동증폭기로부터 발생된 츌력신호는 컴플렉스적분기(308)에 인가되고, 상기 킴플렉스적분기(308)의 출력은 적망한 증폭(도시되지 않음) 후에 이득소자(304)에 대한 제어신호를 설정한다.

따라서, 제20도의 시스템이 개개의 적응신장기들이 필터 또는 그들 사이에 접속된 가변 디엠퍼시스 소자들과 직렬로 접속되고 전체의 잡음감소 및 주파수 브정된 신호가 체인내의 최종가변이득소자(즉, 소자(304))의 출력에서 나타나는 것을 제외하고는 제l9도의 시스템과 기능면에서 유사하다. 명확성을 가한다는관점에서 단 2개의 직렬 급속 신장기들만이 도시됐으며 용도에 있어 필요하다면 추가단이 제공필 수 있음을 이해할 것이다.

비압축 차신호는, 예를 들면 음악과 같은 원래 신호의 모든 다이내믹 특성을 포함하고 있으므로, 형태야 어떻든지간에, 송신기의 압축기에서 일마만한 착수(attack) 및 회복(recovery) 시간들이 사용되었는가를 결정하기 위하여 적응신장기에 사용될 수 있다. 이러한 배경매문에, 컴팬딩시스템의 설계에는 항상 착수와 회복시간들 사이를 절충한다. 첫째로 착수시간을 고려해보면, 신호의 이득변화율이 신호의 빠른 진폭변조에 기인하는 오디오클릭(cIick)을 신호 보정중에 발생시킬 정도로 착수시간은 짧아질 수가 없다. 착수시간이 너무 짧은 경우의 다른 단점은, 신호중의 예민한 피크(琁ak)치가 송신기를 과변조시킨다는 점이다. 마라서, 착수시간이 너무 긴 경우와 같이, 프로그랭 신호상의 피크들을 실질적으로 소실시킴과 동시에 송신기를 연속적으로 과부하시키지 않음으로써 더 높은 평균변조 레벨을 유지시키기 위하여 10 내지 20밀리초의 착수시간이 대개 이용된다.

이제 컴팬딩 시스템의 착수 및 회복시간을 간단히 고려하면, 송신기의 변조를 최내로 유지하기 위해서는 갑작스런 고레벨 전이의 발생시에 압축기의 이득이 하향조정되어 과번조를 막도톡 가능한한 압축기의 착수시간이 짧아야 한다. 회복시간이 길고, 조용한 음악이 전이에 바로 이어지는 경우, 신장기는 이득을 감소시키는데 너무 오래 걸리고 송신 채널 잡음은 접점 작아지게 청취된다. 한편, 회복시간이 너무 길면, 각각의 사이클중에 또는 지주파수 및 결과적인 왜곡의 증가에 이어 이득변조가 있기 매문에 바람직하지 못하다. 착수 및 회복시간의 이러한 상충 조건들은, 역시 본원 출원인에게 양도원 미합중국 특허 제4,376,916호에 기재된 바와 같이 여러가지 신호조건에 대하여 복수의 컴클렉스 착수 및 회복시간을 갖는 "CX·킴팬딩시스템에 사용되는 것과 같은 컴플렉스 적분기를 이용하거나 절충된 선택을 함으로써 대개 충족된다.

