Устройство частотного компандирования звуковых сигналов

(56) Авторское свидетельство СССР М 1577075, кл. Н 04 В 1/бб, 1989.(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ЧАСТОГНОГО КОМПАНДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные входной фильтр нижних частот, амплитудный высокочастотный корректор, первый делитель частоты и первый канальный фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу блока уплотнения каналов, к второ му входу которого подключены последовательно соединенные первый усилитель второй делитель частоты и второй канальный фильтр нижних частот, выход блока уплотнения каналов соединен с входом полосового фильтра, причем каждый делитель частоты содержит последовательно соединенные экстрематор, компаратор, первый и второй триггеры, первый инвертор и первый сумматор, другой вход которого объединен с входом второго сумматора, другой вход которого подключен к выходу второго инвертора, а также третий инвертор, управляющий вход которого подключен к выходу второго триггера, выход первого триггера соединен с управляющим входом второго инвертора, вторые выходы первого и второго инверторов через соответствующие первый и второй формирователи импульсов подключены к вторым входам соответствующих первого и второго триггеров, вход экстрематора является входом делителя частоты, выходом которого является выход третьего инвертора. при этом каждый инвертор содержит триггер, вход которого является управляющим входом инвертора, выходом которого является выход вычитателя, входы которого через аналоговые ключи соединены с входом инвертора, вторым выходом которого являются объединенные управляющий вход первого аналогового ключа, и выход. триггера, инверсный выход которого подключен к управляющему входу второго аналогового ключа, а на приемной.стороне содержащее блок разделения каналов, первый выход которого соединен с последовательно включенными первыми фазовыми корректором и сумматором, другой вход последнего соединен с выходом первого аттенюатора, последовательно соединенные амплитудный низкочастотный корректор и выходной фильтр нижних частот, причем второй выход блока разделения ф каналов подключен к входу первого умножителя частоты, состоящего из последовательно вКлюченных первого и второго удвоителей частоты, вход первого из которых является входом умножителя частоты, а каждый из удвоителей частоты содержит вычитатель, включенный на его выходе, о т л ич а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения ф степени частотной компрессии, на передающей стороне введены включенные между с 0 выходом первого делителя частоты и входом (Я первого усилителя и последовательно сое- (Л диненные первый блок задержки и первый О вычитатель, другой вход которого подклЮ- чен к выходу первого канального фильтра нижних частот, последовательно соединен. ные третий делитель частоты, второй блок задержки, второй вычитатель, второй усили- а тель, четвертый делитель частоты и третий канальный фильтр нижних частот, выход которого подключен к четвертому входу блока уплотнения каналов, четвертый канальный фильтр нижних частот, включенный между выходом третьего делителя частоты и третьим входом блока уплотнения каналов, и последовательно соединенный третийСоставитель В.Туни Техред М. Моргента Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 о-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10усилитель, пятый делитель частоты и пятый канальный фильтр нижних частот, включенные между пятым входом блока уплотнения каналов и дополнительным выходом третьего делителя частоты, вход которого соединен с дополнительным выходом первого делителя частоты, причем выход четвертого канального фильтра нижних частот соединен с вторым входом второго вычитателя, в каждый делитель частоты введены последовательно соединеннь 1 й третий формирователь импульсов, первый блок выборки и хранения, первый фильтр нижних частот и вычитатель, первый вход которого является дополнительньм выходом делителя частоты, а второй вход объединен с вторым входом блока выборки и хранения и входом экстрематора, последовательно соединенные четвертый формирователь импульсов, второй блок выборки