DE2749986A1 - Verfahren zur adaptiven filterung von tonfrequenzsignalen sowie adaptives filtersystem zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Patentanwälte Oip^.-Iog. Cuit Wallach

Dipi.-ing. Günther Koch

A9986 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

λ Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D -8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 8. November 1977

Unser Zeichen: I5 965 -

DBX, Inc.
Newton, Massachusetts, USA

Verfahren zur adaptiven Filterung von Tonfrequenzcignalen
sowie adaptlves Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens

Patentanwälte Dip¹.-'ng. Curt Wallach

, JIQ. Dipl.-!ng. Sünthor Koch

2 7 A 9 9 8 6 Dipl.-Phys. Dr2flh4>SKkft&ch

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D -8000 München 2 Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 8. November 1977

Unser Zeichen: I5 965 - Fk/Ne

DBX, Inc.
Newton, Massachusetts, USA

Verfahren zur adaptiven Filterung von Tonfrequenzsignalen sowie adaptivesFiltersystem zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur adaptiven Filterung von Tonfrequenzsignalen sowie auf ein adaptives Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens zur Verringerung des Rauschens und von Störungen in Tonfrequenzsignalen und insbesondere auf automatisch veränderliche Bandpaßsysteme, die Kompandor-Techniken, d>h. Dynamikpresser- und -dehner-Systeme verwenden.

Obwohl viele Tonfrequenzbauteile, die heute zur Verfügung stehen, einen vernachlässigbaren Beitrag an Rauschen und Verzerrungen bei der Tonfrequenzwiedergabe ergeben, liefern einige Bauteile, insbesondere FM-Rundfunk- und Empfangskanäle sowie Tonbandauf zeichnungs- und Wiedergabekanäle einen sehr deutlichen Rauschund Störbeitrag, wenn sie als Teil eines Tonwiedergabesystems

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verwendet werden.

Eine üblicherweise verwendete Technik zur Verringerung der Auswirkungen von Kanalrauschen besteht in einer Codierung des Tonfrequenzsignals (üblicherweise durch Komprimierung oder Dynamikpressung des dynamischen Bereiches des Signals) bei der Aufzeichnung oder Aussendung des Signals und in der Decodierung des Signals (üblicherweise durch Dynamikdehnung des dynamischen Bereiches des komprimierten Signals) bei der Wiedergabe. Diese Technik, die allgemein als Kompandortechnik bezeichnet wird, ist beispielsweise in der US-Patentschrift 5 789 14} beschrieben. Bei Kompandor-rRauschverringerungssystemen stellt die Modulation des Systemrauschens durch das Tonfrequenzsignal jedoch eine wesentliche Grenze für die wahrgenommene Klangreinheit dar. Die am stärksten kritischen Signale bezüglich der Rauschmodulation sind die Signale, die eine relativ größere Spektralreinheit aufweisen, d.h. der dominierende oder größere Teil der üignalenergie des Signals ist in einem Teil des Tonfrequenzspektrums konzentriert und es befinden sich nur sehr geringe Energieoder Informationsanteile in anderen Bereichen des Tonfrequenzspektrums. Wenn beispielsweise ein Tonfrequenzsignal überwiegend Energie bei niedriger Frequenz enthält, wie z.B. ein Signal, das einen eine tiefe Frequenz aufweisenden Klavierton oder eine Kesselpauke, so bewirkt das Tonfrequenzsignal, obwohl es im Sinne einer "Uberdeckung" der niederfrequenten Teile des Systeinrauschens wirkt, außerdem eine Modulation der eine mittlere oder hohe Frequenz aufweisenden Teile des Systemrauschens, so daß ein an- und abschwellender oder Atem-Effekt in dem wahrgenommenen Klang hervorgerufen wird. In gleicher Weise wirkt ein Tonfrequenzsignal, das überwiegend hochfrequente Energieanteile aufweist (wie es beispielsweise von einer Triangel hervorgerufen wird) im Sinne einer Uberdeckung des höherfrequenten Rauschens, es moduliert Jedoch die eine niedrige oder mittlere Frequenz aufweisenden Teile des Systemrauschens, so daß eine in gleicher Weise störende Modulation hervorgerufen wird. Eine ausführlicher Erläuterung der Uberdeckung von Rauschen

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durch Tonsignale findet sich in der Literaturstelle "Journal of the Acoustical Society of America", Band 41, Nr. 3 (I967) Seiten 700 bis 705.

Obv.ohl bekannte Mehrband-Xompandorsysteme dieses Problem beträchtlich verringern können, sind diese Systeme kompliziert, kcstspielig und sie multiplizieren Freqenzübertragungsfehler, so daß sie für die Verwendung bei allgemeinen Anwendungen, beispielsweise im privaten Bereich unpraktisch sind. Weiterhin sind derartige Systeme unerwünscht, weil die Steuerfunktionen der Systeme üblicherweise durch Absolutsignalpegel bestimmt sind .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein adaptives Filtersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Verringerung des Rauschens in Tonfrequenzsignalen ermöglicht und das die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist, so daß sich ein relativ einfacher Aufbau ohne das Auftreten einer Modulation des Systemrauschens durch das Nutzsignal ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße adaptive Filtersystem bildet ein adaptives Signalbewertungssystem mit einem Filter, das in Abhängigkeit von einem Befehlssignal die Beziehung des Spektralbereiches der dominierenden Energie in einem Signal zu den anderen Spektralbereichen dieses Signals ändern kann, wobei das Befehlssignal als Funktion der Frequenz dieser dominierenden Signalenergie erzeugt wird. Vorzugsweise wird ein Rauschverringerungs-Codier- und Decodiersystem geschaffen, das komplementäre Nachlauffilter aufweist, die ein Minimum oder ein Maximum beim

Spektralbereich der dominierenden Signalenergie aufweisen, so daß dieser Spektralbereich des Tonfrequenzsignals während des Codierungs- und Decodierungsprozesses adaptiv bewertet wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die adaptive Signalbewertung erzielt, die erforderlich ist, damit irgendein Tonfrequenzsignal, dessen Hauptenergie in einem Bereich des Spektrums konzentriert ist, ohne ^MAtmungs-^MEffekte auf Grund von Verstärkungsänderungen kompandiert werden kann, die das Hintergrundrauschen des Aufzeichnungsmediums beeinflussen.

Bei dem erfindungsgemäßen Rauschverringerungs-Codier- und Decodier-Filtersystem wird die adaptive Signalbewertung in einer Weise durchgeführt, die unabhängig von den Pegeleinstellforderungen bei den Codierungs- und De Codierungssystemen ist.

Trotz des einfachen Aufbaus des erfindungsgemäßen Systems ergibt sich der Vorteil, daß die S teuer funkt ionen des Rauschverringerungssystems durch Signalverhältnisse und nicht durch Absolutsignalpegel bestimmt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein verbessertes Tonfrequenzsignal-Rauschverringerungssystem vom Kompandor-Typ geschaffen, bei dem der gesamte dynamische Bereich des Tonfrequenzsignals codiert wird, wobei ausgewählte Teile des Tonfrequenzspektrums vor der Aufzeichnung (oder übertragung) geändert werden und bei dem der gesamte Bereich des codierten Signals decodiert wird, wobei entsprechende Teile des Signals bei der Wiedergabe mit einer genau komplementären Punktion geändert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verstärkungssteuerung proportional von dem Effektivwert des Tonfrequenzsignals abgeleitet und die Änderung der niederfrequenten und hochfrequenten Teile des Tonfrequenzspektrums, die nicht durch das Signal eingenommen werden, hängt von der Mittenfrequenz-

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Information ab.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein adaptives Signalbewertungs-Filtersystem zur Codierung und Decodierung eines elektrischen Programm-Eingangssignals derart verwendet, daß der dynamische Bereich des Eingangssignals verbessert wird. Das System schließt ein Filter ein, das auf ein Steuersignal anspricht, um den Spektralbereich der dominierenden Signalenergie des übertragenen Signals gegenüber anderen Spektralbereichen des übertragenen Signals um einenWert zu ändern, der entsprechend dem Steuersignal bestimmt wird. Es sind weiterhin Frequenzdiskriminatoreinrichtungen vorgesehen, um den Spektralbereich der dominierenden Signalenergie in dem ausgesandten Signal und zur Lieferung des Steuersignals als Funktion der Frequenz der dominierenden Signalenergie vorzusehen. Durch die Verwendung zweier derartiger Filtersysteme in komplementärer Weise zur Codierung und Decodierung des übertragenen Signals kann der Spektralbereich der dominierenden Signalenergie bei der Codierung einer Anhebung oder Preemphasis und bei der Decodierung einer Absenkung oder Deemphasis unterworfen werden, um das Signalrauschen zu verringern. Der hler verwendete Ausdruck "Preemphasis" soll die änderung der Größe ausgewählter Frequenzkomponenten eines elektrischen Signals bezüglich der Größe oder der Stärke anderer Frequenzkomponenten zur Verringerung des Rauschens in nachfolgenden Punkten des Systems bedeuten. Diese Änderung kann in negativer Weise erfolgen, bei der die Stärke der ausgewählten Frequenzkomponenten verringert wird oder die Änderung kann in positiver Richtung erfolgen, wobei die Stärke der ausgewählten Frequenzkomponenten vergrößert wird. In ähnlicher Weise soll der hier verwendete Ausdruck "Deemphasis" bedeuten, daß die ausgewählten Frequenzkomponenten des codierten Signals in entweder negativer oder positiver Richtung in komplementärer Weise zur Änderung des ursprünglichen Signals geändert werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann das Filtersystem so modifiziert werden, daß Kompandortechnlken verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Auführungsbe!spielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des

Tonfrequenz-Rauschverringerungs-Codierungssystems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs-

formeines komplementären Tonfrequenz-Rauschverringe rungs -De codier sy stems, das in Verbindung mit dem System nach Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 3 ein Schaltbild der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaltbild der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 5A und 5B zwei beispielhafte idealisierte Amplituden-Frequenzgang-Kurven der Pfade für niedrige und hohe Frequenzen des spannungsgesteuerten Filters der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 6 eine Gruppe von beispielhaften Amplituden-

Frequenzgang-Kurven für verschiedene Tonfrequenzsignale, deren Signalenergie in verschiedenen Teilen des Tonfrequenzspektrums konzentriert sind, wobei diese Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise der Ausführungsform nach Fig. 3 dient;

Fig. 7 zwei beispielhafte Einton-Amplltuden-Frequenz-

gangkurven der bevorzugten Codier- und Decodiersysteme nach den Figuren 2 und 4.

