DE3742803C2 - Anordnung zur automatischen dynamischen Entzerrung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur automatischen dynamischen Entzerrung zur Verwendung mit Tonwiedergabesystemen, die eine untere Nenngrenzfrequenz im unteren Baßfrequenzbereich besitzen, wobei ein direkter Signalweg und dazu parallel ein Nebensignalweg vorgesehen sind, die einen gemeinsamen Eingang aufweisen und deren Ausgänge mit einer Addierschaltung zusammengefaßt sind, wobei im direkten Signalweg die Signale im wesentlichen unbeeinflußt weitergeleitet werden, und wobei im Nebensignalweg ein Kompressor vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem gemeinsamen Eingang verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die dynamische Entzerrung und betrifft speziell neue Anordnungen und Techniken zur Erzielung der Vorteile der Steuerung des Frequenzgangs eines Tonverstärkungssystems in Abhängigkeit vom Pegel, ohne dabei eine unerwünschte, plötzliche Anhebung der Sprachfrequenzwiedergabe herbeizuführen, wie sie im US-Patent Nr. 4,490,843 beschrieben wird, jedoch unabhängig von der Stellung des Lautstärkeeinstellers. Diese Vorteile können so mit Systemen, wie z. B. Kraftfahrzeug-Stereo-Systemen und aktiven Lautsprechersystemen, wie z. B. dem BOSE-ROOMMATE-System erzielt werden, die einen herkömmlichen, vor den Leistungsverstärkerstufen angeordneten Lautstärkeeinsteller besitzen.

Das erwähnte Patent erläutert, wie herkömmliche Schaltungen zur gehörrichtigen Anpassung der Lautstärke auf den von Fletcher und Munson erstellten Kurven basieren, die einen Bezug zwischen der Wahrnehmung von Frequenzen durch den Menschen und dem durch das Ohr aufgenommenen Schallpegel herstellen. Es wurde dabei festgestellt, daß, obwohl die Fletcher-Munson-Kurven gleicher Lautstärkeverteilung vorhersagen, daß die Frequenzen zwischen 200 und 500 Hz angehoben werden sollten, eine zufriedenstellende Musikwiedergabe dadurch erzielt wurde, daß die anzuhebenden Frequenzen auf den Bereich unter 150 Hz begrenzt und somit die unerwünschten Nebeneffekte bei der Sprachwiedergabe vermieden wurden. Es wurde eine Schar von sich in Abhängigkeit von der Stellung des Lautstärkeeinstellers ändernden Frequenzkurven gefunden und offengelegt, die die bei geringer Lautstärke wahrgenommene Musikwiedergabe verbessern, ohne die Sprachwiedergabe zu verschlechtern.

Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls einen Fortschritt gegenüber der im Handel erhältlichen und in den entsprechenden Service-Handbüchern beschriebenen Dynamic-Super-Loudness-Schaltung (DSL) der Firma Aiwa dar. Diese DSL-Schaltung enthält eine Entzerrerschaltung, die die Bässe und die Höhen anhebt, eine Detektorschaltung, die die Stärke des Tonpegels beurteilt und eine Regelschaltung, die die DSL-Funktion bei hohem Pegel unterdrückt. Bei der Regelschaltung handelt es sich um die gleiche Schaltung, die als Aussteuerungsautomatik (automatische Pegelregelung, ALC) bei der normalen Tonaufzeichnung zur Anwendung kommt, außer daß die Ansprechzeit extrem kurz ist. Das Ausgangssignal der DSL-Schaltung wird differenziell mit einem vom Lautstärkeeinsteller in der Hauptverstärkerschaltung abgeleiteten Eingangssignal kombiniert. Bei niedrigem Signalpegel liefert die DSL-Schaltung ein starkes Signal, bei dem die Bässe und Höhen stark angehoben sind. Bei hohem Signalpegel dagegen wird das Ausgangssignal der DSL-Schaltung unterdrückt.