и хранения, второй фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляющим входам введенных первого, второго и третьего управляемых корнеизвлекателей, обьединенным с вторым входом первого сумматора, выход первого управляемого корнеизвлекателя соединен с входом первОго инвертора, управляющий вход первого инвертора объединен с входом третьего формирователяимпульсов и подключен к второму выходукомпаратора, первый выход которого соединен с входом четвертого формирователя, второй вход первого корнеизвлекателя обьединен с другим входом второго блока выборки и хранения и подключен к выходу вычитателя, а второй и третий управляемые корнеизвлекатели включены между выходами и входами соответствующих первого и второго сумматоров и второго и третьего инверторов, а на приемной стороне введены первый вычитатель, включенный между основным и дополнительным выходами первого умножителя частоты и входом первого аттенюатора, последовательно соединенные второй умножитель частоты и выходной сумматор, включенные между выходом первого сумматора и входом амплитудного низкочастотного корректора, последовательно соединенные второй фазовый корректор, второй сумматор и третий умножитель частоты, включенные между третьим выходом блока разделения каналов и вторым входом выходного сумматора, последовательно соединенных четвертый умножитель частоты, второй вычитатель и второй аттенюатор, включенные четвертым выходом блока разделения каналов и вторым входом второго сумматора, и последовательно соединенные третий фазовый корректор, пятый умно- житель частоты и третий аттенюатор,включенные между пятым выходом блокаразделения каналов и третьим входом выходного сумматора, дополнительный выходчетвертого умножителя частоты соединен свторым входом второго вычитателя, в каждый умножитель частоты введены последовательно соединенные блок возведения вквадрат и следящий детектор, выход которого соединен с управляющим входом блока10 возведения в квадрат, вход которого соединен с выходом второго удвоителя частоты,причем вход и выход следящего детектораявляются соответственно основным и дополнительным выходами умножителя часто 15 ты, в каждый удвоитель частоты введеныблок возведения в квадрат, включенный навходе удвоителя частоты, и следящий детек.- тор, вход и выход которого соединены с входами вычитателя и с выходом и20 управляющим входом блока возведения вквадрат,2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый управляемый корнеизвлекатель содержит последовательно соеди 25 ненные операционный усилитель, диод икорнеизвлекатель, выход которого являетсявыходом управляемого корнеизвлекателямежду входом которого, соединенного соперационным усилителем, и его выходомЗ 0 включен блок возведения в квадрат, управляющий вход которого является управляющим входом, управляемогокорнеизвлекателя,3, Устройство по.п, 1, о т л и ч а ю щ е е.З 5 с я тем, что каждый фильтр нижних частотсодержит два последовательно соединенных активных интегратора и резистивныйделитель напряжения, вход которого соединен с выходом второго интегратора, являю 40 щегося выходом фильтра нижних частот, аобщая точка резистивного делителя соединена с неинвертирующим входом первогоактивного интегратора, инвертирующийвход которого является входом фильтранижних частот.4, Устройство по п. 1, отл ич а ю ще ес я тем, что блок задержки содержит последовательно соединенные управляемый источник света, вход которого являетсявходом блока задержки, фоторезистор, резистор нагрузки, амплитудно-частотный корректор и усилитель, управляющий вход которого соединен с резистором нагрузки, а выход является выходом блока задержки,5, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что следящий амплитудный детектор содержит последовательно соединенные экстрематор, компаратор, формирователь импульсов, блок выборки и хранения и фильтр нижних частот, выход которого явля1795561 5 10 15 20 25 30 35 40 ется выходом следягцего амплитудного детектора, входом которого являются объедиИзобретение относится к радиотехникеи связи и может быть использовано в системах передачи звуковых сигнэлсв высокогокачества по значительно более узкополосному, чем типовые, каналу связи.