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Zeitachsen-Verdichtungs/Dehnungsvorrichtung
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für Tonsignale Die Erfindung betrifft eine verbesserte Zeitachsen-Verdichtungs/Dehnungsvorrichtung,
im folgenden auch als Kompandervorrichtung bezeichnet, für Tonsignale.
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Magnettonbandgeräte werden häufig für die Anfertigung von z.B.
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Konferenzprotokollen oder zur Erfassung der Konferenzvorträge durch
wiederholtes Abhören des Magnetbands, für Sprachtraining usw. eingesetzt. Dabei
haben sich jedoch unter dem Gesichtspunkt einer wirtschaftlichen Arbeitsweise verschiedene,
nachstehend aufgeführte Nachteile herausgestellt. Bei der Anfertigung von Konferenzprotokollen
oder beim Sprachstudium muß das Magnetbandgerät von Zeit zu Zeit abgestellt werden,
weil die Geschwindigkeit der wiedergegebenen Sprache die Schreibgeschwindigkeit
des Abhörenden übersteigt. Wenn zudem über das Bandgerät die Aufnahme abgehört werden
soll, ist hierfür ebensoviel Zeit erforderlich wie für die Aufnahme. Dies ließe
sich aber wirtschaftlicher durchführen, wenn beispielsweise
der
Motorantrieb des Magnetbandgeräts zur Verlangsamung oder Beschleunigung der Wiedergabegeschwindigkeit
eingestellt werden könnte. Obgleich auf diese Weise die Geschwindigkeit der Sprachwiedergabe
auf den für den vorgesehenen Zweck geeigneten Wert verändert werden könnte, wird
hierbei die Tonhöhe (pitches) der Sprachsignale verändert und damit deren Verständlichkeit
so stark herabgesetzt, daß die Sprache schwer zu verstehen wird. Aus diesem Grund
besteht ein Bedarf für ein Gerät, mit dessen liilfe die Wiedergabegeschwindigkeit
ohne gleichzeitige Veränderung der Sprachtonhöhe verändert werden kann. Diesem Erfordernis
wurde bisher mit dem rotierenden Magnetkopfsystem entsprochen, welches Sprachsignale
als Analogsignale behandelt oder verarbeitet, d.h.
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ohne Analog/Digital- bzw. A/D-Umwandlung, oder aber mit einer Vorrichtung,
die analoge oder digitale Speicherelemente zur Einstellung der Tonhöhen durch Änderung
der Geschwindigkeit für Adressenänderung für das Einschreiben und Auslesen verwendet.
Diese bisherigen Geräte sind jedoch so komplex bzw.
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kompliziert aufgebaut, daß sie sehr teuer sind.
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Die bisherigen Vorrichtungen, die dem genannten Erfordernis entsprechen
sollen, sind mit zwei Arbeits- bzw. Bedienungsabschnitten versehen, von denen der
eine das Verdichtungs/Dehnungs- bzw. -Kompanderverhältnis verändert und der andere
die Zeitachsen-Kompanderfunktion ein- und ausschaltet. Für das Umschalten des Kompanderverhältnisses
wurden bereits zwei Systeme vorgeschlagen, nämlich das kontinuierliche Einstellsystem
und das schrittweise arbeitende Einstellsystem für dieses Verhältnis. Die Verarbeitung
von Tonsignalen durch eine Zeitachsen-Kompandervorrichtung hat jedoch unvermeidlich
einen Tonausgang herabgesetzter Güte zur Folge, weil z.B. bei der Ubertragung zwischen
den Speicherelementen die Wellenform verzerrt wird, durch A/D- oder D/A-Umwandlung
Störgeräusche eingeführt werden und die Diskontinuität an Signalanschlußabschnitten
(signal
connecting sections) ebenfalls Störgeräusche (Rauschen) zur Folge hat. Wenn andererseits
die Tonsignale ohne Zeitachsen-Kompanderverarbeitung nur einer Veränderung der Wiedergabegeschwindigkeit
unterworfen werden, zeigt es sich bei Versuchen, daß obgleich die Tonfrequenzhöhe
unter Veränderung der Klangfarbe (tone) geändert wird, die Verständlichkeit der
wiedergegebenen Tonsignale unbeeinflußt bleibt, solange ein nur geringer Unterschied
zwischen der Wiedergabe- und der ursprünglichen Aufzeichnungsgeschwindigkeit besteht.