Aus US 4,498,055 sind Schaltungsanordnungen zur Veränderung des Dynamikbereichs bekannt, bei denen in einem zu dem direkten Signalweg parallelen Nebensignalweg eine als Kompressor bezeichnete Schaltung (Fig. 16) beschrieben ist mit einer Aufteilung des gesamten Frequenzbandes in verschiedene Teilbänder, die jeweils über einen Begrenzer geführt werden. In US 4,498,055 werden in dem Nebensignalweg ferner ein variables Filter oder ein steuerbarer Verstärker vorgeschlagen, zu deren Steuerung ein Signal sowohl aus dem Eingangs- als auch dem Ausgangssignal des Nebensignalweges gewonnen wird. Damit läßt sich zwar eine Modifikation des Dynamikbereiches zum Zwecke einer Rauschreduktion erzielen, für eine gehörrichtige automatische dynamische Entzerrung bei Tonwiedergabesystemen sind diese Schaltungen jedoch nicht geeignet.

Ein wichtiges Ziel dieser Erfindung ist es, eine verbesserte automatische Lautstärkekompensation zur Verfügung zu stellen.

Bei der Betrachtung der gewünschten dynamischen Entzerrungsfrequenzgangkurven in Fig. 6 des erwähnten Patents wurde die Feststellung gemacht, daß, jedesmal wenn die Verstärkung des mittleren Frequenzbandes um 10 dB absinkt, die Verstärkung in einem schmalen Band des Tiefbaßfrequenzbereichs nur um 5 dB absinken sollte, und daß sich dieses 2 : 1-Verhältnis über einen weiten Verstärkungsbereich erstreckt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Kompressors an den Eingang eines Bandpaßfilters angeschlossen ist, daß die Verstärkung des Kompressors umgekehrt proportional zum Pegel am Eingang des Kompressors ist und daß das Bandpaßfilter einen Durchlaßbereich in einem vorgegebenen unteren Baßfrequenzbereich hat, dessen Mitte etwa bei der unteren Nenngrenzfrequenz liegt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Eingangsfilter vorhanden sein, das zwischen dem Eingang und dem Kompressor geschaltet ist, um zu verhindern, daß der Kompressor seine Verstärkung bei Signalen ändert, die Spektralanteile aufweisen, die die Verstärkung des Kompressors nicht verändern sollen. Das Eingangsfilter kann z. B. ein Hochpaßfilter sein, das dafür sorgt, daß sich die Verstärkung des Kompressors nur in Abhängigkeit von Spektralanteilpegeln mittlerer und hoher Frequenz ändern kann. Das Kompressionsverhältnis braucht nicht auf 2 : 1 festgelegt zu werden, sondern kann in einem anderen Verhältnis gewählt oder in Abhängigkeit vom Pegel veränderbar gemacht werden, um so gewünschte Entzerrungskurven genauer realisieren zu können. Die Ansprech- und Abklingzeit des Kompressors kann geändert werden, um die Bildung künstlicher Spektralanteile minimal zu halten. Der Kompressor kann in einem für sowohl den Linken als auch den rechten Stereo-Kanal gemeinsamen Kanal angeordnet sein, um so die dynamische Entzerrung mit einem einzigen dynamischen Entzerungskanal zu ermöglichen, ohne die Stereo-Effekte deutlich zu verändern.

Durch die in weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die logische Anordnung eines Systems gemäß der Erfindung darstellt,

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung einer Schar von Entzerrungsfrequenzgangkurven, die mit dem System gemäß Fig. 1 erzielt wurden,

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die logische Anordnung eines Stereo-Systems gemäß der Erfindung darstellt, bei der sich die beiden Stereo-Kanäle ein gemeinsames automatisches Entzerrungssystem teilen,

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die logische Anordnung einer Variante des Systems gemäß Fig. 1 zur Steuerung der Ansprech- und Abklingzeit darstellt,

Fig. 5 ist eine Kombination aus Blockschaltbild und Stromlaufplan einer exemplarischen Arbeitsrealisierung der Erfindung,

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das die logische Anordnung eines Systems darstellt, das nur in einem Baßkanal über eine dynamische Entzerrung verfügt und

