NO146115B - Koplingsanordning for valgfri dynamikk-kompresjon eller -ekspansjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en koplingsanordning for valgfri dynamikk-kompresjon eller -ekspansjon ifølge innlednin-gen til patentkrav 1.

En sådan koplingsanordning er kjent fra DE-QS

2 542 498. Da det ofte ønskes bare en eneste inngangsklemme og eventuelt bare én utgangsklemme, er det nødvendig med om— koplingsmidler som alt etter driftsmåte (kompresjon eller ekspansjon) forbinder koplingsanordningens inngangsklemme og utgangsklemme hhv. utgangsklemmer valgfritt med de enkelte koplingsdeler. I den kjente kopling er det anordnet to fra hverandre adskilte omkoplingsmidler. Ett av omkoplingsmidlene tjener til å forbinde utgangsklemmen valgfritt med forsterkerens utgang eller med hjelpekoplingens utgang. Det andre omkoplingsmiddel tjener til å kople hjelpekoplingen valgfritt parallelt med forsterkerens motkoplingsmotstand eller å kople en ytterligere motstand som oppviser samme verdi som motkoplingsmotstanden, elektrisk i parallell med hjelpekoplingen. Ved hjelp av den ytterligere motstand skal det oppnås en komplementær karakteristikk i koplingens reguleringsoppførsel ved kompresjon og ekspansjon. Ved om-kasting av det andre omkoplingsmiddel kan det imidlertid i en kort tid opptre omkoplingsforstyrrelser, da hjelpekoplingens transmisjonsforhold under omkoplingsforløpet endrer seg på grunn av den kortvarig manglende parallellmotstand. Videre oppviser koplingen - statisk betraktet - en viss for-styrrelsesfølsomhet på grunn av tilstedeværelsen av to koplingsmidler. Dessuten innvirker inngangsmotstanden for det etterfølgende trinn på hjelpekoplingens transmisjonsforhold i den driftsmodus i hvilken hjelpekoplingens utgang er forbundet med utgangsklemmen. På denne måte kan en ugunstig, dvs. mindre inngangsmotstand forstyrre den komplementære oppførsel mellom kompresjon og ekspansjon.

Det forlanges derfor at de omkoplingsmidler som skal benyttes, ikke er for kostbare, og at det under omkop-lingen fra kompresjon til ekspansjon og omvendt oppstår minst mulige omkoplingsforstyrrelser. Videre skal koplingen i størst mulig grad arbeide upåvirket av inngangsmotstandene for de etterfølgende trinn.

Formålet med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en koplingsanordning av den innledningsvis angitte type ved hvilken en omkopling mellom driftsmåtene "Kompresjon" og "Ekspansjon" er mulig med små omkostninger med hensyn til omkoplingsmidler, og under vidtgående unngåelse av omkop-lingsf orstyrrelser .

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av den i patentkrav 1 angitte oppfinnelse. Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Oppfinnelsen har den fordel at ved en ekstra innstilling i tillegg til driftsmåtene "Kompresjon" og "Ekspan-sjon" fremkommer driftsmåten "Lineær" i hvilken kompander-funksjonen er utkoplet og koplingsanordningen oppviser en lineær oppførsel, særlig med en forsterkningsverdi som er lik 1.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med et antall utførelseseksempler under henvis-ning til tegningene, der fig. 1-4 viser respektive utførel-seseksempler på oppfinnelsen, og fig. 5 viser et koplings-skjema av en hjelpekopling for koplingsanordningen ifølge fig. 1 - 4.

