NL8000276A - Vertragingsschakeling. - Google Patents

Description

* X/Sch/lh/1095

Vertragingsschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een vertra-gingsschakeling van het type met ladingsoverdrachtelementen (CTD = charge transfer device), en in het bijzonder op een dergelijke vertragingsschakeling die kan worden gebruikt 5 voor het verbreden van een stereofonisch geluidsbeeld.

Bekend is reeds een dergelijke stereo-verbre-dingsschakeling, die een stereofonisch geluidbeeld accentueert en bestaat uit een matrixschakeling 40 en een vertragingsschakeling of vertragingslijn 20, zoals in figuur 1 10 is afgebeeld. De vertragingslijn 20 is opgenomen in êën van de transmissiebanen voor het linker of het rechter kanaal L en R (in het in figuur 1 weergegeven voorbeeld van de stand der techniek het linker signaal L). Aan de matrix-schakeling 40 wordt een linkersignaal L' toegevoerd, dat 15 wordt verkregen door het vertragen door de . vertragingslijn 20 van een van een linker-signaalingangsaansluiting LjnpU£ afkomstig linkersignaal L en een van een rechtersignaal-ingangsaansluiting RInpUt afkomstig rechtersignaal R, welke matrixschakeling 40 is ingericht voor het vormen van een 20 samengesteld signaal L’-AR door het samenvoegen van het linkerkanaal L' en een rechterkanaal -^R, dat een gedeelte is van het rechterkanaal R, dat aan een fase-omkering met 180° is onderworpen, en het signaal L'-AR afgeeft aan zijn ene ingangsaansluiting, welk ; signaal vervolgens wordt ver-25 sterkt door een versterker 51 en toegevoerd aan een linker-luidspreker 61. Op dezelfde wijze wordt het van de ingangsaansluiting RInput afkomstige en aan een fase-romkering van 180° onderworpen linkerkanaal Al' in de mengschakeling 40 samengesteld tot een signaal R-AL', dat vervolgens wordt 30 versterkt door een versterker 52 en toegevoerd aan een rechter luidspreker 62.

Wanneer de aan de ingangsaansluitingen lJjnpU^. en Rjnput toegevoerde signalen stereofonische signalen zijn 80 0 0 2 7« -2- kan door het vergroten van de sterkte van de aan fase-omke-ring onderworpen componenten AR en AL de stereofonische gewaarwording worden versterkt. Een dergelijke techniek is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.249.696 5 (R.S. van Sickle).

Indien anderzijds de aan de ingangsaansluitingen LInput en Rlnput toe9evoer^e signalen van het monaurale type zijn wordt, aangezien het linker of het rechtersignaal door de vertragingslijn 20 wordt vertraagd, een tijdverschil 10 geïntroduceerd tussen het linker en het rechterkanaal, waardoor een effekt wordt verkregen, dat doet denken aan stereo-fonie.

Een dergelijke pseudo-stereofonische inrichting, waarbij een van de signalen wordt vertraagd, is eveneens 15 bekend.

De uitvinding stelt zich derhalve ten doel, een vertragingsschakeling te verschaffen, in het bijzonder voor toepassing in een schakeling voor verbreding van het 1 stereogeluidbeeld, welke schakeling buitengewoon goede 20 prestaties vertoont.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een vertragingsschakeling met toepassing van een lading-overdraageenheid (CTD), bijvoorbeeld een emmer-tjesregister (BBD = bucket brigade device), een ladings-25 gekoppelde eenheid (CCD = charge coupled.device) of derge-lljke met sterk verbeterde signaal/ruisverhouding.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een vertragingsschakeling met toepassing van een ladingsoverdraageenheid, waarbij een als vooraccentuerings-30 schakeling dienst doent hoog doorlaatfilter met de signaal-ingangsaansluiting van de vertragingsschakeling is verbonden en een als desaccentueringsschakeling dienst doent laag doorlaatfilter met de signaaluitgangsaansluiting van de vertragingsschakeling is verbonden.

