NL8201344A - Digitale toonregelinrichting. - Google Patents

Description

\ ' 1 ' '

PHN 10.310 1 J

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven i | ^ I htfl \Wl

"Digitale toonregelinrichting" I

Ά. Achtergrond van de uitvinding A(1) Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het regelen van de amplitude en de fase van die frequentiecomponenten 5 van een, in digitale vorm ter beschikking staand, audiosignaal, die gelegen zijn in een voorafbepaalde frequentieband. Een dergelijke inrichting kan worden gebruikt als lagetoon regelcircuit, als hoge-toon regelcircuit of als egalisatiecircuit en zal in het hierna volgende digitale toonregelinrichting worden genoemd.

10 A(2) Beschrijving van de stand van de techniek

In audio-apparatuur wordt een in het algemeen analoog-audios ignaal verwerkt waarvan het frequentiespektrum gelegen is in de audiofrequentieband van ca. 0 Hz tot ca. 20 kHz en dat via een luid-15 spreker wordt omgezet in een akoestisch signaal. De energie in dit akoestische signaal is echter sterk afhankelijk van de akoestische impedantie van de ruimte waarin de luidspreker is opgesteld. Omdat deze impedantie een frequentie-afhankelijk gedrag vertoont, is de energie in dit akoestische signaal afhankelijk van de amplitude en de 20 fase van de verschillende frequentiecomponenten van het analoge audio-signaal.

Om nu te voorkomen dat bepaalde frequentiecomponenten in het audiosignaal een te geringe bijdrage leveren aan het akoestische signaal wordt dit analoge audiosignaal via een toonregelinrichting 25 toegevoerd aan de luidspreker. Deze toonregelinrichting kan zodanig zijn uitgevoerd dat daarin de amplitude en fase van die frequentiecomponenten van het analoge audiosignaal die gelegen zijn in de fre-quentieband van bijvoorbeeld 0 Hz tot ca. 300 Hz kunnen worden versterkt of verzwakt ten opzichte van de overige componenten; men spreekt 30 dan van lagetoon regeling. Ook kan deze toonregelinrichting zodanig zijn uitgevoerd dat daarin de amplitude en fase van die frequentiecomponenten van het analoge audiosignaal die gelegen zijn in de frequentieband van bijvoorbeeld ca. 300 Hz tot 20 kHz kunnen worden 8201344 ' 1 PUN 10.310 2 versterkt of verzwakt ten opzichte van de overige componenten; men spreekt dan van hogetoon regeling. In moderne audio-apparatuur warden ook toonregelInrichtingen toegepast die zodanig zijn uitgevoerd dat daarin de amplitude en fase van die frequentiecomponenten van het analoge 5 audiosignaal die gelegen zijn in een deelband van bepaalde breedte binnen de audiofrequentieband versterkt of verzwakt worden ten opzichte van de overige componenten; men spreekt dan van spektrum-egalisatie. Meer in het bijzonder wordt voor het egaliseren van het frequentiespektrum de gehele audiofrequentieband opgedeeld in een aantal aan elkaar aan-10 sluitende deelbanden, elk met bijvoorbeeld een breedte van bijv. ca.

1 kHz en voor elke deelband is dan een toonregelinrichting aanwezig.

In bekende toonregelinrichtingen die zijn ingericht om een analoog audiosignaal te verwerken, wordt de gewenste versterking of verzwakking van frequentiecomponenten gerealiseerd door de weer-standswaarde van een weerstandnetwerk te veranderen. Een dergelijke toonregelinrichting heeft dus een van de weerstandwaarde, van dit variabel weerstandsnetwerk, afhankelijke overdrachtskarakteristiek. In het hierna volgende zal dit tot uitdrukking worden gebracht door te stellen dat met de toonregelinrichting een schaar overdrachtskarakter is-20 tieken is geassocieerd.

