KR960001039B1 - 직렬 및 병렬회로 기술을 사용하여 동적범위를 변경시키기 위한 회로장치 - Google Patents

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Description

직렬 및 병렬회로 기술을 사용하여 동적범위를 변경시키기 위한 회로장치

제1도는 종래의 미끄럼 대역(sliding band)의 증배 효과를 도시한 이상적인 압축기의 응답 특성 곡선도.

제2도는 종래의 고정대역의 제한효과를 도시한 이상적인 압축기의 응답 특성 곡선도.

제3a도는 본 발명에 따른 병렬 연결된 고정 대역소자 및 미끄럼 대역소자의 정지 응답을 예시한 이성적인 압축기의 응답 특성 곡선도.

제3b도는 본 발명에 따른 병렬 연결된 고정 대역 소자 및 미끄럼 대역소자의 임계치들 바로 위에서 응답하는 이상적인 압축기의 응답 특성 곡선도로써, 상기 미끄럼 대역은 주파수의 위로 동작함을 예신한 곡선도.

제3c도는 본 발명에 따른 병렬 연결된 고정 대역소자와 미끄럼 대역소자의 임계치들 바로 위에서 응답하는 이상적인 압축기의 응답특성 곡선도로써, 상기 미끄럼 대역은 주파수의 아래로 동작함을 예시한 곡선도.

제4a도는 본 발명에 따른 병렬 연결된 고정 대역 소자와 미끄럼 대역소자를 가지며, 800Hz의 공통 코너 주파수(common corner frequency)를 가지는 고주파수회로 및 저주파수회로의 정지 응답을 도시한 이상적인 압축기의 응답 특성 곡선도.

제4b도는 제4a도와 동일한 고주파회로 및 저주파회로의 2개의 중요 신호들의 앞에서 응답하는 이상적인 압축기의 응답 특성 응답 곡선도.

제5도는 종래의 미끄럼 대역 회로의 블록 다이어그램.

제6도는 종래의 고정 대역 회로의 블록 다이어그램.

제7도는 제5도의 회로에서 사용되는 필터의 구성도.

제8도는 제5도의 회로에서 사용되는 상기 제7도와 다른 필터의 구성도.

제9도는 제6도의 회로에서 사용되는 FET감쇠기의 구성도.

제10도는 병렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 소자들을 가지는 동반형 잡음 감소 시스템에서 실시된 본 발명을 일반적으로 도시한 블록 다이어그램.

제11도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 병렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역들을 사용한 제1형태의 2중 통로 장치를 도시한 블록 다이어그램.

제12도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 병렬연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 단들을 사용한 제11형태의 2중 통로장치를 도시한 블록 다이어그램.

제13도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 병렬 연결된 고주파 및 저주파 고정 대역 및 미끄럼 대역 단들을 사용한 제I형태의 2중 통로 장치를 도시한 블록 다이어그램.

제14도는 직렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 소자들을 가지는 동반형 잡음 감소 시스템에서 실시된 본 발명을 일반적으로 도시한 블록 다이어그램.

제15도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 직렬연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 단들을 사용한 제I형태의 2중 통로 장치를 보이는 블록 다이어그램.

제16도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 직렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 단을 사용한 제II형태의 2중 통로 장치를 보이는 블록 다이어그램.

제17도는 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 고정대역 및 미끄럼 대역 단들과 병렬 연결된 고주파 및 저주파 측부통로들을 사용한 제I형태의 2중통로 장치를 보이는 블록 다이어그램.

제18도는 제13도 및 제17도의 장치에 관련된 응답 특성 곡선도.

본 발명은 신호의 동적 범위를 변경시키기 위한 위로장치, 즉 동적 범위를 압축하는 압축기와 동적범위를 신장하는 신장기에 관한 것이다.

본 발명은 오디오 신호 및 비디오(텔레비젼)신호를 포함한 여러 신호들을 취급하는데 유용하지만 특히 오디오 신호를 처리하는데 적당하다.

본 발명의 원리는 공지 기술들을 사용하여 발표된 실시예를 변화시켜 다른 신호들을 처리하는 것이다. 이러한 원리는 예를들어, 비디오 신호용 압축기들과 신장기들을 동시에 작동시키고 음질 제어 회로를 요하지 않는다.

압축기와 신장기는 통상 함께 사용되어(압신기 시스템)잡음을 감소시킨다. 즉, 신호는 전송 혹은 녹음전에 압축되고, 전송채널로부터 수신 또는 재생된 후에 신장된다. 그러나 압축기가 단독으로 사용되어 동적범위를 감소시키기도 하는데, 이러한 경우는 예를들어 압축된 신호가 최종 목적에 부합될때 차후에 신장하지 않고 전송 채널의 용량에 적합한 경우이다. 그밖에도 압축된 방송신호의 미리 기록된 신호를 전송 또는 녹음만 하려고 의도적으로 설계된 오디오 제품에서는 압축기만이 단독으로 사용되기도 한다. 또한 이미 압축된 방송신호나 미리 기록된 신호를 수신 혹은 재생만 하려고 의도적으로 설계된 오디오 제품에는 신장기만이 단독으로 사용된다. 어떤 제품에서는 신호를 녹음하기 위한 압축기와 압축된 방송신호 혹은 미리 기록된 신호를 재생하기 위한 신장기로써 설계된 단일 장치가 전환 모우드로 동작되도록 종종 설계되고 있다.

압축기, 신장기 및 이들 동반형태의 잡음 감소 시스템의 설계에 있어서 오랜 연구끝에 얻어낸 결론이 인가된 신호들에 대해 압축기와 신장기의 고도의 적응성 (adaptiveness)을 제공하는 것이다.

즉, 예를들면 압축기가 소정의 압축법칙에 따라 동적동작을 제공하는 중요한 신호 성분의 주파수를 제외한 전 동작 주파수 스펙트럼을 통해 일정한 이득을 제공하는 것이다.

이러한 상기 목적은 본 발명자에 의해 1965년 10월 11일자로 영국에 ˝컨퍼멀 이퀼라이제이션˝(conformal equalization)이라는 명칭으로 출원된 영국 특허 가명세서 제43136호에 상세히 기술되어 있다. 따라서 상기 가명세서(1965년 8월 11일과 1966년 1월 18일에 본 발명자에 의해 각각 출원된 영국 특허 가명세서 제34394호와 제02,368호와 함께)와 이들(미합중국 명세서 제3,846,719호와 제3,903,485호 포함)을 기본으로 하여 후속출원된 특허는 현재 널리 공지된 기술인 ˝대역 분할˝ 및 미끄럼 대역˝등의 기술들을 포함한 여러 기술들을 사용하는 것이다.

상기 대역분할 방법에 따르면, 스펙트럼이 다수의 주파수 대역으로 분할되는데, 이 주파수 대역은 각각 독립적으로 동작한다.

상기 방법에 있어서, 중요 신호 성분은 전체 스펙트럼을 통한 동적동작이 중요 신호 성분에 의해 영향을 받는 광 대역 방법과 대조적으로 전체 스펙트럼의 한 부분에선맘 동적동작(압축 또는 신장)을 수행한다. 따라서 대역 분할 시스템은 광 대역 시스템에서 보다 더 고도의 적응성이나 일치성을 제공한다.