В настоящее время подобную задачурешают в основном только при помощи полувокодеров, но они из-за значительных искажений результирующего сигнала имеютограниченные возможности применения.По принципу функционирования известная система Вобэнк подобна предложенному устройству, но она вносит еще большеискажений в результирующий сигнал.Наиболее близким к предложенному является устройство частотного компандирования звуковых сигналов, которое напередающей стороне нэ передающей стороне содержит последовательно соединенные входной фильтр нижних частот (ФНЧ),амплитудный высокочастотный (ВЧ) корректор, частотный компрессор, содержащийодин канал управления, состоящий из пикового дет",ктора и ФНЧ и М каналов преобразования, блок уплотнения каналов иполосовой фильтр ПФ), Каждый канал компрессора содержит последовательно соединенные фильтр верхних частот (ФВЧ),усилитель, отсутствующие в первом канале,делитель частоты (ДЧ) и канальный ФНЧ,выход которого соединен с одним из входовблока уплотнения каналов. Вход ФВЧ последующего канала соединвн с выходом ДЧпредыдущего канала,.Приемная часть этого устройства содержит последовательно соединенные блокразделения каналов, частотный экспандер,состоящий из М каналов преобразования,вход каждого из которых соединен с однимиз выходов блока уплотнения каналов, амплитудный низкочастотный (НЧ) корректор ивыходной ФНЧ. Каждый канал экспандерасодержит последовательно соединенныефазовый корректор, сумматор, отсутствующие в последнем канале, умножитель частоты (УЧ) и аттенюэтор, отсутствующий впервом канале. Выход аттенюатора последующего канала соединен с другим входомсумматора предыдущего канала.ДЧ в зтом устройстве содержит зкстрематор, компаратор напряжения и несколькопоследовательно соединенных ДЧ на два,первый из которых содержит сумматор. ненные входы блока выборки и хранения изкстрематора. счетный триггер, два аналоговых ключа и вычитатель, а остальные - первьй ДЧ на два, дополнительный счетный триггер и формирователь коротких импульсов.УЧ содержит такое же количество последовательно соединенных удвоителей частоты (УДЧ), каждый из которых содержит формирователь модуля биполярных сигналов и вычитатель.В устройстве-прототипе из-за инерционности пикового детектора в результирующем сигнале ДЧ в моменты незафиксированных максимумов или минимумов исходного сигнала появляются перепады и изломы, что является причиной широкополосности "хвоста" спектра поделенного сигнала, Такой сигнал, как известно, имеет самую медленную сходимость суммы непрерывных сигналов, из-за чего для сохранения высокого качества результирующего сигнала требуется передавать сравнительно большое количество сигнал- параметров, получаемых в каждом канале преобразования, поэтому получается,низкая степень частотной компрессии передаваемых звуковых сигналов.Целью изобретения является повышение степени частотной компрессии звуковых сигналов,Это достигается устройством частотного компандирования звуковых сигналов, которое на передающей стороне содержит последовательно соединенные входной ФНЧ, амплитудный ВЧ-корректор. первый ДЧ, первый канальный ФНЧ, блок уплотнения каналов, первый вход которого соединен с выходом первого канального ФНЧ и ПФ, последовательно соединенные первый усилитель, второй ДЧ и второй канальный ФНЧ, выход которого соединен со вторым входом блока уплотнения каналов. Каждый ДЧ содержит последовательно соединенные зкстрематор, компаратор напряжения, первый и второй счетные триггеры, последовательно соединенные первый инвертор и первый сумматор, другой вход которого обьединен со входом второго сумматора, другой вход которого подключен к выходу второго инвертора, а также - третий инвер 50 тор, управляющий вход которого подключенк выходу второго триггера, выход первого триггера соединен с управляющим входом второго инвертора, вторые выходы первого5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 и второго инверторов через соответствующие первый и второй формирователи импульсов подключены ко вторым входам соответственно первого и второго триггеров. Вход экстрематора является входом ДЧ, выходом которого является выход третьего инвертора, Каждый инвертор