NL8100412A

NL8100412A - SWITCH FOR NOISE REDUCTION.

Info

Publication number: NL8100412A
Application number: NL8100412A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1981-09-01
Also published as: GB2068197A; AU6635881A; CA1158172A; IT8119388A0; BE887278A; AU539233B2; FR2474736A1; JPS56107648A; AT381194B; DE3103237C2; IT1135216B; CH657485A5; DE3103237A1; FR2474736B1; JPS6232850B2; ATA35781A; GB2068197B

Description

C/Ca/eh/1221 * ^C / Ca / eh / 1221 * ^

Schakeling voor ruisvermindering. ΖΓNoise reduction circuit. ΖΓ

De uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor ruisvermindering, en meer in het bijzonder op een dergelijke schakeling voor niveaucompressie van op een registratiemedium op te nemen signalen en niveau-expansie vanuit 5 een registratiemedium uitgelezen signalen.The invention relates to a circuit for noise reduction, and more particularly to such a circuit for level compression of signals to be recorded on a recording medium and level expansion from signals read out on a recording medium.

Dergelijke ruisverminderingsschakelingen worden bij signaaloverdrachtsstelsels, zoals signaalopneem- en/of .. rweergeef apparaten, toegepast ter vermindering van de ruis en de vervorming, welke in een dergelijk stelsel zouden worden 10 versterkt, zodanig, dat de toepassing van een ruisverminderings-schakeling bij een dergelijk overdrachtsstelsel het effect heeft, dat schijnbaar het dynamische gebied van het stelsel wordt vergroot. Typerend voor bekende schakelingen voor ruisvermindering is signaalniveaucompressie van op te nemen signalen, 15 gevolgd door complementaire signaalniveau-expansie van de uitgelezen signalen- In het algemeen geschiedt de niveaucompressie door middel van een niveaucompressieschakeling en een speciale accentueringsschakeling, welke laatstgenoemde de componenten van hogere frequentie van een op te nemen informatiesignaal 20 accentueert, waarbij het accentueringsniveau. invers aan het oorspronkelijke informatiesignaalniveau wordt gekozen. De eveneens reeds genoemde niveau-expansie vormt een met de niveaucompressie complementaire signaalbewerking, welke plaatsvindt door middel van een niveau-expansieschakeling en een speciale 25 desaccentueringsschakeling, welke de componenten van hogere frequentie van een uitgelezen signaal desaccentueert.Such noise reduction circuits are used in signal transmission systems, such as signal recording and / or reproducing devices, to reduce the noise and distortion that would be amplified in such a system, such that the use of a noise reduction circuit in such transfer system has the effect of seemingly expanding the dynamic region of the system. Typical for known noise reduction circuits is signal level compression of recordable signals, followed by complementary signal level expansion of the read out signals. In general, level compression is effected by means of a level compression circuit and a special highlighting circuit, the latter being the components of higher frequency accentuates an information signal 20 to be recorded, the accentuation level. inverse to the original information signal level is chosen. The level expansion, also mentioned above, constitutes a signal processing complementary to the level compression, which takes place by means of a level expansion circuit and a special desacentification circuit, which de-accentuates the higher frequency components of a read signal.

Bij een ruisverminderingsstelsel van het type "Dolby" w wordt een ingangssignaal van laag niveau tot het bereiken van een vooraf bepaald niveau aan een althans ten-30 minste nagenoeg constante versterking onderworpen. Vervolgens wordt de versterking van het ingangssignaal verminderd tot een ander, hoger niveau wordt bereikt, waarna het signaal weer aan een althans tenminste nagenoeg constante versterking wordt onderworpen. Behalve deze signaalbewerking voorafgaande 35 aan de opname van een ingangssignaal wordt een accentueringsschakeling toegepast voor accentuering van de componenten van 8100412 - 2 - <r * W—* hogere frequentie van het ingangssignaal. Deze laatstgenoemde signaalbewerking wordt gewoonlijk aangeduid als signaalcom-pressie. Na geschikte signaalcompressie wordt het ingangssignaal opgenomen. Bij uitlezing van een aldus voorbewerkt 5 signaal vindt een complementaire bewerking plaats, dat wil zeggen signaalexpansie. Daarbij worden de aan vooraccentuering onderworpen componenten van hogere frequentie aan desaccentuering onderworpen, waarna het aldus bewerkte signaal aan •een versterking met een versterkingsfactor van minder dan 10 ëên wordt onderworpen. Deze versterkingsfactor wordt binnen een vooraf bepaald gebied van signalen van betrekkelijk laag niveau althans tenminste nagenoeg constant gehouden; wanneer -het uitgelezen·signaal een vooraf bepaald signaalniveau overschrijdt, wordt de desbetreffende versterking vergroot totdat 15 nog een hoger signaalniveau wordt bereikt*In a "Dolby" w noise reduction system w, a low level input signal until at least a predetermined level is subjected to at least substantially constant amplification. Subsequently, the gain of the input signal is reduced until another, higher level is reached, after which the signal is again subjected to an at least substantially constant gain. In addition to this signal processing prior to recording an input signal, an enhancement circuit is used to highlight the components of 8100412 - 2 - <r * W - * higher frequency of the input signal. This latter signal processing is commonly referred to as signal compression. The input signal is recorded after suitable signal compression. When a signal thus prepared is read out, a complementary operation takes place, that is to say signal expansion. Thereby, the higher-frequency components subjected to pre-highlighting are de-emphasized, after which the signal thus processed is subjected to an amplification with a gain factor of less than 10 one. This gain is kept at least substantially constant within a predetermined range of relatively low level signals; when -the read-out signal exceeds a predetermined signal level, the corresponding gain is increased until an even higher signal level is reached *

Een dergelijk ruisverminderingsstelsel volgens "Dolby" heeft een betrekkelijk eenvoudige constructie en wordt op zeer grote schaal toegepast bij signaalweergeefstelsels voor huiselijk gebruik, zoals magneetbandapparaten en dergelijke. 20 Hoewel een 'dergelijk stelsel volgens "Dolby" enige verbetering in het dynamische gebied van een bandapparaat teweeg brengt, beperkt de desbetreffende verbetering zich meestal tot ongeveer 10 dB en dan nog in hoofdzaak voor het fre-quentiegebied boven 1 KHz. De reeds genoemde veranderingen 25 van de versterkingsfactor, welke tijdens de niveaucompressie • en de niveau-expansie worden toegepast, hebben bovendien een niet-lineair karakter, hetgeen' een juiste aanpassing van de bij signaalweergave uitgevoerde niveau-expansie aan de voorafgaande aan signaalopname toegepaste niveaucompressie vaak 30 bemoeilijkt. Ais gevolg daarvan kan in signalen van middelmatig niveau enige.vervorming optreden.Such a "Dolby" noise reduction system has a relatively simple construction and is widely used in home signal display systems such as magnetic tape devices and the like. Although such a system according to "Dolby" produces some improvement in the dynamic range of a tape device, the improvement in question is usually limited to about 10 dB and then mainly for the frequency range above 1 KHz. Moreover, the aforementioned changes of the amplification factor, which are applied during the level compression and the level expansion, have a non-linear character, which is a correct adaptation of the level expansion performed in signal reproduction to the level compression applied prior to signal recording. often 30 difficult. As a result, some distortion may occur in medium level signals.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.789.143 is een ruisverminderingsstelsel van het type DB)^beschreven.U.S. Pat. No. 3,789,143 discloses a DB-type noise reduction system.

Een dergelijk stelsel vertoont ten opzichte van een stelsel 35 van het "Dolby”-type het voordeel, dat de versterkingsfactoren van de respectievelijk bij de niveaucompressie en de niveau-expansie toegepaste versterkers, dat wil zeggen de signaal- 8100412 * * - 3 - expansieverhouding en de signaalcompressieverhouding, althans tenminste nagenoeg constant zijn, zulks onafhankelijk van het door het'ingangssignaal vertoonde niveau» Voorafgaande aan signaalopname wordt het ingangssignaal bijvoorbeeld aan 5 signaalcompressie met een constante compressieverhouding k onderworpen. Wanneer het aldus voorbewerkte signaal in een later stadium wordt uitgelezen, wordt het aan signaalexpansie met een constante verhouding 1/k onderworpen; de expansieverhouding is derhalve de inverse van de compressieverhouding.Compared with a system of the "Dolby" type, such a system has the advantage that the amplification factors of the amplifiers used in the level compression and the level expansion, i.e. the signal expansion ratio 8100412 * * - 3, respectively. and the signal compression ratio is at least substantially constant, regardless of the level displayed by the input signal. Prior to signal recording, the input signal is subjected, for example, to signal compression with a constant compression ratio k. When the signal thus processed is read at a later stage, it is subjected to signal expansion with a constant ratio 1 / k, so the expansion ratio is the inverse of the compression ratio.

10 Aangezien binnen het gehele signaalniveaugebied toepassing “ van een constante compressieverhouding en een constante expansieverhouding plaatsvindt, treden niet de uit een stelsel volgens "Dolby" bekende niet-lineariteiten op en wordt de niveau-aanpassing tussen opgenomen signalen en uitgelezen 15 signalen vergemakkelijkt. Bij een dergelijk stelsel van het DBX-type bedraagt bovendien de schijnbare verbetering van het' dynamische gebied van de toegepaste apparatuur ongeveer 40 dB. Tenslotte kan nog worden opgemerkt, dat een dergelijke ruisvermindering wordt verkregen binnen althans tenminste 20 nagenoeg het gehele audiofrequentiegebied van 20Hz-20KHz.Since application of a constant compression ratio and a constant expansion ratio occurs throughout the signal level range, the non-linearities known from a "Dolby" system do not occur and the level adjustment between recorded signals and read signals is facilitated. Moreover, in such a DBX-type system, the apparent improvement in the dynamic range of the equipment used is about 40 dB. Finally, it should be noted that such a noise reduction is obtained within at least 20 substantially the entire audio frequency range of 20Hz-20KHz.

Daar staat echter tegenover, dat de speciale compressie- en expansie-eigenschappen van de hiervoor genoemde ruisverminderingsstelsels in hoofdzaak gelden voor ingangssignalen van betrekkelijk constant niveau, dat wil zeggen 25 signalen waarvan het niveau geen abrupte overgangen of sprongen • vertoont. Dit heeft tot gevolg, dat het werkelijk bereiken van de door. de beide genoemde ruisverminderingsstelsels geboden voordelen in sterke mate afhankelijk is van het statische karakter van de bewerkte signalen en dat problemen optreden 30 bij de dynamische responsie van dergelijke stelsels. Indien een op te nemen informatiesignaal een betrekkelijk laag signaal-niveau vertoont, zal de versterkingsfactor, respectievelijk de compressieverhouding van de bij de niveaucompressie toegepaste versterker betrekkelijk hoog kunnen liggen. Indien een . 35 dergelijk informatiesignaal nu een abrupte niveaustijging vertoont en derhalve een grote niveauverandering of -overgang (transient) in positieve richting ondergaat, zal de ver-sterkingsfacot van de bij signaalcompressie toegepaste ver- 8100412 Λ <♦ - 4 - sterker, respectievelijk de cómpressieverhouding, niet met gelijke snelheid als de signaalniveautoename afnemen. Hoewel de versterkingsfactor, respectievelijk de compressiever-houding, bij de bewerking van een informatiesignaal van hoog 5 niveau dient te dalen, blijft hij in werkelijkheid op zijn voorafgaande, betrekkelijk hoge waarde. Een dergelijke sterke niveauverandering wordt dan met een betrekkelijk hoge versterkingsfactor versterkt, waardoor een aan niveaucompressie onderworpen signaal resulteert, dat aanzienlijke "uitschieters" 10.'· (overshoot) vertoont. Bij de opname van een dergelijk signaal, waarvan het niveau derhalve aanzienlijk te hoog ligt, kan verzadiging van het magnetische registratiemedium optreden, Waardoor vervorming in het opgenomen en derhalve ook in het later uitgèlezen signaal optreedt.On the other hand, however, the special compression and expansion properties of the aforementioned noise reduction systems mainly apply to input signals of relatively constant level, that is, signals whose level shows no abrupt transitions or jumps. This has the effect of actually reaching the door. The two aforementioned noise reduction systems offered benefits greatly depend on the static nature of the processed signals and that problems arise in the dynamic response of such systems. If an information signal to be recorded has a relatively low signal level, the amplification factor or the compression ratio of the amplifier used in the level compression may be relatively high. If one. Since such an information signal now exhibits an abrupt level rise and therefore undergoes a large level change or transition (transient) in the positive direction, the amplification facot of the amplification applied in signal compression will be 8100412 sterker <♦ - 4 - respectively, not decrease at the same rate as the signal level increase. Although the gain or compression ratio should decrease when processing a high level information signal, it actually remains at its previous, relatively high value. Such a strong level change is then amplified with a relatively high gain, resulting in a level-compressed signal exhibiting significant "outliers" (overshoot). When recording such a signal, the level of which is therefore considerably too high, saturation of the magnetic recording medium can occur, causing distortion in the recorded and therefore also in the later read signal.