Fig. 7 ist eine Kombination aus Blockschaltbild und Stromlaufplan eines monophonen, automatischen dynamischen Entzerrungskanals.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild mit der Logischen Anordnung eines Systems gemäß der Erfindung. Das von einer Tonsignalquelle 11 mit herkömmlichem Lautstärkeeinsteller gelieferte Signal wird durch den Lautsprecher 12 schallgewandelt, der seinerseits durch den Leistungsverstärker 13 angetrieben wird, wobei die wahrgenommene Ausgeglichenheit der Tonfrequenzen unabhängig von der Stellung des Lautstärkeeinstellers im wesentlichen dem Originalton entspricht. Der Ausgang der Tonsignalquelle 11 ist an einen gemeinsamen Eingang 11G zweier Signalwege angeschlossen. Der gemeinsame Eingang 11G ist direkt mit einem Eingang der Addierschaltung 14 verbunden, wodurch ein direkter Signalweg gebildet wird. In einem Nebensignalweg ist der gemeinsame Eingang 11G an den Eingang eines 2 : 1-Kompressors 15 angeschlossen. Der Ausgang des Kompressors 15 ist mit einem Bandpaßfilter zur dynamischen Entzerrung 16 verbunden, dessen Mittenfrequenz typisch bei einer unteren Baßfrequenz liegt, die der unteren Nenngrenzfrequenz des Systems, gewöhnlich die untere Nenngrenzfrequenz des Lautsprechersystems, typischerweise eine Frequenz im Bereich zwischen 55 und 70 Hz, entspricht. Der Ausgang des Bandpaßfilters zur dynamischen Entzerrung 16 ist mit dem anderen Eingang der Addierschaltung 14 verbunden. Das Ausgangssignal der Addierschaltung 14 ist mit dem Eingang des Leistungsverstärkers 13 verbunden.

Das System gemäß Fig. 1 kann so gesehen werden, als ob es einen Hauptsignalweg darstellt, der eine unveränderte Version des von der Signalquelle 11 gelieferten Tonsignals über die Addierschaltung 14 an den Leistungsverstärker 13 liefert. Zusätzlich ist ein Nebensignalweg mit dem Kompressor 15 und dem Bandpaßfilter zur dynamischen Entzerrung 16 vorhanden, der das Eingangssignal aufbereitet und das aufbereitete Signal an den anderen Eingang der Addierschaltung 14 liefert, um es dort wieder zum Hauptsignal zu addieren und so einen gewünschten Satz dynamischer Entzerrungskurven gemäß Fig. 2 zu erzielen. Die Verstärkung des 2 : 1-Kompressors 15 nimmt für jede 2 dB, um die das Signal an ihrem Eingang abnimmt, um 1 dB ab. Die spezifische Ausführung des Bandpaßfilters zur dynamischen Entzerrung 16 kann ähnlich sein wie bei dem im zuvor erwähnten Patent veröffentlichten. Die manuellen Lautstärkeeinsteller sind in der dynamischen Entzerrerschaltung jedoch entfallen. So erfüllt die Erfindung die dynamische Entzerrungsfunktion des erwähnten Patents, die mit einer herkömmlichen Tonsignalquelle mit herkömmlichem manuellen Lautstärkeeinsteller, wie z. B. Autoradios oder tragbarer Kassettenrekorder, Compact-Disc-Abspielgerät oder Empfänger, verwendet werden kann.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild mit der logischen Anordnung eines Systems gemäß der Erfindung, bei der der linke und der rechte Stereo-Kanal sich einen gemeinsamen Nebenkanal mit einem 2 : 1-Kompressor 15 und einem Bandpaßfilter zur dynamischen Entzerrung 16 teilen. Die linke bzw. die rechte Eingangsklemme 11L bzw. 11R erhalten das linke bzw. das rechte Toneingangssignal von einer Stereo-Tonsignalquelle und treiben je einen Eingang der Addierschaltungen 14L, 14R für das linke bzw. das rechte Ausgangssignal 14R bzw. 14L im Linken bzw. rechten direkten Hauptsignalweg. Die Addierschaltung 17 für die Eingangssignale besitzt einen linken und einen rechten Eingang, die jeweils mit der linken bzw. mit der rechten Eingangsklemme 11L bzw. 11R verbunden sind, um so ein kombiniertes Eingangssignal für einen Nebenkanal zur Verfügung zu stellen, das dem 2 : 1-Kompressor 15 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters zur dynamischen Entzerrung 16 wird den beiden anderen Eingängen der linken bzw. der rechten Schaltung zur Kombination des Ausgangssignals 14L bzw. 14R zugeführt, um von dort an die linke bzw. rechte Ausgangsklemme 13L bzw. 14L weitergegeben zu werden, die ihrerseits mit dem linken bzw. rechten Leistungsverstärker und Lautsprecher (in Fig. 3 nicht dargestellt, jedoch ähnlich wie Leistungsverstärker 13 und Lautsprecher 12 in Fig. 1) verbunden sind. Falls gewünscht, kann zwischen den Ausgang der Addierschaltung 17 und des 2 : 1-Kompressors 15 ein Filter, wie z. B. das in dem gestrichelt gezeichneten Block dargestellte Hochpaßfilter in Fig. 3, zwischengeschaltet werden. Dieses Filter verhindert, daß der Kompressor 15 sein Verstärkungsverhalten gegenüber Spektralanteilen ändert, bei denen vorzugsweise keine Verstärkungsänderung stattfinden sollte. Beispielsweise gestattet es ein Hochpaßfilter 18 mit einer typischen Grenzfrequenz bei 150 Hz dem 2 : 1-Kompressor 15 nur, seine Verstärkung als Reaktion auf mittel- und höherfrequente Spektralanteile zu ändern, die die Verstärkung steuern, um so eine wahrgenommene Lautstärke über alles zu gewährleisten, die eine größere Ähnlichkeit mit der wahrgenommenen Lautstärke der live gehörten Originaltonquelle hat.

