NL192860C - Circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal such as, for example, an audio signal. - Google Patents
Circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal such as, for example, an audio signal. Download PDFInfo
- Publication number
- NL192860C NL192860C NL8105775A NL8105775A NL192860C NL 192860 C NL192860 C NL 192860C NL 8105775 A NL8105775 A NL 8105775A NL 8105775 A NL8105775 A NL 8105775A NL 192860 C NL192860 C NL 192860C
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- signal
- control signal
- circuit
- frequency
- band
- Prior art date
Links
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 title claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 44
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 44
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 27
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 24
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 14
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 14
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 47
- 230000004044 response Effects 0.000 description 28
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000499 effect on compression Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
- H03G7/06—Volume compression or expansion in amplifiers having semiconductor devices
- H03G7/08—Volume compression or expansion in amplifiers having semiconductor devices incorporating negative feedback
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
- H03G9/12—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers having semiconductor devices
- H03G9/18—Combinations 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
- H03G9/025—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers frequency-dependent volume compression or expansion, e.g. multiple-band systems
Landscapes
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
1 1928601 192860
Schakelingsinrichting voor het modificeren van de dynamiek-omvang van een ingangssignaal zoals bijvoorbeeld een audio-signaalCircuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal such as, for example, an audio signal
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schakelingsinrichting voor het modificeren van de 5 dynamiek-omvang van een ingangssignaal, omvattende een met het ingangssignaal gevoed, frequentie-selectief dynamiekmodificatie-orgaan met een serieschakeling, bestaande uit een frequentieselectieve schakeling met een doorlaatfrequentieband en een blokkeerfrequentieband, waarbij de doorlaat-frequentieband de frequentieband van het ingangssignaal bepaalt waarbinnen de modificatie van de dynamiek-omvang plaatsvindt, en waarbij blokkeerbandsignaalcomponenten van het ingangssignaal 10 gedempt bevat zijn in het uitgangssignaal van de frequentieselectieve schakeling; en een dynamiekmodificatie-orgaan, voor het uitvoeren van de dynamiekmodificatie van signaalcomponenten binnen de doorlaatband of een verschuiving van de hoekfrequentie van de doorlaatband volgens maatge-ving van een stuursignaal, en omvattende een stuursignaaiopwekkingsschakeling met een gelijkrichtorgaan, voor het van het uitgangssignaal van het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan afleiden van een 15 eerste stuursignaalcomponent die een maat is voor de doorlaatsignaalcomponenten en voor de gedempte blokkeerbandsignaalcomponenten (conclusie 1).The present invention relates to a circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal, comprising a frequency-selective dynamics modifier with a series circuit fed with the input signal, consisting of a frequency-selective circuit having a transmission frequency band and a blocking frequency band, wherein the transmission frequency band determines the frequency band of the input signal within which the modification of the dynamics magnitude takes place, and wherein blocking signal components of the input signal 10 are damped in the output signal of the frequency selective circuit; and a dynamics modifier, for performing the dynamics modification of signal components within the passband or shifting the angular frequency of the passband according to a control signal, and comprising a control signal generating circuit having a rectifier, for determining the output signal of the frequency selective dynamics modifier deriving from a first control signal component that is a measure of the pass signal components and of the damped blocking band signal components (claim 1).
Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een dergelijke schakelingsinrichting, waarbij het dynamiekmodificatie-orgaan in het bijzonder geschikt is voor het uitvoeren van een verschuiving van de hoekfrequentie van de doorlaatband volgens maatgeving van een stuursignaal en waarbij de stuursignaalop-20 wekkingsschakeling met het gelijkrichterorgaan geschikt is voor het van het uitgangssignaal van het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan afleiden van het volledige stuursignaal (conclusie 13).The present invention further relates to such a circuit arrangement, wherein the dynamics modifier is particularly suitable for effecting a shift of the cross-band angular frequency according to a control signal size, and wherein the control signal generating circuit with the rectifier member is suitable for deriving the complete control signal from the output signal of the frequency-selective dynamics modifier (claim 13).
Schakelingsinrichtingen die de dynamiek-omvang van ingangssignalen modificeren zijn compressie-schakelingen (compressoren), die de dynamiek-omvang comprimeren, en expansieschakelingen (expanders), die de dynamiek-omvang expanderen. De uitvinding is in het bijzonder nuttig voor de behandeling van 25 audiosignalen, doch kan ook bij andere signalen toegepast worden.Circuit devices that modify the dynamics magnitude of input signals are compression circuits (compressors) that compress the dynamics magnitude, and expansion circuits (expanders) that expand the dynamics magnitude. The invention is particularly useful for the treatment of audio signals, but can also be applied to other signals.
Schakelingsinrichtingen van de in de aanhef omschreven soort zijn bekend uit het Duitse octrooischrift 2.035.479.Circuit devices of the type described in the opening paragraph are known from German Patent Specification 2,035,479.
De bekende inrichting is een tweewegschakeling. waarbij het ingangssignaal in een hoofdweg en in een verdere weg wordt ingevoerd, en waarbij de uitgangssignalen van deze beide wegen gewogen worden 30 opgeteld voor het vormen van het uitgangssigras1' van de schakelingsinrichting. De bekende schakelingsinrichting is van het schuifbandtype. In de verce weg van de schakeling bevindt zich een variabel filter waarvan de hoekfrequentie door het stuursig" ?: verschoven wordt. Dit is een uitwerking van hieronder nader toegelichte bekende basisschakelings\ . : anten voor het modificeren van de dynamiek-omvang van ingangssignalen.The known device is a two-way circuit. wherein the input signal is input into a main road and into a further road, and the output signals of these two roads are weighted together to form the output sigras 1 'of the circuit arrangement. The known circuit arrangement is of the sliding band type. Far away from the circuit is a variable filter whose angular frequency is shifted by the control. This is an elaboration of known base circuit antennas further explained below to modify the dynamics magnitude of input signals.
35 De bekende inrichting is gevoelig voor sturing door ongewenste signalen, voornamelijk signaalcomponenten of ruis in de blokkeerfrequentieband. Dergelijke storingen veroorzaken modulatie-effecten in het frequentiespectrum van het uitgangssignaal van de schakelingsinrichting.The known device is sensitive to control by unwanted signals, mainly signal components or noise in the blocking frequency band. Such disturbances cause modulation effects in the frequency spectrum of the output signal from the circuit device.
De uitvinding beoogt deze nadelige modulatie-effecten te beteugelen en een schakelingsinrichting te verschaffen waarin de invloed van de ongewenste signaalcomponenten verminderd is.The object of the invention is to curb these adverse modulation effects and to provide a circuit arrangement in which the influence of the unwanted signal components is reduced.
40 Hiertoe is de uitgevonden schakelingsinrichting gekenmerkt door ten minste één verdere stuursignaalop-wekkingsschakeling, waaraan het ingangssignaal, het uitgangssignaal van het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan of het uitgangssignaal van de schakelingsinrichting is aangelegd; die een gelijkrichterorgaan omvat; en die geschikt is voor het opwekken van een verdere stuursignaalcomponent die gecombineerd wordt met de eerste stuursignaalcomponent voor het opwekken van het stuursignaal, 45 waardoor de modificatie van de dynamiek-omvang door het dynamiekmodificatie-orgaan minder afhankelijk is van blokkeerbandsignaalcomponenten met een hoog niveau (conclusie 1), of heeft de in de aanhef genoemde verdere schakelingsinrichting het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling een serieschakeling omvat, bestaande uit een blokkeerbandsignaalcomponenten-accentueerorgaan, een begrenzingsorgaan voor het bepalen van de maximale amplitude van de blokkeerbandsignaalcomponenten 50 in het stuursignaal, en een blokkeerbandsignaalcomponenten-deaccentueerorgaan voor het opheffen van de werking van het blokkeerbandsignaalcomponenten-accentueerorgaan bij signaalniveaus onder de drempelwaarde van het begrenzingsorgaan, waardoor de modificatie van de dynamiek-omvang door het dynamiekmodificatie-orgaan minder afhankelijk is van blokkeerbandsignaalcomponenten met een hoog niveau (conclusie 13).For this purpose, the invented circuit arrangement is characterized by at least one further control signal generating circuit to which the input signal, the output signal of the frequency selective dynamics modifier or the output signal of the circuit arrangement is applied; comprising a rectifier member; and which is capable of generating a further control signal component which is combined with the first control signal component for generating the control signal, 45 so that the modification of the dynamics magnitude by the dynamics modifier is less dependent on high level blocking band signal components (claim 1), or the further circuit arrangement mentioned in the preamble, is characterized in that the control signal generating circuit comprises a series circuit consisting of a blocking band signal components highlighting means, a limiting means for determining the maximum amplitude of the blocking band signal components 50 in the control signal, and a blocking band signal components. the highlighter for canceling the operation of the blocking band signal component highlighter at signal levels below the threshold of the limiter, making the dynamics magnification modification less dependent on the dynamics modifier is aware of high level blocking band signal components (claim 13).
55 De dynamiek-werking van het dynamiekmodificatie-orgaan van de schakelingsinrichting spreekt zodanig aan op toenemende niveaus van de lineair opgetelde combinatie van de doorlaatbandsignaalcomponenten en de blokkeerbandsignaalcomponenten, dat de dynamiek-werking bij ingangssignalen met hoog niveau 192860 2 minder sterk op blokkeerbandsignaalcomponenten reageert. Dat wil zeggen, dat de schakelingsinrichting bij laag niveau van het ingangssignaal in hoofdzaak functioneert als een conventionele compressor of expander. Bij ingangssignalen met hoog niveau wordt de compressor- of expanderwerking echter gemodificeerd door de (verdere) stuurschakelingen volgens de uitvinding, zodat de genoemde nadelige ruis- en 5 signaal-modificatie-effecten die optreden in de inrichting volgens de stand der techniek onderdrukt worden. Het aldus volgens de uitvinding beheersen van het modulatieprobleem wordt in het navolgende aangeduid met de term ’’modulatie-sturing”.The dynamics operation of the dynamics modifier of the circuit arrangement is so responsive to increasing levels of the linearly summed combination of the passband signal components and the blocking band signal components that the dynamics operation of high level input signals 192860 2 is less responsive to blocking band signal components. That is, the low level circuitry of the input signal functions primarily as a conventional compressor or expander. However, at high level input signals, the compressor or expander operation is modified by the (further) control circuits of the invention, so that the aforementioned adverse noise and signal modification effects that occur in the prior art device are suppressed. Thus controlling the modulation problem according to the invention is hereinafter referred to as the term "modulation control".
Voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding worden gedefinieerd door de volgconclusies.Advantageous embodiments of the invention are defined by the subclaims.
Hierna volgt een uiteenzetting van de algemene stand der techniek op het onderhavige vakgebied.The following is an explanation of the general state of the art in the art.
10 Compressie-organen en complementaire expansïe-organen worden veelal tezamen gebruikt (een compander-stelsel) voor het bewerkstelligen van een vermindering van ruis: het signaal wordt voor uitzending of registratie gecomprimeerd en na ontvangst of afspelen uit het transmissie-kanaal geëxpandeerd. Echter kunnen compressie-organen opzichzelf worden gebruikt voor het verminderen van de dynamiek-omvang, bijvoorbeeld voor aanpassing aan de capaciteit van een transmissiekanaal, zonder dat 15 daarop expansie volgt, namelijk wanneer het gecomprimeerde signaal voor het einddoel voldoende is. Bovendien worden compressie-organen opzichzelf gebruikt in bepaalde producten, in het bijzonder audio-producten, die zijn bedoeld voor het uitsluitend doorgeven of vastleggen van gecomprimeerde uitzendingen of tevoren geregistreerde signalen. Expansie-organen worden los gebruikt in bepaalde producten, in het bijzonder audio-producten die bedoeld zijn voor het uitsluitend ontvangen of afspelen van 20 reeds gecomprimeerde uitzendingen of te voren geregistreerde signalen. In bepaalde producten, in het bijzonder producten voor het registreren en afspelen van audio-signalen, wordt een enkel toestel vaak uitgevoerd voor werking door omschakeling als een compressie-orgaan voor het vastleggen van signalen en als een expansie-orgaan voor het afspelen van gecomprimeerde uitzendingen of te voren vastgelegde signalen.Compression members and complementary expansion members are often used together (a compander system) to effect noise reduction: the signal is compressed before transmission or recording and expanded from the transmission channel after reception or playback. However, compression means can be used per se to reduce the dynamics size, for example to adapt to the capacity of a transmission channel, without expansion following it, namely when the compressed signal is sufficient for the end target. In addition, compression means are used by themselves in certain products, especially audio products, which are intended to transmit or record compressed broadcasts or pre-recorded signals only. Expansions are used separately in certain products, in particular audio products intended to receive or play back already compressed broadcasts or pre-recorded signals only. In certain products, particularly audio signal recording and playback products, a single device is often configured for switching operation as a compression means for recording signals and as an expansion means for playing compressed broadcasts or pre-recorded signals.
25 De mate van compressie of expansie kan worden uitgedrukt in dB. Bijvoorbeeld betekent 10 dBThe degree of compression or expansion can be expressed in dB. For example, 10 dB means
compressie dat een ingangsdynamiek-omvang van N dB wordt gecomprimeerd tot een uitgangsomvang van (N - 10) dB. In een ruis-onderdrukkingsstelsel wordt gezegd dat 10 dB compressie, gevolgd door 10 dB complementaire expansie, 10 dB ruisonderdrukking oplevert.compression that an input dynamics magnitude of N dB is compressed to an output magnitude of (N - 10) dB. In a noise suppression system, 10 dB of compression, followed by 10 dB of complementary expansion, is said to provide 10 dB of noise reduction.
De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een schakeling voor het modificeren van de dynamiek-30 omvang van een ingangssignaal welke schakeling een bi-lineaire karakteristiek heeft (waarin "lineair” in dit verband betekent constante versterking), welke karakteristiek bestaat uit: 1) een lineair deel op laag niveau tot aan een drempelwaarde, 2) een niet-lineair deel (met veranderende versterking) op tussenniveau boven de drempelwaarde en tot aan een eindpunt, dat een vooraf bepaalde maximale compressieverhouding of expansieverhouding verschaft, 35 en 3) een lineair deel op hoog niveau met een versterking die verschilt van de versterking van het deel op laag niveau.The invention particularly relates to a circuit for modifying the dynamics magnitude of an input signal which circuit has a bi-linear characteristic (in which "linear" in this connection means constant gain), which characteristic consists of: 1) a linear part at low level up to a threshold value, 2) a non-linear part (with changing gain) at an intermediate level above the threshold value and up to an end point, which provides a predetermined maximum compression ratio or expansion ratio, 35 and 3) a linear high level part with a gain different from the gain of the low level part.
De karakteristiek wordt een bi-iineaire karakteristiek genoemd omdat er twee delen zijn met althans nagenoeg constante versterking.The characteristic is called a bi-linear characteristic because there are two parts with at least almost constant gain.
40 In de praktijk zijn de drempelwaarde en het eindpunt niet altijd goed gedefinieerde "punten". De twee overgangsgebieden waar het deel op tussenniveau overgaat in het deel met het lage niveau, respectievelijk het deel met het hoge niveau, kunnen elk variëren in vorm van een vlak verlopende kromme tot een steile kromme, afhankelijk van de stuureigenschappen van het compressie-orgaan en het expansie-orgaan.40 In practice, the threshold and end point are not always well-defined "points". The two transition areas where the intermediate level portion merges into the low level portion and the high level portion, respectively, may each vary in shape from a smooth curve to a steep curve depending on the steering characteristics of the compression member and the expansion organ.
De aandacht wordt er hierop gevestigd dat een schakeling met een bi-lineaire karakteristiek een andere 45 is dan een schakeling die behoort tot één van twee klassen, namelijk: (a) een logaritmische of niet-lineaire schakeling met hetzij een vaste of een veranderende helling en zonder lineair gedeelte, dat wii zeggen dat de versterking over de gehele dynamiek-omvang verandert; (b) een schakeling met een karakteristiek met twee of meer delen waarvan slechts één deel lineair is ("uni-lineair").Attention is drawn to the fact that a circuit with a bi-linear characteristic is a different 45 from a circuit belonging to one of two classes, namely: (a) a logarithmic or non-linear circuit with either a fixed or a changing slope and without a linear part, which means that the gain changes over the entire dynamics range; (b) a circuit with a characteristic of two or more parts of which only one part is linear ("uni-linear").
50 De uitvinding is eveneens van toepassing op uni-lineaire schakelingen, zoals hierna nog wordt toegelicht. Een schakeling met een bi-lineaire karakteristiek heeft bijzondere voordelen en vindt ruime toepassing.The invention also applies to uni-linear circuits, as will be explained below. A circuit with a bi-linear characteristic has special advantages and is widely used.