이론적으로는 고 적응성이나 또는 일치 시스템이 전체 스펙트럼을 매우 큰 주파수 대역으로 분할 하는 것이 가능하지만 이러한 장치는 비용이 많이들고 설계시 복잡하기 때문에 만족할만한 동작효과를 얻기 위해서는 적당한 수의 주파수 대역을 설계시 임의로 선택해야 한다. 이중 공지된 상업적으로 성공한 대역분할 동반형 오디오 잡음감소 시스템(a-형 잡음 감소로써 상업적으로 공지됨)에 있어서의 대역의 선택은 4개를 사용하는 것이다. (Ray Dolby에 의해 ˝오디오 잡음감소 시스템˝이란 명칭으로 J. audio Eng, Soc.에 게재 ; 1967년 10월, 제15권 No. 4, 페이지 383-388).

그러나 이러한 시스템은 상기 대역이 분할되고 상술한 문제점들이 각 대역들로 한정되기 때문에 적은 정도를 제공하지만 광대역 잡음 감소 시스템에서와 동일한 문제점을 파생시킨다. 이러한 문제점들은 중요 신호 성분에 응답하여 이득이 변화할 때, 중요 신호성분에 의해 차폐(masked)되지 않은 주파수에서 잡음변조되고 신호 변조되는 것에 관련된 문제점과 잡음 감소 효과의 손실의 문제점을 포함하는데, 이러한 문제점들은 잡음 감소시스템의 설계분야에 이미 잘아려져 있다. 이러한 문제점은 주로 시스템이 중요 신호에 완전한 일치성을 제공하지 못하게 된다. 이러한 문제점들은 또한 상기 시스템에 있어서 완전한 가청 보상도에 큰 영향을 끼친다. 예를들어, 만약 전송채널의 응답이 압축기와 신장기의 통과대역에서 불규칙적이면, 신장기에서 신호변조가 보상되지 않는다.

상기 중요 신호 성분은 고려한 주파수 대역에서 동적 동작에 영향을 주는 실질적으로 충분한 레벨을 가지는 신호 성분이다.

복잡한 신호 조건들에는 하나의 중요성분이나 또는 중요신호성분과 부-중요신호성분보다 더많은 신호성분을 가진다. 신장기와 압축기의 상보성에 따른 압신기 시스템에 있어서, 모든 신호 성분들은 한정된 압축/신장 법칙에 따라서 압축/신장되어야, 중요 신호 성분(동적 동작에 영향을 주는 다른 신호)를 포함한 신호 스펙트럼이 신장기에 있어서 그들의 수정레벨로 복귀될 수 있다.

그러나 상기 기술은 공지되어 있는 트래킹 필터 기술의 압신기시스템과, 필터의 동작이 규정된 압축/신장법칙에 적용받지 않고 다수의 신호를 발생치 않는 소위 ˝싱글 엔드(single ended) 잡음감소 시스템(재생 신호에서만 동작함)을 사용하여야 한다.

증가된 적응성이나 일치성을 달성하기 위한 다른 방법은 제한성을 얻기 위해 신호 종속 가변 필터링을 사용한 미끄럼 대역에 관한 기술이다. 일반적으로, 하나이상의 가변 필터들(즉, 고역통과, 저역통과, 셀프, 노치 등)의 차단 또는 전이 주파수(또는 주파수들)가 중요 신호 성분을 압축 또는 신장하도록 상기 중요 신호 성분이 이동한다.

단일 고주파 대역에서만 동작하는 미끄럼 대역은 미합중국 명세서 제28,426호와 제4,490,691호에 기술되어 있다. 소비자들에게 공지된 상술한 동반형의 오디오 잡음 감소 시스템, 즉 B-형 잡음 감소시스템을 기본으로 하여 구성한 시스템은 2중 통로장치에서 가변 필터와 직렬로 연결된 고정된 고역 통과 필터를 가지는 측부 통로를 포함한다.

2중 통로 장치에서의, 압축 또는 신장 특성은 동적 동작을 가지는 하나이상의 정지 또는 측부통로와 동적동작에 본질적으로 무관한 주통로를 사용하여 얻어진다. 상기 측부 통로나 또는 통로들은 상기 주 통로의 입력단자나 또는 출력단자로부터 그들의입력을 취하며, 그들의 출력단자 또는 출력단자들은 압축 또는 신장하기 위해 주통로와 가산적 또는 감산적으로 결합된다. 일반적으로 측부 통로는 제한 또는 가변 감쇠를 제공하며, 측부 통로가 주통로와 연결 방법에 있어서는 측부통로가 주통로 신호 성분을 부스트(boost)(압축을 제공하기 위해) 및 버크(buck)(신장을 제공하기 위해) 여부를 결정한다. 이러한 2중 통로장치는 미합중국 특허 명세서 제3,846,719호, 제3,903,485호, 제4,490,691호 및 제28,426호에 상세히 기술되어 있다.

상술한 동반형의 오디오 잡음 감소 시스템용 단일 통로장치(즉, 동적 동작이 단일 신호 통로에서 수행되는)에 있어서의 고주파 가변 셀빙 필터는 미합중국 특허 명세서 제3,911,371호에 기술되어 있다.

미합중국 특허명세서 제3,665,345호의 제1도 및 제2도의 실시예는 측부 통로가 그 정지 조건하의 전 통과 특성을 가지는 가변셀빙 필터를 구성하는 것으로 설명되어 있다. 압신기 시스템에 대해 가변셀빙 응답을 제공하기 위한 다른 방법은 미합중국 특허 명세서 제3,934,190호에 기술되어 있다.

이러한 미끄럼 대역 장치에 있어서 하나의 결점은 중요 고주파 신호 성분의 출현시 가변 필터 전이 주파수가 상기 신호 성분위로 이동하여, 잡음감소가 제공되는 저주파수에서 주파수영역을 제한한다는 점이다.

잡음 감소가 대역 분할 시스템에서보다 훨씬 더 현저하게 손실되고, 이와 관련된 측부에서의 잡음 변조 및 신호변조는 미끄럼 대역 시스템에서의 고유한 증배효과 때문에 고정된 대역장치에서 보다 그 효과가 적다. 이러한 효과는 미끄럼 대역 시스템의 압축 방법에서 파생된다. 예를들어, 고주파신호에 대해, 이득감소가 2dB이면 가변 필터의 차단 주파수는 필터 기울기를 따른 감쇠를 행하는데 필요한 정도로 이동되어야 한다. 그러나 저파수에서는 새로운 필터차단 주파수에서 제거되며, 상기 효과는 가능한 가청신호나 또는 잡음 변조와 함께 대부분의 잡음 감소의 계속적인 손실과 함께 동작 동작을 5dB 또는 10dB 행한다.

다시말해서, 상기 예에서의 중요 신호의 2dB 변화는 상기 중요신호에서 제거된 주파수에서 5dB 또는 10dB의 이득 변화를 가져온다. 제1도는 이러한 효과를 도시한 이상적인 압축기의 응답 특성 곡선을 예시한 것이다. (본 명세서의 설명을 통해 여러 도면에 도시된 응답 특성 곡선은 압축기의 특성이며, 각 신장기 특성은 압축기 특성을 보상한다.) 비교적 드문 조건인, 초고주파 중요신호성분(예를들어 캠벨 : cymbals)이 미끄럼 대역의 필터에 의해 제어될 때, 신장기가 압축기를 적당히 트래킹하지 못해 출현하는 중요치 않은 중간 대역 신호성분이 가청변조된다.

