[其他]利用作用替代及重迭技术修改动态范围的电路装置

说明书

本发明涉及改变信号动态范围的电路装置，即，压缩（compress）动态范围的压缩器和扩展（expand）动态范围的扩展器。本发明可用以处理不同类型的信号，包括音频（audio）信号和视频（video）（电视）信号，但在此仅就音频信号来说明本发明，本发明的原理可以通过采用已知技术修改所揭示的实施例而应用于其他信号的处理，例如，视频信号的压缩器和扩展器可即时作用，而不需要字节（syllabic）控制电路。

压缩器和扩展器通常一起使用（压缩扩展器系统）以消减噪声，信号在传输或录制之前先预以压缩，而在从传输通道接收或重放之后则再加以扩展，但压缩器可单独用来减少动态范围以适应传输通道（Channel）的容量，而当压缩信号适合最终目的时，则不需其后的扩展。此外，在某些装置中会单独使用压缩器，特别是仅用于传送或录制压缩广播或预录信号的音频装置。在某些装置中则单独使用扩展器，特别是仅用于接收或重放已压缩广播或预录信号的音频装置。而在某些装置中则仅有单一设备，并以交换模式工作，作为录制信号的压缩器和重放压缩的广播或预录信号的扩展器。

在设计压缩器、扩展器和压缩扩展器型噪声消减系统的目的之后所要考虑到的是，压缩器和扩展器对信号的高度适应性。即，对于压缩器而言，除了在主模信号成份的频率上它需依照预定的压缩规律提供动态作用外，在其所有的操作频谱上皆应提供恒定增益（gain）。有关此目的可参照本发明人于1965年10月11日申请的U.K临时说明书43136中的“相应等化（conformal    equalizat-ion）”。此文件（附有本发明人申请于1965年8月11日和1966年1月18日申请的两临时说明书34394和02368）及由其产生的专利（包括US-PS3，846，719和US-PS3，903，485）使用了数种技术来达到该目的，包括目前称之谓“频带分割（band-splittinz）”和“滑动频带（slidin    band）”的技术。

依照频带分裂的方法，频谱被分成许多频带，每一频带皆独立操作。在此方法中，主模信号成份仅在一部份频谱内会影响到动态作用（压缩或扩展），而不象在宽带方法中，主模信号成份会在整个频谱上影响到动态作用，即，频带分割系统较宽带系统提供更高度的适应性或一致性。在理论上，将整个频谱分成非常多的频带可提供高度适应或一致的系统，但由于此类装置的复杂性及造价问题而不切实际，因此，必须选择可提供满意性能的合理频带数量以达成设计上之妥协。在一种熟知且已成功地商业化的频带分割压缩扩展型音频噪声消减系统（通常称作A型噪声消减）中，仍使用了四个频带（Ray    Doldy发表于1967年十月份Vol.15，NO.4的J.Audio    Eng.Soc.中第383至388页的“音频噪声消减系统（An    Audio    Norse    Reduction    System）”论文内）。然而这种系统虽然因为分割了频带使问题限制在个别频带中而减小了先前的缺点，但仍存在着宽带噪声消减系统的问题。这些问题在噪声消减系统的设计中是熟知的，包括噪声消减效果的丧失及相关的问题，例如当发生增益变化以响应主模信号成份时，在主模信号成份未涵（盖的频率上的噪声调制和信号调制。这类问题主要会导致系统无法完美的符合主模信号。这类问题大小的可听度仍取决于系统偏离完美的补偿度有多少。例如，若传输通道响应在压缩器和扩展器的通带内不规则或无法预知，则信号调制效果在扩展器中不会得到补偿。

主模信号成份是指具有足够电平可在所考虑的频带内，达到动态作用的信号成份。在复杂的信号情况下，主模信号成份会超过一个，或是一主模信号成份和子主模信号成份。在依靠压缩器和扩展器补偿度的压缩扩展器系统中，所有的成份都必须依照所定义的压缩/扩展规则来压缩和扩展，以使具有主模信号成份（和其他受动态作用影响的信号）的信号频谱在扩展器中复原。此规定不包括在压缩扩展器系统使用各种公知的适应和追踪滤波器技术和所谓“单端型（Singleended）”噪声消减系统（仅在再生信号上操作），其中滤波器作用并不受限于预定的压缩/扩展规则，且其作用在存在着多重信号时也不能加以预测。

另外一种达到增进适应性和一致性目的的方法是滑动频带技术，其使用各种依信号可变滤波来达到抑制的目的。一般而言，主模信号成份导致一个或多个不同滤波器（如高通、低通、格架（shelf），陷波（notch）等）的截止和交岔频率移动而压缩或扩展主模信号成份。