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Außerdem muß bei den bisherigen Geräten zur Änderung der Geschwindigkeit
der wiedergegebenen Tonsignale von Hand ein Einstellknopf am Einstellbedienungsteil
betätigt werden, was sich als so umständlich und mühsam erweist, daß hierdurch die
Arbeitsleistung bei der Anfertigung von maschinen- oder handschriftlichen Aufzeichnungen
nach der Magnetbandaufnahme erheblich beeinträchtigt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer nicht
mit diesen Mängeln behafteten, kostensparenden Zeitachsen-Kompandervorrichtung für
Tonsignale, durch welche das wiederholte Abhören von Magnetbändern zur Anfertigung
von Konferenzprotokollen, für Sprachtraining usw. erleichert wird und mit welcher
auch ein Bedienungsgerät geboten wird, das sich besonders gut für die Wiedergabe
von Tonsignalen mit veränderter Geschwindigkeit eignet.
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Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten
Merkmale gelöst.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein
Blockschaltbild einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 2 ein Schaltbild
eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen
Auführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 4A bis 4K Ablaufdiagramme
für verschiedene beispielhafte Arbeitsweisen, Fig. 5 und 6 detaillierte Schaltbilder
eines Teils der Schaltungen nach Fig. 3, Fig. 7 ein Blockschaltbild noch einer anderen
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Speichers
für die Schaltung nach Fig. 7, Fig. 9 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung und Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines
anderen Anwendungsbeispiels der Erfindung.
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Zur Ausschaltung der eingangs geschilderten Nachteile sieht die Erfindung
in erster Ausführungsform eine Operations-oder Verarbeitungseinrichtung vor, welche
das Zeitachsen-Kompanderverhältnis ändert bzw. umschaltet. In weiteren Ausführungsformen
sind eine Kompandervorrichtung auf der Grundlage des Gleich- oder Konstantdlfferenz-Modulationssystems,
eine weitere Kompandervorrichtung, die im Digitalsignalspeicher mit einem Randomspeicher
ausgerüstet ist und digitalisierte Tonsignale mit vorbestimmten Perioden in den
Speicher eiijzuschreiben und diese Signale mit unterschiedlichen Perioden
auszulesen
vermag, bzw. eine fußbetätigte Tonwiedergabegeschwindigkeits-Regelvorrichtung vorgesehen,
die mit einer Zeitachsen-Kompandervorrichtung verbindbar ist und nicht nur die Tonsignal-Wiedergabegeschwindigkeit
gegenüber der ursprünglichen Tonsignalgeschwindigkeit zu variieren, sondern auch
eine Umwandlungsverarbeitung der Tonfrequenzhöhen der wiedergegebenen Signale zur
Erzeugung gut verständlicher Toninformationen durchzuführen vermag.
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Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
Magnetband 1 für Tonsignalaufzeichnung, einen Wiedergabe-Magnetkopf für die Tonaufzeichnung,
einen Vorverstärker 3 zur Verstärkung des durch den Wiedergabekopf 2 wiedergegebenen
Signals auf einen für die Behandlung oder Verarbeitung durch Zeitachsen-Verdichtungs/Dehnung
geeigneten Pegel, eine im folgenden auch einfach als Kompanderschaltung bezeichnete
Zeitachsen-Verdichtungs#Dehnungsschaltung, welche das vom Vorverstärker 3 gelieferte
Toneingangssignal verdichtet bzw. komprimiert oder dehnt bzw. expandiert, einen
Lautsprecher 5, einen Kompanderverhältnis-Umschaltkreis 6, einen Antrieb 7 für das
Magnetband 1 und eine Antriebssteuerschaltung 8 für den Antrieb 7.
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Der Kompanderverhältnis-Umschaltkreis 6 nach Fig. 1 ist in Fig. 2
im einzelnen veranschaulicht. Er besteht aus einem Schiebewiderstand bzw. Potentiometer
9, Schiebeschaltern 10 und 11 sowie einer Gruppe von Widerständen 12, die zwischen
den Schalter 10 und das Potentiometer 9 eingeschaltet sind.
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Das Potentiometer 9 wirkt mit den Schiebeschaltern 1o und 11 zusammen.
