DE2360984C3

DE2360984C3 - Grundschaltung für Allpass-Nachhall-Einrichtung mit einer MOS-Verzögerungsleitung

Info

Publication number: DE2360984C3
Application number: DE2360984A
Authority: DE
Inventors: Fritz Guenter Dipl.-Phys. Dr.Rer.Nat. 7800 Freiburg Adam
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1979-12-20
Also published as: JPS5092722A; DE2360984A1; IT1026730B; DE2360984B2; FR2254151A1; FR2254151B1; US3939437A; NL7415730A

Description

Ez =

aufweist.

JO

ausgelegt ist, wobei 2^ri

gd die Dämpfung der MOS-Verzögerungsleitung,

g_x der Verstärkungsfaktor des Rückkopplungsverstärkers,

gy der Verstärkungsfaktor des Ausgangsverstärkers und

ge der Verstärkungsfaktor des Signalverstärkers

bedeuten. r.

2. Grundschaltung nach Anspruch I, dadurch dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungsverstärker (g,) und der Ausgangsverstärker (g_s) durch je eine ohmsche Verbindung ersetzt sind und der Signalverstärker (g_r) eine Verstärkung von 4»

aufweist. · <r>

3. Grundschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungsverstärker (g,) und der Signalverstärker (g,) durch je eine ohmsche Verbindung ersetzt sind und der Ausgangsverstärker einen Verstärkungsfaktor von ^r,o

aufweist.

4. Grundschaltung nach Anspruch 1, dadurch γ, gekennzeichnet, daß der Ausgangsverstärker (g_f) und der Signalverstärkcr (g,) durch je eine ohmsche Verbindung ersetzt sind und daß der Rückkopplungsverstärkerden Verstärkungsfaktor von

Die Erfindung geht aus von einem Aufsatz von M. R, Schröder »Natural Sounding Artificial Reverberation« in »Journal of the Audio Engineering Society«, 10/3, (Juli 1962), Seiten 219 bis 223. Dieser Aufsatz beschäftigt sich mit einer Grundschaltung für eine Allpass-Nachhall-Einrichtung imit einer über einen Rückkopplungsverstärker und einer ersten am Eingang der Gmndschaltung angeordneten Addierschaltung rückgekoppelten Verzögerungsleitung in Reihe mit einem Ausgangsverstärker zwischen dem Ausgang der ersten Addierschaltung und einem ersten Eingang einer zweiten, am Ausgang der Gnundschaltung liegenden zweiten Addierschaltung, deren zweiter Eingang an den Ausgang eines Signalverstärkeirs geschaltet ist, dessen Eingang mit dem Eingang der ersten Addierschaltung verbunden ist.

In dem vorstehend erwähnten Aufsatz wird eine Verzögerungsleitung vorausgesetzt, welche weder eine Verstärkung oder Dämpfung noch eine Frequenzabhängigkeit aufweist, d. h. mit gd= 1, womit im folgenden die Dämpfung der Verzögerungsleitung bezeichnet werden soll. Aus dem Aufsatz ist ferner die Lehre zu ziehen, daß zur Erzielung von Allpass-Eigenschaften drei Verstärker bzw. Dämpfungsglieder mit bestimmten Verstärkungs- bzw. Dämpfungsfaktoren erforderlich sind. Die Erfindung beschäftigt sich dagegen mit einer Grundschaltung für eine Allpass-Nachhall-Einrichtutig, bei der als Verzögerungsleitung eine beispielsweise aus der Zeitschrift »Elektor« (Januar 1973), Seiten 112 bis 117, bekannte MOS-Verzögerungsleitung verwendet wird. Bei einer solchen Verwendung treten besondere Probleme bei der Auslegung und dem Abgleich der Verstärker auf, deren Verstärkungsfaktoren frequenzabhängig sein müssen.

In der Praxis hat eine MOS-Verzögerungsleitung nämlich eine frequenzabhängige Dämpfung von der Form

gä = Äo · cxp(- n_d<\. ■ sin² j-

f = Signalfrequenz

fr = Taktfrequenz

n_d = Stufenzahl (Zahl der die Verzögerungszeit τ

bestimmenden Stufen) Am—maximale Stufendämpfung bei Λ= f_c 12.

Für großes nJS_m muß daher mit merklichen Abweichungen vom Allpassverfahren gerechnet werden. Um Schröders Voraussetzung gj = 1 zu erfüllen, muß man zwei Maßnahmen treffen:

1. Maß muß eine Verzögerungsleitung mit Signalregenerierung verwenden, wodurch der Exponentialfaktor in (1) in guter Näherung gleich eins gemacht wird. Hierfür stehen erprobte Signal-Regenerierungsschaltungen zur Verfügung.