15 Een ander nadeel van de hiervoor beschreven ruisverminderingsstelsels is, dat zij zogenaamde "ruismodulatie" kunnen vertonen. Bij ruismodulatie doet zich het verschijnsel voor, dat de ruiscomponenten variëren als functie van ingangs-signaalniveauvariaties. Dergelijke veranderingen van de ruis-20 componenten, dat wil zeggen ruismodulatie, is zeer duidelijk hoorbaar en werkt bij de beluistering van een audiosignaal-weergave afleidend, dat wil zeggen storend. Dit verschijnsel doet zich zeer sterk voor wanneer de frequentiecomponenten van het ingangssignaal merkbaar verschillen van de ruisfre-25 quentiecomponéntr. Indien het op te nemen informatiesignaal bijvoorbeeld'wordt: gevormd door een audiosignaal, dat het geluid van een piano weergeeft, is de ruismodulatie afzonderlijk en duidelijk hoorbaar; zelfs indien het volume van het infor- · •matiesignaal toeneemt of wordt vergroot, vindt geen maskering 30 van de ruismodulatie plaats.Another drawback of the above-described noise reduction systems is that they can exhibit so-called "noise modulation". In noise modulation, the phenomenon occurs that the noise components vary as a function of input signal level variations. Such changes of the noise components, ie noise modulation, are very clearly audible and are distracting, i.e. disturbing, when listening to an audio signal reproduction. This phenomenon occurs very strongly when the frequency components of the input signal are noticeably different from the noise frequency component. For example, if the information signal to be recorded is: formed by an audio signal reproducing the sound of a piano, the noise modulation is separate and clearly audible; even if the volume of the information signal increases or increases, no noise modulation is masked.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.162.462 is reeds een methode beschreven voor vermindering van de in een ruisverminderingsschakeling optredende ruismodulatie.U.S. Pat. No. 4,162,462 has already described a method for reducing the noise modulation occurring in a noise reduction circuit.

Volgens deze methode worden de componenten van hogere fre-35 quentie van een op te nemen informatiesignaal voorafgaande aan de opname aan accentuering onderworpen wanneer het ingangssignaal een laag of middelmatig niveau vertoont, doch aan een 8100412 ♦ 4 - 5 - u— betrekkelijk geringe accentuering wanneer het informatiesignaal een betrekkelijk hoog niveau vertoont. Bij de weergave of uit-lezing van een op dergelijke wijze voorbewerkt informatie- ^ signaal worden de componenten van hogere frequentie aan een 5 betrekkelijk sterke desaccentuering onderworpen wanneer het uitgelezen signaal een laag of middelmatig niveau vertoont, doch aan een betrekkelijk geringe desaccentuering wanneer het uitgelezen signaal een betrekkelijk hoog niveau vertoont.According to this method, the higher frequency components of an information signal to be recorded are accentuated prior to recording when the input signal is low or medium level, but 8100412 ♦ 4 - 5 - u - relatively low accentuated the information signal has a relatively high level. In reproducing or reading out an information signal that has been preprocessed in this way, the higher frequency components are subjected to a relatively strong de-accentuation when the read signal shows a low or medium level, but to a relatively small disaccentation when the read out signal shows a relatively high level.

Hoewel volgens deze methode inderdaad de ruismodulatie wordt 10". verminderd, kan zich echter wel verzadiging van het magnetische registratiemedium als gevolg van het optreden van "uitschieters" in het aan niveaucompressie onderworpen ingangssignaal voordoen*Although the noise modulation is indeed reduced by this method, however, saturation of the magnetic recording medium may occur due to the occurrence of "outliers" in the level-compressed input signal *

Teneinde ook dit laatstgenoemde bezwaar, ver-15 zadiging van het registratiemedium door signaaluitschieters en daaruit resulterende signaalvervorming, weg te nemen, heeft men reeds voorgesteld om de responsiesnelheid van de niveau-compressieschakeling te vergroten. Bij een vergroting van de responsiesnelheid. gaat echter de verbetering, welke door 20 eliminatie van dergelijke uitschieters wordt bereikt, gepaard aan een toename van het verschijnsel ruismodulatie.In order to also obviate this latter drawback, saturation of the recording medium by signal outliers and resulting signal distortion, it has already been proposed to increase the response speed of the level compression circuit. When increasing the response speed. however, the improvement achieved by elimination of such outliers is accompanied by an increase in the noise modulation phenomenon.

Volgens nog een ander voorstel tot ruisvermindering, waarbij uitschieters tot een minimum worden beperkt, wordt een aantal in hoofdzaak soortgelijke ruisverminderings-25 schakelingen met elkaar parallel geschakeld, waarbij iedere dergeiijke ruisverminderingsschakeling een geselecteerd gedeelte van het frequentiespectrum van 'het ingangsinformatie-signaal bestrijkt. De uitgangssignalen van de verschillende ruisverminderingsschakelingen worden gecombineerd of gemengd 30 tot een voor opname geschikt, over het gehele frequentiespectrum aan niveaucompressie onderworpen informatiesignaal.According to yet another noise reduction proposal, wherein outliers are minimized, a number of substantially similar noise reduction circuits are connected in parallel with each such noise reduction circuit covering a selected portion of the frequency spectrum of the input information signal. The output signals of the various noise reduction circuits are combined or mixed into a recordable information signal, level-compressed over the entire frequency spectrum.

De toepassing van een aantal met elkaar parallelgeschakelde ruisverminderingsschakelingen leidt tot een betrekkelijk gecompliceerde en kostbare schakeling. Indien bijvoorbeeld n 35 dergelijke ruisverminderingsschakelingen worden toegepast, zullen de totale kosten van een daaruit resulterend ruis-verminderingsstelsel n maal de kosten van een enkelvoudig 8100412 tr * $ - 6 - ruisverminderdingsstelsel met slechts één ruisverminderings-schakeling bedragen.The use of a number of noise reduction circuits connected in parallel leads to a relatively complicated and expensive circuit. For example, if such noise reduction circuits are used, the total cost of a resulting noise reduction system will be n times the cost of a single 8100412 tr * $ - 6 noise reduction system with only one noise reduction circuit.

De onderhavige uitvinding stelt zich nu ten doel, een ruisverminderingsschakeling te verschaffen, welke 5 vrij is van de hiervoor beschreven nadelen en bezwaren, een betrekkelijk eenvoudige constructie vertoont en weinig kostbaar is.The present invention aims at providing a noise reduction circuit which is free from the disadvantages and drawbacks described above, which has a relatively simple construction and is of little cost.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een schakeling voor ruisvermindering te verschaffen, welke bij een H), -informatieregistratie- en/of -weergeefsysteem kan worden toegepast.Another object of the invention is to provide a noise reduction circuit which can be used in an H), information recording and / or display system.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een schakeling voor ruisvermindering, welke kan · worden gebruikt voor niveaucompressie van een informatie-15 signaal voorafgaande aan de opname daarvan, doch tevens voor niveau-expansie van een uitgelezen signaal, zodanig, dat het schijnbare dynamische gebied van het beschouwde signaalre-gistratie— en/of -weergeefstelsel met een bedrag van 20-30 dB wordt vergroot.Another object of the invention is to provide a noise reduction circuit which can be used for level compression of an information signal prior to recording it, but also for level expansion of a read signal such that the apparent dynamic range of the considered signal recording and / or display system is increased by 20-30 dB.

20 Nog een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een schakeling voor ruisvermindering, waarbij variabele accentuering en desaccentuering zonder uitwendige instelhandelingen van een bedieningspersoon worden toegepast.Yet another object of the invention is to provide a noise reduction circuit employing variable highlighting and de-highlighting without external operator adjustments.

. Weer een ander doel is het verschaffen van een 25 voor ruisvermindering dienende niveau-expansieschakeling, welke zonder .bezwaar, kan worden uitgerust met een antibegrenzingsscha-keling ter verhindering van verzadiging van een magnetisch registratiemedium door signaalUitschieters.. Yet another object is to provide a noise reduction level expansion circuit which, without objection, can be equipped with an anti-limiting circuit to prevent saturation of a magnetic recording medium by signal outliers.

Nog weer een ander doel van de uitvinding is 30 het verschaffen van een niveaucompressieschakeling, waarvan de freguentiekarakteristiek voor ingangssignalen van betrekkelijk laag niveau verschilt van dié voor ingangssignalen van hoger niveau, zodanig, dat op ingangssignalen van betrekkelijk laag niveau een sterkere accentuering wordt uitgeoefend.Yet another object of the invention is to provide a level compression circuit whose freguance characteristic for relatively low level input signals differs from that for higher level input signals such that a higher accentuation is applied to relatively low level input signals.

35 Alweer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een niveau-expansieschakeling, waarvan de freguentiekarakteristiek voor ingangssignalen van betrekkelijk laag niveau verschilt van die voor ingangssignalen van 8100412 - 7 - ^ hoger niveau, zodanig, dat ingangssignalen van betrekkelijk laag niveau, welke uit een registratiemedium worden uitgelezen, aan een sterkere desaccentuering worden onderworpen.Yet another object of the invention is to provide a level expansion circuit whose freguance characteristic for relatively low level input signals differs from that for 8100412-7 higher level input signals such that relatively low level input signals which be read from a recording medium, subjected to a stronger de-accentuation.

Steeds weer een ander doel van'de uitvinding 5 is het verschaffen van een niveaucompressie-/-expansiescha-keling, welke zodanig kan worden overgeschakeld, dat hij enerzijds niveaucompressie van op te nemen signalen en anderzijds niveau-expansie van weergegeven signalen uitvoeren.Again and again, another object of the invention is to provide a level compression / expansion circuit which can be switched to perform level compression of signals to be recorded on the one hand and level expansion of reproduced signals on the other.

