NO157399B - SIGNAL COMPRESSOR AND CONNECTING SIGNAL EXPANDS FOR USE IN ETSIGNAL TRANSMISSION SYSTEM. - Google Patents
SIGNAL COMPRESSOR AND CONNECTING SIGNAL EXPANDS FOR USE IN ETSIGNAL TRANSMISSION SYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- NO157399B NO157399B NO812217A NO812217A NO157399B NO 157399 B NO157399 B NO 157399B NO 812217 A NO812217 A NO 812217A NO 812217 A NO812217 A NO 812217A NO 157399 B NO157399 B NO 157399B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- compressor
- low
- expander
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 34
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 49
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 37
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 31
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 26
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 15
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000026676 system process Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
- H03G9/12—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers having semiconductor devices
- H03G9/18—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers having semiconductor devices for tone control and volume expansion or compression
Landscapes
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår generelt kretsarrangementer som endrer det dynamiske område av signaler, nemlig kompressorer som komprimerer dynamikkområdet og ekspandere som ekspanderer dynamikkområdet. Oppfinnelsen er særlig effektiv for behandling av audio- eller lydsignaler, men er også anvendelig på andre signaler. The invention generally relates to circuit arrangements that change the dynamic range of signals, namely compressors that compress the dynamic range and expanders that expand the dynamic range. The invention is particularly effective for processing audio or sound signals, but is also applicable to other signals.
Kompressorer og ekspandere blir normalt benyttet sammen (kompandersystem) for å bevirke støyreduksjon. Signalet blir da komprimert før overføring eller innspilling og ekspandert etter mottagning eller avspilling fra overføringskanalen. Kompressorer kan imidlertid benyttes alene for å redusere det dynamiske område, f.eks. for å Compressors and expanders are normally used together (compander system) to effect noise reduction. The signal is then compressed before transmission or recording and expanded after reception or playback from the transmission channel. Compressors can, however, be used alone to reduce the dynamic range, e.g. in order to
passe til kapasiteten til en overføringskanal, uten senere ekspansjon når det komprimerte signal er egnet for slutt-formålet. Dessuten blir kompressorer alene benyttet i visse produkter, særlig audio-produkter som er beregnet bare på å overføre eller innspille komprimerte radioprogrammer eller forinnspilte signaler. Ekspandere alene blir benyttet i visse produkter, særlig audio-produkter som er beregnet bare på å motta eller avspille allerede komprimerte radioprogrammer eller forinnspilte signaler. I visse produkter, særlig audioinnspillings- og avspillingsprodukter, blir en eneste anordning ofte utformet for omkoplingsbar drift som kompressor for å innspille signaler, og som ekspander for å avspille komprimerte radioprogrammer eller forinnspilte signaler. fit the capacity of a transmission channel, without subsequent expansion when the compressed signal is suitable for the end purpose. In addition, compressors alone are used in certain products, especially audio products that are intended only to transmit or record compressed radio programs or pre-recorded signals. Expanders alone are used in certain products, especially audio products which are intended only to receive or play already compressed radio programs or pre-recorded signals. In certain products, particularly audio recording and playback products, a single device is often designed for switchable operation as a compressor to record signals, and as an expander to play compressed radio programs or pre-recorded signals.
Overføringskanaler er kjent å ha frekvensav-hengige karakteristikker. Frekvensspektret for mot- Transmission channels are known to have frequency-dependent characteristics. The frequency spectrum for counter-
tatte eller avspilte signaler blir følgelig endret, og når komprimerte signaler tilføres til en overføringskanal, forringes komplementær ekspansjon av signalene på grunn av overføringskanalens frekvenskarakteristikker. received or played signals are consequently altered, and when compressed signals are applied to a transmission channel, complementary expansion of the signals is degraded due to the frequency characteristics of the transmission channel.
I støyreduksjonssystemer av kompandertypen In noise reduction systems of the compander type
krever komplementaritet ikke bare at ekspanderen har i hovedsaken den inverse karakteristikk av kompressoren, complementarity requires not only that the expander has essentially the inverse characteristic of the compressor,
men også at overføringskanalen mellom kompressoren og ekspanderen bevarer relative signalamplituder ved alle frekvenser innenfor båndbredden for komprimerte signaler. but also that the transmission channel between the compressor and the expander preserves relative signal amplitudes at all frequencies within the bandwidth of compressed signals.
Slik signalene mottas ved ekspanderen, kan endringer i de relative nivåer som er forårsaket av overføringskanalen, ikke skjelnes fra signalbehandling på grunn av kompressoren. Feil i overføringskanalen forårsaker således at de ekspanderte signaler er forskjellige fra inngangssignalene til kompressoren. Sådanne forskjeller kan være betydelige og hørbare avhengig av signalenes spektralinnhold. Med høye kompresjons/ekspansjonsforhold blir feil i overføringskana-len mer betydningsfulle. Som et typisk eksempel er den mest hørbare virkning ikke den direkte virkning på meget høyfre-kvente eller meget lavfrekvente signaler selv, men snarere modulasjonsvirkningen på signaler mellom båndbreddeyttergrensene som forårsakes av at de ekstremt høyfrekvente og lavfrekvente signaler ikke lykkes i å nå ekspanderen. For beskrivelsesformål vil denne virkning bli benevnt som mellom-bånd-modulasjonseffekten. As the signals are received at the expander, changes in the relative levels caused by the transmission channel are indistinguishable from signal processing due to the compressor. Errors in the transmission channel thus cause the expanded signals to differ from the input signals to the compressor. Such differences can be significant and audible depending on the signals' spectral content. With high compression/expansion ratios, errors in the transmission channel become more significant. As a typical example, the most audible effect is not the direct effect on very high-frequency or very low-frequency signals themselves, but rather the modulation effect on signals between the bandwidth extremes caused by the failure of the extremely high-frequency and low-frequency signals to reach the expander. For purposes of description, this effect will be referred to as the mid-band modulation effect.
I bredbåndsekspandere vil en amplitudefeil ved den styrende frekvens fremtre i samme grad i alle andre deler av spektret. Dette kan muligens være akseptabelt, men kan også være uakseptabelt. Dersom de styrende frekvenser i glidebåndskompandere, slik som senexe beskrevet, befinner seg ved båndbreddeyttergrensene, blir feil ved sådanne frekvenser i hovedsaken multiplisert ved midtfrekvenser. (Omvendt, dersom de styrende frekvenser befinner seg ved midtfrekvenser, slik de vanligvis gjør, blir even-tuelle feil ved frekvensyttergrensene redusert. Dette er en fordel ved glidebåndskompandere.) In broadband expanders, an amplitude error at the controlling frequency will appear to the same extent in all other parts of the spectrum. This may possibly be acceptable, but may also be unacceptable. If the controlling frequencies in sliding band companders, such as senexe described, are located at the bandwidth outer limits, errors at such frequencies are essentially multiplied at middle frequencies. (Conversely, if the controlling frequencies are located at mid-frequencies, as they usually do, any errors at the outer frequency limits are reduced. This is an advantage of sliding band companders.)
En "overføringskanal" slik den benyttes her, defineres å inneholde alle deler av systemet mellom en kompressor og en ekspander. A "transfer channel" as used here is defined to contain all parts of the system between a compressor and an expander.
Når det dreier seg om støyreduksjonssystemer som registrerer komprimerte signaler på forholdsvis smal-båndede media, såsom magnetbånd med lav hastighet, f. eks. kompaktkassetter, er det særlig vanskelig å tilveiebringe nøyaktig, komplementær ekspansjon av de komprimerte signaler. Dette skyldes sådanne systemers manglende evne til å tilveiebringe en flat signalamplituderespons, særlig ved lave og høy frekvenser. Sådanne problemer eksisterer imidlertid også i profesjonelle kompressor/ekspander-systerner. Utilstrekkeligheten opptrer etter kompressoren og kan være forårsaket av opptakeren, båndet, avspillings-enheten eller hvilken som helst kombinasjon av disse, iberegnet båndbreddebegrensningsfiltre. I andre systemer, såsom FM- eller satellittkringkasting, opptrer på liknende måte feilene etter kompresjon i senderen, de kringkastings-signaloverførende media, mottakeren eller kombinasjoner av disse. When it comes to noise reduction systems that record compressed signals on relatively narrow-band media, such as low-speed magnetic tape, e.g. compact cassettes, it is particularly difficult to provide accurate, complementary expansion of the compressed signals. This is due to the inability of such systems to provide a flat signal amplitude response, particularly at low and high frequencies. However, such problems also exist in professional compressor/expander systems. The inadequacy occurs after the compressor and can be caused by the recorder, the tape, the playback device or any combination of these, including bandwidth limiting filters. In other systems, such as FM or satellite broadcasting, the post-compression errors similarly occur in the transmitter, the broadcast signal-carrying media, the receiver, or combinations thereof.
I praktiske kompressor-ekspander-systemer har In practical compressor-expander systems have
man funnet det nødvendig å innlemme filtre med skarp avskjæring foran kompressoren og foran ekspanderen. Filtrene er i det minste lavpassfiltre, men omfatter fortrinnsvis også høypass-seksjoner. Sådanne båndbegrensningsfiltre har hjørnefrekvenser ved kantene av eller utenfor systemets nyttige båndpassområde for ikke å begrense systembåndbredden. Sådanne filtre har flere funksjoner: it was found necessary to incorporate filters with a sharp cut-off in front of the compressor and in front of the expander. The filters are at least low-pass filters, but preferably also include high-pass sections. Such band-limiting filters have corner frequencies at the edges of or outside the system's useful bandpass range so as not to limit the system bandwidth. Such filters have several functions:
a) Dempning av hjelpebærebølge-komponentene og styretonen på 19 kHz som benyttes ved FM-kringkasting, for å unngå forspennings-"plys±retone"-svevninger (pipelyder) og feiltilpasning av kodings- og dekodings-støyre-duksjonsbehandlingskretsene. b) Dempning av båndopptakerens for-spenning som kan lekke i signalkretsene, for å unngå a) Attenuation of the subcarrier components and the 19 kHz control tone used in FM broadcasting to avoid bias "plush±retone" oscillations (beeps) and mis-matching of the encoding and decoding noise reduction processing circuits. b) Attenuation of the tape recorder's bias which may leak into the signal circuits, to avoid
koder/dekoder^feiltilpasning. encoder/decoder^mismatch.
c) Dempning av høyfrekvens- eller overlydskom-ponentene i koder-inngangssignalet som ellers c) Attenuation of the high-frequency or supersonic components in the encoder input signal as otherwise
kan resultere i hørbare intermodulasjons-produkter og/eller forspennings- "plystre-toner". d) Dempning av overlyds-båndstøy eller annen overføringskanalstøy på dekoderinngangen, for can result in audible intermodulation products and/or bias "whistle tones". d) Attenuation of overtone band noise or other transmission channel noise at the decoder input, for
å unngå koder/dekoder-feiltilpasning. to avoid encoder/decoder mismatch.
e) En signalbåndbreddedefinisjon for å fremme komplementaritet i responsen fra koderen/dekoderen . e) A signal bandwidth definition to promote complementarity in the response of the encoder/decoder.