이러한 문제점을 ˝중간 대역 변조 효과˝라 부르는데, 이러한 문제점을 해결하기 위한 한 방법이 상기 미합중국 특허 명세서 제4,490,690,691호에 설명되어 있다.

고정 대역 장치에서는 중요 신호 성분에 응답하여 주파수 대역(광대역이든 또는 대역분할 시스템의 한 주파수 대역이든)을 통해 동일한 량의 이득감소가 행해진다. 따라서, 신호변조 또는 잡음 변조가 행해지는 동안 상술한 증배효과가 행해지지 않는다. 즉, 중요 신호 성분의 레벨에서의 2dB의 변화는 중요 신호 성분이 제거된 주파수에서 2dB의 이득변화를 가져오지만, 잡음 감소 효과를 고려할때 이러한 이득 변화는 고정 대역 장치에서 중요 신호 성분에 응답하여 제한될때 동작 주파수 대역내의 어떤 곳에서도 전체 잡음 감소가 행해지지 않게 된다. 제2도는 이러한 효과를 도시한 것이다. 상기 제2도는 비록 증배효과를 가져오지 않지만, 고정대역 동작이 행해지는 전체 주파수 대역을 통해 잡음 및 신호 변조가 행해진다.

전술한 결점에도 불구하고 미끄럼 대역 장치의 중요 신호 성분의 위(또는 미끄럼 대역시스템이 주파수의 하부에서 동작하는 경우 중요 신호 성분의 아래)의 주파수에서 전체 잡음 감소 효과가 얻어진다는 점이다. 따라서 각각의 결점 (즉, 증배되지 않지만 고정대역 동작 영역을 통해 잡음 및 신호를 변조하는 고정대역의 결점과 중간 대역에서 변조하는 미끄럼 대역의 결점)없이 고정 대역과 미끄럼 대역 시스템의 장점들 (즉, 증배 변조효과가 없는 고정대역의 장점과 중요신호 주파수위에서 신호 또는 잡음을 최소변조하는 고정대역의 장점)을 가지는 장치가 얻어진다.

비록 대역분할 장치의 분할 주파수 대역에서 고정대역과 미끄럼 대역의 동작을 행하고 동일한 주파수 대역내에서 하나의 동적동작보다 그 이상의 동작을 행하여도, 그리고 동일한 주파수 대역에서 동시에 상술한 동작들을 행하여도 종래의 장치에서는 상술한 바와 같은 고정 대역 및 미끄럼 대역에서와 같은 동작이 행해지지 않는다.

본 발명은 고정 대역 및 미끄럼 대역의 동작 특성이 동일 주파수 대역이나 또는 겹친 주파수 대역에서 나타나고, 압축기, 신장기 및 압신기형의 잡음 감소 장치에 의해 ˝컨퍼멀 이퀼라이제이션˝의 개념이 용이하게 달성될수 있는 개념을 기본으로 한 것이다.

실제로 이러한 개념은 병렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 회로 소자들 즉, 2중 통로 장치의 병렬 연결의 단일 통로 장치나 또는 병렬의 측부 통로에 의해 달성된다. 비교적 저 압축비들을 사용하면 상기 결과는 직렬 장치의 상술한 소자들에 의해 달성되어 전체비(적)는 신호 채널의 적당한 값을 초과하지 않게 된다.

예를들어 1.5 : 1의 비를 가진 두 직렬 연결된 소자들은 테이프레코오더 채널에 2.25의 전체 비를 제공한다. 제어 증폭기의 이득은 낮아지고, 하부 소자들의 임계치는 상부 소자들에 의해 발생된 신호 이득을 보상하기 위하여 상승하면, 직렬 연결된 압축기 소자들의 효과는 동일한 동적 영역에서 발생한다.

본 발명의 기술을 사용하면 상기 두가지 특성의 장점이 얻어지는 반면에 상술한 결점을 제거할수 있다. 따라서, 미끄럼 대역 특성과 고정 대역 특성이 동일한 주파수범위(광대역 또는 한정된 대역)에서 가변적으로 선택되면, 상기 정지결합 특성은 두 정지특성이 서로 같기 때문에, 어느 한쪽을 취한 정지 특성과 동일한 특성을 나타낸다. 중요 신호 성분이 이들의 주파수 범위내에 나타날 때, 각 반응 특성, 즉, 고정 대역 특성은 전체 주파수 범위에서 균일한 레벨로 하강하고, 미끄럼 대역 특성은 미끄러지기 시작한다.

이러한 변화가 발생할 때, 정지조건하(제3a도)에서 하나의 특성으로 나타난 두 특성이 얻어진다. 상기 결합 특성은 상기 중요 신호 주파수 위(또는 아래 : 미끄럼 대역이 주파수의 위쪽으로 작용하느냐 또는 아래쪽으로 작용하느냐에 따라)에서 미끄럼 대역 특성으로 나타나고, 중요 신호 주파수 아래(또는 위)에서 고정대역 특성으로써 나타난다.

제3b도는 미끄럼 대역이 중요신호 주파수의 위에 있는 예를 도시한 것이며, 제3c도는 미끄럼 대역이 중요 신호 주파수의 아래에 있는 예를 도시한 것이다. 두 동작 점이 상기 중요 신호의 주파수에서 분할된다. 따라서, 효과면에 있어서 미끄럼 대역 특성의 적용을 안받는 영역은 기본 레벨을 제공하는 고정 대역 특성으로 보충된다. 즉, 중요 신호 성분에 응답하여 가변 동작을 선택한다.

따라서, 고정 대역과 미끄럼 대역의 장점이 얻어지고 상술한 결점이 제거된다. 최대 잡음 감소와 최소 변조가 미끄럼 대역 특성이 나타나는 중요 신호의 위(또는 아래)에서 행해지는 반면에 잡음 감소의 손실이 피해지고, 신호 변조 및 잡음 변조가 고정대역 특성의 출현에 의해 중요 신호의 아래(또는 위)에서 행해진다.

따라서, 만약 상기 미끄럼 대역 만이 작용하면 중요 주파수 아래(또는 위)에서 증배효과가 발생하지 않으며, 또한 이들이 효과적인 범위에서 최대 값보다 약간 적은 특성을 가지지만 중요 주파수의 위(또는 아래)에서 미끄럼 대역 특성의 장점을 제공한다.