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Wenn das Kompanderverhältnis 1 oder nahezu 1 beträgt, wird bei der
Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 einerseits über den Schiebeschalter 10 das Potentiometer
9 derart mit der Antriebssteuerschaltung verbunden, daß die Geschwindigkeit des
Magnetbands 1 stufenlos regelbar ist, während andererseits über den Schieberschalter
11 das Tonsignal vom Vorverstärker 3
unter Umgehung der Zeitachsen-Kompanderschaltung
4 unmittelbar zum Lautsprecher 5 geleitet wird. Bei einem anderen Kompanderverhältnis
(z.B. 0,3, 0,5, 0,7, 1,4, 1,7 und 2,0; vgl. Fig. 2) wird mittels des Schiebeschalters
10 aus der Gruppe von Widerständen 12 der dem eingestellten Kompanderverhältnis
entsprechende Widerstand ausgewählt und mit der Antriebssteuerschaltung 8 verbunden,
um auf diese Weise die erforderliche Magnetbandgeschwindigkeit einzustellen. Andererseits
wird über den Schiebeschalter 11 das Tonsignal vom Vorverstärker 3 zur Kompanderschaltung
4 geleitet, so daß das Tonsignal nach Zeitachsenverarbeitung zum Lautsprecher 5
übertragen werden kann.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Abwandlungen
in Anpassung an die tatsächlichen Gegebenheiten oder Erfordernisse möglich, beispielsweise
in der Art, daß bei einer solchen Vorrichtung mit erweiterten Möglichkeiten, so
daß sie die Wiedergabegeschwindigkeit zu verändern, nicht aber die Klangfarbe gegenüber
der ursprünglichen Wiedergabegeschwindigkeit zu modifizieren vermag, die Zeitachsen-Kompanderverarbeitung
der Tonsignale nur vor der Wiedergabe erfolgt, falls die Vorrichtung keine ausreichend
verständlichen Tonsignale zu erzeugen vermag.
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Wie aus den vorstehenden Ausfúhrungen hervorgeht, wird mit der Erfindung
somit eine Zeitachsen-Kompandervorrichtung hoher Leistung geschaffen, da bei dieser
Vorrichtung die Durchführung der Zeitachsen-Kompanderverarbeitung in Abhängigkeit
von Größen für das Kompanderverhältnis wählbar ist.
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Die zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 umfaßt ein Magnetband
22 zur Tonaufzeichnung, einen Wiedergabemagnetkopf 21, einen Vorverstärker 23 zur
Verstärkung der vom Wiedergabekopf 21 abgetasteten Signale auf einen geeigneten
Pegel für die Zeitachsenverarbeitung, einen Konstantdifferenz
-Modulator
24, welcher das Ausgangssignal des Vorverstärkers 23 als Eingangssignal einer Konstantdifferenz-Modulation
(Delta-Modulation) unterzieht, Randomspeicher 25 und 26, welche in Abhängigkeit
von Taktimpulssignalen PT1 und PT2 von Adressenzählern 31 bzw. 32 sowie Lese-Einschreibsignalen
RW und RW von einer Steuerschaltung 34 zum Einschreiben von Digitaldaten vom Modulator
24 oder zum Auslesen dieser gespeicherten Daten zu einem D/A-Wandler über eine Torschaltung
27 dienen, ein Tiefpaßfilter 29, welches Hochfrequenzanteile der Analogdaten vom
D/A-Wandler 28 vor der Ausgabe zum Ausgangsverstärker 36 ausfiltert, einen mit dem
Ausgangsverstärker 35 verbundenen Lautsprecher 36, Impulsoszillatoren 30 und 33,
die codierte Impulse EPS bzw. decodierte Impulse DPS zur Ansteuerung des Modulators
24 und des D/A-Wandlers 28 liefern, und einen Kompanderverhältnis-Umschaltkreis
37 zur Änderung des Kompanderverhältnisses für Tonsignale. Diese Schaltung arbeitet
wie folgt: Eine Änderung der Einstellung des Umschaltkreises 37 bewirkt nicht nur
eine Änderung der Wiederholungszahl von Adressenimpulsen APSA und APSB über die
Steuerschaltung, sondern auch eine Änderung sowohl des Modulationsverhältnisses
des Modulators 24 als auch der Bandgeschwindigkeit des Magnetbandgeräts. Die zur
Steuerschaltung gelieferten Ausgangssignale EPS und DPS von den Impulsoszillatoren
30 und 33 liefern Lese/Einschreibsignale RW und RW mit fester und variabler Frequenz.
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Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Schaltung als Speicher ein
Random-Speicher vorgesehen ist, kann dieser selbstverständlich auch durch ein Schieberegister
ersetzt werden.
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Im folgenden ist anhand des Taktsteuer- bzw. Ablaufdiagramms gemäß
Fig. 4 die Arbeitsweise der Zeitachsen-Kompandervorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen
Aufbau erläutert.
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Fig. 4A veranschaulicht ein bei der Tonaufzeichnung mit normaler Bandgeschwindigkeit
erhaltenes ursprüngliches bzw.