Ved profesjonelle anvendelser er det ønskelig For professional applications, it is desirable
å benytte et høyfrekvens-båndbreddebegrensningsfilter (f. eks. ved 20-25 kHz) og fortrinnsvis også et lavfrekvens-båndbreddebegrensningsfilter (f.eks. ved 20 Hz). using a high frequency bandwidth limiting filter (eg at 20-25 kHz) and preferably also a low frequency bandwidth limiting filter (eg at 20 Hz).
Dersom en ideell kanal eksisterer mellom koderen og dekoderen, bør strengt tatt inngangsfilteret til dekoderen frakoples da innbyggingen av dette i noen signal-situasjoner kan resultere i en svak ikke-komplementaritet (kodersignalet utsettes for ett-trinnsfiltrering, mens dekoderen utsettes for to-trinnsfiltrering). Fjerning av dekoder-inngangsfilteret er imidlertid ikke praktisk på grunn av ovenstående faktorer a) til e). Selv når det er en god kanal mellom koderutgangen og dekoderinngangen, resulterer derfor tilstedeværelsen av det meget nødvendige dekoderinngangsfilter (for beskyttelsesformål) under visse signalforhold i et ifølge sin natur ikke-komplementært system. Av denne grunn er det nyttig å betrakte ekspander-inngangsfilteret som en integrert del av overføringskanalen. If an ideal channel exists between the encoder and the decoder, strictly speaking the input filter of the decoder should be disconnected as the incorporation of this in some signal situations may result in a weak non-complementarity (the encoder signal is subjected to one-stage filtering, while the decoder is subjected to two-stage filtering) . However, removing the decoder input filter is not practical due to the above factors a) to e). Therefore, even when there is a good channel between the encoder output and the decoder input, the presence of the much needed decoder input filter (for protection purposes) under certain signal conditions results in an inherently non-complementary system. For this reason, it is useful to consider the expander input filter as an integral part of the transmission channel.
Det er et formål med oppfinnelsen å sørge for undertrykkelse av de ugunstige virkninger på komplementaritet i støyreduksjonssystemer av kompandertypen forårsaket av feil i overføringskanalens amplituderespons. Sagt med andre ord er det et formål med oppfinnelsen å sørge for undertrykkelse av de ugunstige virkninger på komplement taritet i støyreduksjonssystemer av kompandertypen forårsaket av feil i amplituderespons som opptrer mellom kompressoren og ekspanderen. It is an object of the invention to provide for the suppression of the adverse effects on complementarity in noise reduction systems of the compander type caused by errors in the amplitude response of the transmission channel. In other words, it is an object of the invention to provide for suppression of the adverse effects on complementarity in noise reduction systems of the compander type caused by errors in amplitude response occurring between the compressor and the expander.
Det er et spesielt formål med oppfinnelsen å undertrykke ikke-komplementaritetsvirkninger ved meget høye (lave) frekvenser som frembringer hørbare virkninger ved midtfrekvenser (for å redusere mellombånds- eller midtbåndsmodulasjonseffekten). It is a particular object of the invention to suppress non-complementarity effects at very high (low) frequencies which produce audible effects at mid-frequencies (to reduce the mid-band or mid-band modulation effect).
Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å undertrykke sådanne ugunstige virkninger i systemer i hvilke båndbredden av komprimerte signaler overskrider den båndbredde i hvilken overføringskanalens aplituderespons er forholdsvis flat. A further object of the invention is to suppress such unfavorable effects in systems in which the bandwidth of compressed signals exceeds the bandwidth in which the amplitude response of the transmission channel is relatively flat.
Enda et formål med oppfinnelsen er å undertrykke sådanne ugunstige virkninger i lydbåndsystemer som benytter kompaktkassett eller andre båndbreddebegrensede media eller materialer, iberegnet lyddelen av videokasset-ter og videoplater. Yet another object of the invention is to suppress such adverse effects in audio tape systems that use compact cassettes or other bandwidth-limited media or materials, including the audio part of video cassettes and video discs.
Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å redusere den ikke-komplementære modulasjon av mellomfrekvenssignaler (f. eks. 500 Hz - 1 kHz eller der omkring) med lavt nivå når de er til stede sammen med signaler med meget høy frekvens (f. eks. ca. 10 kHz) i sådanne lydbåndsystemer. A further object of the invention is to reduce the non-complementary modulation of low level intermediate frequency signals (e.g. 500 Hz - 1 kHz or thereabouts) when present together with very high frequency signals (e.g. approx. . 10 kHz) in such audio tape systems.
Det er et ytterligere formål å redusere ikke-komplementære virkninger som innføres ved bruken av ekspan-derinngangsfiltre. It is a further object to reduce non-complementary effects introduced by the use of expander input filters.
Enda et formål med oppfinnelsen er å redusere ovennevnte virkninger i glidebåndssystemer av den type som skal beskrives i det etterfølgende. Another purpose of the invention is to reduce the above-mentioned effects in sliding belt systems of the type to be described in the following.
Frekvensbåndbredden av komprimerte signaler i båndbreddebegrensede systemer nærmer seg eller overskrider den brukbare båndbredde av innspillings/avspillings-over-føringskanalen, og sådanne systemer er derfor særlig føl-somme for feil i innspillings/avspillings-frekvensrespons, særlig i området for høyfrekvens- og lavfrekvens-bånd-flankene. The frequency bandwidth of compressed signals in bandwidth-limited systems approaches or exceeds the usable bandwidth of the recording/playback transmission channel, and such systems are therefore particularly sensitive to errors in the recording/playback frequency response, particularly in the area of high-frequency and low-frequency the band flanks.
Det er to sider ved problemet: 1) Kompressor-utgangsbåndbredden kan overskride den båndbredde i hvilken innspillings/avspillings-responsen er forholdsvis flat i vedkommende komplette audioanordning, og 2) kompressor-utgangsbåndbredden for den anordning som ble benyttet ved fremstilling av forinnspilte bånd eller plater kan overskride den båndbredde i hvilken audioanordningens avspil-lingsrespons er flat. There are two sides to the problem: 1) the compressor output bandwidth may exceed the bandwidth in which the recording/playback response is relatively flat in the complete audio device in question, and 2) the compressor output bandwidth of the device used in the production of pre-recorded tapes or discs may exceed the bandwidth in which the audio device's playback response is flat.
Selv om feil teoretisk kan opptre hvor som helst Although errors can theoretically occur anywhere
i spektret, slik som omtalt ytterligere nedenfor, er oppfinnelsen rettet på undertrykkelse av virkningen av feil ved systemets båndbreddeyttergrenser, særlig på undertrykkelse av de midtbåndsmodulasjonsvirkninger som forårsakes av sådanne feil. in the spectrum, as discussed further below, the invention is directed to the suppression of the effect of errors at the system's bandwidth outer limits, in particular to the suppression of the midband modulation effects caused by such errors.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en signalkompressor for anvendelse i et signaloverføringssystem i hvilket et komprimert signal tilføres til en overførings-kanal som på sin side er forbundet med en i signaloverførings-systemet samvirkende ekspander, idet kompressorens kompresjon styres på grunnlag av det tilførte signals frekvens- og amplitudenivå-karakteristikker, og kompressoren omfatter en kretsanordning med hvilken høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene av den nyttige båndbredde av det til kompressoren tilførte signal i hovedsaken utelukkes fra å styre kompressoren, hvilken kompressor er kjennetegnet ved at det er tilveiebrakt en kretsanordning som er innrettet til å dempe høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene også i det komprimerte signal og hvis karakteristikk inneholder en plutselig nedgang i det område i hvilket sig-naloverføringssystemets frekvensrespons er pålitelig, og som er så steil og så dyp som mulig uten at den resiproke karakteristikk som er nødvendig i ekspanderen for en overalt flat frekvensrespons, fører til en merkbar økning i støynivå, According to the invention, a signal compressor is provided for use in a signal transmission system in which a compressed signal is supplied to a transmission channel which in turn is connected to an expander cooperating in the signal transmission system, the compressor's compression being controlled on the basis of the supplied signal's frequency and amplitude level characteristics, and the compressor comprises a circuit arrangement with which the high-frequency and/or low-frequency outer limit areas of the useful bandwidth of the signal supplied to the compressor are essentially excluded from controlling the compressor, which compressor is characterized in that a circuit arrangement is provided which is designed to attenuate the high-frequency and/or low-frequency outer limit areas also in the compressed signal and whose characteristic contains a sudden decrease in the area in which the frequency response of the signal transmission system is reliable, and which is as steep and as deep as possible without reciprocal characteristic necessary in the expander for an everywhere flat frequency response, leads to a noticeable increase in noise level,
slik at også innvirkningen av den usikre, relative signalamplitude-frekvensrespons i overføringskanalen mellom kompressoren og ekspanderen i høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene av den nyttige båndbredde av det til kompressoren tilførte signal, på signalet ved enden av over-føringskanalen hhv. på utgangen av ekspanderen er utelukket. so that also the impact of the uncertain, relative signal amplitude-frequency response in the transmission channel between the compressor and the expander in the high-frequency and/or low-frequency outer limit areas of the useful bandwidth of the signal supplied to the compressor, on the signal at the end of the transmission channel or on the output of the expander is excluded.
Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en signalekspander for anvendelse i et signaloverføringssystem i hvilket et komprimert signal tilføres til en overførings-kanal til hvis inngang det tilføres et komprimert signal med en i signaloverføringssystemet samvirkende kompressor ifølge oppfinnelsen, idet ekspanderens ekspansjon styres på grunnlag av det til ekspanderen tilførte signals nivåkarakteristikker, og ekspanderen omfatter en kretsanordning med hvilken høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene av den nyttige båndbredde av det til ekspanderen tilførte signal i hovedsaken utelukkes fra å styre ekspanderen, hvilken ekspander er kjennetegnet ved at det er tilveiebrakt en kretsanordning som hever høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene i det ekspanderte signal og hvis karakteristikk er resiprok til kompressorens kretsanordning som demper høyfrekvens- og/eller lavfrekvens-yttergrenseområdene i det komprimerte signal. According to the invention, there is also provided a signal expander for use in a signal transmission system in which a compressed signal is supplied to a transmission channel to the input of which a compressed signal is supplied with a compressor cooperating in the signal transmission system according to the invention, the expansion of the expander being controlled on the basis of the the level characteristics of the signal supplied to the expander, and the expander comprises a circuit device with which the high-frequency and/or low-frequency outer limit areas of the useful bandwidth of the signal supplied to the expander are essentially excluded from controlling the expander, which expander is characterized by the fact that a circuit device is provided which raises the high-frequency and/or low-frequency outer boundary regions in the expanded signal and whose characteristic is reciprocal to the compressor's circuitry which attenuates the high-frequency and/or low-frequency outer boundary regions in the compressed signal.