제3a, 3b 및 제3c도의 특성 곡선은 능동 및 광대역이 대역 측부 통로를 고정할 때 주 통로 및 두개의 측부 통로들을 가지는 2중 통로 장치에 의해 형성된다. 미끄럼 대역의 측부 통로는 단극 고역 통과 특성 또는 저역 통과 특성의 전체통과 정지 특성을 가진다. 만약 단일의 각 측부 통로가 10dB을 제공하면 합산된 두측부 통로는 약 14.5dB을 제공한다. 따라서 정지 특성은 평편한 14.5dB의 광대역을 제공한다. 이와 유사한 특성이 직렬 연결된 2단 측부의 2중 통로 회로에 의해 발생되는데, 한 회로는 상술한 바와 같은 미끄럼 대역의 측부 통로를 가지며, 다른 회로는 광대역의 고정 대역 측부 통로를 가진다. 병렬 또는 직렬 장치에 중요 신호가 출현하면 상기 두 특성들이 발생하고, 상기 두 특성들이 발생하는 영역(즉, 미끄럼 대역이 작용하는 영역)이 두 특성들이 그들의 전체 값들(비록 미끄럼 대역 특성이 10db 레벨에 유지되지만 고정 대역이 전 범위에 걸쳐 감쇠되어 그들의 합이 전최대값보다 적은 값)에 있을때의 최대치보다 적은 합상 특성을 가진다. 만일 두 단일 통로 병렬 소자들이 사용되면 전체 포텐셜 엑세스 효과(total potential excess effect)는 2중 통로에서의 4.5dB 대신에 6dB이 발생된다. 이것이 바로 2중 통로 회로의 다른 장점이다.

고주파 대역 및 저주파 대역에서 각각 가변 동작 선택의 고정대역/미끄럼 대역 특성을 가지는 대역분할 장치를 제공하면 좀더 적당한 장치가 얻어질수 있다. 고주파 대역에서는 미끄럼 대역이 주파수의 위쪽으로 동작하고, 저주파 대역에서는 미끄럼 대역 주파수의 아래쪽으로 동작한다. 정지 조건하에서 상기 특성들은 겹쳐 평평한 전체 특성을 제공한다. 주파수 대역(즉, 오디오 시스템의 경우 800Hz의 중간부의 공통 정지 코너 주파수와 완만한 필터 경사(즉, 6db/ octave)를 선택하면, 처리중 상기 대역의 실제부분의 도처에 있는 고주파 대역과 저주파 대역에 대해 중요 신호를 양호하게 트래킹한다. 이러한 장치의 정지 응답곡선은 제4a도에 도시되어 있다. 2개의 중요 신호들은 결국 고정 대역에서는 중요 신호들 사이에서 그리고 미끄럼 대역에서는 최대잡음 감소가 행해지는 주파수의 위와 아래에서 응답한다.

압축기와 신장기에 사용하기 적당한 미끄럼 대역 회로와 고정대역 회로는 공지된 기술로써, 제5도는 여러방법(즉, 도시된 바와 같은 단일 통로 압축기, 연산 증폭기의 귀환 루우프에 상기 회로를 배치시킨 단일 통로 신장기, 2중 통로 압축기의 측부통로 또는 2중 통로 신장기의 측부통로)으로 사용할수 있는 음향 신호들을 처리하기 위한 종래 기술의 미끄럼 대역 회로의 블록 다이어그램을 도시한 것이다. 제5도는 블록 다이어그램에 따른 고주파 미끄럼 대역 장치의 회로는 미합중국 특허 명세서 제28,426호, 제4,490,691호, 제4,498,060호에 상세히 설명되어 있다.

제6도는 단일 통로 장치나 또는 2중 통로 장치의 측부 통로에서 압축기나 또는 신장기로 사용할수 있는 음향 신호들을 처리하기 위한 종래기술의 고정대역 회로의 블록 다이어그램을 도시한 것이다. 제6도의 블록 다이어그램에 따른 고정 대역장치의 회로는 미합중국 특허 명세서 제3,846,719호, 제3,903,485호, 제4,498,060호에 상세히 기술되어 있다.

본 발명에 유용한 미끄럼 대역 및 고정 대역 회로는 음향 신호를 처리하는데, 국한되지 않고 전술한 형태의 회로 뿐만 아니라 미합중국 특허 명세서 제4,490,691호에 설명된 바와 같은 공지 변형 회로도 포함하며, 또한 하기와 같은 미합중국 특허 명세서의 다른 공지된 미끄럼 대역 회로와 고정 대역 회로를 포함한다(미끄럼 대역 장치 : 미합중국 특허 명세서 제3,846,719호, 제3,903,485호, 제3,911,371호, 제3,934,190호, 제4,306,201호, 제4,363,066호, 제4,363,007호, 고정대역 장치 : 미합중국 특허 명세서 제4,306,201호, 제4,363,007호).

상기 인용한 특허 명세서에는 2중 통로 장치에서의 압축기와 신장기와 같은 회로의 동작과 연산 증폭기의 귀환 루우프내에 이들을 위치시킴으로써 상보적인 신장기로써 동작하는 압축기에 관하여 설명하고 있다.

제5도에 관하여 언급하면, 미끄럼 대역 회로는 고정필터(2)와, 가변 필터(4)와, 오버슈트(overshoot)를 압축하기 위하여 비선형 제한기(8)에 연결된 출력 단자를 가지는 증폭기(6)로 구성되어 있다. 상기 오버슈트 압축 단의 출력은 이 회로 출력단에 인출되고 또한 증폭기(10)를 가지는 제어 회로에도 인가된다.

제어회로의 상기 증폭기(10)의 출력은 반파 정류기(12)에 공급된 다음 가변 필터(4)에 제어 신호를 공급하기 위한 평활 필터(14)에 인가된다. 상기 고정 필터(2)는 간단한 단극 Rc필터를 사용한다.

상기 가변 필터(4)는 전계효과 트랜지스터(FET)의 소오스-드레인 통로가 FET게이트에 인가된 제어 전압에 의해 가변 저항기로서 동작하게 되는 간단한 단극 Rc필터를 사용한다.

제7도는 상기 가변 필터(4)는 차단 주파수가 증가하는 제어신호의 전압 레벨에 응답하여 위쪽으로 이동하는 고주파 미끄럼 대역 회로의 고정 및 가변 필터 장치를 도시한 것이다.

제8도는 상기 가변 필터(4)의 차단 주파수가 증가하는 제어신호 전압 레벨에 응답하여 아래쪽으로 이동하는 저주파 미끄럼 대역 회로의 고정 및 가변 필터 장치를 도시한 것이다. 제7도에 있어서, 고정 필터는 커패시터(16)와 분로 저항기(18)가 직렬로 연결되고, 가변 필터(4)는 병렬로 연결된 저항기(20), 직렬로 연결된 커패시터(22) 및 게이트 단자에서 제어 신호를 수신하는 분로 FET(24)로 구성되어 있다. 커패시터(16)와 저항기(18)은 고역 통과 필터를 구성하며, 저항기(20), 커패시터(22) 및 FET(24)는 고역 통과 셀빙 필터를 구성한다. 상기 저항기(20)는 가변 필터(4)를 가변 고역 통과 필터로 변화 시키기 위하여 생략될 수 있지만, 이 저항기(20)는 상기 필터를 통해 큰 위상 이동을 피하는데 필요하다. 제8도에서, 고정 필터는 인덕터(26)와 분로 저항기(28)로 직렬로 연결되어 구성되고, 가변 필터(4)는 병렬 연결된 저항기(30), 직렬연결된 인덕터(32) 및 그 베이스단자에서 제어 신호를 수신하는 분로 FET(24)로 구성된다. 상기 인덕터(26)와 저항기(28)는 저역 통과 필터를 구성하고, 저항기(30), 인덕터(32) 및 FET(24)는 저역 통과 셀빙 필터를 구성한다. 상기 저항기(30)는 제7도에 예시한 저항기(20)와 동일한 목적으로 사용된다. 실제 사용에 있어서, 인덕터(26)와 저항기(28)는 직렬 저항기와 분로 커패시터로 교체할수 있으며, 접지안된 인덕터(32)는 연산 증폭기들을 사용한 공지된 쟈이어레이터 회로(gyrator circuitsj)로 대신할수 있다.