상술한 개요의 컴팬딩시스템의 특성은, 적응신장기를 고려해 볼때, 적응신장기의 착수시간을 무한히 짧게하고 회복시간을 매우 길게하는 것이 가능하지 않기 매문에 동등하게 존재한다. 만약에 이렇게 할 수 있다면, 신호의 출력 다이내믹은 양호해지는데, 그 이유는 예를 들어 만약에, 기준신호 S가 상승하고 그리고나서 일정한 방법으도 회복하는 전이현상을 가지고 있다면, 송신기의 압축기가 이러한 다이내믹 비율를을 변경하고, 적응신장기는, 회복 또는 착수시간 적분기들에 의하여 제한받지 않는다면, 보정 신호레벨을 설정하여 출력을 정화하게 하려한다. 그러나 실제로, 적용신장기 자체와 같은 지주파수로 송신원 신호는 사이클이 이어지며, 왜곡을 일으킨다. 졀과적으도, 심지어 적응신장기가 착수 및 회복시간 소자들을 가져야 한다고 하더라도 더욱 후술될 실시예에 있어서 도면에 도시되고 설명된 컴플렉스형태가 바람직하다. 그러나, 송신기에서 압축기의 착수 및 회복 시정수를에 적용신장기의 적분기를 적응시키는 것이 가능해진다는 것을 알수 있다.

제16도에 도시된 구조에 전반적으로 상용하는 적응신장기의 피드백형태를 블록선도로 도시한 제21도를 참조하면, 비압축 차신호 S는 전파정류기(310)에 의하여 전파정류되고, 이 직류출력신호는 전압 기준소자(312)(정류기회로에 합체될 수 있음)에 의하여 레벨이 정해진 후에, 차동증폭기(3l4)에 한 입력으로서 인가된다. 비압축 차신호 및 압축 차신호는 가산기(316)에 의하여 가산되고, 결과로서 산출되는 신호가 가변이득소자(318)에 인가된다. 전과 마찬가지로, 가변이득소자로부터 발생된 출력신호는 정류기(320)에 의하여 전파정류되고 이것의 직류출력신호는 전압기준디바이스(322)에 의하여 레벨조정원 후에 차동증폭기(314)에세2입력으로서 인가된다. 차동중폭기로부터 발생된 출력신호는 가변착수시간소자(326) 및 가변회복시간소자(328)를 포함하는 컴플렉스적분기(324)로 인가된다. 이 적분기의 출력은 증폭기(330)에 의해 적당히 증폭된 후에 가변이득소자(318)에 대한 제어신호가 된다. 전과같이 다시, 가변이득소자외 출력은 잡음감소된 신호 S로서, 이해하겠지만, 역시 원래 신호의 다이내믹스에 적합하다.

차동증폭기(314)의 츨력신호가 전이 원리때문에 커지는 경우, 적분기(324)의 착수 또는 회복시정수중 어느것에든 큰 오차가 존재하게 되고, 전술된 이유때문에, 적분기는 최장의 가능회복시간 및 가능한 최장의 착수시간 동안 작동하도록 조정되는 것이 바람직함을 알려져 있다. 이것은 차동중폭기(314)로부터 발생된 출력신호를 두개의 감지증폭기에 또한 인가함으로써 이루어지는데, 상기 감지증폭기는 착수시간 오차증폭기(332) 및 회복시간 오차증폭기(334)이다. 이 감지증폭기들(332,334) 각각은 연관된 전압기준소자(336,338)를 각기 가지고 있으며, 상기 전압기준소자(336,338) 각각은 차동증폭기(314)로부터 발생왼 오차신호의 크기를 결정하도록 감지증폭기로부터 발생된 출력신호가 비교되는 전압레벨을 설정한다. 착수시간에 대한 오차신호의 극성이 회복시간에 대한 오차신호 극성의 반대이기 때문에 상기 오차가 착수시간 오차인지 또는회복시간 오차인지를 구별하는 것이 가능하다. 따라서, 오차신호는, 어떤 경우든, 적분되어 적분기(324)의 착수 및 회복시정수를 변경시키는 제어신호를 형성한다. 결국, 감지증폭기(332)로부터 나온 오차신호는 착수오차적분기(340)에 인가되고, 그 적분기는 제어신호를 발생시키면, 그 제어신호는 적분기(324)의 가변 착수시간 소자(326)에 인가되고, 감지중폭기(334)의 오차신호는 회복오차적분기(342)에 인가되며, 희복오차적본기(342)는 가변회복시간소자(328)의 회복시간을 조정하는 회복시간 제어신호를 발생시킨다.