Das Kompressionsverhältnis braucht nicht auf 2 : 1 beschränkt zu bleiben, sondern es kann ein beliebiges anderes Verhältnis gewählt werden, um so bestimmte gewünschte Entzerrungskurven genauer erzeugen zu können. Darüberhinaus kann das Kompressionsverhältnis in Abhängigkeit vom Eingangspegel veränderbar gemacht werden, um die gewünschten Entzerrungskurven noch exakter verwirklichen zu können. Die Ansprech- und Abklingzeit des Kompressors 15 kann geändert werden, um die Erzeugung unerwünschter Nebenerscheinungen zu minimieren.

Fig. 4 zeigt eine alternative Form der Realisierung der Erfindung, die über einige dieser Besonderheiten verfügt. Das System gemäß Fig. 1 wird dahingehend modifiziert, daß es jetzt mit einem gesteuerten Komprimierungssystem 20 im Nebensignalweg versehen ist. Dieses gesteuerte Kompressionssystem enthält das Regelpfad-Filter 18′, das im wesentlichen dem Hochpaßfilter 18 entsprechen kann, und steuert den Pegeldetektor 21 an. Der Pegeldetektor 21 enthält eine Verzögerungsschaltung zur verzögerten Weiterleitung der Ausgangssignaländerung entsprechend einer gewünschten Ansprechzeitkonstante TAUAN und Abklingzeitkonstante TAUAB, um so ein verzögertes Pegelsignal an das nichtlineare Netzwerk 22 zu liefern, das eine nichtlineare Übertragungskennlinie besitzt, die ein Verstärkungsregelsignal über die Leitung 23 an den Kompressor 15′ abgibt. Ein typischer Wert sowohl für die Ansprechzeitkonstante als auch für die Abklingzeitkonstante ist 0,1 s. Die Übertragungskennlinie des nichtlinearen Netzwerks 22 kann so gewählt werden, daß sie in Abhängigkeit von der maximalen Lautstärke gemäß Fig. 6 des zuvor erwähnten Patents exakter an den Frequenzgang herankommt.