De drempelwaarde kan worden ingesteld boven het ingangsruisniveau of het transmissiekanaal-ruisniveau teneinde de mogelijkheid van besturing van de schakeling door ruis uit te sluiten. Het hoge niveau-deel met althans nagenoeg constante versterking vermijdt een niet-lineaire behandeling van sterke signalen die 55 anders vervorming zou introduceren.The threshold can be set above the input noise level or the transmission channel noise level to exclude the possibility of noise control of the circuit. The high level portion with substantially constant gain avoids nonlinear handling of strong signals that would otherwise introduce 55 distortion.
Twee goed bekende soorten bi-lineaire schakelingen worden hier aangehaald als schuifbandketens en vaste-band (of gespleten band of multiband)-ketens.Two well known types of bi-linear circuits are referred to here as shearband and fixed band (or split band or multiband) chains.
3 1928603 192860
Schuifbandketens roepen de gespecificeerde gewenste karakteristiek voor het geval van hoogfrequente audio-compressie of -expansie op door hoogfrequente ondersteuning (voor compressie) of onderdrukking (voor expansie) toe te passen door middel van een hoog doorlaatfilter met een variabele benedenhoek-frequentie. Wanneer het signaainiveau in de hoge frequentieband toeneemt, schuift de filterhoekfrequentie 5 naar boven om zo de ondersteunde of onderdrukte band te versmallen en het nuttige signaal uit te sluiten van de ondersteuning of de onderdrukking. Voorbeelden van dergelijke ketens worden gevonden in de Amerikaanse octrooischriften Re 28.426, 3.757.254, 4.072.914, 3.934.190 en in de Japanse octrooiaanvrage 55.529/71. Dergelijke ketens kunnen ook worden uitgevoerd om te werken bij een lage frequentie in welk geval de laagfrequente ondersteuning of onderdrukking wordt verkregen door middel van een laagdoorlaat-10 filter met een variabele bovenhoekfrequentie.Shearband chains evoke the specified desired characteristic for the case of high-frequency audio compression or expansion by applying high-frequency support (for compression) or suppression (for expansion) through a high-pass filter with a variable lower angle frequency. As the signal level in the high frequency band increases, the filter corner frequency 5 shifts upward to narrow the supported or suppressed band and exclude the useful signal from the support or suppression. Examples of such chains are found in U.S. Pat. Nos. Re 28,426, 3,757,254, 4,072,914, 3,934,190 and in Japanese Patent Application 55,529 / 71. Such chains can also be configured to operate at a low frequency, in which case the low-frequency support or suppression is obtained by a low-pass filter with a variable top angle frequency.
In vaste band-ketens wordt het frequentie-spectrum gesplitst in een aantal banden door middel van bijbehorende banddoorlaatfilters en wordt de compressie of expansie in elke band bewerkstelligd door middel van een versterkingsregelorgaan (hetzij een automatisch reagerend begrenzingsorgaan van het diode-type of een bestuurd begrenzingsorgaan) in het geval van een compressor met de een of andere 15 vorm van een omgekeerde of complementaire schakeling voor een expansie-orgaan. Voorbeelden van dergelijke schakelingen worden gevonden in de Amerikaanse octrooischriften 3.846.719 en 3.903.485 en in het Journal of the Audio Engineering Society, vol. 15, no. 4, oktober 1967, blz. 383-388. Deze vaste band-ketens verschaffen een onafhankelijke werking in de verschillende frequentie-banden.In fixed band chains, the frequency spectrum is split into a number of bands by associated band-pass filters and the compression or expansion in each band is accomplished by an amplification controller (either an auto-responsive diode-type limiter or a controlled limiter ) in the case of a compressor in some form of an inverse or complementary expansion member circuit. Examples of such circuits are found in U.S. Pat. Nos. 3,846,719 and 3,903,485 and in the Journal of the Audio Engineering Society, vol. 15, No. 4, October 1967, pp. 383-388. These fixed band chains provide independent operation in the different frequency bands.
Het is bekend bi-lineaire compressie- en expansie-organen van zowel het schuifband als het vaste 20 band-type te construeren door gebruik te maken van slechts één enkele signaalweg. Het verdient echter in het algemeen de voorkeur dergelijke inrichtingen te construeren door een hoofdsignaalketen te verschaffen die lineair is met betrekking tot de dynamiek-omvang met een combinerende keten in de hoofdschakeling, en een tweede keten die zijn ingangssignaal ontleent aan het ingangssignaal of het uitgangssignaal van de tweede keten en waarvan de uitgang is aangesloten aan de combinerende keten. De tweede keten omvat 25 een begrenzer (zelf-werkend of bestuurd) en het begrensde signaal van de tweede keten versterkt het hoofdketensignaal in de combinerende keten voor het geval van compressie maar drukt het hoofdketensignaal voor het geval van expansie. Het begrensde tweede weg-signaal is kleiner dan het hoofdwegsignaal in het bovendeel van de ingangsdynamiek-omvang. De hoofdketen en de tweede keten zijn bij voorkeur afzonderlijk identificeerbare signaalwegen en dit is ook het gemakkelijkst. Meer dan één tweede keten wordt 30 gewoonlijk verschaft in het geval van vaste band-inrichtingen. Een bi-lineaire inrichting met een hoofdketen en tweede ketens wordt veelal aangeduid als een dubbele weg-inrichting.It is known to construct bi-linear compression and expansion members of both the shear belt and the fixed belt type using only a single signal path. However, it is generally preferred to construct such devices by providing a main signal circuit which is linear in dynamics magnitude with a combining circuit in the main circuit, and a second circuit which derives its input signal from the input signal or the output signal of the second chain and whose output is connected to the combining chain. The second circuit includes a limiter (self-acting or controlled) and the limited signal from the second chain amplifies the main chain signal in the combining circuit for the case of compression but presses the main chain signal for the case of expansion. The bounded second road signal is smaller than the main road signal in the upper part of the input dynamics range. The main chain and the second chain are preferably individually identifiable signal paths and this is also the easiest. More than one second chain is usually provided in the case of fixed band devices. A bi-linear device with a main chain and second chains is often referred to as a double-way device.
Dergelijke bekende dubbele weg-compressie- en expansie-organen zijn in het bijzonder van voordeel omdat zij de gewenste soort van overdrachtkarakteristiek tot stand kunnen brengen op een nauwkeurige manier zonder dat problemen van vervorming van sterke signalen optreden. Het lage niveau-deel met 35 praktisch constante versterking wordt tot stand gebracht door aan de tweede weg een drempelwaarde te geven boven het ruisniveau: beneden deze drempelwaarde is de tweede weg lineair. Het tussenniveau-deel wordt tot stand gebracht door het gebied waarover de begrenzende werking van de tweede weg gedeeltelijk effectief wordt en het hoge niveau-deel met althans nagenoeg constante versterking ontstaat nadat de begrenzer geheel effectief is geworden zodat het tweede weg-signaal ophoudt toe te nemen en verwaar-40 loosbaar wordt in vergelijking met het hoofdwegsignaal. Bij het hoogste gedeelte van de ingangsdynamiek-omvang is het uitgangssignaal van de schakeling effectief, alleen het signaal dat door de lineaire hoofdweg is doorgelaten, dat wil zeggen dat lineair is met betrekking tot de dynamiek-omvang.Such known double-way compression and expansion means are particularly advantageous in that they can accomplish the desired type of transfer characteristic in an accurate manner without problems of distortion of strong signals. The low level portion with practically constant gain is accomplished by giving the second path a threshold above the noise level: below this threshold, the second path is linear. The intermediate level portion is created by the region over which the limiting action of the second path becomes partially effective and the high level portion with substantially constant gain occurs after the limiter has become fully effective so that the second path signal ceases to and becomes negligible compared to the main road signal. At the highest part of the input dynamics range, the output signal of the circuit is effective, only the signal passed through the main linear path, i.e., which is linear with respect to the dynamics range.
Voorbeelden van deze bekende schakelingen worden gevonden in de Amerikaanse octrooischriften 3.846.719, 3.903.485 en Re 28.426. Er zijn ook bekende analoge schakelingen die overeenkomstige 45 resultaten bereiken maar waarin de tweede weg eigenschappen heeft die tegengesteld zijn aan begrenzer-eigenschappen en waarin het uitgangssignaal van de tweede weg het hoofdwegsignaal onderdrukt voor compressie en het hoofdwegsignaal versterkt voor expansie (Amerikaanse octrooischriften 3.828.280 en 3.875.537).Examples of these known circuits are found in U.S. Pat. Nos. 3,846,719, 3,903,485 and Re 28,426. There are also known analog circuits that achieve similar 45 results but in which the second road has properties opposite to limiter properties and in which the output of the second road suppresses the main road signal for compression and amplifies the main road signal for expansion (U.S. Pat. Nos. 3,828,280 and 3,875,537).
De uitvinding kan worden toegepast op ieder van deze bekende bi-lineaire schakelingen teneinde de 50 daarmee verbonden voordelen te verkrijgen. De uitvinding is niet beperkt tot bi-lineaire schakelingen, maar kan ook worden gebruikt voor het verbeteren van de werking van de al genoemde uni-lineaire schakelingen. Zoals hierna nog wordt besproken kan de uitvinding ook worden toegepast op logaritmische schakelingen mits een afwijking van een logaritmische overdrachtsfunctie kan worden toegestaan. Echter hebben de voorkeursuitvoeringen betrekking op bi-lineaire schakelingen en behalve waar dit met zoveel woorden wordt 55 vermeld gaat het in deze beschrijving uitsluitend om bi-lineaire schakelingen.The invention can be applied to any of these known bi-linear circuits in order to obtain the 50 associated advantages. The invention is not limited to bi-linear circuits, but can also be used to improve the operation of the aforementioned un-linear circuits. As discussed below, the invention can also be applied to logarithmic circuits provided that a deviation from a logarithmic transfer function can be allowed. However, the preferred embodiments relate to bi-linear circuits and except where this is stated in so many words 55, this description only concerns bi-linear circuits.
Zoals eerder gezegd is het niet essentieel de verlangde vorm van de bi-lineaire karakteristiek tot stand te brengen door middel van de genoemde ’’dubbele weg”-technieken. Er bestaan alternatieven die met 192860 4 enkelvoudige wegen werken, zoals beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.757.254, 3.967.219, 4.072.914 en 3.909.733 en de Japanse octrooiaanvrage 555.29/71, om enkele voorbeelden te noemen. Ofschoon deze alternatieve schakelingen gewoonlijk niet zulke goede resultaten kunnen opleveren als dubbele weg-ketens of minder gemakkelijk en daardoor minder goedkoop kunnen zijn, kunnen zij toch in het 5 algemeen gelijkwaardige resultaten leveren. De uitvinding is dienovereenkomstig eveneens van toepassing op deze bekende schakelingen.As stated earlier, it is not essential to achieve the desired shape of the bi-linear characteristic using the aforementioned "dual path" techniques. Alternatives exist that operate with 192860 4 single roads, as described in U.S. Pat. Nos. 3,757,254, 3,967,219, 4,072,914, and 3,909,733 and Japanese Patent Application 555.29 / 71, to name a few examples. Although these alternative circuits usually cannot produce such good results as double road chains or can be less convenient and therefore less cheap, they can still generally give equivalent results. Accordingly, the invention also applies to these known circuits.
De uitvinding heeft ook betrekking op bekende compressie- en expansie-organen waarin in serie geschakelde (bijvoorbeeld meertraps) bi-lineaire ketens worden gebruikt. Dergelijke schakelingen zijn beschreven in het Belgische octrooischrift 889.428.The invention also relates to known compression and expansion devices in which series-connected (e.g. multi-stage) bi-linear chains are used. Such circuits are described in Belgian patent 889,428.
10 In compressie- en expansie-organen, in het bijzonder frequentie-selectieve of multi-band-toestellen, is het duidelijk gewenst dat sterke signalen in het ene frequentie-bereik het gedrag van signalen in een ander frequentie-bereik niet te zeer nadelig beïnvloeden. Filteren en vereffenen, toegepast in de verschillende schakelingen, is de normale wijze van behandelen van dit probleem geweest, zowel in logaritmische inrichtingen als in gespecialiseerde inrichtingen zoals de uni-lineaire en bi-lineaire schakelingen die zijn f5 beschreven. In deze bekende schakelingen wordt het gelijkspanningsstuursignaal dat de variabele versterking/dempingsinrichting bestuurt (bijvoorbeeld een variabele versterkingsinrichting zoals een spanningbestuurde versterker (VCA) of een variolosser, zoals een FET-verzwakker), of anders een variabel filter, gevormd uit de lineair additieve combinatie van de doorlaatbandsignalen en de stopbandsignalen die de besturingsketen bereiken. De uitvinding verandert effectief deze eenvoudige combinatie op een van het 20 niveau afhankelijke wijze om zo de prestatie van de compressor of de expander optimaal te maken ten aanzien van doorlaatband tegenover stopband-signalen. Er worden niet-lineaire bewerkingen uitgevoerd waaronder gelijkrichting van de signalen in verschillende delen van het spectrum, en er worden analyses gemaakt van de relatieve en/of absolute amplitude-waarden. De uiteindelijke besturing kan worden gevormd door één van de signalen te kiezen, door twee of meer van de signalen te kiezen of door niet-lineaire 25 bewerkingen uit te voeren, zoals begrenzing bij ten minste één van de signalen.In compression and expansion devices, especially frequency-selective or multi-band devices, it is clearly desirable that strong signals in one frequency range should not adversely affect the behavior of signals in another frequency range . Filtration and equalization used in the various circuits has been the normal mode of handling this problem, both in logarithmic devices and in specialized devices such as the uni-linear and bi-linear circuits described f5. In these known circuits, the DC control signal that controls the variable gain / attenuator (for example, a variable gain device such as a voltage controlled amplifier (VCA) or a variolosser, such as a FET attenuator), or else a variable filter, is formed from the linear additive combination of the passband signals and the stopband signals reaching the control circuit. The invention effectively changes this simple combination in a level dependent manner so as to optimize the performance of the compressor or expander with respect to passband versus stopband signals. Non-linear operations are performed including rectification of the signals in different parts of the spectrum, and analyzes are made of the relative and / or absolute amplitude values. The final control can be formed by choosing one of the signals, by choosing two or more of the signals, or by performing non-linear operations, such as limiting at least one of the signals.
Een neveneffect is dat de overdrachtkarakteristiek van ingangsniveau naar uitgangniveau van het toestel bij een bepaalde frequentie of combinatie van frequenties wordt gemodificeerd. Het totale effect is van geen belang en kan zelfs onopgemerkt blijven bij de overheersende frequentie in bi-lineaire stelsels. Echter is in logaritmische stelsels het effect van de modulatiesturing die voornamelijk werkzaam is in het deel van de 30 dynamiek-omvang met een hoog niveau, dat van een zuiver logaritmische karakteristiek wordt afgeweken. Dit kan al dan niet van belang zijn in een bepaalde toepassing.A side effect is that the transfer characteristic from input level to output level of the device is modified at a certain frequency or combination of frequencies. The overall effect is immaterial and may even go unnoticed at the predominant frequency in bi-linear systems. However, in logarithmic systems, the effect of modulation control is mainly active in the portion of the high-level dynamics magnitude, which deviates from a purely logarithmic characteristic. This may or may not be important in a particular application.
De uitvinding komt voort uit de constatering dat in het ideale geval in compressors en in expanders de compressie of expansie uitsluitend reageert op de niveaus van signalen binnen gewenste frequentie-doorlaatbanden en niet op de niveaus van signalen bij andere frequenties van welke laatste kan worden 35 gezegd dat deze in de stopbanden liggen. Bijvoorbeeld zou in een ideale schakeling de compressie of expansie niet door de niveaus van signalen buiten de doorlaatband van de vaste band of de doorlaatband van de schuivende band (al dan niet in zijn ruststand) moeten worden beïnvloed. In het geval van een schuifbandketen in overeenstemming met de uitvinding wordt het bedrag van de frequentieverschuiving van de variabele band niet groter dan nodig is om ervoor te zorgen dat een dominant besturend signaal niet 40 wordt versterkt (in het geval van compressie) boven een referentie-niveau.The invention stems from the observation that ideally in compressors and in expanders the compression or expansion responds only to the levels of signals within desired frequency pass bands and not to the levels of signals at other frequencies the latter of which can be said that they are in the stop bands. For example, in an ideal circuit, the compression or expansion should not be affected by the levels of signals outside the passband of the fixed band or the passband of the sliding band (whether or not in its rest position). In the case of a shift band chain in accordance with the invention, the amount of the variable band frequency shift does not exceed what is necessary to ensure that a dominant control signal is not amplified (in the case of compression) above a reference level.
