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DE3904425A1 - Verfahren und vorrichtung zur klangaufbereitung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur klangaufbereitung

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Publication number
DE3904425A1
DE3904425A1 DE19893904425 DE3904425A DE3904425A1 DE 3904425 A1 DE3904425 A1 DE 3904425A1 DE 19893904425 DE19893904425 DE 19893904425 DE 3904425 A DE3904425 A DE 3904425A DE 3904425 A1 DE3904425 A1 DE 3904425A1
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Germany
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sound signal
signal
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electrical
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DE19893904425
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Inventor
Ulrich Dipl Ing Behringer
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Individual
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
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    • G10H1/16Circuits for establishing the harmonic content of tones, or other arrangements for changing the tone colour by non-linear elements

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung einer als elektrisches Signal vorliegenden akustischen Information der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei einem derartigen, aus der DE-PS 27 11 083 bekannten Ver­ fahren wird eine Klangverbesserung der ursprünglichen, als elektrisches Signal vorliegenden akustischen Information da­ durch erzielt, daß aus dem elektrischen Tonsignal Oberwellen gewonnen werden, die dann zusammen mit dem elektrischen Ton­ signal abgespeichert und/oder einem elektroakustischen Wandler zugeführt werden. Dabei erfolgt die Zumischung des die Ober­ wellen enthaltenden Signalgemisches zum elektrischen Tonsignal unter reduziertem Pegel. Die akustisch wahrnehmbare Verbesse­ rung der derart durch zusätzliche Obertöne angereicherten ur­ sprünglichen akustischen Information besteht unter anderem in einem Gewinn an Transparenz.
Die Klangaufbereitung bei diesem bekannten gattungsgemäßen Verfahren sieht zusammen mit der Erzeugung von Oberwellen eine frequenzabhängige Phasenverschiebung des elektrischen Tonsig­ nals vor, die keine Klangverbesserung, sondern eine Klangver­ fremdung bewirkt.
Die eigentliche Erzeugung der Oberwellen erfolgt bei diesem bekannten Verfahren durch ein Begrenzen der Amplitude des elektrischen Tonsignals. Diese Signalbegrenzung, die mit dem Übersteuern eines Verstärkers vergleichbar ist, erfordert die Festlegung einer Schwelle, ab welcher die Amplituden- bzw. Pe­ gelbegrenzung stattfinden soll. Daraus resuliert eine amlitu­ den- oder pegelabhängige Obertonbegrenzung. Bei optimaler Wahl der Begrenzungsschwelle werden damit für Tonsignale geringer Amplitude (entsprechend leisen Tönen) weniger Obertöne erzeugt als für Tonsignale großer Amplitude (entsprechend lauten Tö­ nen). Grundsätzlich entspricht damit eine derartige pegelab­ hängige Obertonerzeugung also den natürlichen Gesetzen des Tonerzeugung.
Diese Art der Oberwellenerzeugung durch Begrenzen des Signal­ pegels ist jedoch mit einer Reihe gravierender Nachteile be­ haftet.
So entstehen keine Oberwellen für niederpegelige Tonsignale, die unterhalb der Begrenzungsschwelle liegen. Tonsignale, de­ ren Pegel um einen bestimmten Betrag oberhalb der Begrenzungs­ schwelle liegen, werden andererseits bei der Wiedergabe des aufbereiteten Tonsignals hörbar verzerrt. Die aus derartigen Tonsignalen aufbereitete akustische Information klingt mit an­ deren Worten sehr hart und wird auf Dauer als lästig, da wenig natürlich, empfunden.
Ein zufriedenstellendes Resultat der Klangaufbereitung findet also nur für einen sehr begrenzten Amplitudenbereich des elek­ trischen Tonsignals statt, nämlich knapp oberhalb der vorge­ wählten Begrenzungsschwelle. Die Anwendung dieses bekannten, gattungsgemäßen Verfahrens erfordert also stets eine exakte Anpassung der Begrenzerschwelle an das jeweils vorliegende elektrische Abbild der aufzubereitenden akustischen Informati­ on. Für den Betreiber einer nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtung bedeutet dies eine peinlich genaue Überwachung der Aussteuerungsanzeige und eine gegebenenfalls kurzfristige neue Einpegelung der Begrenzungsschwelle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Klangaufbereitungsverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine pegelunabhängige und kontollierbare Klang­ aufbereitung gewährleistet sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung dieses Verfahrens anzugeben, die sich durch eine be­ sonders einfache Konstruktion auszeichnet.