Fig. 5 zeigt den Stromlaufplan einer praktisch ausgeführten erfindungsgemäßen Anordnung, die dem Blockschaltbild gemäß Fig. 3 entspricht, wobei spezifische Parameterwerte festgelegt wurden. Die mit dem Operationsverstärker 31 aufgebaute Summierschaltung 17 summiert die an den Eingangsklemmen 11L bzw. 11R eintreffenden Eingangssignale für den linken bzw. den rechten Kanal. Dieses Summensignal wird an an den 2 : 1-Kompressor 15 geliefert, der aus einer Hälfte des Kompressor-IC′s NE 570 besteht. Das komprimierte Ausgangssignal wird an das Filter zur dynamischen Entzerrung 16 weitergeleitet, das mit dem Operationsverstärker 32 realisiert ist. Die Addierschaltungen 14L und 14R addieren das Ausgangssignal des Filters zur dynamischen Entzerrung 16 und das linke bzw. rechte, über die Eingangsklemmen 11L bzw. 11R zugeführte Eingangssignal. Als Operationsverstärker 31 bis 34 können beliebige Operationsverstärker für allgemeine Anwendungen, wie z. B. je ein 1/4 des IC′s TL 074 verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von ihrer Funktion und ihrem Aufbau her vom DSL-System der Firma Aiwa. Bei letzterem System kommt im wesentlichen eine herkömmliche ALC-Schaltung (automatische Pegelregelschaltung) zum Einsatz, wie sie, abgesehen von den kürzeren Ansprech- und Abklingsprungsignalen, in Tonbandrekordern verwendet wird. Eine derartige Schaltung liefert ein nahezu konstantes Ausgangssignal über einen weiten Eingangssignalbereich, bis das Eingangssignal unter einen festgelegten Pegelwert fällt. Unterhalb dieses Pegels folgt das Ausgangssignal dem Pegelverhalten des Eingangssignals. Die vorliegende Erfindung hingegen verwendet Mittel zur Signalkomprimierung, die eine Verstärkung aufweisen, die umgekehrt proportional zum Pegel des an der Eingangsklemme anliegenden Eingangssignals ist und vorzugsweise so gewählt ist, daß über einen weiten Eingangspegelbereich hinweg für jede Zunahme des Eingangspegels um 2 dB der Ausgangspegel um 1 dB zunimmt. Das Ergebnis dieses Unterschieds ist, daß in dem System mit der DSL-Schaltung unterhalb eines bestimmten Pegels, bei dem im wesentlichen keine Baßanhebung erfolgt, die beteiligte Baßanhebung im wesentlichen, ohne Berücksichtigung des Eingangssignalpegels, gleich ist, während bei der vorliegenden Erfindung die Baßanhebung progressiv zunimmt, wenn der Eingangssignalpegel über einen weiten Eingangspegelbereich hinweg abnimmt.

Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild mit der logischen Anordnung eines Systems, das eine dynamische Entzerrung nur in einem Baßkanal besitzt. Die automatische dynamische Entzerrungsschaltung 41 umfaßt den Eingangssignalsummierer 17, der das linke und das rechte von der linken Eingangsklemme 11L bzw. der rechten Eingangsklemme 11R stammende Stereosignal zusammenführt, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, das an den Verstärker mit veränderbarer Verstärkung 42, an den Eingang des Detektors 43 und an einen Eingang der Addierschaltung 44 abgegeben wird. Der Ausgang des Detektors ist mit dem Steuereingang des Verstärkers mit veränderbarer Verstärkung 42 verbunden, um die Verstärkung des Verstärkers 42 entsprechend der Amplitude des kombinierten Eingangssignals zu steuern. Über das 60 Hz-Bandpaßfilter 46 wird das Signal vom Ausgang des Verstärkers 42 an den anderen Eingang der Addierschaltung 44 weitergeleitet. Das Tiefpaßfilter 46 gibt das dynamisch entzerrte Signal vom Ausgang der Addierschaltung 44 an den Baß-Leistungsverstärker 47 weiter, der seinerseits den Tieftonlautsprecher 48 treibt.

Über das rechte bzw. das linke Hochpaßfilter 51L bzw. 51R wird das linke bzw. das rechte an der linken bzw. der rechten Eingangsklemme 11L bzw. 11R anliegende Signal dem linken bzw. rechten Leistungsverstärker 52L bzw. 52R zugeführt, die ihrerseits den linken bzw. den rechten Hochtonlautsprecher 53L bzw. 53R treiben. Bei dieser Anordnung erfolgt die automatische dynamische Entzerrung dort, wo sie benötigt wird, nämlich im Baß-Kanal, der im wesentlich keinerlei Richtwirkung bei der Abstrahlung aufweist; gleichzeitig wird die Trennung des linken und des rechten Signals bei höheren Frequenzen, bei denen der Hörer die Richtwirkung wahrnimmt und bei denen eine dynamische Entzerrung gewöhnlich nicht benötigt wird, aufrechterhalten, um den vom Hörer empfundenen Stereo-Effekt zu erhalten.

Fig. 6 zeigt den Stromlaufplan der automatischen dynamischen Entzerrungsschaltung 41. Die Widerstände 51 und 52 bilden die Addierschaltung 17 und liefern das kombinierte monophone Tonquellensignal an den Verstärker 53. Der Verstärker 53 und der Transkonduktanzoperationsverstärker (OTA) 56 mit den Bauteilen Widerstand 54, Kondensator 55, Widerstand 57, Widerstand 58, Widerstand 59 und Widerstand 60 bilden die Stufe mit linear veränderbarer Verstärkung 42. Die Verstärkung dieser Stufe 42 ist umgekehrt proportional zu dem am Anschlußstift 5 des Verstärkers 56 eingespeisten Gleichstrom.