Koplingsskjemaet på fig. 1 viser en koplingsanordning som er innrettet for valgfri dynamikk-kompresjon eller Eékspansjon. For begge driftsmåtene "Kompresjon" og "Eksp-ansjon" er det anordnet bare en eneste inngangsklemme 1 og en eneste utgangsklemme 11. Ved hjelp av en omkoplings-anordning, som er utformet som en velgerbryter 12 med tre stillinger, 13, 14 og 15, kan det i tillegg til driftsmåtene "Kompresjon" og "Ekspansjon" innkoples en tredje driftsmåte "Lineær" (stilling 14 av velgerbryteren 12). Denne driftsmåte "Lineær" betyr at kompresjons- eller ekspansjonsvirk-ningen av den beskrevne koplingsanordning da er utkoplet og at det da altså bare er koplet en lineær koplingsanordning, og i det foreliggende tilfelle en koplingsanordning som oppviser forsterkningen 1, mellom inngangsklemmen 1 og utgangsklemmen 11.

Det på inngangsklemmen 1 tilstedeværende nyttesignal, som eventuelt skal forandres med hensyn til dynamikk, f.eks. et lavfrekvenssignal, tilføres til den ikke-inverterende inngang 2 til en som differanseforsterker utformet forsterker 4. Den inverterende inngang 3 til denne forsterker 4 er over en likestrøms-motkoplingsgren som inneholder en motstand 6, forbundet med forsterkerens 4 utgang 5. Forsterkeren 4 er med fordel oppbygget slik at en utgang 5 arbeider som spenningskilde med en lavohmig utgangsmotstand. Til forsterkerens 4 utgang 5 er tilkoplet inngangen 7 til en hjelpekopling 9 hvis utgang 8 er forbundet med velgerbryterens 12 inngang. Hjelpekoplingen 9 er oppbygget slik at utgangen 8 liksom en spenningskilde har en meget lavohmig utgangsmotstand. I idealtilfelle har en sådan spenningskildes utgangsmotstand en motstandsverdi på 0 ohm. Dette blir f.eks. i hovedsaken forårsaket av at hjelpekoplingens 9 ut-gangstrinn er dannet av en kraftig motkoplet forsterker med

i seg selv forholdsvis stor forsterkning. For en sådan forsterker kan det f.eks. benyttes en handelsvanlig operasjons-forsterker med en meget høy tomgangsforsterkning og en kraftig motkopling.

Ved hjelp av velgerbryteren eller velgeromkopleren 12 er hjelpekoplingens 9 utgang 8 i velgerbryterens stilling 13 (kompresjon) koplet parallelt med motkoplingsmotstanden 6 ved at velgerbryterens 12 utgang 13 er forbundet med forsterkerens 4 inverterende inngang 3.

I det foreliggende tilfelle er hjelpekoplingen 9 oppbygget som ekspansjonskopling (ekspander). Dette betyr at dynamikken av det på hjelpekoplingens 9 inngang 7 tilstedeværende nyttesignal på utgangen 8 fremkommer med et forstør-ret dynamikkomfang. I den beskrevne og på tegningen viste stilling 13 av velgerbryteren 12 ligger hjelpekoplingen 9 i forsterkerens 4 motkoplingsgren, slik at hjelpekoplingens 9 ekspansjonsvirkning med hensyn til delkoplingen som omfatter forsterkeren 4 og hjelpekoplingen 9, virker som kompresjon. Dermed oppviser det på forsterkerens 4 utgang 5 avledbare nyttesignal i forhold til det til inngangsklemmen 1 tilførte nyttesignal et redusert dynamikkomfang.

Da hjelpekoplingen 9 oppviser en forholdsvis meget lavohmig utgangsmotstand, har motkoplingsmotstanden 6 i den beskrevne stilling 13 av velgerbryteren 12 i praksis ingen innflytelse på hjelpekoplingens 9 virkning. En motkoplings-spenning som over motkoplingsmotstanden 6 ankommer fra forsterkerens 4 utgang 5 til dens inverterende inngang 3,

blir på samme måte kortsluttet ved hjelp av hjelpekoplingens 9 meget lavohmige utgangsmotstand. Dermed bevirker ekspan-sjonskoplingen i hjelpekoplingen 9 en tilsvarende kompre-sjonsvirkning ved den motkoplede forsterker 4, slik at den stadig tilkoplede motkoplingsmotstand 6 ikke utøver noen for-styrrende innvirkning.