-- · Daartoe verschaft de uitvinding een schakeling 10 voor ruisvermindering van de volgende gedaante: een aftrek-schakeling ontvangt in de eerste plaats het te bewerken informatie signaal als ingangssignaal. Een eerste signaalbaan bevat een versterker met variabele versterkingsfactor voor versterking van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling en 15 voorts desaccentueringsmiddelen voor sterkere desaccentuering van de componenten van hogere frequentie dan van de componenten van lagere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker. Een tweede signaalbaan voert ten hoogste een geringe desaccentuering van de componenten van hogere frequentie ten opzichte 20 van dié van lagere frequentie van het uitgangssignaal van de desaccentueringsmiddelen uit. 'De genoemde aftrekschakeling trekt het uitgangssignaal van de tweede signaalbaan van het ingangs-informatiesignaal af. Voorts zijn middelen aanwezig, welke de versterkingsfactor van de versterking zodanig regelen, dat 25 voor een betrekkeiijk hoog ingangssignaalniveau een betrekkelijk grote versterking wordt verkregen, en omgekeerd.To this end, the invention provides a noise reduction circuit 10 of the following form: a subtractor circuit primarily receives the information signal to be processed as an input signal. A first signal path includes a variable gain amplifier for amplifying the output of the subtraction circuit, and further desacquering means for more pronounced de-accentuation of the higher frequency components than the lower frequency components of the amplifier output. A second signal path performs at most a slight de-accentuation of the higher-frequency components relative to that of the lower-frequency of the output signal of the de-accentuating means. The said subtraction circuit subtracts the output signal of the second signal path from the input information signal. Furthermore, means are provided which control the gain of the gain such that for a relatively high input signal level a relatively large gain is obtained, and vice versa.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich 30 echter niet beperkt. In de tekening tonen: figuur 1 en 2 grafische weergaven van de com-pressie/expansie-karakteristieken van twee ruisverminderings-stelseis van bekend type, figuur 3 een als blokschema uitgevoerd prin-35 cipeschema van de onderhavige uitvinding, figuur 4 een blokschema van een practische 8100412 - 8 - s_- '* uitvoeringsvorm van de uitvinding, figuur 5 een grafische weergave van de niveau-frequentie-karakteristiek van de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 voor verschillende ingangsniveaus, 5 figuur 6 een grafische weergave van de over- drachtskarakteristiek van de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 voor verschillende frequenties, figuur 7 een meer gedetailleerd aansluit-schema van de practische uitvoeringsvorm volgens figuur 4, en 10 figuur 8 een blokschema van de toepassing van de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 voor signaalcompressie of signaalexpansie bij een ruisverminderingsstelsel volgens de uitvinding.The invention will be elucidated in the following description with reference to the accompanying drawing of some embodiments, to which, however, the invention is not limited. In the drawing: Figures 1 and 2 show graphical representations of the compression / expansion characteristics of two noise reduction systems of known type, Figure 3 shows a block diagram of the present invention in block diagram form, Figure 4 shows a block diagram of a practical 8100412 - 8 - s_- '* embodiment of the invention, figure 5 a graphical representation of the level-frequency characteristic of the embodiment according to figure 4 for different input levels, figure 6 a graphical representation of the transmission characteristic of the embodiment according to figure 4 for different frequencies, figure 7 a more detailed connection diagram of the practical embodiment according to figure 4, and figure 8 a block diagram of the application of the embodiment according to figure 4 for signal compression or signal expansion in a noise reduction system according to the invention.

Figuur 1 toont de compressie/expansie-karak-15 teristiek van een ruisverminderingsstelsel volgens "Dolby", waarbij de ingangs- en uitgangssignaalniveaus zijn uitgedrukt in decibels. De kromme R toont de niveaucompressie, de kromme P de niveau-expansie. Duidelijk komt naar voren, dat voor ingangssignalen van betrekkelijk laag signaalniveau een althans 20 tenminste nagenoeg constante versterkingsfactor wordt toegepast tot het bereiken van een middenniveau, bijvoorbeeld tussen -30 dB en 0 dB, waarna de niveaucompressiekarakteris-tiek van een lijn gaat afwijken. Deze niet-lineariteit bemoeilijkt de aanpassing van de niveau-expansie aan de niveau-25 compressie. In figuur 1 vertegenwoordigt de met een gebroken lijn getekende kromme de zogenaamde "flat bass", waarvoor geldt, dat zowel het ingangssignaalniveau als het uitgangs-signaalniveau zowel bij niveaucompressie als bij niveau-expansie constant zijn.Figure 1 shows the compression / expansion character of a "Dolby" noise reduction system, with input and output signal levels expressed in decibels. Curve R shows the level compression, curve P the level expansion. It is clear that for inputs of relatively low signal level an at least substantially constant amplification factor is applied until a medium level is reached, for instance between -30 dB and 0 dB, after which the level compression characteristic will deviate from a line. This non-linearity makes it difficult to adapt the level expansion to the level 25 compression. In Figure 1, the broken line curve represents the so-called "flat bass", for which it holds that both the input signal level and the output signal level are constant in both level compression and level expansion.

30 Figuur 2 toont de niveaucompressiekarakteris- tiek R en de niveau-expansiekarakteristiek P van het eveneens reeds genoemde ruisverminderingsstelsel van het DBX-type. Het zal duidelijk zijn, dat bij een dergelijk stelsel de compres-sieverhouding en de expansieverhouding over nagenoeg het gehele 35 ingangssignaalniveaugebied constant zijn. Ook in dit geval vertegenwoordigt de met een gebroken lijn getekende kromme de hiervoor genoemde "flat bass".Figure 2 shows the level compression characteristic R and the level expansion characteristic P of the DBX type noise reduction system, also mentioned above. It will be appreciated that with such a system, the compression ratio and the expansion ratio are constant over substantially the entire input signal level range. Also in this case, the broken line curve represents the aforementioned "flat bass".

8100412 Zoals in het voorgaande reeds is opgemerkt, -9-^ vertonen de stelsels volgens Dolby en DBX enige nadelen, welke door de onderhavige uitvinding worden weggenomen. Figuur 3 toont een als blokschema uitgevoerd principeschema van een ruisverminderingsschakeling volgens de uitvinding, welke 5 dient voor ruisvermindering in een uit een registratiemedium uitgelezen informatiesignaal.As noted above, the Dolby and DBX systems exhibit some drawbacks which are eliminated by the present invention. Figure 3 shows a block diagram in principle of a noise reduction circuit according to the invention, which serves for noise reduction in an information signal read from a recording medium.

Zoals uit figuur 3 naar voren komt, wordt een dergelijk uitgelezen informatiesignaal, bijvoorbeeld een audiosignaal, via de ingangsaansluiting 1 van de schakeling 10 · toegevoerd aan de optelingangsaansluiting van een aftrek- schakeling 2, waarvan het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een eerste signaalbaan met een versterker 3 met variabele versterkingsfactor, welke wordt geregeld door het via de in-gangsaansluiting 1- ontvangen informatiesignaal na gelijk-15 richting en afvlakking daarvan, benevens een laagdoorlaat-filter 4, waarin de componenten van hogere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker 3 aan desaccentuering worden onderworpen. Het uitgangssignaal van het laagdoorlaat-filter 4 wordt enerzijds als uitgangssignaal van de schake-20 ling aan de uitgangsaansluiting 5 daarvan toegevoerd en anderzijds via een tweede signaalbaan met een laagdoorlaat-filter 6 aan de aftrekingangsaansluiting van de reeds genoemde aftrekschakeling 2.As emerges from Figure 3, such a read-out information signal, for example an audio signal, is supplied via the input terminal 1 of the circuit 10 to the addition input terminal of a subtracting circuit 2, the output signal of which is supplied to a first signal path with an amplifier 3 with variable gain, which is controlled by the information signal received via input terminal 1 after rectification and smoothing thereof, as well as a low-pass filter 4, in which the higher frequency components of the output signal of amplifier 3 are descent be subjected. The output signal of the low-pass filter 4 is applied on the one hand as the output signal of the circuit to its output terminal 5 and, on the other hand, via a second signal path with a low-pass filter 6 to the subtraction input terminal of the aforementioned subtraction circuit 2.

Zoals reeds is opgemerkt, is de versterker 3 25 van hettype met variabele, dat wil zeggen regelbare, versterkings factor. Meer in het bijzonder wordt de versterkings-factor G van de versterker 3 bepaald 'door een versterkings-regelspanning V , welke uit het aan de ingangsaansluiting 1 verschijnende informatiesignaal wordt afgeleid, zoals reeds 30 is opgemerkt. De versterkingsfactor G van de versterker 3 is zodanig gekozen, dat hij toeneemt met een stijging van de versterkingsregelspanning V , bijvoorbeeld volgens de relatieAs already noted, the amplifier 3 is of the variable, that is, adjustable, gain factor type. More in particular, the amplification factor G of the amplifier 3 is determined by an amplification control voltage V, which is derived from the information signal appearing at the input terminal 1, as already noted. The gain factor G of the amplifier 3 is chosen such that it increases with an increase in the gain control voltage V, for example according to the relationship

® KV® KV

G = K . V of de relatie G = e c, waarbij K een constante is. Op die wijze is de versterkingsfactor van de versterker 3 35 steeds rechtstreeks evenredig met het signaalniveau van het aan de ingangsaansluiting 1 toegevoerde informatiesignaal, zodat de versterkingsfactor G betrekkelijk hoog voor een in- 8100412 - 10 - _ formatiesignaal van hoog signaalniveau en betrekkelijk laag voor een informatiesignaal van betrekkelijk laag signaalniveau is. De versterker 3 met variabele versterkingsfactor voert derhalve niveau-expansie van de daaraan toegevoerde signalen 5 uit.G = K. V or the relationship G = e c, where K is a constant. In this way, the amplification factor of the amplifier 33 is always directly proportional to the signal level of the information signal applied to the input terminal 1, so that the amplification factor G is relatively high for an information signal of a high signal level and relatively low for a information signal is of relatively low signal level. The variable gain amplifier 3 therefore performs level expansion of the signals 5 applied thereto.

Het laagdoorlaatfilter 4, dat eveneens tot de eerste signaalbaan behoort, verschaft een aanzienlijke desaccentuering van de componenten van hogere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker 3. Dit kan ook worden 10' ' uitgedrukt door te stellen, dat het laagdoorlaatfilter een aanzienlijke accentuering op .de componenten van lagere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker 3 uitvoert.The low-pass filter 4, which also belongs to the first signal path, provides a significant de-accentuation of the higher-frequency components of the output signal of the amplifier 3. This can also be expressed by stating that the low-pass filter has a significant accentuation. the lower frequency components of the output signal of amplifier 3.

De componenten van hogere frequentie worden bij voorkeur ten opzichte van de frequentie van lagere componenten met een 15 bedrag in de grootte orde van ongeveer 20 dB gedesaccentueerd.Preferably, the higher frequency components are dis-accentuated relative to the frequency of lower components by an amount on the order of about 20 dB.

Het laagdoorlaatfilter 6, dat de tweede signaalbaan vormt, voert een betrekkelijk geringe desaccentuering van de componenten van hogere frequentie van het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 4 ten opzichte van dié . 20 van lagere frequentie uit. De componenten van hogere frequentie ondergaan bijvoorbeeld een verzwakking in de grootte orde van ongeveer 6 dB ten opzichte van de componenten van lagere frequentie. Door de toepassing van het laagdoorlaatfilter 6 achter het laagdoorlaatfilter 4 blijkt een meer ge-25 leidelijk verlopende· desaccentueringskarakteristiek te worden verkregen, terwijl met een eenvoudige schakeling kan worden volstaan. Ook is het mogelijk, dat het laagdoorlaatfilter slechts als algemene verzwakker werkt, zodanig, dat desaccentuering of verzwakking over het gehele frequentiegebied 30 wordt verkregen. Bij voorkeur oefent het laagdoorlaatfilter 6 echter een geringe desaccentuering van de componenten van hogere frequentie uit. Aangezien het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 6 door de aftrekschakeling 2 van het als ingangssignaal via de ingangsaansluiting 1 ontvangen irifor-35 matiesignaal wordt afgetrokken, heeft de aftrekschakeling 2 een geringe desaccentuerende invloed op de componenten van hogere frequentie van het informatiesignaal.The low-pass filter 6, which forms the second signal path, performs a relatively small deviation of the higher frequency components of the output signal from the low-pass filter 4 relative to that. 20 of lower frequency out. For example, the higher frequency components are attenuated in the order of about 6 dB relative to the lower frequency components. By using the low-pass filter 6 behind the low-pass filter 4, it appears that a more smoothly proceeding descentration characteristic can be obtained, while a simple circuit can suffice. It is also possible that the low-pass filter acts only as a general attenuator, such that descent or attenuation is obtained over the entire frequency range. Preferably, however, the low-pass filter 6 exerts a slight disaccentration of the higher frequency components. Since the output signal of the low-pass filter 6 is subtracted by the subtractor circuit 2 from the information signal received as an input signal via the input terminal 1, the subtractor circuit 2 has a slight dis-accentuating influence on the components of the higher frequency of the information signal.