Das kombinierte monophone Tonquellensignal wird außerdem über den Abblockkondensator 62′ dem Pegeldetektor Verstärker 61 zugeführt. Der Verstärker 61 bildet zusammen mit den Bauteilen, zu denen Diode 62, Widerstand 63, Kondensator 64, Widerstand 65, Transistor 66, Diode 67, 68 und 69, Kondensator 70, Widerstand 71, Transistoren 72 und 73 und Widerstand 74 gehören, eine negative Spitzendetektorschaltung mit geschlossener Regelschleife und mit speziellen Ansprech-, Halte- und Abklingeigenschaften, die verwendet wird, um den am Anschlußstift 5 des Transkonduktanzverstärkers 56 eingespeisten Strom und damit die Verstärkung der Stufe 42 mit linear veränderbarer Verstärkung zu steuern.

Eine in negativer Richtung ansteigende Signalamplitude am nichtinvertierenden (+) Eingang des Verstärkers 61 hat zur Folge, daß der Verstärker 61 über die in Reihe geschalteten Dioden 67, 68 und 69, die Transistoren in Darlingtonschaltung 72 und 73 und den Widerstand 74 leitend wird. Über die Gegenkopplungsschleife wird die Spannung über dem Widerstand 74 zwangsweise so verändert, daß sie den gleichen Wert wie die Spannung am invertierenden (-) Eingang des Verstärkers 61 annimmt. Diese Maßnahme erfolgt schnell, wobei die typische Ansprechzeit 1 ms beträgt.

Nachdem die Signalamplitude am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 61 absinkt, hält der Speicherkondensator 70 die über den Widerstand 74 anliegende Spitzenspannung für ca. 4 Sekunden gespeichert, bis der Transistor 66 leitend wird und den Kondensator 70 über den Widerstand 63 entlädt.

Der Transistor 66 wird leitend, sobald die Spannung über dem negativ aufgeladenen Kondensator 64, der sich über den Widerstand 65 entlädt, positiv genug wird, um die Basis-Emitterstrecke des Transistors in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Die Dioden 68 und 69 legen während der zu Beginn stattfindenden Aufladung der Kondensatoren 64 und 70 auf den Spitzenwert eine Sperrspannung von 1,2 V an die Basis-Emitterstrecke des Transistors 66.

Der Transistor 73 wandelt die vom Spitzendetektor gelieferte Spannung an den Widerstand 74 in einen Strom, der zum Steuern der Verstärkung des Transkonduktanzverstärkers 56 verwendet wird. Die Diode 85 und die Widerstände 84 und 86 bis 88 liefern eine minimale negative Gleichspannung von 50 mV an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 61, die den minimalen Wert des am Verstärker 56 eingespeisten Stroms begrenzt.

Die Verstärkerstufe 99 enthält ein 60 Hz-Bandpaßfilter 45 und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine geeignete psychoakustisch abfallende Kennlinie bei den hohen Frequenzen aufweist. Die Widerstände 100, 101 und 102 und der Verstärker 103 bilden die Addierschaltung 44.

Die Gesamtfunktion der Schaltung bewirkt, daß bei Spitzeneingangssignalen von 1 V oder größer der Frequenzgang am Ausgang der Addierschaltung 44 virtuell Linear ist. Bei abnehmender Signalamplitude erfolgt eine allmähliche, gleichmäßige Zunahme der Baßanhebung. Für ein Absinken der Signalamplitude um jeweils 2 dB erfolgt eine entsprechende Anhebung des Frequenzgangs im Tiefbaßbereich um (ca.) 1 dB. Dieses Verhältnis wird bis zu einer maximalen Anhebung von 16 dB beibehalten. Die höchste Anhebung wird zur Vermeidung von hörbaren Brummstörungen begrenzt. Diese Schaltung ist in dem im Handel erhältlichen Zenith-Sound-System der Bose-Digitalfernsehsysteme realisiert.