Forsterkerens 4 utgang 5 er over en motstand 10 tilkoplet til 'utgangsklemmen 11, slik at det i stillingen 13 ("Kompresjon") av velgerbryteren 12 mellom inngangsklemmen 1 og utgangsklemmen 11 ligger en som kompresjonskopling virkende koplingsanordning.

Når velgerbryteren 12 anbringes i stillingen 15 ("Ekspansjon"), har forsterkeren 4 på grunn av den nå bare av motstanden 6 bestående motkopling en fast motstandsverdi som er lik eller nesten lik 1. Dermed fremkommer det på forsterkerens 4 utgang 5 et nyttesignal hvis dynamikkomfang i det vesentlige er upåvirketi Over hjelpekoplingen 9, hvis utgang 8 i stillingen 15 av velgerbryteren 12 er forbundet med utgangsklemmen 11, ankommer da nyttesignalet til utgangsklemmen 11.

Det innses at i dette tilfelle (stilling 15 av velgerbryteren 12) påvirkes nyttesignalets dynamikk mellom inngangsklemmen 1 og utgangsklemmen 11 bare av hjelpekoplingen 9. Da hjelpekoplingen 9 - slik som forutsatt - virker som en ekspansjonskopling, kan det fra utgangsklemmen 11 uttas et nyttesignal hvis dynamikkomfang i forhold til dyna-mikkomfanget av nyttesignalet på inngangsklemmen 1 er for-øket, altså ekspandert.

Da hjelpekoplingens 9 utgangsmotstand - slik som foran nevnt - oppviser en meget liten motstandsverdi, blir den beskrevne oppførsel av den viste koplingsanordning i velgerbryterens 12 stilling 15 praktisk talt ikke påvirket av den parallelt med hjelpekoplingen 9 anordnede motstand 10. Påvirkningen av hjelpekoplingens 9 arbeidsmåte på grunn av motstanden 10 blir desto mindre jo mindre hjelpekoplingens 9 utgangsmotstand er i forhold til motstandens 10 motstandsverdi. Motstanden 10 bevirker at hjelpekoplingen 9 i den beskrevne stilling 15 av velgerbryteren 12 ikke er kortsluttet.

Velgerbryteren 12 kan anbringes i en ytterligere stilling 14 ("Lineær") i hvilken hjelpekoplingens 9 utgang 8 hverken er tilkoplet til forsterkerens 4 inngang eller til utgangsklemmen 11. I dette tilfelle kan det fra utgangsklemmen 11 uttas et nyttesignal som oppviser samme dynamikkomfang som det til inngangsklemmen 1 tilførte nyttesignal. Denne driftsmåte "Lineær" blir blant annet alltid benyttet når den beskrevne koplingsanordnings kompandervirkning skal være utkoplet.

Når man ønsker at det ved koplingsanordningen iføl-ge fig. 1 for hver av de to driftsmåter "kompresjon" og "ekspansjon" skal være anordnet en separat utgang i stedet for den ene, felles utgangsklemme 11, kan koplingsanordningen ifølge fig. 1 med fordel modifiseres slik som vist på fig. 2. I koplingsanordningene ifølge fig. 1 og 2 er tilsvarende byggeelementer forsynt med like henvisningstall.

I forhold til koplingsanordningen på fig. 1 har koplingsanordningen på fig. 2 en ytterligere, til forsterkerens 4 utgang 5 tilkoplet utgangsklemme 16 ved hvilken det i velgerbryterens 12 stilling 13 kan uttas et komprimert nyttesignal. I velgerbryterens 12 stilling 15 ("Ekspansjon") kan det ekspanderte nyttesignal uttas på utgangsklemmen 11. I velgerbryterens 12 stilling 14 ("Lineær") kan det på utgangsklemmen 16 og også på utgangsklemmen 11 uttas et nyttesignal som er uforandret med hensyn til sitt dymamikkomfang.