содержит счетный триггер, вход которого является управляющим входом инвертора. выходом которого является выход вычитателя, входы которого через аналоговые ключи соединены со входом инвертора, вторым выходом которого являются обьединенные управляющий вход первого аналоговогоо ключа и выход триггера, инверсный выход которого подкл 1 очен к управляющему входу второго аналогового ключа,На приемной стороне устройство содержит блок разделения каналов, первый выход которого соединен с последовательно включенными первыми фазовым корректором и сумматором, другой вход которого соединен с выходом первото аттенюатора, последовательно соединенные амплитудный НЧ-корректор и выходной ФНЧ, Второй выход блока разделения каналов подключен ко входу первого УЧ, состоящего из последовательно включенных первого и второго УДЧ, вход первого из которых является входом УЧ, а каждый УДЧ содержит вычитатель, включенный на входе.Отличается это устройство тем, что на передающей стороне введены включенные между выходом первого ДЧ и входом первого усилителя последовательно соединенные первый блок задержки и первый вычита. тель, другой вход которого подключен к выходу первого канального ФНЧ, последовательно соединенные третий ДЧ, второй блок задержки, второй вычитатель,второй усилитель, четвертый ДЧ и третий канальный ФНЧ, выход которого подключен к четвертому входу блока уплотнения каналов, четвертый канальный ФНЧ, включенный между выходом третьего ДЧ и третьим входом блока уплотнения каналов, и последовательно соединенные третий усилитель, пятый ДЧ и пятый канальный ФНЧ, включенные между пятым входом блока уплотнения каналов и дополнительным выходом третьего ДЧ, вход которого соединен с дополнительным выходом первого ДЧ. Выход четвертого канального ФНЧ соединен со вторым входом второго вычитателя. В каждый ДЧ введены последовательно соединенные третий формирователь коротких импульсов, первый блок выборки и хранения. первый ФНЧ и вычитатель, первый вход которого является дополнительным выходом ДЧ, а второй вход обьединен со вторым входом блока выборки и хранения и входом экстрематора, последовательно соединенные четвертый формирователь коротких импульсов, второй блок выборки и хранения, второй ФНЧ. выход которого подключен с управляющим входом введенных первого, второго и третьего управляемых корнеизвлекателей, объединенным со вторым входом первого сумматора, Выход первого управляемого корнеизвлекателя соединен со входом первого инвертора, управляющийй вход которого объединен со входом третьего формирователя импульсов и подключен ко второму выходу компаратбра, первый выход которого соединен со входом четвертого формирователя импульсов, второй вход первого корнеизвлекателя объединен с другим входом второго блока выборки и хранения и подключен к выходу введенного вычитателя, а второй и третий управляемые корнеизвлекатели включены между выходом и входом соответственно первого сумматора и второго инвертора и второго сумматора и третьего инвертора,На приемной стороне введены первый вычитатель, включенный между основным и дополнительным выходами первого УЧ и входом первого аттенюатора; последовательно соединенные второй УЧ и выходной сумматор, включенные между выходом первого сумматора и входом амплитудного НЧ- корректора; последовательно соединенные второй фазовый корректор, второй сумматор и третий УЧ, включенные между третьим выходом блока разделения каналов и вторым входом выходного сумматора, последовательно соединенные четвертый УЧ, второй вычитатель и второй аттенюатор, включенные между четвертым выходом блока разделения каналов и вторым входом второго сумматора, и последовательно соединенные третий фазовый корректор, пятый УЧ и третий аттенюатор, включенные между пятым выходом блока разделения каналов и третьим входом выходного сумматора. Дополнительный выход четвертого УЧ соединен со вторым входом второго вычитателя, В каждый УЧ введены последовательно соединенные управляемый блок возведения в квадрат и следящий амплитудный детектор, выход которого соединен с управляющим входом блока возведения в квадрат, вход которого соединен с выходом второго УДЧ, вход и выход следящего детектора являются соответственно основным и дополнительным выходами УЧ. В каждый УДЧ введены управляемый блок возведения в квадрат, включенный на входе УДЧ, и следящий амплитудный детектор, вход и выход которого соединен со входами вычитателя ис выходом и управляющим входом блока возведения в квадрат.