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Originalsignal. Fig. 4B zeigt ein bei niedrigerer Bandgeschwindigkeit
wiedergegebenes Signal, das beispielsweise bei einer Wiedergabe mit halber Bandgeschwindigkeit
erhalten wird und dessen Frequenz auf die Hälfte der Frequenz des Originalsignals
verringert worden ist. Dieses verlangsamte Wiedergabesignal wird auf elektromagnetischem
Wege durch den Wiedergabekopf 21 vom Magnetband 22 abgenommen, über den Vorverstärker
23 zum Konstantdifferenz-Modulator 24 übertragen, einer Analog/Digital- bzw. A/D-Umwandlung
entsprechend der Taktsteuerung des codierten Impulses EPS gemäß Fig. 4K unterworfen,
vom Impulsoszillator 30 ausgegeben und dann nach Maßgabe der Adressenzähler 31 bzw.
32 in Adressen (Speicherplätze) in den Randomspeicher 25 und 26 eingeschrieben.
Diese beiden Random-Speicher 25 und 26 wiederholen abwechselnd Einschreib-und Auslesevorgänge
nach Maßgabe des Lese/Einschreibsignals RW gemäß Fig. 4F von der Steuerschaltung
34 und des Lese/-Einschreibsignals RW (Fig. 4G) mit einer dem Signal RW entgegengesetzten
Phase. Gleichzeitig mit dieser alternierenden Wiederholungsarbeitsweise werden die
von der Steuerschaltung 24 abgegebenen Adressenimpulse APSA und APSB (Fig. 4A und
41) durch die Adressenzähler 31 bzw. 32 gezählt, wodurch die Einschreib- und Lesegeschwindigkeiten
der Randomspeicher 25 und 26 gesteuert werden. Beim angenommenen Beispiel mit einem
Tonsignal-Kompanderverhältnis von 1:2 ist die Geschwindigkeit, mit welcher Daten
aus den Randomspeichern 25 und 26 ausgelesen werden, doppelt so groß wie die Einschreibgeschwindigkeit
in die Randomspeicher 25 und 26. Die aus letzteren ausgelesenen Daten werden somit
durch die Torschaltung 27 abwechselnd zum D/A-Wandler 28 geliefert, wo sie in Übereinstimmung
bzw. nach Maßgabe des Takts der decodierten Impulse DPS (Fig. 4J) vom Impulsoszillator
33 in Analogsignale umgewandelt werden.
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Das mit verlangsamter Geschwindigkeit wiedergegebene Signal gemäß
Fig. 4B, dessen Frequenz die Hälfte der Frequenz des Originalsignals beträgt, erhält
somit nach dem Durchlauf durch
den D/A-Wandler 28 dieselbe Frequenz
wie das Originalsignal (vgl. Fig. 4C). Dieses zeitexpandierte Ausgangssignal wird
schließlich vom Lautsprecher 36 über das Tiefpaßfilter 29 und den nachgeschalteten
Ausgangsverstärker 35 als Tonsignal ausgegeben.
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Gemäß Fig. 4C wird jeder einzelne Block des Originalsignals zweimal
wiederholt. Dies ist deshalb der Fall, weil die durch die Frequenzeinstellung erzeugten
Leerstellen durch wiederholt aus den Randomspeichern ausgelesene Daten ausgefüllt
werden, um unterbrechungsfreie, zusammenhängende Ausgangssignale zu liefern. Fig.
4D veranschaulicht andererseits die Wiedergabe der Originalsignale mit doppelter
Bandgeschwindigkeit, wobei die Frequenz doppelt so hoch ist wie beim Originalsignal.
Im Gegensatz zur vorher beschriebenen Zeitachsendehnung bewirkt in diesem Fall jedoch
die angewandte Zeitachsenverdichtung eine Verdoppelung der Wiederholungszahl der
codierten Impulse EPS im Vergleich zur Wiederholungszahl der decodierten Impulse
DPS, so daß das Tonausgangssignal gemäß Fig. 4E bezüglich seiner Frequenz im Vergleich
zum Originalsignal unverändert bleibt. In der Wellenform gemäß Fig. 4E fehlt ein
Teil der Wellenform des Originalsignals, weil infolge der Frequenzeinstellung die
Datenmenge im Randomspeicher vergrößert wurde und überschüssige Daten fallengelassen
worden sind.
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Fig. 5 veranschaulicht die Einzelheiten des Schaltungsaufbaus des
A/D-Wandlers 24 mit dem Konstantdifferenz-Modulator.
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Diese Schaltung besteht aus einem Signaleingangsteil 61, einem Komparator
62, einem Flip-Flop 63, einem Nah- bzw. Lokaldecodierer 64 und einer automatischen
Pegeleinstellschaltung 65.