35 Volgens een aspect van de uitvinding wordt een vertragingsschakeling met een ladingsoverdraageenheid verschaft, die omvat: SO ö 9 2 76 -3- a.) een signaalvertragingsorgaan met een ladingsoverdraageenheid; b) een kloksignaalgenerator voor het aandrijven van die ladingsoverdraageenheid? 5 c) een vooraccentueringsschakeling voor het accentueren van het hoogfrequente aandeel van een ingangssignaal van de ladingsoverdraageenheid? en d) een desaccentueringsschakeling voor het accentueren van een laag-frequent aandeeel van een door de 10 ladingsoverdraageenheid vertraagd signaal, welke desaccentueringsschakeling zodanig is uitgevoerd, dat de desaccentueringsschakeling complementair werkt ten opzichte van de vooraccentueringsschakeling, zodanig, dat de totale frequentie-responsie vlak verloopt.

15 Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een schakeling voor het verbreden van het stereogeluidbeeld verschaft, die omvat: a) een matrixschakeling, die is aangesloten voor ontvangst van een linkerkanaal L en rechterkanaal R en voor 20 afgifte van signaalcomponenten R-AL en L-&R? b) een met een ladingsoverdraageenheid werkende vertragingsschakeling, die is opgenomen in de met het linker of het rechterkanaal overeenkomende signaalbewerkingsbaan; c) een vooraccentueringsschakeling, die is 25 opgenomen in een ingangstrap van de van een ladingsoverdraageenheid voorziene vertragingsschakeling; en d) een desaccentueringsschakeling, die in een laatste trap van de van een ladingsoverdraageenheid voorziene vertragingsschakeling is opgenomen.

30 Verdere kenmerken en bijzonderheden van de uit vinding zullen worden genoemd en toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin tonen:

Figuur 1 een blokschema van een hekende schakeling voor het verbreden van het stereofonische geluidbeeld; 35 Figuur 2 een schematische weergave van een vertragingsschakeling, waarin de onderhavige uitvinding.is toegepast;

Figuur 3 een schema van wezenlijke onderdelen 800 0 2 76 é --- -4- van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding; en

Figuur 4 een grafische weergave van de frequen-tieresponsies van de vooraccentueringsschakeling en de des-accentueringsschakeling, zoals die bij de onderhavige uit-5 vinding worden toegepast.

Nu zal bij wijze van voorbeeld aan de hand van de figuren 2 en 3 een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding worden beschreven/ dat is toegepast op een schakeling voor het verbreden van een stereofonisch geluidbeeld. De in 20 figuur 2 weergegeven vertragingsschakeling 20 omvat een ver-tragingselement 22, bijvoorbeeld een emmertjesregister van bi-polaire transistoren, waaraan via een hoog-doorlaatfilter 10 en een eerste bemonster- en houdschakeling 21 een van de ingangsaans lui ting i*jnpU^- afkomstige signaal wordt toege-25 voerd. Een klokpulsgenerator 24 wekt klokpulsen 01 en 02 op, die onderling tegengestelde fases bezitten.en een rechthoekige golfvorm vertonen, en voert deze toe aan respectievelijk de bemonster- en houdschakeling 21 en het vertragings-element 22. Het door het vertragingselement 22 vertraagde 2q signaal wordt bemonsterd en gehouden in een tweede bemonsteren houdschakeling 23. Op deze wijze worden de kloksignaal-frequentiecomponenten uit het vertraagde signaal verwijderd.

