DE3029441A1

DE3029441A1 - Signaluebertragungsschaltung mit steuerbarem uebertragungsmass

Info

Publication number: DE3029441A1
Application number: DE19803029441
Authority: DE
Inventors: Ernst 3000 Hannover Schröder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson OHG
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1980-08-02
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3029441C2

Description

ignalüb ertragungs schaltung mit; mit steuerbarem Übertragungsmaß
Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalübertragungsschaltung (Ubertragungsglied), deren Übertragungsmaß steuerbar ist. In einer Hilfsschaltung wird ein Steuersignal gebildet zur Steuerung des Übertragungsmaßes, welches abhängig ist von Signalparametern des übertragenen Signales. Solche Schaltungen werden z.B. zum Aufbau von Einrichtlgen zur Dynamik Kompression und/oder -Expansion verwendet, die beispielsweise durch die DE-OS 14 87 276 und DE-PS 24 o6 258 bekannt sind Zur Extraktion der Parameter des in-der Schaltung beeinflußten Nutzsignales benutzt man Gleichrichterschaltungen mit Siebfiltern, z.B. Spitzenwert- oder Effektivwertgleichrichter mit RC-Gliedern, Die Gleichrichterschaltung erzeugt eine pulsierende Gleichspannung, mit der das übertragungsglied gesteuert und damit das Ubertragungsmaß a (w) im gewünschten Sinne geändert wird, Es werden erhebliche Präzisionsanforderungen an die Gleich richterschaltung gestellt. Damit Kompressoren und Expander zufriedenstellend arbeiten, müssen ihre Charakteristiken den hörphysiologischen Gegebenheiten angepaßt werden. Dabei ist eine zeitliche Bewertung durch RC-Siebglieder, die nach einer Exponentialfunktion verläuft, nicht immer ausreichend. Komplizierte Bewertungsfunktionen und z.B. Nichtbeachtung bestimmter Störkomponenten ist mit solchen Schaltungen nicht mögliche Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsschaltung für eine Schaltungsanordnung der oben genannten Gattung zu schaffen, bei der auch die Verwendung kompliziert zu gewinnender Signalparameter und auch die Beachtung komplizierter Bewertungsfunktionen möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebens Erfindung gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Hilfsschaltung wird das auszuvertende Signal digitalisiert und in einem Rechen7rerk nach den gewünschten Bewertungsvorschriften bearbeitet. Mit dem von dem Rechenwerk unter Berücksichtigung der Bewertungsvorschriften ermittelten Ergebnis wird das Übertragungsglied gesteuert. Bei dieser Anordnung sind die Möglichkeiten, komplizierte Bewertungsfunktionen und bestimmte Störkomponenten des zu verarbeitenden Signales zu berücksichtigen, wesentlich erweitert..Beispielsweise läßt sich die Kennlinie eines Kompanders aufgrund einer fortlaufenden Fourieranalyse des Nutzsignales steuern.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Ubertragungsglied direkt vom Ausgang des Rechenwerkes durch digitale-Signale gesteuert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäß aufgebaute Hilfsschalturg, Fig, 5 eine bekannte Schaltung zur Dynamiksteuerung und Fig. 6 und 7 Weiterbildungen der Erfindung.
In den Figuren 1 bis 4 sind vier verschi2derte Varianten für eine Hilfsschaltung dargestellt, Die in den Figuren links dargestellten Anschlußklemmen steilen die Eingänge dar, an die ein Analogsignal gelegt wird. In Abhängigkeit von den Signalparametern dieses Analogsignais wird in der Hilfsschaltung ein Steuersignal gewonnen, welches jeweils an Ausgängen abgegeben wird, die in den Fig. 1 bis 4 rechts liegen. In Fig. i wird das Analogsignal in einem Analog/Digital-Wandler 5 digitalsiert und einem Rechenwerk 6 zugeführt. Der Analog/Digital-Wandler enthält, wie an sich aus der PCM-Technik bekannt, eine Abtastschaltung und einen Quantisierer. In der Abtastschaltung werden dem Analogsignal periodisch Proben entnommen. Diese werden in dem Quantisierer bestimmten Digitaiworten zugeordnet.