Gelöst wird diese Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.
Demnach erfolgt also die Oberwellenerzeugung wie beim eingangs abgehandelten bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art auf der Grundlage des elektrischen Tonsignals der akustischen In­ formation. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem die Oberwellenerzeugung im amplitudenabhängigen Scheitelbe­ reich des Tonsignals erfolgt, ist die Quelle zur Erzeugung der Oberwellen erfindungsgemäß in einen Bereich des Tonsignals ge­ legt, der völlig unabhängig vom Signalpegel ist, nämlich in den Bereich des Nulldurchgangs des Tonsignals. Mit anderen Worten erfolgt die erfindungsgemäße Oberwellenerzeugung unab­ hängig vom Signalpegel dadurch, daß die Schwingung des Tonsig­ nals unabhängig von Frequenz und Amplitude den Nulldurchgang passiert.
Damit aber entfällt jegliche Kalibrierungsarbeit beim Einsatz des Klangaufbereitungsverfahrens, das für jeden Tonsignalpegel Oberwellen und damit akustisch wahrnehmbare Obertöne erzeugt. Außerdem ist diese Art der Oberwellenerzeugung genau kontrol­ lierbar und absolut pegelunabhängig. Kontrollierbar bedeutet hier unter anderem, daß die Art der erzeugten Oberwellen be­ stimmt und beipielsweise auf ausschließlich harmonische Ober­ wellen, festlegbar ist.
Der Kern der Erfindung, der im Wendepunktbereich des Tonsig­ nalverlaufs die Quelle für die Oberwellenerzeugung vorsieht, ist in unterschiedlichster Weise realisierbar.
So ist es zum Beispiel vorteilhafterweise vorgesehen, das elektrische Tonsignal im Bereich des Nulldurchgangs zu zerle­ gen und anschließend derart zusammenzusetzen, daß die Vereini­ gungsstelle eine Quelle für die Obertonerzeugung bildet. Die­ ser Realisierung der Oberwellenerzeugung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß jede "Unregelmäßigkeit" bei der Synthese der durch Zerlegung des originalen Tonsignals gewonnenen Signalab­ schnitte eine Quelle für "Verzerrungen" und damit der Erzeu­ gung von Oberwellen ist. Derartige Unregelmäßigkeiten bei der Signalsynthese ergeben sich nahezu zwangsläufig, sofern nicht aufwendige Maßnahmen zu ihrer Vermeidung getroffen werden. So ist beispielsweise jeder Knick im Kurvenverlauf des wiederzu­ sammengesetzten Tonsignals, der sich bei einer einfachen An­ einandereihung der beiden Sigbnalabschnitte ergibt bereits ei­ ne Quelle für die Oberwellengewinnung.
Die Oberwellengewinnung durch eine Wiedervereinigung vorausge­ hend getrennter Signalabschnitte des originalen Tonsignals kann jedoch auch in gezielter Weise erfolgen. Dies hat den Vorteil, daß der Umfang der Oberwellengewinnung der Synthese­ stelle der beiden Signalabschnitte gesteuert bzw. exakt do­ siert werden kann. Zu diesem Zwecke ist es vorteilhafterweise vorgesehen, daß zumindest einer der beiden durch Zerlegung ge­ wonnenen Tonsignalabschnitte vor der Wiedervereinigung mit Be­ zug auf die Signalform verändert wird.
Eine derartige Veränderung der Signalform läßt sich beispiels­ weise erreichen, indem die Steigung zumindest einer der durch Trennung des Ursprungssignals gewonnenen Tonsignalabschnitte im Nulldurchgangsbereich geändert wird.
