NL8100412A - Schakeling voor ruisvermindering. - Google Patents

Description

C/Ca/eh/1221 * ^

Schakeling voor ruisvermindering. 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.

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.

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*

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.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.789.143 is een ruisverminderingsstelsel van het type DB)^beschreven.

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.

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.

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.

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.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.162.462 is reeds een methode beschreven voor vermindering van de in een ruisverminderingsschakeling optredende ruismodulatie.

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.

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*

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.

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.

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.

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.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een schakeling voor ruisvermindering te verschaffen, welke bij een H), -informatieregistratie- en/of -weergeefsysteem kan worden toegepast.

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.

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.

. 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.

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.

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.

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.

-- · 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.

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.

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.

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".

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.

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.

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 relatie

® 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. '

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.

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".

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.

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.

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.

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 - _ .

de ingangsaansluiting van de versterker 35 is opgenomen.

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. '

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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-.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

15 8100412

Claims (22)

1. Schakeling voor ruisvermindering, gekenmerkt door: een aftrekschakeling voor ontvangst van een informatiesignaal als ingangssignaal voor de schakeling aan 5 zijn optelaansluiting, een eerste signaalbaan met een versterker met variabele versterkingsfactor voor versterking van het uit-.. gangssignaal van de aftrekschakeling en met middelen voor sterkere desaccentuering van de componenten van hogere fre-10 quentie dan de componenten van lagere frequentie van het uitgangssignaal van de versterker, een tweede signaalbaan voor ten hoogste geringe desaccentuering van de componenten van hogere frequentie dan de componenten van lagere frequentie van het uit-15 gangssignaal van de desaccentueringsmiddelen, waarbij het uitgangssignaal van de tweede signaalbaan aan de aftrekaan-sluiting van de aftrekschakeling wordt toegevoerd, en door versterkingsregelmiddelen voor zodanige regeling van de variabele versterkingsfactor van de versterker, 20 dat voor een ingangssignaal van betrekkelijk hoog niveau een betrekkelijk grote versterkingsfactor en voor een ingangssignaal van betrekkelijk laag niveau een betrekkelijk kleine versterkingsfactor wordt verkregen.

2. Schakeling volgens conclusie 1, met het 25 kenmerk, dat de tweede signaalbaan een laagdoorlaatfilter bevat.

3. Schakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het laagdoorlaatfilter een tussen de aftrekschakeling en de versterker met variabele versterkingsfactor 30 opgenomen serieschakeling van een eerste en een tweede weer-standselement benevens een tussen het verbindingspunt van de beide weerstanden en een punt van referentiepotentiaal opgenomen capacitief element bevat.

4. Schakeling volgens conclusie 1, met het 35 kenmerk, dat de desaccentueringsmiddelen een laagdoorlaat- 8100412 0 - 26 - filter omvatten.

5. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk/ dat de versterker met variabele versterkingsfactor wordt gevormd door een spanningsgeregelde versterker, voor 5 spanningsgeregelde versterking van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling, een impedantiebaan voor doorvoer van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling en door optel-middelen voor optelling van het uitgangssignaal van de spanningsgeregelde versterker en het uitgangssignaal van de impe- 10. · dantiebaan.

6. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de versterker met variabele versterkingsfactor wordt gevormd door een versterker, een terugkoppelimpedantie voor terugkoppeling van een deel van het uitgangssignaal van 15 de versterker naar de ingangsaansluiting daarvan, en door een ingangsimpedantie voor toevoer van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling aan de versterker.

7. Schakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de ingangsimpedantie wordt gevormd door een tus- 20 sen de uitgangsaansluiting van de aftrekschakeling en de in-gangsaansluiting van de versterker opgenomen parallelschakeling van een eerste impedantie-element met vaste impedantie-waarde en een tweede impedantie-element met variabele impe-dantiewaarde, welke laatstgenoemde impedantiewaarde door de 25 regelmiddelen wordt geregeld.

8. Schakeling volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de ingangsimpedantie een aan het eerste impedantie-element van vaste impedantiewaarde en het tweede impedantie-element van variabele impedantiewaarde parallelge- 30 schakelde serieschakeling van antibegrenzingsmiddelen en een derde impedantie-element met vaste impedantiewaarde bevat.