De afgelopen jaren is de interesse voor het digitaliseren van analoge signalen in het algemeen, sterk toegenomen. Deze interesse is ook doorgedrongen tot het audiogebied. Reeds enige jaren geleien is men er in geslaagd om een analoog audiosignaal, in het bijzonder 25 een muzieksignaal te digitaliseren en in deze digitale vorm op een magneetband en zelfs op een plaat te registeren. Met behulp van een geschikte leesinrichtingwordt de informatie die op de band of op de plaat aanwezig is omgezet in een digitaal audiosignaal dat met behulp van een digitaal-analoog omzetter kan worden omgezet in het oor-30 spronkelijk analoge audiosignaal. Hierop kan op de bovenbeschreven wijze toonregeling worden toegepast.

In elk van de referenties 1 en 2 is een digitale toonregelinrichting aangegeven waarmede de gewenste toonregeling wordt verkregen door bewerkingen uit te voeren qp het digitale audiosignaal.

35 Zij bevat een recursief digitaal filter waaraan het digitale audiosignaal wordt toegevoerd en dat is voorzien van een recursief deel en van een niet-recursief deel. Algemene informatie betreffende digitale filters en digitale signaalbewerking kan worden gevonden in 8201344 FHN 10.310 3 referentie 3, terwijl met digitale signaalbewerking verband houdende terminologie is gegeven in referentie 4. Zoals bijvoorbeeld in deze referenties 3 en 4 is aangegeven, bevat zowel het recursieve deel, als het niet-recursieve deel van een recursief digitaal filter een 5 aantal vertragingselementen en een aantal vermenigvuldigers.

Met dit recursieve digitale filter is een hoofdgroep filtercoëfficienten geassocieerd, dat wil zeggen dat aan elke vermenigvuldiger wordt toegevoerd een venrenigvuldigfaktor, ook wel filter-coëfficient genoemd. Deze vermenigvuldigfaktoren vonten tezamen deze 10 hoofdgroep. Een dergelijke hoofdgroep kan worden opgedeeld in een eerste en in een tweede subgroep die, zoals uit de referenties 1 en 2 blijkt, elk evenveel filtercoëfficienten moeten bevatten. De coëfficiënten van de eerste subgroep worden bijvoorbeeld toegevoerd aan de vermenigvuldigers in het niet-recursieve deel en de coëfficiënten 15 van de tweede subgroep worden toegevoerd aan de vermenigvuldigers van het recursieve deel. De eerste subgroep bepaalt zodoende de ligging van de nulpunten van de overdrachtsfunktie van het digitale filter en de tweede subgroep bepaalt dan de ligging van de polen van deze overdrachtsfunktie (zie ook referentie 3, hoofdstuk 4). Als de ligging 20 van de polen en de nulpunten van de overdrachtsfunktie bekend is, is daarmede de overdrachtskarakter is tiele van het recursieve digitale filter en dus ook van de toonregelinrichting volledig bekend. Omdat met de digitale toonregelinrichting, net als met zijn analoge tegenhanger, een schaar overdrachtskarakteristieken moet worden gereali-25 seerd, moet voor iedere overdrchtskarakteristiek een hoofdgroep filtercoëfficienten ter beschikking staan. Het is daarbij gebruikelijk om in deze toonregelinrichting een geheugenmedium toe te passen met een aantal adresseerbare geheugenvelden. In elk geheugenveld is een hoofdgroep filtercoëfficienten opgeslagen. Meer in het bijzonder bevat 3q elk geheugenveld een aantal geheugenlocaties die elk zijn ingericht om een filtercoëfficient van de betreffende hoofdgroep op te slaan. De benodigde adressen voor de adresseerbare geheugenvelden worden opgewekt door een adresgenerator die door een gebruiker van het audio-apparaat kan worden bediend door middel van bedieningsorganen.

35 Uit het bovenstaande blijkt dat het aantal benodigde geheugenlocaties recht evenredig is met het aantal filtercoëfficienten in een hoofdgroep én met het: aantal overdrachtskarakteristieken dat moet kunnen worden gerealiseerd.