Oppfinnelsen, som er løsningen på midtbånds-modulasjonsproblemet, er ganske overraskende i sin enkelhet. Nærmere bestemt blir de signaler som behandles av kompressoren, utsatt for en plutselig høyfrekvens- (og/eller lavfrekvens-) nedgang med en hjørnefrekvens som ligger godt innenfor systemets brukbare passbånd, noe under (over) den frekvens ved hvilken overføringskanalen eller innspillings/avspillingsresponsen har vesentlige feil. Signaler som behandles av ekspanderen, blir fortrinnsvis utsatt for en komplementær forsterkning (boost), slik at det opprett-holdes en total, flat frekvensrespons. Dersom tap av total, flat frekvensrespons er akseptabelt, kan oppfinnelsen innbygges bare i kompressordelene av kompandersystemet. The invention, which is the solution to the midband modulation problem, is quite surprising in its simplicity. Specifically, the signals processed by the compressor are subjected to a sudden high-frequency (and/or low-frequency) decay with a corner frequency that is well within the system's usable passband, somewhat below (above) the frequency at which the transmission channel or recording/playback response has significant errors. Signals that are processed by the expander are preferably subjected to a complementary amplification (boost), so that a total, flat frequency response is maintained. If loss of total, flat frequency response is acceptable, the invention can only be built into the compressor parts of the compander system.
I overensstemmelse med oppfinnelsen blir således en del (eller deler) av det signalspektrum i hvilket overføringskanalen eller innspillings/avspillingsresponsen har feil, dempet til et slikt nivå at den dempede del i det vesentlige utelukkes fra å styre kompresjonen og eks-pansjonen . In accordance with the invention, a part (or parts) of the signal spectrum in which the transmission channel or the recording/playback response has errors is thus attenuated to such a level that the attenuated part is essentially excluded from controlling the compression and expansion.
I overensstemmelse med oppfinnelsen blir spektral-innholdet av de signaler som behandles av kompressoren, endret eller skjevstilt ("spektralskjevstilling",. engelsk: "spectral skewing"), slik at kompressorvirkningen er vesentlig mindre følsom for påvirkningen av signaler utenfor den steile avrullings- eller nedgangsfrekvens (roll-off frequency). In accordance with the invention, the spectral content of the signals processed by the compressor is changed or skewed ("spectral skewing", English: "spectral skewing"), so that the compressor effect is significantly less sensitive to the influence of signals outside the steep roll-off or roll-off frequency.
En foretrukket utførelse av oppfinnelsen er å anbringe et passende filter (eller nettverk) i kompressor-inngangens signalbane (og fortrinnsvis et komplementært filter i ekspanderutgangens signalbane). Denne løsning foretrekkes på grunn av at den krever den minste mengde kretskomponenter og den virker ved alle signalnivåer. A preferred embodiment of the invention is to place a suitable filter (or network) in the compressor input signal path (and preferably a complementary filter in the expander output signal path). This solution is preferred because it requires the least amount of circuit components and it works at all signal levels.
Et ekvivalent arrangement er imidlertid å benytte to However, an equivalent arrangement is to use two
filtre, ett i kompressorens styrekretsbane og det andre i kompressorutgangens signalbane. I ekspanderen anbringes på liknende måte ett filter i dennes styrekretsbane og det filters, one in the compressor's control circuit path and the other in the compressor output's signal path. In the expander, a filter is similarly placed in its control circuit path and it
andre filter i ekspanderinngangens signalbane. Ytterligere alternativer er mulige når det dreier seg om en dobbeltbanekompressor eller -ekspander (for eksempel som beskrevet i US-PS 3 846 719 og US-PS Re 28 426) : Et passende filter kan anbringes bare i inngangen til kompressorens sidebane for å påvirke begge de signaler som passerer deri-gjennom og også sidebanens styrekrets, eller det ekvivalente to-filter-arrangement kan benyttes der hvor et filter anbringes i sidebanens styrekretsbane og det andre i sidebanens signalutgangsbane. second filter in the expander input signal path. Further options are possible in the case of a dual path compressor or expander (for example as described in US-PS 3 846 719 and US-PS Re 28 426): A suitable filter can be placed only in the input of the side path of the compressor to affect both the signals passing through it and also the side path control circuit, or the equivalent two-filter arrangement can be used where one filter is placed in the side path control circuit path and the other in the side path signal output path.
I kompandersystemer er det kjent å tilveiebringe en avrulling ved høye frekvenser på systemets kompressor-side og å tilveiebringe en komplementær forsterkning (boost) på systemets ekspanderside for å redusere båndmetning for eksempel (US-PS 3 846 719, US-PS 4 072 914, "Bundfunktechn. Mi tte i lungen", årgang 22 (1978) H.2, pp. 63-74). Avrullingen er imidlertid myk og ikke tilstrekkelig til å avholde høy-nivåsignaler ved høye (lave) frekvenser i systemets usikre responsområde fra å påvirke kompressoren, slik det oppnås ved den foreliggende oppfinnelse. In compander systems, it is known to provide a roll-off at high frequencies on the compressor side of the system and to provide a complementary amplification (boost) on the expander side of the system to reduce band saturation for example (US-PS 3 846 719, US-PS 4 072 914, "Bundfunktechn. Mi tte i lungen", volume 22 (1978) H.2, pp. 63-74). However, the roll-off is soft and not sufficient to prevent high-level signals at high (low) frequencies in the system's uncertain response range from affecting the compressor, as is achieved by the present invention.
Det er kjent fra ovennevnte publikasjoner å anbringe antimetningsfiltre på forskjellige steder i signalbanen, nemlig før og etter kompressoren/ekspanderen og innenfor kompressoren/ekspanderen, herunder samtidig i dens styrekrets. Det finnes således mange mulige beliggenheter for antimetningsfiltre i kompressor- og ekspandersignal-banene som vil tjene det formål å redusere de høyfrekvens-signaler som tilføres til innspillingsbåndet. Kretsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse må derimot anbringes mer nøyaktig da den er beregnet å påvirke kompressoren og følgelig ekspanderen ved å endre frekvensspektret for signaler som kompressoren behandler. It is known from the above-mentioned publications to place anti-saturation filters at different places in the signal path, namely before and after the compressor/expander and within the compressor/expander, including simultaneously in its control circuit. There are thus many possible locations for anti-saturation filters in the compressor and expander signal paths which will serve the purpose of reducing the high-frequency signals supplied to the recording tape. The circuit arrangement according to the present invention, on the other hand, must be placed more precisely as it is intended to influence the compressor and consequently the expander by changing the frequency spectrum of signals that the compressor processes.
Selv om oppfinnelsen ikke er rettet på dempning av metningsvirkninger, vil den likevel i en viss grad bidra til å unngå båndmetning. Da imidlertid hjørnefrekvensen for den plutselige nedgang (drop-off) vanligvis er beliggende ved en frekvens over (under) det område i hvilket metning begynner Although the invention is not aimed at mitigating saturation effects, it will nevertheless help to a certain extent to avoid band saturation. Since, however, the corner frequency for the sudden decrease (drop-off) is usually located at a frequency above (below) the range in which saturation begins
å opptre, behandles fortrinnsvis båndmetning ved hjelp av to perform, band saturation is preferably treated by means of
andre midler, for eksempel som beskrevet i "Audio", mai 1981, pp. 20 - 26. other means, for example as described in "Audio", May 1981, pp. 20 - 26.
Slik som ved de kjente antimetningsarrangementer.,-, resulterer ikke oppfinnelsen i et tap av støyreduksjonsvirk-ning i det område i hvilket signalene dempes plutselig som funksjon av frekvensen. Hjørnefrekvensen for den plutselige nedgang for systemets øvre frekvensende ligger imidlertid ved en forholdsvis høy frekvens i det område i hvilket det menneskelige øre er mye mindre følsomt for støy. Med hensyn til benyttelse av oppfinnelsen ved systemets lavfrekvensende, er øret også mindre følsomt, og også der bør det være i hovedsaken ingen hørbar støy ved sådanne frekvenser i riktig konstruerte systemer, selv med redusert støyreduksjon. As with the known anti-saturation arrangements, the invention does not result in a loss of noise reduction effect in the area in which the signals are suddenly attenuated as a function of the frequency. However, the corner frequency for the sudden decrease in the upper frequency end of the system lies at a relatively high frequency in the range in which the human ear is much less sensitive to noise. With regard to the use of the invention at the low frequency end of the system, the ear is also less sensitive, and there too there should be essentially no audible noise at such frequencies in properly constructed systems, even with reduced noise reduction.
Ved oppfinnelsen forventes spektral-skjevstilling bare ved høyfrekvens- og/eller lavfrekvensyttergrensene, da disse frekvenser i praktiske systemer er de eneste frekvenser ved hvilke overføringskanalens amplituderespons har vesentlige feil. En ytterligere grunn er at en forringelse av støy-reduksjonen kan aksepteres ved disse yttergrenser på grunn av det menneskelige øres respons. With the invention, spectral skewing is expected only at the high-frequency and/or low-frequency outer limits, as these frequencies in practical systems are the only frequencies at which the transmission channel's amplitude response has significant errors. A further reason is that a deterioration of the noise reduction can be accepted at these outer limits due to the response of the human ear.
Fra en artikkel i tidsskriftet "Wissenschaftlische Berichte AEG-TELEFUNKEN", vol. 52, nr. 1-2, 2. januar 1979, av D. Hoppner m.fl., med tittelen "Monolithisch integrierte NF-Kompander", pp. 97 - 104, er det kjent en signalkompressor som inneholder en kretsanordning for dempning av høye frekvenser i det komprimerte signal, i tillegg til at den i det vesentlige utelukker de lave frekvenser fra å styre kompressoren. Den kjente kretsanordning omfatter en filteranordning som utgjør et diskanthevningsnettverk, og en ytterligere filteranordning som utgjør et diskantsenkende nettverk som benyttes for å unngå båndoverbelastningsvirkninger ved høye frekvenser. Disse filteranordninger virker ikke i de høy-frekvente og/eller lavfrekvente yttergrenseområder og er anordnet for andre formål enn kretsanordningen i signalkompressoren ifølge oppfinnelsen. From an article in the journal "Wissenschaftlische Berichte AEG-TELEFUNKEN", vol. 52, no. 1-2, 2 January 1979, by D. Hoppner et al., entitled "Monolithisch integrated NF-Kompander", pp. 97 - 104, a signal compressor is known which contains a circuit device for damping high frequencies in the compressed signal, in addition to essentially excluding the low frequencies from controlling the compressor. The known circuit device comprises a filter device which forms a treble-boosting network, and a further filter device which forms a treble-lowering network which is used to avoid band overloading effects at high frequencies. These filter devices do not work in the high-frequency and/or low-frequency outer limit areas and are arranged for purposes other than the circuit device in the signal compressor according to the invention.