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Für die Analog/Digital-Umwandlung können auch andere Systeme unter
Anwendung der Impuls-Codemodulation (PCM) usw. verwendet werden, obgleich die Vorrichtung
hierdurch komplex und
teuer wird. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der Konstantdifferenz-Modulator vorgesehen, weil er einfach aufgebaut und kostensparend
ist.
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Das Toneingangssignal wird durch den Signaleingangsteil 61 aus einem
Kondensator und einem Widerstand geleitet und an die Plus-Eingangsklemme des Komparators
62 angelegt, dessen Minus-Eingangsklemme ein analogdecodiertes Q-Ausgangssignal
vom Flip-Flop 63 abnimmt, welches eine Abtastprobe (sample) entsprechend dem codierten
Impuls EPS enthält. Das Toneingangssignal wird somit mit der vorher nach Maßgabe
des Takts des codierten Impulses EPS abgetasteten bzw. abgegriffenen Eingangswert
verglichen und je nach seiner Größe in ein Digitalsignal ff der "1" umgewandelt.
Die automatische Pegeleinstellschaltung 65 integriert das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops
63 mit der durch Widerstand 66 und Kondensator 67 bestimmten Zeitkonstnte, und sie
koppelt das Resultat zur Toneingangsleitung über den Widerstand 68 zurück, wodurch
die Pegel der beiden Einangssignale für den Komparator 62 automatisch eingestellt
werden.
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Die Ausgangssignale der Random-Speicher 25 und 26 werden andererseits
als Reihe von zusammenhängenden bzw. Dauersignalen über die Torschaltung 27 zur
Eingangsklemme des D/A-Wandlers 28 geleitet. Der Wandler 28, der aus einem Abtasthalte-Flip-Flop
281, einem Widerstand 282 für Integration und einem Kondensator 283 besteht (vgl.
Fig. 6), dient zur Umwandlung von Digitalsignalen in Analogsignale. Das der Zeitachsen-Kompanderverarbeitung
unterworfene Signal gelangt nach der Digital/Analog-Umwandlung schließlich in das
Tiefpaßfilter 29, von welchem Frequenzen über der durch den Widerstand 291 und den
Kondensator 292 bestimmten Abschalt- bzw. Austastfrequenz nicht durchgelassen werden,
so daß Tonausgangssignale mit reduziertem Störpegel ausgegeben werden.
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Die in Fig. 7 dargestellte dritte Ausführungsform der Erfindung umfaßt,
ähnlich wie die Ausführungsform nach Fig. 3, Impulsoszillatoren 30A und 33A entsprechend
den Teilen 30 bzw. 33 sowie eine Steuerschaltung 34A entsprechend der Schaltung
34. Diese Vorrichtung kann ähnlich arbeiten, wie in den Fig. 4A bis 4K veranschaulicht.
Bei dieser Ausführungsform sind die Random-Speicher 25 und 26 jeweils aus zwei Random-Speicher-Chips
251 und 252 bzw. 261 und 262 aufgebaut.
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Die Random-Speicher werden zunächst entsprechend dem Pegel des an
die Lese/Einschreib-Klemmen angelegten Signals in einen Einschreib- oder Leseabschnitt
unterteilt. Die zwei Random-Speichergruppen oder -reihen arbeiten unter abwechselnder
Wiederholung des Einschreibens und Auslesens komplementär zusammen, da der Random-Speicher
25 das Lese/Einschreibsignal RW durch bzw. nach Division des codierten Impulses
EPS vom Impulsgenerator 30A abnimmt, während der Random-Speicher 26 das dem Signal
RW entsprechende, jedoch gegenphasige Lese/-Einschreibsignal RW abnimmt. Während
sich somit der Random-Speicher 25 in der Einschreibbetriebsart befindet, arbeitet
der Random-Speicher 26 nach der Auslesebetriebsart und umgekehrt, so daß das gleichzeitige
kontinuierliche Einschreiben und Auslesen einer Reihe von Signalen möglich ist.