9. Schakeling volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de antibegrenzingsmiddelen een tweetal met elkaar antiparallelgeschakelde diodes bevat.

10. Schakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de desaccentueringsmiddelen een laagdoorlaat-filter omvatten. 8100412 - 21 -

11. Schakeling volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het laagdoorlaatfilter een tussen de ingangs-aansluiting en de uitgangsaansluiting van de versterker opgenomen serieschakeling van een weerstandselement en een ca- 5 pacitief element bevat.

12. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste signaalbaan tussen de uitgangsaansluiting van de aftrekschakeling en de ingangsaansluiting van de versterker met variabele versterkingsfactor opgenomen 10 antibegrenzingsmiddelen voor niveau-expansie van uitgangssignalen van hoog niveau van de aftrekschakeling bevat.

13. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de versterkingsregelmiddelen een weegschakeling, waaraan het ingangsinformatiesignaal wordt toegevoerd voor 15 afleiding van een spanningsregelsignaal uit de componenten van hogere frequentie van dat ingangsinformatiesignaal, benevens middelen voor toevoer van het versterkingsregelsignaal aan de versterker omvat, zodanig, dat de versterkingsfactor evenredig met het niveau van het versterkingsregelsignaal 20 varieert.

14. Schakeling volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de versterker met variabele versterkingsfactor wordt gevormd door een spanningsgeregelde versterker en dat de middelen voor toevoer van het versterkingsregelsignaal 25 gelijkrichtmiddelen omvatten voor vorming van een versterkings-regelspanning, welke een functie van het versterkingsregelsignaal is.

15. Schakeling volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de weegschakeling een hoogdoorlaatfilter bevat.

16. Schakeling volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het hoogdoorlaatfilter een filterkarakteristiek vertoont, welke althans tenminste nagenoeg tegengesteld aan dié van de desaccentueringsmiddelen verloopt.

17. Schakeling volgens conclusie 15, met het 35 kenmerk, dat het hoogdoorlaatfilter een parallelschakeling bevat van een eerste serieschakeling met een eerste weerstandselement en een eerste capacitief element, en een tweede 8100412 - 28 - serieschakeling met een tweede weerstandselement en een tweede capacitief element.

18. Niveau-expansieschakeling met een over-drachtskarakteristiek, welke voor ingangssignalen van laag 5 niveau een sterkere frequentie-afhankelijkheid dan voor ingangssignalen van hoog niveau vertoont/ zodanig/ dat ingangs-signaalcomponenten van hogere frequentie voor ingangssignalen van betrekkelijk laag niveau een aanzienlijke niveaucorrectie ondergaan, gekenmerkt door: lü een aftrekschakeling voor ontvangst van een informatiesignaal als ingangssignaal voor de schakeling aan zijn optelaansluiting, een eerste signaalbaan met een versterker met variabele versterkingsfactor voor versterking van het uit-15 gangssignaal van de aftrekschakeling en met middelen voor sterkere desaccentuering en met een laagdoorlaatfilter voor accentuering van componenten van betrekkelijk lage frequentie ten opzichte van componenten van betrekkelijk hoge frequentie van het uitgangssignaal van de versterker, 20 een als terugkoppelbaan uitgevoerde, tweede signaalbaan voor ten hoogste geringe accentuering van de componenten van betrekkelijk lage frequentie ten opzichte van de componenten van betrekkelijk hoge frequentie van het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter, waarbij het uitgangssignaal 25 van de tweede signaalbaan aan de aftrekaansluiting van de aftrekschakeling wordt toegevoerd, en door regelmiddelen voor zodanige regeling van de versterkingsfactor van de versterker, dat de versterkings-factor toeneemt met het ingangssignaalniveau.

19. Schakeling volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de eerste signaalbaan tussen de uitgangsaanslui-ting van de aftrekschakeling en de ingangsaansluiting van de versterker met variabele versterkingsfactor opgenomen antibegrenzingsmiddelen voor niveau-expansie van uitgangs-35 signalen van hoog niveau van de aftrekschakeling bevat.