Bei Signal-Rauschverringerungssystemen müssen irgendwelche Maßnahmen vorgesehen werden, die berücksichtigen, daß das

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n.er.Fohlichf: '. hr für spektral v.eit von den. Signal entferntes bauschen außerordentlich empfindlich ist, insbesondere dann, wenn dieses !lauschen nicht konstant ist. Systeme, die Kompanaortechniken verwenden, bei denen ein Signal, dessen Hauptenergie in einem Teil des Spektrums konzentriert ist, korupandieren, rufen weiterhin "Atem"-Effekte auf Grund von Verztärkungsänderungen hervor, die das Hintergrundrauschen des Aufze ichnungr:r;ied iums bee in flüssen.

Wenn ein ^inienspcktrum-o ignal mit beispielsweise IOC Hz sich in seiner Intensität auf dem Aufzeichnungsmedium zeitlich ändert, d.h. nach der K empress ion, so kann nach der Expansion eindeutig gehört v;erden, daß sich das häuschen in dem 1 bis 16 kHz· Bereich mit dem Signal ändert. Aus der¹ vorstehend genannten Litera· turstelle ist zu entnehmen, daß verstärkungsmoduliertes Breitbandrauschcn in diesem Eereich wahrgenommen werden kann, wenn es 6c dB unter einem Sinusschwingungssignal von ICO Hz bei einem Sehalldruokpegel von ICC dB liegt. Magnetband, das bei einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit vcn 19 cm/sec verwendet wird, weist ein Ereitbandrauschen von ungefähr 55 dB bei einem Aufzeichnungspegel von 200 nW/m auf. Schallplattenaufzeichnungen sind üblicherweise etwas besser hinsichtlich des kontinuierlichen Rauschens (im Gegensatz zu unregelmäßigem Rauschen und Störungen v/ie z.B. Knall- und Knackgeräusche) . Es wird daher angenommen, daß eine 25 dB-Bewertung des übertragenen Signals am hohen Ende des Spektrums mit einem geringeren Wert in dem mittleren Spektralbereich erforderlich sein würde, um eine Rauschmodulation bei einem Hörpegel mit 100 dB Schalldruckpegel (SPL) unhörbar zu machen. Eine etwas geringere Bewertung würde ausreichend sein, damit dieses Rauschen die Signalqualität nicht mehr verschlechtert.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird daher der Signalausgang des Wiedergabesystems in dem Spektralbereich von spektral

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stark kenzentrierten Signalen angehoben oder verstärkt, tintsprechend muß dieses Signal bei der Aufzeichnung in diesem Spektralbereich in komplementärer Weise abgesenkt oder abgeschwächt werden.

Erfindungsgemäß werden komplementäre Kachlauffilter verwendet, die in komplementärer Weise das übertragene Signal bei der Frequenz der dominierenden Signalenergie bei der Aufzeichnung und Wiedergabe ändern. Es sind geeignete Einrichtungen vorgesehen, um Befehle an diese Nachlauffilter zu geben, damit diese bei dem richtigen Spektralenergie-Mittelpunkt des Signals eine Absenkung (Verringerung des Signals) und Anhebung (Verstärkung des Signals) durchführen.

In den Zeichnungen und insbesondere in den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform bevorzugter Codier- und Decodiersysteme gezeigt, die so ausgelegt sind, daß sie den dynamischen Bereich des elektrischen Tonsignals verbessern, das mit E_in bezeichnet ist und dem Eingangsanschluß 22 des Systems zugeführt wird. Das Codierungssystem nach Flg. 1 schließt allgemein das insgesamt mit 16 bezeichnete adaptive Signalbewertungsfilter ein, in dem das ankommende Signal im Spektralbereich der dominierenden Signalenergie geändert wird. In ähnlicher Weise weist das in Fig. 2 gezeigte De Codierungssystem ein komplementäres Ilachlauffilter 16A auf, das diesen Spektralbereich der dominierenden Signalenergie bei der Decodierung des Signals ändert. Wie dies irn folgenden noch näher erkennbar ist, können die Filter 16 und IbA Jeweils mit einem Verstärkungssteuermodul verwendet werden, so daß nicht nur der Spektralbereich der dominierenden Signalenergie des übertragenen Signals in komplementärer Weise abgesenkt und angehoben wird, sondern auch das Signal bei der Aufzeichnung bzw. Wiedergabe des Signals komprimiert bzw. expandiert wird.

Entsprechend kann das Filter 16 mit einem insgesamt mit 18 bezeichneten Kompressor verwendet werden, um ein Kompressorsystem (siehe Flg. 1) zur Kodierung eines elektrischen Ton-

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fre-querizsignals E. vor der Ütertragung oder Aufzeichnung zu bilden, wodurch ausgewählte Teile des Tonfre^uenzspektrums einer Preemphasis unterworfen werden.

In ähnlicher »el;::.· kann das Filter IuA mit einem Expander oder Dynanikdehner ve rv/ende t werden, der allgemein mit 18a bezeichnet ist, urn ein Dynaniikdehnc-rsystem (siehe Fig. 2) zur Decodierung des dem Systemeingangsnncohluß 22A bei der Wiedergabe züge führten cod leiten signals E. zu bilden, so daß dieses einer De emphasis-V/irkung unterworfen wird.

i^as System nach Fig. 1 weist ein Eingangspuffer- und Tiefpaßfilter 20 zur Begrenzung der Bandbreite der Programminformation auf, die durch das Codierungssystem hindurch übertragen wird. Der Ausgang des Filters 20 ist mit dem Eingangsanschluß 2k der spannungsgesteuerten Filters 26 verbunden. Das Filter 26 ist mit einem Steueranschluß 28 versehen, der mit der Rückführungs-Steuerschaltung >ij verbunden ist, die weiter unten ausführlicher erläutert wird. Das Filter 26 ist erfindungsgeinäß so ausgelegt, daß es den Spektralbereich der dominierenden SignalenergIe des Eingangssignals E. einer Preemphasis bezüglich anderer Spektralbereiche des Eingangssignals unterwirft. Das Filter ist vorzugsweise ein Filter mit kontinuierlich veränderlichem DurchlaOkurven-Senkenpunkt, bei dem die Einsenkung zu jeder Zeit am Spektralbereich der dominierenden Signalenergie liegt. Der /usgang des Filters 26 ist mit dem Zingangsanschluß j50 des Verstärkungssteuermoduls 32 des Kompressors 18 verbunden. Das Verstärkungssteuermodul ist mit einem Steueranschluß 'j>k versehen, der mit der Riickführungssteuerschaltung ~j>8 verbunden ist. Ein Verstärkungssteuermodul, das für das Veistärkungssteuermodul j>2 einsetzbar ist, ist in der US-Patentschrift 3 789 143 beschrieben. Dieses Steuerinodul ~j>2 verstärkt den einer Preemphasis unterworfenen Signalausgang des spannungsgesteuerten Filters 26 mit einer veränderlichen Verstärkung, die von dem Steuersignal abhängt, das dem Steueranschluß $h zugeführt wird. Es ist eine Anzahl von

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Schaltungen bekannt, die die Signalverstärkung in Abhängigkeit von einem Befehls- oder Steuersignal steuern können. Beispielsweise kann ein durch Licht gesteuerter Widerstand oder ein Feldeffekttransistor oder ein Element in einem Spannungsteiler oder ein bekannter Analogmultiplizierer verwendet werden, der symmetrische Halbleiterpaare oder ähnliches verwendet. In jedem Fall dient das Steuermodul 32 zur Steuerung der Verstärkung des Eingangssignals in Dezibel in Abhängigkeit von dem Steuersignal, das von der Rückführungsschaltung 38 geliefert wird, so daß sich eine Kompression ergibt, bei der die Eingangs- und Ausgangspegel in Dezibel über einen im wesentlichen konstanten Faktor miteinander in Beziehung stehen, der kleiner als 1 ist.

Der Ausgang des Eteuermoduls 32 ist mit dem System-Ausgangsanschluß 36 und mit der RUckführungsschaltung 38 verbunden. Die RückfUhrungsschaltung 38 stellt vorzugsweise die Größe der Signalenergie in zwei Spektralbereichen des übertragenen Signals fest, vergleicht die beiden Werte und liefert ein Steuersignal, das von diesem Vergleich abhängt. Der Eingang der Rückführungsschaltung 38 schließt ein Detektor-Bandpaßfilter 40 ein, das die Bandbreite der durch die Schaltung hindurchlaufenden Signale begrenzt. Der Ausgang des Filters ist sowohl mit dem Pegel-Preemphasis-Filter 42 als auch dem Pegel-Formungsfilter 44 verbunden. Das Pegel-Preemphasis-Filter 42 ist vorzugsweise ein Filter mit einer derartigen Frequenzgangscharakteristik, daß das Filter die Signalenergie ausgewählter Frequenzbereiche des durch das Filter hindach übertragenen Signals weiterleitet. Das PegeIformungsfilter 44 ist andererseits vorzugsweise ein Filter mit einer Frequenzdurchlaßkurve, die zu der Frequenzdurchlaßkurve des Filters invers ist, so daß die Signalenergie der Frequenzabschnitte des Signals übertragen werden, die nicht von dem Filter 42 übertragen werden. Die Ausgänge der Filter 42 und 44 sini mit den Eingängen identischer logarithmischer Konvertercchaltungen 46 bzw. 48 verbunden. Derartige Konverterschaltungen sind ausführlich in der US-Patentschrift 3 789 143 beschrieben und

lie fein jev;eiln einen C ] c ichcpannuniVsausgang, ^{dcr in} logarithmischer L· Ziehung zum i.f rektivv/ert des Signale steht, das von den jeweiligen filtern h'd und 44 geliefert wird, so daß der C-leichspannungsauEgang der 8 haltung 46 von dem Energie inhalt des durch das Filter 42 der Ii ück führungen cha ltung 38 übertragenen Signals abhängt, führend der Gleichapannungsausgang der Schaltung 4o von den; Ener&ieinhalt des durch das Filter 44 übertragenen .Signals abhängt.