Die erfindungsgemäße Zeitachsen-Kompanderverarbeitung beruht auf einer Veränderung
der Einschreib- und Lesegeschwindigkeiten, wobei diese Änderung durch die Oszillatoren
30A und 33A, die Steuerschaltung 34A sowie die Adressenzähler 31 und 32 wie folgt
gesteuert wird: Die Steuerschaltung 34A erzeugt Adressenimpulse, in denen ein codierter
Impuls EPS vom Impulsoszillator 30A mit variierender Impulswiederholungsfrequenz
gemäß der Einstellung des Kompanderverhältnis-Umschaltkreises 37 sowie ein durch
den Impulsoszillator 33A erzeugter, decodierter Impuls DPS mit fester Impulswiederholungsfrequenz
abwechselnd und im Takt des Lese/Einschreibsignals RW auftreten. Diese Adressenimpulse
werden als Adressenimpulse APSA bzw. APSB zu den Adressenzählern übertragen. Die
Adressenzähler 31 und 32 sorgen für Bezeichnungsadressen für die Random-Speicher
25
bzw. 26 in der Weise, daß die vom jeweiligen Zähler 31 oder
32 gezählte Größe eine Adresse im Random-Speicher bezeichnet und je nach dem augenblicklichen
Betriebszustand Daten in die bezeichnete Adresse eingeschrieben oder aus ihr ausgelesen
werden. Außerdem ist bei dieser Schaltung die Wiederholungsfrequenz des Adressenbezeichnungsimpulses
bei Dateneinschreibung mit dem codierten Impuls synchronisiert, während andererseits
die Wiederholungsfrequenz des Adressen impulses beim Datenauslesen mit dem decodierten
Impuls DPS synchron ist.
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Die Signalverdichtung oder -dehnung erfolgt somit im Verhältnis dieser
beiden Impulswiederholungsfrequenzen.
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Die Ausgangssignale der Random-Speicher 25 und 26 werden sodann als
eine Reihe zusammenhängender bzw. Dauersignale.Uber die Torschaltung 27 zur Eingangsklemme
des D/A-Wandlers 28 geleitet. Der aus einem Flip-Flop 281 für Abtast-Haltezwecke,
einem Widerstand 282 für Integration und einem Kondensator 283 (vgl. Fig. 6) bestehende
Wandler 28 dient zur Umwandlung von Digitalsignalen in Analogsignale. Die der Zeitachsen-Kompanderverarbeitung
unterworfenen Signale treten nach der Digital/-Analog-Umwandlung schließlich in
das Tiefpaßfilter 29 ein, durch welches über der durch Widerstand 291 und Kondensator
292 bestimmten Austastfrequenz liegende Frequenzen gesperrt werden, so daß ein Ausgangssignal
mit reduziertem Störpegel abgegeben wird.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung verwendet als Hauptbestandteil
einen Random-Speicher, d.h. ein digitales Speicherelement, welches durch das Grundsystem
gesteuert wird.
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Die Vorrichtung ist also um den Speicher herum schaltungsmäßig so
einfach aufgebaut, daß sie kostensparend herzustellen ist und einen hohen Zuverlässigkeitsgrad
besitzt.
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Erfindungsgemäß wird ein neuartiger Mechanismus verwendet, bei dem
zwei Oszillatoren eine freie Änderung der Frequenz
des Einschreibimpulses
zulassen, d.h. die Einstellung willkürlicher bzw. beliebiger Kompanderverhältnisse
ermöglichen.
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Diese Schaltung ist daher im Vergleich zum bisherigen Dividiersystem
sehr einfach, bei dem ein Einschreib- und Leseimpulse durch Teilung von Grund-Taktimpulsen
gebildet werden.
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Die der Schaltung nach Fig. 1 ähnelnde Vorrichtung gemäß Fig. 9 ist
mit einer Tonwiedergabeeinheit und einer Zeitachsen-Kompandereinheit versehen, die
für den jeweiligen Zweck voneinander trennbar sind. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers
3 wird der Zeitachsen-Kompanderschaltung 4 über den Kontakt 40A eines Umschalters
40 und anschließend über den Kontakt 41A einer Verbindungs- bzw. Anschlußeinheit
41 eingegeben. Das Ausgangssignal dieser Schaltung 4 wird an den Lautsprecher 5
über den Kontakt 41B der Anschlußeinheit 41 und den nachgeschalteten Kontakt 40B
des Umschalters 40 eingespeist. Der Umschaltkreis 6 liefert Treibersignale zur Ansteuerung
der Steuerschaltung 8 über den Kontakt 41C der Anschlußeinheit 40 sowie den Kontakt
40C des Umschalters 40. Die Kontakte 40A bis 40C des Umschalters 40 sind mit der
Anschlußeinheit 41 verbindbar. Wenn die Tonwiedergabeeinheit 42 und die Kompandereinheit
43 zusammengesetzt werden, werden die Umschalter auf die Kontakte b (Fig. 9) umgelegt,
während die Umschalter bei voneinander getrennten Einheiten an den Kontakten a anliegen.