8201344 PHN 10.310 4 B. Samenvatting van de uitvinding

De uitvinding beoogt in een digitale toonregelinrichting die op de bovenbeschreven wijze is voorzien van 5 - een recursief digitaal filter waaraan het digitale audiosignaal wordt toegevoerd, dat is voorzien van een recursief deel en van een niet-recursief deel en waarmede een aantal hoofdgroepen filter-coëfficienten zijn geassocieerd die elk zijn opgedeeld in een eerste en een tweede subgroep filtercoëfficienten met elk evenveel filter-10 coëfficiënten; - een geheugenmedium voor het opslaan van de hoofdgroepen; zonder vermindering van het aantal overdrachtskarakteristieken dat moet kunnen worden gerealiseerd, het totale aantal benodigde filtercoëfficienten en daarmede het aantal noodzakelijke geheugenlocaties van 15 het geheugenmedium te reduceren.

Overeenkomstig de uitvinding is daartoe het geheugenmedium opgedeeld in een eerste geheugenveld voor het opslaan van slechts één enkele eerste subgroep filtercoëfficienten en in een aantal tweede geheugenvelden in elk waarvan een tweede subgroep filtercoëfficienten 20 is opgeslagen; verder is deze toonregelinrichting voorzien van middelen om de in het eerste geheugenveld opgeslagen subgroep filtercoëfficienten selektief toe te voeren aan het niet-recursieve deel dan wel aan het recursieve deel en om gelijktijdig een tweede subgroep filtercoëfficienten toe te voeren aan het recursieve deel respectievelijk aan het niet-25 recursieve deel.

Aan de uitvinding ligt enerzijds de gedachte ten grondslag dat een in de praktijk zeer bruikbaar schaar van versterkingskarak-teristieken kan worden verkregen door na een vaste keuze van de nulpunten van de overdrachtsfunktie, de polen te variëren. Tevens ligt 30 aan de uitvinding de gedachte ten grondslag dat een in de praktijk zeer bruikbare schaar verzwakkingskarakteristieken wordt verkregen door de schaar versterkingskarakteristieken te spiegelen om de nu]-as; dat is de as die overeenkomt met een versterking van 0 dB. Wordt nu een bepaalde versterkingskarakteristiek beschreven door de over-35 drachtsfunktie H (z) = ·" |||· , dan kan de verzwakkingskarakteristiek die wordt verkregen door deze versterkingskarakteristiek te spiegelen om de nul-as, worden beschreven door de overdrachtsfunktie H'(z) = 1 = N(z) H(z) D(z) 8201344 I > PHN 10.310 5

Hieruit volgt dat de nulpunten van Ht,z) samenvallen met de poien van H' (z) en dat omgekeerd de polen van H(z) samenvallen met de nulpunten van H'(z). Door aldus aan de nulpunten van H(z) een vaste waarde toe te kennen en zijn polen te variëren, wordt een bepaalde 5 schaar versterkingskarakteristieken verkregen. Door nu omgekeerd de polen van H'(z) te laten samenvallen met de nulpunten van H(z) en de nulpunten van H'(z) te variëren en te laten samenvallen met de polen van H(z), wordt een schaar verzwakkingskarateristieken verkregen die identiek is aan de ten opzichte van de nul-as gespiegelde schaar 10 versterkingskarakteristieken.

C. Referenties 1. Microprocesser Mixing and Processing of Digital Audio Signals; 15 G.W. McNally; Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 27,

No. 10, October 1979, pagina's 793-803.

2. Digitalization of Conventional Analog Filters for Recording Use; Y. Hirata; Journal of the Audio Engineering Society, Vol. 29,

No. 5, May 1981, pagina's 333-337.

20 3. Digital Signal Processing; A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Prentice-

Hall, INC (1975), (ISBN 0-13-214635-5).

4. Terminology in Digital Signal Processing; L.R. Rabiner c.s.

IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, Vol. AU-20,

December 1972, pagina's 322-337.

25 D. Korte beschrijving van de figuren

Fig. 1 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een digitale toonregelinrichting voor lage- of hogetoon regeling.

30 Fig. 2a toont een schaar lagetoon regelkarakteristieken die kunnen worden verkregen met de in Fig. 1 weergegeven toonregel-inrichting.

Fig. 2b toont een schaar hogetoon regelkarakteristieken die kunnen worden verkregen met de in Fig. 1 weergegeven toonregel-35 inrichting.

