DE2463193C2

DE2463193C2 - Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereichs eines Eingangssignals

Info

Publication number: DE2463193C2
Application number: DE19742463193
Authority: DE
Inventors: Ray Milton London Dolby
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp; Dolby Laboratories Inc
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp; Dolby Laboratories Inc
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1974-05-15
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE2423475C2; SE403333B; CA1000617A; DE2463192C2; NL186053B; JPS5032814A; JPS5920205B2; NL186053C; FR2230119B1; US3909733A; SE421264B; FR2230119A1; NL7406698A; SE7710588L; DE2423475A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereichs eines Eingangssignals nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (DE-OS 11 347). Diese bekannte Schaltungsanordnung ermöglicht es, einen Presser, einen Dehner bzw. eine aus Presser und Dehner bestehende Störsignalverminde rungseinrichtung aufzubauen, bei der nur ein einziger Übertragungskanal erforderlich ist, der im übrigen aber äquivalent bekannten Schaltungsanordnungen zur Änderung des dynamischen Bereichs eines Nachrichtensignals ist, bei denen neben dem eigentlichen Ubertragungskanal wenigstens ein paralleler weiterer Kanal mit Begrenzereigenschaften, die auch frequenzselektiv wirken können, vorgesehen ist (DE-GS 14 87 276; 19 00 639; 19 54 328); statt den Kanal mit begrenzenden Eigenschaften auszustatten, ist es auch bekannt diesen mit Übertrager-Eigenschaften auszustatten, d. h. dieser Kanal überträgt ein oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegendes Signal linear, weist jedoch unterhalb des Schwellwertes eine mit der Signalamplitude abnehmende Verstärkung auf (DE-OS 23 21 686).

Bei der eingangs genannten bekannten Schaltungsanordnung ist nur allgemein das Prinzip verwirklicht, mit einem einzigen Übertragungskanal auszukommen, es sind jedoch keine Möglichkeiten vorgesehen, etwa die Bandflanke bei einer Schaltungsanordnung mit einem, oder scgsr nur einem zu beeinflussenden Frequenzband optimal zu gestalten, wie es für Parallelanordnungen bekannt ist (DE-OS 19 54 328).

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannte Schaltungsanordnung in der Weise auszubilden, daß die gleiche optimale Flankensteilheit fü? eine variable untere Bandbegrenaing erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3, wobei die Ausgestaltung nach Anspruch 3 insoweit besonders interessant ist, als sie praktisch zu der gleichen Kennlinie führt, wie die zuletzt genannte bekannte Schaltungsanordnung mit parallelen Schaltungen.

Bei den bekannten Schaltungsanordnungen waren zusätzlich zur variablen Impedanz noch momentan wirkende Begrenzungseinrichiungen vorgesehen, um Überschwingungen der eingeführten Spannung bei extrem kurzen Anstiegszeiten über einen kleinen Bruchteil hinaus zu unterdrücken. Solche Überschwingungs-Unterdrückungseinrichtungen, etwa in Form von vorgespannten Dioden, werden zweckmäßigerweise auch beim Gegenstand der Erfindung vorgesehen.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

F i g. 1 ein frequenzselektives Widerstandsnetzwerk, das für eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art geeignet ist;

F i g. 2 eine Abwandlung der Einrichtung nach F i g. I mit Mitteln zum Begrenzen von Überschwingungen,

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, die zur Überschwingungsbegrenzung verwendet werden kann,

F i g. 4 eine Möglichkeit zur Ankopplung des Widerstandsnetzwerks als Störsignalverminderungseinrichtung an die bekannte Schaltungsanordnung.

F i g. 1 stellt ein frequenzselektives Widerstandsnetzwerk dar, das an Stelle der einfachen Netzwerke bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art für eine Heim-Störsignalverminderungseinrichtung geeignet ist. Die resultierende Kennlinie der Störsignalverminderungseinrichtung entspricht der in der DE-OS 19 54 328 beschriebenen. Ein über eine erste Impedanzeinrichtung Zi in Form eines ohmschen Widerstands zugeführter Strom / ruft über einer zweiten Impedanzeinrichtung Ζ, einen Spannungsabfall V, entsprechend einer Wiederstandsfunktion F (i) hervor. Ein festes

Hochpaßfilter, das durch G und Rt mit einer Grenzfrequenz von 1,5 kHz gebildet ist, wird durch eine vom Strom /abhängige Spannung κ gespeist Das Ausgangssignal des festen Hochpaßfilters wird einem veränderbaren Hochpaßnetzwerk zugeführt, das einen Längskondensator C₂ und einen veränderbaren ohmschen Parallelwiderstand R_v aufweist. Zur Erzielung eines optimalen Phasengangs liegt parallel zum Kondensator Ci ein ohmscher Widerstand A₂, so daß sich eine Zeitkonstante A₂C₂ ergibt, die einer Obergangsfrequenz von 750 Hz entspricht Der veränderbare ohmsche Widerstand R_v wird in Abhängigken von der an ihm abfallenden Spannung V₅ so geregelt, daß die Spannung V₅ bei hohen Signalamplitüden begrenzt wird. Die dabei erzeugte Spannung V₅ wird in Reihe in den Stromkreis eingekoppelt Das frequenzselektive Widerstandsnetzwerk nach F i g. 1 wird normalerweise verwendet, um eine Gesamtdynamikänderung und Störsignalverminderung von etwa 10 dB oberhalb von etwa 14 kHz zu bewirken.