Der Kontakt a des Schalterteils 40A ist über eine Leitung 1 mit dem Kontakt a des
Schalterteils 40B verbunden.
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Wenn bei dieser Anordnung die Zeitachsen-Kompanderfunktion stattfindet,
verbindet die Anschlußeinheit 41 auf dargestellte Weise die Tonwiedergabeeinheit
42 und die Kompandereinheit 43, wobei die Kontakte bzw. Schalterteile 40A bis 40C
des Umschalters 40 an den Kontaktpunkten b anliegen. Dabei wird as Tonsignal, das
durch den Wiedergabekopf 2 vom Magnetband 1 reproduziert wurde, nach der Verstärkung
durch den Vorverstärker 3 über die Kontakte bzw. Schalterteile 40A und 41A
der
Kompanderschaltung 4 eingespeist und einer Zeitachsenverarbeitung entsprechend der
Einstellung des Umschaltkreises 6 unterworfen. Das so behandelte Tonsignal wird
über die Kontakte bzw. Schalterteile 41B und 40B vom Lautsprecher 5 abgegeben. Der
Umschaltkreis 6 regelt die Bandgeschwindigkeit entsprechend seiner Einstellung,
indem er das Treibersignal über die Kontakte 41C und 40C für die Ansteuerung des
Antriebs 7 zur Antriebssteuerschaltung 8 leitet.
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Wenn die Anschlußeinheit 41 die Tonwiedergabeeinheit 42 von der Kompandereinheit
43 trennt, legen sich die Kontakte bzw.
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Schalterteile 40A bis 40C des Umschalters 40 in Synchronismus mit
der Anschlußeinheit 41 von den Kontaktpunkten b auf die Kontaktpunkte a um. Dabei
wird das Ausgangssignal des Vorverstärkers 3 vom Kontaktpunkt des Kontakts 40A über
die Leitung 1 zum Kontaktpunkt a des Kontakts 40B eingespeist und dann über den
Lautsprecher 5 ausgespeist. Ebenso legt sich der Kontakt bzw. Schalterteil 40C auf
den Kontaktpunkt a um, wodurch die Treibersteuerschaltung 8 intern kurzgeschlossen
wird, so daß ihr Ausgangssignal dem Antrieb bzw. der Antriebsschaltung 7 eingespeist
wird und das Magnetband 1 mit der normalen Tonaufnahme/Wiedergabegeschwindigkeit
läuft. Wenn die beiden genannten Einheiten somit an der Anschlußeinheit 41 getrennt
sind, führt die Tonwiedergabeeinheit 42 lediglich die normalen Aufzeichnungs/Wiedergabeoperationen
ohne Zeitachsen-Verdichtung oder -Dehnung durch.
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Da bei dieser Vorrichtung die Tonwiedergabeeinheit und die Kompandereinheit
mittels der Anschiußeinheit wahlweise miteinander verbindbar oder voneinander trennbar
sind, kann durch Verbindung der beiden Einheiten erforderlichenfalls die Zeitachsen-Kompanderfunktion
durchgeführt werden, während bei voneinander getrennten Einheiten, wenn keine Zeitachsenverarbeitung
erforderlich ist, die normalen Aufnahme- und Wiedergabevorgänge stattfinden. Mit
der Erfindung wird somit eine Zeitachsen-
Kompandervorrichtung
geschaffen, die bezüglich ihrer Arbeitsweise vielseitig ist und niedriges Gewicht
besitzt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 werden die Tonwiedergabeeinheit
und die Kompandereinheit durch die Anschlußeinheit miteinander verbunden, doch können
beide Einheiten auch über Anschlüsse, Kabel usw. mit der Anschlußeinheit verbunden
sein.
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Fig. 10 veranschaulicht eine Wiedergabeton-Geschwindigungsänderungsvorrichtung,
bei welcher der Bandantriebsteil 50 über die Antriebssteuerschaltung mit dem Schiebewiderstand
bzw. Potentiometer 54 verbunden ist.
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Die auf einem Magnetband 56 aufgezeichneten Tonsignale werden durch
einen Wiedergabekopf 58 in Wiedergabesignale umgesetzt.