Das Rechenwerk 6 umfaßt einen Speicher, in dem die den Abtastwerten zugeordneten Digitaiwerte von mehreren zurückliegenden Abtastungen gespeichert werden. Aus den vorliegenden gespeicherten Abtastwerten ird nach einer bestimmten Vorschrift ein Steuerwert oder werden mehrere Steuerwerte erechnet. Der errechnete Steuerwert wird in Fig. 1 als Digitalwort zum Steuersignalausgang übertragen. Mit diesem Steuerwert kann ein digital stuerbares Stellglied gesteuert werden.
Die Komplexität des Rechenwerkes 6 kann sehr unterschiedlich gewählt werden. Im einfachsten Fall wird s.B. nur der Effektivwert des Analogsignies berechnet oder es wird der Betrag des Analogsignales zeitlich gemittelt. Weiter ist eine fortlaufende Berechnung des Frequenzspektrums des Analogsignales möglich.
Eine fortlaufende Berechnung des Frequenzspektrums eines analogen Signales ist z.B. in dem bekannten Gerät. UA 444A der Nicolet Scientific Corp. realisiert. Einem so ausgeführten Rechenwerk 6 in Fig. 1 können über Eingänge 7 Bewertungskoeffizienten zugeführt werden zur Vorgabe der Bewertung einzelner Spektralbereiche des Analogsignales. Der Eingang 7 kann auch für andere Sonderparameter vorgesehen sein, die dem Rechenwerk eingegeben wrden.
Solche Sonderparameter können z.B. folgende Parameter sein: Umweitgeräusch (z.B. bei Expandern in Geräuschfiltern) Tageszeit (z.B. für Rundfunk-Koinpressoren) Temperatur Bandsorte (bei Kompandern für Tonbandgeräte) Mondphase (zur Berücksichtigung der Nachtwandeltätigkeit) Allgemeine Umweltparameter um etl. Toleranzen der Stellglieder oder auch (beispielsweise bei einem Kompander) der Übertragungs strecke auszugleichen.
In Fig. 2 ist eine Hilfsschaitung dargestellt, bei der zusätzlich zu den Elementen aus Fig. i ein Multiplexer 8 dem Wandler 5 vorgeschaltet ist. Den Eingängen des Multiplexers 8 zugeführte Analogsignale werden im Zeitmultiplexerverfahren, also zeitlich nacheinander, dem Eingang des Wandlers 5 zugeführt. An den Eingängen des Multiplexers 8 können neben den zu beeinflussenden Signalen Analogsignale liegen, die von dem Rechenwerk 6 berücksichtigt werden sollen (in an sich ähnlicher Weise wie beim Eingang 7).
In Fig. 3 ist dem Rechenwerk 6 ein Digital/Analog-Wandler nachgeschaltet, damit die Steuerung eines Stellgliedes mittels eines analogen Steuersignals möglich ist.
In Fig. 4 ist der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ein Multi plexer 10 mit zwei Analogeingängen vorgeschaltet. Auf diese Schaltung wird beider Beschreibung von Fig. 6 noch eiqçgangen.
Fig. 5 zeigt eine bekannte Schaltung zur Dynamikkompression oder Dynamikexpansion eines Analogsignales. Der EingangskleInnie 1 ist ein analoges Nutzsignal zugeführt. Dieses wird über ein in seinem Ubertragungsmaß steuerbares Übertragungsglied 3 einer Ausgangsklemme 2 zugeführt. Vom Eingang oder vom Ausgang des Übertragungsgliedes 3 ist über eine Leitung 11 bzw. 12 einer Hilfsschaltung 4 das Nutzsignal zugeführt. Mittels der Hilfs-Schaltung wird aus dem Nutzsignal ein Steuersignal gewonnen, welches dem Übertragungsglied 3 zur Steuerung seines Ubertragungsmaßes über eine Leitung 13 zugeführt wird, Für die Realisierung der Hilfsschaltung 4 eignet sich beispielsweise die Schaltung gemäß Fig. 1.