가변 착수시간소자(326)는, 저항 소자가 가변적으로 제거가능한 접지 기준에 접속된 캐패시터 및 직렬 저항기를 포함하는 RC회로 형태를 취할 수 있는바, 예컨대, 그 레지스터는 착수 오차 적분기로부터 발생된신호에 의해 제어되도록 배치된 가변 전류원 또는 전계효과 트랜지스터일 수 있다. 그러므로, 예를들어, 적분기(324)의 착수시간이 긴 시간의 시정수를 갖도록 설정됐고 짧은 착수 시간을 갖는 신호가 수신되는 경우긴 착수 시간오차가 감지되며, 이 신호가 Vref(336)에 의해 정해진 레벨을 초과하는 경우, 이 제어신호는 가변 저항 소자의 저항을 어떤 방향으로 변경하여 착수시정수를 단축시킨다. 이때, 착수 오차 적분기(340)는 매우 완만하게 이완하여 긴 착수 시정수를 다시 나타내게 된다.

가변회복시간소자(328)의 시정수는 주적분 콘덴서를 방전하기 위하여 병렬결합된 저항기와 콘덴서에 의하여 제어될 수 있다. 마찬가지로, 이 저항기는 회복 오차적분기(342)에 의하여 만들어진 제어신호에 의하여 제어되기에 적합한 가변전류원 또는 가변저항기 또는 유사한 회로소자의 형태일 수 있다. 가변 착수시간 소자의 경우에서와 같이, 소자(328)의 제어 가능한 저항기는 보통 합당한 최장의 가능한 회복 시정수를 나타내고 회복 시정수 제어신호에 응답하여 단축되도록 설정된다. 컴플릭렉스 적분기가 제어가능한 컴클렉스 적분기로 대치된 것을 제외하고는, 제16도의 시스템과 근본적으로 동일한 제21도의 시스템은 압축된 신호의 착수및 회복 다이내믹스에 자동적으로 적응하며 또 비압축 차신호 S를 기준으로 사용함으로써 그 모든것을 가능하게 만든다.

상술된 적응신징장기의 일반적인 세가지 형태는 상호 배타적이 아니며, 실제로, 순열 및 조합의 변화로 결합될 수 있음이 물론 이해될 것이다. 예를들면, 제19도 및 제20도의 주파수보정 희로들중 하나 또는 다른것을 방금 기술한 적응 착수 및 희복 시간 신장기 특징부와 결합할 수 있다. 또한, 컴팬딩기술에 숙련된 사람들은, 압축 신호들을 신장하기 위한 적용기술들이 이것들을 요구하는 상황의 압축기들에도 똑같이 적용할수 있음을 인식할 것이다.

차 신호의 압축 버젼 S'와 함꼐 비압축 차신호 S를 전송함으로써 수신기에서 비압축 차신호를 이용하여 압축기를 어떤 캔팬딩 법칙에 적용시킬 수 있으며, 이는 주파수 응답, 착수 및 회복 시정수같은 수신된 신호의 다이내믹 변수들을 보호시키는 것을 가능하게 하므로, 원신호의 모든 변수들은 전송 시스템에 관계없이 자동적으로 저장될 수 있음이 이제 이해될 것이다.

비록 본 발명의 몇가지 특정 실시예가 예시되고 설명됐지만 그것들은 단지 예시를 목적으로 한 것으로서, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이제 제시될 수 있는 변경 및 변형예들은 첨부된 특허청구의 기술적 사상 및 범위내에 포함됨이 이해될 것이다.