På fig. 3 er vist et ytterligere utførelseseksempel på koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen som i hovedsaken bare er forskjellig fra den på fig. 2 viste koplingsanordning ved at utgangsklemmen 11, i stedet for som på fig. 2 å være koplet over en motstand 10 til forsterkerens 4 utgang 5, nå er tilkoplet til inngangsklemmen 1 via en motstand 17. Også ved denne koplingsanordning ifølge fig. 3 kan det i velgerbryterens 12 stilling 14 ("Lineær") uttas et lineært, dvs. med hensyn til sitt dynamikkomfang uforandret nyttesignal, både på utgangsklemmen 16 og på utgangsklemmen 11. Motstanden 17 hindrer at hjelpekoplingen 9 i velgerbryterens 12 stilling 15 er kortsluttet på grunn av utgangsklemmens 11 forbindelse med inngangsklemmen 1.

Et ytterligere utførelseseksempel på koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 4. I stedet for å benytte en med hensyn til nyttesignalet ikke-inverterende forsterker slik som i koplingsanordningen ifølge fig. 1-3, blir det på en inngangsklemme 18 tilstedeværende nyttesignal som skal bearbeides, i koplingsanordningene ifølge fig. 4 tilført til den inverterende inngang 24 til en som differanseforsterker utformet forsterker 24. Forsterkerens 2 4 ikke-inverterende inngang 23 er tilkoplet til jord. Mellom inngangsklemmen 18 og forsterkerens 24 inverterende inngang 23 . er en motstand 19 innkoplet. Den inverterende inngang 23 er videre over en seriekopling av en motstand 20 og en motstand 21 tilkoplet til forsterkerens 24 utgang 25, slik at det til-veiebringes en motkopling.

Forsterkerens 24 utgang 25 er på den ene side tilkoplet til en utgangsklemme 27 over en motstand 26, og på den annen side tilkoplet til inngangen 28 til en hjelpekopling 29. Hjelpekoplingen 29 er oppbygget på nøyaktig samme måte som hjelpekoplingen 9 i koplingsanordningene ifølge fig. 1-3. Hjelpekoplingen 29 har samme funksjon som den nevnte hjelpekopling 9.

Utgangen 3 0 fra den som ekspansjonskopling utformede hjelpekopling som har en meget lavohmig utgang, er forbundet med inngangen til en velgerbryter 31 som svarer til velgerbryteren 12 f.eks. i koplingsanordningen ifølge fig. 1.

I velgerbryterens 31 stilling 32 ("Kompresjon") er hjelpekoplingen 29 koplet parallelt med motkoplingsmotstanden 21 ved at velgerbrytererens. 31 utgang 30 er tilkoplet til forbindelsespunktet mellom motstandene 20 og 21. Denne stilling av velgerbryteren 31 svarer til stillingen 13 av velgerbryteren 12 f.eks. i koplingsanordningen ifølge fig. 1. Da den som ekspansjonskopling utformede hjelpekopling 29 i det beskrevne tilfelle ligger i motkoplingsgrenen for forsterkeren 24, er det på utgangen 25 og dermed også på utgangsklemmen 27 uttagbare nyttesignal komprimert i forhold til det på inngangsklemmen 18 tilstedeværende nyttesignal, dvs. den mellom klemmene 18 og 2 7 virkende koplingsanordning virker som kqmpresjonskopling. Motstandene 19 og 20 bevirker at tilkoplingen av hjelpekoplingens 29 lavohmige utgang 30 til forsterkerens 24 inverterende inngang 23 for-styrrer eller undertrykker tilførselen av nyttesignalet som skal bearbeides, til den inverterende inngang 23. Motstanden 19 kan eksempelvis også være dannet av utgangsmotstanden for den kopling som styrer inngangsklemmen 18.

I velgerbryterens 31 stilling 34 ("Ekspansjon") er hjelpekoplingens 2 9 utgang 3 0 forbundet direkte med utgangsklemmen 27. Virkemåten for den beskrevne koplingsanordning svarer i dette tilfelle til virkemåten for koplingsanordningen ifølge fig. 1 i velgerbryterens 12 stilling 15.