제7도는 제8도의 장치에 있어서, 정지 조건하에서 상기 FET는 핀치-오프(pinch-off)되고, 가변 필터(4)는 전체 통과 필터가 된다. 따라서, 고정 필터(2)는 상기 회로의 주파수 응답을 결정한다. 신호 조건에서 상기 FET가 전도되기 시작하고 가변 필터 코너 주파수가 상승하며, 고정 필터의 코너 주파수 위에서 상기 회로의 주파수 응답을 결정한다. 제5, 6, 7 및 8도의 장치에서 고정 필터(2)를 생략할수 있지만, 가변 필터 코너 주파수가 고정 필터의 주파수 근처에서 발생하는 전체 필터의 부가적인 날카로운 특성이 바람직한 특성이다.

다시 제5도를 언급하면, 증폭기(10)는 상기 회로가 필요한 감쇠를 제공하는데 필요한 협 대역(가변 필터 코너 주파수의 미끄럼에 의해)을 제공하도록 저 주파회로인 경우에 저 주파수에서 또는 고주파 회로의 경우에는 고주파수에서 증가된 이득을 제공하기 위한 주파수 웨이팅(frequency weighiting)을 포함한다.

평활 필터(14)는 음향 신호(즉, 음절 제어)를 처리하기 위하여 적당한 어택(attack)과 작은 시정수를 제공한다.

제6도를 언급하면, 고정 대역 회로가 FET감쇠기(36)와, 오버슈트를 압축하기 위해 비선형 제한기(40)에 연결된 출력단자를 가지는 증폭기(38)을 가진다. 상기 증 폭기(38)와 제한기(40)는 제5도의 증폭기(6)와 제한기(8)와 동일하다. 오버슈트 압축단의 출력은 이 회로의 출력 단에 인출되고, 또한 증폭기(42)를 가지는 제어 회로에 인가된다. 상기 제어 회로내의 증폭기의 출력은 전파정류기(46)를 구동하는 분상기(44)에 공급된 후 평활 필터(48)에 인가된다. 전파 정류는 제5도의 미끄럼 대역 장치에서 행하며, 반파 정류는 제6도의 고정 대역 장치에서 한다. 전파 정류는 매우 정확한 제어 신호를 제공하지만 경비가 비싸게 드는 결점이 있다.

상기 FET감쇠기는 제9도에 도시된 바와 같이 간단한 분압기로써 구성되어 있다. 상기 FET의 소오스-드레인 통로는 직렬 저항기(52)와 함께 간변 저항기 분로로써 동작한다. 따라서, 상기 회로는 광대역 가변 감쇠를 제공한다. 제6도의 FET감쇄기(36)의 앞에 입력 단자와 직렬로 대역 한정 필터를 연결함으로써 상기 필터에 의해 한정된 주파수 대역에서만 고정 대역이 효과적으로 작동한다.

제10도는 본 발명의 병렬 개념에 따른 압신기 시스템의 한 일반적 장치를 도시한 것이다. 이 장치에 있어서, 고정 대역 압축기(54)와 미끔러 대역 압축기(56)는 병렬로 연결되어 있고, 각 압축기는 동일한 입력을 수신하고, 그들의 각 출력은 전송 채널에 공급하기 위하여 합산 수단(58)에서 합성된다. 전송 채널의 출력은 이 압축기의 상보형 신장기에 공급된다. 이러한 장치에 신장기가 제공되는 것은 공지되었다. 고정대역 및 미끄럼 대역압축기들이 각각 동작하는 주파수 대역들은 동일하거나 또는 적어도 겹친다. 고저 대역 및 미끄럼 대역 압축기들과 신장기를 각각이 동적 동작을 제공하는 신호 레벨들의 범위는 적은 범위의 데시벨내에서 실질적으로 동일하다. 상기 압축기들은 상술한 장치들중의 어느 하나를 이용한다. 압축기나 또는 신장기 소자들의 병렬장치(즉, 상기 소자들이 병렬로 연결되고, 그 출력이 합산되는)의 전압 전달함수를 다음과 같은 식으로 나타내진다.

[수학식 1]

Vout=Vin[t1(s)+t2(s)+t3(s)+……]

여기서 Vin은 인가전압, Vout은 출력 전압, tl(s), t2(s), …등은 각 병렬 소자의 전달 함수를 나타낸다. 상기 전달 함수들은 함께 가산되고, 각 소자들은 독립적으로 동작한다.

제11도는 상술한 장치를 좀더 구체적으로 도시한 것인데, 제5도 내지 제9도에 관련하여 기술된 고정 대역 및 미끄럼 대역 회로가 제I형태의 2중 통로 압신기 시스템(미합중국 특허 명세서 제3,846,719호에 기술된 형태)의 측부 통로에 위치된다. 상기 장치는 입력 신호를 고정 대역 단(68), 미끄럼 대역 단(70) 및 주통로(72)에 인가하는 압축기(66)를 가진다. 상기 단들(68)(70)의 출력은 합산수단(74)에서 합성된 다음 합성 수단(76)에서 주통로의 신호 성분과 합성되어 압축기의 출력으로서 전송 채널에 공급된다. 따라서, 상기 측부 통로의 신호 성분은 압축기를 동작시키는 주통로의 신호 성분을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력은 상기 압축기(66)와 상보형태의 신장기(78)에 인가된다.

상기 신장기(78)는 상기 전송 채널의 출력을 수신하고 상기 고정 대역 단(68)의 합산치를 감산하는 입력합산 수단(80)과 이 합산 수단(80)의 출력이 인가되는 미끄럼 대역 단(70)을 가진다.

따라서, 상기 측부통로의 신호 성분들은 신장기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다. 상기 합상 수단(80)은 이 신장기의 출력 신호를 인출하고, 상기 단들(68)(70)에 입력을 제공하는 주 통로(84)에 인가되는 출력을 가진다.

제12도에 있어서, 제II형태의 2중 통로 장치(미합중국 특허 명세서 제3,903,485호에 기술된 형태)는 압축기(86)을 가지는데, 이 압축기(86)는 입력신호와, 고정 대역 단(68)과 미끄럼 대역 단(70)의 합산 신호를 수신하는 입력 합산 수단(88)을 가지며, 상기 고정 대역 단(68)과 미끄럼 대역 단(70)의 출력은 합산수단(90)에서 합성된다. 상기 합산 수단(88)은 주 통로(92)에 인가되는 출력을 가지며, 상기 주 통로(92)는 전송 채널에 압축기의 출력에 인출하며, 또한 압축기의 단들(68)(70)에 그 출력을 인가한다. 따라서, 상기 측부 통로의 성분들은 압축기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력은 상기 압축기(86)와 상보 형태의 신장기(94)에 인가된다. 상기 입력 신호는 고정 대역 단(68)과, 미끄럼 대역 단(70)과, 주 통로(96)에 공급된다. 상기 단들(68)(70)의 출력은 합산 수단(98)에서 합성된 다음에 신장기의 출력을 공급하기 위해 합산 수단(100)에서 주 통로의 신호 성분은 감산된다. 따라서, 측부 통로의 신호 성분들은 신장기의 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다.