예를 들어, 본 발명은 전술된 주파수 변조 시스템의에 진폭 변조, 상변조, 델타 변조, 펄스 및 펄스 코드변조를 포함하는 다른 변조에도 이용될 수 있다. 반송파는 가시 광선 또는 적외선 및 여러가지 형태중 어떤것일 수 있다. 블록 다이어그램으로 도시된 여러가지 기능은 이상적이고 불변적인 특성을 성취하기 위하여 여러가지 방법으로 충족될 수 있는 바, 예컨대, 전파 정류기 및 적분기는 통상 r.m.s 검출기를 포함한 여러가지 실시예로서 사용가능한 포락 검출기 형태이다

또한, 직각 성분 채널의 전술된 사용은 대역을 증가시키지 않고도 압축차 신호의 전송을 허용하여, 추가대역이 사용가능한 경우에는, S부반송파로 부터 완전히 주파수 분리된 추가 반송파를 이용하여 압축차 신호를 포할 수 있다.

Claims (21)

1. 스테레오 합신호 M에 의해 변조되는 고주파 반송파와 스테레오 차신호 S 및 그 스테레오 차신호의 압축된 신호 S'에 의해 변조되는 제1 및 제2부반송파를 수신하는 바이포닉 FM 입체 음향 방송 시스템에 있어서, 상기 스테레오 합신호 M, 상기 스테레오 차신호 S 및 상기 압축된 스테레오 차신호 S'를 유도하는 디멀티 플렉싱 수단, 상기 스테레오 차신호 S와 상기 압축된 스테레오 차신호 S' 쌍방에 응답하여, 상기 압축된 스테레오 차신호 S'를 신장시켜, 상기 스테레오 차신호 S의 진폭 레벨과 실질적으로 같은 진폭레벨을 갖는 잡음 감소된 스톄레오 차신호를 유도하는 신장 수단 및, 상기 잡음 감소된 스테레오 신호를 상기 스테례오 합신호 M과 조합하여 라이트 및 레프트 채널의 입체 음향 신호를 얻는 디메트릭스 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 신장기 수단이, 상기 스테레오 차신호 S 및 상기 압축된 스톄레오 차신호 S'를 얻도록 상기 제1 및 제2부반송파를 각기 복조시키는 제1 및 제2복조기(78,80) 상기 스테례오 차신호S와 압축된 스테레오 차신호 S'를 받아 이를 가산하여 합신호(S+S')를 얻도록 접속된 수단(84) 및, 상기합신호(S+S')를 신장시켜 상기 잡음 감소된 스테례오 차신호를 얻는 신장기 수단(86)을 포함하는 수신기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제l 및 제2부반송파가 동일 주파수이고 90^o위상 변위되어 있는 입체 음향FM 방송 시스템에 사용되며, 상기 고주파 반송파가 상기 부반송파의 주파수의 1/2의 주파수를 갖는 파이롯트 신호에 의해 또한 변조되며, 상기 디멀티플렉싱 수단은 상기 파이롯트 신호를 얻기 위한 수단(82)을 포함하며, 상기 제1 및 제2의 복조기가 상기 파일롯트 신호를 받도록 접속되어 있는 수신기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2부반송파가 동일 주파수이고 90^o위상 변위되어 있는 입체 음향FM 방송 시스템에 사용되며, 상기 고주파 반송파가 상기 부반송파의 주파수의 l/2인 주파수를 갖는 파이롯트 신호에 의해 또한 변조되고, 상기 디멀티 플렉싱 수단이 상기 파이롯트 신호를 얻기 위한 수단을 포함하며, 상기 신장기 수단은, 상기 파이롯트 신호를 받아 이 신호에 응답하도록 접속되어 있고, 상기 스테레오 차신호 S와 상기 압축된 스테레오 차신호 S'를 직각 변조하여 상기 S 및 S' 각각의 제곱의 합의 평방근을 나타내는 출력신호를 발생시키는 직각 복조기 수단(108) 및, 상기 출력신호를 신장시켜 상기 잡음 감소된 차신호를 얻는 신장기 수단(86)을 포함하는 수신기.