I et annet kjent system blir et 12 dB/oktav-båndpassfilter med hjørnefrekvenser på ca. 20 Hz og 10 kHz benyttet i styrekretsen i et bredbåndet konsument-lydbånd-støyreduksjonssystem av kompandertypen (som selges under varemerket "dbx II"). Dette arrangement oppnår imidlertid ikke resultatene til den foreliggende oppfinnelse da det ikke er tilveiebrakt noe filter i signalbanen og et høy-frekvens- (lavfrekvens-) signal med høyt nivå over 10 kHz (eller under 20 Hz) forsterkes i overensstemmelse med nivået til hvilke som helst signaler som er til stede i styre-kretsens passbånd. Et sådant arrangement tilveiebringer derfor overdreven forsterkning av høynivåsignaler med høy eller lav frekvens (utenfor båndet fra 20 Hz til 10 kHz) når høyamplitudesignaler i båndet fra 20 Hz til 10 kHz ikke er til stede, hvilket resulterer i for sterk utstyring av overføringskanalen. In another known system, a 12 dB/octave bandpass filter with corner frequencies of approx. 20 Hz and 10 kHz used in the control circuit of a compander-type broadband consumer audioband noise reduction system (sold under the trademark "dbx II"). However, this arrangement does not achieve the results of the present invention as no filter is provided in the signal path and a high-frequency (low-frequency) signal with a high level above 10 kHz (or below 20 Hz) is amplified in accordance with the level of which preferably signals that are present in the control circuit's passband. Such an arrangement therefore provides excessive amplification of high-level high- or low-frequency signals (outside the band from 20 Hz to 10 kHz) when high-amplitude signals in the band from 20 Hz to 10 kHz are not present, resulting in overloading of the transmission channel.
Det er også kjent i forbindelse med et video-s tøy reduksjonssystem (US-PS 3 846 719) å tilveiebringe et hakkfilter (notch filter) med variabel Q-verdi som reagerer på krominansnivå og som er sentrert på fargehjelpe-bærebølgefrekvensen, for å hindre krominanssignalene fra å strupe kompressoren og ekspanderen og således eliminere støyreduksjon ved frekvenser under fargehjelpebærebølgefre-kvensen. Filterets sentrum ligger således innenfor båndbreddeyttergrensene for signalene i systemet og innenfor den forutsigelige respons av systemets overføringskanal, It is also known in connection with a video noise reduction system (US-PS 3,846,719) to provide a notch filter with a variable Q value responsive to chrominance level and centered on the color auxiliary carrier frequency, to prevent the chrominance signals from throttling the compressor and expander and thus eliminating noise reduction at frequencies below the color auxiliary carrier frequency. The center of the filter thus lies within the bandwidth outer limits of the signals in the system and within the predictable response of the system's transmission channel,
og har videre ikke som formål å overvinne innspillings/ avspillings-responsfeil, hvilket formål ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse. and furthermore does not have the purpose of overcoming recording/playback response errors, which purpose is the basis of the present invention.
Det er videre kjent å anordne lavpass-, båndpass-og høypassfiltre på 12 dB/oktav i sidebanene i dobbeltbane-kompressorer og -ekspandere (US-PS 3 846 719 og "Journal of the Audio Engineering Society", Vol. 15, nr. 4. oktober 1967, pp. 383-388). Disse filtre har imidlertid et helt annet formål, nemlig båndoppsplitting av støyreduksjons-virkningen i separate sidebaner, og påvirker ikke de øvre eller nedre frekvensyttergrenser av kompressorinngangssig-nalene. It is further known to arrange low-pass, band-pass and high-pass filters of 12 dB/octave in the side paths of double-path compressors and expanders (US-PS 3 846 719 and "Journal of the Audio Engineering Society", Vol. 15, no. 4 October 1967, pp. 383-388). However, these filters have a completely different purpose, namely band splitting of the noise reduction effect into separate side paths, and do not affect the upper or lower frequency outer limits of the compressor input signals.
De foran omtalte båndbegrensningsfiltre med skarp avskjæring har likeledes hjørnefrekvenser som med hensikt er anbrakt utenfor den brukbare systembåndbredde, da de ikke er beregnet å påvirke de øvre eller nedre frekvens-båndbreddeyttergrenser. The previously mentioned band-limiting filters with sharp cut-off likewise have corner frequencies which are intentionally placed outside the usable system bandwidth, as they are not intended to affect the upper or lower frequency-bandwidth outer limits.
Tidligere er det blitt ansett som uønsket i vesentlig grad å endre frekvensspektret innenfor den brukbare systembåndbredde. Ved profesjonell innspilling anses det for eksempel for å være utenkelig å' anbringe hjørnefrekvensen for hvilket som helst øvre båndbegrensningsfilter under 20 kHz. Ved FM-kringkasting blir likeledes en øvre båndpass-grense på 15 kHz strengt opprettholdt gjennom alle lydbe-handlingstrinnene. In the past, it has been considered undesirable to significantly change the frequency spectrum within the usable system bandwidth. In professional recording, for example, it is considered unthinkable to place the corner frequency of any upper band-limiting filter below 20 kHz. In the case of FM broadcasting, an upper bandpass limit of 15 kHz is also strictly maintained throughout all the audio processing steps.
Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til benyttelse sammen med en spesiell type støyreduksjons-kompande-ringssystem og den vil forbedre virkemåten for alle typer av kompandere, deriblant bredbåndskompandere, er den særlig effektiv for bruk sammen med glidebånds-støyreduksjonssyste-mer. Eksempler på sådanne systemer finnes i US-PS Re 28 426 og US-PS 3 757 254. I sådanne kjente glidebåndskretser oppnås lydkompresjon eller ekspansjon ved høyfrekvens ved anvendelse av høyfrekvenshevning (for kompresjon) eller senk-ning (for ekspansjon) ved hjelp av et høypassfilter med en variabel nedre hjørnefrekvens. Etter hvert som signalnivået i høyfrekvensbåndet øker, glir filterhjørnefrekvensen oppover slik at det forsterkede eller reduserte bånd innsnevres og det brukbare eller nyttige signal utelukkes fra forsterknin-gen eller reduksjonen. Although the invention is not limited to use in conjunction with a particular type of noise reduction companding system and it will improve the operation of all types of companders, including broadband companders, it is particularly effective for use in conjunction with sliding band noise reduction systems. Examples of such systems can be found in US-PS Re 28,426 and US-PS 3,757,254. In such known sliding band circuits, sound compression or expansion at high frequency is achieved by using high-frequency raising (for compression) or lowering (for expansion) by means of a high-pass filter with a variable lower corner frequency. As the signal level in the high frequency band increases, the filter corner frequency shifts upwards so that the amplified or reduced band is narrowed and the usable or useful signal is excluded from the amplification or reduction.
En virkning av usikkerheter i innsp Qlings/avspil-. lingsrespons i glidebåndsanordninger er den resulterende modulasjon av mellomfrekvenssignaler med lavt nivå når høyfrekvenssignaler i området for innspillings/avspillings-usikkerheter er til stede på kompressorinngangen. I dobbeltbane-glidebåndsanordninger av den type som er beskrevet i US-PS Re 28 426, kan denne virkning undertrykkes ved tilveiebringelse av den plutselige høyfrekvensnedgang i anordningens sidebane. Selv om en sådan konfigurasjon tilveiebringer den plutselige nedgang (drop-off) bare ved midlere og lave signalnivåer, er den tilstrekkelig til i det vesentlige å tilfredsstille formålet med oppfinnelsen i dobbeltbaneanordninger av både glidebåndstypen (US-PS An effect of uncertainties in input Qlings/play-. ling response in sliding band devices is the resulting modulation of low level intermediate frequency signals when high frequency signals in the range of recording/playback uncertainties are present at the compressor input. In dual path sliding belt devices of the type described in US-PS Re 28,426, this effect can be suppressed by providing the sudden high frequency drop in the side path of the device. Although such a configuration provides the sudden drop-off only at medium and low signal levels, it is sufficient to substantially satisfy the purpose of the invention in dual-path devices of both sliding band type (US-PS
Re 28 426) og fastbåndstypen (US-PS 3 846 719). Re 28,426) and the fixed tape type (US-PS 3,846,719).
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 - 4 er blokkskjemaer som viser alter-native anbringelser av spektralskjevstillingsnettverket eller -nettverkene ifølge oppfinnelsen, fig. 5 er en responskurve som viser generelt egenskapene til et høyfrekvens-spektralskjevstillingsnettverk og et komplementært de-skjevstillingsnettverk for benyttelse i en kassettbåndopptaker/gjengiver, fig. 6 viser den vanlige CCIR-støyavveiningskarakteristikk-kurve, fig. 7-10 viser representative responskurver for typiske kassettbåndopptakere/gjengivere, og fig. 11 - 16 viser representative kurver som er nyttige for forståelse av oppfinnelsen. The invention will be described in more detail in the following in connection with design examples with reference to the drawings, where fig. 1 - 4 are block diagrams showing alternative arrangements of the spectral biasing network or networks according to the invention, fig. 5 is a response curve showing generally the characteristics of a high frequency spectral biasing network and a complementary de-biasing network for use in a cassette tape recorder/reproducer, FIG. 6 shows the common CCIR noise trade-off characteristic curve, FIG. 7-10 show representative response curves for typical cassette tape recorders/reproducers, and Figs. 11 - 16 show representative curves useful for understanding the invention.
På fig. 1 - 4 er vist generaliserte blokkskjemaer for å illustrere de forskjellige steder hvor spektralskjevstillingsnettverk ifølge oppfinnelsen kan være beliggende. In fig. 1 - 4 are shown generalized block diagrams to illustrate the different places where spectral biasing networks according to the invention can be located.
På fig. 1, som viser den enkleste og foretrukne utførelse, er spektralskjevstillingsnettverket (med en lavfrekvens- eller høyfrekvensseksjon) eller -nettverkene (med både lavfrekvens- og høyfrekvensseksjoner) 2 beliggende i inngangssignalbanen , til en kompressor 4 hvis utgang er koplet til en overføringskanal N. På gjengivelsessiden av kanalen N virker en komplementær ekspander 6 på In fig. 1, showing the simplest and preferred embodiment, the spectral biasing network (with a low-frequency or high-frequency section) or networks (with both low-frequency and high-frequency sections) 2 is located in the input signal path, of a compressor 4 whose output is connected to a transmission channel N. On the reproduction side of the channel N is acted upon by a complementary expander 6
det gjengitte signal og tilfører dette til ett eller flere valgfrie spektral-de-skjevstillingsnettverk 8 som har en karakteristikk eller karakteristikker som er komplementær/ komplementære til nettverket eller nettverkene i kompressor-inngangsbanen. Denne beliggenhet av nettverket er særlig fordelaktig der hvor kompressoren og ekspanderen hver inneholder to eller flere serieanordninger, slik som beskrevet i "Audio", mai 1981, pp. 20-26. the reproduced signal and feeds this to one or more optional spectral de-skew networks 8 which have a characteristic or characteristics which are complementary to the network or networks in the compressor input path. This location of the network is particularly advantageous where the compressor and expander each contain two or more series devices, as described in "Audio", May 1981, pp. 20-26.