Zoals toegepast op bi-lineaire ketens, in het bijzonder zodanige ketens in de dubbele-weg-uitvoering, doet de uitvinding verder zijn voordeel met een inherente eigenschap van dergelijke ketens: bij een hoog niveau van het ingangssignaal is het hoofdwegsignaal aanzienlijk sterker dan de signalen of het signaal in de andere weg of wegen. Bijgevolg zijn manipulaties aan het sterke signaal op de andere weg of zijweg 45 althans nagenoeg onhoorbaar en zij zijn, behalve wat betreft faseverschuivingen, althans nagenoeg niet meetbaar (verwaarloosbare niveauveranderingen). Deze eigenschap van bi-lineaire ketens wordt het gemakkelijkst verstaan in de context van een dubbele-weg-keten. Echter is het principe ook van toepassing in bi-lineaire ketens met een enkele weg waarin twee of meer signaalcomponenten aanwezig zijn op dezelfde weg in plaats van in afzonderlijk aan te wijzen wegen.As applied to bi-linear chains, in particular such chains in the double-way embodiment, the invention further benefits from an inherent property of such chains: at a high level of the input signal, the main road signal is considerably stronger than the signals or the signal in the other way or roads. As a result, manipulations of the strong signal on the other road or side road 45 are at least virtually inaudible and, with the exception of phase shifts, they are at least not measurable (negligible level changes). This property of bi-linear chains is most easily understood in the context of a double-way chain. However, the principle also applies to single-way bi-linear chains in which two or more signal components are present on the same path, rather than in separately designated paths.
50 De uitvinding benut de hierboven gegevens bevindingen omtrent de eigenschappen van bi-lineaire schakelingen. Bij vergelijking met in de stand van de techniek bekende bi-lineaire compressoren en expanders verschaft de uitvinding een extra manipulatie van het signaal (modulatie-sturing) in het gebied waar het ingangssignaal een hoog niveau heeft, waar de totale responsie van de compressor of expander lineair is. De in vergelijking zwakke ruiscomponent van het signaal wordt alleen bij hoge signaal-niveaus op 55 deze extra wijze gemanipuleerd waardoor ervoor wordt gezorgd dat alle voor het signaalkanaal van belang zijnde effecten worden overschaduwd door de sterke hoofdsignaalcomponent.The invention exploits the above data findings on the properties of bi-linear circuits. When compared with bi-linear compressors and expanders known in the art, the invention provides additional manipulation of the signal (modulation control) in the region where the input signal has a high level, where the overall response of the compressor or expander is linear. The comparatively weak noise component of the signal is manipulated in this additional manner only at high signal levels, thereby ensuring that all effects relevant to the signal channel are overshadowed by the strong main signal component.
In dubbele-weg bi-lineaire ketens is een effect van de uitvinding het modificeren van de overdracht- 5 192860 karakteristiek van de zijweg zodanig dat de zijweg-karakteristiek zelf bi-lineair wordt in plaats van bij een hoogniveau van het ingangssignaal af te vlakken of naar nul terug te keren. Dit is een consequentie van het proportionele aspect van de modulatie-sturing. Dat wil zeggen dat bij een hoog ingangsniveau het niveau in de zijweg niet zakt onder een gekozen evenredig deel van het niveau in de hoofdweg (bijvoorbeeld een 5 kwart of een tiende). Dit is aanvaardbaar omdat het signaal in de zijweg aanzienlijk zwakker blijft dan het signaal op de hoofdweg bij een hoog niveau van het ingangssignaal en omdat de stopband gewoonlijk aanzienlijk in fase wordt verschoven ten opzichte van het hoofdweg-signaalkanaal.In double-way bi-linear circuits, an effect of the invention is to modify the side-way transfer characteristic such that the side-way characteristic itself becomes bi-linear instead of smoothing at a high level of the input signal or return to zero. This is a consequence of the proportional aspect of the modulation control. That is, at a high entry level, the level in the side road does not drop below a chosen proportional part of the level in the main road (for example, a 5 quart or a tenth). This is acceptable because the signal in the side road remains considerably weaker than the signal on the main road at a high level of the input signal, and because the stop band is usually phase shifted significantly from the main road signal channel.
Om deze zelfde redenen kan de uitvinding ten uitvoer worden gelegd in uni-lineaire ketens die een lineaire responsie hebben bij een hoog signaalniveau.For the same reasons, the invention can be implemented in uni-linear chains that have a linear response at a high signal level.
10 Vanuit een ander gezichtspunt is de werking van de uitvinding het verhogen van het niveau van stopbandsignaalcomponenten in het uitgangssignaal van het toestel bij een hoog signaalniveau, maar niet in zodanige mate dat dit problemen veroorzaakt met het registratie- of transmissie-kanaal aangezien zij verhoudingsgewijs gesproken nog steeds zwak zijn. Het verhogen van het niveau van dergelijke stopbandsignaalcomponenten is niet opzichzelf een bijzonder voordelige zaak, maar is noodzakelijk teneinde een 15 versterking van de dynamische werking te verkrijgen alsmede een verdere vermindering van ruis in de doorlaatband. Het verhogen van het niveau van stopbandsignalen in het uitgangssignaal van het toestel bij een hoog signaalniveau wordt bereikt door het niveau van de stopbandsignaalcomponenten in het stuursignaalkanaal bij een hoog signaal-niveau te verlagen, of anders door de zaken zo in te richten dat het stuursignaal wordt opgewekt alsof de stopbandsignaalcomponenten in het signaal die worden benut voor 20 het verkrijgen van het stuursignaal bij een hoog signaalniveau een lager niveau hadden (bijvoorbeeld door filteren en begrenzen in de besturingsketens of door een frequentie-afhankelijke onderdrukkingsvoorziening voor het besturingssignaal).From another point of view, the operation of the invention is to increase the level of stopband signal components in the output signal of the device at a high signal level, but not so much as to cause problems with the recording or transmission channel as they are relatively speaking are still weak. Increasing the level of such stopband signal components is not in itself a particularly advantageous thing, but is necessary in order to obtain an amplification of the dynamic operation as well as a further reduction of noise in the passband. Raising the level of stopband signals in the output signal of the device at a high signal level is achieved by lowering the level of the stopband signal components in the control signal channel at a high signal level, or otherwise arranging things so that the control signal is generated as if the stopband signal components in the signal used for obtaining the control signal at a high signal level had a lower level (for example, by filtering and limiting in the control circuits or by a frequency-dependent suppression provision for the control signal).
Een ander voordeel van de uitvinding is dat bij luisterproeven ”pomp-effecten” van enkelvoudig eindigende compressoren en expanders aanzienlijk worden verkleind zo zij al niet geheel worden verwij-25 derd. Aldus is naast zijn toepassing in complementaire ruisonderdrukkingssystemen de uitvinding in het bijzonder van nut om te worden gebruikt in opzichzelf staande compressoren en expanders (dat wil zeggen compressors die worden gebruikt voor het comprimeren van signalen die vervolgens niet worden geëxpandeerd, en expanders die worden gebruikt voor het expanderen van signalen, die te voren niet waren gecomprimeerd).Another advantage of the invention is that in listening tests "pump effects" of single-ended compressors and expanders are significantly reduced if they are not completely removed. Thus, in addition to its application in complementary noise suppression systems, the invention is particularly useful for use in standalone compressors and expanders (i.e. compressors used to compress signals that are not subsequently expanded, and expanders used for expanding signals that had not been compressed before).
30 Op de achtergrond van de uitvinding staat dat, ofschoon verschillende praktische uitvoeringen van ruisonderdrukkingsschakelingen geslaagd zijn gebleken te zijn, bij gebruik dergelijke schakelingen in zekere mate afwijken van het ideaal omdat het probleem optreedt van stopbandsignalen die te zeer de compressie en de expansie beheersen. Het effect van dergelijke tekortkomingen blijkt op verschillende met elkaar verbonden wijzen: 35 1) een verkleining van het ruisonderdrukkingseffect in een gedeelte van de doorlaatband van het ruis-onderdrukkingssysteem; 2) ruis-modulatie-effecten (bijvoorbeeld het niveau van een signaal bij de ene frequentie moduleert het ruisniveau in een ander deel van het vakantiespectrum); 3) signaal-modulatie-effecten (bijvoorbeeld het niveau van het signaal bij de ene frequentie moduleert het 40 niveau van een signaal bij een andere frequentie); 4) kruismodulatie-effecten (bijvoorbeeld storende modulatieproducten die voortkomen uit één van de laatste twee hiervoor genoemde modulatie-effecten of uit beide).It is in the background of the invention that while various practical embodiments of noise suppression circuits have been found to be successful, such circuitry deviates from the ideal to some extent in use because the problem of stopband signals which over-control compression and expansion occurs. The effect of such shortcomings appears in several interrelated ways: 1) a reduction in the noise suppression effect in a portion of the passband of the noise suppression system; 2) noise modulation effects (for example, the level of a signal at one frequency modulates the noise level in another part of the holiday spectrum); 3) signal modulation effects (eg the level of the signal at one frequency modulates the level of a signal at another frequency); 4) cross modulation effects (e.g., interfering modulation products arising from either of the last two aforementioned modulation effects or from both).
De mate waarin deze tekortkomingen waarneembaar zijn hangt af van de soort schakelingen die wordt gebruikt in het ruisonderdrukkingssysteem, van de registratie- en afspeeluitrusting, van het registratie/ 45 afspeelkanaal of medium en van de aard van het signaal-materiaal. In vele gevallen zijn de tekortkomingen althans nagenoeg niet waarneembaar behalve met behulp van test-apparatuur. Het is niettemin wenselijk deze tekortkomingen te behandelen. Omdat de genoemde tekortkomingen van de bekende compressors, expanders en ruisonderdrukkingssystemen in verband staan met modulatie-effecten, hetzij van signalen of van ruis, wordt de hier beschreven uitvinding voor het onderdrukken van dergelijke tekortkomingen 50 aangeduid als modulatie-sturing.The extent to which these shortcomings are discernible depends on the type of circuitry used in the noise suppression system, the recording and playback equipment, the recording / 45 playback channel or medium, and the nature of the signal material. In many cases, the shortcomings are at least virtually imperceptible except with the aid of test equipment. It is nevertheless desirable to address these shortcomings. Since the aforementioned shortcomings of the known compressors, expanders and noise suppression systems are related to modulation effects, either of signals or of noise, the invention described herein for suppressing such shortcomings is referred to as modulation control.
De ernst van deze modulatie-effecten hangt in grote mate af van de gelijkmatigheid van het transmissie-kanaal tussen de compressor en de expander. Bijvoorbeeld bestaat in met magneetband werkende registratie- en afspeelsystemen een frequentie-responsieverschijnsel dat bekend is als ”kop-schokken”The severity of these modulation effects largely depends on the uniformity of the transmission channel between the compressor and the expander. For example, in magnetic tape recording and playback systems, there is a frequency response phenomenon known as "head shocks"
Zelfs in professionele systemen, in het bijzonder die werken met 76 cm/s, is de afspeelresponsie 55 beneden 100 Hz niet uniform als gevolg van de betrekking tussen de signaal-golflengte op de band en de afmeting van de afspeelkop die van dezelfde orde en grootte zijn. Indien het compressor/expander-stelsel gevoelig is voor signalen in het kop-schok-gebied, kunnen dergelijke signalen bij afspelen de expander 192860 6 besturen op een niet-complementaire wijze zodanig dat signalen of ruis bij een hogere frequentie, bijvoorbeeld tot aan 3 kHz, door de signalen in het gebied van 100 Hz of lager worden gemoduleerd.Even in professional systems, especially those operating at 76 cm / s, the playback response 55 below 100 Hz is not uniform due to the relationship between the signal wavelength on the tape and the size of the play head being of the same order and size to be. If the compressor / expander system is sensitive to signals in the head-shock region, such signals may control the expander 192860 6 in a non-complementary manner such that signals or noise at a higher frequency, for example, up to 3 kHz , are modulated by the signals in the range of 100 Hz or lower.
In tot de stand van de techniek behorende vaste band-schakelingen (enkelvoudige band en multiband) is gebruik gemaakt van verschillende filtertechnieken teneinde de besturing van compressie en expansie door 5 ongewenste signalen tot een minimum terug te brengen. Volgens deze technieken worden nauwe filters (bijvoorbeeld met steile flanken) in de signaalweg of in de stuurketen (van het begrenzingsorgaan) geplaatst.Prior art fixed band circuits (single band and multiband) have utilized various filtering techniques to minimize control of compression and expansion by unwanted signals. According to these techniques, narrow filters (for example with steep sides) are placed in the signal path or in the control circuit (of the limiter).
Echter veroorzaakt het gebruik van signaalwegfilters die steiler zijn dan 6 dB/octaaf (bijvoorbeeld enkelpolige filters) in multiband-compressors en -expanders amplitude- en fase-effecten zodanig dat 10 wanneer het totale signaalspectrum opnieuw wordt gecombineerd er amplitude- en fase-fouten zijn. Dit probleem wordt aanzienlijk verscherpt indien filters die steiler zijn dan 12 dB/octaaf, worden gebruikt. Echter kan een filtersteilheid van slechts of 12 dB/octaaf niet op voldoende wijze tegen alle ongewenste signalen beschermen. In de voorbeelden van multiband (vaste band) bi-lineaire schakelingen in het Amerikaanse octrooischrift 3.846.719 en in Journal of the Audio Engineering Society, vol. 15, nr. 4, oktober 1967, blz.However, the use of signal path filters that are steeper than 6 dB / octave (eg single pole filters) in multiband compressors and expanders causes amplitude and phase effects such that when the total signal spectrum is combined again, there are amplitude and phase errors . This problem is greatly exacerbated when using filters steeper than 12 dB / octave. However, a filter steepness of only or 12 dB / octave cannot adequately protect against all unwanted signals. In the examples of multiband (fixed band) bi-linear circuits in U.S. Pat. No. 3,846,719 and in Journal of the Audio Engineering Society, vol. 15, No. 4, October 1967, p.
15 383-388, worden filters gebruikt met een steilheid van 12 dB/octaaf in de signaalweg van drie van de vier vaste banden. Alleen door het gebruik van een ingewikkelde filter-karakteristiek in de frequentieband die aan de steile filters grenst, wordt een vlakke totale frequentie-responsie verkregen. Een dergelijke oplossing is duidelijk niet algemeen toepasbaar.15 383-388, filters are used with a steepness of 12 dB / octave in the signal path of three of the four fixed bands. Only by using a complex filter characteristic in the frequency band adjacent to the steep filters can a flat overall frequency response be obtained. Such a solution is clearly not generally applicable.
In de logaritmische multiband (vaste band) compressor/expanderschakeling die is beschreven in 20 Rundfunktechn. Mitteilungen, 22 (1978), nr. 2, blz. 63-74 wordt het ingangssignaal opgedeeld in vier banden door middel van enkelpolige filters. Echter gebruiken de besturingsketens voor elke band steile 18 dB/octaaf-filters. Ook wordt een steil besturingsketenfilter (12 dB/octaaf) gebruikt in een enkelvoudige vaste band-compressor/expanderketen die in de handel is onder de merknaam ”dbx II”. Echter resulteert het gebruik van steile besturingsketenfilters in een onmatige versterking van signalen met hoog niveau buiten 25 de doorlaatband van het sturingsketenfilter wanneer geen signalen met grote amplitude aanwezig zijn binnen deze doorlaatband, hetgeen weer resulteert in een mogelijke oversturing van het transmissiekanaal tenzij ook in het signaalkanaal steile afsnij-filters worden gebruikt.In the logarithmic multiband (fixed band) compressor / expander circuit described in Rundfunktechn. Mitteilungen, 22 (1978), No. 2, pp. 63-74, the input signal is divided into four bands by single pole filters. However, the control chains for each band use steep 18 dB / octave filters. Also, a steep control chain filter (12 dB / octave) is used in a single fixed band compressor / expander chain sold under the brand name "dbx II". However, the use of steep control chain filters results in an undue amplification of high level signals outside the passband of the control chain filter when no large amplitude signals are present within this passband, which in turn results in a possible overdrive of the transmission channel unless also in the signal channel steep cut-off filters are used.
Een tot de stand van de techniek behorende werkwijze die wel als spectraal afschuinen wordt aangeduid, is beschreven in het Belgische octrooischrift 889.427, in Audio, mei 1981, blz. 20-26 en in de voordracht 30 J-6 en de voordruk daarvan die zijn gepresenteerd op de vergadering in november 1981 van de Audio Engineering Society in New York, N.Y.. Spectraal afschuinen heeft eveneens betrekking op de onderdrukking van modulatie-effecten die voortkomen uit het niet-complementair zijn van compressor en expander als gevolg van fouten in het transmissiekanaal. Volgens de techniek van het spectraal afschuinen wordt ten minste in de compressor bij een frequentie die duidelijk binnen de normale doorlaatband van het systeem 35 ligt en binnen het vlakke responsie-gebied van het transmissiekanaal, een steile filtering verschaft. Hoewel het spectrale afschuinen slaagt in het verminderen van storende signaai-modulatie-effecten die worden veroorzaakt door onregelmatigheden in het kanaal, pakt het niet het probleem aan van een onmatige frequentie-verschuiving in schuifband-systemen of van een onmatige demping in vaste band-systemen.A prior art method, referred to as spectral beveling, is described in Belgian Patent 889,427, in Audio, May 1981, pp. 20-26 and in Nomination 30 J-6 and its preprinting. presented at the meeting of the Audio Engineering Society in New York, NY in November 1981. Spectral beveling also relates to the suppression of modulation effects resulting from compressor and expander non-complementality due to transmission channel errors. According to the spectral bevel technique, steep filtering is provided at least in the compressor at a frequency well within the normal passband of the system 35 and within the flat response region of the transmission channel. Although the spectral bevel succeeds in reducing the disturbing signal modulation effects caused by channel irregularities, it does not address the problem of an undue frequency shift in shear band systems or of an undue damping in fixed band systems .