Fig. 3 toont een andere implementatie van een recursief digitaal filter voor toepassing in de toonregelinrichting die in Fig. 1 is weergegeven.

8201344 > ' PHN 10.310 6

Fig. 4 toont een tweede uitvoeimgsvoorbeeld van een digitale toonregelinrichting die bijzonder geschikt is voor bijvoorbeeld egalisatiedoeleinden.

5 E. Beschrijving van de uitvoeringsvoorbeelden

In Fig. 1 is een eerste uitvoeringsvoorbeeld weergegeven van de digitale toonregelinrichting. Zij bevat een recursief digitaal filter 1, een schakelinrichting 2, een geheugeniredium 3 en een stuur-10 schakeling 4. Er wordt verondersteld dat deze toonregelinrichitng is bedoeld voor het regelen van de lage- of van de hogetonen van het in digitale vorm aangeboden audiosignaal x(n). In dat geval kan de orde van het digitale filter 1 gelijk worden gekozen aan één, zodat de z-getransfonteerde, overdrachtsfunctie H(z) van dit filter evenredig 15 is aan (z+a)/ (z-b) en dus één nulpunt heeft, namelijk voor z = -a en één pool heeft, narrelijk voor z = +b.

Zoals algemeen bekend uit de theorie van de digitale signaalverwerking (zie bijvoorbeeld de referenties 3 en 4), kan een dergelijke overdrachtsfunctie worden gerealiseerd met, op zeer uit-2o eenlopende wijzen geïmplementeerde, digitale filters. Het in Fig. 1 weergegeven digitale filter 1 is voorzien van een signaalingang 101, een signaaluitgang 102, alsmede van coëfficienteningangen 103 en 104. Aan de signaalingang 101 wordt het digitale audiosignaal x(n) toegevoerd en aan de signaaluitgang 102 treedt het gefilterde digitale 25 audiosignaal y(n) op. Dit digitale filter bevat een eerste opteller 105, een eerste vertragingsinrichting 106 en een eerste vermenigvuldig-inrichting 107. Het door deze elementen gevormde circuit stelt het niet-recursieve deel voor van het recursieve digitale filter. Behalve van dit niet-recursieve deel is dit recursieve digitale filter voorzien 30 van een recursief deel bevattende een tweede opteller 108, een tweede vertragingsinrichting 109 en een tweede vermenigvuldiginrichting 110. De vertragingsinrichtingen 106 en 109 hebben elk een vertragings-tijd die gelijk is aan de bemonsterperiode die is geassocieerd met het digitale audiosignaal x(n). Van de eerste vermenigvuldiginrichting 35 107 is een ingang verbonden met de coëfficienteningang 103 en zij ont vangt zodoende een filtercoëfficient N. Van de tweede vermenigvuldiginr ichting 110 is een ingang verbonden met de coëfficienteningang 104 en zij ontvangt zodoende een filtercoëfficient P.

820134r * , « I ' PHN 10.310 7

De schakelinrichting 2 is voorzien van twee coëfficienten-ingangen 201 en 202, van twee coëfficientenuitgangen 203 en 204, alsmede van twee stuursignaalingangen 205 en 206. De coëfficientenuitgangen 203 en 204 zijn met de respectievelijke coëfficienten-5 ingangen 103 en 104 van het recursieve digitale filter 1 verbonden.