Fig. 2 viser en ekvivalent konfigurasjon som i praksis ikke foretrekkes da den er mer kompleks, krever ytterligere kretser og er mer kostbar, I denne ekvivalente konfigurasjon er ett eller flere spektralskjevstillingsnettverk 10 anbrakt i kompressorens 4 styrekrets, og ett eller flere ytterligere spektralskjevstillingsnettverk 12 i kompressorens signalutgangsbane. Dersom den valgfrie de-skjevstilling benyttes på gjengivelsessiden, er ett eller flere komplementære de-skjevstillingsnettverk 14 anbrakt i ekspanderens 6 signalinngangsbane, og ett eller flere spektralsk jevstillingsnettverk 10, som har samme karakteristikk som nettverket eller nettverkene 10 i kompressorens styrekrets, er anbrakt i ekspanderens 6 styrekrets. Karakteri-stikkene til nettverkene 10 og 12 kan være noe forskjellige fra karakteristikken til nettverket eller nettverkene 2 og fra hverandre for å oppnå de samme totale resultater som nettverket eller nettverkene 2. Denne observasjon gjelder også for nettverkene 14 og 10. Der hvor kompressoren 4 og ekspanderen 6 hver inneholder serieanordninger, slik som beskrevet i den nevnte "Audio"-artikkel, kreves (et) spektralskjevstillingsnettverk 10 bare i styrekretsen for den første kompressoranordning, og (et) nettverk 12 er beliggende bare i utgangsbanen for den første kompressorserie-anordning, og (valgfritt) (et) nettverk 14 bare i inngangs-banen til den siste ekspander-serieanordning med (et) nettverk 16 bare i dens styrekrets. Fig. 2 shows an equivalent configuration which in practice is not preferred as it is more complex, requires additional circuits and is more expensive. In this equivalent configuration, one or more spectral biasing networks 10 are placed in the control circuit of the compressor 4, and one or more additional spectral biasing networks 12 in compressor signal output path. If the optional de-distortion is used on the reproduction side, one or more complementary de-distortion networks 14 are placed in the signal input path of the expander 6, and one or more spectral equalization networks 10, which have the same characteristics as the network or networks 10 in the compressor's control circuit, are placed in the expander's 6 board circuit. The characteristics of the networks 10 and 12 may be somewhat different from the characteristic of the network or networks 2 and from each other to achieve the same overall results as the network or networks 2. This observation also applies to the networks 14 and 10. Where the compressor 4 and the expander 6 each contains series devices, as described in the aforementioned "Audio" article, (a) spectral biasing network 10 is required only in the control circuit of the first compressor device, and (a) network 12 is located only in the output path of the first compressor series device, and (optionally) (a) network 14 only in the input path of the last expander series device with (a) network 16 only in its control circuit.
Fig. 3 og 4 illustrerer anbringelse av spektralsk jev.stillingsnettverkene i sidebanene i dobbeltbanekom-pressorer og -ekspandere. Sådanne kompressor- og ekspan-derkonfigurasjoner er velkjente i seg selv og skal derfor ikke beskrives i detalj. Det finnes imidlertid to hoved-former for den ytterligere bane N (20). Ett alternativ (fig. 7 og 8 i US-PS 3 846 719) er et filter etterfulgt av en styrt begrenser som bringes til å begrense gradvis, etter hvert som signalnivået stiger, ved hjelp av et likerettet og glattet styresignal. Et annet alternativ (US-PS Re 28 4 26) er et glidebånd-høypassfilter hvis passbånd innsnevres gradvis ved hjelp av styresignalet, slik at store signalkomponenter utelukkes fra filterets utgang. Fordel-aktige hjørnefrekvensverdier for de variable filtre ligger rundt 375 Hz i hviletilstanden, men får gradvis smalere høypassområde som reaksjon på styresignalet. Dobbeltbane-kompressorer og -ekspandere (enkeltstående eller i serie) Fig. 3 and 4 illustrate placement of the spectral equalization networks in the side paths in double path compressors and expanders. Such compressor and expander configurations are well known in themselves and shall therefore not be described in detail. There are, however, two main forms for the further path N (20). One alternative (Figs. 7 and 8 of US-PS 3,846,719) is a filter followed by a controlled limiter which is made to limit gradually, as the signal level rises, by means of a rectified and smoothed control signal. Another alternative (US-PS Re 28 4 26) is a sliding band high-pass filter whose passband is gradually narrowed by means of the control signal, so that large signal components are excluded from the filter's output. Beneficial corner frequency values for the variable filters are around 375 Hz in the resting state, but get a gradually narrower high-pass range in response to the control signal. Dual-path compressors and expanders (single or in series)
kan også benyttes i konfigurasjonene på fig. 1 og 2. can also be used in the configurations in fig. 1 and 2.
På fig. 3 er spektralskjevstillingsnettverket (eller nettverkene) 18 anbrakt i inngangssignalbanen til støyreduksjons-sidebanekretsen 20 i kompressoren 22 og (valgfritt) ekspanderen 24. På fig. 4 er en ekvivalent konfigurasjon vist i forbindelse med en kompressor 26 og en ekspander 27 av glidebåndstypen. I denne ekvivalente konfigurasjon er et (eller flere) spektralskjevstillingsnettverk 28 anbrakt i sidebane-styrekretsen 30 som styrer en frekvensvariabel avsats- (engelsk: shelf) eller glide-bånds-filterkrets 32. Et ytterligere spektralskjevstillingsnettverk 34 er anbrakt i sidebaneutgangen. De samme nettverk er valgfritt anbrakt i ekspanderens sidebane. Konfigurasjonene på fig. 1 og 2 foretrekkes fremfor konfigurasjonene på fig. 3 og 4 da de førstnevnte virker ved alle signalnivået og derfor også reduserer kanaloverbelastnings- eller båndmetningsvirkninger ved båndyttergrensen eller båndytter-grensene. In fig. 3, the spectral biasing network (or networks) 18 is located in the input signal path of the noise reduction sidepath circuit 20 in the compressor 22 and (optionally) the expander 24. In FIG. 4 is an equivalent configuration shown in conjunction with a compressor 26 and an expander 27 of the sliding belt type. In this equivalent configuration, a spectral biasing network (or more) 28 is provided in the sideband control circuit 30 which controls a frequency variable shelf or sliding band filter circuit 32. A further spectral biasing network 34 is provided in the sideband output. The same networks are optionally placed in the expander's side track. The configurations in fig. 1 and 2 are preferred over the configurations in fig. 3 and 4 as the former operate at all signal levels and therefore also reduce channel overload or band saturation effects at the out-of-band limit or out-of-band limits.
Selv om bare en eneste sidebane er vist på fig. Although only a single side track is shown in FIG.
3 og 4, kan flere sidebaner benyttes, slik som i f.eks. 3 and 4, several side lanes can be used, as in e.g.
US-PS 3 846 719. Sidebanene kan videre være utformet slik at kompressorsidebanen har en tilbakekoplingskonfigurasjon og ekspandersidebanen har en fremoverkoplingskonfigurasjon, slik som f.eks. i US-PS 3 903 485. Der hvor serie-dobbeltbaneanordninger benyttes i en kompressor og en ekspander, såsom den type som er beskrevet i "Audio" mai 1981, pp. 20-26, er det tilstrekkelig å benytte et (eller flere) spektralsk jevstillingsnettverk i den første serieanordning i kompressoren og (valgfritt) i den siste serieanordning i ekspanderen, selv om konfigurasjonen eller utformingen på den foreliggende fig. 1 foretrekkes. US-PS 3 846 719. The side paths can further be designed so that the compressor side path has a feedback configuration and the expander side path has a forward configuration, such as e.g. in US-PS 3,903,485. Where series dual-path devices are used in a compressor and an expander, such as the type described in "Audio" May 1981, pp. 20-26, it is sufficient to use one (or more) spectral equalization network in the first series device in the compressor and (optionally) in the last series device in the expander, although the configuration or design of the present FIG. 1 is preferred.
Spektralsk jevstillingskarakteristikkén har fortrinnsvis: a) En nedgangs-hjørnefrekvens (drop-off corner frequency) i det område i hvilket overførings-kanalens eller båndopptakerens respons, iberegnet ekspander-båndpassfilterets respons, er noen-lunde pålitelig, dvs. noe under (over) den frekvens ved hvilken overføringskanalens eller båndopptakerens respons er usikker eller begynner å falle av (roll off). b) En plutselig nedgang (drop-off) for å sørge for en veldefinert grense for de frekvenser som The spectral equalization characteristic preferably has: a) A drop-off corner frequency in the range in which the response of the transmission channel or tape recorder, including the response of the expander bandpass filter, is somewhat reliable, i.e. somewhat below (above) the frequency at which the transmission channel's or tape recorder's response is uncertain or begins to roll off. b) A sudden decrease (drop-off) to provide a well-defined limit for the frequencies which
styrer kretsen. controls the circuit.
c) En veldefinert form etter nedgangen, slik at det tillates lettvint frembringelse av den resiproke c) A well-defined shape after the decline, so that easy production of the reciprocal is permitted
karakteristikk under gjengivelse eller avspilling, for å bibeholde den totale, flate frekvensrespons (dersom det ønskes). characteristic during reproduction or playback, to maintain the overall flat frequency response (if desired).
d) En form som drar optimal fordel av den menneskelige hørsels støyfølsomhetskarakteristikk ved d) A shape that takes optimal advantage of the noise sensitivity characteristic of human hearing by
lavt nivå, dvs. en frekvensresponsnedgang som er så steil og så dyp som mulig uten å innføre en merkbar økning i støynivå når den resiproke karakteristikk benyttes under avspilling. low level, i.e. a frequency response drop that is as steep and as deep as possible without introducing a noticeable increase in noise level when the reciprocal characteristic is used during playback.
Selv om spektralskjevstillingskarakteristikken effektivt reduserer støyreduksjonsvirkningen over (under) den skarpe hjørnefrekvens, vil den økede støy, dersom frekvensen ligger over ca. 8 kHz (eller under ca. 50 Hz), ikke være hørbar på grunn av det menneskelige øres respons på høy- eller lavfrekvent støy med lavt nivå, særlig dersom støynivået er ekstremt lavt slik det er når den foreliggende oppfinnelse benyttes i en båndinnspillings-kompander. Denne noe overraskende side ved oppfinnelsen er blitt bekreftet eksperimentelt. Although the spectral skewing characteristic effectively reduces the noise reduction effect above (below) the sharp corner frequency, the increased noise, if the frequency is above approx. 8 kHz (or below about 50 Hz), not be audible due to the human ear's response to low level high or low frequency noise, especially if the noise level is extremely low as it is when the present invention is used in a tape recording compander . This somewhat surprising aspect of the invention has been confirmed experimentally.