I velgerbryterens 31 stilling 33 ("Lineær") er kom-pander-virkningen for den beskrevne koplingsanordning utkoplet. Således kan det på utgangsklemmen 27 uttas et nyttesignal med et dynamikkomfang som er uforandret i forhold til dymamikkomfanget for det på inngangsklemmen 18 tilstedeværende nyttesignal.

Koplingsanordningen ifølge fig. 4 viser altså en modifikasjon av koplingsanordningen ifølge fig. 1, idet det benyttes en forsterker 24 som inverterer nyttesignalet, i stedet for én forsterker 4 som ikke inverterer nyttesignalet. En tilsvarende modifikasjon av koplingsanordningen ifølge fig. 2 og 3 er uten videre mulig.

På fig. 5 er et utførelseseksempel på hjelpekoplingen 9 ifølge fig. 1-3 vist i form av et blokkskjerna. Denne på fig. 5 viste hjelpekopling kan også benyttes for hjelpekoplingen 29 i koplingsanordningen ifølge fig. 4.

Det til hjelpekoplingens 9 inngang 7 tilførte nyttesignal blir frekvensmessig oppdelt på fire kanaler 35 - 38. Hver av disse fire kanaler inneholder en for eksempel for ekspansjon egnet koplingsanordning 39 med et respektivt fil-ter 40 og en styrt motstand 41. Ved hjelp av filteret 40 i kanalene 35 - 38 blir nyttesignal-frekvensområdet oppdelt i fire frekvensområder i hver av hvilke det ved hjelp av de styrbare motstander 41 finner sted en dynamikk-ekspansjon som arbeider uavhengig av de andre kanaler og uten forstyr-rende innvirkning på de andre kanaler. Sådanne koplingsanordninger er tidligere kjent fra DT-PS 2 406 258, særlig fig. 8.

De fire kanaler 35 - 38 er sammenfattet ved sine utganger og tilkoplet til inngangen 42 til en inverterende forsterker 43. Forsterkeren 43 består med fordel av en i handelen tilgjengelig forsterker med en meget høy tomgangsforsterkning. Ved hjelp av en motstand 45 er forsterkeren 43 kraftig motkoplet, slik at forsterkerens 43 utgang 44 dermed virker som spenningskilde med en meget lav utgangsmotstand. Denne lave utgangsmotstand er også virksom på hjelpekoplingens 9 utgang 8.

I de i det foregående beskrevne utførelseseksempler på koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen består hjelpekoplingen 9 hhv. 29 av en ekspansjonskopling. Det er imidlertid også mulig å utforme hjelpekoplingene 9 og 29 slik at de virker som en kompresjonskopling. Når en sådan hjelpekopling da innkoples i motkoplingsgrenen for en forsterker (4,24), oppfører den totale koplingsanordning seg som en ekspansjonskopling. Dette tilfelle ville tilsvare stillingen 13 av omkoplingsanordningen 12 i koplingsanordningen ifølge fig. 1. I stillingen 15 av omkoplingsanordningen i koplingsanordningen ifølge fig. 1 ville det tilsvarende kunne uttas et komprimert signal på utgangen 11.

Oppførselen til de beskrevne koplingsanordninger på fig. 1-4 ved anvendelse av en som kompresjonskopling (kompressor) utformet hjelpekopling er lett å overskue når uttrykket "kompresjon" på figurene 1-4 erstattes av uttrykket "ekspansjon" og uttrykket "ekspansjon" erstattes av uttrykket "kompresjon". Oppførselen til en sådan koplingsanordning i.stillingen 14 hhv. 33 ("Lineær") av omkoplingsanordningen 12 hhv. 31 er den samme som ved koplingsanordningene ifølge fig. 1-4.