8100412 - 11 - u—·'8100412 - 11 - u— · '

Het zal duidelijk zijn, dat de frequentie-karakteristiek of overdrachtskarakteristiek van de ruisver-minderingsschakeling 10 volgens figuur 3 afhankelijk is van * het feit, welke van beide signaalbanen overheerst. Meer in 5 het bijzonder geldt,.dat de karakteristiek van de aftrekscha-keling 2 een gering desaccentueringskarakter/de°85mponenten van hogere frequentie van het aan de versterker 3 met variabele versterkingsfactor toegevoerde signaal vertoont. Zo kan het niveau van de componenten van hogere frequentie bijvoorbeeld 10· slechts enige dB hoger liggen dan het niveau van de componenten van lagere frequentie. Wanneer het niveau van eea via de ingangsaansluiting 1 ontvangen informatiesignaal laag ligt, is ook de -.versterkingsfactor van de versterker 3 betrekkelijk laag. Dit veroorzaakt uiteraard geen aanzienlijke verandering 15 tussen de signaalniveaus van de componenten van hogere frequentie en dié van lagere frequentie, zodat de componenten van hogere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker 3, welke aan het laagdoorlaatfilter 4 worden toegevoerd, slechts een enige dB hoger niveau dan dié van lagere frequentie ver-20 tonen. Aangezien het laagdoorlaatfilter 4 een aanzienlijke desaccentuering van de componenten van hogere frequentie teweeg brengt, bijvoorbeeld in de grootte orde van ongeveer 20 dB, zoals reeds is opgemerkt, zal het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter 4, dat tevens als uitgangssignaal van de 25 gehele schakeling aan de uitgangsaansluiting 5 ter beschikking komt, een aanzienlijke desaccentuering van de componenten van hogere frequentie dan van de componenten van lagere frequentie vertonen. Dit wil zeggen, dat de door de versterker 3 met variabele versterkingsfactor van het laagdoorlaatfilter 4 ge-30 vormde, eerste signaalbaan een overheersende werking heeft, terwijl het effect van de door het laagdoorlaatfilter 6 gevormde, tweede signaalbaan op het aan de uitgangsaansluiting 5 ter beschikking komende uitgangssignaal uiterst gering is.It will be clear that the frequency characteristic or transmission characteristic of the noise reduction circuit 10 according to Figure 3 depends on the fact that both signal paths predominate. More particularly, it applies that the characteristic of the subtracting circuit 2 shows a low discentering character / the higher-frequency components of the signal applied to the amplifier 3 having a variable amplification factor. For example, the level of the higher frequency components may be only a few dB higher than the level of the lower frequency components. When the level of an information signal received via the input terminal 1 is low, the gain of the amplifier 3 is also relatively low. Obviously, this does not cause a significant change between the signal levels of the higher frequency components and those of the lower frequency, so that the higher frequency components of the output signal of the amplifier 3, which are applied to the low-pass filter 4, are only a few dB higher level than show that of lower frequency. Since the low-pass filter 4 causes a significant de-accentuation of the higher-frequency components, for example on the order of about 20 dB, as has already been noted, the output signal of the low-pass filter 4, which also serves as the output signal of the entire circuit, will output terminal 5 becomes available, exhibiting a significant disaccentration of the components of higher frequency than of the components of lower frequency. This means that the first signal path formed by the variable gain amplifier 3 of the low-pass filter 4 has a predominant effect, while the effect of the second signal path formed by the low-pass filter 6 on the output terminal 5 is available. incoming output signal is extremely small.

Deze aanzienlijke desaccentuering van de compo-35 nenten van hogere frequentie van het aan de uitgangsaansluiting 5 van de schakeling 10 verschijnende uitgangssignaal neemt af wanneer het signaalniveau van het aan de ingangsaansluiting 1 8100412 - 12 - toegevoerde informatiesignaal stijgt. Wanneer het signaal-niveau van het aan de ingangsaansluiting X toegevoerde informatiesignaal hoog is, heeft ook de versterkingsfactor van de versterker 3 een grote waarde, zoals reeds is opgemerkt.This significant de-accentuation of the higher frequency components of the output signal appearing at the output terminal 5 of the circuit 10 decreases as the signal level of the information signal applied to the input terminal 1 8100412-12 increases. When the signal level of the information signal applied to the input terminal X is high, the gain of the amplifier 3 also has a large value, as has already been noted.

5 Aangezien het aan de ingangsaansluiting van de versterker 3 toegevoerde signaal, dat wil zeggen het uitgangssignaal van de aftrekschakeling 2, een geringe accentuering van zijn componenten van hogere frequentie vertoont, heeft de daarop volgende versterking door de versterker 3 tot gevolg, dat deze compo- 10--nenten van hogere frequentie in aanzienlijke mate, bijvoorbeeld meer dan 20 dB, worden geaccentueerd ten opzichte van de componenten van lagere frequentie. De versterker 3 voert derhalve niveau-expansie van het signaal uit. Wanneer vervolgens het laagdoorlaatfilter. een aanzienlijke desaccentuering van het 15 daaraan aangeboden signaal teweeg brengt, bijvoorbeeld een desaccentuering in de grootte orde van ongeveer 20 dB, zal het aan de uitgangsaansluiting 5 van de schakeling verschijnende uitgangssignaal een geringe accentuering van de hogere frequenties vertonen. Het zal derhalve duidelijk zijn, dat voor 20 ingangsinformatiesignalen van betrekkelijk hoog signaalniveau vooral de tweede signaalbaan een overheersende rol speelt bij de bepaling van de overdrachtskarakteristiek van de schakeling.Since the signal applied to the input terminal of the amplifier 3, that is to say the output signal of the subtractor circuit 2, has a small accentuation of its components of higher frequency, the subsequent amplification by the amplifier 3 results in that this component Higher frequency tenants to a significant degree, for example more than 20 dB, are accentuated relative to the lower frequency components. The amplifier 3 therefore performs level expansion of the signal. Then when the low-pass filter. results in a significant de-accentuation of the signal applied thereto, for example a de-emphasis in the order of magnitude of about 20 dB, the output signal appearing at the output terminal 5 of the circuit will show a slight accentuation of the higher frequencies. It will therefore be clear that for input information signals of relatively high signal level, the second signal path in particular plays a predominant role in determining the transfer characteristic of the circuit.

Figuur 4 toont een practische uitvoeringsvorm van de ruisverminderingsschakeling 10, waarbij de met dié 25 volgens figuur 3 overeenkomende componenten met respectievelijk dezelfde verwijzingssymbolen zijn aangeduid. Zoals uit figuur 4 blijkt, wordt de versterker 3 met variabele verster-kingsfactor gevormd door een spanningsgeregelde versterker 31 met een sommeerschakeling 33, waaraan via een weerstand 32 30 het ingangssignaal en rechtstreeks het uitgangssignaal van de spanningsgeregelde versterker 31 worden toegevoerd. De combinatie van de spanningsgeregelde versterker 31 en de sommeerschakeling 33 heeft tot gevolg, dat de versterkingsfactor of de overdrachtsverhouding steeds afhankelijk is van het niveau 35 van het via de ingangsaansluiting 1 toegevoerde informatiesignaal. Dit wil zeggen, dat informatiesignalen van laag niveau met een lage versterkingsfactor, doch informatiesignalen van 8100412 - 13 - u— * hoog niveau met een hoge versterkingsfactor worden versterkt.Figure 4 shows a practical embodiment of the noise reduction circuit 10, wherein the components corresponding to the one according to Figure 3 are indicated with the same reference symbols, respectively. As can be seen from Figure 4, the variable gain amplifier 3 is constituted by a voltage-controlled amplifier 31 with a summing circuit 33, to which the input signal and the output signal of the voltage-controlled amplifier 31 are applied via a resistor 32. The combination of the voltage-controlled amplifier 31 and the summing circuit 33 has the result that the amplification factor or the transfer ratio always depends on the level 35 of the information signal supplied via the input terminal 1. That is, low level information signals with a low gain, but 8100412 - 13 µm high level information signals are amplified with a high gain.

De ruisverminderingsschakeling 10 volgens figuur 4 bevat voorts een versterkingsregelschakeling 7 voor ' regeling van de versterkingsfactor van de versterker 31; 5 deze versterkingsregelschakeling 7 omvat een aan de ingangs-aansluiting 1 aangesloten weegschakeling 21 en een gelijk-richt- en afvlakschakeling 72 voor gelijkrichting en afvlak-king van het uitgangssignaal van de weegschakeling 71 en levering van een versterkingsregelspanning aan de versterker 10· -32. De weegschakeling 71 vertoont het karakter van een hoog-doorlaatfilter, dat bij een bepaalde uitvoeringsvorm, rechtstreeks tegengesteld aan het hoogfrequent-desaccentuerings-karakter van het laagdoorlaatfilter 4 kan zijn. De weegschakeling 71 voert derhalve een accentuering van de compo-15 nenten van hogere frequentie van het ingangssignaal ten opzichte van dié van lagere frequentie uit. Ook is het mogelijk, dat de spanningsregelschakeling 7 in plaats van aan de ingangs aansluiting 1, aan de ingangsaansluiting van de span-ningsgeregelde versterker 31 wordt aangesloten, in welk ge-20 val eventueel bepaalde wijzigingen aan de uitvoering van de weegschakeling 71 dienen te worden aangebracht.The noise reduction circuit 10 of Figure 4 further includes a gain control circuit 7 for controlling the gain of the amplifier 31; This gain control circuit 7 comprises a weighting circuit 21 connected to the input terminal 1 and a rectifying and smoothing circuit 72 for rectifying and smoothing the output signal of the weighting circuit 71 and supplying a gain control voltage to the amplifier 1032. The weighting circuit 71 exhibits the character of a high-pass filter, which in one embodiment may be directly opposite to the high-frequency de-highlighting character of the low-pass filter 4. Therefore, the weighting circuit 71 accentuates the higher frequency components of the input signal relative to the lower frequency components. It is also possible that the voltage control circuit 7, instead of the input terminal 1, is connected to the input terminal of the voltage-controlled amplifier 31, in which case certain changes to the design of the weighting circuit 71 may have to be made. fitted.

In de eerste signaalbaan van de ruisverminde-ringsschakeling 10 volgens figuur 4 is voorts tussen de af-trekschakeling 2 en de spanningsgeregelde versterker 31 een 25 speciale "coring,,-schakeling of "antibegrenzingsschakeling" 34 opgenoman. Wanneer het niveau van een aan de anti-be-grenzingsschakeling 34 toegevoerd signaal laag is, heeft de schakeling 34 practisch geen effect op dit signaal. Wanneer het signaal echter een hoog niveau vertoont, dat wil zeggen 30 een hoger dan een vooraf bepaald niveau, vindt signaalexpansie plaats, hetgeen resulteert in een verdere expansie van het aan de versterker 3 toegevoerde signaal. Zoals nog meer in details zal worden beschreven, dient de antibegrenzingsschakeling 34 bij de niveau-expansie van een uit een registratie-35 medium uitgelezen signaal en voorts op complementaire wijze bij de voorbewerking of signaalcompressie van een op een registratiemedium op te nemen signaal om te verhinderen, dat eventueel in het signaal optredende uitschieters, waarvan op- 8100412 - 14 - name op het registratiemedium verzadiging daarvan en vervolgens vervorming van het uitgelezen signaal zouden veroorzaken.In the first signal path of the noise reduction circuit 10 according to Figure 4, a special "coring" circuit or "anti-limiting circuit" 34 is also included between the subtracting circuit 2 and the voltage-controlled amplifier 31. When the level of an anti-current The signal supplied by the limiting circuit 34 is low, the circuit 34 has practically no effect on this signal, however, when the signal has a high level, that is to say a higher level than a predetermined level, signal expansion takes place, resulting in a further expansion of the signal applied to amplifier 3. As will be described in more detail below, the anti-limiting circuit 34 serves at the level expansion of a signal read from a recording medium and further in a complementary manner in the pre-processing or signal compression of a signal to be recorded on a recording medium to prevent any outliers from occurring in the signal, recording on the recording medium would cause saturation thereof and then distortion of the read signal.