2. Es muß go — I gemacht werden.

Die Erfindung betrifft somit eine Gri/ndschaltung für eine Allpass-Nachhall-Einrichttmg mit einer über einen RückkopplungsverstärkiT und dem ersten Eingang einer ersten am Ausgang der Rückkopplungsvcrstärkers angeordneten Addierschnltung rückgekoppelten MOS-Verzögerungsleitung, die in Reihe mit einem Ausgangsverstärker zwischen dem Ausgang der ersten Addicrschaltung und einem ersten Eingang einer zweiten am Ausgang der Grundschaltung liegenden

zweiten Addierschaltung liegt, deren zweiter Eingang an den Ausgang eines Signalverstärkers geschaltet ist, dessen Eingang mit dem zweiten den Eingang der Grundschaltung bildenden Eingang der ersten Addierschaltung verbunden ist. Das erwähnte Problem der Auslegung und dem Abgleich der erforderlichen Verstärker wird erfindungsgemäß dadurch wesentlich vereinfacht, daß zwei der drei Verstärker durch eine ohmsche Verbindung ersetzt sind und der dritte Verstärker nach der Gleichung

1-

ausgelegt ist, wobei

gd die Dämpfung der MOS-Verzögerungsleitung,

gx der Verstärkungsfaktor des Rückkopplungsverstärkers,

gy der Verstärkungsfaktor des Ausgangsverstärkers und

g_z der Verstärkungsfaktor des Signalvemärkcrs bedeuten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, deren

Fig. 1 das um das Dämpfungsglied gd erweiterte Blockschaltbild nach dem eingangs erwähnten Aufsatz von M. R. Schröder bedeutet und deren

Fig.2 bis 4 die Ersatzschaltbilder dreier Ausführungsformen einer Grundschaltung nach der Erfindung zeigen.

Anstatt go = 1 zu machen, wird bei der Erfindung von der Fragestellung ausgegangen, wie groß die Verstärkungen gx,gyundg,sein müssen, wenn

gj = go Φ I

ist, d. h. wenn die Lcilungsdämpfiing irgendeinen vorgegebenen konstanten Wert hat.

Diesen allgemeinen Fall kann man in entsprechender Weise wie den Spczialfall bei Schröder behandeln. Für eine Diracsche Dcltafunktion h_t{t) — f)(t) am Eingang mit der Amplitudenfunktion Wc (ω) = I erhält man die Ampliuidenfunktion am Ausgang der Grundeinheit von Fig. 1:

• e-"·¹

Aus der Allpass-Bedingung, daß die Amplitude von H₃ unabhängig von der Frequenz ω sein soll:

//„(«.) = konst.,

erhält man

I —

Die Grundschaltung nach der Erfindung betrifft drei Fälle von Verstärkungsfaktorkombinationen, die in der folgenden Tabelle neben dem allgemeinen Fall der F i g. 1 zusammengestellt sind.

Tabelle Fall Verstärkungsfaktor-

gemäß Fig. Kombination

Beziehungen zwischen den Verstärkungsfaktoren

SjgxgySz

gjlg.-

„ -

ι —

- tin

In der Tabelle werden Beziehungen zwischen den Verstärkungs- bzw. Dämpfungsfaktoren g,u gx, g_y und g, angegeben.

Die F i g. 2 bis 4 zeigen diese drei Ausführungsformen der Grundschaitung nach der Erfindung mit nur je einen Verstärker, der an die frequenzabhängige Dämpfung der MOS-Verzögerungsleitung anzupassen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Grundschaltung für eine Allpass-Nacnhall-Einrichtung mit einer über einen Rückkopplungsverstärker und dem ersten Eingang einer ersten am Ausgang des Rückkopplungsverstärkers liegenden Addierschaltung rückgekoppelten MOS-Verzögerungsleitung, die in Reihe mit einem Ausgangsverstärker zwischen dem Ausgang der ersten Addier- ι ο schaltung und einem ersten Eingang einer zweiten am Ausgang der Grundschaltung liegenden zweiten Addierschaltung liegt, deren zweiter Eingang an den Ausgang eines Signalverstärkers geschaltet ist, dessen Eingang mit dem zweiten den Eingang der Grundschaltung bildenden Eingang der ersten Addierschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der drei Verstärker durch eine ohmsche Verbindung ersetzt sind und der dritte Verstärker nach der Gleichung