Wie dies weiter unten noch näher erkennbar ist, ist der Ausgang der Schaltung 46 identisch zu dem Ausgang einer einzigen Effektivwertschaltung mit einem im wesentlichen ebenen Frequenzgang in dem Frequenzbereich, der durch das Filter 42 bestimmt ist. Daher ist der Ausgang ein Maß des Fegeis oder der Amplitude der Energie des übertragenen Signals zumindest in dem Frequenzbereich, der durch das Filter 42 bestimmt ist. Entsprechend kann der Signalausgang der Schaltung 46 zur Befehlsgabe oder Steuerung des Ausganges des Kompressor-Verstärkungssteuermoduls 33 entsprechend Kompansionstechniken verwendet werden. Der Ausgang der Schaltung 46 ist daher vorzugsweise mit dem Steueranschluß 34 des Verstärkungssteuermoduls 32 verbunden. Weiterhin ist dieser Ausgang der Schaltung 46 mit dem positiven oder nicht invertierenden Eingangsanschluß 52 eines Differenzverstärkers 50 verbunden. Der negative oder invertierende Eingangsanschluß 54 des Verstärkers 50 ist mit dem Ausgang der Schaltung 48 verbunden, während der Ausgang des Verstärkers mit dem Steueranschluß 28 des spannungsgesteuerten Filters 26 verbunden ist. Der Verstärker 50 ist von gut bekannter Art und liefert allgemein ein Gleichspannungssignal, dessen Wert von der Spannungsdifferenz zwischen den beiden an den beiden Eingangsanschlüssen 52 und 54 zugeführten Signalen abhängt. Wie es weiter unten noch näher erläutert wird, hängt der Ausgang des Verstärkers 50 von dem Energieverhältnis zwischen den Ausgangssignalen an den beiden Ausgängen der Schaltungen 46 und 48 ab. Der Ausgang des Verstärkers 50 ist genau frequenzabhängig, so daß einfache Änderungen der Amplitude über die gesamte Bandbreite des Eingangssignals E> ein Ansteigen der Ausgangssignale der beiden

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Schaltungen 46 und 48 um einen gleichen Betrag hervorrufen, so daß die Differenz zwischen diesen beiden Signalen gleich bleibt. Der Ausgang des Verstärkers 50 steuert daher das spannungsgesteuerte Filter 26, das seinerseits die Preemphasis des Eingangs Signa Is E^ hervorruft. Weiterhin steuert der Ausgang der Schaltung 46 die Verstärkung des Steuermoduls j52, das seinerseits das preemphaslerte Ausgangssignal des Filters 26 in Abhängigkeit von dem Ausgangspegel der Schaltung 46 mit einer veränderlichen Verstärkung komprimiert.

Das in Fig. 2 dargestellte Decodierungssystem schließt allgemein die gleichen Elemente wie das Codierungssystem nach Fig. ein, die jedoch so weit abgeändert und anders angeordnet sind, daß sich eine Frequenzsignalbev/ertungsfunktion ergibt, die im wesentlichen das Komplement der Bewertungsfunktion des Codierungssystems nach Fig. 1 darstellt.

Der System-Eingangsanschluß 22A (dem das codierte Eingangssignal E. zugeführt wird) ist mit dem Eingang des Tiefpaßfilters 2OA verbunden, dessen Ausgang sowohl mit dem Eingangsanschluß 3OA eines Verstärkungssteuermoduls 32A als auch mit dem Eingang eines BandpaßfXLters 4OA in dem Vorwärtssteuerungsweg }8A ver-

ist
bundenj. Der Ausgang des Verstärkungssteuermoduls ]52A ist mit dem Eingangsanschluß 24A des spannungsgesteuerten Filters 26A verbunden und der Ausgang des Filters 26A ist mit dem System-Ausgangsanschluß J56A verbunden. Die Bauteil des Vorwärtssteuerpfades 38A sind in identischer Weise wie die des RUckfUhrungspfades 38 des Codierungssystems aufgebaut, so daß der Ausgang des Bandpaßfilters 40A mit dem Eingang sowohl des Pegel-Preemphasis-Filters 42A als auch des PegeIformungsfilters 44A verbunden Ist. Die Ausgänge der Filter 42A und 44A sind mit identischen logarithmischen Konverterschaltungen 46A bzw. 48A verbunden. Die Ausgänge der Konverterschaltungen 46A und 48A sind mit den jeweiligen positiven und negativen Eingangsanschlüssen 52A und 54a des Differenzverstärkers 50A verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 5OA ist mit dem Steueranschluß 2θΑ

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des spannungsgesteuerten Filters 2βΑ verbunden, während der Ausgang der Konverterschaltung 46A weiterhin mit dem Steueranschluß 34a des Verstärkungssteuermoduls 32A verbunden ist. Der Ausgang der Schaltung 46A steuert die Verstärkung des Moduls 32A, das seinerseits die Verstärkung steuert, der das dem Eingangsanschluß 30A zugeführte Eingangssignal in Dezibeln proportional zu dem Steuersignal unterworfen wird, das von der Vorwärtssteuerschaltung 38A geliefert wird, so daß sich eine Expansion oder Dynamikdehnung ergibt, bei der die Eingangspegel auf die Ausgangspegel in Dezibeln über einen im wesentlichen konstanten Faktor in Faktor in Eeziehung stehen, der größer als 1 ist und der im wesentlichen komplementär, d.h. der invertierte Wert des Verhältnisses des Verstärkungsfaktors ist, der von dem f'odul 32 des Systems nach Fig. 1 geliefert wird, Weiterhin steuert der Ausgang des Verstärkers 5OA das spannungsgesteuerte Filter 2βΑ, das seinerseits eine Deemphasis des Eingangssignals E, in einer im wesentlichen komplementären Weise zur Preemphasis bewirkt, aie in dem System nach Fig. 1 bei der Codierung des Eingangssignals E. hervorgerufen wird.

Sowohl bei der Codierung als auch bei der Decodierung der Signale ist zu erkennen, daß das komprimierte oder codierte Signal (der Ausgang des Codierungssystem nach Fig. 1 unter Eingang des De Codierungssystems nach Fig. 2) dasjenige Signal ist, das zur Ableitung der verschiedenen Steuersignale verwendet wird.

In den Figuren 3 und 4 sind bevorzugte Ausführungsformen der Codierungs- und Decodierungssysteme nach den Figuren 1 und 2 ausführlicher gezeigt. In Fig. 3 ist der System-Eingangsanschluß 22 mit einem Tiefpaßfilter 20 verbunden, daß die Bandbreite der dem Anschluß 22 zugeführten Programminformation begrenzt und eine Pufferung des System-Eingangsanschlusses gegenüber dem übrigen Teil des Systems bewirkt. Das Filter schließt einen Eingangskondensator 100 ein, der über einen Widerstand 102 mit dem negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 104 und über einen Kondensator I06 mit dem

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positiven Eingangsanschluß dieses Verstärkers 104 verbunden ist. Der positive Anschluß des Verstärkers 104 ist über den Vorspannwiderstand 108 auf das Erdpotential des Systems vorgespannt, während der negative Eingangsanschluß in gut bekannter Weise mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Filters 20 wird dem Eingangsanschluß 24 des spannungsgesteuerten Filters 26 zugeführt.

Das Filter 26 umfaßt zwei parallele Übertragungspfade für den Signalausgang des Filters 20. Der erste dieser Pfade weist vorzugsweise einen im wesentlichen festen Übertragungsfrequenzbereich auf und leitet vorzugsweise in der Hauptsache nur relativ hohe Frequenzen des dem Anschluß 2k zugeführten Signals weiter. Dieser erste Pfad schließt einen Filterkondensator 110 ein, dessen einer Anschluß mit dem Eingangsanschluß 24 verbunden ist und dessen anderer Anschluß über den Verbindungspunkt 112 mit einem Anschluß eines Widerstandes 114 und vjeiterhin über den Anschluß 112 mit einem Kondensator Il6 verbunden ist. Der Kondensator 116 ist mit einem Widerstand 118 verbunden, der seinerseits mit dem anderen Anschluß des Widerstandes 114 und damit mit dem Ausgangsanschluß 120 des spannungsgesteuerten Filters 26 verbunden ist.

Der zweite Übertragungspfad überträgt vorzugsweise ein^n Frequenzbereich, (der vorzugsweise relativ niedrige Frequenzen einschließt) der in Abhängigkeit von dem dem Steueranschluß 28 des Filters zugeführten Steuersignal veränderlich ist. Dieser zweite Pfad schließt einen Eingangskondensator 122 ein, der in Serie mit einem Eingangswiderstand 124 mit dem Eingangsanschluß des Verstärkungssteuermoduls 126 verbunden ist. Das Modul 126 ist zu den vorstehend beschriebenen Moduln 32 und J52A äquivalent und wird daher nicht ausführlicher beschrieben. Allgemein verstärkt das Modul 126 den dem Eingangsanschluß des Moduls 126 zugeführten Teil des Signals mit einer Verstärkung, die in Abhängigkeit von dem dem Steueranschluß 28 zugeführten Steuersignal veränderlich ist. Die Verstärkung des dem Eingang des

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Moduln 12.-6 zugeführten EIngangssignal·::] kann als Verhältnis der Eingänge- und Aufgangs pegel in Dezibel ausgedrückt wenden, so daß sich ein Faktor ergibt, der kleiner als I sein kam, so daß 3 ich eine kompression ergibt, der gleich 1 sein kann, so dai3 sich eine Verstärkung von 1 ergibt oder der größer als 1 sein kann, so daß sich eine Expansion oder Dynamikdehnung ergibt. Der Ausgang des Verstärkungssteuermoduls 126 wird dem negativen Eingangsansohluß eines Operationsverstärkers 128 zugeführt. Der positive Anschluß des Verstärkers 128 ist über einen Widerstand 1^0 auf Erdpotential des Systems vorgespannt während der negative Anschluß des Verstärkers 128 über einen Gegenkopplungskondensator 1.32 und einen Gegenkopplungswiderstand Ij54 (der parallel zum Kondensator Ij52 geschaltet ist) mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 128 ist mit einem Kondensator 136 verbunden, der seinerseits über den 'Widerstand I38 mit dem Ausgangsanschluß 120 verbunden ist. Wie dies bereits erläutert wurde, schließt das Filter 26 einen ersten Pfad (der durch die Kondensatoren 110 und II6 und die Widerstände 114 und 118 gebil-

6 in det ist) mit einem festen Ubertragungsfrequenzbereiche der Im wesentlichen lediglich die relativ hochfrequenten Teile des Signals am Eingangsanschluß 24 einschließt, und einen zweiten Pfad ein (der durch die Kondensatoren 122 und 1^2, die Widerstände 124 und 1^4, das Verstärkungssteuermodul 126 und den Operationsverstärker 128' gebildet ist), dessen Ubertragungsfrequenzbereich im wesentlichen lediglich die relativ niederfrequenten Teile des am Eingangsanschluß 24 erscheinenden Signals einschließt. In Abhängigkeit von der Größe des dem Steueranschluß 28 zugeführten Steuersignals ändert sich die Verstärkung des niedrige Frequenzen aufweisenden und über den zweiten Pfad übertragenen Signals, wodurch andererseits der Ubertragungsfrequenzbereich des zweiten Pfades geändert wird.