Eine weitere für die Oberwellengewinnung vorteilhafte Verände­ rung der Signalform läßt sich durch eine zeitlich versetzte Synthese der beiden Tonsignalabschnitte erreichen. Alternativ hierzu können die beiden durch Zerlegung gewonnenen Tonsignal­ abschnitte in Amplitudenrichtung versetzt wiedervereinigt wer­ den. Vorteilhafterweise kann die Vereinigung der beiden Ton­ signalabschnitte sowohl zeitlich wie in Amplitudenrichtung versetzt erfolgen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung erfolgt die Oberwellenerzeugung dadurch, daß das elektri­ sche Tonsignal in seine positive und negative Halbwelle zer­ legt wird, und daß eine der beiden Halbwellen vor der Wieder­ vereinigung zu einem bipolaren Signal mit Bezug auf seine Am­ plitude verändert wird. Bereits die Amplitudenänderung einer der beiden Halbwellen ergibt eine Änderung der Steigung im Kurvenverlauf des wiederzusammengesetzten Tonsignals, die An­ laß für eine definierte Erzeugung für Oberwellen ist. Der Grad der Oberwellenerzeugung läßt sich also gezielt durch das Maß der Amplituden-Absenkung oder -Anhebung steuern.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare lineare Erzeugung von Oberwellen, wobei linear bedeutet, daß die Ober­ wellenerzeugung pegel- und frequenzunabhängig erfolgt, erlaubt eine beliebige Anpassung des Oberwellenspektrums an die jewei­ ligen Erfordernisse der Praxis. So läßt sich beispielsweise der nach den natürlichen Gesetzen der Musikerzeugung für ge­ ringere Signalpegel verminderte Obertonreichtum durch eine einfache Variation des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch nachbilden, daß der Pegel der aus dem elektrischen Tonsignal gewonnenen Oberwellen in Abhängigkeit vom Pegel dieses Tonsig­ nals derart eingestellt wird, wobei von niedrigpegeligen Ton­ signalen abgeleitete Oberwellen bezüglich des Pegels abgesenkt und diejenigen von hochpegeligen Tonsignalen konstant belassen oder angehoben werden.
Die Weiterverarbeitung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Oberwellen kann in unterschiedlichster Weise erfol­ gen. Im einfachsten Falle erfolgt dabei eine Aufzeichnung bzw. Wiedergabe des wiedervereinigten elektrischen Tonsignals zu­ sammen mit den beim Zusammensetzen gewonnenen Oberwellen. Die­ ses einkanalige Wiedergabe-/Aufzeichnungsverfahren nützt voll die Vorteile der erfindungsgemäßen Klangverbesserung und zeichnet sich zudem durch eine besonders einfache Realisier­ barkeit aus.
Alternativ hierzu ist es vorteilhafterweise vorgesehen, das wiedervereinigte elektrische Tonsignal, dessen vorausgehende Synthese Quelle für die Oberwellenerzeugung war, aus dem Sig­ nalgemisch mit den Oberwellen auszusieben, so daß letztendlich ausschließlich die Oberwellen des elektrischen Tonsignals zur Weiterverarbeitung vorliegen. Erreichen läßt sich eine derar­ tige Aussiebung beispielsweise durch eine Addition des um 180° phasenverschobenen elektrischen Tonsignals zu dem Signalge­ misch aus Oberwellen und synthetisiertem Tonsignal. Diese aus dem Signalgemisch herausgefilterten Oberwellen können dann in beliebiger Weise aufgezeichnet oder wiedergeben werden, bei­ spielsweise unter Zumischung zum ursprünglichen elektrischen Tonsignal. Dies ist ein Beipiel für eine zweikanalige Weiter­ verarbeitung bzw. Nutzung von Oberwellen und ursprünglichem Tonsignal.