De coëfficienteningangen 201 en 202 zijn door middel van EN-poort-schakelingen 207 - 210 en OF-poortschakelingen 211 en 212 verbonden met de coëfficientenuitgangen 203 en 204. Aan de EN-poortschakelingen.’207 en 209 wordt een aan de stuursignaalingang 206 aangeboden logisch IQ stuursignaal Q(t) toegevoerd en aan de EN-poortschakelingen 208 en 210 wordt een aan de stuursignaalingang 205 aangeboden logisch stuursignaal Q(t) toegevoerd. Hierbij stelt Q(t) de logisch geïnverteerde versie van Q(t) voor. De werking van deze schakelinrichting 2 is nu als volgt. Stel Q(t) = 1, dan wordt een aan de coëfficienteningang 15 201 aangeboden filtercoëfficient via EN-poortschakeling 207 en 0F- poortschakeling 211 aan de coëfficientenuitgang 203 toegevoerd en zodoende, via de coëfficienteningang 103 van het digitale filter 1, aan een ingang van de vermenigvuldiginrichting 107. Gelijktijdig wordt een aan de coëfficienteningang 202 aangeboden filter coëfficiënt 20 via EN-poortschakeling 209 en OF-poortschakeling 212 toegevoerd aan de coëfficientenuitgang 204 en zodoende, via de coëfficienteningang 104 van het digitale filter 1 aan een ingang van de vermenigvuldiginrichting 110. De overdrachtsfunktie van het digitale filter 1 is nu bijvoorbeeld gelijk aan H(z). Als Q(t) =0 en zodoende Q(t) = 1, wordt een aan de 25 coëfficienteningang 201 aangeboden filter coëfficiënt via EN-poortschakeling 210 en OF-poortschakeling 212 toegevoerd aan de vermenigvuldiginrichting 110. Gelijktijdig wordt een aan de coëfficienteningang 202 aangeboden coëfficiënt via EN-poortschakeling 208 en OF-poortschakeling 211 toegevoerd aan de vermenigvuldiginrichting 107.

3Q Hierdoor wordt de overdrachtsfunktie van het digitale filter 1 gelijk aan H' (ζ)=^ .

Het geheugenmedium 3 is voorzien van coëfficientenuitgangen 301 en 302 en van een stuuringang 303. De coëfficientenuitgangen 301 en 302 zijn aangesloten op de respectievelijke coëfficienteningangen 35 201 en 202 van de schakelinrichting 2. Dit geheugenmedium 3 bevat verder een eerste geheugenveld 304 voor het opslaan van een eerste subgroep filter coëfficiënten en vijf tweede geheugenvelden 305(1) ... 305(5) in elk waarvan een tweede subgroep filter coëfficiënten is opgeslagen.

8201344 PHN 10.310 8 , I *

Cmdat het in figuur 1 weergegeven digitale filter 1 van de eerste orde is en zijn overdrachtsfunktie én slechts één nulpunt én slechts één pool heeft bestaat elke subgroep filtercoëfficienten uit slechts één f iltercoëff icient, en bevat elk geheugenveld slechts één geheugen- 5 locatie. De filtercoéfficient aQ Q die is opgeslagen en de geheugen- locatie van het heugenveld 304 wordt via de coëfficientenuitgang 301 voortdurend toegevoerd aan de coëfficienteningang 201 van de schakel- inrichting 2. De filtercoëfficient b. n waarin i = 1, 2, 3, 4, 5 ï, u die is opgeslagen in de geheugenlocatie van het geheugenveld 305(i) kan 10 via de coëfficientenuitgang 302 worden toegevoerd aan de coëfficienteningang 202 van de schakelinrichting 2. De vijf tweede geheugenvelden 305(1) tot en met 305(5) die tezamen in een ROM kunnen zijn ondergebracht, zijn afzonderlijk adresseerbaar met behulp van een op deze geheugenvelden aangesloten adresdecoder 306 waaraan adrescodes worden 15 toegevoerd die aan de stuuringang 303 worden aangeboden.

Om de gedachten te bepalen zal er van uit worden gegaan dat aan de stuuringang 303 de adrescodes 000; 001; 010, ... 111 kunnen worden aangeboden. Wordt nu meer in het bijzonder de adrescode 000 aangeboden dan zal worden verondersteld dat géén van de geheugen-2o velden 305(i) wordt geadresseerd en dat geen van de coëfficiënten q aan het digitale filter 1 wordt toegevoerd. Wordt echter de adrescode 001 aangeboden, dan wordt de filtercoëfficient b. n aan het digitale filter toegevoerd. Wordt adrescode 010 aangeboden, dan wordt de filtercoëfficient ^ aan het digitale filter toegevoerd, 25 etc. Wordt tenslotte één van de adrescodes 101, 110, 111 aangeboden, dan wordt de filtercoëfficient b^ Q aan het digitale filter toegevoerd.