Wie es aus der folgenden Beschreibung der Betriebsweise des Systems anhand der Fig. 5 noch klarer zu erkennen ist, wird,

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wenn das dem Ein^angsanschluß 24 zugeführte Signal dominierende hochfrequente Informationen enthält, d.h. mehr Information in dem hochfrequenten Bereich des Spektrums verglichen mit der Infornation in dem niederfrequenten Teil des Spektrums, ein relativ großes Signal dem Steueranschluß 28 zugeführt, so daß die Verstärkung des Moduls 126 (die größer als 1 ist) so eingestellt wird, daß die niederfrequenten Teile des über den zweiten Pfad übertragenen Signals gegenüber den dominierenden Hochfrequenzanteilen des über den ersten Pfad übertragenen Signals verstärkt werden. Wenn umgekehrt das dem Eingangsanschluß 24 zugeführte Signal dominierende niederfrequente Informationen enthält, d.h. wenn mehr Informationen in dem niederfrequenten Bereich des Spektrums verglichen mit der Information in dem hochfrequenten Teil des Spektrums, so wird ein derartiges Signal an den Steueranschluß 28 angelegt, daß die Verstärkung des Moduls 126 (die kleiner als 1 ist) so eingestellt v.'ird, daß die niederfrequenten Anteile des über den zweiten Pfad übertragenen Signals gegenüber den hochfrequenten Teilen des über den ersten Pfad übertragenen Signals abgesenkt oder abgeschwächt werden. Die über die beiden Pfade übertragenen Signale werden am Ausgangsanschluß 120 miteinander vereinigt, worauf sie dem Eingangsanschluß 30 des Verstärkungssteuermoduls 32 zugeführt werden, wie dies weiter oben erläutert wurde. Das in dem Filter 26 preemphasierte Signal wird dann mit einer Verstärkung verstärkt, die sich entsprechend der Größe des Steuersignals am Steueranschluß 34 ändert. Der Ausgang des Moduls 32 wird dem Ausgangspuffer l40 zugeführt. Der Puffer l40 schließt einen Strom-/Spannungskonverter in Form eines Operationsverstärkers 142 ein, dessen positiver Anschluß über einen Widerstand 144 mit dem Erdpotential des Systems verbunden ist und dessen negativer Eingangsanschluß mit dem Ausgang des Moduls 32 sowie mit dem eigenen Ausgang über einen Gegenkopplungswiders tmd 146 und einen Kondensator 148 verbunden ist (der Widerstand 146 und der Kondensator sind miteinander parallel geschaltet).

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Der Ausgang des Puffers l4ü ist über ein Ausgangsnetzwerk mit dem Ausgangsanschluß ~}6 des Systems verbunden. Das Netzwerk 150 schließt einen Eingangskondensator 152 ein, der über einen Vorspannwiderstand I56 mit dem Erdpotential des Systems verbunden ist und der mit einem Pol eines Überbrückungssehalters 158 verbunden ist. Dieser Schalter ist mit dem Systemausgangsanschluß 36 verbunden und schaltet in einer ersten in Fig. j5 gezeigten Stellung das Rauschverrlngerungssystem zwischen den Eingangsanschluß 22 und den Ausgangsanschluß ^G ein, während in einer zweiten Stellung der Eingangsanschluß 22 direkt mit dem Ausgangsanschluß j6 über die Leitung I60 verbunden ist, so daß das Rauschverringerungssystem überbrückt ist.

Der Ausgang des Puffers l40 ist weiterhin mit dem Bandpaßfilter 4o der Rückführungsschaltung j5B verbunden. Das Bandpaßfilter ist vorzugsweise so ausgelegt, daß es in der Hauptsache die Teile des Signals überträgt, die zwischen 30 Hz und 10 kHz liegen, obwohl dieser Durchlaßbereich geändert werden kann. Das Filter 40 schließt einen Eingangskondensator 162 ein, der über einen Widerstand I80 mit dem negativen Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 172 und über die Serienschaltung eines Kondensators 164 und der Widerstände I66, I68 und I70 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 172 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 164 und dem Widerstand 166 ist über einen Widerstand 174 mit Erdpotential des Systems verbunden, während der Verbindungspunkt zv/ischen den Widerständen 166 und I68 über einen Kondensator I76 mit dem Erdpotential des Systems verbunden ist und der positive Eingangsanschluß des Verstärkers 172 ist über einen weiteren Kondensator 178 mit Erdpotential verbunden. Der negative Eingangsanschluß des Verstärkers 172 ist über einen Kondensator 182 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen I68 und 170 verbunden und außerdem an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen.

Der Ausgang des Filters 40 ist mit den Eingängen des Pegel-Preemphasis-Filters 72 und des Pegelformungsfilters 44 ver-

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π-

bunden. Das Pegel-Preemphasis-Filter 42 ist allgemein ein Hochpaßfilter, das in der Hauptsache die relativ hochfrequenten Anteile des Signalausganges des Filters 40 weiterleitet, während das Pegelformungsfilter 44 allgemein ein Tiefpaßfilter ist, das in der Hauptsache die relativ niederfrequenten Anteile des Signalausganges des Filters 40 weiter leitet. Das in der Zeichnung dargestellte Pegel-Preemphasis-Filter 4C schließt einen Eingangskondensator 194 ein, der über einen Widerstand 196 und die Serienschaltung eines Widerstandes 198 und eines Kondensators 200 mit dem Ausgang des Filters verbunden ist. Das Pegelformerfilter 44 schließt vorzugsweise einen Eingangskondensator 184 ein, der in Serie mit einem Widerstand 186 geschaltet ist, der seinerseitslin Serie über einen Widerstand I88 mit dem Ausgang des Filter? verbunden int. Ein Nebenschlußkondensator I90 in Serie mit einem Widerstand 192 verbindet den Verbindungspunkt der Widerstände 186 und loG mit Erdpotential. Die Ausgänge der Filter 42 und 44 sindjmit den Eingängen von logarithmiGchen Konverterschaltungen 46 tzv;. 48 verbunden. Die Schaltungen 46 und 48 arbeiten in der vorstehend beschriebenen Weise, um einen Gleichspannungsausgang zu liefern, der logarithmisch auf den Effektivwert der Signale bezogen ist, die von den Ausgängen der entsprechenden Filter 42 und 44 geliefert werden. Die Größe des Gleichspannungsausganges der Schaltung 46 hängt damit in der Hauptsache von der höherfrequenten Information ab, die über das Bandpaßfilter 40 übertragen wird, während die Größe des Gleichspannung saus ganges der Schaltung 48 in der Hauptsache von der niederfrequenten Information abhängt. Duron Wahl geeigneter Werte für die einzelnen Teile der Pegel-Preemphasis- und Pegelformer-Filter 42 und 44 können die amplituden Frequenzgangskurven im wesentlichen komplementär zueinander gemacht werden, wie dies noch näher erläutert wird.

Die Ausgänge der Schaltungen 46 und 48 werden über Widerstände 202 bzw. 204 auf eine positive Gleichspannung vorgespannt und sind mit dem Erdpotential über Kondensatoren 206 bzw. 208

verbunden. Weiterhin ist der Ausgang der Schaltung 48 mit dem positiven Eingangsanschluß des Pufferverstärkers 210 verbunden, während der Ausgang der Schaltung 46 mit dem positiven Eingangsanschluß eines Pufferverstärkers 212 verbunden ist. Der negative Eingangsanschluß des Verstärkers 210 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 214 mit dem Ausgang dieses Verstärkers und über einen Widerstand 216 mit dem Schleifer eines Potentiometers verbunden. Weiterhin ist der Ausgang des Verstärkers 212 über Widerstände 2^4 und 2^8 mit dem Schleifer eines Potentiometers 24o verbunden. Die Potentiometer 218 und 240 sind vorgesehen, damit der entsprechende Ausgang der Verstärker 210 und 236 eingestellt werden kann, um sicherzustellen, daß die Amplituden-Frequenzgänge zueinander komplementär sind.

Der negative Eingangsanschluß des Verstärkers 212 ist mit seinem Ausgang über den Rückführungswiderstand 220 verbunden.

Der Ausgang des Verstärkers 210 1st über einen Widerstand 222 mit dem negativen Eingangsanschluß 5^ des vorstehend beschriebenen Differenzverstärkers 50 verbunden. Der Ausgangdes Verstärkers 212 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 220 mit seinem negativen Eingangsanschluß und über einen Widerstand 224 mit dem positiven Eingangsanschluß 52 des Verstärkers 50 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 50 ist über einen Widerstand 228 und 230 mit dem Steueranschluß 28 des Verstärkungssteuermoduls 126 verbunden. Ein Gegenkopplungswiderstand 2^2 ist zwischen dem negativen Eingangsanschluß 5^ des Verstärkers 50 und dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 228 und 230 eingeschaltet. Der Differenzverstärker 50 vergleicht daher allgemein die Differenz der Amplitude der Gleichspannungsausgangssignale der Pufferverstärker 210 und 212 und liefert ein Ausgangssignal, das auf die Differenz und damit auf die Frequenz der dominierenden Energie bezogen ist, die den Detektoren 46 und 48 vom Filter 40 geliefert wird.