상술한 바와 같은 장치는 고주파 및 저주파 대역들을 분할하는 형태의 압축기 또는 신장기를 제공하는데, 상기 각 대역은 병렬 연결된 미끄럼 대역 단 및 고정 대역 단들(즉, 고주파 고정 대역단이나 소자, 고주파 미끄럼 대역단, 저주파 고정 대역 단 미 저주파 미끄럼 대역 단)로 구성된다. 상기 병렬 연결 단들은 미합 중국 특허 명세서 제3,846,719호, 제3,903,485호, 제28,426호, 제4,490,691호에 기술된 바와 같은 제I 또는 II형태의 2중 통로의 측부 통로로써 또는 스탠드 어로운 동적 범위 변경장치(stand alone dynamic range modification devices)로써 사용될수 있다. 양호하게, 각각의 동일한 코너 주파수를 가진 단극 필터들이 사용되어 4단들의 결합된 정지 응답 곡선은 평편하다. 오디오 시스템에 있어서 고주파 및 저주파 단의 양호한 코너 주파수는 약 800Hz이다. 만약 상기 고주파 단들이 800Hz의 코너 주파수를 가지면, 상기 필터들은 6dB/옥타브의 완만한 경사를 가지며 100Hz 또는 200Hz 만큼 낮은 동작이 행해진다. 만약 저주파단이 800Hz의 코너 주파수를 가지면, 6kHz 내지 8kHz만큼 높은 동작이 행해진다. 따라서 보통 음악의 대부분 에너지를 가지는 대역인 200Hz 내지 6kHz의 범위에 놓여있는 신호들에 대해서 상기 고주파 및 저주파 단들이 효과적인 신호 트래킹 효과를 제공해 준다. 예를들어, 후술할 바와 같이, 상기 범위의 중요신호에 대한 전체 응답은 두 미끄럼 대역들과, 중요 신호의 위와 아래에서 행해진다. 하나이상의 중요 신호에 대한 응답은 고정 대역에서는 최상의 중요 신호와 최하의 중요 신호 사이에서 미끄럼 대역에서는 최상 및 최하신호의 위와 아래에서 각각 응답한다.

제13도는 상술한 형태의 대역 분할 장치를 도시한 것이다. 미끄럼 대역 단들은 상술한 회로들 중에서 이용한다. 고정 대역 및 미끄럼 대역 단들(미끄럼 대역 단들의 경우에 정지 코너 주파수) 모두에 대하여 양호하게 동일한 코너 주파수가 사용된다.

고주파 미끄럼 대역단들이 동작되면, 그들의 코너 주파수가 신호 레벨들의 상승에 따라 정지 주파수의 위로 미끄러진다. 또한, 저주파 미끄럼 대역단들의 동작되면, 그들의 코너 주파수가 신호 레벨들의 상승에 따라 정지 주파수의 아래로 미끄러진다.

제13도의 장치는 제I형태의 압신기로써 도시되었지만, 제II형태가 사용될 수도 있다. 상기 장치는 압축기(102)를 가지며, 그 입력 신호는 고주파 고정 대역단(104)과, 고주파 미끄럼 대역단(106)과, 저주파 고정 대역단(108)과, 저주파 미끄럼 대역단(110)과, 주통로(112)에 각각 공급된다. 상기 단들(104)(106)(108)(110)의 출력은 합산 수단(114)에서 합성된 다음 합산수단(116)에서 주 통로의 신호 성분들과 합성되어 전송 채널에 압축기의 출력으로 제공된다. 따라서, 상기 측부 통로으 신호 성분들은 압축기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력은 상기 압축기와 상보 형태인 신장기(118)에 공급된다. 상기 신장기(118)는 상기 전송 채널의 출력을 수신하고, 고주파 고정 대역 단(104), 고주파 미끄럼 대역 단(106), 저주파 고정 대역 단(108), 및 저주파 미끄럼 대역 단(110)의 출력 합산 신호를 감산하는 입력 합산 수단(120)을 가지는데, 상기 수단들의 출력 합산 신호들은 합산 수단(122)에서 합성된다. 따라서, 상기 측부 통로의 신호 성분들은 신장기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다.

합산수단(120)은 주통로(124)에 인가되는 그 출력을 가지며, 상기 주통로(124)는 신장기 출력을 인출하고, 상기 단들(104)(106)(108)(110)에 그 출력을 공급한다.

제14도는 본 발명의 직렬 개념에 따른 압신기 시스템의 일반적인 장치를 도시한 것이다. 고정 대역 압축기(103)과 미끄럼 대역 압축기(132)는 직렬로 연결되며, 고정 대역 압축기(130)는 입력을 수신하고, 미끄럼 대역 압축기(132)에서 인출되는 전체 압축기의 출력은 전송 채널에 공급한다. 상기 전송 채널의 출력은 상보형 고정 대역 신장기(136)와 직렬로 연결된 상보형 미끄럼 대역 신장기(134)에 인가된다. 이 시스템의 출력은 신장기(136)의 출력 단자로부터 인출된다. 고정 대역 및 미끄럼 대역의 압축기들과 신장기들의 각각이 동작되는 주파수 대역은 실질적으로 동일하거나 또는 적어도 겹친다. 고정 대역 및 미끄럼 대역의 압축기들과 신장기들의 각각이 동적 동작을 행하는 신호 레벨들은 실질적으로 같다. 상기 압축기들과 상보형 신장기들은 전술한 장치들중 어떠한 장치를 사용한다.

압축기나 또는 신장기 소자들의 직렬 장치의 전압 전달 함수는 다음과 같은 식으로 나타내진다.

[수학식 2]

Vout=Vin[t1(s)t2(s)t3(s)……]

여기서 Vin은 인가 전압, Vout은 출력 전압, t1(s), t2(s), …등은 각 직렬 소자의 전달 함수를 각각 나타낸다. 상기 전달 함수들은 서로 시간을 곱한다.

제15도는 상기 장치를 좀더 구체적으로 도시한 것으로써, 제5도 내지 제9도에 관련하여 기술된 바와 같은 고정 대역 및 미끄럼 대역 회로들은 압신기 시스템(미합중국 특허 명세서 제3,846,719호)의 직렬형 2중 통로 압축기들과 신장기들의 측부 통로에 위치한다. 상기 장치는 입력 신호를 고정 대역 단(140)과 주통로(142)에 인가하는 고정 대역 압축기(138)를 가진다. 상기 단(140)의 출력은 합산 수단(144)에서 주 통로의 신호 성분과 합성된 후 미끄럼 대역 압축기(146)의 출력으로써 인출된다. 상기 미끄럼 대역 압축기는 미끄럼 대역 단(148)과 주 통로(150)를 가지며, 이 미끄럼 대역 단(148)과 주통로(150)는 고정 대역 압축기의 출력을 수신한다. 상기 단(148)의 출력은 합산 수단(152)에서 주통로의 신호 성분과 합성된 후 전송 채널에 전체 압축기의 출력으로써 인출된다. 각 압축기의 측부 통로의 신호 성분들은 압축기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력은 압신기 시스템의 신장기에 공급되는데, 이 신장기는 상보형 고정 대역 신장기(156)와 직렬로 연결된 상보형 미끄럼 대역 신장기(154)를 포함한다.