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V_s symbolisch dargestellt; es können beliebige dafür geeignete Verfahren, beispielsweise die Schaltung nach F Ί g. 4 verwendet werden.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Schaltung ist ein niederohmiger Widerstand 35 zur Erfassung des Stroms vorgesehen. Das resultierende Signal wird über einen Transformator 36 und Verstärker 37 geleitet und dann in der Störsignalverminderungsschaltung 38 entsprechend verarbeitet Das resultierende Störsignalverminderangssignal V, erscheint dann schließlich in dem Kreis zwischen den Anschlüssen 1 und 2.

Bei einem sprungartigen Anstieg der Signalamplitude kann eine Überschwingung im Signal V₅ entstehen. Wie Fig.2 zeigt, ist es möglich, diese selbst bei extremen Obergangsbedingungen durch Verwendung eines nichtlinearen Begrenzers 27, der beispielsweise nichtlineare Elemente, wie Dioden, enthält, auf eine kleine Amplitude zu begrenzen. Konstantstromdioden können in ähnlicher Weise verwendet werden, wenn der durch den veränderbaren Widerstand fließende Strom, nicht die Spannung, bei hohen Eingangssignalamplituden auf einen kleinen Wert zu begrenzen ist Die Dioden können an den veränderbaren ohmschen Widerstand R_r angeschlossen oder angekoppelt oder irgendwo später in dem Stromkreis so eingesetzt werden, daß sie Oberschwingungen des Signals V₅ begrenzen.

Die Signalamplitude an der Stelle, ?ji der die Dioden angeordnet sind, ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine gute Begrenzungswirkung mittels herkömmlicher Dioden erzielt wird. Mitunter ist die verfügbare Signalspannung jedoch zu niedrig. In a.esen Fällen ist es möglich, eine verstärkende negative Rückführung bzw. einen Rückkopplungskreis mit negativem Verstärkungsfaktor zu verwenden, die bzw. der die Dioden 28 und einen Umkehrverstärker 29 enthält, wie es in F i g. 3 dargestellt ist Der am Eingang erforderliche Spannungsausschlag ist um den Faktor der Verstärkung des Rückkopplungskreises bzw. der Rückführung verringert, was zur Folge hat daß der Begrenzungsschwellwert in entgegengesetzter Richtung gegenüber der des Eingangssignals verschoben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!O

I. Schaltungsanordnung zur Änderung des dynamischen Bereichs eines Eingangssignals, bestehend aus zwei Impedanzeinrichtungen, die in Reihe zwischen EiRgangsanschlüssen liegen, an die eine Spannungsquelle oder eine Stromquelle als Treiber angeschlossen ist, wobei die erste Impedanzeinrichtung aus wenigstens einem Widerstand besteht und eine Charakteristik ergibt, die bei irgendeiner beüeibigen Frequenz linear mit Bezug auf den dynamischen Breich ist, und die zweite Impedanzeinrichtung für eine variable Impedanz sorgt, die so angeordnet ist, daß sie in Abhängigkeit vom Signaipegel in der Schaltung variiert, und Ausgangseinrichtungen, um ein Ausgangssignal abzuleiten, das dem Strom durch die Schaltung im Falle einer Spannungsspeisung und der Spannung über der Schaltung im Falle einer Stromspeisung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite !mpedanzemriehtüng (Z₅), aus zwei Anschlüssen {{, 2), einem sich zwischen diesen beiden Anschlüssen erstreckenden Stromweg und einer frequenzselektiven Schaltung (Q, C₂, Ru R₂, Rv, 18) besteht, die auf den im Stromweg fließenden Strom anspricht, um eine Spannung an den Stromweg zwischen den beiden Anschlössen anzulegen, und daß die frequenzselektive Schaltung eine Reihenschaltung aus zwei Filtern (Q, R₁; C₂, R₂, Rv) aufweist, die so angeordnet sind, daß die anzulegende Spannung gebildet wird wobei das eine Filter (Q, R₁) ein Filter mit fester Hochpaßkennlinie ist und das andere (C₂, R₂, Rv) variable Hocnpaßeigenschaften hat, die so variieren, daß die anzulegende Spannung auf einen kleinen Bruchteil der Spannung Ober der ersten Impedanzeinrichtung (Zt) beim maximalen Signalpegel beschränkt wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stromweg angelegte Spannung eine solche Polarität hat, daß der zweiten Impedanzeinrichtung (Z₁) die Charakteristik einer Impedanz mit einem positiven Widerstand erteilt -wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektive Schaltung oberhalb etwa 1,5 kHz wirksam ist und daß der relative Wert des Widerstandes der ersten Impedanzeinrichtung (Zi) 1,00 beträgt und der der Widerstandskomponente (Rl) der zweiten Impedanzeinrichtung (Z,) etwa 2,16 beträgt, um eine Änderung des dynamischen Bereichs von 1OdB zu erhalten.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß momentan wirkende Begrenzungseinrichtungen (27; 28/29) vorgesehen Jind, um Überschwingungen der angelegten Spannung (V,) zu unterdrücken.