Zoals voor figuur 3 reeds is beschreven dient 5 het laagdoorlaatfilter 4 voor aanzienlijke desaccentuering van de componenten van hogere frequentie ten opzichte van dié van lagere frequentie van het van de optelschakeling 33 afkomstige signaal. Zoals voorts reeds eveneens is opgemerkt, voert het laagdoorlaatfilter 6 van de tweede signaalbaan een IQ. -betrekkelijk geringe desaccentuering van de componenten van hogere frequentie uit.As has already been described for Figure 3, the low-pass filter 4 serves to significantly de-highlight the higher frequency components from that of the lower frequency of the signal from the adder 33. As has also already been noted, the low-pass filter 6 of the second signal path carries an IQ. -relatively minor disacentiation of the higher frequency components.

Figuur 5 vormt een grafische weergave van de niveau-expansiekarakteristiek van de ruisverminderingsscha-keling volgens de figuren 3 en 4. Langs de abscis is in fi-15 guur 5 de frequentie van een aan de ingangsaansluiting 1 toegevoerd informatiesignaal uitgezet, terwijl langs de ordinaat het signaalniveau in dB van het aan de uitgangsaansluiting 5 verschijnende uitgangssignaal is afgezet. Iedere kromme in figuur 5 vertegenwoordigt een bepaald signaalniveau. üit fi-20 guur 5 blijkt, dat wanneer het informatiesignaal een betrekkelijk laag niveau heeft, de desaccentuering van de componenten van hogere frequentie, welke in de eerste signaalbaan plaats vindt, overheersend is voor de bepaling van de overdracht skarakteristiek. Voor een signaal van laag niveau is 25 ook de versterkingsfactor van de spanningsgeregelde versterker 31 betrekkalijk gering, zodat de in geringe mate aan accentu-efing onderworpen componenten van hogere frequentie van het signaal een dergelijke accentuering enigszins behouden. Aangezien. het laagdoorlaatfilter 4 een veel sterkere desaccen-.30 tuering voor de signaalcomponenten van hogere frequentie vertoont, vindt van dergelijke signalen van laag signaalniveau een betrekkelijk grote verzwakking van de hoogfrequentie componenten plaats. Dit blijkt in het bijzonder uit de onderste drie krommen in figuur 5, welke respectievelijke betrek-35 king hebben op ingangssignaalniveaus V^n van -30, -40 en -50 dB. Het zal duidelijk zijn, dat de antibegrenzingsschakeling 34 nagenoeg geen effect heeft op daaraan toegevoerde signalen 8100412 - 15 - van laag niveau en derhalve practisch geen invloed op de frequentie-overdrachtskarakteristiek van de schakeling voor dergelijke signalen heeft. 'Figure 5 is a graphical representation of the level expansion characteristic of the noise reduction circuit according to Figures 3 and 4. The frequency of an information signal applied to the input terminal 1 is plotted along the abscissa, while along the ordinate the frequency of an information signal applied to the input terminal 1 is plotted. signal level in dB of the output signal appearing at output terminal 5 is turned off. Each curve in Figure 5 represents a certain signal level. Figure 5 shows that when the information signal has a relatively low level, the de-accentuation of the higher frequency components, which takes place in the first signal path, is predominant for the determination of the transmission characteristic. For a low-level signal, the gain of the voltage-controlled amplifier 31 is also relatively small, so that the slightly-accentuated higher-frequency components of the signal somewhat retain such accentuation. Since. the low-pass filter 4 exhibits a much stronger decoupling for the higher-frequency signal components, such low-signal signals have a relatively large attenuation of the high-frequency components. This is particularly apparent from the bottom three curves in Figure 5, which relate to input signal levels Vn of -30, -40 and -50 dB, respectively. It will be appreciated that the anti-limiting circuit 34 has virtually no effect on low-level signals 8100412 supplied thereto, and therefore has practically no effect on the frequency transfer characteristic of the circuit for such signals. '

Wanneer het niveau van een aan de ingangs-5 aansluiting 1 toegevoerd informatiesignaal hoog is, levert de aftrekschakeling 2 een signaal van hoog niveau, waarvan de componenten van hogere frequentie enigszins zijn geaccentueerd ten opzichte van die van de componenten van lagere frequentie, aan de antibegrenzingsschakeling 34. Zoals reeds is opgemerkt, 10 werkt de schakeling 34 voor signalen van hoog niveau als een expansieschakeling. Dit wil zeggen, dat de reeds aanwezige verschillen tussen de componenten van hoog niveau en dié van laag niveau nog verder worden vergroot. Het aldus aan niveau-expansie onderworpen signaal bereikt de spanningsgeregelde 15 versterker 31. Aangezien deze door de regelschakeling 7 in dat geval zodanig wordt geregeld, dat hij een hoge versterkings-factor vertoont, wordt het reeds door de antibegrenzingsschaf: keling 34 aan niveau-expansie onderworpen signaal door de versterker 3 opnieuw aan niveau-expansie onderworpen, waarbij 20 de componenten van hogere frequentie een veel hoger niveau dan dié van lagere frequentie bereiken. Het aldus in zeer sterke mate aan hoogfrequentaccentuering onderworpen uitgangssignaal van de versterker 3 bereikt het laagdoorlaatfilter 4, dat een aanzienlijke desaccentuering van de componenten van 25 hogere frequentie veroorzaakt. Voor ingangsniveaus V^n tussen 0 en 10 dB van het informatiesignaal heeft de door de antibegrenzingsschakeling 34 en de versterker 3 uitgevoerde niveau-expansie meestal tot gevolg, dat de componenten van hogere frequentie van het resulterende signaal ten opzichte van dié 30 van lagere frequentie met meer dan 20 dB zijn geaccentueerd. Aangezien het laagdoorlaatfilter de desbetreffende componenten slechts met een bedrag van ongeveer 20 dB desaccentueerd, zullen de componenten van hogere frequentie van het aan de uit-gangsaansluiting 5 verschijnende signaal, zoals figuur 5 laat 35 zien, slechts een betrekkelijk geringe accentuering ten opzichte van de componenten van lagere frequentie vertonen. De scheidingslijn tussen accentuering en desaccentuering van de componenten van hogere frequentie van het aan de uitgangsaan- 8100412 - 16 - U—·'* sluiting 5 verschijnende uitgangssignaal ligt volgens figuur 5 bij een ingangssignaalniveau Vin van -10 dB. Dit wil zeggen, dat de eerste signaalbaan, en meer in het bijzonder het laag-doorlaatfilter 4 daarvan, voor ingangssignaalniveaus V^n van 5 minder dan -10 dB een overheersende invloed op het aan de uit-gangsaansluiting 5 verschijnende uitgangssignaal heeft. Voor hogere ingangssignaalniveaus, dat wil zeggen hoger dan -10 dB, neemt de invloed van het laagdoorlaatfilter 4 in aanzienlijke mate af, zodat de geringe accentuering door het laagdoorlaat-10 filter 6, welke in aanzienlijke mate wordt versterkt door de versterker 3, dan een overheersende invloed op het aan de uit-gangsaansluiting 5 verschijnende signaal heeft.When the level of an information signal applied to the input 5 terminal 1 is high, the subtractor 2 supplies a high-level signal whose higher frequency components are slightly accentuated relative to those of the lower frequency components to the anti-limiting circuit 34. As already noted, the high level signal circuit 34 operates as an expansion circuit. This means that the already present differences between the high-level components and the low-level components are further increased. The signal thus subjected to level expansion reaches the voltage-controlled amplifier 31. Since in this case it is controlled by the control circuit 7 in such a way that it exhibits a high amplification factor, it is already level-expanded by the anti-limiting circuit 34. subject signal again subject to level expansion by the amplifier 3, the higher frequency components reaching a much higher level than that of the lower frequency. The output signal of the amplifier 3 thus subjected to a very high-frequency accentuation reaches the low-pass filter 4, which causes a considerable de-accentuation of the higher-frequency components. For input levels V ^ n between 0 and 10 dB of the information signal, the level expansion effected by the anti-limiting circuit 34 and the amplifier 3 usually results in the components of higher frequency of the resulting signal compared to those of lower frequency with more than 20 dB are accentuated. Since the low-pass filter only disaccounts the respective components by an amount of about 20 dB, the higher frequency components of the signal appearing at the output terminal 5, as shown in Figure 5, will only have a relatively small accentuation relative to the components. of lower frequency. The dividing line between accentuation and desaccentation of the higher frequency components of the output signal appearing at the output terminal 8100412 - 16 - U * '* is according to Figure 5 at an input signal level Vin of -10 dB. That is, the first signal path, and more particularly its low-pass filter 4, for input signal levels Vn of less than -10 dB has a predominant influence on the output signal appearing at output terminal 5. For higher input signal levels, that is, higher than -10 dB, the influence of the low-pass filter 4 decreases significantly, so that the low accentuation by the low-pass filter 6, which is significantly amplified by the amplifier 3, than predominantly influences the signal appearing at the output terminal 5.

In figuur 6 zijn de niveau-expansiekarakteris-tieken van de ruisverminderingsschakeling 10 respectievelijk 15 voor signalen met een frequentie van 100 Hz, 1 KHz en 10 KHz getekend. Uit figuur 6 komt naar voren, dat de niveau-expansie over een veel ruimer gebied en in veel sterkere mate voor componenten van hogere frequentie (bijvoorbeeld 10 KHz) dan voor componenten van lagere frequentie (bijvoorbeeld 100 Hz 20 en 1 KHz) wordt verkregen. De gebroken lijn in figuur 6 vertegenwoordigt de "flat bass".In Figure 6, the level expansion characteristics of the noise reduction circuit 10 and 15 for signals having a frequency of 100 Hz, 1 KHz and 10 KHz are shown. Figure 6 shows that the level expansion is achieved over a much wider range and to a much greater extent for components of higher frequency (e.g. 10 KHz) than for components of lower frequency (e.g. 100 Hz 20 and 1 KHz). The broken line in Figure 6 represents the "flat bass".

Uit het voorgaande komt naar voren, dat de ruisverminderingsschakeling volgens de onderhavige uitvinding een variabele desaccentuering verschaft, dat wil zeggen ver-25 schillende desaccentuering voor verschillende ingangssignaalniveaus. Als gevolg van deze variabele desaccentuering wordt een aanzienlijk· grotere desaccentuering van hogere frequentie-compnenten verkregen wanneer het ingangssignaal een betrekkelijk laag niveau heeft, waardoor de onder die omstandigheden 30 veelal merkbare ruismodulatie wordt verminderd. Voor een ingangssignaal van betrekkelijk hoog niveau wordt een althans ten minste nagenoeg vlakke desaccentueringskromme met geringe accentuering voor de hogere frequenties verkregen. Dit geniet de voorkeur, daarin dat geval bij een betrekkelijk hoog in-35 gangssignaalniveau opname op een registratiemedium zonder toepassing van aanvullende accentuering mogelijk is.From the foregoing, it will be seen that the noise reduction circuit of the present invention provides variable de-emphasis, ie different de-emphasis for different input signal levels. As a result of this variable de-emphasis, a considerably greater de-emphasis of higher frequency components is obtained when the input signal has a relatively low level, thereby reducing the usually noticeable noise modulation under those conditions. For a relatively high level input signal, an at least substantially flat descent curve with low accentuation for the higher frequencies is obtained. This is preferred, in that case recording at a relatively high input signal level on a recording medium is possible without the use of additional highlighting.