Zusätzlich ist der Ausgang des Verstärkere 212 vorzugsweise über einen Widerstand 2^4 an den negativen Eingang des inver-

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tierenden Verstärkers 236 geführt. Der positive Eingangsanschluß des Verstärkers 236 ist über einen Widerstand 242 mit Erdpotential verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 236 ist über einen Widerstand 244 zum Steueranschluß 34 des Moduls und mit einem Gegenkopplungswiderstand 246 verbunden, der seinerseits mit dem negativen Eingangsanschluß des Verstärkers 236 verbunden ist. Der Verstärker 236 invertiert allgemein das Signal, das seinem negativen Eingangsanschluß von dem Pufferverstärker 212 zugeführt wird, um so ein Steuersignal für den Steueranschluß ~$h des Moduls 32 zu erzeugen.

Das in Fig. 4 dargestellte Decodiersystem ist ähnlich wie das Codiersystem nach Fig. 3 aufgebaut, jedoch mit der Ausnahme, daß das erstere vorzugsweise die niederfrequenten Anteile des von dem Codiersystem gelieferten codierten Signals E, entsprechend einer Frequenzbewertungsfunktion deemphasiert, die im wesentlichen das Kompfement der Frequenzbewertungsfunktion darstellt, die bei dem CodierungsVorgang erzeugt wird. Im einzelnen ist der Eingangsanschluß 22A mit einem Tiefpaßfilter 2OA verbunden. Dieses Tiefpaßfilter ist so bemessen, daß die Bandbreite des dem Anschluß 22A zugeführten codierten Signals E₁ begrenzt wird und der Eingangsanschluß 22A gegenüber dem übrigen Teil des Systems gepuffert wird. Das Filter 2OA ist gegenüber dem Filter 20 geringfügig abgeändert und weist einen Eingangskondensator 300 auf, der über einen Kondensator 302 und Widerstände 304 und 306 mit dem positiven Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 308 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 300 und 302 ist über einen Widerstand 310 sowohl mit dem negativen Eingangsanschluß als auch dem Ausgang des Verstärkers 308 verbunden. Ein Kondensator 213 ist zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 304 und 306 einerseits und dem negativen Eingangsanschluß des Verstärkers 308 andererseits eingeschaltet. Ein Kondensator 314 ist zwischen dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 308 und Erdpotential eingeschaltet. Der Verbindungspunkt des Kondensators 302 und des Widerstandes jJ04 1st über einen Widerstand 316 mit

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_3o 27A9986

Erdpotential und außerdem mit dem Kontaktarm eines Schalters 318 verbunden. Der Kontaktarm 1st zwischen einer ersten Stellung, in der der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 302 und dem Widerstand 304 mit einer Leitung I60A verbunden ist, und einer zweiten Stellung beweglich, in der der Verbindungspunkt mit der Leitung 16OA nicht verbunden ist.

Der Ausgang des Filters 2OA ist »Tilt der Vorwärtssteuerschaltung 3&A verbunden, die identisch zur Rückführungsschaltung 38 ist. Der Ausgang des Filters 2OA ist weiterhin über einen Kondensator 320 und einen Widerstand j522 mit dem Eingangsanschluß 30A des Verstärkungssteuermoduls 32A verbunden. Das Modul 32A ist identisch zum Modul 32 nach Fig. 3 und wird daher nicht ausführlich beschrieben. Der Steueranschluß JkA des Moduls 32A ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 244A und 246a am Ausgang eines Verstärkers 236A verbunden, so daß das Modul 32A ein Steuersignal von der Vorwartssteuerschaltung 38A in ähnlicher V/eise empfängt, wie dies anhand des Moduls 32 nach Fig. 3 beschrieben wurde. Die von dem Modul 32A hervorgerufene Verstärkung ist jedoch im wesentlichen das Komplement der von dem Modul 32 erzeugten Verstärkung. Wenn daher das Modul 32 eine Komprimierung des Signals während des Codierungsvorganges durchführt, führt das Modul 32A eine Expandierung des Signals während des Decodierungsvorganges auf den ursprünglichen Pegel durch. Der Ausgang des Moduls 32A ist mit dem Eingangsanschluß 2^A des spannungsgesteuerten Filters 26A verbunden. Dieses Filter liefert eine Bewertungsfunktion, die im wesentlichen exakt komplementär zu der Bewertungsfunktion des Filters 26 des Codierungssystems nach Fig. 3 ist, so daß, wenn das Filter 26 nach Fig. 3 den niederfrequenten Anteil des Eingangssignals E₁ bezüglich der hochfrequenten Anteile verstärkt, das Filter 2öA in komplementärer Welse die entsprechenden niederfrequenten Anteil des codierten Eingangssignals E₁ bezüglich der entsprechenden hochfrequenten Anteile abschwächt. Das Filter 2βΑ umfaßt zwei parallele Übertragungspfade für den Signalausgang des Moduls 32A, der einem Eingang 24A zugeführt wird. Der erste dieser Pfade weist vor-

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zugsweise einen im wesentlichen festen Übertragungsfrequenzbereieh auf und läßt vorzugsweise hauptsächlich nur relativ hohe Frequenzen des dem Eingangsanschluß 24A zugeführten Signals durch. Dieser erste Pfad schließt einen Operationsverstärker 324 ein, dessen negativer Eingangsanschluß mit dem Eingangsanschluß 24A des Filters 26A verbunden ist, während der positive Eingangsanschluß dieses Verstärkers mit dem Erdpotential über einen Widerstand 326 verbunden ist. Es sind drei Gegenkopplungspfade zwischen dem negativen Eingangsanschluß und dem Ausgang des Verstärkers 324 vorgesehen. Der erste Gegenkopplungspfad besteht aus einem Widerstand 328, der in Serie mit einem Kondensator 330 geschaltet ist, während der zweite aus einem Widerstand 332 und der dritte aus einem Kondensator 334 besteht. Der Ausgang des Verstärkers 324 ist weiterhin mit dem Eingangsanschluß 120A des Filters 26A verbunden.

Der zv/eite Signalübertragungspfad wird durch einen Gegenkopplungspfad um den Verstärker 324 herum gebildet und überträgt Signale über einen Frequenzbereich (der vorzugsweise in der Hauptsache aus relativ niedrigen Frequenzen besteht), der in Abhängigkeit von der Amplitude des Steuersignals veränderlich ist, das dem Steueranschluß 28A des Filters 26A zugeführt wird. Dieser zweite Gegenkopplungspfad schließt einen Eingangskondensator 348 ein, dessen einer Anschluß mit dem Ausgang des Verstärkers 324 verbunden ist während der andere Anschluß mit einem Widerstand 346 verbunden ist. Dieser Widerstand ist mit seinem anderen Anschluß mit dem Eingangsanschluß des Verstärkungssteuermoduls 126A verbunden. Der Ausgang des Moduls 126a ist mit dem negativen Eingangsanschluß eines Verstärkers 338 und über einen Kondensator 340 und einen Widerstand 342 (die beide parallel geschaltet sind) mit dem Ausgang des Verstärkers 338 verbunden. Der positive Eingangsanschluß des Verstärkers 338 ist Über einen Widerstand 344 mit Erdpotential verbunden, während der Ausgang des Verstärkers

über einen Widerstand ^G mit dem L· ingangsanschluß 24A des Filters 26a verbunden ist.

Das Verstärkungssteuerrnodul 126A ist identisch zum Modul 120 nach Fig. 3 und wird daher nicht ausführlich beschrieben. Der Cteueranschluß 2faA des Moduls 126a ist mit der Vorwärtssteuercchaltung "5cA über einen Widerstand 2^0 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 228A und 2^2A am Ausgang des Differenzverstärker.^ 5OA verbunden, so daß des Modul 126A ein Steuersignal von der Vorv/ärtssteuerschaltung ^SA in einer ähnlichen Weise empfängt, wie dies anhand des Moduls 126 nach Fig. ) beschrieben wurde. Die Verstärkung des Moduls 126A ist jedoch im wesentlichen das Komplement zur Verstärkung des Moduls 126. In Abhängigkeit von der Größe des Steuersignals am Steueranschluß 28a ändert sich die Verstärkung der über den zweiten Pfad übertragenen niederfrequenten Signalen als Komplement der Verstärkung, die in dem entsprechenden Pfad während des Codierungsvorganges hervorgerufen wurde. Dies bewirkt, daß der Übertragungsfrequenzbereich des zweiten Pfades des Decodierungssystems derart geändert wird, daß die niederfrequenten Anteile des Signals bezüglich der hochfrequenten Anteile dieses Signals so wiederhergestellt werden, wie sie es waren, als sie dem Eingangsanschluß 22 des Codiersystems nach Fig. j5 zugeführt wurden, jedoch ohne daß das Rauschen bei Frequenzen moduliert wird, die eine oder nur geringe Signalenergie aufweisen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die verschiedenen Widerstände und Kondensatoren nach den Figuren 3 urti 4 die folgenden in Tabelle I gezeigten Werte:

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	TABELLE I	WERT	R154	ELEMENT	WERT
ELEMENT	0.1 nP	R156	& R154A	0.1 K
ClOO	51 K	C162	& R156A	100 K
R102	0.1 nP	C164	& C162A	0.1 nF
C106	120 K	R166	& C164A	0.1 nF
R108	0.1 nP	R168	& R166A	5.1 K
CIlO	1 M	R170	& R168A	15 K
R114	1 nP	R174	& R170A	15 K
C116	75 K	C176	& R174A	100 K
RIl 8	0,33 nF	C178	& C176A	3.3 nP
C122	100 K	R180	& C178A	330 pF
R124	1 K	C182	& Rl 8 OA	30 K
R130	3.3 nP	C184	& C182A	3.3 nF
C132	100 K	R186	& C184A	0.1 nF
R134	0,33 nF	R188	& R186A	20 K
C136	75 K	C190	& R188A	20 K
R138	1 K	Rl 9 2	6 C190A	0.033 nF
Rl 4 4	100 K	C194	fi R192A	3.3 K
R146	15 pP	Rl 96	6 C194A	0.033 nF
C148	4.7 nF		& R196A	100 K
C152 i C1S2A

31*

	&	R198A	TABELLE I	WERT	1	K	K
	&	C200A	33	330	nF
	&	R202A	3.3	50	K
ELEMENT	&	R204A	750	1	K
R198	&	C206A	750	10	nF
C200	&	C208A	20	10	nF
R202	&	R214A	20	100	K
R204	&	R216A	1	K
C206	&	R218A	2.7	K
C208	&	R220A	100	K
R214	&	R222A	5.1	K
R216	&	R224A	1	K
R218	&	R226A	50	K
R220	&	R228A	1	K
R222	&	R230A	1	K
R224	&	R232A	5.1	K
R226	&	R234A	K
R228	&	R238A	M
R230	&	R240A	K
R232	&	R242A	K
R234	&	R244A	K
R238	&	R246A	K
R240	C300	0.1 μΡ
R242	C302	0.1 >ΐΡ
R244	R304	10
R246

(Forts.)