In het vertragingselement 22 van de ladings-overdraageenheid, bijvoorbeeld het emmertjesregister, van 25 de vertragingsschakeling 20 wordt de vertragingstijd TQ

bepaald door het aantal trappen n. van het vertragingselement 22 en de frequentie fCK van de het vertragingselement 22 sturende klokpulsen: 30 TD = «,

Voor het vormen van een voldoend sterke stereofonische informatie door de schakeling voor het verbreden van het stereobeeld dient de vertragingstijd TQ meer dan 35 enkele milli-seconden (ms) te bedragen. Indien derhalve het aantal trappen n wordt vergroot of de klokfrequentie fCK wordt verlaagd kan in overeenstemming met de formule 1 de vertragingstijd TQ gemakkelijk lang worden gekozen. Tenge- 80 0 0 2 76 % -5- volge van de eigenschappen van het emmertjesregister treedt evenwel, indien het aantal trappen n wordt vergroot, een verslechtering in de signaal/ruisverhouding van het vertraagde signaal op, terwijl daarentegen, indien de klok-5 frequentie flaag wordt gekozen in plaats van het verhogen van het aantal trappen n, de doorlaatbandbreedte gering wordt, in overeenstemming met de bemonsteringstheorie, zodat het signaal in het hoofdfrequente gebied sterk wordt verzwakt.

10 Aan de onderhavige uitvinding ligt ten grond slag, dat de in het emmertjesregister opgewekte ruiscomponent zelf sterk geconcentreerd is in het hoogfrequente gebied, zodat een verbetering in de signaal/ruisverhouding van het vertraagde signaal kan worden verkregen door het 15 aanbrengen van een vooraccentueringsschakeling in de begin-trap van de vertragingsschakeling 20 en een desaceentuerings-schakeling in een eindtrap van de vertragingsschakeling 20.

In het uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding volgens figuur 3, waarin.voor dezelfde elementen dezelfde 20 verwijzigingscijfers zijn toegepast als in figuur 2, duidt het verwijzigingsgetal 10 een hoog doorlaatfilter aan, dat de genoemde vooraccentueringsschakeling vormt. Dit hoog >< doorlaatfilter 10 omvat condensatoren 11,12, weerstanden 13, 15, en transistoren 16,17. De transistor 16 doet dienst voor 25 het versterken van een signaal, waarvan het hoogfrequente aandeel wordt geaccentueerd en de transistor 17 doet dienst voor het aan fase-omkering onderwerpen van.het van de transistor 16 afkomstige signaal en toevoer-daarvan aan de vertragingsschakeling 20.

30 In de in figuur 4 getoonde grafiek toont de getrokken kromme 1 de frequentieresponsie van de vooraccen-tueringsschakeling of het hoogdoorlaatfilter 10. Het zal aan de hand van de in figuur 4 getoonde kromme _1 duidelijk zijn, dat de responsie van de in het uitvoeringsvoorbeeld volgens 35 figuur 3 getoonde vooraccentueringsschakeling 10 vlak verloopt in het frequentiegebied van ongeveer 0-2 kHz, een accentuering met 3 dB vertoont bij 2 kHz en eveneens een accentuering met een helling van 6 dB per octaaf vertoont a n fi 0 2 76 * -6- bij stijgende frequentie vanaf 2 kHz.

Het door de vertragingsschakeling 20 vertraagde signaal wordt teruggevoerd tot het signaal met de frequentie-eigenschappen van het oorspronkelijke signaal; dit vindt 5 plaats door een als de genoemde desaccentueringsschakeling werkzaam laagdoorlaatfilter. In figuur 3 verwijst het getal 30 naar die desaccentueririgsschakeling of het laag doorlaat-filter,'bestaande uit een weerstand 31 en een condensator 32, welke schakeling de in figuur 4 met een onderbroken lijn 10 m weergegeven frequentieresponsie vertoont.

Wanneer de signaal/ruisverhouding van het bovenbeschreven .uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt gemeten onder konstanthouding van het aantal trappen en en de klokfrequentie f__, kan de signaal/ruisverhouding met 15 ongeveer 11 dB worden verbeterd ten opzichte van de stand der techniek.