5. 제1항에 있어서, 상기 신장기 수단이 적응성이 있으며, 입력, 출력 및 제어단자를 지니는 전자적으로 제어가능한 가변 이득 디바이스(26'), 상기 압축된 스테레오 차신호 S'를 상기 가변 이득 디바이스의 압력에 인가시키는 수단(90), 상기 압축된 스테례오 차신호 S' 및 상기 스테레오 차신호 S 쌍방에 응답하여 제어신호를 발생시키고, 그 제어 신호를 상기 가변 이득 디바이스의 제어 단자에 인가하여 가변 이득 디바이스의 입력과 출력 사이의 이득이 상기 제어신호 값에 종속하는 값을 갖도록 하는 제어 신호 발생 수단(34)을 포함하는 수신기.
6. 제5항에 있어서, 상기 신장기 수단의 제어 신호 발생수단이, 상기 가변 이득 디바이스의 출력단자에서 발생되는 신호와 비례하는 신호를 상기 스테레오 차신호 S에 비례하는 신호와 동적으로 비교하여 상기신호 S 및 S' 사이의 비례하는 오차 신호를 발생시키는 비교기(138)를 포함하는 수단, 상기 오차신호를 처리하여 상기 제어신호를 발생시키는 수단(140)을 포함하는 수신기.
7. 제6항에 있어서, 상기 스테레오 차신호 S'를 상기 가변이득 디바이스에 인가시키는 상기 신장 수단의 구조는, 이 상기 스테레오 차신호 S와 상기 압축 스테레오 차신호 S'를 가산한 다음 이 결과의 합신호를 상기 가변이득 디바이스의 입력 단자에 인가시키는 수단(140)를 포함하고, 상기 제어신호 발생수단이, 상기 비교기 수단(138)에 의해 발생된 오차 신호의 동적 변화에 실질적으로 따르는 직류 신호로 되도록 하는 정류기 수단(134,148)을 포함하는 수신기.
8. 제7항에 있어서, 상기 제어 신호 발생 수단의 정류기 수단이, 스테레오 차신호 S에 응답하여, 상기스테레오 차신호 S의 동적 변화에 실질적으로 추종하고 그 진폭에 비례한 레벨을 갖는 제1의 정류 신호를발생시키는 제1의 정류기(l34)와 상기 제1정류 신호를 상기 비교기 수단에 인가하는 수단(136) 상기 가변이득 디바이스의 출력 단자에서 발생하는 신호에 응답하여, 가변 이득 수단으로부터의 출력 신호의 동적 번화에 실질적으로 추종하고 그 진폭에 비례하는 레벨을 갖는 제2의 정류 신호를 발생시키는 제2의 정류 수단(148) 및, 제2정류 신호를 상기 비교기 수단에 인가시키는 수단(150)을 포함하는 수신기.
9. 제8항에 있어서, 상기 신장 수단의 제어 발생 수단이, 상기 신호 S 및 S'의 레벨에 있어서 신속한 변화에도 불구하고 프로그램 변조된 잡음을 최소화시키도록 상기 제어 신호를 변경하기 위한 상이한 시정수를 지닌 신호 경로의 회로망으로 구성되어 있는 복수개의 컴플렉스 적분기 수단(136,150)을 포함하는 수신기.
10. 제9항에 있어서, 상기 비교기 수단으로부터 받도록 접속된 입력을 가지고 있고, 또한 상기 가변 이득 디바이스의 제어 단자에 접속된 출력을 갖는 만일의 적분 회로(174)를 포함하는 수신기.
11. 제9항에 있어서, 상기 컴플렉스 적분기 수단이, 상기 제1정류신호를 수신하도록 연결된 입력 및 상기 비교기 수단에 연결된 출력을 지니는 제1적분기 회로(136), 상기 제2정류 신호를 수신하도록 연결된 입력 및 상기 비교기 수단에 연결된 출력을 지니는 제2적분기 희로(l50)를 포함하는 수신기.
