NL192860C - Schakelingsinrichting voor het modificeren van de dynamiek-omvang van een ingangssignaal zoals bijvoorbeeld een audio-signaal. - Google Patents

Description

1 192860

Schakelingsinrichting voor het modificeren van de dynamiek-omvang van een ingangssignaal zoals bijvoorbeeld een audio-signaal

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).

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).

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.

Schakelingsinrichtingen van de in de aanhef omschreven soort zijn bekend uit het Duitse octrooischrift 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.

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.

De uitvinding beoogt deze nadelige modulatie-effecten te beteugelen en een schakelingsinrichting te verschaffen waarin de invloed van de ongewenste signaalcomponenten verminderd is.

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).

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”.

Voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding worden gedefinieerd door de volgconclusies.

Hierna volgt een uiteenzetting van de algemene stand der techniek op het onderhavige vakgebied.

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.

25 De mate van compressie of expansie kan worden uitgedrukt in dB. Bijvoorbeeld betekent 10 dB

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.

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.

De karakteristiek wordt een bi-iineaire karakteristiek genoemd omdat er twee delen zijn met althans nagenoeg constante versterking.

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.

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").

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.

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.

Twee goed bekende soorten bi-lineaire schakelingen worden hier aangehaald als schuifbandketens en vaste-band (of gespleten band of multiband)-ketens.

3 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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Om deze zelfde redenen kan de uitvinding ten uitvoer worden gelegd in uni-lineaire ketens die een lineaire responsie hebben bij een hoog signaalniveau.

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).

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).

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).

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.

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”

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Figuur 2 is een schakelschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-compressor.

Figuur 3 is een schakelschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-expander.

Figuur 4 is een schakelschema van een modificatie van de schema’s volgens figuur 2 en figuur 3.

40 Figuur 5 is een blokschema van een uit de stand van de techniek bekende schuifband-compressor.

Figuur 6 is een stel sonderingstoonkrommen die de schuifbandwerking van de schakeling volgens figuur 2 en figuur 4 laat zien.

Figuur 7 tot en met figuur 10 zijn een reeks sonderingstoonkrommen die de effecten illustreren van modulatiebesturing volgens de uitvinding, uitgevoerd in een schuifbandcompressor.

45 Figuur 11 is een blokschema van een voorkeursuitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een schuifbandcompressor.

Figuur 12 tot en met figuur 15 zijn blokschema’s van andere uitvoeringen van de uitvinding, uitgevoerd in schuifband-compressoren.

Figuur 16 en figuur 17 zijn blokschema’s van een tot de stand van de techniek behorende vaste 50 band-compressor en -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.

Figuur 21 is een blokschema van een voorkeursuitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een vaste band-compressor.

55 Figuur 22 is een blokschema van een andere uitvoering van de uitvinding, uitgevoerd in een vaste band-compressor.

9 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

40 Bovendien verschaft deze weerstand een laagfrequente weg voor het signaal.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

1 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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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 de

Claims (15)

15 192860 blokken 208 en 210a (en 210b), wordt dat besturingssignaal door het modulatiesturingshulpketensignaal zo tegengewerkt dat de versterking van de VCA 204 niet naar beneden wordt gedrukt om zo een verlies aan compressie in de doorlaatband te veroorzaken. Indien in het niveaugebied van -20 dB een signaal van 100 Hz optreedt wordt daarentegen de tegenwerkende actie aanzienlijk verkleind en bestuurt het stopband-5 besturingssignaal in dat geval de werking van de compressor op de juiste manier telkens wanneer de signaalomstandigheden zodanig zijn dat het dooriaatbandbesturingssignaal de compressor niet bestuurt. Indien sterke signalen aanwezig zijn binnen de doorlaatband in het aktieve gebied, het uitgangssignaal van het nauwe fiiterkanaal, zal de doorlaatbandbesturingsketen de maximumkiezer besturen en de VCA gelegenheid geven dienovereenkomstig te reageren.