Aldus streeft de uitvinding naar het tot een minimum terugbrengen van de besturing van expansie en 40 compressie door ongewenste signalen zonder de daarbij behorende neveneffecten en/of ingewikkeldheid van de stand van de techniek.Thus, the invention aims to minimize control of expansion and compression by unwanted signals without the associated side effects and / or complexity of the prior art.
Ofschoon door de uitvinding meetbare modulatie-effecten niet totaal worden onderdrukt worden de effecten van de uitvinding in audio-toepassingen aangevuld door psycho-akoestische maskeringseffecten zodanig dat de opgemerkte effecten voor de meeste luisteraars en het grootste deel van het muziek-45 materiaal onhoorbaar zijn. Dat wil zeggen dat alleen de modulatie van een signaal (of signalen) die voldoende wat frequentie betreft verwijderd zijn van het modulerende signaal, met het menselijk gehoor wordt opgemerkt. Een dergelijke modulatie wordt door de uitvinding tot een minimum gereduceerd. Hoewel de modulatie van een signaal (of van signalen) door een ander signaal dat wat frequentie betreft dichtbij ligt, minder kans heeft door de uitvinding te worden beïnvloed of verbeterd, is de kans niet groot dat dergelijke 50 verschijnselen met het gehoor worden waargenomen als gevolg van twee ermee in verband staande effecten: a) een zwak signaal dat wat frequentie betreft dichtbij een sterk signaal ligt, wordt door het sterke signaal zodanig gemaskeerd dat het zwakke signaal onhoorbaar is, of b) indien het dichtbij gelegen signaal hoorbaar is voorafgaand aan de compressie of wat niveau betreft door 55 de compressor wordt verhoogd zodanig dat het hoorbaar wordt is er een psycho-akoestische tolerantie van modulatie-effecten als gevolg van de geringe frequentie-afstand.Although measurable modulation effects are not totally suppressed by the invention, the effects of the invention in audio applications are complemented by psychoacoustic masking effects such that the noted effects are inaudible to most listeners and most of the music 45 material. That is, only the modulation of a signal (or signals) sufficiently frequency-separated from the modulating signal is noticed by human hearing. Such modulation is reduced to a minimum by the invention. Although the modulation of a signal (or of signals) by another signal that is close in frequency is less likely to be affected or improved by the invention, such phenomena are not likely to be perceived by hearing as a result. of two related effects: a) a weak signal that is close to a strong signal in terms of frequency is masked by the strong signal such that the weak signal is inaudible, or b) if the nearby signal is heard before the compression or leveled by 55 the compressor is increased such that it becomes audible there is a psychoacoustic tolerance of modulation effects due to the small frequency distance.
Het menselijk gehoor is dus niet in staat modulatie-effecten van signalen op dichtbij gelegen frequenties 7 192860 te onderscheiden en dus behoeft de uitvinding niet voor dergelijke signalen geheel effectief te zijn.Thus, human hearing is unable to distinguish modulation effects of signals at nearby frequencies 7 192860 and thus the invention need not be fully effective for such signals.
De bedrijfsomstandigheden voor de uitvinding zijn bepaald door een vaste band- of schuifband-compressor- of expansie-schakeling waarin een variabel ketenorgaan aanwezig is dat gewoonlijk wordt bestuurd door een gelijkspanningsstuursignaal dat voornamelijk werkzaam is in het benedendeel van de 5 totale dynamiek-omvang. Volgens de uitvinding worden in het bovendeel van de dynamiek- omvangmodulatie-besturingsorganen gebruikt om te verhinderen dat de werking van het variabele ketenorgaan groter wordt dan nodig is om de nominaal verlangde onderdrukking van dominante signalen te verschaffen, of deze signalen frequenties hebben in de doorlaatband of in de stopband. In de praktijk betekent het sturen van de werking van het variabele ketenorgaan gewoonlijk het inwerken op het 10 stuurorgaan dat het ketenorgaan bestuurt.The operating conditions for the invention have been determined by a fixed belt or shear belt compressor or expansion circuit incorporating a variable circuit member which is usually controlled by a DC control signal operating primarily in the lower portion of the total dynamics range. According to the invention, in the upper part of the dynamics magnitude modulation controllers, they are used to prevent the operation of the variable circuit from becoming greater than is necessary to provide the nominally desired suppression of dominant signals, whether these signals have frequencies in the passband or in the stop band. In practice, controlling the operation of the variable circuit member usually means acting on the controller controlling the chain member.
De modulatie-sturing kan de vorm aannemen van actieve of passieve stuursignaalbegrenzingsorganen die werkzaam worden bij een hoog signaalniveau, of van organen die ketens benutten die de aanwezigheid van de signalen met een hoog niveau detecteren en signalen genereren die de toename van het stuur-signaalniveau tegenwerken. Een dergelijke stuursignaalbegrenzing kan plaatsvinden in één of meer 15 frequentie-selectieve stuursignaalkanalen: indien meer dan één zijn middelen aanwezig voor het selecteren of combineren van de stuursignalen zo dat het variabele ketenelement wordt voorzien van een optimaal stuursignaal. Wanneer gebruik wordt gemaakt van een detectieketen voor het signaal met hoog niveau of van een modulatiestuur-generator kan dit op verschillende manieren werken die een maat zullen geven van signaalniveaus in ten minste het bovendeel van de dynamiek-omvang. Bijvoorbeeld kan het modulatie-20 stuursignaal worden ontleend aan het ingangssignaal of het uitgangssignaal van de compressor of de expander. Het modulatiestuursignaal verschaft effectief een referentie voor het gelijkspanningsstuursignaal dat wordt aangeboden aan het variabele ketenelement (VCA of spanning bestuurd filter). Het referentie-signaal wordt met tegengestelde fase gecombineerd met het gelijkspanningsstuursignaal (bijvoorbeeld met tegengesteld teken of iets dergelijks teneinde tegen te werken) welk stuursignaal voornamelijk wordt 25 gegenereerd in responsie op stopbandsignaaalcomponenten teneinde een grens op te leveren wat betreft hoe groot het stuursignaal naar het variabele ketenelement kan worden in responsie op signalen in de stopband, dat wil zeggen buiten de doorlaatband van de vaste band of de schuifband. In de praktijk kan deze grens relatief ’’hard” worden gemaakt of relatief ’’zacht”. Dat wil zeggen dat voortgaande verhogingen in het stuursignaal betrekkelijk plotseling kunnen worden afgebroken of anders de gelegenheid krijgen 30 verder te gaan met een verminderde snelheid.The modulation control may take the form of active or passive control signal limiting devices operating at a high signal level, or of means utilizing circuits that detect the presence of the high level signals and generate signals which counteract the increase in the control signal level . Such a control signal limitation can take place in one or more frequency-selective control signal channels: if more than one means are present for selecting or combining the control signals, such that the variable chain element is provided with an optimal control signal. When using a high level signal detection circuit or a modulation control generator, it can operate in various ways that will measure signal levels in at least the upper part of the dynamics range. For example, the modulation control signal can be derived from the input signal or the output signal of the compressor or expander. The modulation control signal effectively provides a reference for the DC control signal applied to the variable circuit element (VCA or voltage controlled filter). The reference signal is combined with opposite phase to the DC control signal (eg with opposite sign or the like to counteract) which control signal is generated primarily in response to stopband signal components to provide a limit as to how large the control signal to the variable chain element may be responsive to signals in the stopband, i.e. outside the passband of the fixed band or the slider band. In practice, this boundary can be made relatively "hard" or relatively "soft". That is, progressive increases in the control signal may abort relatively suddenly or otherwise be allowed to continue at a reduced speed.
Het modulatiestuursignaal kan ook worden afgeleid uit de variabele keten (VCA of variabel filter) door de spanning- of stroomcomponenten van de variabele keten te meten en, zonodig, vereffening teneinde een signaal te genereren dat bruikbaar is bij het verschaffen van een grens op het punt van hoe groot het stuursignaal naar de variabele keten kan worden in responsie op signalen in de stopband.The modulation control signal can also be derived from the variable chain (VCA or variable filter) by measuring the voltage or current components of the variable chain and, if necessary, equalization to generate a signal useful in providing a boundary at the point how large the control signal to the variable circuit can become in response to signals in the stopband.
35 In termen van resultaten verschaft de uitvinding bij toepassing op hetzij vaste band- of schuif- bandtoestellen een aanzienlijke imuniteit voor signalen buiten de doorlaatband van de vaste band of van de schuifband. In het geval van schuifbandtoestellen verschaft de uitvinding een bijkomend maar verband houdend voordeel, namelijk dat de schuifband slechts zover verschuift in responsie op een dominant signaal als nodig is om de versterking te brengen bij de signaalfrequentie op nagenoeg de eenheid, ten minste voor 40 niveaus bij of boven een referentieniveau. Het referentieniveau bevindt zich bij of nabij het bovenvlak van de dynamische bedrijfs-omvang van het toestel, bijvoorbeeld binnen ongeveer 6 - 20 dB van het maximaal toelaatbare niveau. Uit de stand van de techniek bekende schuifbandschakelingen zijn gevoelig voor onmatige verschuiving zodanig dat de hoekfrequentie van het variabele filter verder wordt weggeduwd dan nodig is met signalen van hoog niveau, hetgeen niet alleen potentiële modulatie-effecten veroorzaakt maar 45 tevens resulteert in een verlies van het effect van de ruisonderdrukking in een deel van het spectrum.In terms of results, the invention, when applied to either fixed band or shear band devices, provides significant immunity to signals outside the pass band of the fixed band or shear band. In the case of sliding band devices, the invention provides an additional but related advantage, namely that the sliding band shifts only as far in response to a dominant signal as is necessary to bring the gain to the signal frequency at substantially the unit, at least for 40 levels at or above a reference level. The reference level is located at or near the top surface of the dynamic operating range of the device, for example within about 6 - 20 dB of the maximum allowable level. Prior art sliding band circuits are prone to excessive shifting such that the angular frequency of the variable filter is pushed further than is necessary with high level signals, which not only causes potential modulation effects but also results in a loss of the effect of the noise reduction in part of the spectrum.
Bij toepassing op tweewegschakelingen met schuifband zorgt de uitvinding in de eenvoudigste uitvoering voor het gelijkrichten en afvlakken van het ingangssignaal of uitgangssignaal en het combineren van het verkregen gelijkspanningsreferentiesignaal met het stuursignaal dat aan het variabele filter wordt aangeboden. Het niveau van het referentiesignaal kan worden ingesteld voor een gewenste evenredigheidsgrens op 50 een dominant tweede weg-signaal ten opzichte van de overeenkomstige component in het hoofdwegsignaal. Bijvoorbeeld kan de modulatie-besturingsketen worden uitgevoerd voor het zodanig werken dat in, zeg, de bovenste 20 dB van de dynamiek-omvang de begrenzer uitsluitend zorgt voor de demping die nodig is om de dominante signaalcomponent in de tweede weg te houden in een relatief constante verhouding tot deze component in het hoofdwegsignaal (bijvoorbeeld 15 dB lager).In the simplest embodiment, when applied to two-way shifters with sliding tape, the invention provides for rectifying and smoothing the input or output signal and combining the obtained DC reference signal with the control signal presented to the variable filter. The level of the reference signal can be set for a desired proportionality limit at 50 a dominant second road signal relative to the corresponding component in the main road signal. For example, the modulation control circuit can be run to operate so that, in say, the top 20 dB of the dynamics magnitude, the limiter provides only the attenuation needed to keep the dominant signal component in the second away at a relatively constant ratio to this component in the main road signal (for example, 15 dB lower).
55 Bij toepassing op tweewegschakelingen met vaste band zorgt de uitvinding in de eenvoudigste uitvoering net als bij de uitvoering voor de schuifband voor het gelijkrichten en afvlakken van het ingangssignaal of uitgangssignaal om zo een modulatiestuursignaal op te wekken dat voornamelijk reageert op de signaal- 192860 8 componenten met hoog niveau van het ingangssignaal. Echter wordt in het geval van vaste band-schakelingen een steil filter gebruikt in de doorlaatbandbesturingsketen om te zorgen voor een doorlaat-bandstuursignaal. Bovendien wordt een stopband-stuurketen gebruikt voor het leveren van een stopband-stuursignaal. Het modulatie-stuursignaal verschaft een referentie voor het stopband-stuursignaal (dat wil 5 zeggen dat het dit bij hoge signaal niveaus tegenwerkt). Het tegen de referentie gehouden stopband-stuursignaal wordt vergeleken met het doorlaatband-stuursignaal en de twee worden in het algemeen gecombineerd om het grootste te begunstigen via een maximum signaal-keuzeketen die dan de VCA bestuurt. Het totale effect van de keten is het verschaffen van de verlangde demping (totale compressie-regel) in de doorlaatband, terwijl besturing van de doorlaatband-demping door grote signaalcomponenten in 10 de stopband wordt vermeden, en terwijl de mogelijkheid van een onmatige versterking van signalen met hoog niveau in de stopband zoals deze blijken aan de uitgang van de totale compressor, wordt vermeden.55 When applied to fixed-band two-way circuits, the invention in its simplest embodiment, as with the sliding band version, rectifies and smoothes the input or output signal to generate a modulation control signal that primarily responds to the signal 192860 8 components. with high level of the input signal. However, in the case of fixed band circuits, a steep filter is used in the pass band control circuit to provide a pass band control signal. In addition, a stopband control circuit is used to provide a stopband control signal. The modulation control signal provides a reference for the stopband control signal (ie it counteracts this at high signal levels). The stopband control signal held against the reference is compared to the passband control signal and the two are generally combined to favor the greater via a maximum signal selection circuit which then controls the VCA. The overall effect of the circuit is to provide the required attenuation (total compression rule) in the passband, while avoiding control of the passband attenuation by large signal components in the stopband, and the possibility of undue amplification of signals with a high level in the stopband as it appears at the output of the total compressor is avoided.
In deze en andere uitvoeringen waarin een referentie-onderdrukkingssignaal wordt opgewekt, kan het signaal worden afgeleid uit het ingangssignaal of het uitgangssignaal omdat bij een hoog signaalniveau waar de uitvinding werkzaam is, het ingangsniveau en het uitgangsniveau nagenoeg gelijk zijn. In bepaalde 15 uitvoeringen kan het modulatie-stuursignaal zijn onderworpen aan filteren of vereffenen voorafgaand aan de gelijkrichting. Een dergelijke vereffening werkt samen met de vaste of variabele filtering of vereffening die wordt gebruikt in de signaalketens en in de stuurketens, om een totale modulatiebesturing op te leveren die het meest doeltreffend is bij het onderdrukken van de besturing door signaalcomponenten in de stopband, terwijl tegelijkertijd zo weinig mogelijk de besturing door signaalcomponenten in de doorlaatband wordt 20 gestoord.In these and other embodiments in which a reference blanking signal is generated, the signal can be derived from the input signal or the output signal because at a high signal level where the invention operates, the input level and the output level are substantially equal. In certain embodiments, the modulation control signal may be subject to filtering or equalization prior to rectification. Such equalization works in conjunction with the fixed or variable filtering or equalization used in the signal chains and in the control chains, to provide total modulation control that is most effective in suppressing control by signal components in the stopband, while simultaneously as little as possible the control by signal components in the passband is disturbed.
Hierna worden nog andere uitvoeringen van de uitvinding beschreven. Bijvoorbeeld kan het versterkte wisselspanningsuitgangssignaal van het variabele filter met schuifband worden opgedeeld in twee of meer banddoorlaatkanalen, waarbij elk kanaal is blootgesteld aan gekozen grensdrempels, en wordt gelijkgericht en gecombineerd voor het leveren van een stuursignaal. Door geschikte drempelwaarden te kiezen heeft 25 dan de gelijkspanningsstuurketen van de schuifband-compressor of -expander een frequentie-afhankelijke maximale uitgangssignaal-karakteristiek die werkzaam is om de besturing van de compressor of de expander door signalen buiten de schuifdoorlaatwand tot een minimum terug te brengen.Other embodiments of the invention are described below. For example, the amplified AC output signal of the sliding band variable filter can be divided into two or more bandpass channels, each channel exposed to selected threshold thresholds, and rectified and combined to provide a control signal. By selecting suitable thresholds, the DC control circuit of the sliding band compressor or expander has a frequency dependent maximum output signal characteristic which acts to minimize the control of the compressor or expander by signals outside the sliding pass wall.
In een variant die slechts van één enkel stuurketenkanaal gebruik maakt, is een laagfrequent versterkingsketen in de stuurversterker aangebracht. Deze wordt gevolgd door een amplitudebegrenzer en 30 vervolgens een hoogfrequente aanjaagketen. Het resulterende wisselspanningssignaal wordt vervolgens gelijkgericht en afgevlakt om het stuursignaal te vormen.In a variant that uses only a single control chain channel, a low-frequency gain chain is provided in the control amplifier. This is followed by an amplitude limiter and then a high frequency boost circuit. The resulting AC voltage signal is then rectified and smoothed to form the control signal.