20. Schakeling volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de regelmiddelen een hoogdoorlaatfilter voor 8100412 - 29 - filtering van het ingangssignaal en afvlakmiddelen voor af- vlakking van het aan filtering onderworpen ingangssignaal tot een versterkingsregelsignaal voor de versterker omvatten. -

21. Niveaucompressieschakeling met een over-5 drachtskarakteristiek, welke voor ingangssignalen van laag niveau een sterkere frequentie-afhankelijkheid dan voor ingangssignalen van hoog niveau vertoont, zodanig, dat ingangs-signaalcomponenten van hogere frequentie voor ingangssignalen van betrekkelijk laag -niveau aan groter versterking 10 worden onderworpen, gekenmerkt door: een versterker voor ontvangst van een ingangssignaal en met een uitgangsaansluiting voor afgifte van een aan niveaucompressie onderworpen uitgangssignaal, en door een met de uitgangsaansluiting van de ver-15 sterker gekoppelde schakeling met negatieve terugkoppeling, omvattende: een aftrekschakeling voor ontvangst van het aan niveaucompressie onderworpen uitgangssignaal van de versterker aan zijn optelaansluiting, 20 een eerste signaalbaan met een versterker met variabele versterkingsfactor voor versterking van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling en met middelen voor sterkere desaccentuering en met een laagdoorlaatfilter voor accentuering van componenten van betrekkelijk lage frequentie 25 ten opzichte van componenten van betrekkelijk hoge frequentie van het uitgangssignaal van de versterker met variabel versterkingsfactor ter verkrijging van een tegenkoppelsignaal, een als tegenkoppelbaan uitgevoerde, tweede signaalbaan voor ten hoogste geringe accentuering van de com-30 ponenten van betrekkelijk lage frequentie ten opzichte van dié van betrekkelijk hoge frequentie van het tegenkoppelsignaal, waarbij het uitgangssignaal van de tweede signaalbaan aan de aftrekaansluiting van de aftrekschakeling wordt toegevoerd , en 35 regelmiddelen voor zodanige regeling van de versterkingsfactor van de versterker, dat de versterkingsfactor met het niveau van het aan niveaucompressie onderworpen uitgangssignaal van de eerstgenoemde versterker toeneemt. 8100412 - 30 -

22. Niveaucompressie-/-expansieschakeling voor ruisvermindering/ gekenmerkt door; een versterker voor ontvangst van een ingangssignaal en met een uitgangsaansluiting, 5 een met de uitgangsaansluiting van de eerstge noemde versterker gekoppelde schakeling met negatieve terugkoppeling, bevattende: een aftrekschakeling voor ontvangst van het aan niveaucompressie onderworpen uitgangssignaal van de ver-10 sterker aan zijn optelaansluiting, een eerste signaalbaan met een versterker met variabele versterkingsfactor voor versterking van het uitgangssignaal van de aftrekschakeling en met middelen voor sterkere desaccentuering en met een laagdoorlaatfilter voor · 15 accentuering van componenten van betrekkelijk lage frequentie ten opzichte van componenten van betrekkelijk hoge frequentie van het uitgangssignaal van de versterker met variabel versterkingsfactor ter verkrijging van een tegenkoppelsignaal, een als tegenkoppelbaan uitgevoerde, tweede 20 signaalbaan voor ten hoogste geringe accentuering van de componenten van betrekkelijk lage frequentie ten opzichte van die van betrekkelijk hoge frequentie van het tegenkoppelsignaal, waarbij het uitgangssignaal van de tweede signaalbaan aan de aftrekaansluiting van de aftrekschakeling wordt toege-25 voerd, regelmiddelen voor zodanige regeling van de versterkingsfactor van de versterker, dat de versterkingsfactor . met het niveau van het aan niveaucompressie onderworpen uitgangssignaal van de eerstgenoemde versterker toeneemt , en . 30 schakelmiddelen met een eerste schakeltoe- stand, waarin de niveaucompressie-/-expansieschakeling als niveau-expansieschakeling werkt en een aan niveau-expansie onderworpen signaal aan de uitgangsaansluiting van het laagdoorlaatfilter doet verschijnen, en met een tweede schakel-35 toestand, waarin het uitgangssignaal van het laagdoorlaatfilter naar de eerstgenoemde versterker wordt tegengekoppeld, zodat de niveaucompressie-/-expansieschakeling als niveau- 8100412 - 31 - compressieschakeling werkt en een aan niveaucompressie onderworpen signaal aan de uitgangsaansluiting van de eerstgenoemde versterker doet verschijnen. t 8 1 0 0 4 12