ELEMENT	WERT
R306	10 K
R310	30 K
C312	1 nF
C314	330 pF
R316	100 K
C320	0.33 jjF
R322	100 K
R326	l :■:
R328	75 K
C330	1 nF
R332	IM
C334	15 pf
R336	75 K
C340	3.3 nF
R342	100 K
R344	1 K
R346	100 K
C348	0.33 nP

QO901Ö/OOÖ9

In der vorstehenden Tabelle bezeichnen die vorangestellten Buchstaben R bzw. C einen V/iderstand bzw. einen Kondensator, auf dessen Wert die spezielle Bezugsziffer bezug nimmt. Die Bezeichnung μΡ bezieht sich auf Mikrofarad, n? bezieht sich auf Nanofarad, pF bezieht sich auf Picofarad, K bezieht sich auf Kiloohm und K bezieht sich auf Megohm.

Bei diesen Werten für die einzelnen Bauteile der Schaltungen nach Fig. 3 und 4 können die Amplituden-Frequenzgänge der Filter und die Betriebsweise der Ausführungsform anhand der Figuren 5 bis 7 erläutert werden.

Bei der Codierung des dem Eingangsanschluß 22 nach Fig. 3 zugeführten EingangsSignaIs wird das System durch das Tiefpaßfilter 20 übertragen, das Frequenzen unterhalb von ungefähr 30 kHz zum Eingangsanschluß 24 des spannungsgesteuerten Filters weiterleitet. Die Übertragung über den durch die Kondensatoren 110 und 116 und die Widerstände 114 und 118 gebildeten ersten pfad schließt in der Hauptsache den hochfrequenten Anteil des dem Anschluß 24 zugeführten Signals ein und diese Übertragung ist idealisiert in Fig. 5A gezeigt. Der Übertragungspfad beginnt mit der Übertragung bei einer Frequenz von ungefähr l40 Hz und der Anstieg erfolgt mit ungefähr +6 dB/Cktave bis 2120 Hz, von wo ab die übertragung gleichförmig verläuft. Die Amplituden-Frequenzgangskurve bleibt unabhängig von dem Energie inhalt des Eingangssignals E,_n relativ gleich.

Andererseits schließt die übertragung über den zweiten Pfad, der durch die Kondensatoren 122, 132 und 136, die Widerstände 124, 134 und 138, das Verstärkungssteuermodul 126 und den Verstärker 128 gebildet ist, hauptsächlich den niederfrequenten Energieanteil des dem Anschluß 24 zugeführten Signals ein und ist grob in Fig. 5B gezeigt. Der Übertragungspfad überträgt alle Frequenzen unterhalb von ungefähr 480 Hz und von dieser Frequenz an fällt die Amplituden-Frequenzgangkurve mit einer Rate von -6 dB/Oktave ab. Die Amplitude dieser Kurve verschiebt sich wenn sich eine Änderung der Energie-Frequenzverteilung des

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EingangesignaIs über allgemein den gesamten Frequenzbereich ergibt. Die Amplitudendurchlaßkurve verschiebt sich jedoch auch mit Änderungen der Verstärkrang des Verstärkungssteuermoduls 126, so daß der Übertragungspegel des Übertragungspfades verschoben wird. Wenn dalier die Ibertragungspfade am Anschluß 120 kombiniert v/erden, ändert sich die Amplitude des Anteils bei niedrigeren Frequenzen des Signals am Anschluß bezüglich des Anteüs mit höheren Frequenzen in Abhängigkeit von der Verstärkung des Verstärkungssteuermoduls 126.

Die Verstärkung des Verstärkungssteuermoduls 126 hängt von dem Gleichspannungsausgangssignal des Differenzverstärkers ab, der seinerseits von den Ausgängen der Verstärker 210 und 212 abhängt und der Ausgang dieser Verstärker ist wiederum abhängig von den Ausgängen der logarlthrnischen Konverterschaltungen 48 bzw. 46. Der Ausgang der logarithmischen Konverterschaltung 46 wird hauptsächlich von der Hochfrequenz-Information abgeleitet, während der Ausgang der logarithmischen Konverterschaltung 48 hauptsächlich von der niederfrequenten Information abgeleitet wird, die in dem der Rückführungsschaltung 38 zugeführten Signal enthalten ist. Wenn daher der Gleichspannungsausgang des Verstärkers 212 größer als der Gleichspannungsausgang des Verstärkers 210 ist, was anzeigt, daß eine größere Energiemenge in dem hochfrequenteren Anteil des Signals als im niederfrequenteren Anteil des Signals vorhanden ist, so ist der Ausgang des Verstärkers 50 ein positives GIeichspannungssignal, dessen Größe von der den Eingangsanschlüssen zugeführten Eingangssignale ist. Das positive Gleichspannungsausgangssignal des Verstärkers 50 wird dem Steueranschluß 28 des Verstärkungssteuermoduls 126 zugeführt, so daß dieses eine Verstärkung von größer als 1 liefert und die niederfrequente Energie wird gegenüber der höherfrequenten Energie verstärkt. Der Ausgang des Anschlusses 120 weist dann einen Amplituden-Frequenzgangsverlauf auf, der den Kurven 6A oder 6B nach Fig. 6 ähnlich 1st. Die Kurven 6A und 6B zeigen die Frequenz-Amplituden-Durchlaßkurven von zwei Eingangssignalen, die eine dominierende Energie bei 10 kHz bzw. 2 kHz aufweisen.

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Wenn die Ausgänge der Verstärker 210 und 212 in wesentlichen gleich sind, was anzeigt, daß eine gleiche Energiemenge in den höher- und niederfrequenten Anteilen des signals vorhanden ist, so sind die den Eingängen des Verstärkers 50 zu&eführten Eingangssignale gleich. Der Ausgang des Verstärkers 50 ist daher derart, daß das Modul 126 eine Verstärkung von i ergibt, so daß die niederfrequente Information bezüglich der höheren Frequenzanteile weder verstärkt noch abgeschwächt vjird, so daß sich eine Frequenzgangskurve ähnlich der Kurve 6C nach Fig. 6 ergibt. Fig. 6C zeigt die Frequenz-Amplituden-Durchlaßkurve eines Eingangssignals mit einer dominierenden Energie bei 1 kHz. Wie dies gezeigt wurde, tritt diese Kurve 6C bei einer Verstärkung von 1 auf, wenn der Energieinhalt der höherund niederfrequenten Anteile des Signals ungefähr gleich ist, während ein Minimum von ungefähr -6 dB bei 1 kHz hervorgerufen wird. Dies ist bedeutsam, weil die Eingänge an den Verstärker 50 von der Größe der Energie in dem dem RUckführungspfad 38 zugefUhrten Signal in dem Frequenzbereich von ]A0 und 2120 Hz abhängen (die allgemein als Mittenfrequenzen betrachtet werden, bei denen typischerweise der größte Teil der Energie von Programmeingangssignalen vorhanden ist), während die Auswirkung auf das Signal zwischen diesen Frequenzen minimal ist, wie dies die Kurve 6C zeigt.

Wenn schließlich der Ausgang des Verstärkers 212 kleiner als der Ausgang des Verstärkers 210 ist, was eine größere Energiemenge in dem niederfrequenten Teil des Signals als im hochfrequenten Bereich anzeigt, so ist der Ausgang des Verstärkers 50 ein negatives Gleichspannungssignal, dessen Größe von der Größe der Differenz der Größe der Signale abhängt, die den Eingangsanschlüssen des Verstärkers zugeführt werden. Das negative Gleichspannungsausgangssignal des Verstärkers 50 wird dem Steueranschluß 28 des Verstärkungssteuermoduls 126 zugeführt, so daß dieses eine Verstärkung von weniger als 1 ergibt und die niederfrequentere Energie wird bezüglich der

BAD ORIGINAL

-ν*

3? 27Λ9986

höherfrequenten Energie abgeschwächt. Bei einem derartigen Fall weist der Ausgang am Anschluß 120 eine Amplituden-Frequenzdurchlaßkurve ähnlich den Kurven 6D, 6E oder 6F nach Fig. 6 auf. Die Kurven 6D, 6E und 6F zeigen die Frequenz-Amplituden-Durchlaßkurven von drei Eingangssignalen, deren dominierende Energie bei 500 Hz, 200 Hz bzw. 50 Hz liegt.

Nachdem das Eingangssignal im Filter 26 einer Preemphasis unterworfen wird, wird dieses Signal in einem VerstHrkungssteuermodul J>2 in ähnlicher V/eise komprimiert, wie dies in der US-Patentschrift j5 789 14} beschrieben ist. Insbesondere stellt das Modul ^2 den Ausgang des Filters 26 fest und dient zur Steuerung der dem Ausgang aufgeprägten Verstärkung proportional zum Steuersignal, das von dem Ausgang des Verstärkers 236 der RUckführungsschaltung 38 an den Steueranschluß 34 geliefert wird. Das Modul 32 ergibt damit eine Kompression, bei der die Eingangspegel zu den Ausgangspegeln in Dezibel aufeinander über einen im wesentlichen konstanten Faktor bezogen sind, der kleiner als 1 ist. Es sei bemerkt, daß das dem Modul j52 zugeführte Steuersignal von der Hochfrequenzenergie des Signals abgeleitet wird und daher nicht durch die veränderliche Verstärkung beeinflußt wird, die durch das Filter 26 hervorgerufen wird und weil die veränderliche Verstärkung des Filters 26 nur den niederfrequenten Anteil des Signals beeinflußt, ist die übertragungdes hochfrequenten Anteils des Signals im wesentlichen unabhängig von dem Energiegehalt des durch das Filter übertragenen Signals.