De uitvinding zal hierna, bij wijze van voorbeeld meer in het bijzonder worden toegelicht, onder verwijzing naar de tekening, waarin: 35 Figuur 1 is een voorbeeld van een stel krommen die de complementaire bi-lineaire compressie- en expansie-eigenschappen laten zien.The invention will be explained in more detail below, by way of example, with reference to the drawing, in which: Figure 1 is an example of a set of curves showing the complementary bi-linear compression and expansion properties.
Figuur 2 is een schakelschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-compressor.Figure 2 is a circuit diagram of a sliding belt compressor known from the prior art.
Figuur 3 is een schakelschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-expander.Figure 3 is a circuit diagram of a sliding belt expander known from the prior art.
Figuur 4 is een schakelschema van een modificatie van de schema’s volgens figuur 2 en figuur 3.Figure 4 is a circuit diagram of a modification of the schemes of Figure 2 and Figure 3.
40 Figuur 5 is een blokschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-compressor.Figure 5 is a block diagram of a sliding belt compressor known from the prior art.
Figuur 6 is een stel sonderingstoonkrommen die de schuifbandwerking van de schakeling volgens figuur 2 en figuur 4 laat zien.Figure 6 is a set of probing tone curves showing the sliding band action of the circuit of Figure 2 and Figure 4.
Figuur 7 tot en met figuur 10 zijn een reeks sonderingstoonkrommen die de effecten illustreren van modulatiebesturing volgens de uitvinding, uitgevoerd in een schuifbandcompressor.Figures 7 through 10 are a series of probing tone curves illustrating the effects of modulation control according to the invention performed in a sliding belt compressor.
45 Figuur 11 is een blokschema van een voorkeursuitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een schuifbandcompressor.Figure 11 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention performed in a sliding belt compressor.
Figuur 12 tot en met figuur 15 zijn blokschema’s van andere uitvoeringen van de uitvinding, uitgevoerd in schuifband-compressoren.Figures 12 through 15 are block diagrams of other embodiments of the invention made in sliding belt compressors.
Figuur 16 en figuur 17 zijn blokschema’s van een tot de stand van de techniek behorende vaste 50 band-compressor en -expander.Figure 16 and Figure 17 are block diagrams of a prior art solid 50 band compressor and expander.
Figuur 18 tot en met figuur 20 zijn responsiekrommen die de effecten laten zien van modulatie-besturing volgens de uitvinding, uitgevoerd in een schuifband-compressor.Figures 18 through 20 are response curves showing the effects of modulation control according to the invention performed in a sliding belt compressor.
Figuur 21 is een blokschema van een voorkeursuitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een vaste band-compressor.Figure 21 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention performed in a fixed belt compressor.
55 Figuur 22 is een blokschema van een andere uitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een vaste band-compressor.Figure 22 is a block diagram of another embodiment of the invention performed in a fixed belt compressor.
9 1928609 192860
In figuur 1 zijn als voorbeeld dienende bi-lineaire complementaire compressie- en expansie-overdracht-karakteristieken (bij een bepaalde frequentie) getekend die (voor de compressie-karakteristiek) het lage niveau-deel aangeven van een praktisch constante versterking, de drempel, het deel waar de dynamische werking plaatsvindt, het eindpunt en het hoge niveau-deel met praktisch constante versterking.Fig. 1 shows exemplary bi-linear complementary compression and expansion transfer characteristics (at a certain frequency) which (for the compression characteristic) indicate the low level part of a practically constant gain, the threshold, the part where the dynamic action takes place, the end point and the high level part with practically constant gain.
5 Bijzonderheden van een bepaalde tweewegsschuifband bi-lineaire schakeling zijn gegeven in de figuren 2, 3 en 4. De schuifband-uitvoeringen van de uitvinding zijn beschreven met verwijzing naar deze schakeling, ofschoon de uitvinding niet is beperkt tot het gebruik in dergelijke schakelingen. Figuur 2, figuur 3 en figuur 4 zijn dezelfde als figuur 4, figuur 5, respectievelijk figuur 10 uit het Amerikaanse octrooischrift Re 28.426 en verdere bijzonderheden van deze schakelingen, hun werking en de achterliggende theorie zijn 10 daarin uiteengezet. Figuur 5 is een blokschema van figuur 2 (met of zonder de modificatie volgens figuur 4). De volgende beschrijving van de figuur 2, figuur 3 en figuur 4 is voor een groot deel ontleend aan het Amerikaanse octrooischrift Re 28.426.Details of a particular two-way sliding band bi-linear circuit are given in Figures 2, 3 and 4. The sliding band embodiments of the invention have been described with reference to this circuit, although the invention is not limited to use in such circuits. FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 are the same as FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 10, respectively, from US Patent Re 28,426, and further details of these circuits, their operation and the underlying theory are set forth therein. Figure 5 is a block diagram of Figure 2 (with or without the modification of Figure 4). The following description of FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 is largely taken from U.S. Patent Re 28,426.
De schakeling in figuur 2 is in het bijzonder ontworpen om te worden opgenomen in het registratiekanaal van een bandrecorder voor huiselijk gebruik, waarbij twee dergelijke schakelingen nodig zijn voor een 15 stereo-registratie-inrichting. Het ingangssignaal wordt aangeboden bij de aansluitklem 10 aan een emitter-volgertrap 12 die een lage impedantiesignaal levert. Dit signaal wordt eerst aangeboden via een regelrecht doorgaande hoofdweg die wordt gevormd door een weerstand 14, aan een uitgangsklem 16 en in de tweede plaats via een tweede weg, waarvan het laatste element een weerstand 18 is die eveneens aan de uitgangsklem 16 is aangesloten. De weerstanden 14 en 18 tellen de uitgangssignalen van de hoofdweg en 20 de tweede weg op om zo de verlangde compressie-regel te vervullen.The circuit in Figure 2 is specifically designed to be included in the recording channel of a home tape recorder, two such circuits being required for a stereo recording device. The input signal is applied at terminal 10 to an emitter follower stage 12 which provides a low impedance signal. This signal is first applied through a straight through main path formed by a resistor 14 to an output terminal 16 and secondly through a second path, the last element of which is a resistor 18 which is also connected to the output terminal 16. Resistors 14 and 18 add the main road and 20 second output signals to fulfill the required compression rule.
De tweede weg bestaat uit een vast filter 20, een variabel afsnij-filter 22 dat een FET 24 bevat (deze vormen de filter/begrenzer), en een versterker 26 waarvan de uitgang is aangesloten aan een met een dubbele diode werkende begrenzer 28 en aan de weerstand 18. De niet-lineaire begrenzer onderdrukt het doorschieten van het uitgangssignaal bij plotselinge toenemende ingangssignalen. De versterker 26 25 verhoogt het signaal in de tweede weg tot een zodanig niveau dat de knie in de karakteristiek van de begrenzer of de doorschiet-onderdrukker 28 die siliciumdiodes bevat, effectief is op het toepasselijke signaalniveau onder omstandigheden met een voorbijgaand karakter. De effectieve drempel van de doorschiet-onderdrukker ligt iets boven die van de voorgaande filter/begrenzer. De weerstanden 14 en 18 zijn zo bemeten dat de verlangde compenserende mate van demping dan voor het signaal in de tweede 30 weg wordt verkregen.The second path consists of a fixed filter 20, a variable cut-off filter 22 containing a FET 24 (these form the filter / limiter), and an amplifier 26 whose output is connected to a double diode limiter 28 and to resistor 18. The non-linear limiter suppresses overshoot of the output signal with sudden increasing input signals. The amplifier 26 secondly raises the signal to such a level that the knee in the characteristic of the limiter or overshoot suppressor 28 containing silicon diodes is effective at the appropriate signal level under transient conditions. The effective threshold of the overshoot suppressor is slightly above that of the previous filter / limiter. Resistors 14 and 18 are sized so that the desired compensating amount of attenuation is then obtained for the signal in the second path.
De uitgang van de versterker 26 is ook aangesloten aan een versterker 30 waarvan het uitgangssignaal wordt gelijkgericht door middel van een germaniumdiode 31 en wordt geïntegreerd door een afvlakfilter 32 om zo de stuurspanning voor de FET 24 te verschaffen.The output of amplifier 26 is also connected to an amplifier 30 whose output signal is rectified by a germanium diode 31 and is integrated by a smoothing filter 32 to provide the control voltage for the FET 24.
Er worden twee eenvoudige RC-filters gebruikt, ofschoon equivalente LC of LCR-filters gebruikt zouden 35 kunnen worden. Het vaste filter 20 levert een afsnij-frequentie van 1700 Hz op (nu 1500 Hz), waar beneden compressie in verminderende mate plaatsvindt. Het filter 22 bestaat uit een serie-condensator 34 en een parallel-weerstand 36, gevolgd door een serieweerstand 38 en een FET 24 waarvan de toevoer-afvoerweg is aangesloten als een parallel-weerstand. In de toestand van rust met een signaal nul aan de stuur-elektrode van de FET 24 wordt de FET afgeknepen en vertoont hij een praktisch oneindig grote impedantie: 40 de aanwezigheid van de weerstand 38 kan in dat geval buiten beschouwing blijven. De afsnij-frequentie van het filter 22 is aldus 800 Hz (nu 750 Hz) hetgeen, zoals zal worden opgemerkt, aanzienlijk beneden de afsnij-frequentie van het vaste filter 20 is.Two simple RC filters are used, although equivalent LC or LCR filters could be used. The fixed filter 20 produces a cutoff frequency of 1700 Hz (now 1500 Hz), below which compression takes place at a decreasing rate. The filter 22 consists of a series capacitor 34 and a parallel resistor 36, followed by a series resistor 38 and a FET 24 whose supply-drain path is connected as a parallel resistor. In the quiescent state with a zero signal at the control electrode of the FET 24, the FET is pinched off and exhibits a practically infinitely large impedance: 40 the presence of the resistor 38 can be disregarded in that case. The cutoff frequency of the filter 22 is thus 800 Hz (now 750 Hz) which, as will be noted, is considerably below the cutoff frequency of the fixed filter 20.
Wanneer het signaal aan de stuurelektrode voldoende toeneemt om de weerstand van de FET te laten zakken tot minder dan zeg 1 kohm, staat de weerstand 38 effectief parallel aan de weerstand 36 en neemt 45 de afsnij-frequentie toe, hetgeen de doorlaatband van het filter duidelijk smaller maakt. De toename van de afsnij-frequentie is vanzelfsprekend een progressieve werking.When the signal at the control electrode increases enough to lower the resistance of the FET to less than say 1 kohm, the resistor 38 effectively parallels the resistor 36 and 45 increases the cutoff frequency, which clearly shows the filter pass band narrower. Obviously, the increase in the cutoff frequency is progressive.
Het gebruik van een FET is gemakkelijk omdat binnen een geschikt beperkt bereik van signaalamplitudes een dergelijk orgaan praktisch werkzaam is als een lineaire weerstand (voor signalen van beide tekens), waarvan de waarde wordt bepaald door de stuurspanning op de stuurelektrode.The use of a FET is convenient because, within a suitably limited range of signal amplitudes, such a member acts practically as a linear resistor (for signals of both characters), the value of which is determined by the control voltage on the control electrode.
50 De weerstand 36 en de FET worden teruggevoerd naar een instelbare loper 46 in een spanningdeler die een temperatuurcompenserende germaniumdiode 48 bevat. De loper 46 maakt het mogelijk de compressie-drempel van het filter 22 bij te stellen.The resistor 36 and the FET are returned to an adjustable runner 46 in a voltage divider containing a temperature compensating germanium diode 48. The runner 46 makes it possible to adjust the compression threshold of the filter 22.
De versterker 26 bevat complementaire transistoren die een hoge ingangsimpedantie en een lage uitgangsimpedantie opleveren. Aangezien de versterker de diodebegrenzer 28 aandrijft is een eindige 55 uitgangsimpedantie nodig die wordt verschaft door een koppelweerstand 50. De diodes 28 zijn, zoals reeds opgemerkt, siliciumdiodes en hebben rond 1/2 volt een scherpe knie.The amplifier 26 includes complementary transistors that provide a high input impedance and a low output impedance. Since the amplifier drives the diode limiter 28, a finite 55 output impedance is provided which is provided by a coupling resistor 50. The diodes 28, as already noted, are silicon diodes and have a sharp knee around 1/2 volt.
Het signaal op de begrenzer en daarmee op de weerstand 18 kan door middel van een schakelaar 53 192860 10 naar aarde worden kortgesloten wanneer het nodig is om de compressor buiten werking te schakelen.The signal on the limiter and thus on the resistor 18 can be short-circuited to earth by means of a switch 53 192860 10 when it is necessary to switch off the compressor.
De versterker 30 is een NPN-transistor met een emitter-tijdconstante-netwerk 52 dat bij hoge frequenties een vergrote versterking geeft. Krachtige hoge frequenties (bijvoorbeeld een bekkenslag) zullen daarom leiden tot een snelle versmalling van de band waarin compressie plaatsvindt om zo signaalvervorming te 5 vermijden.The amplifier 30 is an NPN transistor with an emitter-time constant network 52 that provides increased amplification at high frequencies. Powerful high frequencies (eg a cymbal beat) will therefore lead to a rapid narrowing of the band in which compression takes place, thus avoiding signal distortion.
De versterker is aangesloten aan het afvlakfilter 32 via een gelijkrichtende diode 31. Het filter omvat een serie-weerstand 54 en een parallel-condensator 56. De weerstand 54 is parallel geschakeld aan een siliciumdiode 58 die een snelle oplading van de condensator 56 voor een snel aanspreken mogelijk maakt, gekoppeld met een goede afvlakking onder stationaire omstandigheden. De spanning op de condensator 56 10 wordt rechtstreeks aangelegd aan de stuurelektrode van de FET 24.The amplifier is connected to the smoothing filter 32 via a rectifying diode 31. The filter includes a series resistor 54 and a parallel capacitor 56. The resistor 54 is connected in parallel to a silicon diode 58 that provides a fast charge of the capacitor 56 for a fast response, coupled with good flattening under stationary conditions. The voltage on the capacitor 56 10 is applied directly to the control electrode of the FET 24.
Een compleet schakelschema van de complementaire expander is in figuur 3 getekend, maar daarvan is een volledige beschrijving niet nodig aangezien de schakeling praktisch identiek is aan die in figuur 2 en daarom zijn de componentwaarden voor het merendeel niet in figuur 3 aangegeven.A complete circuit diagram of the complementary expander is shown in Figure 3, but a full description thereof is not necessary since the circuit is practically identical to that in Figure 2, and therefore, the component values are for the most part not shown in Figure 3.
De verschillen tussen figuur 2 en figuur 3 zijn de volgende: 15 in figuur 3 ontleent de tweede weg zijn ingangssignaal aan de uitgangsklem 16a, is de versterker 26a een omkerende versterker en worden de door de weerstanden 14 en 18 gecombineerde signalen aangeboden aan de ingang (basis) van de emitter-volger 12 waarvan de uitgang (emitter) is aangesloten aan de klem 16a. Om zeker te zijn van een geringe aandrijf impedantie is de ingangsklem 10a aangesloten aan de weerstand 14 via een emitter-volger 60. Er moeten passende maatregelen worden genomen om te 20 verhinderen dat in de expander een voorinstelling ontstaat.The differences between Figure 2 and Figure 3 are the following: In Figure 3, the second path derives its input signal from the output terminal 16a, the amplifier 26a is an inverting amplifier, and the signals combined by the resistors 14 and 18 are applied to the input ( base) of the emitter follower 12 whose output (emitter) is connected to terminal 16a. To ensure a low drive impedance, the input terminal 10a is connected to the resistor 14 via an emitter follower 60. Appropriate steps must be taken to prevent a bias from occurring in the expander.
De versterker 26a is omkerend gemaakt door het uitgangssignaal aan de emitter te ontlenen in plaats van aan de collector van de tweede (PNP) transistor. Deze verandering brengt met zich mee het verplaatsen van de weerstand 62 met waarde 10 kohm (figuur 2) van de collector naar de emitter (figuur 3) hetgeen automatisch een geschikte uitgangsimpedantie voor het aandrijven van de begrenzer oplevert. De 25 weerstand 50 is daarom in figuur 3 achterwege gelaten.The amplifier 26a is inverted by deriving the output signal from the emitter instead of the collector of the second (PNP) transistor. This change involves moving the resistor 62 with a value of 10 kohm (Figure 2) from the collector to the emitter (Figure 3) which automatically provides a suitable output impedance for driving the limiter. The resistor 50 is therefore omitted in Figure 3.
Opgemerkt moet worden dat het van belang is bij het afstemmen van een compleet ruisonderdrukkings-systeem om even hoge signaalniveaus te hebben op de emitters van de transistoren 12 in zowel de compressor als de expander. Meetaansluitpunten M aan deze emitters zijn in de tekening aangegeven.It should be noted that it is important in tuning a complete noise reduction system to have equally high signal levels on the emitters of transistors 12 in both the compressor and the expander. Measuring connection points M on these emitters are shown in the drawing.