Эти отличия являются существенными потому, что в предложенном устройстве выделяются с определенной точностью функ-. ции максимумов и минимумов, обеспечивающие фиксацию всех максимумов или минимумов исходного сигнала, В результате устраняются скачки в выходном сигнале всех ДЧ, а благодаря нелинейному сглаживанию этого сигнала при помощи корнеизвлекателей, устраняются также и изломы. Следовательно, в этом устройстве все ДЧ как частотные компрессоры используются более эффективно, поэтому, хотя все выделенные функции максимумов или минимумов подвергаются также частотной депрессии, в каждом компрессоре достаточно использовать всего лишь 1 - 2 канала преобразования; Поскольку для большинства систем передачи звуковых сигналов для преобразования можно выделить всего 3 - 4 составляющих, то для их передачи достаточно использовать 3-8 узкополосных сигнал- параметров;В качестве управляемого блока возведения в квадрат лучше использовать микросхему К 525 ПСЗ, которая работает по алгоритмуОвых = КОвх /Оупр2(1)Управляемый корнеизвлекатель содержит, например, последовательно соединенные операционный усилитель (ОУ), диод и корнеизвлекэтель, цыход которого является выходом управляемого корнеизвлекателя, между входом которого соединенного с инвертирующим входом ОУ и его выходом включен управляемый блок возведения в квадрат, управляющий вход которого является управляющим входом управляемого корнеизвлекателя, который работает по алгоритмуО К/ О (2)В качестве блока выборки и хранения достаточно использовать микросхему К 1100 СК 2.Все введенные ФНЧ содержат, например, два последовательно соединенных активных интегратора и резистивный делитель напряжения, вход которого соединен с выходом второго интегратора, являющегося выходом ФНЧ, а общая точка резистивного делителя соединена с неинаертирующим входом усилителя первого интегратора, инаертирующий вход которого связан со входом ФНЧ.Блок задержки содержит последовательно соединенные управляемый источник света, вход которого является входом блока35 4045 50 55 5 10 15 20 25 30 задержки, фоторезистор, резистор нагрузки, амплитудно-частотный корректор и управляемый усилитель. управляющий вход которого соединен с резистором нагрузки, а выход его является выходом блока задержки.Следящий амплитудный детектор содержит последовательно соединенные экстрематор, ком паратор напряжения, формирователь коротких импуль:ов, блок выборки и хранения и ФНЧ, выход которого является выходом следящего амплитудного детектора, входом которого являются объединенные входы блока выборки и хранения и экстрематора,На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема передающей; на фиг. 2 - приемной частей предложенного устройства; на фиг, 3 - схема управляемого корнеизвлекателя; на фиг, 4 - введенные ФНЧ; на фиг, 5 - блок задержки; на фиг. 6 - графики пояснения работы предложенного устройства,Устройство содержит входной ФНЧ 1, амплитудный ВЧ-корректор 2, блок 3 выборки и хранения, экстремэтор 4, компаратор о) напряжения, формирователь 6 коротких импульсов, введенные ФНЧ 7, вычитатель 8, управляемый корнеизвлекатель 9, ДЧ 10, инвертор 11, счетный триггер 12, аналоговый ключ 13, сумматор 14, счетный триггер 15, канальный ФНЧ 16. блок 17 задержки, усилитель 18, блок 19 уплотнения каналов, ПФ 20, блок 21 разделения каналов, управляемый блок 22 возведения в квадрат, следящий амплитудный детектор 23, УДЧ 24, УЧ 25, фазовый корректор 27. амплитудный НЧ 28, выходной ФНЧ 29, ОУ 30; корнеизвлекатель 31, интегратор 32, резистивный делитель 33 напряжения, управляемый источник света 34, фоторезистор 35, резистор 36 нагрузки, амплитудно-частотный корректор 37, управляемый усилитель 38; вход 39 и дополнительный выход 40 первого ДЧ 10, вход 41 первого корнеизвлекателя 9, вход 42 и выход 43 первого инвертора 11, вход 44 второго корнеизалекателя 9, вход 45 и выход 46 второго инверторэ 11, дополнительнь 1 й выход 47 третьего ДЧ 10, выход 48 блока 22 возведения в квадрат, выход 49 первого УДЧ 24, входь 1 50, 51 и 52 выходного сумматора 14,Устройство частотного компандирования звуковых сигналов на передающей стороне фиг, 1 содержит последовательно соединенные входной Ф НЧ 1, вход которого является входом передающей части, амплитудный ВЧ-корректор 2, первый ДЧ 10, первый.