Rettferdiggjørelse eller begrunnelse for denne behandling kan også finnes i formen på CCIR-støyavveinings-kurven som er vist på fig. 6. Kurven følger lavnivå-støyfølsomheten for det menneskelige øre. Det fremgår at følsomheten er lav ved lave frekvenser, og også faller meget raskt over en topp ved ca. 6 - 7 kHz. Det er således et redusert psyko-akustisk behov for opprettholdelse av en vesentlig støyreduksjon ved frekvenser over 8 -10 kHz. Dette er høyfrekvensmotstykket til støyreduksjonssystemers observerte evne til å tilveiebringe en subjektivt stor grad av støyreduksjon selv om de lave frekvenser kan være behandlet lite om de overhodet er behandlet. Godt ingeniør-arbeid kan eliminere brum" som ved kassettbåndinnspilling er den eneste lavfrekvenskilde som er subjektivt besværlig. Justification or justification for this treatment can also be found in the shape of the CCIR noise trade-off curve shown in Fig. 6. The curve follows the low-level noise sensitivity of the human ear. It appears that the sensitivity is low at low frequencies, and also falls very quickly above a peak at approx. 6 - 7 kHz. There is thus a reduced psycho-acoustic need for maintaining a significant noise reduction at frequencies above 8 -10 kHz. This is the high-frequency counterpart to the observed ability of noise reduction systems to provide a subjectively large degree of noise reduction, even though the low frequencies may be treated little if at all. Good engineering can eliminate "hum" which in cassette tape recording is the only low frequency source that is subjectively troublesome.
I profesjonelle . støyreduksjonssystemer, i In professional . noise reduction systems, i
hvilke lavfrekvens-støyreduksjon tilveiebringes som en for-sikring mot uventede brumproblemer, er det vanligvis lite behov for noen støyreduksjon under den laveste brumkompo- where low-frequency noise reduction is provided as a safeguard against unexpected hum problems, there is usually little need for any noise reduction below the lowest hum compo-
nent som med sannsynlighet vil bli påtruffet (dvs. 50 Hz). nent that is likely to be encountered (ie 50 Hz).
Spesielt ved høyfrekvensenden av spektret Especially at the high frequency end of the spectrum
unngår eller erstatter ikke bruken av et spektralskjevstillingsnettverk et generelt båndbegrensningsfilter, iblant populært kjent som et"multipleksfilter" ("MPX"). Grunnene til dette er blitt gitt tidligere. Slik som diskutert, the use of a spectral skew network does not avoid or replace a general band-limiting filter, sometimes popularly known as a "multiplex filter" ("MPX"). The reasons for this have been given earlier. As discussed,
har et båndbegrensningsfilter, vanligvis benyttet ved både innspilling og avspilling, flere funksjoner som bare er perifert beslektet med funksjonene i disse diskusjoner. has a band-limiting filter, typically used in both recording and playback, several functions that are only peripherally related to the functions in these discussions.
Ved koding og dekoding er det derfor ønskelig, selv når When encoding and decoding it is therefore desirable, even when
det dreier seg om en ideell signalkanal, å ha både: it is about an ideal signal channel, having both:
1) båndbegrensningsfiltre, og 1) band limiting filters, and
2) spektralskjevstillings- og spektral-deskjev-stillingsnettverk. 2) spectral skew and spectral desk skew network.
Spektralskjevstillingsnettverket eller nettverkene The spectral biasing network or networks
(2, 10, 12, 18, 28, 34) tilveiebringer en plutselig avsats, (2, 10, 12, 18, 28, 34) provides a sudden ledge,
dipp eller nedgang (shelf, dip or drop-off) som vist på dip or decline (shelf, dip or drop-off) as shown on
fig. 5. De strektegnede linjer er ment å vise at den ende- fig. 5. The dashed lines are meant to show that the end-
lige høyfrekvens (lavfrekvens)-respons ikke trenger å være nøyaktig som vist med de heltrukne linjer. equal high frequency (low frequency) response need not be exact as shown by the solid lines.
En passende form for spektralskjevstillingsnettverket eller -nettverkene (2, 10, 12, 18, 28, 34) er et skarpt lavpass (høypass)-filter som har en helling på 18 dB/oktav og en hjørnefrekvens innenfor den hurtig fallende del av CCIR-støyavveiningskurven (fig. 6) og under (over) A suitable form for the spectral biasing network or networks (2, 10, 12, 18, 28, 34) is a sharp low-pass (high-pass) filter having a slope of 18 dB/octave and a corner frequency within the rapidly falling part of the CCIR- the noise compensation curve (fig. 6) and below (above)
den øvre grensefrekvens for overføringskanalen. En hjørne-eller grensefrekvens på ca. 8 - 10 kHz (50 Hz ved lavfrekvensenden) ville være egnet for en høykvalitets-båndspiller som har en brukbar, men usikker respons opp til rundt 15 the upper limit frequency of the transmission channel. A corner or limit frequency of approx. 8 - 10 kHz (50 Hz at the low frequency end) would be suitable for a high quality tape player that has a usable but uncertain response up to about 15
kHz (eller 30 - 60 Hz ved lavfrekvensenden). kHz (or 30 - 60 Hz at the low frequency end).
Nettverket kunne også anta formen av et avsatsnettverk (shelf network) med ca. et 10 dB minimumsnivå The network could also assume the form of a shelf network with approx. a 10 dB minimum level
(floor), slik som vist på fig. 5. (floor), as shown in fig. 5.
En annen passende form for nettverket er et hakkfilter (noten filter) med en senterfrekvens på ca. 16 kHz (20 Hz), en sådan Q-verdi at det oppnås en hjørnefrekvens på ca. 8-10 kHz, og en dybde på ca. 10 dB. Et dobbelt-avstemt (forskyvningsavstemt) hakkfilter kan også benyttes, særlig ved profesjonelle anvendelser, for å tilveiebringe et bredere, totalt hakk, idet det andre hakk er plassert en brøkdel av en oktav over det første hakk (f.eks. 1/3 oktav). Another suitable form for the network is a notch filter (not filter) with a center frequency of approx. 16 kHz (20 Hz), such a Q value that a corner frequency of approx. 8-10 kHz, and a depth of approx. 10dB. A double-tuned (offset-tuned) notch filter can also be used, particularly in professional applications, to provide a wider overall notch, the second notch being placed a fraction of an octave above the first notch (e.g. 1/3 octave ).
En dybde på ca. 10 - 15 dB er eksperimentelt blitt vist å eliminere midtbåndsmodulasjonseffekten i de vanske-ligste tilfeller. En dybde på så lite som 6 dB har imidlertid vist seg å medføre en vesentlig forbedring i midtbånds-modulas jonsef fekten, særlig når nedgangen (drop-off) er meget steil, såsom 18 dB pr. oktav. A depth of approx. 10 - 15 dB has been experimentally shown to eliminate the midband modulation effect in the most difficult cases. However, a depth of as little as 6 dB has been shown to result in a significant improvement in the midband modulation effect, especially when the drop-off is very steep, such as 18 dB per octave.
Dersom en flat totalrespons ønskes, benyttes det samme nettverk og/eller komplementære nettverk 8, 10, 14, 18, 28 og 34 i gjengivelses- eller avspillingsdelen av systemet. If a flat total response is desired, the same network and/or complementary networks 8, 10, 14, 18, 28 and 34 are used in the reproduction or playback part of the system.
Idet det spesielt henvises til egenskapene for konsument-kompaktkassett-lydbåndopptakeranordninger og -av-spillingsanordninger, henvises det, for mer fullt ut å forstå oppfinnelsen, til fig. 7-9 som viser representative, målte høyfrekvenskurver ved inngangsnivåer som er tilstrekkelig lave til å unngå båndmetning for flere typiske kompaktkassett-opptakere. Fig. 10 viser representative høyfrekvensresponskurver ved flere inngangsnivåer for en annen typisk kompaktkassett-opptaker. Det fremgår at på fig. 7 faller opptakerresponsen raskt over 10 kHz. På fig. 8 er det en stigning i respons som starter ved ca. 10 kHz og har en utpreget topp ved ca. 17 kHz. Responsen på fig. 9 har en høyfrekvenstopp ved 15 kHz og et hurtig responsfall over denne frekvens. Responsen på fig. 10 for et nivå på -20 dB som unngår metning, er nesten ideell, idet den er i hovedsaken flat ut til 20 kHz. En så god respons er imidlertid sjelden. With particular reference to the characteristics of consumer compact cassette audio tape recorders and playback devices, reference is made, in order to more fully understand the invention, to fig. 7-9 which show representative measured high frequency curves at input levels sufficiently low to avoid band saturation for several typical compact cassette recorders. Fig. 10 shows representative high frequency response curves at several input levels for another typical compact cassette recorder. It appears that in fig. 7, the recorder response drops rapidly above 10 kHz. In fig. 8 there is an increase in response that starts at approx. 10 kHz and has a distinct peak at approx. 17 kHz. The response of fig. 9 has a high frequency peak at 15 kHz and a rapid response drop above this frequency. The response of fig. 10 for a -20dB level that avoids saturation is almost ideal, being essentially flat out to 20kHz. However, such a good response is rare.
Valget av en hjørnefrekvens på ca. 10 kHz for The choice of a corner frequency of approx. 10 kHz for
et høyfrekvens-spektralskjevstillingsnettverk er således et godt valg for sådanne anordninger, da responskurvene på a high-frequency spectral biasing network is thus a good choice for such devices, as the response curves on
fig. 7-10 viser at for nivåer under metning har en typisk opptaker med god innstilling liten ufullkommenhet i respons under 10 kHz. Spektralskjevstillingsnettverket vil følgelig sikre at det ved de fleste nivåer vil være i hovedsaken ingen nivåuoverensstemmelse i avspillings-styresignalet forårsaket av usikkerheter i respons ved ekstremt høye frekvenser. En hjørnefrekvens på ca. 10 kHz er et godt valg for sådanne anordninger på grunn av at denne frekvens dessuten ligger på den steilt fallende del av CCIR-støyavveiningskurven (fig. 6), og et visst tap av støyreduksjon således kan aksepteres av det menneskelige øre. fig. 7-10 show that for levels below saturation, a typical recorder with good tuning has little imperfection in response below 10 kHz. The spectral biasing network will therefore ensure that at most levels there will be essentially no level mismatch in the playback control signal caused by uncertainties in response at extremely high frequencies. A corner frequency of approx. 10 kHz is a good choice for such devices because this frequency also lies on the steeply falling part of the CCIR noise trade-off curve (Fig. 6), and thus some loss of noise reduction can be accepted by the human ear.