Figuur 4 toont een voorkeursuitvoering van een keten om in de plaats te stellen van de keten tussen de 30 punten A, B en C in figuur 2 en figuur 3. Wanneer de FET 24 is afgeknepen, is het tweede RC-netwerk 22 onwerkzaam en bepaalt het eerste RC-netwerk 20 in dat geval de responsie van de tweede weg. De verbeterde keten combineert de fase-voordelen van het hebben van alleen een enkelvoudige RC-sectie in de toestand van rust met de 12 dB per octaaf-dempingseigenschappen van een tweesectie RC-filter bij de aanwezigheid van signaal.Figure 4 shows a preferred embodiment of a circuit to replace the chain between the 30 points A, B and C in Figure 2 and Figure 3. When the FET 24 is pinched, the second RC network 22 is inoperative and determines the first RC network 20 in that case the response of the second way. The improved circuit combines the phase benefits of having only a single RC section in the quiescent state with the 12 dB per octave attenuation properties of a two-section RC filter in the presence of signal.
35 In de werkelijke uitvoering waarbij gebruik wordt gemaakt van FET’s van het type MPF 104, is de weerstand 36a met waarde 39 kohm nodig om te zorgen voor een eindige toevoer-impedantie om in de FET naar binnen te werken. Op deze manier wordt de compressieverhouding bij alle frequenties en alle niveaus op een maximum van ongeveer 2 gehouden. De weerstand 36a levert dezelfde compressieverhouding-begrenzingsfunctie in de verbeterde keten als de weerstand 36 in de keten volgens figuur 2 of figuur 3.In the actual embodiment using MPF 104 type FETs, the resistor 36a with a value of 39 kohm is required to provide a finite feed impedance to act in the FET. In this way, the compression ratio at all frequencies and all levels is kept at a maximum of about 2. The resistor 36a provides the same compression ratio limiting function in the improved circuit as the resistor 36 in the circuit of Figure 2 or Figure 3.
40 Bovendien verschaft deze weerstand een laagfrequente weg voor het signaal.In addition, this resistor provides a low-frequency path for the signal.
Bepaalde bijzonderheden van de schakeling in de figuren 2, 3 en 4 zijn in de loop van de tijd ontwikkeld en meer moderne uitvoeringen van de schakeling zijn al gepubliceerd en in de stand van de techniek goed bekend. Gemakshalve wordt hier verwezen naar de specifieke schakeling in het Amerikaanse octrooischrift Re 28.426.Certain details of the circuit in Figures 2, 3 and 4 have been developed over time and more modern embodiments of the circuit have already been published and are well known in the art. For convenience, reference is made here to the specific circuit in U.S. Patent Re 28,426.
45 Figuur 5 is een blokschema dat de belangrijkste elementen van de compressor in de figuren 2 en 4 laat zien. De combinerende keten 15 stelt voor de combinerende weerstanden 14 en 18 in de figuren 2 en 3.45 Figure 5 is a block diagram showing the main elements of the compressor in Figures 2 and 4. The combining circuit 15 represents the combining resistors 14 and 18 in Figures 2 and 3.
De variabele band-werking van het schuifbandtoestel kan in figuur 6 worden bestudeerd, welke figuur een echte registratie laat zien van een sondeertoon-responsie, verkregen uit de schakeling volgens figuur 2 met daarin opgenomen de schakeling volgens figuur 4. De variabele band-werking is weergegeven door de 50 compressor-frequentieresponsie uit te zetten door middel van een sondeertoon op een laag niveau (waarvan het niveau onder de drempel van de compressor ligt) in de aanwezigheid van een signaal met een hoog niveau: de proeftoon wordt gedetecteerd aan de uitgang van de compressor met behulp van een spoorvolgend filter. Het signaal met hoog niveau laat de compressorschakeling werkzaam zijn waarbij de grafiek het effect laat zien op de omslag-frequentie van het filter.The variable band operation of the sliding band device can be studied in Figure 6, which shows a true recording of a CPT response obtained from the circuit of Figure 2 including the circuit of Figure 4. The variable band operation is reproduced by turning off the 50 compressor frequency response by means of a low level CPT (whose level is below the compressor threshold) in the presence of a high level signal: the test tone is detected at the output of the compressor using a tracking filter. The high level signal allows the compressor circuit to operate with the graph showing the effect on filter cutoff frequency.
55 In een schuifband-toestel volgens de uitvinding mag de amplitude van het sterke of dominerende signaal dat de schuifbandwerking veroorzaakt, geen onmatige verschuiving veroorzaken, noch mag de aanwezigheid van andere signalen met een hoog niveau buiten de doorlaatband van de schuifband een onmatige 11 192860 verschuiving veroorzaken. Onmatige verschuiving betekent een verplaatsing van de omslagfrequentie van het variabele filter die verder gaat dan nodig is om een schuifband-compressor-karakteristiek op te leveren die het opjagen van de dominante signalen boven een referentieniveau vermijdt. De absolute waarde van het referentieniveau wordt door de ontwerper van het systeem gekozen, maar ligt gewoonlijk een 10 dB 5 onder de gewoonlijk gebezigde hoogste niveauwaarde.55 In a shear band device according to the invention, the amplitude of the strong or dominating signal that causes the shear band operation must not cause undue shifting, nor the presence of other high level signals outside the bandwidth of the shear band should cause undue shifting. cause. Overdue means a displacement of the variable filter's crossover frequency beyond what is necessary to provide a shear band compressor characteristic that avoids chasing the dominant signals above a reference level. The absolute value of the reference level is chosen by the designer of the system, but is usually a 10 dB 5 below the usually used highest level value.
Figuur 7 toont een ander stel echte registraties van sondeertoonkrommen voor het geval van een schuifband-compressorschakeling volgens een zelfde ontwerp als die in figuur 2 (met de modificatie volgens figuur 4), maar met een laag niveau-versterking van 8 dB en een dooffrequentie van het filter ten bedrage van 800 Hz. Het sondeertoonniveau ligt bij -40 dB, beneden de drempel van de compressor. De krommen 10 zijn opgenomen voor een signaal van 100 Hz bij -20, -10, 0, +10 en +20 dB, waarin 0 dB het referentieniveau is. Ook is een kromme getekend voor het geval dat het 100 Hz signaal ontbreekt. De registratie-krommen voor -10, 0, +10 en +20 dB beginnen allen bij ongeveer 200 Hz. Dit is ook het geval voor figuur 8. In figuur 9 en figuur 10 zijn eveneens krommen getekend voor het geval dat het signaal ontbreekt.Figure 7 shows another set of true records of CPT curves for the case of a sliding band compressor circuit of the same design as that of Figure 2 (with the modification of Figure 4), but with a low level gain of 8 dB and a quenching frequency of the filter in the amount of 800 Hz. The CPT level is at -40 dB, below the compressor threshold. Curves 10 are recorded for a 100 Hz signal at -20, -10, 0, +10 and +20 dB, where 0 dB is the reference level. A curve has also been drawn in case the 100 Hz signal is missing. The recording curves for -10, 0, +10 and +20 dB all start at about 200 Hz. This is also the case for figure 8. In figure 9 and figure 10 curves are also drawn in case the signal is missing.
Opnieuw verwijzend naar figuur 7 zou daar in het ideale geval geen verschuiving bij een responsie op 15 een signaal van 100 Hz mogen zijn omdat dit duidelijk buiten de doorlaatband van de schakeling bij zijn laagste (doof-)frequentie ligt. Niettemin schuift bij het toenemen van het niveau van het signaal van 100 Hz de band naar boven. De krommen voor -10, 0, +10 en +20 dB behoeven niet verder te schuiven dan de kromme voor -20 dB om iedere opjaging van het 100 Hz signaal van enige betekenis te vermijden. De onnodige verschuiving heeft twee effecten: a) een aanzienlijke ruisonderdrukkingswerking gaat verloren (bij 20 het afspelen) omdat er geen opjaging plaatsvindt bij frequenties waar dit anders plaats kan vinden, en b) naarmate de amplitude van het 100 Hz signaal varieert kan het signalen bij hogere frequenties moduleren aangezien de schuifband onder zijn besturing varieert, hetgeen resulteert in een mogelijke onjuiste herstelling van het signaal door de expander indien de registratie of het transmissiekanaal een onregelmatige frequentie-responsie heeft in de buurt van 100 Hz.Referring again to Figure 7, ideally there should be no shift in response to a 100 Hz signal because it is clearly outside the circuit's pass band at its lowest (quench) frequency. Nevertheless, as the level of the signal of 100 Hz increases, the band shifts upwards. The curves for -10, 0, +10 and +20 dB need not slide further than the curve for -20 dB to avoid any significant boost of the 100 Hz signal. The unnecessary shift has two effects: a) a significant noise reduction effect is lost (at 20 playback) because there is no rushing at frequencies where this may otherwise occur, and b) as the amplitude of the 100 Hz signal varies, signals at modulate higher frequencies as the slider varies under its control, resulting in a possible incorrect repair of the signal by the expander if the recording or transmission channel has an irregular frequency response in the vicinity of 100 Hz.
25 Figuur 8 toont een stel echte registraties van sondeertoonkrommen voor dezelfde schakeling, maar met toevoeging van de modulatiestuurschakeling als hierna wordt beschreven. Althans nagenoeg geen verschuiving treedt op voor dezelfde niveaus van het signaal van 100 Hz als in de situatie met figuur 7. De schuifband-compressor is praktisch immuun gemaakt voor sterke signalen buiten zijn doorlaatband. De schuifband-responsie is praktisch dezelfde als zijn responsie onder de drempelwaarde bij het ontbreken van 30 dominante signalen.Figure 8 shows a set of true records of CPT curves for the same circuit, but adding the modulation driver as described below. At least virtually no shift occurs for the same levels of the 100 Hz signal as in the situation of Figure 7. The slide band compressor is made practically immune to strong signals outside its pass band. The sliding band response is practically the same as its response below the threshold in the absence of dominant signals.
Het effect van de modulatiesturing voor schuifbandcompressoren wordt verder toegelicht door de figuren 9 en 10 die eveneens echte registraties laten zien van sondeertoonkrommen die zijn opgenomen met dezelfde schakeling en hetzelfde niveau van de sondeertoon als in de figuren 7 en 8. In dit geval is het effect van een dominant signaal bij 800 Hz, een frequentie binnen het gewenste actieve gebied van de 35 schakeling, voorgesteld. In het ideale geval is een verschuiving nodig om net zo ver te gaan dat het 800 Hz-signaal niet boven het referentie-niveau van 0 dB wordt opgejaagd. Aldus is in de responsie volgens figuur 9 zonder modulatie-sturing de verschuiving die wordt veroorzaakt door het signaal van 800 Hz op de niveaus van -10, 0, +10 en +20 dB onmatig. Figuur 10 laat de responsie zien van de schakeling met modulatie-sturing: de verschuiving bij en boven 0 dB is aanzienlijk verminderd. Het effect is voor lage 40 signaalniveaus progressief minder, maar het is in zekere mate waarneembaar bij het signaalniveau van -10 dB.The effect of the modulation control for sliding belt compressors is further explained by Figures 9 and 10, which also show true records of CPT curves recorded with the same circuit and CPT level as in Figures 7 and 8. In this case, the effect of a dominant signal at 800 Hz, a frequency within the desired active range of the circuit. Ideally, a shift is needed to go just so far that the 800 Hz signal is not rushed above the 0 dB reference level. Thus, in the response of Figure 9 without modulation control, the shift caused by the 800 Hz signal at the levels of -10, 0, +10, and +20 dB is undue. Figure 10 shows the response of the modulation driven circuit: the shift at and above 0 dB is significantly reduced. The effect is progressively less for low 40 signal levels, but it is noticeable to some extent at the -10 dB signal level.
Figuur 11 toont in het algemeen een voorkeursuitvoering van de modulatiesturing volgens de uitvinding, uitgevoerd in een tweewegs-bi-lineaire schuifbandinrichting. De verwijzingscijfers zijn zoveel mogelijk dezelfde gehouden als in figuur 5 voor dezelfde en voor functioneel gelijkwaardige elementen. De 45 sondeertoon-responsiekrommen van de figuren 7 tot en met 10 zijn opgenomen met een schuifbandinrichting als in figuur 11 in algemene zin is weergegeven met de modulatiesturing-deelketenelementen in het met stippellijnen getekende blok 100 uit de schakeling genomen voor de responsiekromme zonder modulatiesturing. Terwille van de uitleg is de schakeling volgens figuur 11 wat bijzonderheden betreft in hoofdzaak dezelfde als die volgens de figuren 2 en 4. De schakeling kan worden gemodificeerd als hiervoor 50 beschreven zonder de fundamentele werking van de modulatiesturing-deelketen te beïnvloeden.Figure 11 generally shows a preferred embodiment of the modulation control according to the invention, implemented in a two-way bi-linear sliding belt device. The reference numbers have been kept as much as possible as in Figure 5 for the same and for functionally equivalent elements. The 45 CPT response curves of Figures 7 to 10 are recorded with a sliding tape device as shown generally in Figure 11 with the modulation control sub-chain elements in the dotted line block 100 taken out of the circuit for the response curve without modulation control. For the sake of explanation, the circuit of FIG. 11 is substantially the same in detail as that of FIGS. 2 and 4. The circuit can be modified as described above without affecting the fundamental operation of the modulation control sub-chain.
Zoals in figuur 11 is aangegeven ontleent de modulatiesturing-deelketen een geiijkspanningsstuursignaal aan het ingangssignaal van de schakeling (of naar keuze aan het uitgangssignaal van de combinerende keten 15) en wel door middel van een versterker 30' een gelijkrichter 31 ’ en een afvlakschakeling 32a'. Een potentiometer 102 is getekend om aan te geven dat het signaal uit de afvlakschakeling 32a' een instelbare 55 versterking heeft. In de praktijk wordt de versterking gewoonlijk te voren in het ontwerp ingesteld. Een combinerende keten 33 trekt het door de deelketen 100 geleverde signaal af van het hoofdstuursignaal dat wordt geleverd door middel van de versterker 30, de gelijkrichter 31 en de afvlakketen 32a.As shown in FIG. 11, the modulation control sub-circuit derives a calibrated voltage control signal from the input signal of the circuit (or optionally from the output signal of the combining circuit 15), namely, by means of an amplifier 30 ', a rectifier 31' and a smoothing circuit 32a ' . A potentiometer 102 is shown to indicate that the signal from smoothing circuit 32a 'has an adjustable 55 gain. In practice, the gain is usually preset in the design. A combining circuit 33 subtracts the signal supplied by the sub-circuit 100 from the main control signal supplied by the amplifier 30, the rectifier 31 and the smoothing circuit 32a.
1 iizoou 121 iizoou 12
De afvlakketen in figuur 11 is in twee trappen opgedeeld teneinde te sparen op de prijs van de componenten. Aldus kunnen de blokken 32a en 32a' identiek zijn en elk bestaan uit slechts één enkele RC-filtersectie, en kan het blok 32b dat het gecombineerde stuursignaal verder afvlakt, bestaan uit een aanvullende RC-filtersectie.The smoothing circuit in Figure 11 is divided into two stages to save on the price of the components. Thus, blocks 32a and 32a 'may be identical and each consist of only a single RC filter section, and block 32b further smoothing the combined control signal may consist of an additional RC filter section.
5 De signalen worden gelijkgericht (door gelijkrichters 31 en 31') alvorens zij door de keten 33 worden gecombineerd teneinde de dubbelzinnigheid met het keten te vermijden die zou optreden indien wissel-spanningssignalen werden gecombineerd en vervolgens gelijkgericht (dat wil zeggen dat er met wissel-spanningssignalen twee mogelijke stabiele toestanden zouden zijn).The signals are rectified (by rectifiers 31 and 31 ') before they are combined by the circuit 33 in order to avoid the ambiguity with the circuit that would occur if AC voltage signals were combined and then rectified (i.e. with AC voltage signals would be two possible stable states).
De inrichting van de uitvoeringsvorm volgens figuur 11 levert aldus een referentieniveau voor het 10 stabiliseren van het gelijkspanningsstuursignaal, een referentieniveau dat dynamisch verandert met het ingangssignaalniveau, waardoor een deel van de dynamische werking van het variabele filter wordt verschoven of overgezet naar een niveaugebied dat door het referentieniveau is bepaald. De inrichting functioneert om de maximum amplitude van dominante signalen in de ruisonderdrukkingsnevenweg te houden in een constante verhouding tot het ingangssignaal bij hoge signaalniveaus. Het relatieve niveau 15 afkomstig van de modulatie-sturingsdeelketen 100, wordt gekozen om de schuifwerking in responsie op signalen buiten de schuifband-doorlaatband tot een minimum terug te brengen.The arrangement of the embodiment of Figure 11 thus provides a reference level for stabilizing the DC control signal, a reference level that dynamically changes with the input signal level, thereby shifting or transferring part of the dynamic operation of the variable filter to a level region reference level has been determined. The device functions to maintain the maximum amplitude of dominant signals in the noise suppression bypass at a constant ratio to the input signal at high signal levels. The relative level 15 from the modulation control sub-circuit 100 is selected to minimize the sliding action in response to signals outside the sliding band pass band.