12. 제7항에 있어서, 상기 스톄레오 차신호 S가 상기 비교기 수단(180)에 직접 인가되고, 상기 제어 신호 발생 수단의 정류기 수단은 상기 정류된 오차 신호에 응답하여 그 오차 신호의 동적 변동에 실질적으로 추종하고 그 진폭에 비례하는 레벨을 지니는 정류된 오차 신호를 발생시키는 단일 정류기(188)를 포함하고,상기 제어 신호 발생 수단은 또한 상기 정류된 오차 신호를 변조하여 상기 제어 신호를 발생시키는 상이한 시청수를 지니는 신호 경로의 회로망으로 구성되어 있는 컴플렉스 적분 수단(192)를 포함하는 수신기.
13. 제5항에 있어서, 상기 압축 스테레오 차신호 S'를 상기 가변 이득 디바이스에 인가시키는 상기 신장수단에 있는 수단은 상기 스톄레오 차신호 S와 상기 압축 스데레오 차신호 S'를 가산하여 이 결과의 합신호를 상기 가변 이득 디바이스의 입력 단자에 인가시키는 수단을 포함하고, 상기 제어 신호 발생 수단은, 상기 합신호에 비례하는 신호를 상기 스테레오 차신호 S와 비례하는 신호에 내하여 동적으로 비교하여, 상기 S 및 S'사이의 차에 비례하는 오차 신호를 발생시키는 비교기 수단과 상기 오차 신호를 처리하는 수단을 포함하는 수신기.
14. 제13항에 있어서, 상기 신장기 수단의 제어 신호 발생 수단이 또한 상기 스데레오 차신호 S의 동적변화에 실질적으도 따르고 그 진폭에 비례하는 레벨을 가지는 제1의 정류 신호를 발생하여 이것을 상기 비교기 수단에 인가하는 제1의 정류기 수단, 상기 합신호의 동적 변화에 실질적으도 따르고, 상기 합신호의 진폭에 비례하는 레벨을 지닌 제2의 정류 신호를 발생시켜 이 신호를 상기 비교기 수단에 인가하도륵 상기 합신호에 응답하여 제2정류기 수단을 포함하고, 상기 오차 신호를 발생시키는 수단이 상이한 시정수를 지닌 신호 경로의 회로망으로 구성되는 적분기 수단을 포함하는 수신기.
15. 제14항에 있어서, 상기 오차 신호 처리 수단이 또한 상기 가변 이득 요소의 이득 특성에 적응되는 제어 신호를 발생시키도록 상기 적분기 수단으도부터 발생된 출력신호를 변경하는 회로 수단을 포함하는 수신기.
16. 제9항에 있어서, 상기 스톄레오 차신호 S를 상기 제1정류기 수단에 인가하는 수단이, 상기 제1정류기 수단에 스테레오 차신호 S의 선택 주파수 대역을 인가하는 제1필터 수단(280)을 포함하여, 상기 출력신호를 상기 가변 이득 디바이스로부터 상기 제2정류기 수단으도 인가시키는 수단은 상기 출력 신호의 선택 주파수 대역을 상기 제 2 정류기 수단에 인가시키도록 상기 제 1필터 수단과 실질적으로 동일한 통과특성을 지닌 제2필터 수단(296)을 포함하는 수신기.
17. 제1항 내지 제16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 디-메트릭스 수단에 접속되고, 상기 송신기가 종래의 2채널 입체 음향 방송을 재생시킬 수 있도록 상기 디메트릭스 수단에, 상기 잡음 감소된 차신호 대신에, 상기 스테레오 차신호 S를 연결시키도록 선택적으도 작동하는 스위치 수단(88,158)을 포함하는 수신기.