Ved valg av en passende hjørnefrekvens forlet spektralskjevstillingsnettverk kan konstruktøren velge tilnærmede frekvenser som er forskjellige fra 10 kHz basert på parametrene i hans system. Når det for eksempel dreier seg om en overføringskanal av høyere kvalitet, kan en høyere hjørnefrekvens være akseptabel. Når det gjelder kompaktkassett-anordninger av den type hvis karakteristikker er vist på fig. 7-10, kan en akseptabel høyfrekvens-hjørne-frekvens strekke seg fra ca. 8 kHz til kanskje 11 eller 12 kHz. Selv om videre et filter på ca. 18 dB/oktav er ønskelig for å sikre at høynivåsignaler med høy (lav) frekvens ikke styrer kompressoren, vil en nedgang eller et fall på så lite som 12 dB/oktav i hovedsaken oppfylle formålene med oppfinnelsen for de fleste signaler. Dempninger som er mye skarpere enn 18 dB/oktav, byr på vanskeligheter ved tilveiebringelse av komplementær de-sk jevstilling og er mer kostbare. By choosing an appropriate corner frequency for the spectral biasing network, the designer can choose approximate frequencies different from 10 kHz based on the parameters of his system. For example, when dealing with a higher quality transmission channel, a higher corner frequency may be acceptable. In the case of compact cassette devices of the type whose characteristics are shown in fig. 7-10, an acceptable high-frequency corner frequency can range from approx. 8 kHz to maybe 11 or 12 kHz. Although further a filter of approx. 18 dB/octave is desirable to ensure that high level signals with high (low) frequency do not control the compressor, a decrease or drop of as little as 12 dB/octave will essentially fulfill the purposes of the invention for most signals. Attenuations much sharper than 18 dB/octave present difficulties in providing complementary de-sk equalization and are more expensive.
Den nødvendige filter-flankesteilhet avhenger del-vis av kompressorens følsomhet overfor signaler over filterets grensefrekvens. Som eksempel betraktes den dobbeltbåne-glidebåndskompressor som er vist i US-PS Re 28 426. I denne anordning benyttes høyfrekvens-forkorreksjon i kompressor-styrekretsen, slik at dersom et signal, f.eks. som vist på fig. 11, tilføyes til kompressoren (et slikt signal kan gene-reres av en bredbåndsslaglyd), forårsaker styrekrets-forkor-reksjonen at signalet har et energispektrum som vist på fig. The required filter edge steepness depends in part on the compressor's sensitivity to signals above the filter's cutoff frequency. As an example, consider the double-path sliding belt compressor shown in US-PS Re 28 426. In this device, high-frequency pre-correction is used in the compressor control circuit, so that if a signal, e.g. as shown in fig. 11, is added to the compressor (such a signal can be generated by a broadband impact sound), the control circuit correction causes the signal to have an energy spectrum as shown in FIG.
12. Det forkorrigerte signalspektrum har en topp. Etter likeretting tilveiebringer denne topp DC- eller likestrøms-styresignalet som styrer kompressorens glidebåndvirkning. 12. The precorrected signal spectrum has a peak. After rectification, this peak provides the DC or direct current control signal which controls the sliding band action of the compressor.
Fig. 13 illustrerer båndopptakerkanalens usikre frekvensresponser, vist for fire representative kompaktkassett-båndopptakere a, b, c og d. Virkningen av fig. 12 på spektret er å forårsake at fire forskjellige spektra er til stede i ekspanderens (dekoderens) styrekrets, hvilket resulterer i fire forskjellige likestrømsstyresignaler. Fig. 13 illustrates the tape recorder channel uncertain frequency responses, shown for four representative compact cassette tape recorders a, b, c and d. The effect of fig. 12 on the spectrum is to cause four different spectra to be present in the expander (decoder) control circuit, resulting in four different DC control signals.
Det er tydelig at dette fører til feil ved dekoding. It is clear that this leads to errors in decoding.
I et sådant tilfelle forårsaker en ønskelig spektralsk jevstillingsnettverk-karakteristikk at ekspanderen (dekoderen) genererer det samme DC-styresignal i hvert tilfelle, slik som vist på fig. 15. En nettverkskarakteristikk som har en hjørnefrekvens ved ca. 10 kHz, slik som vist på fig. 5, er passende. Det skal bemerkes at nettverket ikke eliminerer glidningen av frekvensbåndet. I virkeligheten kan det være bare svakt redusert. Glidningen (eller kompresjonen, slik som i det båndsplittende system ifølge US-PS 3 846 719) blir imidlertid nå gjenvinnbar under avspilling. In such a case, a desirable spectral equalization network characteristic causes the expander (decoder) to generate the same DC control signal in each case, as shown in FIG. 15. A network characteristic having a corner frequency at approx. 10 kHz, as shown in fig. 5, is appropriate. It should be noted that the network does not eliminate the drift of the frequency band. In reality, it may be only slightly reduced. However, the sliding (or compression, as in the band-splitting system according to US-PS 3,846,719) is now recoverable during playback.
Man bør være klar over at hovedformålet med oppfinnelsen fremgår av fig. 15, nemlig å sikre at den samme topp av AC-styresignalets spektrum er til stede i likeret-tingspunktet i både kompressoren og ekspanderen. One should be aware that the main purpose of the invention appears from fig. 15, namely to ensure that the same peak of the AC control signal spectrum is present at the rectification point in both the compressor and the expander.
Med hensyn til glidebåndsystemer av den nettopp nevnte type, er spektralskjevstillingsnettverket særlig nyttig ved undertrykkelse av midtfrekvensmodulasjon som er forårsaket av at det i kompressoren er til stede høy-nivå-høyfrekvenssignaler som ikke gjenvinnes og tilføres til ekspanderen. Denne modulasjonseffekt, som opptrer meget sjelden i virkelige musikk-kilder, har sammenheng med glidebåndanordningens grunnleggende operasjon med ufullkomne signalkanaler: Et fremherskende signal styrer effektivt glidebåndfrekvenskarakteristikken og kan forårsake hørbare effekter når dette signal befinner seg ved With respect to sliding band systems of the type just mentioned, the spectral biasing network is particularly useful in suppressing mid-frequency modulation caused by the presence in the compressor of high-level high-frequency signals that are not recovered and fed to the expander. This modulation effect, which appears very rarely in real music sources, is related to the slider device's basic operation with imperfect signal channels: A dominant signal effectively controls the slider frequency response and can cause audible effects when this signal is at
en høy frekvens som ikke gjenvinnes ved avspilling. Når dette fremherskende signal ligger på en høy frekvens, a high frequency that is not recovered during playback. When this predominant signal is at a high frequency,
I IN
vesentlig over frekvensen for et lavnivå-midtfrekvens-r signal, er midtfrekvensmodulasjonseffekten hørbar dersom høyfrekvenssignalet er intermitterende, slik som ved slag-lyder, f.eks. sammenslåtte bekkener, og ikke blir gjengitt med det samme nivå av båndopptakeren. I dette tilfelle er midtfrekvenssignalene modulert i amplitude, selv etter dekoding, da høyfrekvenssignalet forårsaker at glidebånd-frekvensresponsen varierer uten komplementær ekspansjon i avspillingsdekoderen. Det skal bemerkes at denne effekt dypest sett ikke er noen båndmetningseffekt. Den kan forårsakes av unøyaktig forspenning og utjevning eller av gap- eller spaltetap, dårlig asimut og liknende. Det er imidlertid klart at effekten vil være verre dersom det også er metning i styrefrekvensområdet. significantly above the frequency of a low-level mid-frequency r signal, the mid-frequency modulation effect is audible if the high-frequency signal is intermittent, such as in the case of percussion sounds, e.g. merged cymbals, and are not reproduced at the same level by the tape recorder. In this case, the mid-frequency signals are modulated in amplitude, even after decoding, as the high-frequency signal causes the sliding band frequency response to vary without complementary expansion in the playback decoder. It should be noted that this effect is basically not a band saturation effect. It can be caused by inaccurate biasing and smoothing or by gap or slot loss, poor azimuth and the like. However, it is clear that the effect will be worse if there is also saturation in the control frequency range.
Dette problem med midtfrekvensmodulasjonseffekter ved lavt nivå kan forstås bedre ved henvisning til fig. 16 som viser resultatene når en rekke probetonekurver som benytter et 15 kHz signal ved nivåer fra 0 til -^60 dB og under, og en sveipende lavnivå-probetone ved -65 dB innspil-les og avspilles på et glidebåndsystem. This problem of mid-frequency modulation effects at low level can be better understood by referring to fig. 16 which shows the results when a series of probe tone curves using a 15 kHz signal at levels from 0 to -60 dB and below, and a sweeping low level probe tone at -65 dB are recorded and played back on a sliding tape system.
Det vil innses at når et dominerende 15 kHz It will be realized that when a dominant 15 kHz
signal øker i amplitude fra -60 dB til f.eks. -50 dB, signal increases in amplitude from -60 dB to e.g. -50 dB,
endres utgangssignalet fra kompressoren med ca. 2 dB. the output signal from the compressor changes by approx. 2 dB.
Denne endring på 2 dB må bevares nøyaktig i innspillings-prosessen på grunn av midtfrekvensdynamikkens avhengighet av dette dominerende signal (en endring på ca. 10 dB frem-bringes i området rundt 1 kHz). Enhver feil i avspillings- This change of 2 dB must be preserved exactly in the recording process due to the dependence of the center frequency dynamics on this dominant signal (a change of about 10 dB is produced in the area around 1 kHz). Any error in playback
I IN
styrefrekvensområdet blir således vesentlig multiplisert i midtfrekvensområdet. the control frequency range is thus significantly multiplied in the mid-frequency range.