De in het voorgaande beschreven ruisverminderingsschakeling volgens de uitvinding toont een betrekkelijk 81 0 0 4 1 2, - 17 - eenvoudige constructie en is weinig kostbaar. Desondanks verschaft de ruisverminderingsschakeling volgens de uitvinding de mogelijkheid van variabele desaccentuering zonder bijre- ~ geling of instelling met de hand van buitenaf. Door toepassing 5 van aanzienlijke desaccentuering voor de componenten van hógere frequentie ingeval van een laag ingangssignaalnivau, vindt een aanzienlijke vermindering van de hiervoor genoemde ruismodulatie plaats; in vele gevallen kan men spreken van eliminatie van de ruismodulatie. De onderhavige uitvinding maakt 10 het voorts mogelijk een antibegrenzingsschakeling 34 toe te passen welke, zoals nog nader zal worden beschreven, bij een complementaire signaalcompressieschakeling volgens de uitvinding als begrenzingsschakeling kan worden toegepast ter verhindering van verzadiging van het magnetische registratie-15 medium door signaaluitschieters, welke het gevolg zijn van plotselinge of snelle signaalniveaustijgingen, welke tot nog toe niet op bevredigende wijze konden worden opgevangen.The above-described noise reduction circuit according to the invention shows a relatively simple construction and is not very expensive. In spite of this, the noise reduction circuit according to the invention provides the possibility of variable de-emphasis without adjustment or manual adjustment from the outside. By applying significant de-emphasis for the higher frequency components in the case of a low input signal level, a significant reduction of the aforementioned noise modulation takes place; in many cases one can speak of elimination of the noise modulation. The present invention further makes it possible to use an anti-limiting circuit 34 which, as will be further described hereinafter, can be used as a limiting circuit in a complementary signal compression circuit according to the invention to prevent saturation of the magnetic recording medium by signal outliers. are the result of sudden or rapid signal level increases, which have hitherto not been satisfactorily accommodated.

Figuur 7 toont het aansluitschema van de ruisverminderingsschakeling 10 volgens figuur 4; daarbij zijn weer 20 de met dié volgens figuur 4 overeenkomende componenten met dezelfde verwijzingssymbolen aangeduid. Zoals uit figuur 7 naar voren komt, bestaat de aftrekschakeling 2 uit twee sommeer-weerstanden 21 en 22 en een operationele versterker 24. Het ene uiteinde van de weerstand 21 is verbonden met de ingangsaan-25 sluiting 1 van het stelsel, terwijl het andere uiteinde van de weerstand 21 is verbonden met het ene einde van de weerstand 22. Het andere einde van de laatstgenoemde is verbonden met de uitgangsaansluiting van de operationele versterker, welke als omkeerschakeling werkt voor omkering van het uitgangssignaal 30 van de tweede signaalbaan, zodanig, dat de gewenste aftrekking wordt verkregen.Figure 7 shows the connection diagram of the noise reduction circuit 10 of Figure 4; the components corresponding to that according to FIG. 4 are again designated with the same reference symbols. As shown in Figure 7, the subtractor circuit 2 consists of two summing resistors 21 and 22 and an operational amplifier 24. One end of the resistor 21 is connected to the input terminal 1 of the system, while the other end of the resistor 21 is connected to one end of the resistor 22. The other end of the latter is connected to the output terminal of the operational amplifier, which acts as a reversal circuit for reversing the output signal 30 of the second signal path such that the desired subtraction is obtained.

Het verbindingspunt van de weerstanden 21 en 22 is verbonden met de omkeeringangsaansluiting van een operationele versterker 23, welke het uitgangssignaal van de 35 aftrekschakeling aan de eerste signaalbaan toevoert, meer in het bijzonder aan de omkeeringangsaansluiting van een operationele versterker 35. Tot de eerste signaalbaan behoort bovendien een tegenkoppelweerstand 36, die tussen de uitgangs- en 8100412 - 18 - _ .The junction of the resistors 21 and 22 is connected to the reversing input terminal of an operational amplifier 23, which supplies the output signal of the subtractor circuit to the first signal path, more particularly to the reversing input terminal of an operational amplifier 35. The first signal path includes in addition, a negative feedback resistor 36, which is between the output and 8100412-18.

de ingangsaansluiting van de versterker 35 is opgenomen.the input terminal of amplifier 35 is included.

Het zal duidelijk zijn, dat de versterkings-factor van de door de operationele versterker 35 gevormde versterkingstrap een functie is van de tegenkoppelimpedantie, 5 dat wil zeggen de tussen, de uitgangs- en de ingangsaansluiting van de operationele versterker 35 opgenomen impedantie, gedeeld door de ingangsimpedantie, dat wil zeggen de aan de ingangsaansluiting van de versterker gemeten impedantie. 'Dë versterkingsfactor van de versterkertrap kan derhalve zowel 10· 'door verandering van de tegenkoppelimpedantie als door verandering van de ingangsimpedantie worden gevarieerd. Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 7 wordt de tegenkoppelimpedantie gevormd door een weerstand 36, terwijl de ingangsimpedantie van de versterker, zoals nog nader zal worden beschreven, 15 wordt geregeld door een daaraan toegevoerd regelsignaal. 'It will be clear that the amplification factor of the amplification stage formed by the operational amplifier 35 is a function of the negative feedback impedance, ie the impedance included between the output and input terminals of the operational amplifier 35, divided by the input impedance, that is, the impedance measured at the input terminal of the amplifier. The amplification factor of the amplifier stage can therefore be varied both by changing the negative feedback impedance and by changing the input impedance. In the embodiment of Figure 7, the negative feedback impedance is formed by a resistor 36, while the input impedance of the amplifier, as will be further described, is controlled by a control signal applied thereto. '

Meer in het bijzonder'wordt de ingangsimpedantie van de operationele versterker, en daarmede van de versterker 3 volgens figuur 4, geregeld via drie impedantie-banen, welke tussen de uitgangsaansluitingen van de operationele 20 versterker 23 en de omkeeringangsaansluiting daarvan parallel geschakeld zijn. De eerste impedantiebaan wordt gevormd door een weerstand 37 met een vaste weerstandswaarde; de tweede impedantiebaan wordt gevormd door een weerstandselement 38 met variabele weerstandswaarde; en de derde impedantiebaan 25 wordt gevormd door de in serie met een weerstand van vaste weerstandswaarde geschakelde antibegrenzingsschakeling 34.More specifically, the input impedance of the operational amplifier, and thereby of the amplifier 3 of Figure 4, is controlled via three impedance paths, which are connected in parallel between the output terminals of the operational amplifier 23 and its inversion input terminal. The first impedance path is formed by a resistor 37 with a fixed resistance value; the second impedance path is formed by a resistance element 38 with variable resistance value; and the third impedance path 25 is formed by the anti-limiting circuit 34 connected in series with a resistor of fixed resistance value.

Meer in het bijzonder wordt de weerstandswaarde van het element 38 veranderd door het van de regelschakeling 7 afkomstige regelsignaal·. Zo kan het element 38 van variabele weerstands-30 waarde bijvoorbeeld bestaan uit een lichtgevoelig element, zoals een fotogeleidende cel van het CdS-type, een fotoweer-stand of dergelijke, waarvan de impedantie- of weerstandswaarde varieert met de intensiteit van opvallend licht. Het lichtgevoelige element kan bijvoorbeeld zijn onderworpen 35 aan de lichtuitstraling van een lichtemitterende diode of andere lichtbron, welke licht afgeeft als functie van de daar- . aan toegevoerde regelspanning. Deze laatstgenoemde wordt af- 81 0 0 4 1 2 - 19 - gegeven door de regelschakeling 7 met de weegschakeling 21 en de gelijkricht- en afvlakschakeling 72. Bij een toename van de regelspanning zal de intensiteit van het door de lichtbron afgegeven licht eveneens toenemen, zodat de weerstand- of 5 impedantiewaarde van het lichtgevoelige element daalt, waardoor de versterkingsfactor van de versterker 3 groter wordt. Wanneer de regelspanning kleiner wordt, zal ook de intensiteit van het door de lichtbron afgegeven licht afnemen, zodat de impedantiewaarde van het lichtgevoelige element stijgt 10 en de versterkingsfactor van de versterker 3 kleiner wordt.More specifically, the resistance value of the element 38 is changed by the control signal from the control circuit 7. For example, the variable resistance value element 38 may consist of a photosensitive element, such as a photoconductive cell of the CdS type, a photo resistor, or the like, the impedance or resistance value of which varies with the intensity of incident light. For example, the light-sensitive element may be subject to the light emission from a light-emitting diode or other light source, which emits light as a function of the latter. to supplied control voltage. The latter is given by the control circuit 7 with the weighing circuit 21 and the rectifying and smoothing circuit 72. As the control voltage increases, the intensity of the light emitted by the light source will also increase, so that the resistance or impedance value of the photosensitive element decreases, increasing the gain of the amplifier 3. When the control voltage becomes smaller, the intensity of the light emitted by the light source will also decrease, so that the impedance value of the photosensitive element increases and the amplification factor of the amplifier 3 decreases.

In plaats van als lichtgevoelig element, kan het element 38 van variabele'weerstandswaarde ook bestaan uit een veldeffecttransistor, een bipolaire transistor van het junctie-type of dergelijke, waarvan de impedantiewaarde kan 15 worden geregeld met de door de regelschakeling 7 geleverde regelspanning. Wanneer de impedantiewaarde van de veldeffecttransistor of dergelijke verandert, verandert ook de versterkings factor van de versterker.Instead of being a photosensitive element, the variable resistor value element 38 may also consist of a field effect transistor, a bipolar transistor of the junction type or the like, the impedance value of which can be controlled with the control voltage supplied by the control circuit 7. When the impedance value of the field effect transistor or the like changes, the gain of the amplifier also changes.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 7 bestaat 20 de antibegrenzingsschakeling 34 uit een paar antiparallelge-schakelde serieschakelingen van diodes, waarbij de anti-parallelschakeling met een vaste weerstand in serieschakeling in de derde impedantiebaan is opgenomen. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm, bevat iedere tak van de parallelscha-25 keling een serieschakeling van twee diodes. Het zal duidelijk zijn, dat de antibegrenzingsschakeling 34 als een zogenaamde ,,coring”-schakeling werkt. Dit wil zeggen, dat indien iedere van de diodes een drempelspanningswaarde van 0,7 V heeft (siliciumdiodes), de derde impedantiebaan slechts in zijn 30 geleidende toestand verkeert, wanneer de spanning over de serieschakeling meer dan + 1,4 V of minder dan 1,4 V bedraagt, dat wil zeggen slechts voor signalen met een hoog positief of negatief signaalniveau. Wanneer het ingangssignaal een laag niveau vertoont, is de derde impedantiebaan uit de scha-35 keling geëlimineerd, zodat de impedantiewaarde voor het aan de operationele versterker 35 toegevoerde signaal dan wordt bepaald door de parallelschakeling van de weerstand 37 en het element 38 van variabele weerstandswaarde. Zodra het ingangs- 8100412 - 20 - _ signaalniveau echter de doorlaatspanning van de diode overschrijdt, wordt de weerstand van de derde impedantiebaan in de schakeling opgenomen, dat wil zeggen aan de weerstand 37 en het element 38 van variabele weerstandswaarde parallel-5 geschakeld, zodat de effectieve ingangsimpedantie van de schakeling daalt en de versterkingsfactor van de versterker toeneemt. De antibegrenzingsschakeling 34 effectueert derhalve niveau-expansie van ingangsinformatiesignalen van hoog niveau.In the embodiment of Figure 7, the anti-limiting circuit 34 consists of a pair of anti-parallel series circuits of diodes, the anti-parallel circuit having a fixed resistance in series circuit included in the third impedance path. In the embodiment described here, each branch of the parallel circuit includes a series circuit of two diodes. It will be clear that the anti-limiting circuit 34 functions as a so-called "coring" circuit. This means that if each of the diodes has a threshold voltage value of 0.7 V (silicon diodes), the third impedance path is in its conductive state only when the voltage across the series circuit is more than + 1.4 V or less than 1 .4 V, i.e. only for signals with a high positive or negative signal level. When the input signal has a low level, the third impedance path is eliminated from the circuit, so that the impedance value for the signal applied to the operational amplifier 35 is then determined by the parallel connection of the resistor 37 and the element 38 of variable resistance value. However, as soon as the input 8100412 - 20 - _ signal level exceeds the forward voltage of the diode, the resistance of the third impedance path is included in the circuit, i.e., the resistor 37 and the element 38 of variable resistance value are connected in parallel-5, so that the effective input impedance of the circuit decreases and the gain of the amplifier increases. Thus, the anti-limiting circuit 34 effects level expansion of high level input information signals.