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Der Wiedergabekopf 58 ist mit einem Vorverstärker 60 verbunden, welcher
das Wiedergabesignal auf einen für die Durchführung der Zeitachsen-Kompanderoperation
erforderlichen Pegel verstärkt und dann an einen Kompanderverhältnis-Umschaltteil
62 anlegt, welcher das Kompanderverhältnis verändert. Der Umschaltteil 62 ist mit
einem Lautsprecher 66 über eine Zeitachsen-Kompanderschaltung 64 verbunden, welche
die mit einer von der Geschwindigkeit des Originalsignals abweichenden Geschwindigkeit
reproduzierten Signale ohne Veränderung oder nach Analog/Digital-Umwandlung im wesentlichen
durch teilweise Austastung oder Hinzufügung bzw. Multiplikation einer Kompanderverarbeitung
unterwirft.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Umschaltteil 62 schrittweise
auf unterschiedliche Verhältnisse einstellbar, und wenn die Geschwindigkeit zwischen
Wiedergabeton und Originalton bei 1 oder nahe bei 1 liegt, wird das Signal vom Vorverstärker
60 unmittelbar und oh> Analog/Digital-Umwandlung über eine Überbrückungsschaltung
68 vom Lautsprecher
abgenommen. Dies geschieht deshalb, weil vorteilhaft
eine Schaltung verwendet werden sollte, in welcher keine Möglichkeit für eine Verschlechterung
der Tonqualität besteht, bis die Zeitachsen-Kompanderverarbeitung vorgenommen werden
muß.
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Wenn das Potentiometer 54 und der Umschaltteil 62 in eine bestimmte
Lagenbeziehung gebracht worden sind, lassen sie die Antriebssteuerschaltung 52 den
Bandantriebsteil 50 so ansteuern, daß das Magnetband 56 mit derselben Geschwindigkeit
wie bei der Originalaufnahme oder mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit angetrieben
werden kann.
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Die vom Wiedergabemagnetkopf 58 abgetasteten, modifizierten Tonsignale
werden nach Verstärkung durch den Vorverstärker 60 über den vorher eingestellten
Umschaltteil 62 zur Kompanderschaltung 64 geleitet, in welcher die Klangfarbe der
Tonsignale wieder hergestellt wird, so daß die Tonsignale als gut verständliche
Toninformation vom Lautsprecher abgestrahlt werden können Es ist darauf hinzuweisen,
daß der Bandgeschwindigkeitsregelteil A, welcher zumindest das Potentiometer 54
und den Kompanderverhältnis-Vmschaltteil 62 enthält, von der zumindest den Aufnahme
'Wiedergabemechanismus enthaltenden Einheit getrennt ist, so daß letztere durch
Fernbedienung ansteuerbar ist.
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Das Potentiometer 54 und der Konipanderverhältnis-Umschaltteil 62
sind so ausgelegt, daß sie unter Aufrechterhaltung der erwähnten {gegenseitigen}
Laqenbeziehung mittels einer drehbaren Achse betätigbar und einstellbar sind. Diese
Einstellung bzw.
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Justierung kann je nach dem gewählten Verfahren für die Zeitachsen-Kompanderverarbeitung
von Tonsignalen entweder kontinuierlich oder schrittweise erfolgen.
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Ein Pedal 72 ist an der drehbaren Achse 70 so angebracht, daß das
Längen«-rhältnis von vorderem zu hinterem Abschnitt etwa 2:1 beträgt. Das Pedal
ist dabei gegen die Kraft von Federn 76 und 78 auf einer Wiege 74 um die Achse 70
nach vorn und rückwärts drehbar. Die Federn 76 und 78 sind am vorderen bzw. hinteren
Ende des Pedals 72 zwischen diesem und der Pedalwiege 74 angeordnet. Wenn das Pedal
72 gekippt wird, trennt sich der jeweils angehobene Abschnitt vom oberen Ende seiner
zugeordneten Feder, so daß die Fußbedienung mit geringem Kraftaufwand erfolgen kann.
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Der dargestellte Bandgeschwindigkeitsregelteil A ist so ausgelegt,
daß beim Niedertreten des Pedals 74 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung die Wiedergabegeschwindigkeit
beschleunigt bzw. verlangsamt wird. Wenn der mit dem Fuß ausgeübte Druck aufgehoben
wird, so daß das Pedal in seinen Gleichgewichtszustand zurückkehren kann, erfolgt
die Wiedergabe mit Normalgeschwindigkeit.
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Selbstverständlich kann die Anordnung so getroffen sein, daß beim
Niedertreten des hinteren Pedalteils die Wiedergabegeschwindigkeit erhöht wird.
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Das Pedal 72 kann in beliebiger Position an der drehbaren Achse 70
befestigt sein.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann somit ersichtlicherweise
durch einfache Pedalbetätigung die Tonwiedergabegeschwindigkeit nach Belieben geändert
werden, so daß die Bedienungsperson beide Hände zur Durchführung beispielsweise
von Schreibarbeiten frei hat.
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