Dersom et støyreduksjonssystem behandler lave frekvenser, vil det være en tilsvarende virkning eller effekt ved lave frekvenser. Ekstremt lavfrekvent rummel i inngangssignalet til kompressoren kan påvirke kompressorkretsene, Dersom opptakeren ikke gjengir rummelkomponentene, vil sig-nalmodulasjonseffekter på ekspanderutgangen være åpenbare. If a noise reduction system processes low frequencies, there will be a corresponding effect or effect at low frequencies. Extremely low-frequency rumble in the input signal to the compressor can affect the compressor circuits. If the recorder does not reproduce the rumble components, signal modulation effects on the expander output will be obvious.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16395080A | 1980-06-30 | 1980-06-30 | |
US18077180A | 1980-08-22 | 1980-08-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO812217L NO812217L (en) | 1982-01-04 |
NO157399B true NO157399B (en) | 1987-11-30 |
NO157399C NO157399C (en) | 1988-03-09 |
Family
ID=26860115
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO812218A NO157400C (en) | 1980-06-30 | 1981-06-29 | CONNECTOR FOR MODIFICATION OF THE DYNAMICS AREA OF AN INPUT SIGNAL. |
NO812216A NO157398C (en) | 1980-06-30 | 1981-06-29 | CLUTCH DEVICE FOR REDUCING MEDIA OVERLOAD EFFECTS ISIGNAL RECORDING AND SIGNAL TRANSFER SYSTEMS |
NO812217A NO157399C (en) | 1980-06-30 | 1981-06-29 | SIGNAL COMPRESSOR AND CONNECTING SIGNAL EXPANDS FOR USE IN ETSIGNAL TRANSMISSION SYSTEM. |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO812218A NO157400C (en) | 1980-06-30 | 1981-06-29 | CONNECTOR FOR MODIFICATION OF THE DYNAMICS AREA OF AN INPUT SIGNAL. |
NO812216A NO157398C (en) | 1980-06-30 | 1981-06-29 | CLUTCH DEVICE FOR REDUCING MEDIA OVERLOAD EFFECTS ISIGNAL RECORDING AND SIGNAL TRANSFER SYSTEMS |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
KR (4) | KR880000106B1 (en) |
AT (3) | AT372796B (en) |
AU (3) | AU545125B2 (en) |
BR (3) | BR8104158A (en) |
CH (3) | CH654703A5 (en) |
DE (3) | DE3125788A1 (en) |
DK (3) | DK168806B1 (en) |
ES (3) | ES503497A0 (en) |
FI (3) | FI74368C (en) |
GB (3) | GB2079112B (en) |
HK (3) | HK28285A (en) |
IT (3) | IT1137985B (en) |
MY (3) | MY8501147A (en) |
NL (3) | NL190214C (en) |
NO (3) | NO157400C (en) |
SE (3) | SE447525B (en) |
SG (3) | SG4385G (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736433A (en) * | 1985-06-17 | 1988-04-05 | Dolby Ray Milton | Circuit arrangements for modifying dynamic range using action substitution and superposition techniques |
US4815068A (en) * | 1987-08-07 | 1989-03-21 | Dolby Ray Milton | Audio encoder for use with more than one decoder each having different characteristics |
US5651028A (en) * | 1995-05-09 | 1997-07-22 | Unisys Corporation | Data transmission system with a low peak-to-average power ratio based on distorting frequently occuring signals |
US5793797A (en) * | 1995-05-09 | 1998-08-11 | Unisys Corporation | Data transmisson system with a low peak-to-average power ratio based on distorting small amplitude signals |
DE10011193B4 (en) * | 2000-03-08 | 2004-02-05 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Compander system with a compressor circuit and an expander circuit |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US28426A (en) * | 1860-05-22 | Shortening tires | ||
US2558002A (en) * | 1939-10-24 | 1951-06-26 | Int Standard Electric Corp | Volume compression system |
US3022473A (en) * | 1959-08-18 | 1962-02-20 | Bell Telephone Labor Inc | Signal recovery circuits |
US3903485A (en) * | 1968-01-10 | 1975-09-02 | Ray Milton Dolby | Compressors, expanders and noise reduction systems |
GB1253031A (en) * | 1968-01-10 | 1971-11-10 | ||
US3846719A (en) * | 1973-09-13 | 1974-11-05 | Dolby Laboratories Inc | Noise reduction systems |
USRE28426E (en) * | 1968-11-01 | 1975-05-20 | Signal compressors and expanders | |
US3757254A (en) * | 1970-06-05 | 1973-09-04 | Victor Co Ltd | N system noise reduction system and apparatus using a compression and expansio |
GB1390341A (en) * | 1971-03-12 | 1975-04-09 | Dolby Laboratories Inc | Signal compressors and expanders |
GB1367002A (en) * | 1971-04-06 | 1974-09-18 | Victor Company Of Japan | Compression and/or expansion system and circuit |
US3875537A (en) * | 1972-05-02 | 1975-04-01 | Dolby Laboratories Inc | Circuits for modifying the dynamic range of an input signal |
GB1432763A (en) * | 1972-05-02 | 1976-04-22 | Dolby Laboratories Inc | Compressors expanders and noise reduction systems |
US3934190A (en) * | 1972-09-15 | 1976-01-20 | Dolby Laboratories, Inc. | Signal compressors and expanders |
CA1000617A (en) * | 1973-05-17 | 1976-11-30 | Ray M. Dolby | Compressors, expanders and noise reduction systems |
US3971405A (en) * | 1974-07-15 | 1976-07-27 | Parker-Hannifin Corporation | Pressure controlled hydrant valve coupler |
US3930208A (en) * | 1974-08-29 | 1975-12-30 | Northern Electric Co | A-C signal processing circuits for compandors |
US3902131A (en) * | 1974-09-06 | 1975-08-26 | Quadracast Systems | Tandem audio dynamic range expander |
JPS51127608A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-06 | Victor Co Of Japan Ltd | Signal transmitting unit |
US4061874A (en) * | 1976-06-03 | 1977-12-06 | Fricke J P | System for reproducing sound information |
DE2803751C2 (en) * | 1978-01-28 | 1982-06-09 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Circuit for automatic dynamic compression or expansion |
JPS5552971A (en) * | 1978-10-16 | 1980-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Simulator for radar indicator |
-
1981
- 1981-06-26 DK DK282981A patent/DK168806B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-26 DK DK282881A patent/DK172325B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-26 DK DK282581A patent/DK156356C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 GB GB8119972A patent/GB2079112B/en not_active Expired
- 1981-06-29 ES ES503497A patent/ES503497A0/en active Granted
- 1981-06-29 SE SE8104063A patent/SE447525B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 GB GB8119973A patent/GB2079113B/en not_active Expired
- 1981-06-29 SE SE8104061A patent/SE447524B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 ES ES503496A patent/ES503496A0/en active Granted
- 1981-06-29 NO NO812218A patent/NO157400C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 NL NLAANVRAGE8103122,A patent/NL190214C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 NL NLAANVRAGE8103124,A patent/NL189988C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 FI FI812024A patent/FI74368C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 FI FI812026A patent/FI76456C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 NO NO812216A patent/NO157398C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 NO NO812217A patent/NO157399C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 FI FI812025A patent/FI79428C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 SE SE8104062A patent/SE450985B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 ES ES503493A patent/ES8300233A1/en not_active Expired
- 1981-06-29 NL NL8103123A patent/NL192652C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-29 GB GB8119974A patent/GB2079114B/en not_active Expired
- 1981-06-30 DE DE19813125788 patent/DE3125788A1/en active Granted
- 1981-06-30 CH CH4293/81A patent/CH654703A5/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 KR KR1019810002351A patent/KR880000106B1/en active
- 1981-06-30 BR BR8104158A patent/BR8104158A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 KR KR1019810002350A patent/KR880000105B1/en active
- 1981-06-30 AT AT0291581A patent/AT372796B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 AU AU72394/81A patent/AU545125B2/en not_active Expired
- 1981-06-30 KR KR1019810002352A patent/KR840002491B1/en active
- 1981-06-30 BR BR8104156A patent/BR8104156A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 AT AT0291681A patent/AT386911B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 CH CH4294/81A patent/CH660653A5/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 IT IT22650/81A patent/IT1137985B/en active
- 1981-06-30 AU AU72393/81A patent/AU544888B2/en not_active Expired
- 1981-06-30 IT IT22652/81A patent/IT1137987B/en active
- 1981-06-30 AT AT0291481A patent/AT386304B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 AU AU72365/81A patent/AU546641B2/en not_active Expired
- 1981-06-30 IT IT22651/81A patent/IT1137986B/en active
- 1981-06-30 BR BR8104157A patent/BR8104157A/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 DE DE19813125790 patent/DE3125790A1/en active Granted
- 1981-06-30 CH CH4292/81A patent/CH662684A5/en not_active IP Right Cessation
- 1981-06-30 DE DE3125789A patent/DE3125789C2/en not_active Expired
-
1984
- 1984-09-19 KR KR1019840005735A patent/KR840002492B1/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-01-16 SG SG43/85A patent/SG4385G/en unknown
- 1985-01-16 SG SG45/85A patent/SG4585G/en unknown
- 1985-01-16 SG SG42/85A patent/SG4285G/en unknown
- 1985-04-04 HK HK282/85A patent/HK28285A/en not_active IP Right Cessation
- 1985-04-04 HK HK284/85A patent/HK28485A/en not_active IP Right Cessation
- 1985-04-04 HK HK283/85A patent/HK28385A/en not_active IP Right Cessation
- 1985-12-30 MY MY1147/85A patent/MY8501147A/en unknown
- 1985-12-30 MY MY1149/85A patent/MY8501149A/en unknown
- 1985-12-30 MY MY1148/85A patent/MY8501148A/en unknown
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4490691A (en) | Compressor-expander circuits and, circuit arrangements for modifying dynamic range, for suppressing mid-frequency modulation effects and for reducing media overload | |
CA1257338A (en) | Filter arrangement for an audio companding system | |
EP0599132B1 (en) | System for processing an audio signal | |
US4281295A (en) | Noise reducing apparatus | |
KR900008595B1 (en) | Adaptive signal weighting system | |
JPH0270134A (en) | Noise reducer for electric acoustic system | |
US4460871A (en) | Multiband cross-coupled compressor with overshoot protection circuit | |
US4661851A (en) | Apparatus for reducing the effect of noise interference in audio companding system | |
NO157399B (en) | SIGNAL COMPRESSOR AND CONNECTING SIGNAL EXPANDS FOR USE IN ETSIGNAL TRANSMISSION SYSTEM. | |
KR880000597B1 (en) | Noise reduction circuit | |
US3803496A (en) | Receiving apparatus | |
US7274793B2 (en) | Excursion limiter | |
US7474707B2 (en) | Bandwidth reduction of an FM broadcast signal using a baseband precompensation technique | |
JPH0243381B2 (en) | ||
US8190427B2 (en) | Compander which uses adaptive pre-emphasis filtering on the basis of linear prediction | |
US2845490A (en) | Rumble eliminator | |
US4691234A (en) | Noise reduction circuit for television multi-channel sound | |
CA1219810A (en) | Audio compressors and expanders | |
CA1201388A (en) | Improvements in audio compressors and expanders | |
Tyler et al. | A companding system for multichannel TV sound | |
Peissig et al. | Digital emulation of analog companding algorithms for FM radio transmission | |
Dolby | A 20 dB audio noise reduction system for consumer applications | |
FR2485836A1 (en) | Modulation suppression circuit for signal compressor or expander - uses band rejection circuit to attenuate upper and/or lower end of dynamic range | |
JPS5937904B2 (en) | Breathing elimination circuit for signal compression/expansion equipment | |
JPH01236710A (en) | Noise reduction circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |
Free format text: EXPIRED IN JUNE 2001 |