Ein weiteres Beispiel ist die vorteilhafterweise vorgesehene Zumischung des ursprünglichen Tonsignals zu dem Gemisch aus Oberwellen und wiedervereinigtem Tonsignal, wobei das erhalte­ ne Gemisch aufgezeichnet und/oder wiedergeben wird, wobei vor­ teilhafterweise die Zumischung des Oberwellen-/Tonsignalge­ mischs unter gegenüber dem ursprünglichen Tonsignal verminder­ tem Pegel erfolgt. Alternativ hierzu ist die getrennte Auf­ zeichnung und/oder Wiedergabe des originalen Tonsignals und des Gemischs aus Oberwellen und wiedervereinigtem Tonsignal vorgesehen.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens umfaßt einen Oberwellengenerator mit je­ weils einem Schaltkreis zum Gewinnen der positiven sowie der negativen Halbwelle des bipolaren elektrischen Tonsignals, und eine Einrichtung zum Einstellen des Pegelverhältnisses von po­ sitiver und negativer Halbwelle sowie zum Zusammensetzen der derart eingestellten Halbwellen im Bereich des Nulldurchgangs.
Quelle für die Erzeugung der Oberwellen im Nulldurchgangsbe­ reich des elektrischen Tonsignals ist hierbar also die unter­ schiedliche Kurvenform des aus den beiden Halbwellen wieder­ vereinigten Tonsignals im Nulldurchgangsbereich, die darauf beruht, daß die beiden Halbwellen mit unterschiedlichen Pegel wiedervereinigt werden, was unterschiedliche Steigungen der Halbwellen im Bereich des Nulldurchgangs des wiedervereinigten Signals zur Folge hat.
Eine durch ihre Einfachheit besonders vorteilhafte Ausfüh­ rungsform der Schaltkreise zum Gewinnen der Halbwellen des Oberwellengenerators sieht es vor, daß jeder dieser Schalt­ kreise wenigstens einen vom elektrischen Tonsignal beauf­ schlagten Gleichrichter umfassen, wobei der Gleichrichter des einen Schaltkreises umgekehrt zu demjenigen des anderen Schaltkreises gepolt ist.
Ebenfalls durch eine besonders einfache Konstruktion gekenn­ zeichnet ist die Pegeleinstelleinrichtung in Form eines Wider­ standsnetzwerks, das von den mithilfe der Gleichrichter gewon­ nenen Halbwellen entgegengesetzter Polarität beaufschlagt ist, und an dessen Ausgang das aus den Halbwellen wiedervereinigte elektrische Tonsignal anliegt.
Ein insgeamt besonders einfach aufgebauter Oberwellengenerator ergibt sich durch folgenden Aufbau, bei dem der Eingang des Oberwellengenerators an die Anode des Gleichrichters zum Ge­ winnen der positiven Halbwelle sowie an die Kathode des Gleichrichters zum Gewinnen der negativen Halbwelle ange­ schlossen ist, und bei dem das Widerstandsnetzwerk einen Fest­ wert-Widerstand sowie einen einstellbaren Widerstand umfaßt, wobei einer der Widerstände an die Kathode des Gleichrichters zum Gewinnen der positiven Halbwelle und der andere an die An­ ode der Diode zum Gewinnen der negativen Halbwelle angeschlos­ sen ist, und wobei die anderen Enden der Widerstände an den Ausgang des Oberwellengenerators angeschlossen sind.
Die oben genannte vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, demgemäß das Maß der Oberwellenerzeugung an die Gesetze der natürlichen Musikwiedergabe angepaßt wird, indem die Oberwellenerzeugung für kleinere Tonsignale geringer ge­ halten wird, läßt sich auf der Grundlage des vorstehend be­ schriebenen Oberwellengenerators besonders vorteilhaft reali­ sieren durch einen an den Ausgang des Oberwellengenerators an­ geschlossenen Regelverstärker (VCA), dessen Regelspannung das elektrische Tonsignal ist das am Eingang des Oberwellengenera­ tors anliegt.
Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Klangaufbereitung der als elektrisches Tonsignal vorliegenden akustischen Information durch Klangverbesserung über die pegelunabhängige Erzeugung von Oberwellen, kann die Klangaufbereitungsvorrichtung auf einfache Weise zu weiteren Klangmanipulationen eingesetzt wer­ den, beispielsweise dadurch, daß zwischen dem Oberwellengene­ rator-Eingang und zumindest einem der Eingänge der Halbwellen­ gewinnungsschaltkreise ein Hochpaßfilter angeordnet ist, das alternativ oder zusätzlich auch zumindest einem der Halbwel­ lengewinnungsschaltkreise des Obertongenerators nachgeschaltet sein kann. Anstelle des Hochpaßfilters kann auch ein Bandpaß­ filter vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung ist es vorgesehen, Signale kleiner Amplituden, wie bei­ spielsweise unerwünschte Rauschsignale von der Obertonerzeu­ gung vollständig auszuschließen. Erreichen läßt sich dies mit der obenen beschriebenen Vorrichtung durch eine Einrichtung zum Anlegen einer Vorspannung an das den Oberwellengenerator beaufschlagende Tonsignal in dessen Nulldurchgangsbereich, wo­ bei vor allem die Spannungsschwelle beiderseits des Signal- Nulldurchgangs mit demselben Betrag angelegt ist.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrie­ ben werden; in der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Oberwellengenerators der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Klangaufbereitungsverfahrens,
Fig. 2 eine vereinfachte Detaildarstellung des Oberwellenge­ nerators von Fig. 1 und
Fig. 3 eine Beschaltung des Oberwellengenerators von Fig. 1 und 2 zum Einstellen des Pegels der Oberwellen bzw. des Gemischs aus Oberwellen und wiedervereinigtem Ton­ signal.
Der in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte Oberwellengene­ rator dient zur Klangverbesserung einer am Eingang 6 des Gene­ rators anliegenden akustischen Information in Form eines elek­ trischen Tonsignals, das nach Durchlaufen des Oberwellengene­ rators an dessen Ausgang mit Oberwellen angereichert vorliegt, die unabhängig vom Pegel des elektrischen Eingangssignals im Oberwellengenerator gewonnen werden. Das mit Obertönen ange­ reicherte Signal ist zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe über einen elektroakustischen Wandler vorgesehen.
Der Oberwellengenerator umfaßt vier Schaltungsteile, nämlich einen Schaltkreis 1 zum Gewinnen der positiven Halbwelle aus dem am Oberwellengenerator-Eingang 6 anliegenden bipolaren, elektrischen Tonsignal, einen vom selben bipolaren Eingangs­ signal beaufschlagten Schaltkreis 2 zum Gewinnen der negativen Halbwelle aus dem Eingangssignal und eine an die Ausgänge der beiden Schaltkreise 1 und 2 angeschlossene Einrichtung (5) zum Einstellen des Pegeleverhältnisses von positiver und negativer Halbwelle sowie zum Zusammensetzen der derart eingestellten Halbwellen im Bereich des Nulldurchgangs des ursprünglichen bipolaren Signals.
Erzeugt werden die Oberwellen beim Zusammensetzen der beiden entgegengesetzt polaren Halbwellen, die durch Pegelveränderung mit bezug aufeinander im Nulldurchgangsbereich unterschiedli­ che Steigungen aufweisen. Damit aber erfährt der Signalverlauf des wiederzusammengesetzten Tonsignals einen Knick an der Ver­ einigungsstelle von positiver und negativer Halbwelle im Null­ durchgang des bipolaren Signals. Dieser Knick resuliert also aus einer Verzerrung des ursprünglichen elektrischen Tonsig­ nals, die bekanntlich Anlaß bzw. Quelle für die Erzeugung von Oberwellen ist. Da diese Quelle im Nulldurchgang des bipolaren Tonsignals liegt, ist das Maß der Oberwellenerzeugung voll­ ständig unabhängig von der Amplitude bzw. von dem Pegel des originalen elektrischen Tonsignals. Mit anderen Worten er­ folgt die Oberwellenerzeugung durch diesen Oberwellengenerator absolut pegelunabhängig, wobei das Maß der Oberwellenerzeugung exakt einstellbar ist durch den Grad der Veränderung (Abschwä­ chung oder Verstärkung) einer der beiden Halbwellen, in Fig. 1 also der negativen Halbwelle.