1. Schakelingsinrichting voor het modificeren van de dynamiek-omvang van een ingangssignaal, omvattende 45 een met het ingangssignaal gevoed, frequentieselectief dynamiekmodificatie-orgaan met een serieschake-ling, bestaande uit een frequentieselectieve schakeling met een doorlaatfrequentieband en een blokkeerfrequentieband, waarbij de doorlaatfrequentieband de frequentieband van het ingangssignaal bepaalt waarbinnen de modificatie van de dynamiek-omvang plaatsvindt, en waarbij blokkeerbandsignaalcomponenten van het 50 ingangssignaal 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 maatgeving van een stuursignaal, en omvattende een stuursignaalopwekkingsschakeling met een gelijkrichterorgaan voor het van het uitgangssignaal van 55 het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan afleiden van een eerste stuursignaalcomponent die een maat is voor de doorlaatbandsignaalcomponent en voor de gedempte blokkeerbandsignaalcomponenten, gekenmerkt door ten minste één verdere stuursignaalopwekkingsschakeling (100; 192860 16 116-122; 136-140; 198), waaraan het ingangssignaal, het uitgangssignaal van het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan ot het uitgangssignaal van de schakelingsinrichting is aangelegd; die een gelijkrichterorgaan (31'; 122; 140; 208') omvat; en die geschikt is voor het opwekken van een verdere stuursignaalcomponent die gecombineerd wordt met de eerste stuursignaalcomponent voor het 5 opwekken van het stuursignaal, waardoor de modificatie van de dynamiek-omvang door het dynamiekmodificatie-orgaan minder afhankelijk is van blokkeerbandsignaalcomponenten met een hoog niveau.

2. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste stuursignaalcomponent en elke verdere stuursignaalcomponent worden gecombineerd door een combineerorgaan (114,122,130, 32; 114, 10 140, 32; 216, 218', 210), dat de grootste van de stuursignaaicomponenten selecteert.

3. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het dynamiekmodificatie-orgaan een orgaan (204) met variabele versterking of demping of een variabel filter (22) omvat.

4. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdere stuursignaalopwekkingsscha-keling een orgaan (128; 138; 232) omvat, voor het niet-lineair verwerken van de blokkeerbandsignaal- 15 componenten.

5. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschake-ling en de ten minste enige verdere stuursignaalopwekkingsschakeling ten minste één begrenzingsorgaan (112; 120; 128; 138), en ten minste één frequentieselectieve schakeling (110; 118; 126; 136; 52; 52') omvatten, waarbij het ten minste enige begrenzingsorgaan bij voorkeur zodanig inwerkt op de blokkeerband- 20 signaalcomponenten, dat de bijdrage van blokkeerbandsignaalcomponenten met hoog niveau aan het stuursignaal verminderd wordt.

6. Schakelingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling een eerste frequentieselectieve schakeling (110), die doorlaatbandsignaalcomponenten selecteert, zowel als een tweede frequentieselectieve schakeling (52) voor het verhogen van het niveau van doorlaatbandsignaal- 25 componenten omvat, en dat de verdere stuursignaalopwekkingsschakeling een derde frequentieselectieve schakeling (126; 136), die blokkeerbandsignaalcomponenten selecteert, zowel als het begrenzingsorgaan (128; 138) omvat.

7. Schakelingsinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling een tweede begrenzingsorgaan (112) omvat, en dat voorzien is in een tweede verdere stuursignaalopwek- 30 kingsschakeling die een derde begrenzingsorgaan (120) en een vierde frequentieselectieve schakeling (118) omvat, waarbij de vierde frequentieselectieve schakeling signaalcomponenten in een frequentieband juist onder de doorlaatband selecteert.

8. Schakelingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling de frequentieselectieve schakeling (52') omvat, die het niveau van doorlaatbandsignaalcomponenten verhoogt, 35 en dat de verdere stuursignaalopwekkingsschakeling een alle frequenties doorlatende karakteristiek heeft en het begrenzingsorgaan (138) omvat.

9. Schakelingsinrichting volgens één der conclusies 5 tot en met 8 voor audiosignalen, met het kenmerk, dat het dynamiekmodificatie-orgaan een variabel filter (22) heeft, welk variabel filter een verhoging of een verlaging verschaft in een hoog of laag frequentiegebied van de signaalband, waarbij het stuursignaal bij 40 toenemend niveau een verschuiving van de hoekfrequentie van het variabele filter bewerkstelligt voor het versmallen van het verhoogde of verlaagde gebied.

10. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1 voor audiosignalen, met het kenmerk, dat het dynamiekmodificatie-orgaan een variabel filter (22) heeft, welk variabel filter een verhoging of verlaging bewerkstelligt in een hoog of laag frequentiegebied van de signaalband, waarbij het stuursignaal met 45 toenemend niveau een verschuiving van de hoekfrequentie van het variabele filter bewerkstelligt voor het versmallen van het verhoogde of verlaagde gebied, en dat de ten minste enige verdere stuursignaalopwek-kingsschakeling (100) de verdere stuursignaalcomponent opwekt, voor het tegenwerken van de eerste stuursignaalcomponent, waarbij de verdere stuursignaalcomponent dynamisch verandert met het niveau van het ingangs- of uitgangssignaal, en een orgaan (102) heeft voor het instellen van de versterking van de 50 verdere stuursignaalcomponent.

10 Het niveau van de modulatiesturingshulpketen ten opzichte van het ingangssignaal of het uitgangssignaal wordt ingesteld om zo een dynamisch referentiesignaal (ten opzichte van het ingangssignaal) van voldoende niveau te verkrijgen om te resulteren in een aanzienlijke ongevoeligheid van de compressorwerking voor sterke signalen uit de doorlaatband. De opmerkingen die zijn gemaakt ten aanzien van vereffende stuur- en modulatiesturingsversterkers in 15 verband met schuifbandketens zijn ook van toepassing op vaste banduitvoeringsvormen. Aldus kunnen naar keuze filter-effenaars 224 en 226 worden ingebracht in de respectieve wegen naar de gelijkrichters 208'en 208. Echter zijn de mogelijkheden om op voordelige wijze de ene frequentie-afhankelijke karakteristiek te laten werken tegen een andere in het geval van de vaste band-uitvoeringen geringer dan met de schuif-band: dit is dan ook de reden waarom een extra besturingsketen in het vaste bandgeval nodig is (drie 20 ketens tegenover twee). Het is ook mogelijk modulatiesturing van vaste bandketens met andere middelen te verkrijgen dan het afleiden van een stuursignaalreferentie uit het ingangssignaal (of uitgangssignaal) van de compressor of expander. Een of meer stuursignalen kunnen worden ontleend aan het uitgangssignaal van het bestuurbare element (verzwakker of VCA) en kunnen worden begrensd om zo resultaten te bereiken die overeenkomen 25 met die worden verkregen door middel van de tegenwerkende uitvoering volgens figuur 21. Figuur 22 is gericht op zodanige begrenzende uitvoeringsvormen. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 22 is het stuursignaalopwekkende orgaan (blokken 276, 278, 280 en 282 in figuur 17) opgesplitst in twee wegen, één met een versterker 228, een steil afsnij-filter (als in de uitvoering volgens figuur 21) en een gelijkrichter 218, en de andere met een versterker 230, een begrenzer 30 232 en een gelijkrichter 218'. De drempel van de begrenzer 232 die bijvoorbeeld kan bestaan uit tegengesteld geschakelde diodes) is zo gekozen dat de begrenzingswerking begint bij een betrekkelijk hoog niveau, namelijk bij ongeveer hetzelfde niveau waar het uitgangssignaal uit het combinatie-orgaan 214 dominant begint te worden in de uitvoering volgens figuur 21. De uitgangssignalen van de gelijkrichters 218 en 218’ kunnen worden gecombineerd en worden aangeboden aan een afvlakketen 210, waarvan het uitgangs-35 signaal als het besturingssignaal wordt aangeboden aan de VCA 204 of waarvan de gelijkrichteruitgangs-signalen kunnen worden aangeboden aan (of kunnen dienen als) een maximum-kiezerketen (zoals het blok 222 in figuur 21) en zijn uitgangssignaal wordt aangeboden aan een afvlaknetwerk 210. In bedrijf functioneert de uitvoering volgens figuur 22 op een overeenkomstige wijze als de uitvoering volgens figuur 21. 40

11. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1, voor audiosignalen, met het kenmerk, dat het dynamiekmodificatie-orgaan een orgaan (204) met variabele versterking of demping heeft, dat een eerste verdere stuursignaalopwekkingsschakeling (198) verschaft is voor het opwekken van een eerste verdere stuursignaalcomponent, welke eerste verdere schakeling een orgaan (212) heeft voor het instellen van de 55 versterking van de eerste verdere stuursignaalcomponent, dat de eerste verdere stuursignaalcomponent dynamisch met het niveau van het ingangssignaal of van het uitgangssignaal verandert en de eerste stuursignaalcomponent voor het opwekken van een gemodificeerde eerste stuursignaalcomponent 17 192860 tegenwerkt, dat een tweede verdere stuursignaalopwekkingsschakeling (216, 218, 210a") verschaft is voor het opwekken van een tweede verdere stuursignaalcomponent, welke tweede verdere schakeling ten minste één filter (216) heeft, voor het doorlaten van signalen in de doorlaatfrequentieband, welk filter een filterkarakteristiek heeft, die steiler is dan die van de frequentieselectieve schakeling (202), en dat een 5 orgaan (222) verschaft is, voor het uit de gemodificeerde eerste stuursignaalcomponent en de tweede verdere stuursignaalcomponent selecteren van de grootste als het stuursignaal.

12. Schakelingsinrichting volgens conclusie 1 of 2 voor audiosignalen, met het kenmerk, dat het dynamiekmodificatie-orgaan een orgaan (204) met variabele versterking of demping omvat, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling een filter (216) voor het doorlaten van signalen in de doorlaat- 10 frequentieband omvat, welk filter een filterkarakteristiek heeft die steiler is dan die van de frequentieselectieve schakeling (202), en dat de verdere stuursignaalopwekkingsschakeling een begrenzingsorgaan (232) heeft, dat bij voorkeur werkzaam is op signalen in de blokkeerband.

13. Schakelingsinrichting voor het modificeren van de dynamiek-omvang van een ingangssignaal, omvattende een met het ingangssignaal gevoed, frequentieselectief dynamiekmodificatie-orgaan met een 15 serieschakeling, bestaande uit een frequentieselectieve schakeling met een doorlaatfrequentieband en een blokkeerfrequentieband, waarbij de doorlaatfrequentieband de frequentieband van het ingangssignaal bepaalt waarbinnen de modificatie van de dynamiek-omvang plaatsvindt, en waarbij blokkeerbandsignaal-componenten van het ingangssignaal gedempt bevat zijn in het uitgangssignaal van de frequentieselectieve schakeling; en een dynamiekmodificatie-orgaan, voor het uitvoeren van een verschuiving van de hoekfre-20 quentie van de doorlaatband volgens maatgeving van een stuursignaal, en omvattende een stuursignaalop-wekkingsschakeling met een gelijkrichterorgaan voor het van het uitgangssignaal van het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan afleiden van het stuursignaal, met het kenmerk, dat de stuursignaalopwekkingsschakeling een serieschakeling omvat, bestaande uit een blokkeerbandsignaal-componenten-accentueerorgaan (141, 142), een begrenzingsorgaan (144) voor het bepalen van de 25 maximale amplitude van de blokkeerbandsignaalcomponenten in het stuursignaal, en een blokkeerbandsignaalcomponenten-desaccentueerorgaan (146, 148) 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.

14. Schakelingsinrichting volgens één der conclusies 1 tot en met 13, met het kenmerk, dat deze inrichting een tweewegschakeling met een bi-lineaire of een uni-lineaire karakteristiek is, omvattende een hoofdweg, en een verdere weg die het frequentieselectieve dynamiekmodificatie-orgaan (20, 22, 26) en het stuur-signaalopwekkingsorgaan bevat, waarbij de verdere weg een begrenzende karakteristiek heeft met een begrenzende drempelwaarde, zodat het uitgangssignaalniveau van de verdere weg in het bovenste deel van 35 het ingangsdynamiekbereik kleiner is dan het uitgangssignaalniveau van de hoofdweg, en waarbij de verdere weg een verdere drempelwaarde bij ingangsniveaus boven de begrenzingsdrempelwaarde heeft, waarbij de versterking van de verdere weg bij ingangssignaalniveaus boven de waarde van de verdere drempelwaarde in hoofdzaak constant blijft, zodat de verdere weg een bi-lineaire karakteristiek heeft.

15. Schakelingsinrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de versterking van de verdere weg in 40 de bovenste 20 dB van het dynamiekbereik zodanig gekozen is, dat het uitgangsniveau van de verdere weg ongeveer 15 dB onder dat van de hoofdweg ligt. Hierbij 18 bladen tekening