신장기(154)는 전송 채널의 출력을 수신하고, 미끄럼 대역단(148)의 출력을 감산하는 입력 합산 수단(158)을 가진다. 또한 신장기(156)는 미끄럼 대역 신장기(154)의 출력을 수신하고 고정 대역 단(140)의 출력을 감산하는 입력 합산 수단(160)을 가진다.

따라서 측부 통로의 신호 성분은 신장기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다. 신장기들의 직렬 연결 순서는 압축기들의 연결 순서와 상보적이다.

제16도는 직렬 연결의 제II형태의 2중 통로 압신기 장치(미합중국 특허 명세서 제3,903,485호 기술된 형태)를 도시한 것으로, 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 바와 같은 고정 대역 및 미끄럼 대역 회로들이 직렬 연결의 측부 통로들에 사용된다. 상기 장치는 입력 신호가 입력 합산 수단(164)에 인가되는 고정대역 압축기(162)를 가지며, 상기 입력 합산수단(164)은 고정 대역 단(140)의 출력을 수신하여 인가된 신호 성분들과 합성한다. 상기 합성 수단(164)는 그 출력을 주통로(166)에 공급하며, 상기 주통로(166)는 고정 대역의 압축기의 출력을 미끄럼 대역의 압축기(168)에 공급한다. 상기 압축기(168)는 미끄럼 대역 단(148)의 입력과 압축기(162)의 출력을 합성하는 입력 합산 수단(170)을 가진다. 상기 합산 수단(170)은 그 출력을 주통로(172)에 공급하며, 상기 주통로(172)는 그 입력을 미끄럼 대역 단(148)에 공급하고, 전송 채널에 압축기의 전체 출력으로써 인출한다. 각 압축기의 측부통로의 신호 성분들은 압축기를 동작시키는 주통로의 신호성분들을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력을 상보형 고정 대역 신장기(176)와 직렬로 연결된 상보형 미끄럼 대역 신장기(174)를 포함하는 압신기 시스템의 신장기에 공급된다. 신장기(174)에의 입력은 미끄럼 대역 단(148)과 주통로(176)에 공급된다. 미끄럼 대역 단(148)의 출력은 고정 대역 신장기(178)에 출력을 제공하는 합산수단(178)에서 주통로의 신호를 감산한다. 신장기(178)의 입력은 고정 대역 단(140)과 주통로(180)에 인가된다. 고정 대역 단(140)의 출력은 합산 수단(182)에서 주 통로의 신호를 감산시켜 전체시스템의 출력을 인출한다. 측부 통로의 신호 성분들은 신장기를 동작시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다.

상기 신장기들의 직렬 연결 순서는 상기 압축기들의 연결 순서와 상보적 관계로 연결된다.

전술한 바와 같은 유용한 장치는 고주파 및 저주파 대역들을 대역 분할하는 형태의 압축기나 또는 신장기가 제공되며, 각 대역은 제5도 내지 제9도와 관련하여 기술된 형태의 직렬 연결된 미끄럼 대역 및 고정 대역 단들로 구성된다. 상기 직렬 연결된 고주파 및 저주파 단들은 미합중국 특허 명세서 제3,846,719호, 제3,903,485호, 제28,426호 및 제4,490,691호에 설명된 바와 같은 제I 또는 II형태의 2중 통로 장치의 측부 통로나 또는 스탠드 어로운 동적 범위 변경 장치와 같이 2개의 병렬 통로로 배열된다. 양호하게, 각각 동일한 코너 주파수를 가진 단극필터들이 사용되어 상기 단들의 결합된 정지 응답은 평편하다.

오디오 시스템에 적당한 고주파 및 저주파 단들의 코너 주파수는 약 800Hz이다. 만약 상기 고주파 단들이 800Hz의 코너 주파수를 가지면, 100Hz 또는 200Hz의 저주파의 동작이 행해지고 상기 필터의 6dB/옥타브의 완만한 경사를 가진다. 만약 상기 저주파 단들이 800Hz의 코너 주파수를 가지면, 6kHz 내지 8kHz의 고주파수의 동작이 제공된다. 따라서 전형적인 음악의 대부분의 에너지를 가지는 대역, 즉 200Hz 내지 6kHz의 범위에 걸쳐 고주파 및 저주파 단들이 효과적인 신호 트래킹 효과를 제공한다.

예를들어, 후술할 바와 같이 상기 범위내의 단일 중요 신호에 대해 두 미끄럼 대역, 즉 상기 중요 신호의 위와 아래에서의 전체 응답한다. 하나 이상의 중요 신호에 대하여 상기 응답은 고정대역에서는 최상 중요 신호와 중요 신호 사이, 미끄럼 대역에서는 최상의 중요 신호와 최하의 중요 신호의 위와 아래에서 각각 응답한다.

제17도는 상술한 형태의 대역분할 장치를 도시한 것이다.

상기 미끄럼 대역 단들은 상술한 회로들 중의 한 회로를 사용한다. 동일한 코너 주파수가 양호하게 고정대역 및 미끄럼 대역 단(미끄럼 대역 단의 경우에 정지 코너 주파수) 모두에 대하여 사용된다. 고주파 미끄럼 대역 단들이 동작 되어야 그들이 코너 주파수가 신호 레벨들이 상승함에 따라 정지 주파수의 위로 미끄러진다. 저주파 미끄럼 대역 단들이 동작되어야 그들어 코너 주파수가 신호 레벨들의 상승에 따라 정지 주파수의 아래로 미끄러진다.

제17도는 입력 신호가 주통로(186)와 두 병렬 연결된 측부 통로에 인가되는 압축기(184)를 가진다. 고주파 측부 통로는 직렬 연결된 고주파 고정 대역 단(188)과 고주파 미끄럼 대역 단(190)을 가지며, 저주파 측부 통로는 저주파 고정 대역 단(192)과 저주파 미끄럼 대역 단(194)을 가진다. 두 측부 통로의 출력들은 합산수단(196)에서 합성된 다음 합성 수단(198)에서 주통로의 신호 성분들과 합성된 다음 전송 채널에 전체 압축기의 출력을 인출한다. 따라서, 상기 측부 통로의 신호 성분들은 압축기를 동작 시키는 주통로의 신호 성분들을 부스트한다. 상기 전송 채널의 출력은 상기 압축기(184)와 상보 형태의 신장기(200)에 공급되며, 상기 신장기(200)는 전송 채널의 출력을 수신하고 고주파 및 저주파 측부 통로들의 합산 신호를 감산하는 입력 합산 수단(202)을 가진다. 상기 합산 수단(202)은 전체 시스템의 출력이 인가되는 주통로(204)와 연결되며, 상기 측부 통로의 입력들은 직렬 연결된 고주파 고정 대역 및 미끄럼 대역단들(188)(190)과 직렬 연결된 저주파 고정 대역 및 미끄럼 대역 단들(192)(194)에 공급된다. 상기 측부 통로의 출력들은 상기 입력 합산 수단(202)에 공급되기 전에 합산 수단(206)에서 합성된다. 상기 측부 통로의 신호 성분들은 신장기를 동작 시키는 주통로의 신호 성분들을 버크한다. 제17도의 장치는 제1 형태의 신장기가 도시되었지만, 제II형태의 신장기가 사용될 수도 있다.