Ofschoon de uitvoering volgens figuur 11 effectief functioneert wanneer het ingangssignaal voor de modulatiesturings-deelketen 100 wordt ontleend aan het brede band-ingangssignaal (of -uitgangssignaal), zijn andere schakelingen die een meting van signaalniveaus aan het boveneind van de dynamiek-omvang 20 opleveren, mogelijk. Bijvoorbeeld worden zelfs in zekere mate modulatie-sturingseffecten verkregen indien het ingangssignaal van de deelketen 100 wordt afgenomen van het uitgangssignaal van het banddoorlaat-filter 20. Ideaal gesproken wordt in de versterkers 30 en 30' vereffening benut om de totale modulatie-sturingseffecten optimaal te maken (sturing door doorlaatbandcomponenten in tegenstelling tot door stopbandcomponenten), waarbij de gecombineerde frequentieresponsie-effecten van de filters 20, 22 en de 25 vereffening die in de besturingsversterker 26 wordt toegepast, in rekening worden genomen.Although the embodiment of Figure 11 functions effectively when the input signal for the modulation control sub-circuit 100 is derived from the wide band input (or output) signal, other circuits that provide a measurement of signal levels at the upper end of the dynamics range 20 are possible. For example, even modulation control effects are obtained to some extent if the input signal of the sub-circuit 100 is taken from the output signal of the band pass filter 20. Ideally, amplifiers 30 and 30 'utilize equalization to optimize the overall modulation control effects. (control by passband components as opposed to stopband components), taking into account the combined frequency response effects of the filters 20, 22 and the equalization applied in the control amplifier 26.
Wanneer de uitvinding is uitgevoerd in serieel gekoppelde inrichtingen, zoals beschreven in het Belgische octrooischrift 889.428, kan een enkele modulatiesturing-deelketen worden gebruikt om aan elke trap een referentiesignaal te leveren. Een dergelijke keten ontleent met voordeel zijn ingangssignaal aan het uitgangssignaal van de laatste compressortrap wanneer de serieel geschakelde trappen zijn gerangschikt in 30 de voorkeursvolgorde zodanig dat de eerste trap een drempel op het hoogste niveau heeft. Door het referentiesignaal aan het uitgangssignaal te ontlenen ontvangen de lage niveau-trap of trappen het modulatiesturingseffect bij een lager signaalniveau en wordt daardoor de modulatiesturingswerking versterkt.When the invention is embodied in serially coupled devices, such as described in Belgian Patent 889,428, a single modulation control sub-circuit can be used to supply a reference signal to each stage. Such a circuit advantageously derives its input signal from the output signal of the last compressor stage when the series-connected stages are arranged in the preferred order such that the first stage has a threshold at the highest level. By deriving the reference signal from the output signal, the low level stage or stages receive the modulation control effect at a lower signal level and thereby enhance the modulation control effect.
Zoals hiervoor vermeld is het ook mogelijk modulatiesturing te verkrijgen van schuifbandketens met andere middelen dan door een stuursignaalreferentie af te leiden uit het ingangssignaal (of uitgangssignaal). 35 Een of meer stuursignalen kunnen worden afgeleid uit het uitgangssignaal van het variabele filter en zo begrensd dat resultaten worden verkregen die vergelijkbaar zijn met die worden verkregen met de onderdrukkingsvoorziening als in figuur 11 aangegeven: het wezenlijke resultaat is hetzelfde, namelijk het ongevoelig maken van de dynamische modificatiewerking van de keten voor signalen met hoog niveau binnen de stopband. De figuren 12, 13 en 14 zijn gericht op dergelijke uitvoeringen waarin begrenzing wordt 40 gebruikt.As mentioned above, it is also possible to obtain modulation control of sliding band chains by means other than by deriving a control signal reference from the input signal (or output signal). 35 One or more control signals can be derived from the output signal of the variable filter and so limited that results are obtained that are comparable to those obtained with the suppression device as indicated in figure 11: the essential result is the same, namely desensitizing the dynamic circuit modification operation for high level signals within the stopband. Figures 12, 13 and 14 are directed to such embodiments in which limitation 40 is used.
In de uitvoering volgens figuur 12 is het stuursignaalopwekkende orgaan (blokken 30, 31 en 33 in figuur 5) opgesplitst in drie wegen door middel van versterkers 30, 116 en 124, respectievelijk filters 110, 118 en 126, namelijk een hoogfrequente weg, een middenfrequente weg en een laag frequente weg. Elke weg bevat een begrenzer (112, 120, 128) die een vooraf ingestelde drempel heeft. De begrenzers kunnen 45 tegengesteld geschakelde diodes zijn, zoals de diodes 26 in figuur 2. Voor een hoogfrequente audio-compressor met een prestatie als in algemene zin in figuur 7 tot en met figuur 10 is weergegeven, kunnen de filterfrequenties bijvoorbeeld als volgt zijn: filter 126, 200 Hz laagdoorlaat; filter 118, 200 tot 800 Hz banddoorlaat; en filter 110, 800 Hz hoogdoorlaat. Het uitgangssignaal van elke begrenzer wordt gelijkgericht door gelijkrichters 114, 122 en 130, gecombineerd (of geselecteerd op maximum waarde) en aangelegd aan 50 het afvlaknetwerk 32. Anders kunnen de begrenzingsfuncties worden verkregen na gelijkrichting. In bedrijf worden de laagfrequente en middenfrequente bandbegrenzers ingesteld op het minimaal maken van het effect op verschuiving door signalen buiten de doorlaatband. Weinig of geen begrenzing kan nodig zijn in de hoogfrequente weg en de door deze weg bewerkstelligde besturing kan worden versterkt door de versterker 30 te voorzien van een hoogfrequente aanjaging, zoals voorgesteld door blok 52.In the embodiment of Figure 12, the control signal generating means (blocks 30, 31 and 33 in Figure 5) is split into three paths by amplifiers 30, 116 and 124, filters 110, 118 and 126, respectively, a high-frequency path, a medium-frequency path away and a low frequency road. Each road contains a limiter (112, 120, 128) that has a preset threshold. The limiters can be 45 oppositely connected diodes, such as the diodes 26 in Figure 2. For a high-frequency audio compressor with a performance generally shown in Figures 7 to 10, the filter frequencies may be as follows: filter 126, 200 Hz low pass; filter 118, 200 to 800 Hz band pass; and filter 110, 800 Hz high pass. The output of each limiter is rectified by rectifiers 114, 122 and 130, combined (or selected at maximum value) and applied to the smoothing network 32. Otherwise, the limiting functions can be obtained after rectification. In operation, the low-frequency and medium-frequency bandlimitors are set to minimize the effect on shifting by signals outside the passband. Little or no limitation may be required in the high-frequency path and the control effected by this path can be enhanced by providing the amplifier 30 with a high-frequency boost, as represented by block 52.
55 Figuur 13 toont een andere met gesplitste wegen uitgevoerde besturingsketen. In dit voorbeeld worden twee wegen gebruikt, een hoogfrequente weg en een laagfrequente weg. De hoogfrequente weg is in wezen dezelfde als in de uitvoering volgens figuur 12, behalve dan dat de begrenzer 112 is weggelaten. In 13 192860 de laagfrequente weg is een versterker 132 opgenomen die een hoogfrequent dempingsnetwerk 134 heeft. Het uitgangssignaal van de versterker wordt aangeboden aan een laagdoorlaatfilter 136 en aan een begrenzer 138. De drempel van de begrenzer wordt ingesteld samen met de verschillende filter- en versterkerfilter-eigenschappen om de grootste ongevoeligheid voor schuifbandsturing door stopbandsignalen 5 te verkrijgen. De signalen in de twee wegen worden gelijkgericht door gelijkrichters 114, respectievelijk 140, en gecombineerd aan de ingang tot de afvlakketen 32.55 Figure 13 shows another split road control circuit. In this example, two roads are used, a high-frequency road and a low-frequency road. The high-frequency path is essentially the same as in the embodiment of Figure 12, except that the limiter 112 is omitted. In the low frequency path, an amplifier 132 is included which has a high frequency damping network 134. The amplifier output is applied to a low-pass filter 136 and a limiter 138. The limiter threshold is adjusted along with the different filter and amplifier filter properties to obtain the greatest insensitivity to shear band control by stopband signals. The signals in the two paths are rectified by rectifiers 114 and 140, respectively, and combined at the input to the smoothing circuit 32.
In figuur 14 is nog een vereenvoudigde uitvoering van de uitvoering in figuur 13 getekend. Het hoog-doorlaatfilter 110, het laagdoorlaatfilter 136 en het versterker/hoogfrequente dempingsnetwerk 134 zijn weggelaten. Het hoogfrequente voorversterkingsnetwerk 52' van versterker 30 is anders dan dat in het 10 netwerk 52, namelijk zo dat de hoogfrequente aanjaging bij een hogere frequentie effectief wordt. Dus alleen de brede bandweg bevattende versterker 132 draagt laagfrequente signalen (samen met hoogfrequente signalen). De drempel van de begrenzer 138 wordt ingesteld samen met de hoogfrequente aanjaageigenschappen van het netwerk 52’ teneinde het effect op de verschuiving door stopbandsignalen minimaal te maken.Figure 14 shows a simplified embodiment of the embodiment in figure 13. The high-pass filter 110, the low-pass filter 136 and the amplifier / high-frequency attenuation network 134 are omitted. The high-frequency preamplification network 52 'of amplifier 30 is different from that in the network 52, namely that the high-frequency boost becomes effective at a higher frequency. Thus, only the wide band path amplifier 132 carries low-frequency signals (along with high-frequency signals). The threshold of the limiter 138 is set together with the high frequency drive properties of the network 52 to minimize the effect on shift by stopband signals.
15 Figuur 15 toont een uitvoeringsvorm met een éénwegsbesturingsketen die een frequentie-afhankelijke versterker 141 bevat met een iaagfrequent opjaagnetwerk 142, gevolgd door een begrenzer 144 en een versterker 146 met een hoogfrequent opjaagnetwerk 148. In bedrijf wordt eerst het laagfrequente deel van het spectrum dat de neiging heeft ongewenste verschuiving te veroorzaken, eerst opgejaagd en vervolgens begrensd. De begrenzer 144 is bij voorkeur syllabisch met zijn eigen teruggekoppelde versterker, gelijkrich-20 ter, afvlakketen element met bestuurde versterking (zoals de blokken 276, 280, 282 en 270 in figuur 17). De versterker 146 die is voorzien van een hoogfrequent opjaagnetwerk 148, herstelt alle hoogfrequente benadrukking vooraf die nodig kan zijn. Het uitgangssignaal van de versterker 146 wordt vervolgens gelijkgericht en afgevlakt door de blokken 114, respectievelijk 32. In deze éénwegsbesturingsketen worden de stopband-signaalcomponenten met een hoog niveau bij de gelijkrichting in het punt 114 aanzienlijk 25 verzwakt.Figure 15 shows an embodiment with a one-way control circuit that contains a frequency-dependent amplifier 141 with a low-frequency boost network 142, followed by a limiter 144 and an amplifier 146 with a high-frequency boost network 148. In operation, first the low-frequency part of the spectrum containing the tends to cause unwanted shift, first hunted and then limited. The limiter 144 is preferably syllabic with its own feedback amplifier, rectifier, controlled gain smoothing element (such as blocks 276, 280, 282, and 270 in Figure 17). The amplifier 146, which includes a high-frequency boost network 148, restores any high-frequency emphasis that may be required. The output of amplifier 146 is then rectified and smoothed by blocks 114 and 32, respectively. In this one-way control circuit, the high level stopband signal components at the rectification at point 114 are significantly attenuated.
Voor het gemak en voor de eenvoud zijn de schuifbanduitvoeringsvormen beschreven in verband met een bepaalde opzet van de schuifbandcompressor. De uitvinding is evenzeer van toepassing op expanders zonder enige wijziging in de tweede-weg-besturingsketens voor ruisonderdrukking die in de uitvoeringsvormen volgens de figuren 11 tot en met 14 zijn getoond. In ruisonderdrukkingssystemen die gebruik maken 30 van compressoren en expanders, verdient het de voorkeur dat de modulatiebesturingsuitvinding kan worden toegepast op de beide inrichtingen teneinde complementariteit te verzekeren. De uitvinding is evenzeer van toepassing op laagfrequente schuifbandketens waarin de compressie- en de expansie-werking bedoeld is op te treden in het laagfrequente gebied.For convenience and simplicity, the sliding belt embodiments have been described in connection with a particular design of the sliding belt compressor. The invention is equally applicable to expanders without any change in the second-way noise suppression control circuits shown in the embodiments of Figures 11 to 14. In noise suppression systems using compressors and expanders, it is preferable that the modulation control invention can be applied to both devices to ensure complementarity. The invention is equally applicable to low frequency sliding band chains in which the compression and expansion action is intended to occur in the low frequency range.
Figuur 16 toont een blokschema van een vaste band bi-lineaire compressor- en expander-opzet in 35 tweewegsuitvoering. De fundamentele aspecten van het systeem zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.846.719 en 3.903.485 en in Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 15, no. 4, oktober 1967, blz. 383-388.Figure 16 shows a block diagram of a fixed-band bi-linear compressor and expander design in a two-way configuration. The fundamental aspects of the system are described in U.S. Pat. Nos. 3,846,719 and 3,903,485 and in Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 15, No. 4, October 1967, pp. 383-388.
In de bekende uitvoering volgens figuur 16 verschaffen de tweede-weg-netwerken 250 vier banden. De banden 1, 3 en 4 hebben gebruikelijke 12 dB/octaaf ingangsfilters: een laagdoorlaatfilter 252 bij 80 Hz aan 40 de ingang van band 1, een hoogdoorlaatfilter 254 bij 3 kHz aan de ingang van band 3 en een hoogdoorlaat-filter 256 bij 9 kHz aan de ingang van band 4. Elk van de filters wordt gevolgd door een isolerende trap 258 met een emitter-volger. Een band 2 heeft een frequentie-responsie die complementair is aan die van de banden 1 en 3. Een dergelijke responsie wordt verkregen door (in de opteller 260) de uitgangssignalen van de emitter-volgers 258 in de banden 1 en 3 op te tellen en deze som af te trekken van het totale ingangs-45 signaal (in een aftrekorgaan 262). Het uitgangssignaal van de emitter-volger 258 in elk van de banden en het uitgangssignaal van het aftrekorgaan 262 worden aangeboden aan de respectieve begrenzers 264 en 264'. De begrenzers 264 en 264' zijn identiek behalve dan dat de begrenzers 264' in de banden 1 en 2 een tijdconstante hebben die tweemaal zo groot is als die in de banden 3 en 4. De uitgangssignalen van de banden 1 tot en met 4 worden gecombineerd met het signaal op de hoofdweg in een combinatie-orgaan 50 266. Het uitgangssignaal van de compressor wordt aangeboden aan een ruisinvoerend kanaal om te worden uitgezonden naar de complementaire expander waarin het uitgangssignaal van de identieke tweede-weg-netwerken van het ingangssignaal worden afgetrokken om zo de complementaire expansie-karakteristiek te verkrijgen.In the known embodiment of Figure 16, the second-way networks 250 provide four bands. The bands 1, 3 and 4 have common 12 dB / octave input filters: a low-pass filter 252 at 80 Hz at 40 the input of band 1, a high-pass filter 254 at 3 kHz at the input of band 3 and a high-pass filter 256 at 9 kHz at the entrance of band 4. Each of the filters is followed by an insulating stage 258 with an emitter follower. A band 2 has a frequency response that is complementary to that of bands 1 and 3. Such a response is obtained by adding (in the adder 260) the outputs of the emitter followers 258 in bands 1 and 3 and subtract this sum from the total input 45 signal (in a subtractor 262). The output of the emitter follower 258 in each of the bands and the output of the subtractor 262 are applied to the respective limiters 264 and 264 '. The limiters 264 and 264 'are identical except that the limiters 264' in bands 1 and 2 have a time constant twice that of bands 3 and 4. The output signals from bands 1 to 4 are combined with the signal on the main road in a combination means 50 266. The output of the compressor is presented to a noise input channel to be sent to the complementary expander in which the output of the identical second-way networks is subtracted from the input signal to thus obtaining the complementary expansion characteristic.