Fig. 2 zeigt eine durch eine geringe Anzahl von Bauelementen und einen einfachen Aufbau gekennzeichnete Realisiation des Oberwellengenerators von Fig. 1. So bestehen die beiden Schalt­ kreise 1 und 2 zum Gewinnen der entgegengesetzt polaren Halb­ wellen aus dem Eingangssignal jeweils aus einer Diode 5 und 6, von denen die Diode 5 zur Gewinnung der positiven Halbwelle mit der Anode und die Diode 6 zur Gewinnung der negativen Halbwelle mit der Kathode an den Oberwellengenerator-Eingang 3 angeschlossenen sind.
Ähnlich einfach ist die Pegeleinstelleinrichtung 5 aufgebaut, nämlich aus einem Festwert-Widerstand 7, der an die Kathode der Diode 5 angeschlossen ist und aus einem einstellbaren Wi­ derstand 8, der an die Anode der Diode 6 angeschlossen ist. Die diodenabgewandten Enden der beiden Widerstände 7 und 8 sind miteinander verbunden und an den Ausgang 4 des Oberwel­ lengenerators angeschlossen.
In Fig. 3 ist dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Oberwel­ lengenerator ein Regelverstärker 9 nachgeschaltet, dessen Ein­ gang an den Ausgang 4 des Oberwellengenerators angeschlossen ist. Der Regeleingang des integrierten Regelverstärkers (VCA) 9 wird mit demselben elektrischen Tonsignal beaufschlagt wie der Oberwellengenerator. Der Regelverstärker ist derart einge­ stellt, daß die Amplitude des Ausgangssignals des Oberwellen­ generators, welches die Oberwellen und das wiederzusammenge­ setzte bipolare, asymetrische Tonsignal umfaßt, sofern dieses nicht durch ein Filter aus dem Signalgemisch entfernt worden ist, in Abhängigkeit vom originalen Tonsignal geregelt wird. Vorzugsweise erfolgt diese Regelung derart, daß die Amplitude von Oberwellen niederpegeliger originaler Tonsignale abgesenkt und diejenige hochpegeliger Tonsignale derart angehoben wird, daß eine gewünschte Verteilung des Obertonspektrums erreicht wird, die beipielsweise demjenigen natürlicher Schallinforma­ tion entspricht.

Claims (23)

1. Verfahren zur Klangaufbereitung einer als elektrisches Tonsignal vorliegenden akustischen Information durch Er­ zeugen von Oberwellen aus dem elektrischen Tonsignal, die zum Zweck der Klangverbesserung zusammen mit dem elektri­ schen Tonsignal zur Aufzeichnung und/oder zur Wiedergabe über einen elektroakustischen Wandler bestimmt sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Oberwellen im Bereich des Nulldurchgangs des elektrischen Tonsignals er­ folgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Tonsignal im Bereich des Nulldurchgangs zer­ legt und anschließend derart zusammengesetzt wird, daß die Vereinigungsstelle eine Quelle für die Oberwellenerzeugung bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest einer der beiden durch Zerlegung gewonnenen Ton­ signalabschnitte vor der Wiedervereinigung mit Bezug auf die Signalform verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Signalform des einen Tonsignalabschnitts eine Änderung der Steigung dieses Tonsignalabschnitts im Bereich des Nulldurchgangs umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch Zerlegung gewonnenen Tonsignalabschnitte zeitlich versetzt wiedervereinigt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch Zerlegung gewonnenen Tonsignalabschnitte in Amplitudenrichtung versetzt wiedervereinigt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung der beiden Tonsignalabschnitte sowohl zeitlich wie in Amplitudenrichtung versetzt erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bipolare elektrische Tonsignal in seine positive und nega­ tive Halbwelle zerlegt wird, und daß eine der beiden Halb­ wellen vor der Wiedervereinigung der beiden Halbwellen mit Bezug auf seine Amplitude verändert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pegel der aus dem elektrischen Ton­ signal gewonnenen Oberwellen in Abhängigkeit vom Pegel dieses Tonsignals derart eingestellt wird, daß von niedrigpegeligen Tonsignalen abgeleitete Oberwellen bezüg­ lich des Pegels abgesenkt und diejenigen von hochpegeligen Tonsignalen angehoben werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das wiedervereinigte elektrische Tonsig­ nal von dem Signalgemisch mit den Oberwellen abgetrennt wird, vor allem durch eine Addition des originalen, um 180° phasenverschobenen elektrischen Tonsignals zu diesem Signalgemisch.