Bei der Wiedergabe des codierten Signalausganges des Codierers nach Fig. 3 mit Hilfe des Decodierers nach Fig. 4 wird das codierte Signal in komplementärer Weise behandelt, um ein decodiertes Signal zu erzielen. Die Vorwärtssteuerschaltung 38A arbeitet in der gleichen Weise wie die RUckführungsschaltung 38, so daß, wenn die niederfrequente Energie bezüglich der höherfrequenten Energie des ProgrammeingangsSignaIs wäh rend des Codierungsprozesses geändert wird, die niederfrequente Energie des codierten Signals bezüglich der höherfrequenten

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Energie während des De Codierungsvorganges in komplementärer Weise geändert wird. Wenn weiterhin das Programmeingangssignal durch das Verstärkungssteuermodul 32 während des Codierungsvorganges komprimiert wird, so wird das codierte Signal in komplementärer V/eise durch das Verstärkungssteuermodul 32A während der Decodierung oder Wiedergabe expandiert.

Eine typische Einton-Durchlaßkurve des beschriebenen Codierungsund De Codierungssystems ist in Fig. 7 gezeigt. Die Kurve 7A zeigt ein codiertes Signal am Ausgangsanschluß yö des Codierers wenn ein Einton-Programmeingangssignal an den Eingangsanschluß 22 angelegt wird. Wenn ein Einton-Signal über den Eingangsanschluß 22A des Decodierers angelegt wird , so ist die Amplituden-Frequenz-Durchlaßkurve ähnlich der nach Fig. 7E. Ein Einton-Programmsignal, das über einen Codierer und einen dazu in Reihe geschalteten Decodierer übertragenjwird, erzeugt eine im wesentlichen ebene Frequenz-Amplituden-Durchlaßkurvendarstellung.

Die beschriebenen Codierungs- und De Codierungssysteme ergeben ein System, das die Rauschmodulation in wenig aufwendiger und unkomplizierter Weise verringert, ohne daß Frequenzgangfehler multipliziert werden.

Es ist zu erkennen, daß die Filter 16 und l6A ohne eine Komprimierung und Expandierung des übertragenen Signals einfach dadurch verwendet werden kann, daß das Verstärkungssteuermodul 32 des Codierers nach Fig. 1 entfernt wird und der Ausgang des Filters 26 direkt mit dem Ausgangsanschluß 36 und dem Eingang des Bandpaßfilters 40 der Rückfuhrungsschaltung 38 verbunden wird. In gleicher Weise kann das Verstärkungssteuermodul 32A des Decodierers nach Fig. 2 entfernt werden und der Ausgang des Bandpaßfilters 2OA wird direkt mit dem Eingang des spannungsgesteuerten Filters 26a sowie mit dem Eingang des Bandpaßfilters 4OA der Vorwärtssteuerschaltung 38A verbunden. Die Filter ergeben ein Rauschverringerungssystem durch eine Preemphasis des Spektralbereiches der dominierenden Signalenergie des über-

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to

tragenen Signals bei der Codierung und eine Deemphasis des codierten Signals in komplementärer Weise bei der Wiedergabe des codierten Signals. Die Eigenart der Pegel-Preemphasis-Filter 42 und 42A und der logarithmischen Konverterschaltungen 46 und 46a ist daher so, daß diese Schaltungen zwei Funktionen in dem Kompandor nach den Figuren 1 und 2 erfüllen, d.h. sie wirken als Detektor oder Frequenzdiskriminator eines Spektralbereiches des übertragenen Signals zur Erzeugung des Steuersignals, das den Steueranschlüssen 28 und 28A zugeführt wird und sie liefern ein Steuersignal zur Steuerung der Verstärkungssteuermoduln Yd. und

Das beschriebene System ergibt ein rauschverringerndes codierendes und decodierendes Filtersystem, bei dem eine adaptive Signalbewertung in einer Weise durchgeführt wird, die unabhängig von den Pegeleinstellforderungen bei den Codier- oder Decodiersystemen ist.

Weiterhin werden alle Steuerfunktionen des Systems durch Signalverhältnisse und nicht durch Absolutwerte bestimmt. Insbesondere wird die Verstärkungssteuerung proportional von dem Effektivwert des Tonfrequenz-Eingangssignals abgeleitet. Weiterhin hängt die relative Preemphasis der niedrigfrequenten und höherfrequenten Anteile des Tonfrequenzspektrums des Signals von der Mittelfrequenzinformation ab, bei der üblicherweise der größte Teil des Signals vorhanden ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform Hegt der geneigte Teil der Durchlaßkurve nach Fig. 5A zwischen 14O Hz und 2120 Hz während der Abfall der Kurve nach Fig. 5B bei 480 Hz beginnt. Weiterhin ist die von dem Modul ~0>2 gelieferte Verstärkung von der Hochfrequenzenergie des Signals abhängig, die im wesentlichen unabhängig von der Größe der Preemphasis der niedrigfrequenteren Energie ist.

An dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann eine Vielzahl von Abänderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So wird beispielsweise bei dem beschrie-

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benen Ausführungsbeispiel die tiefsrfreauerte Energie, dec Einganges bei der Codierung einer Preemphasis gegenüber der Kochfreijuenzenergie unterworfen, wobei eine komplementäre Deemphasis bei der Wiedergabe bewirkt wird. Stattdessen kann genauso der Übertragungsbereich des niederfrequenten Pfades der spannungsgesteuerten Filter 26 und 26A festgelegt v/erden, während das Kochfrequenz-Durchlaßverhalten 'ies anderen Pfades veränderlich gemacht wird. In einem derartigen Fall würde die niederfrequente Komponente des Signals (die von den Verstärkern 210 und 210A abgeleitet wird) dem Steueranschluß >4 bzw. JhA der entsprechenden Verstärkungssteuermoduln J>2 bzw. j52A zugeführt.

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Claims (8)

1. Patentanwälte Dip:.-Ing. Cult Wallach

   Dipl.-ing. oünther Koch

   2 7 A 9 9 8 8 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

   Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

   D -8000 München 2 KaufingerstraBe 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

   Datum: 8. November 1977

   Unser Zekften: ^ 965 _ _Fk/N_e

   Patentansprüche

   Verfahren zur adaptiven Filterung von Tonfrequenzsignalen, bei dem ein Eingangssignal aufbereitet wird, gekennzeichnet durch die Schritte der Auftrennung des Eingangssignals in hoch- und niedrigfrequente Komponenten, der Preemphasierung der niedrigfrequenten Komponente des Eingangssignals gegenüber der hochfrequenten Komponente des Eingangssignals entsprechend einer ersten Verstärkungssteuer funkt lon, des Kombinierens der einer Preemphasis unterworfenen niedrigfrequenten Komponente mit der hochfrequenten Komponente zur Erzeugung eines ersten kombinierten Signals, der Peststellung der Amplitude des kombinierten Signals und der Lieferung eines veränderlichen Gleichspannungs-Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude des kombinierten Signals bezogen 1st, der Verstärkung des kombinierten Signals mit einer ersten Verstärkung, die in Abhängigkeit vondem ersten Steuersignal veränderlich ist zur Lieferung eines codierten Signals, der Auftrennung des codierten Signals in hoch- und niederfrequente Komponenten, der Deemphasierung der niedrigfrequenten Komponente entsprechend einer zweiten Verstärkungssteuerfunktion, die im wesentlichen das Komplement der ersten Verstärkungssteuerfunktion darstellt, der Kombination der deemphasierten niedrigfrequenten Komponente des codierten Signals mit der hochfrequenten Komponente des codierten

   Signals zur Erzeugung eines zweiten kombinierten Signals, der Messung der Amplitude des zweiten kombinierten Signals zur Lieferung eines zweiten veränderlichen Gleichspannungssteuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude des zweiten kombinierten Signals bezogen ist, und der Verstärkung des zweiten kombinierten Signals mit einer zweiten Verstärkung, die in Abhängigkeit von dem zweiten Steuersignal veränderlich ist, wobei die zweite Verstärkung im wesentlichen das Komplement der ersten Verstärkung darstellt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehne t , d aß der Schritt der Preemphasierung der niederfrequenten Komponenten gegenüber den hochfrequenten Komponenten des Eingangssignals den Schritt der Messung der Amplitude ausgewählter relativ niederfrequenter Teile des codierten Signals, der Erzeugung eines dritten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ niederfrequenten Komponenten bezogen ist, der Messung der Amplitude von ausgewählten hochfrequenten Teilen des codierten Signals, der Erzeugung eines vierten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ hochfrequenten Teile bezogen ist, und des Vergleichs der dritten und vierten Steuersignale derart umfaßt, daß ein fünftes Steuersignal entsprechend der ersten Verstärkungssteuerfunktion erzeugt wird.
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Deemphasierung der niedrigfrequenten Komponenten gegenüber den hochfrequenten Komponenten des codierten Signals die Schritte der Messung der Amplitude ausgewählter relativ niederfrequenter Teile des codierten Signals, der Erzeugung eines sechsten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ niedrigfrequenten Teile des codierten Signals bezogen ist, der Messung der Amplitude