De filtercoëfficienten b. n worden in de praktijk zodanig gekozen en i,u gerangschikt dat b^ Q kleiner is dan b^ Q met m = 2, 3, 4, 5.

De bovengenoemde adrescodes én de logische stuursignalen 3Q Q(t) en Q(t) worden opgewekt door de stuurschakeling 4. Deze is voorzien van een adrescode uitgang 401 die is verbonden met de stuuringang 303 van het geheugenmedium 3. Tevens bevat zij een eerste en een tweede stuursignaaluitgang 402 en 403 die met de respectievelijke stuursignaalingangen 205 en 206 van de schakelinrichting 2 zijn 35 verbonden. Deze stuurschakeling 4 is verder voorzien van een 4-bits tweerichtingenteller 404 net een op-tel-ingang "+" en een neer-tel-ingang Deze twee ingangen zijn elk via een schakelaar 405 respectievelijk 406 aangesloten op de uitgang van een klokpulsgenerator 407 8201344 PHN 10.310 9 .

* die klokpulsen levert met een frequentie van bijvoorbeeld 1 Hz of lager. De schakelaars 405 en 406 zijn met de hand bedienbaar, waardoor klokpulsen aan een van beide ingangen van de teller kunnen worden toegevoerd die zodoende een andere telstand aanneemt van de zestien 5 mogelijk telstanden £000; £001; £010; £011; ...., £111; £001; ... £111.

In deze getallen stelt het onderstreepte bit het meest significante bit (afgekort MSB) voor. Dit meest significante bit staat ter beschikking aan een MSB-uitgang 408 van teller 404 en wordt toegevoerd aan de D-ingang van een D-flip-flop 410. De klokpulsingang (of C-ingang) van 10 deze flip-flop is via een vertragingsInrichting 411 aangesloten op de uitgang van klokpulsgenerator 407. De tijdvertraging van deze vertragings inrichting 411 is zodanig gekozen dat aan de uitgang daarvan een klokpuls optreedt nadat de tellerstand is veranderd en nog voor dat een nieuwe klokpuls optreedt. Aan de Q-uitgang van deze flip-flop 15 410 treedt nu het logische stuursignaal Q(t) op en de logische waarde daarvan is gelijk aan MSB. Aan de Q-uitgang van flip-flop 410 treedt nu het stuursignaal Q(t) op en de logische waarde hiervan is gelijk aan de logische geïnverteerde waarde MSB van MSB. Deze signalen Q(t) en Q(t) worden nu via de stuursignaaluitgangen 403 respectievelijk 20 402 toegevoerd aan de schakelinrichting 2.

De drie overige bits van de telstanden vormen een codewoord dat in het hierna volgende residu-woord zal worden genoemd. Dit komt ter beschikking aan een uitgang 409 van teller 404 en wordt toegevoerd aan twee EN-poortschakelingen 412 en 413 die door de respectievelijke 25 stuursignalen Q(t) en Q(t) worden bestuurd. De uitgang van EN-poort-schakeling 413 is direkt aangesloten op een ingang van een OF-poort-schakeling 414 en de uitgang van EN-poortschakeling 412 is via een invertorschakeling 415 aangesloten op een andere ingang van de 0F-poortschakeling 414. De uitgang van deze CF-poortschakeling is 3Q aangesloten op de adrescodeuitgang 401 van deze stuurschakeling 4.

Is nu Q(t) =1 en wordt door de teller 404 bijvoorbeeld het residuwoord 010 geleverd, dan wordt dit direkt als adrescode toegevoerd aan de adresdecoder 306 en wordt de filtercoëfficiënt b0 n toegevoerd aan de vermenigvuldiginrichting 110 in het recursieve deel 35 van het digitale filter.

Zou in het geval dat Q(t) =0 en dus Q(t) =1 (dus MSB = 0) het residu-woord gelijk zijn aan 101, dan wordt dit toegevoerd aan de intertorrschakeling 415 die elk bit van dit residu-woord inverteert 8201344 PHN 10.310 10 ( P * i » en aldus een geïnverteerde residu-woord 010 levert dat nu via de OF- poortschakeling 414 als adrescode wordt toegevoerd aan de adresdecoder 306, waardoor wederom de filtercoëfficient b£ g aan de coëfficienten- uitgang 302 verschijnt, welke filtercoëfficient nu echter wordt toe- 5 gevoerd aan de vermenigvuldiginrichting 107 in het niet-recursieve deel van het digitale filter 1.