Het laagdoorlaatfilter 4 wordt in dit geval 1-0 gevormd door een tussen de ingangsaansluiting en de uitgangsaansluiting van de operationele versterker 35, dat wil zeggen in de tegenkoppellus van de versterker 35, opgenomen hoogdoor-laatfilters. Het laagdoorlaatfilter 4 bestaat uit een serie-schakeling van een weerstand 41 en een capaciteit 42, welke 15 parallel aan de tegenkoppelweerstand 36 tussen de ingangs-en de uitgangsaansluiting van de operationele versterker 35 zijn opgenomen.The low-pass filter 4 in this case is 1-0 formed by a high-pass filters included between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier 35, i.e. in the negative feedback loop of the amplifier 35. The low-pass filter 4 consists of a series circuit of a resistor 41 and a capacitance 42, which are included parallel to the negative feedback resistor 36 between the input and output terminals of the operational amplifier 35.

Het uitgangssignaal van de operationele versterker 35 wordt toegevoerd aan de uitgangsaansluiting 5 van 20 het gehele stelsel en voorts aan de door het laagdoorlaatfilter 6 gevormde, tweede signaalbaan. Het laagdoorlaatfilter 6 bestaat uit een paar met elkaar in serie geschakelde weerstanden 61 en 62, welke tussen de uitgangsaansluiting van de operationele versterker 35 en de omkeeringangsaansluiting van de operatio-25 nele versterker 24 zijn opgenomen en waarvan het verbindingspunt via een capaciteit 63 is geaard. Het zal duidelijk zijn, dat het uitgangssignaal van de operationele versterker 35 door deze aan omkering is onderworpen, waarna het via de operationele versterker 24 en de weerstand 22 aan het verbindings-30 punt van de weerstanden 21 en 22 wordt toegevoerd.The output of the operational amplifier 35 is applied to the output terminal 5 of the entire system and further to the second signal path formed by the low-pass filter 6. The low-pass filter 6 consists of a pair of series-connected resistors 61 and 62, which are included between the output terminal of the operational amplifier 35 and the reverse input terminal of the operational amplifier 24, the connection point of which is grounded through a capacitor 63. It will be appreciated that the output of the operational amplifier 35 is inverted by this, after which it is applied through the operational amplifier 24 and the resistor 22 to the junction of the resistors 21 and 22.

De met de ingangsaansluiting 1 gekoppelde regelschakeling 7 met de weegschakeling 71 en de gelijkricht-en afvlakschakeling 72 geeft de voor regeling van de weerstandswaarde van het element 38, en daarmede voor regeling van 35 de versterkingsfactor van de versterker 3, dienende regelspan-ning af. De weegschakeling 71 heeft de gedaante van een hoog-doorlaatfilter met een eerste serieschakeling, welke een capaciteit 73 en een weerstand 74 bevat, en een daaraan parallel-.The control circuit 7 coupled to the input terminal 1 with the weighting circuit 71 and the rectifying and smoothing circuit 72 supplies the control voltage serving to control the resistance value of the element 38, and thereby to control the amplification factor of the amplifier 3. The weighing circuit 71 is in the form of a high-pass filter having a first series circuit, which has a capacitance 73 and a resistor 74, and a parallel thereto.

8100412 __ - 21 - geschakelde tweede serieschakeling van een capaciteit 75 en een weerstand 76. Het uitgangssignaal van dit hoogdoorlaat-filter wordt toegevoerd aan een versterker 77, welke bij voorkeur wordt gevormd door een operationele versterker met ne-5 gatieve versterkingsfactor en een tegenkoppelweerstand. Het zal duidelijk zijn, dat de weegschakeling 71 een hoogdoor-laatfilterkarakter heeft, dat althans tenminste nagenoeg overeenkomt met dat van het tussen de ingangsaansluiting en de uitgangsaansluiting van de operationele versterker 35 10. · opgenomen laagdoorlaatfilter 4. Het uitgangssignaal van de versterker 77 wordt toegevoerd aan een gelijkricht- en afvlak-schakeling 72, welke bijvoorbeeld een diodeschakeling en een capacitief filter kan bevatten en een regelgelijkspannings-signaal afgeeft, dat een functie van het niveau van de door 15 de weegschakeling 71 doorgelaten hoogfrequentiecomponenten is.8100412 - 21 - connected second series connection of a capacitance 75 and a resistor 76. The output signal of this high-pass filter is fed to an amplifier 77, which is preferably formed by an operational amplifier with negative gain factor and a negative feedback resistance. It will be clear that the weighing circuit 71 has a high-pass filter character, which at least substantially corresponds to that of the low-pass filter 4 included between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier 10. The output signal of the amplifier 77 is supplied to a rectifying and smoothing circuit 72, which may include, for example, a diode circuit and a capacitive filter and outputs a control DC voltage signal which is a function of the level of the high frequency components transmitted by the weighting circuit 71.

Zoals in het voorgaande is beschreven, kan de ruisverminderingsschakeling volgens figuur 7 een variabele desaccentuering verschaffen, zodanig, dat voor verschillende ingangssignaalniveaus verschillende maten van desaccentuering 20 worden verkregen. Zo verschaft de ruisverminderingsschakeling 10 volgens figuur 7 een aanzienlijke desaccentuering voor ingangssignalen van betrekkelijk hoge frequentie en betrekkelijk niveau voor eliminatie van eventuele ruismodulatie, expansie van het dynamische frequentiegebied, terwijl het 25 optreden van signaaluitschieters (overshoot) bij ingangssignalen van hoog niveau wordt verhinderd. De schakeling volgens figuur 7 heeft de niveau-expansiekarakteristiek volgens figuur 5.As described above, the noise reduction circuit of FIG. 7 can provide variable de-emphasis so that different degrees of de-emphasis are obtained for different input signal levels. Thus, the noise reduction circuit 10 of FIG. 7 provides a significant de-accentuation for relatively high frequency and relatively level input signals for elimination of any noise modulation, expansion of the dynamic frequency range, while preventing the occurrence of signal overshoots at high level input signals. The circuit of Figure 7 has the level expansion characteristic of Figure 5.

Bij de tot nog toe beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding vond toepassing van de ruisverminde-' 30 ringsschakeling plaats voor niveau-expansie van uit een magnetisch registratiemedium uitgelezen informatiesignalen. .Voorafgaande aan opname op het registratiemedium dienen de informatiesignalen echter aan complementaire, dat wil zeggen complementair aan de karakteristiek volgens figuur 5, niveau-35 compressie te worden onderworpen. De ruisverminderingsschakeling volgens figuur 4 kan op die wijze worden toegepast, zoals figuur 8 laat zien. Meer in het bijzonder is de ruisverminde- 81 0 0 4 1 2 - 22 ~ ^ ringsschakeling 10 in dat geval opgenomen in de negatieve terugkoppellus of tegenkoppellus van een operationele versterker 210, waarvan de niet-omkeeringangsaansluiting is gekoppeld met een ingangsaansluiting 201 voor ontvangst van een 5 op te nemen ingangssignaal en waarvan de omkeeringangsaansluiting is gekoppeld met de uitgangsaansluiting 5 van de ruisverminderingsschakeling 10 volgens figuur 4. Het uitgangssignaal van de versterker 210 wordt aan de ingangsaan-sluiting 1 van de ruisverminderingsschakeling 10 toegevoerd. 10-' Bij voorkeur is de ruisverminderingsschakeling 10 volgens de uitvinding zodanig aangesloten, dat hij naar keuze voor signaalcompressie van op te nemen signalen of voor signaalexpansie van uitgelezen signalen kan worden gebruikt. Daartoe is aan de versterker 210 een kiesschakelaar 211 toe-15 gevoegd, welke in figuur 8 als een mechanische schakelaar met twee schakeltoestanden is weergegeven. Wanneer de schakelaar 211 met zijn vaste contact e is doorverbonden, is de ruisverminderingsschakeling 10 opgenomen in de tegenkoppellus tussen de uitgangsaansluiting en de omkeeringangsaansluiting 20 van de versterker 210, zoals reeds is opgemerkt. Wanneer de schakelaar 211 naar zijn vaste contact d is overgeschakeld, is tussen de uitgangsaansluiting en de omkeeringangsaanslui-ting van de versterker 210 een tegenkoppelweerstand 212 opgenomen, waardoor de versterkingsfactor van de versterker 25 wordt gefixeerd? de uitgangsaansluiting van versterker 210 is voorts aan de ingangsaansluiting 1 van de ruisverminderingsschakeling 10 aangesloten voor levering daaraan van versterkte informatiesignalen. Wanneer de schakelaar 211 met zijn vaste contact e is verbonden, werkt de schakeling 200 30 volgens figuur 8 derhalve als niveaucompressieschakeling voor op te nemen signalen, welke na niveaucompressie aan de uitgangsaansluiting 202 ter beschikking komen. Wanneer de schakelaar 211 daarentegen naar zijn vaste contact d is overgeschakeld, werkt de schakeling 200 volgens figuur 8 als niveau-35 expansieschakeling, waarbij de aan niveau-expansie onderworpen uitgangssignalen aan de uitgangsaansluiting 5 ter beschikking komen. Zoals figuur 8 laat zien, is de uitgangsaansluiting 5 8100412 - 23 - verbonden met de andere uitgangsaansluiting 203, welke op zijn beurt kan zijn gekoppeld met een magnetische opneemtrans-ducent.In the heretofore described embodiments of the invention, use was made of the noise reduction circuit for level expansion of information signals read from a magnetic recording medium. Prior to recording on the recording medium, however, the information signals must be subjected to complementary, i.e. complementary to the characteristic of Figure 5, level-35 compression. The noise reduction circuit of Figure 4 can be used in this way, as Figure 8 shows. More specifically, the noise reduction circuit 10 is then included in the negative feedback loop or negative feedback loop of an operational amplifier 210, the non-reversing input terminal of which is coupled to an input terminal 201 for receiving an input signal to be recorded and of which the reversing input connection is coupled to the output connection 5 of the noise reduction circuit 10 according to figure 4. The output signal of the amplifier 210 is applied to the input connection 1 of the noise reduction circuit 10. Preferably, the noise reduction circuit 10 according to the invention is connected in such a way that it can be used for signal compression of signals to be recorded or for signal expansion of read signals. For this purpose, a selector switch 211 has been added to amplifier 210, which is shown in FIG. 8 as a mechanical switch with two switching states. When the switch 211 is connected to its fixed contact e, the noise reduction circuit 10 is included in the negative feedback loop between the output terminal and the reverse input terminal 20 of the amplifier 210, as already noted. When the switch 211 is switched to its fixed contact d, a negative feedback resistance 212 is included between the output terminal and the reversing input terminal of the amplifier 210, thereby fixing the gain of the amplifier 25? the output terminal of amplifier 210 is further connected to the input terminal 1 of the noise reduction circuit 10 for supplying amplified information signals thereto. When the switch 211 is connected to its fixed contact e, the circuit 200 according to FIG. 8 therefore acts as a level compression circuit for signals to be received, which are made available at output terminal 202 after level compression. On the other hand, when the switch 211 is switched to its fixed contact d, the circuit 200 of FIG. 8 acts as a level-35 expansion circuit, the level-expanded output signals becoming available at the output terminal 5. As Figure 8 shows, the output terminal 5 8100412-23 is connected to the other output terminal 203, which in turn can be coupled to a magnetic pick-up transducer.