Figuur 17 toont verdere bijzonderheden van de begrenzers 264 en 264'. Elk daarvan bevat een 55 FET-verzwakker 270 die werkt in responsie op een stuursignaal. Het uitgangssignaal van de verzwakker wordt versterkt door een signaalversterker 272 waarvan de versterking wordt ingesteld om de gewenste laag-niveau-signaalversterking te verkrijgen. De uitgangssignalen van alle banden worden gecombineerd 192860 14 met het hoofdsignaal op een zodanige wijze dat een laag-niveau-uitgangssignaal vanuit de compressor wordt geleverd dat gelijkmatig 10 dB hoger ligt dan het ingangssignaal tot aan ongeveer 5 kHz, waarboven de toename van het niveau geleidelijk aan toeneemt tot 15 dB bij 15 kHz.Figure 17 shows further details of the limiters 264 and 264 '. Each includes a 55 FET attenuator 270 that operates in response to a control signal. The attenuator output is amplified by a signal amplifier 272 whose gain is adjusted to obtain the desired low-level signal gain. The output signals of all bands are combined 192860 14 with the main signal in such a way that a low-level output signal is delivered from the compressor that is uniformly 10 dB higher than the input signal up to about 5 kHz, above which the level increase gradually on increases to 15 dB at 15 kHz.
De FET-verzwakker wordt bestuurd door een stuursignaal-hulpketen die een compressie-drempel van 40 5 dB beneden het top-bedrijfsniveau verschaft. De besturingshulpketen omvat een stuursignaalversterker 276 die wordt gevolgd door een fase-splitser 278 die een tweefasige gelijkrichter 280 aandrijft. De verkregen gelijkspanning wordt aangelegd aan een afvlaknetwerk 282 waarvan het uitgangssignaal het stuursignaal is. Het netwerk 282 omvat een eerste RC-integrator, een emitter-volger en een RC-eind-integrator die met diodes zodanig samenwerken dat zowel de eerste integrator als de eind-integrator een niet-lineaire 10 karakteristiek hebben die door de diodes wordt verschaft. Snelle, grote veranderingen in de signaal-amplitude worden snel doorgelaten, terwijl kleine veranderingen langzaam worden doorgegeven. Deze dynamische afvlakwerking levert optimale resultaten met betrekking tot modulatie-effecten, laagfrequente vervorming en vervormingscomponenten die door het stuursignaal worden opgewekt. De keten bereikt een snel herstel en een geringe signaalvorming.The FET attenuator is controlled by a control signal auxiliary circuit which provides a compression threshold of 40 dB below the peak operating level. The control auxiliary circuit includes a control signal amplifier 276 followed by a phase splitter 278 driving a two-phase rectifier 280. The DC voltage obtained is applied to a smoothing network 282 whose output signal is the control signal. The network 282 includes a first RC integrator, an emitter follower, and an RC end integrator that interact with diodes such that both the first integrator and the end integrator have a non-linear characteristic provided by the diodes. Rapid, large changes in the signal amplitude are passed quickly, while small changes are propagated slowly. This dynamic smoothing action provides optimum results with respect to modulation effects, low-frequency distortion and distortion components generated by the control signal. The chain achieves rapid recovery and low signal formation.
15 Figuur 18 toont een werkelijke registratie op een bladschrijver van een responsie-grafiek beneden de compressiedrempelwaarde van een vaste band-compressor met een laag niveau-versterking van 8 dB en een doorlaatbandfilterfrequentie van 800 Hz hoogdoorlaat. Binnen het actieve frequentiegebied van de inrichting (bepaald door de hoekfrequentie van 800 Hz) wordt een opjaging verkregen tot aan niveaus van ongeveer -10 dB (ten opzichte van een 0 dB referentieniveau).Figure 18 shows actual recording on a sheet writer of a response graph below the compression threshold of a fixed band compressor with a low level gain of 8 dB and a pass band filter frequency of 800 Hz high pass. Within the active frequency range of the device (determined by the angular frequency of 800 Hz), a boost is obtained up to levels of about -10 dB (relative to a 0 dB reference level).
20 Figuur 19 toont het effect op de compressie wanneer een hoogniveausignaal (+10 dB) bij 100 Hz aanwezig is, welke frequentie duidelijk onder de hoekfrequentie van 800 Hz van het filter ligt. Het sterke 100 Hz signaal in de stopband blokkeert de compressor effectief en verhindert iedere compressie binnen de doorlaatband. Het gevolg is dat de gewenste ruisonderdrukking in de doorlaatband achterwege blijft. Bovendien zal indien het 100 Hz signaal intermitterend is de compressie in de doorlaatband tot stand 25 komen, respectievelijk verloren gaan met het besturende 100 Hz signaal hetgeen ruis-modulatie en/of signaalmodulatie zal veroorzaken.Figure 19 shows the effect on compression when a high level signal (+10 dB) is present at 100 Hz, which frequency is well below the 800 Hz angular frequency of the filter. The strong 100 Hz signal in the stopband effectively blocks the compressor and prevents any compression within the passband. The result is that the desired noise reduction in the passband is omitted. In addition, if the 100 Hz signal is intermittent, the compression in the passband will be effected or lost with the controlling 100 Hz signal, which will cause noise modulation and / or signal modulation.
Figuur 20 toont het effect van de toevoeging van een modulatiesturingshulpketen zoals hierna beschreven aan een vaste bandschakeling. De compressie wordt hersteld in het doorlaatgebied zelfs bij het optreden van het sterke (+10 dB) signaal bij 100 Hz. De modulatiesturings-hulpketen maakt effectief de 30 vaste bandketen ongevoelig voor het sterke stopband-signaal.Figure 20 shows the effect of adding a modulation control auxiliary circuit as described below to a fixed band circuit. Compression is restored in the pass range even when the strong (+10 dB) signal occurs at 100 Hz. The modulation control auxiliary circuit effectively desensitizes the fixed band circuit to the strong stop band signal.
Figuur 21 toont in het algemeen de voorkeursuitvoering van de uitvinding zoals die wordt toegepast op één band van een vaste band bi-iineaire tweewegscompressor van de soort als is beschreven in samenhang met figuur 16. Twee toevoegingen zijn aan de beschreven keten zijn gedaan teneinde modulatie-sturing te verkrijgen. Een modulatiesturing-hulpketen 198, die overeenkomst heeft met die in de schuifband-35 uitvoering volgens figuur 11, is aanwezig en omvat een gelijkrichter 208' en een eerste afvlaktrap 210a'. De modulatiesturing kan naar keuze worden gevoed uit het uitgangssignaal van de compressor. De elementen 208, 208' en 210a, 210a' kunnen identiek zijn (maar wel separaat). Het niveau van het modulatiesturings-signaal uit de afvlakketen 210a' wordt ingesteld door een verzwakker 212 of door enig ander geschikt orgaan en wordt gecombineerd door middel van de keten 214 met tegengesteld teken met het stofbandge-40 lijkspanningsbesturingssignaal uit de afvlakketen 210a. Bovendien wordt het uitgangssignaal van een FCA 204 en een versterker 206 aangelegd aan een filter 216 dat bij voorkeur dezelfde hoekfrequentie heeft als de filter 202, ofschoon dit niet van wezenlijk belang is: de vergelijkende grafieken in de figuren 19 en 20 werden gemaakt met een eenvoudig 6 dB/octaaf laag doorlaatfilter 216 met een hoekfrequentie van 3 kHz. Niettemin zou het filter 216 in het ideale geval een betrekkelijk steile afsnij-karakteristiek moeten hebben, 45 bijvoorbeeld 12 dB of 18 dB per octaaf (respectievelijk met een twee- of driepolig filter) met ongeveer dezelfde afsnij-frequentie als het filter 202. Het uitgangssignaal van het filter 216 wordt gelijk gericht en afgevlakt door de blokken 218 en 220 om het doorlaatbandbesturingssignaal te vormen. De afvlakking die door de blokken 210a, 210a' en 210" wordt verschaft, kan een voorlopige filtertrap zijn, gevolgd door een verdere afvlakking in de keten 210b. Het uitgangssignaal van het doorlaatbandfilterkanaal wordt aangebo-50 den aan een maximum-kiezer 222 die aan zijn andere ingang het uitgangssignaal van het combinatie-orgaan 214, het modulatiebestuurde stopbandbesturingssignaal, ontvangt. In zijn eenvoudigste vorm omvat de maximum-kiezer twee diodes die het grootste van de twee ingangssignalen doorlaten: in meer geraffineerde schakelingen wordt gebruik gemaakt van operationele versterkers om zo de diode-spanningsverliezen te elimineren en de nauwkeurigheid te verhogen.Figure 21 generally shows the preferred embodiment of the invention as applied to one belt of a fixed belt bi-linear two-way compressor of the type described in connection with Figure 16. Two additions to the described circuit have been made to provide modulation to obtain guidance. A modulation control auxiliary circuit 198, similar to that in the sliding belt 35 embodiment of Figure 11, is provided and includes a rectifier 208 'and a first smoothing stage 210a'. The modulation control can be supplied optionally from the output signal of the compressor. Elements 208, 208 'and 210a, 210a' can be identical (but separate). The level of the modulation control signal from the smoothing circuit 210a 'is adjusted by an attenuator 212 or any other suitable means and is combined by means of the opposite sign circuit 214 with the dust band DC voltage control signal from the smoothing circuit 210a. In addition, the output of an FCA 204 and an amplifier 206 is applied to a filter 216 which preferably has the same angular frequency as the filter 202, although this is not essential: the comparative graphs in Figures 19 and 20 were made with a simple 6 dB / octave low pass filter 216 with an angular frequency of 3 kHz. Nevertheless, the filter 216 should ideally have a relatively steep cutoff characteristic, for example, 12dB or 18dB per octave (with a two or three pole filter, respectively) with approximately the same cutoff frequency as the filter 202. The output signal of the filter 216 is aligned and smoothed by blocks 218 and 220 to form the passband control signal. The smoothing provided by blocks 210a, 210a 'and 210 "may be a preliminary filter stage followed by further smoothing in the circuit 210b. The output of the passband filter channel is presented to a maximum selector 222 which is its other input receives the output from the combiner 214, the modulation-controlled stopband control signal In its simplest form, the maximum selector comprises two diodes that transmit the greater of the two input signals: more sophisticated circuits utilize operational amplifiers to eliminate the diode voltage drops and increase accuracy.
55 In bedrijf zijn de signalen in de stopband onderworpen aan de werking van de hulpketen 198 indien er geen dominante signalen zijn binnen de doorlaatband waar de compressiewerking wordt gewenst. Hoewel dus een sterk signaal, zoals dat van +10 dB bij 100 Hz, een groot besturingssignaal laat opwekken door deIn operation, the signals in the stopband are subject to the operation of the auxiliary circuit 198 if there are no dominant signals within the passband where the compression operation is desired. Although a strong signal, such as that of +10 dB at 100 Hz, allows a large control signal to be generated by the
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/325,530 US4498055A (en) | 1981-09-10 | 1981-12-01 | Circuit arrangements for modifying dynamic range |
US32553081 | 1981-12-01 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8105775A NL8105775A (en) | 1983-07-01 |
NL192860B NL192860B (en) | 1997-11-03 |
NL192860C true NL192860C (en) | 1998-03-04 |
Family
ID=23268273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8105775A NL192860C (en) | 1981-12-01 | 1981-12-22 | Circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal such as, for example, an audio signal. |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR900000483B1 (en) |
BE (1) | BE901906Q (en) |
CA (1) | CA1188996A (en) |
CH (1) | CH656996A5 (en) |
DE (1) | DE3151137A1 (en) |
DK (1) | DK575681A (en) |
ES (1) | ES8303848A1 (en) |
FR (1) | FR2517496B1 (en) |
GB (1) | GB2111355B (en) |
GR (1) | GR77317B (en) |
IE (1) | IE52495B1 (en) |
IT (1) | IT1140402B (en) |
LU (1) | LU83854A1 (en) |
NL (1) | NL192860C (en) |
SE (1) | SE449281B (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4922535A (en) * | 1986-03-03 | 1990-05-01 | Dolby Ray Milton | Transient control aspects of circuit arrangements for altering the dynamic range of audio signals |
KR960014115B1 (en) * | 1986-03-03 | 1996-10-14 | 밀톤 돌비 레이 | Attanuator using bootstrapping |
CA1269138A (en) * | 1986-03-03 | 1990-05-15 | Ray Milton Dolby | Attenuator circuit employing bootstrapping |
GB2429779A (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-07 | Geo Kingsbury Machine Tools Lt | Testing components of drive trains |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1120541A (en) * | 1965-08-11 | 1968-07-17 | Dolby Ray Milton | Improvements in noise reduction systems |
BE753495A (en) * | 1969-07-21 | 1970-12-16 | Dolby Laboratories Inc | PERFECTIONED LIMITER FILTERS FOR NOISE MITIGATION SYSTEMS. ( |
GB1367002A (en) * | 1971-04-06 | 1974-09-18 | Victor Company Of Japan | Compression and/or expansion system and circuit |
US4101849A (en) * | 1976-11-08 | 1978-07-18 | Dbx, Inc. | Adaptive filter |
BE889428A (en) * | 1980-06-30 | 1981-10-16 | Dolby Ray Milton | DEVICE FOR MODIFYING THE DYNAMIC RANGE OF INPUT SIGNALS |
-
1981
- 1981-12-09 GB GB08137167A patent/GB2111355B/en not_active Expired
- 1981-12-11 CA CA000392068A patent/CA1188996A/en not_active Expired
- 1981-12-15 SE SE8107495A patent/SE449281B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-15 IE IE2951/81A patent/IE52495B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-19 KR KR1019810005016A patent/KR900000483B1/en active
- 1981-12-22 NL NL8105775A patent/NL192860C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-22 CH CH8223/81A patent/CH656996A5/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-23 GR GR66897A patent/GR77317B/el unknown
- 1981-12-23 DE DE19813151137 patent/DE3151137A1/en active Granted
- 1981-12-23 DK DK575681A patent/DK575681A/en not_active Application Discontinuation
- 1981-12-24 LU LU83854A patent/LU83854A1/en unknown
- 1981-12-28 FR FR8124314A patent/FR2517496B1/en not_active Expired
- 1981-12-29 IT IT25877/81A patent/IT1140402B/en active
- 1981-12-29 ES ES508394A patent/ES8303848A1/en not_active Expired
-
1985
- 1985-03-08 BE BE0/214626A patent/BE901906Q/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL8105775A (en) | 1983-07-01 |
ES508394A0 (en) | 1983-02-01 |
LU83854A1 (en) | 1982-05-07 |
DE3151137C2 (en) | 1993-04-01 |
CH656996A5 (en) | 1986-07-31 |
SE8107495L (en) | 1983-06-02 |
GB2111355B (en) | 1985-02-13 |
GR77317B (en) | 1984-09-11 |
IT8125877A0 (en) | 1981-12-29 |
IT1140402B (en) | 1986-09-24 |
KR830008462A (en) | 1983-11-18 |
FR2517496A1 (en) | 1983-06-03 |
KR900000483B1 (en) | 1990-01-30 |
FR2517496B1 (en) | 1985-11-15 |
CA1188996A (en) | 1985-06-18 |
GB2111355A (en) | 1983-06-29 |
DE3151137A1 (en) | 1983-07-14 |
IE52495B1 (en) | 1987-11-25 |
NL192860B (en) | 1997-11-03 |
BE901906Q (en) | 1985-07-01 |
SE449281B (en) | 1987-04-13 |
ES8303848A1 (en) | 1983-02-01 |
IE812951L (en) | 1983-06-01 |
DK575681A (en) | 1983-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4322641A (en) | Noise reduction system | |
US4701722A (en) | Circuit arrangements for modifying dynamic range using series and parallel circuit techniques | |
US4922535A (en) | Transient control aspects of circuit arrangements for altering the dynamic range of audio signals | |
US4490691A (en) | Compressor-expander circuits and, circuit arrangements for modifying dynamic range, for suppressing mid-frequency modulation effects and for reducing media overload | |
US4376916A (en) | Signal compression and expansion system | |
KR100554066B1 (en) | A pulse width modulation type audio amplifier having variable average switching frequency | |
US4498055A (en) | Circuit arrangements for modifying dynamic range | |
US4498060A (en) | Circuit arrangements for modifying dynamic range using series arranged bi-linear circuits | |
NL192860C (en) | Circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of an input signal such as, for example, an audio signal. | |
NL8100351A (en) | SWITCH FOR NOISE REDUCTION. | |
NL8104090A (en) | NOISE REDUCTION CIRCUIT. | |
EP0206732B1 (en) | Circuit arrangements for modifying dynamic range using variable combining techniques | |
NL192905C (en) | Circuit arrangement for modifying the dynamics magnitude of input information signals. | |
FI74368C (en) | KRETSARRANGEMANG FOER MODIFIERING AV DYNAMISKT OMRAODE. | |
NL8104170A (en) | NOISE REDUCTION CIRCUIT. | |
NL8104171A (en) | NOISE REDUCTION CIRCUIT. | |
JP2764205B2 (en) | Bootstrap signal attenuation circuit | |
JPS6338888B2 (en) | ||
NL8100412A (en) | SWITCH FOR NOISE REDUCTION. | |
JPS6333807B2 (en) | ||
CA1219809A (en) | Audio compressors and expanders | |
JPS59138106A (en) | Noise reducing device | |
JPS5937904B2 (en) | Breathing elimination circuit for signal compression/expansion equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BB | A search report has been drawn up | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
V4 | Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent |
Free format text: 20011222 |