In figuur 2a is een schaar overdrachtskarakteristieken weergegeven ten behoeve van lagetoon regeling en die met behulp van de in figuur 1 weergegeven toonregelinrichting wordt verkregen indien de waarde van de coëfficiënt ag g gelijk wordt gekozen aan 0,9315 en aan de filter coëfficiënten b. n achtereenvolgens de in de figuren aan- i,u gegeven waarden worden toegekend.

In figuur 2b is een schaar overdrachtskarakteristieken weergegeven ten behoeve van hogetoon regeling en die met behulp van de 15 in figuur 1 weergegeven toonregelinriching wordt verkregen indien de waarde van de coëfficiënt ag g gelijk wordt gekozen aan 0,9000 en aan de filtercoëfficienten b. n achtereenvolgens de in de figuur i,u weergegeven waarden worden toegekend.

Zoals reeds is opgemerkt kan de gewenste overdrachts-2g funktie worden gerealiseerd met, op zeer uiteenlopende wijze geïmplementeerde, digitale filters. In het recursieve digitale filter 1 dat is toegepast in de toonregelinrichting die in figuur 1 is aangegeven zijn het recursieve deel en het niet-recur sieve deel volledig van elkaar gescheiden. Het is echter ook mogelijk het recur-25 sieve digitale filter zodanig te implementeren dat bepaalde elementen gelijktijdig deel uitmaken van zowel het recursieve deel als van het niet-recursieve deel. Een voorbeeld van een op een dergelijke wijze geïmplementeerd recursief digitaal filter is volledigheidshalve weergegeven in figuur 3. Ook dit recursieve digitale filter is voorzien 30 van een signaalingang 101, een signaaluitgang 102, alsmede van coëffi-cienteningangen 103 en 104. Ook bevat dit filter de twee optellers 105 en 108 en de twee vermenigvuldigers 107 en 110. In deze uitvoering van het recursieve digitale filter is echter slechts één ver-tragingsinrichting 106 aanwezig. Het recursieve deel van het filter 35 wordt nu gevormd door het circuit dat de elementen 108, 106 en 110 bevat en het niet-recursieve deel wordt gevormd door het circuit dat de elementen 105, 106 en 107 bevat.

8201344 » * 1 » PHN 10.310 11

In het in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de digitale toonregelinrichting is een eerste orde recursief digitaal filter 1 toegepast, waardoor deze toonregelinrichting bijzonder geschikt is voor lage- of hogetoon regeling. Moet deze toonregelinrichting echter 5 worden benut voor egalisatie doeleinden, dan moet dit recursieve digitale filter ten minste van de tweede orde zijn, zodat zijn over-drachtsfunktie tenminste twee nulpunten én twee polen heeft.

In figuur 4 is een uitvoer ingsvoorbeeld weergegeven van de digitale toonregelinrichting waarin een tweede orde recursief 10 digitaal filter 1 wordt toegepast. Deze toonregelinrichting kont verregaand overeen met die weergegegeven in figuur 1, maar verschilt daarvan op de navolgende punten.

1) Het tweede orde recursieve digitale filter 1 is behalve van de signaalingang 101, de signaaluitgang 102, de coëfficienteningangen 15 103 en 104, de optellers 105 en 1.08, de vertragingsinrichting 106 en de vermenigvuldiginrichtingen 107 en 110, verder nog voorzien van coëfficienteningangen 111 en 112, van optellers 113 en 114, van vermenigvuldiginrichtingen 115 en 116 en van een vertragings-inrichting 117. Dit in figuur 4 weergegeven recursieve digitale 2o filter heeft een wel bekende opbouw en bevat een recursief deel dat de elementen 108, 106, 117, 110, 116, 114 bevat en een niet-recursief deel dat de elementen 106, 117, 107, 115, 105, 103 bevat.