In Figm 6 ist einer Hilfsschaltung 17 sowohl vom Eingang als auch vom Ausgang des Ubertragungsgliedes 3 ein Analogsignal ungeführt. Für die Hilfsschaltung 17 eignet sich beispielsweise die Schaltung nach Fig, 4 Die Rechenschalt:iing 6 in Fig.
4 wird dabei vorteilhaft so ausgelegt, daß die durch das Steuersignal bewirkte Beeinflussung des Analogsignales im Ubertragungsglied 3 durch Vergleich des Ausgangssignales mit dem Eingangssignal 3 kontrolliert wird, wobei das Steuersignal bei Abweichungen in dem erforderlichen Maß korrigiert wird.
Wie in Fig-. 4 gezeigt, können die der Hilfsschaltung 17 zugeführten Analogsignale im Zeitmultiplex verarbeitet werden.
Wenn die Ubertragungsfunktion des Übertragungsgliedes 3 und seine Steuercharakteristik nicht bekannt sind, so kann gemäß Fig 7 auch ein weiteres, gleichartig aufgebautes Ubertragungsglied 19 vorgesehen werden, welches in gleicher Weise rie das UbertPagungsgaied 3 vom Ausgang der Hilfsschaltung gesteuert wird. Wird dem Übertragungsglied 19 nun eine bekannte Spannung r.B. aus einem Signalgenerator 20 zugeführt, so kann die Reaktion des Übertragungsgliedes 19 bei der Steuerung des bertragungsgliedes 3 mit berücksichtigt werden, Es kann wiederum die Schaltung gemaß Fig. 4 mit einem MultipLexer 10 verwendet werden.
Das gesteuerte Übertragungsglied 3 in den Figuren 5 bis 7 kann mit einem steuerbaren Verstärker ausgeführt werden. Es kann auch eine Steuerung über steuerbare Widerstände, die entweder im Nutzsignalweg oder im Gegenkopplungsweg eines Verstärkers liegen, durchgeführt werden. Dabei ist es möglich, auschließlich die Verstärkung ohne Berücksichtigung von Frequenzbereichen zu verändern. Weiter ist es möglich5 eine Aufteilung im Nutzsignalweg in mehrere Frequenzbänder vorzunehmen und die für die einzel nen. Frequenzbänder wirksamen Verstärkungen zu steuern. Schließlich ist es möglich, mit dem Steuersignal eine Veränderting des Frequenzganges des übertragungsgliedes 3 zu steuern.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t r ü ü c h e signalübertragungsschaltung für Analogsignale mit einem Übertragungsglied mit steuerbarem Übertragungsmaß und einer Hilfsschaltung, in der in Abhängigkeit Ton Signalparametern des übertragenen bzw. zu übertragenden Signales ein Steuersignal zur Steuerung des Übertragungsmaßes des Ubertragungsgliedes gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltung folgende Komponenten aufweist: a) eine Abtastschaltung zur Abtastung von momentanen Signal werten, b) einen Quantisierer zur digitalen Darstellung der Signalwerte c) einen digitalen Speicher für den momentanen Abtastwert und vorhergehende Abtastwerte, d) ein Rechenwerk (6) zur Bildung eines Steuerwertes aus den gespeicherten Abtastwerten und c) eine Ausgabeschaltung (9) zur Ausgabe des Steuersignales.
2 Schaltung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschaitung einen Digital/Analog-Wandler (9) enthält.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (6) so ausgelegt ist, daß eine fortlaufende Analyse des Frequenzspektrums (Fourieranlyse) des der Hilfsschaltung (4) zugeführten Signals durchgeführt wird.
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß das Übertragungsmaß direkt digital von einem Ausgang des Rechenwerkes (6) steuerbar ist (Fig. 1,2).
5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl vom Eingang als auch vom Ausgang des in seinem Übertragungsmaß steuerbaren Übertragungsgliedes (3) der Hilfsschaltung (17) ein Signal zugeführt ist und daß das Übertragungsmaß in Abhängigkeit beider Signale gesteuert wird.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signale im Zeitmultiplex abgetastet werden.