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   ausgewählter relativ hochfrequenter Teile des codierten Signals, der Erzeugung eines siebten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ hochfrequenten Teile des Signals bezogen ist, und des Vergleichs der sechsten und der siebten Steuersignale derart umfaßt, daß ein achtes Steuersignal entsprechend der zweiten Verstärkungssteuerfunktion erzeugt wird.
4. 4. Adaptives Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Signalübertragung eines codierten Signals, das von einem elektrischen Eingangssignal abgeleitet wird, wobei das System einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß aufweist, dadurch g e - kennze lehne t, zwischen den Eingangs- und Aus- gangsanschlUssen (22, 36) Einrichtungen (26) zur Bildung von zwei parallelen Übertragungspfaden eingeschaltet sind, daß der erste übertragungspfad (110 bis II8) einen im wesentlichen festen Übertragungsfrequenzbereich aufweist, daß der zweite übertragungspfad (122 bis I38) eine übertragung über einen Frequenzbereich ergibt, der in Abhängigkeit von der Amplitude des ersten Steuersignals veränderlich ist, daß die Frequenzübertragungseigenschaften eines dieser beiden Übertragungspfade innerhalb eines relativ hohen Frequenzbereiches liegen, während die FrequenzUbertragungseigenschaften des anderen Übertragungspfades in einem Bereich relativ niedriger Frequenzen liegen, daß Einrichtungen (120) zur Kombination des Ausganges der beiden Übertragungspfade zur Lieferung eines kombinierten Signals entlang eines einzigen Pfades vorgesehen sind, daß Einrichtungen (44, 48) zur Messung der Amplitude ausgewählter relativ niedrigfrequenter Komponenten des codierten Signals und zur Lieferung eines zweiten veränderlichen Steuersignals vorgesehen sind, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ niedrigfrequenten Komponenten bezogen ist, daß Einrichtungen (42, 46) zur Messung der Amplitude ausgewählter relativ hoher Frequenzkomponenten des codierten Signals und zur Lieferung eines dritten veränderlichen Steuersignals vorge-

   sehen sind, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ hochfrequenten Komponenten bezogen ist, daß ; inrichtungen (50) zum Vergleich der zweiten und dritten Steuersignale derart vorgesehen sind, daß das erste Steuersignal erzeugt wird, das auf den Vergleich der zweiten und dritten Steuersignale bezogen ist, und daß Verstärkereinrichtungen (j52, 32A) zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen in Reihe mit den parallelen Ütertragungspfaden angeschaltet sind und eine Verstärkung aufweisen, die in Abhängigkeit von einein der zweiten and dritten Steuersignale veränderlich ist, die logarithmisch auf den EffektiVr wert der Amplitude der Frequenzkomponenten bezogen sind, die deir. Übertragungsfrequenzbereich des ersten Ubertragungspfades entsprechen.
5. 5. Filtcrsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennze lehnet, daß die Frecuenzübertragungscharakteristik des ersten Übertragungspfades in einem Bereich relativ hoher Frequenzen liegt, daß die Frequenzübertragungscharakteristik des zweiten Übertragungspfades innerhalb eines Bereiches relativ niedriger Frequenzen liegt und daß die Verstärkereinrichtungen auf das zweite Steuersignal ansprechen.
6. 6. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichne t ,daß die Verstärkereinrichtungen (χ:) r.ur. ::rv.-,binierte Signal verstärken und daß das kodierte Signal vom Ausgang der Verstärkereinrichtungen (32) abgeleitet ist.
7. 7. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß zum Empfang des codierten Signals angeschaltet ist, und daß die Einrichtungen (2uA) zur Eildung der beiden parallelen Übertragungspfade zum Empfang des Ausganges der Verstärkereinrichtungen (p2A) angeschaltet sind.

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8. 8. Piltersyoten nach einem der ν rhergehenden Ansprüche, -Jadurch gekennzeichnet ,daß die Yeratärkereinrlchfcungen {3'd, jj2A) derart ausgebildet sind, cad wenn clip Pegel eines von den Verstärkereinrichtungen verstärkten Lingangssignals und des Ausgangosignals der Verstrlrkereinriohtungen in Dezibel ausgedrückt werden, das Ausgangssi^nal linear auf das Eingangssignal bezogen ist.

   9. Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichne t , daß der zv/eite LJcertragungspfad Einrichtungen zur Verstärkung des niederfrequenten Teils des über den zweiten pfad übertragenen signals mit einer Verstärkung einschließt, die in Abhängigkeit von dem ersten Steuersignal veränderlich ist.

   10. Filtersystem nach einem der verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze lehnet , daß das erste Steuersignal ein Gleichspannungssignal ist, dessen Amplitude von der Energie in dem Mittenfrequenzbereich des elektrischen Eingangssignals abhängt.

   11. Adaptives Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Codierung und Decodierung eines elektrischen Eingangssignals zur Verbesserung des dynamischen Bereiches des Eingangssignals, wobei das System Einrichtungen zur Messung der Amplitude des Eingangssignals und zur Lieferung eines veränderlichen Gleichspannungssteuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude des Eingangssignals bezogen ist, und Einrichtu^en _ZUr Verstärkung des Eingangssignals mit einer Verstärkung ein-" schließt, die in Abhängigkeit von dem Steuersignal veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet , daß das FiUfersystem erste Einrichtungen (26) zur Preemphasierung niederfrequenter Teile des EingangesignaIs gegenüber den hochfrequenten Teilen dieses Eingangssignals während der Kompression des Eingangssignals entsprechend einer ersten Verstärkungssteuerfunktion einschließt, die von der Größe der

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   Signalenergie in den niederfrequenten Teilen tezüglich der 3ignalenergie in den hoherfrequenten Teilen einschließt, so daß ein frequenzgangtewertetes codiertes Signal erzeugt wird, und daß zweite Einrichtungen (26a) zur Deemphasierung der entsprechenden niederfrequenten Teile des codierten Signals bezüglich der entsprechenden hochfrequenten Teile des codierten Signale bei der Expansion des codierten Signals entsprechend einer zweiten Verstärkungssteuerfunktion vergesehen sind, die im wesentlichen das Komplement der ersten V.rstärkunjssteuer funkt ion ist.

   Filtersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennze lehnet, daß erste Einrichtungen zur Preemphasierung, Einrichtungen zur Trennung des Eingangssignals in die niederfrequenten teile und die hoherfrequenten Teile, EirfcLchtungen zur Kessung der Amplitude ausgewählter relativ niederfrequenter Komponenten des codierten Signals und zur Lieferung eines zweiten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ niedrigfrequenten Komponenten bezogen ist, I inrlchtungen zur Messung der Amplitude ausgewählter höherfrequenter Komponenten des codierten Signals, Einrichtungen zur Lieferung eines dritten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der relativ höher frequenten Komponenten bezogen ist, und Einrichtungen zum Vergleich der zweiten und dritten Steuersignale einschließen, so daß ein viertes Steuersignal entsprechend der ersten Verstärkunyssteuerfunktion erzeugt wird.

   Filtersystern nach Anspruch 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Einrichtungen zur Deemphasierungentsprechenden niederfrequenten Teile des codierten Signals Einrichtungen zur Trennung des codierten Signals in niederfrequente und hochfrequente Teile, Einrichtungen zur Messung der Amplitude ausgewählter relativ niederfrequenter Komponenten des codierten Signals und zur Lieferung eines fünften veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch aufden Effektivwert der Amplitude der relativ niedrigfrequenten

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   Komponenten des codierten Signals bezogen ist, einrichtungen zur Messung der Amplitude ausgewählter hochfrenquenter Komponenten des codierten Signals, Einrichtungen zur Lieferung eines sechsten veränderlichen Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude der relativ höher frequenten Komponenten des codierten Signals bezogen ist, unc üinrichtungen zum Vergleich der fünften und sechsten Steuersignale zur Lieferung eines siebten Steuersignals entsprechend der zweiten Verstärkungssteuerfunktion einschließen.

   14. Adaptives Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis J5 zur Erzielung eines adaptiven Signalbewertungssystems zur Verwendung bei der elektrischen Signalübertragung, dadurch gekennze ichne t , daß das System Filtereinrichtungen mit elektrischen Signalübertragungscharakteristiken, bei denen in Abhängigkeit von einem Steuersignal die Eeziehung zwischen dem Spektralbereich der dominierenden Eneergie in einem übertragenen Signsl gegenüber den anderen Spektralbereichen des übertragenen Signals veränderlich ist, und Frequenzdiskriminatoreinrichtungen zur Messung des Spektralbereiches der dominierenden Signalenergie in dem übertragenen Signal und zur Lieferung des Steuersignals als Funktion der Frequenz der dominierenden Signalenergie einschließt.

   15· Filtersystem nach Anspruch 14, gekennze ichne t durch Verstärkungssteuereinrichtungen, die in Serie mit den Filtereinrichtungen geschaltet sind und eine Verstärkung des veränderlichen Signals erzeugen, die von einem zweiten Steuersignal abhängt, und Einrichtungen zur Erzeugung des zweiten Steuersignals, das logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude des übertragenen Signals über zumindest einen Teil des Frequenzbereiches des Signals bezogen ist.

   16. Adaptives Filtersystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet

   durch auf ein Steuersignal ansprechende Filtereinrichtungen zur 'incerung des Spektraltereiches der dominierenden Signalenergie eines übertragenen Signals gegenüber den anderen Spektralbereichen des übertragenen Signals um einen Betrag, der in Abhängigkeit von dem zweiten Steuersignal bestimmt ist, und Steuereinrichtungen zur Erzeugung des Steuersignals, die erste Detektoreinrichtungen zur Feststellung eines ersten Spektralbereiches des übertragenen Signals und zur Lieferung eines ersten elektrischen Signals , das die Signalenei^Le in dem ersten Spektralbereich darstellt, zweite Detektoreinrichtungen zur Feststellung eines zweiten Spektralbereiches des übertragenen Signals und zur Lieferung eines zweiten elektrischen Signals, das die Signalenergie in dem zweiten Spektralbereich darstellt, und Einrichtungen zum Vergleich der ersten und zweiten elektrischen : ignale zur Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von dem Vergleich einschließen.

   17. Filtersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich net, daß das erste elektrische Signal logarithmisch auf den Effektivwert der Amplitude des ersten Spektralbereiches bezogen ist, während das zweite elektrische Signal logarithmisch auf den Ef fel:tivv;ert der Amplitude den zv;eiten Spektralbereiches bezogen ist.

   18. Filtersystem nach Anspruch 16 oder I7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtungen Einrichtungen zur Messung der Differenz zwischen den ersten und zweiten elektrischen Signalen einschließen.

   19. Filtersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch V^rstärkun^ssteuereimichtungen, die in Srrie mit den Filtereinrichtungen geselltet sind und eine Verstärkung des übertragenen Signals ergeben, die von einem der ersten und zweiten elektrischen Signale abhängt.