2) De schakelinrichting 2 is nu dubbel uitgevoerd en bevat naast het 25 oorspronkelijke in figuur 1 reeds aangegeven schakelcircuit, dat wordt gevormd door de EN-poortschakelingen 207 - 210 en de OF-poort-schakelingen 211 en 212, een tweede schakelcircuit dat dezelfde opbouw heeft als het oorspronkelijke schakelcircuit en dat wordt gevormd door EN-poortschakelingen 213-216 en OF-poortschakelingen 3Q 217 en 218. Dit tweede schakelcircuit verbindt coëfficienteningangen 219 en 220 met coëfficientenuitgangen 221 en 222. De coëfficientenuitgangen 203 en 204 zijn wederom verbonden met de respectievelijke coëfficienteningangen 103 en 104 van het digitale filter 1 en de coëfficientenuitgangen 221 en 222 zijn verbonden met 35 de coëfficienteningangen 111 respectievelijk 112 van dit digitale filter.

3) Het geheugenmedium 3 is nu behalve van de coëfficientenuitgangen 301 en 302, ook voorzien van coëfficientenuitgangen 307 en 308 die op 8201344 *· ψ

» V

PHN 10.310 12 de respectievelijke coëfficienteningangen 219 en 220 van de schakelinrichting 2 zijn aangesloten. Omdat het in figuur 4 weergegeven digitale filter van de tweede orde is en zijn overdrachts-funktie én twee nulpunten én twee polen heeft, bestaat elke sub-5 groep filter coëfficiënten nu uit twee filter coëfficiënten. Meer in het bijzonder bestaat de eerste subgroep filter coëfficiënten nu uit aQ q en aQ 1 die beide zijn opgeslagen in een geheugenlocatie van het eerste geheugenveld 304 en waarbij deze filtercoëfficienten a^ g en a^ ^ voortdurend worden toegevoerd aan de respektievelijke 10 coëfficientenuitgangen 301 en 307. Elke tweede subgroep filter coëfficienten bestaat nu eveneens uit twee filtercoëfficienten namelijk uit b± Q en bi 1 met i = 1, 2, 3, 4, 5 die elk zijn opgeslagen in een geheugenlocatie van het tweede geheugenveld 305(i) en die aan de respectievelijke coëfficientenuitgangen 302 en 308 15 kunnen worden toegevoerd. Op de wijze zoals beschreven mat betrekking tot figuur 1 is ook nu elk van deze tweede geheugenvelden adresseer-baar met behulp van de adresdecoder 306 waaraan adrescodes worden toegevoerd die worden opgewekt door de stuurschakeling 4 die op dezelfde wijze kan zijn uitgevoerd als de in figuur 1 weergegeven 2q stuurschakeling.

25 30 35 8201344

Claims (1)

1. Digitale toonregelinrichting voor het regelen van de amplituden van de frequentiecomponenten van een, in digitale vorm ter beschikking staand, audiosignaal, waarbij deze frequentie componenten gelegen zijn in een voorafbepaalde frequentieband, bevattende: 5. een recursief digitaal filter waaraan het digitale audiosignaal wordt toegevoerd, dat is voorzien van een recursief deel en een niet-recursief deel en waarmede een aantal hoofdgroepen filtercoëfficienten zijn geassocieerd, die elk zijn opgedeeld in een eerste en een tweede subgroep filtercoëfficienten met elk evenveel filtercoëfficienten. 10. een geheugenmedium voor het opslaan van de hoofdgroepen filter coëfficienten, met het kenmerk, dat: - het geheugenmedium is opgedeeld in een eerste geheugenveld voor het opslaan van slechts één enkele eerste subgroep filtercoëfficienten 15 en in een aantal tweede geheugenvelden in elk waarvan een tweede subgroep filtercoëfficienten is opgeslagen; - middelen aanwezig zijn om de in het eerste geheugenveld opgeslagen eerste subgroep filtercoëfficienten selektief toe te voeren aan het niet-recursieve deel dan wel aan het recursieve deel en om gelijk- 2o tijdig een tweede subgroep filtercoëfficienten toe te voeren aan het recursieve deel respectievelijk aan het niet-reeursieve deel. 25 30 35 8201344