18. 송신기측에 있어서, 례프트 및 라이트 채널 신호의 합에 해당하는 합신호 M와 상기 레프트 및 라이트 채널 신호사이의 차에 해당하는 스테레오 차신호 S를 얻도록 상기 레프트 및 라이트 채닐 입채 음향 신호를 조합하는 메트릭스 수단(10), 상기 스테례오 차신호의 동적 범위를 압축하여 필요한 압축 법칙에 따라 압축된 압축 스테레오 차신호 S'를 발생시키도록 상기 메트릭스 수단에 접속되는 압축기 수단(16), 동일 주파수이며 위상이 90°이격된 두께의 부반송파 및 상기 부반송파 주파수의 절반인 주파수를 지니는 파일롯트신호를 발생시키는 수만(20), 각각의 부반송파를 상기 스테레오 차 및 압축 스데레오 차신호(s,s')중 각각의 신호로 진폭 변조하여 상기 부반송파의 주파수가 상기 변조된 부반송파 신호의 하측파내와 상기 합신호M의 주파수 내역폭사이의 주파수 갭을 확실하게 할 정도로 충분히 높고 상기 파일롯트 신호의 주파수가 상기 주파수 갭 범위내에 위치하는 두개의 양측파내 억압반송파 신호를 발생시키도록 상기 발생 수단, 상기압축기 수단 및 상기 매트릭스 수단에 접속되는 변조기 수단(14,18), 하나이상의 원격 수신기에 전송하기위하여 상기 변조된 부반송파 신호, 상기 파일롯트 신호 및 상기 합신호 M를 고주파 반송파상에 진폭변조시키도록 주파수 변조 수단(12)을 구비하고 있고, 수신기측에 있어서, 상기 주파수 변조된 고주파 반송파를 수신하고, 상기 스테레오 차신호 S 및 상기 압축된 스테레오 차신호 S'에 의해 각기 변조되는 상기 진폭변조된 부반송파와 상기 합신호 M을 얻는 유도 수단, 상기 진폭 변조된 부반송파 신호를 조합하여 이것을 복조시켜 조합 신호를 발생시키고, 그 조합 신호를 신장시켜 스테레오 차신호 S의 진폭 레벨과 실질적으로 같은 진폭 레벨을 갖는 잡음 감소된 스테레오 차신호를 얻는 복조기 수단을 포함하는 수단 및, 상기 잡음감소원 차신호를 수신한 다음 상기 잠음 감소된 차신호를 상기 합신호 M과 조합하여 상기 레프트 및 라이트 채널 입체 음향 신호를 얻도록 접속된 디-매트릭스 수단을 구비하고 있는 바이포닉 FM 라디오 송신시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 복조기 수단은 상기 스테레오 차신호 S 및 상기 압축 스톄레오 차신호 S'를 유도하도륵 상기 진폭 변조된 부반송파중 상이한 부반송파를 복조하는 제1 및 제2복조기를 각기 포함하며, 상기 조합수단은, 합신호(S+S')를 발생시키도록 상기 스테례오 차신호 S와 상기 압축 스테레오 차신호 S'를 가산하는 수단을 포함하고, 상기 신장 수단은 상기 잡음 감소된 스테레오 차신호를 얻도록 상기 합신호(S+S')를 신장시키는 신장기를 포함하는 바이포닉 라디오 송신 시스템.
20. 제l8항에 있어서, 송신기내의 압축기(16)가 미리 결정된 입력 신호 레벨에 이르기까지는 입력 신호레벨에 대하여 만일 기울기를 지니며 상기 미리 결정된 레벨 이상에서는 입력 신호 레벨에 대하여 무한대 기울기를 지닌 압축 특성을 갖는 바이포닉 FM 라디오 송신 시스템.
21. 제18항에 있어서, 송신기내의 압축기가 미리 결정된 제1레벨이하에서는 입력 신호레벨에 대하여 단일 기울기를 지니며 상기 미리 결정된 제1레벨보다 크고 더 큰 레벨로 미리 결정된 제2레벨보다 크고 더 큰 레벨도 미리 결정된 제2레벨보다 작은 입력신호 레벨에 대하여는 비교적 음의 기울기를 지니는 압축 특성을 갖는 바이포닉 FM 라디오 송신 시스템.

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