Bijvoorbeeld kan de schakeling volgens de uitvinding als volgt worden gedimenioneerd:

I Condensator 11 1 juF

20 " Condensator 12 1500 pF

Condensator . 32 5600 pF

Weerstand 13 51 kOhm

Weerstand 15 5,6 kOhm

Weerstand 31 1 kOhm 25 De als voorbeeld in figuur 3 weergegeven matrix- schakeling volgens de uitvinding omvat de condensatoren 42, 44 en de weerstanden 41,43. In de matrixschakeling 40 worden de geïnverteerde componenten van de respectieve stereofonische signalen via de condensatoren 42 en 44 omgeteld 30 bij de tegengestelde signalen. De weerstanden 41 en 43 doen dienst voor het bepalen van de frakties van de opgetelde componenten.

In figuur 3 geven Lout en ^out resp. de uitgangs-aansluitingen van de matrixschakeling 40 weer.

35 Aangezien volgens de uitvinding op de boven beschreven wijze de signaal/ruisverhouding van het vertraagde signaal kan worden verbeterd zonder het. vernauwen van de doorlaatband van het signaal, worden door toepassing van de 80 0 0 2 76 -7- uitvinding op een schakeling voor het verbreden van het stereofonische geluidbeeld de volgende voordelen verkregen: de signaal/ruisverhouding wordt verbeterd, de geluidskwaliteit kan eveneens worden verbeterd, en de presentie en de 5 ruimtelijke gewaarwording kan realistisch worden nagebootst.

Aangezien bij een televisie-ontvanger, die is ingericht voor een multiplex-omroepsignaal, en die is voorzien van een linker en een rechter luidspreker, is het, aangezien de afstand tussen de linker en de.rechter luid-10 spreker gering is, volgens de stand der techniek moeilijk, het stereofonische geluidbeeld te verbreden. De uitvinding is evenwel zeer geschikt om van deze televisieontvanger het geluidbeeld te verbreden.

De uitvinding beperkt zich niet tot het in het 15 voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld. Diverse wijzigingen in de onderdelen en hun onderlinge samenhang kunnen worden aangebracht, zonder dat daardoor het kader van de uitvinding wordt overschreden.

80 0 0 2 76

Claims (4)

1. Vertragingsschakeling met een ladingsover-draageenheid (charge transfer device = CTD), omvattende: signaalvertragingsschakeling met een ladings-overdraageenheid en 5 een kloksignaalgenerator voor het besturen daarvan; gekenmerkt door een vooraccentueringsschakeling (10) voor het accentueren van het hoogfrequente aandeel van een ingangssignaal van de ladingsoverdraageenheid; en 10 een desaccentueringsschakeling (30) voor het accentueren van een laagfrequente aandeel van een door de ladingsoverdraageenheid vertraagd signaal, welke desaccentueringsschakeling zodanig is uitgevoerd, dat hij complementair werkt ten opzichte van de vooraccentueringsschakeling, 15 ëên en ander zodanig, dat de totale frequentieresponsie tenminste in hoofdzaak vlak is.

2. Vertraginsschakeling volgens conclusie 1, I met het kenmerk, dat de ladingsoverdraageenheid (22) een emmertjesregister, (bucket brigade device = BBD) is. 20

3, Schakeling voor het verbreden van een stereofonisch geluidbeeld omvattende: een matrixschakeling die is aangesloten voor ontvangst van een linker signaal L een rechter signaal R en die is ingericht voor het vormen van signaalcomponenten R-&L en L-AR? en 25 een in de linker of de rechter signaalbewerkings- baan opgenomen vertragingsschakeling met een ladingsoverdraageenheid? gekenmerkt door een aan een ingangstrap van de vertragingsschakeling met een ladingsoverdraageenheid opgenomen voor-30 accentueringsschakeling 10? en een in een laatste trap van de vertragingsschakeling met een ladingsoverdraageenheid aangebrachte desaccentueringsschakeling (30) .

4. Schakeling volgens conclusie 3, met het 35 kenmerk, dat het linker en het rechter signaal zijn gevormd uit een van een televisie-ontvanger afkomstig stereo-multi-plexsignaal. 80 0 0 2 76