제11도 내지 제17도에 있어서, 각 압축기와 신장기의 주통로는 동적 범위에 대하여 선형이고, 상기 측부 통로 단들의 합의 레벨은 주통로의 최대 레벨보다 일반적으로 낫다. 상기 전송 채널은 어떤 형태의 기억 또는 전송 매체를 포함하고, 압축기로부터의 아날로그 신호 성분들을 다른 형태(예를들면 디지탈)로 변환하거나 엔코우드하기 위한 수단과, 엔코우드된 신호들의 저장 또는 전송 수단과, 상기 엔코우드된 신호들을 아날로그 신호성분으로 변환 및 디코우드하기 위한 수단을 포함한다. 상기 직렬 연결된 고정 대역 및 미끄럼 대역 압축기들의 배열 순서는 제14도 내지 제17도에 도시된 바와 같으며, 선택적으로, 미끄럼 대역 압축기는 상기 고정 대역 압축기의 위쪽에 위치시킬 수도 있다. 상보성을 위하여 상기 신장기 회로들은 제14도 내지 제17도의 장치의 압축기 회로의 배열 순서와 역순으로 배열된다. 제어 증폭기의 이득이 낮아지고 하부 소자들의 임계치들이 상부 소자들에 의해 발생된 신호의 이득을 보상하기 위하여 상승하면, 상기 직렬 연결된 압축기 소자들의 효과는 실질적으로 동일한 동적 영역에서 발생된다. 상기 시스템의 신장기에 있어서 제어 증폭기의 이득은 상승되고 상부 소자들의 임계치는 낮아져야 한다.

제18도는 제17도의 장치의 압축기(184)와 제13도의 장치의 압축기(102)의 정지 특성을 나타낸 곡선이다. 4단 모두에 대한 공통 코너 주파수는 800Hz이다. 상기 곡선은 또한 단극 필터들의 6dB/옥타브 스커트(skirts)의 실질적인 겹침을 보인다.

Claims (9)

1. 입력신호의 동적범위를 변경시키기 위한 회로에 있어서, 고정대역 가변이득 회로수단(54) ; 미끄럼 대역 회로수단(56) ; 적어도 부분적으로 동일한 주파수 및 레벨 영역내에서 동작하는 상기 고정대역 가변이득 회로수단 및 미끄럼 대역 회로수단 ; 상기 회로수단들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 수단 ; 입력신호를 상기 회로수단의 직렬 또는 병렬 장치에 커플링시키는 수단 ; 및 상기 회로수단의 직렬 또는 병렬 장치로부터 출력신호를 인출하기 위한 수단을 포함하는 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 회로수단들(54,56) 중 최소 1개는 제한된 주파수 대역내에서 동작하고, 그 회로수단은 적어도 부분적으로 정지 상태하의 동일한 주파수 범위내에서 동작하는 것을 특징으로 하는 회로.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 회로 수단들(54,56)이 병렬회로경로로 배치되는 것을 특징으로 하는 회로.
4. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 회로 수단들(130,132 ; 134,136)이 직렬회로경로로 배치되는 것을 특징으로 하는 회로.
5. 선행하는 청구항들 중 어느항에 있어서, 상기 고정대역 가변이득회로수단이 제1 및 제2고정대역 가변이득회로들(108,104)을 포함하고, 각각이 대역제한 필터를 가지며 그 필터들은 실질적으로 동일한 차단 전압을 가지고, 상기 제1고정 대역가변이득회로(108)에 포함된 대역제한필터는 입력신호와 주파수 스펙트럼 하위부의 한 대역을 제한하고 상기 제2고정대역 가변이득회로에 포함된 대역제한필터는 입력신호의 주파수 스펙트럼 상위부의 한 대역을 제한하며, 이때 상기 미끄럼 대역 회로수단이 제1 및 제2미끄럼 대역 회로들(110,106)을 포함하고, 상기 제1미끄럼대역 회로(110)의 정지시 필터 특성은 상기 제1고정대역 가변이득 회로(108)의 대역제한 필터에 의하여 제한되는 것과 실질적으로 동일한 대역을 제한하며 상기 제2미끄럼 대역회로(106)의 정지시 필터 특성은 상기 제2고정대역 가변이득회로(104)의 대역제한 필터에 의하여 제한되는 것과 실질적으로 동일한 한 대역을 제한하고, 제1미끄럼 대역회로는 주파수상으로 하향 편이던 차단 주파수를 가지며 제2미끄럼 대역회로는 주파수상 상향 편이된 차단 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 회로.
6. 제3항에 있어서, 상기 고정대역 가변이득회로수단 및 미끄럼대역 회로수단은 제작기 전압전달 함수들(t₁(S), t₂(S))을 가지며, 회로수단의 병렬장치는 Vin으로 표시된 입력신호성분들이 인가될 때 출력전압(Vout)이 이하와 같이 Vout=Vin[t₁(S)+t₂(S)]으로 표시되는 전달함수를 갖는 것을 특징으로 하는 회로.
7. 제4항에 있어서, 상기 고정대역 가변이득회로수단 및 미끄럼 대역회로수단은 제각기 전압전달함수(t₁(S), t₂(S))를 가지고, 상기 회로수단의 직렬장치는 Vin으로 표시된 입력신호성분이 인가될 때 출력전압(Vout)이 이하와 같이 Vout=Vin[t₁(S)·t₂(S)]으로 표시되는 전달함수를 갖는 것을 특징으로 하는 회로.
8. 전압 전달함수들(t₁(S), t₂(S))로 표시되는 2개의 회로 특성 동작들이 있어서 상기 전달함수들 중 하나는 고정대역가변이득 특성을 나타내고 다른 전달함수는 미끄럼 대역 특성을 나타내며 상기 특성 동작들은 적어도 부분적으로나마 실질적으로 동일한 주파수 및 레벨 영역내에서 조작될 때 상기 2개의 회로특성 동작들을 선택하는 단계 ; 및 전압(Vin)으로 표시되는 입력신호성분들이 인가될 때 출력전압(Vout)이 이하와 같이 Vout=Vin[t₁(S)+t₂(S)]으로 표시되도록 회로 특성을 조작하는 단계를 포함하는 주파수 대역내에서 입력신호성분들의 동적 범위를 변경시키는 방법.
9. 전압전달 함수들(t₁(S), t₂(S))로 표시되는 2개의 회로 특성 동작들이 있어서 상기 전달함수들 중 하나는 고정대역가변이득 특성을 나타내고 다른 전달함수는 미끄럼 대역 특성을 나타내며 상기 특성 동작들은 적어도 부분적으로 실질적으로 동일한 주파수 및 레벨 영역내에서 조작될 때 상기 2개의 회로특성 동작들은 선택하는 단계 ; 및 전압(Vin)으로 표시되는 입력신호성분들이 인가될 때 출력전압(Vout)이 이하와 같이 Vout=Vin[t₁(S)·t₂(S)]으로 표시되도록 회로 특성을 조작하는 단계를 포함하는 주파수 대역내에서 입력신호성분들의 동적 범위를 변경시키는 방법.

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