Claims (11)

1. Anordnung zur automatischen dynamischen Entzerrung zur Verwendung mit Tonwiedergabesystemen, die eine untere Nenngrenzfrequenz im unteren Baßfrequenzbereich besitzen, wobei ein direkter Signalweg und dazu parallel ein Nebensignalweg vorgesehen sind, die einen gemeinsamen Eingang aufweisen und deren Ausgänge mit einer Addierschaltung zusammengefaßt sind, wobei im direkten Signalweg die Signale im wesentlichen unbeeinflußt weitergeleitet werden, und wobei im Nebensignalweg ein Kompressor vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem gemeinsamen Eingang verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang des Kompressors (15) an den Eingang eines Bandpaßfilters (16) angeschlossen ist,
daß die Verstärkung des Kompressors (15) umgekehrt proportional zum Pegel am Eingang des Kompressors ist und
daß das Bandpaßfilter einen Durchlaßbereich in einem vorgegebenen unteren Baßfrequenzbereich hat, dessen Mitte etwa bei der unteren Nenngrenzfrequenz liegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung insgesamt derart wirkt, daß sie zwischen dem gemeinsamen Eingang (11G) und dem Ausgang der Addierschaltung (14) eine vernachlässigbar geringe Anhebung der Spektralanteile im Sprachfrequenzbereich bei Frequenzen im mittleren Frequenzbereich ab 200 Hz bei unterschiedlichen Signalpegeln an dem Eingang (11G) herbei führt, wohingegen sie die Baßanhebung im darunterliegenden Baßfrequenzbereich in Abhängigkeit von den Pegeln so wesentlich verändert, daß bei niedrigen Abhörpegeln bei der Wiedergabe eines an dem Eingang (11G) anliegenden Tonsignals die wiedergegebenen Baß-Spektralanteile an dem Ausgang von den Zuhörern ohne Verschlechterung der wiedergegeben Sprache wahrgenommen werden, wenn diese durch das Tonsignal geprägt ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Tonsignalquelle mit herkömmlichem Lautstärkeeinsteller, der mit dem erwähnten Eingang (11G) verbunden ist, um das Tonsignal zu liefern,
ein Leistungsverstärker, der mit dem Ausgang verbunden ist, Mittel zur elektroakustischen Wandlung, die mit dem Leistungsverstärker verbunden sind und das verstärkte Signal in die entsprechenden Schallwellen umwandeln.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer direkter Signalweg zwischen einem weiteren Eingang (11R) und einem weiteren Ausgang (13R) vorgesehen ist, der ausgangsseitig eine weitere Addierschaltung (14R) umfaßt,
daß der Eingang des Kompressors (15) über eine dritte Addierschaltung (17) mit dem Eingang (11L) und dem weiteren Eingang (11R) verbunden ist und
daß der Ausgang des Bandpaßfilters (16) an Eingänge der Addierschaltung (14L) und der weiteren Addierschaltung (14R) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kompressor (15) ein Filter, vorzugsweise ein Hochpaßfilter (18), vorgeschaltet ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompressor (20) einen steuerbaren Verstärker enthält, mit dem die Verstärkung in dem Nebensignalweg steuerbar ist,
daß ein Pegeldetektor (21) zum Messen des Pegels des Eingangssignals und zur Ableitung eines Pegelsignals vorgesehen ist und
daß das Pegelsignal einem Steuereingang des steuerbaren Verstärkers (15′) über eine nichtlineare Schaltung zuführbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Pegelsignal eine Ansprechzeitkonstante und eine Abklingzeitkonstante von jeweils der Größenordnung von 0,1 s aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pegeldetektor (21) ein Hochpaßfilter (18′) vorgeschaltet ist, dessen Grenzfrequenz am unteren Ende des mittleren Tonfrequenzbereichs liegt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz in der Größenordnung von 150 Hz liegt.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der gemeinsame Eingang (11G) über eine weitere Addierschaltung (17) mit einem ersten Eingang (11L) für ein Linkes Stereo-Signal und mit einem zweiten Eingang (11R) für ein rechtes Stereo-Signal verbunden ist,
daß der Ausgang der Addierschaltung (44) über ein Tiefpaßfilter (46) an den Eingang eines Baßleistungsverstärkers (47) angeschlossen ist und
daß der erste und der zweite Eingang (11L, 11R) über je ein Hochpaßfilter (51L, 51R) mit den Eingängen je eines weiteren Leistungsverstärkers (52L, 52R) verbunden sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tieftonlautsprecher (48) an den Ausgang des Baßleistungsverstärkers (47) und je ein Hochtonlautsprecher (53L, 53R) an Ausgänge der weiteren Leistungsverstärker (52L, 52R) angeschlossen sind.