Het zal duidelijk zijn, dat de ruisverminderings-5 schakeling 10 volgens de uitvinding op twee verschillende wijzen kan worden gebruikt, namelijk zowel voor signaalniveau-compressie als voor signaalniveau-expansie. Dit maakt het mogelijk, een signaalopneem- en -weergeefinrichting van het type, waarbij geen gelijktijdige signaalopname en signaal-10 .weergave plaatsvindt, met ëën enkele ruisverminderingsscha-keling 10 uit te rusten, welke beide signaalbewerkingen naar keuze kan uitvoeren, hetgeen tot een besparing aan onderdelen leidt en bovendien de aanpassing van de signaalexpansie van uitgelezen signalen aan de signaalcompressie van op te nemen 15 signalen vergemakkelijkt.It will be clear that the noise reduction circuit 10 according to the invention can be used in two different ways, namely for signal level compression as well as for signal level expansion. This makes it possible to equip a signal recording and reproducing device of the type, in which no simultaneous signal recording and signal reproduction takes place, with a single noise reduction circuit 10, which can carry out both signal operations as desired, which saves money. components and moreover facilitates the adaptation of the signal expansion of read signals to the signal compression of the signals to be recorded.

De eigenschappen van de ruisverminderings-schakeling 10 zijn in het voorgaande reeds beschreven en worden hier niet herhaald. Het zal echter duidelijk zijn, dat wanneer de schakelaar 211 naar zijn vaste contact d is 20 overgeschakeld, de schakeling 200 werkt op de in het voorgaande voor de uitvoeringsvormen volgens de figuren 4 en 7 beschreven wijze, waarbij een ingangsinformatiesignaal door de versterker 210 wordt versterkt en door de ruisverminderings-schakeling 10 aan geschikte niveau-expansie met variabele 25 desaccentuering wordt onderworpen.The properties of the noise reduction circuit 10 have already been described above and are not repeated here. It will be understood, however, that when the switch 211 is switched to its fixed contact d, the circuit 200 operates in the manner previously described for the embodiments of Figures 4 and 7, amplifying an input information signal by the amplifier 210 and subjected by the noise reduction circuit 10 to suitable level expansion with variable descent.

Wanneer de schakelaar 211 naar zijn vaste contact e is overgeschakeld, komt de overdrachtskarakteris-tiek van de schakeling 10 tot gelding in de terugkoppellus van de schakeling 200. Indien de open-lus-versterkingsfactor 30 van de versterker 210 de waarde A heeft, kan de totale ver-sterkingsfactor met tegenkoppeling van de schakeling 200 worden uitgedrukt door A/l + AB, hetgeen de normale ver-sterkingsfactor van een versterker met tegenkoppeling is.When the switch 211 is switched to its fixed contact e, the transfer characteristic of the circuit 10 becomes valid in the feedback loop of the circuit 200. If the open-loop amplification factor 30 of the amplifier 210 has the value A, the total amplification factor with negative feedback of the circuit 200 is expressed by A / 1 + AB, which is the normal amplification factor of a negative feedback amplifier.

Indien het produkt AB voldoende groot is, dat wil zeggen AB>^1, 35 zal de versterkingsfactor of overdrachtsverhouding van de schakeling 200 bij benadering gelijk zijn aan 1/B. Bij toepassing van de ruisverminderingsschakeling 10 in de tegen- 8100412 I—- - 24 - koppellus van de versterker 210 zal de overdrachtskarakteris-tiek van de schakeling 200 derhalve complementair zijn aan dié van de ruisverminderingsschakeling 10 zelf. Toepassing van de ruisverminderingsschakeling 10 voor niveaucompressie van 5 op te nemen signalen verschaft derhalve een signaalbewerking (niveaucompressie en accentuering), welke complementair is met de in het voorgaande beschreven, op uit een registratiemedium uitgelezen informatiesignalen toegepaste signaalbewerking (niveau-expansie en desaccentuering).If the product AB is sufficiently large, i.e. AB> ^ 1.35, the gain or transfer ratio of the circuit 200 will be approximately equal to 1 / B. Therefore, when the noise reduction circuit 10 is used in the reverse loop of the amplifier 210, the transfer characteristic of the circuit 200 will be complementary to that of the noise reduction circuit 10 itself. Use of the noise reduction circuit 10 for level compression of 5 signals to be recorded therefore provides a signal processing (level compression and highlighting), which is complementary to the signal processing (level expansion and descent) described above, applied to information signals read out from a recording medium.

10 , De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven details en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.10. The invention is not limited to the embodiments described above; various changes can be made in the details described and in their interrelationships, without exceeding the scope of the invention.

15 810041215 8100412

Claims

1. Noise reduction circuit, characterized by: a subtractor for receiving an information signal as an input signal for the circuit at its adder, a first signal path with an amplifier having variable gain for amplifying the output of the subtractor and by means for stronger desacentification of the components of higher frequency than the components of lower frequency of the output signal of the amplifier, a second signal path for at most slight disaccentration of the components of higher frequency than the components of lower frequency of the output input signal of the desacenting means, the output signal of the second signal path being applied to the subtracting terminal of the subtracting circuit, and by gain control means for controlling the variable gain of the amplifier such that for an input signal of relatively high level, a relatively large gain factor and for a relatively low level input signal, a relatively small gain factor is obtained.

2. Circuitry according to claim 1, characterized in that the second signal path contains a low-pass filter.

Circuit according to claim 2, characterized in that the low-pass filter comprises a series circuit of a first and a second resistor element included between the subtractor and the variable gain amplifier 30 and between the junction of the two resistors and a point of reference potential included capacitive element.

4. Circuitry according to claim 1, characterized in that the desacuating means comprise a low-pass filter 8100412 0-26.

Circuit according to claim 1, characterized in that the variable gain amplifier is constituted by a voltage-controlled amplifier, for voltage-controlled amplification of the output signal of the subtractor circuit, an impedance path for throughput of the output signal of the subtractor circuit and adding means. for adding up the output signal of the voltage controlled amplifier and the output signal of the impedance path.

6. A circuit according to claim 1, characterized in that the variable gain amplifier is constituted by an amplifier, a feedback impedance for feedback of part of the output signal of the amplifier to its input terminal, and by an input impedance for supplying the output signal of the subtraction circuit on the amplifier.

7. A circuit as claimed in claim 6, characterized in that the input impedance is formed by a parallel connection of a first impedance element having a fixed impedance value and an input impedance included between the output terminal of the subtraction circuit and the input terminal of the amplifier. second impedance element with variable impedance value, the latter impedance value being controlled by the control means.

8. A circuit according to claim 7, characterized in that the input impedance comprises a series circuit of anti-limiting means connected in parallel to the first impedance element of fixed impedance value and the second impedance element of variable impedance value and a third impedance element of fixed impedance value. .

Circuit according to claim 8, characterized in that the anti-limiting means comprises two diodes which are connected in parallel with each other.

Circuit according to claim 6, characterized in that the desacuating means comprise a low-pass filter. 8100412 - 21 -

11. A circuit according to claim 10, characterized in that the low-pass filter comprises a series circuit of a resistance element and a capacitive element included between the input terminal and the output terminal of the amplifier.

12. A circuit according to claim 1, characterized in that the first signal path included between the output terminal of the subtractor circuit and the input terminal of the amplifier with variable gain factor includes anti-limiting means for level expansion of high level output signals of the subtractor circuit.

13. A circuit according to claim 1, characterized in that the gain control means comprises a weighting circuit to which the input information signal is applied for deriving a voltage control signal from the higher frequency components of said input information signal, as well as means for supplying the gain control signal to the amplifier, such that the gain factor varies in proportion to the level of the gain control signal 20.

Circuit according to claim 13, characterized in that the variable gain amplifier is constituted by a voltage-controlled amplifier and the means for supplying the gain control signal comprises rectifying means for generating a gain control voltage, which is a function of the gain control signal .

Circuit according to claim 13, characterized in that the weighing circuit comprises a high-pass filter.

Circuit according to claim 15, characterized in that the high-pass filter has a filter characteristic, which runs at least substantially opposite to that of the desacuating means.

Circuit according to claim 15, characterized in that the high-pass filter comprises a parallel connection of a first series circuit with a first resistance element and a first capacitive element, and a second 8100412-28 series circuit with a second resistance element and a second capacitive element.

18. Level expansion circuit with a transfer characteristic, which exhibits a greater frequency dependence for low level input signals than for high level input signals / such that higher frequency input signal components for relatively low level input signals undergo substantial level correction. characterized by: a subtraction circuit for receiving an information signal as an input signal for the circuit at its adder, a first signal path with an amplifier having a variable amplification factor for amplifying the output signal of the subtracting circuit and with means for more powerful deaccenting and with a low-pass filter for highlighting of components of relatively low frequency relative to components of relatively high frequency of the output signal of the amplifier, a second signal path in the form of a feedback path, for at most low accentuation of the of the components of relatively low frequency relative to the components of relatively high frequency of the output signal of the low-pass filter, the output signal of the second signal path being applied to the subtractor of the subtractor, and by control means for such adjustment of the amplification factor of the amplifier, that the gain increases with the input signal level.

Circuit according to claim 18, characterized in that the first signal path between the output terminal of the subtraction circuit and the input terminal of the variable gain amplifier includes anti-limiting means included for level expansion of high level output signals of the subtraction circuit .

Circuit according to claim 18, characterized in that the control means comprise a high-pass filter for 8100412-29 - filtering the input signal and smoothing means for smoothing the filtered input signal into a gain control signal for the amplifier. -

21. Level compression circuit with a transmission characteristic which exhibits a higher frequency dependence for low level input signals than for high level input signals, such that higher frequency input signal components for relatively low level input signals become larger gain. characterized by: an amplifier for receiving an input signal and with an output terminal for outputting a level-compressed output signal, and by a negative feedback circuit coupled to the output terminal of the amplifier, comprising: a subtracting circuit for receiving the level-compressed output signal of the amplifier at its addition terminal, a first signal path with a variable gain amplifier for amplifying the output signal of the subtracting circuit, and with means for more pronounced accentuation and low-pass filter for highlighting of components of relatively low frequency relative to components of relatively high frequency of the output signal of the amplifier with variable gain factor for obtaining a negative feedback signal, a second feedback path designed as a negative feedback path, for at most slight accentuation of the com-30 components of relatively low frequency with respect to that of relatively high frequency of the negative feedback signal, the output signal of the second signal path being applied to the subtracting terminal of the subtracting circuit, and control means for controlling the amplification factor of the amplifier such that the amplification factor with the level of the level compressed output signal of the former amplifier increases. 8100412 - 30 -

22. Level compression - / - expansion circuit for noise reduction / characterized by; an amplifier for receiving an input signal and having an output terminal, a circuit with negative feedback coupled to the output terminal of the aforementioned amplifier, comprising: a subtracting circuit for receiving the level signal output from the amplifier more intensively at its addition terminal, a first signal path with a variable gain amplifier for amplifying the output of the subtraction circuit and with means for more pronounced accentuation and with a low-pass filter for highlighting components of relatively low frequency relative to components of relatively high frequency of the output signal of the variable gain amplifier for obtaining a negative feedback signal, a negative feedback path in the form of a negative feedback path for at most slight accentuation of the components of relatively low frequency relative to that of relatively high frequency of the negative feedback signal, the output signal of the second signal path being applied to the subtracting terminal of the subtracting circuit, control means for controlling the amplification factor of the amplifier such that the amplification factor. the level of the level compressed output signal of the former amplifier increases, and. 30 switching means having a first switching state, in which the level compression / expansion circuit acts as a level expanding circuit and causes a level-expanded signal to appear at the output terminal of the low-pass filter, and with a second switching state, in which the output signal from the low-pass filter to the first-mentioned amplifier is coupled, so that the level compression / expansion circuit acts as the level 8100412-31 compression circuit and outputs a level-compressed signal at the output terminal of the first amplifier. t 8 1 0 0 4 12