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberwellen bzw. das Signalgemisch aus wiedervereinigtem elektrischen Tonsignal und Oberwel­ len unabhängig von dem elektrischen Tonsignal, aus welche sie bzw. es gewonnen worden sind, der Aufzeichnung bzw. der elektroakustischen Wandlung zugeführt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberwellen bzw. das Signalgemisch aus wiedervereinigtem elektrischen Tonsignal und Oberwel­ len mit gegenüber dem elektrischen Tonsignal, aus welchem sie bzw. es gewonnen worden sind, vermindertem Pegel der Aufzeichnung bzw. der elektroakustischen Wandlung zuge­ führt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberwellen bzw. das Signalgemisch und das elektrische Tonsignal, aus welchem sie bzw. es ge­ wonnen worden sind, demselben elektroakustischen Wandler zugeführt bzw. auf einem gemeinsamen Träger aufgezeichnet werden.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch einen Oberwellen­ generator mit jeweils einem Schaltkreis (1, 2) zum Gewinnen der positiven sowie der negativen Halbwelle des bipolaren elektrischen Tonsignals, und eine Einrichtung (5) zum Ein­ stellen des Pegelverhältnisses von positiver und negativer Halbwelle sowie zum Zusammensetzen der derart eingestell­ ten Halbwellen im Bereich des Nulldurchgangs.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schaltkreise (1, 2) des Oberwellengenerators we­ nigstens einen vom elektrischen Tonsignal beaufschlagten Gleichrichter (5, 6) umfaßt, wobei der Gleichrichter des einen Schaltkreises umgekehrt zu demjenigen des anderen Schaltkreises gepolt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einstelleinrichtung (5) ein Widerstandsnetz­ werk (7, 8) ist, das von den mithilfe der Gleichrichter (5, 6) gewonnenen Halbwellen entgegengesetzter Polarität beaufschlagt ist, und an dessen Ausgang das aus den Halb­ wellen wiedervereinigte elektrische Tonsignal sowie die Oberwellen anliegen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (3) des Oberwellengenerators an die Anode des Gleichrichters (5) zum Gewinnen der positiven Halbwelle sowie an die Kathode des Gleichrichters (6) zum Gewinnen der negativen Halbwelle angeschlossen ist, und daß das Wi­ derstandsnetzwerk einen Festwert-Widerstand (7) sowie ei­ nen einstellbaren Widerstand (8) umfaßt, wobei einer der Widerstände (7, 8) an die Kathode des Gleichrichters (5) zum Gewinnen der positiven Halbwelle und der andere an die Anode des Gleichrichters (6) zum Gewinnen der negativen Halbwelle angeschlossen ist, und wobei die anderen Enden der Widerstände (7, 8) an den Ausgang (4) des Oberwellenge­ nerators angeschlossen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekenn­ zeichnet durch einen an den Ausgang (4) des Oberwellenge­ nerators angeschlossenen Regelverstärker (9), dessen Re­ gelspannung das elektrische Tonsignal ist, das am Eingang (6) des Oberwellengenerators anliegt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekenn­ zeichnet durch zumindest ein zwischen dem Oberwellengene­ rator-Eingang (3) und zumindest einen der Eingänge der Halbwellengewinnungsschaltkreise (1, 2) angeordnetes Hoch­ paßfilter.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekenn­ zeichnet durch zumindest ein zumindest einem der Halbwel­ lengewinnungsschaltkreise des Obertongenerators nachge­ schaltetes Hochpaßfilter.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich­ net, daß anstelle des Hochpaßfilters ein Bandpaßfilter vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen einer Vorspan­ nung an das den Oberwellengenerator beaufschlagende Ton­ signal in dessen Nulldurchgangsbereich.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsschwelle beiderseits des Signal-Null­ durchgangs mit demselben Betrag angelegt ist.
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JPH03504072A (ja) 1991-09-05
EP0420948A1 (de) 1991-04-10

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