Claims (10)

1. Koplingsanordning for valgfri dynamikk-kompresjon eller -ekspansjon, omfattende en inngangsklemme (1; 18) for det nyttesignal som skal bearbeides, hvilken inngangsklemme er forbundet med en inngang til en motkoplet forsterker (4;

24) som i sin motkoplingsgren inneholder en første motstand (6; 21), og en for dynamikkendring anordnet hjelpekopling (9; 29) hvis inngang (7; 28) er tilkoplet til forsterkerens (4; 24) utgang (5; 25) og hvis utgang (8; 30) er forbundet med omkoplingsmidler (12; 31) over hvilke hjelpekoplingen i en første innstilling (13; 32) av omkoplingsmidlene kan kop-les parallelt med den første motstand (6; 21), karakterisert ved at hjelpekoplingen (9; 29) har en ut-gangsdel (43) som er oppbygget som en spenningskilde med meget liten utgangsmotstand, og at hjelpekoplingens (9; 29) utgang (8; 30) i en andre innstilling (15; 34) av omkoplingsmidlene (12; 21) er forbundet med en utgangsklemme (11; 27).

2. Koplingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hjelpekoplingen (9) består av en koplingsanordning som tjener til dynamikk-ekspansjon av det til denne tilførte signal.

3. Koplingsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hjelpekoplingen (9) består av en koplingsanordning som tjener til dynamikk-kompresjon av det til denne tilførte signal.

4. Koplingsanordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at forsterkerens (4) utgang (5) over en andre motstand (10) er forbundet med en utgangsklemme (11) på hvilken nyttesignalet kan uttas både ved ekspansjon og ved kompresjon, og at hjelpekoplingen (9) i den andre innstilling (15) av omkoplingsmidlene (12) er koplet parallelt med signalveien som inneholder den andre motstand (10) (fig. 1).

5. Koplingsanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den første innstilling (13) av omkoplingsmidlene (12) er virksom i kompresjonstilfellet og en første utgangsklemme (16) som avgir det komprimerte nyttesignal, er tilkoplet til forsterkerens (4) utgang (5), og at en andre utgangsklemme (11) som avgir det ekspanderte nyttesignal, i ekspansjonstilfellet er tilkoplet til hjelpekoplingens (9) utgang (8) (fig. 2).

6. Koplingsanordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den første motstand (6) er dimensjonert slik at forsterkningen av den motkoplede forsterker (4) oppviser verdien 1.

7. Koplingsanordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at omkoplingsmidlene (12; 31 ) har en tredje innstilling (14; 33) ved hvilken det ikke finner sted noen dynamikk-kompresjon eller -ekspansjon.

8. Koplingsanordning ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at en utgangsklemme (11) på den ene side er koplet på en slik måte til omkoplingsmidlene (12) at denne utgangsklemme (11) ved den andre innstilling (15) av omkoplingsmidlene (12) er forbundet med hjelpekoplingens (9) utgang (8), og på den annen side over en tredje motstand (17) er tilkoplet til forsterkerens (4) inngang, og at hjelpekoplingens (9) utgang (8) i en tredje innstilling (14) av omkoplingsmidlene (12) hverken er koplet parallelt med den første motstand (6) eller er tilkoplet til utgangsklemmen (11) (fig. 3).

9. Koplingsanordning ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at inngangsklemmen (1) er tilkoplet til den ikke-inverterende inngang (2) til den som differanseforsterker utformede forsterker (4), og at den første motstand (6) er tilkoplet direkte til forsterkerens (4) inverterende inngang (3) (fig. 1, 2 og 3).

10. Koplingsanordning ifølge minst ett av de foregående krav, karakterisert ved at inngangsklemmen (18) over en fjerde motstand (19) er tilkoplet til den inverterende inngang (23) til den som differanseforsterker utformede forsterker (24), at forsterkerens (24) ikke-inverterende inngang (22) er tilkoplet til en referansekilde, og at omkoplingsmidlene (31, 32) og den første motstand (21) er forbundet med hverandre og over en femte motstand (20) er tilkoplet til forsterkerens (24) inverterende inngang (23) (fig. 4).