канальный ФНЧ 16, блок 19 уплотнения каналов, вход 1 которого соединен с выходом первого ФНЧ 16. и ПФ 20, выход кото 1795561 12рого является выходом передающей части, Ко входублока 19 подключен последовательно соединенные первый усилитель 18, второй ДЧ 10 и второй канальный ФНЧ 16, Каждый ДЧ 10 содержит последовательно соединенные экстпематор 4, компаратор 5, первый и второй триггеры 15, последовательно соединенные первый инвертор 11 и первый сумматор 14, другой вход которого объединен со входом второго сумматора 14, другой вход которого подключен к выходу 46 второго инвертора 11, а также - третий инвертор 11, управляющий вход которого подключен к выходу второго триггера 15, выход, первого триггера 15 соединен с управляющим входом второго инвертора 11, Вторые выходы первого и второго инверторов 11 через соответствующие первый и второй формирователи 6 импульсов подключены ко вторым входам соответствующих первого и второго триггеров 15. Вход экстрематора 4 является входом 39 первого ДЧ 10, выходом которого является выход третьего инвертора 11. Каждый инвертор 11 содержит триггер 12, вход которого является управляющим входом инвертора 11, выход 43 первого. из которых является выходом вычитателя 8, входы которого через аналоговые ключи 13 соединены со входом 22 этого инвертора, вторым выходом которого являются объединенные управляющий вход первого ключа 13 и.выход триггера 12, инверсный выход которого подключен к управляющему входу второго ключа 13.На приемной стороне фиг. 2 это устройство содержит блок 21 разделения каналов, вход которого является входом приемной части, выход которого соединен с последовательно включенными первым фазовым корректором 27 и сумматором 14, другой вход которого соединен с выходом первого аттен юатора 26, последовательно соединенные амплитудный НЧ-корректор 28 и выходной ФНЧ 29, выход которого является выходом приемной части. Выход И блока 21 разделения каналов подключен ко входу первого УЧ 25, состоящего из последовательно включенных первого и второго УДЧ 24, вход первого из которых является входом УЧ 25, а каждый из УДЧ 24 содержит вычитатель 8, выход которого является выходом 49 первого УДЧ 24,На передающей стороне (фиг. 1) введены включенные между выходом первого ДЧ 1 и входом первого усилителя 18 последовательно соединенные блок 17 задержки и первый вычитатель 8, другой вход которого подключен к выходу первого канального ФНЧ 16, последовательно соединенные третий ДЧ 10, второй блок 17 задержки, 45 и входом третьего инвертора 11,На приемной стороне (фиг. 2) введеныпервый вычитатель 8, включенный между основным и дополнительным выходами первого УЧ 25 и входом первого аттенюатора 50 26; последовательно соединенные второйУЧ 25 и выходной сумматор 14, включенные между выходом первого сумматора 14 и входом амплитудного НЧ-корректора 28, последовательно соединенные второй фазовый 55 корректор 27, второй сумматор 14 и третийУЧ 25, включенные между выходом И блока 21 разделения каналов и входом 51 выходного сумматора 14; последовательно соеди. ненные четвертый УЧ 25, второй вычитатель 5 10 15 203040 второй вычитатель 8, второй усилитель 18. четвертый ДЧ 10 и третий канальный ФНЧ 16, выход которого подключен ко входу Ч блока 19 уплотнения каналов; четвертый канальный ФНЧ 16, включенный между выходом третьего ДЧ 10 и входомблока 19, и последовательно соединенные третий усилитель 18, пятый ДЧ 10 и пятый канальный ФНЧ 16, включенные между входом Ч блока 19 и дополнительным выходом 47 третьего ДЧ 10, вход которого соединен с дополнительным выходом 40 первого ДЧ 10. Выход четвертого канального ФНЧ 16 соединен со вторым входом второго вычитателя 8, В каждый ДЧ 10 введены последовательно соединенные третий формирователь 6, коротких импульсов первый блок 3 выборки и хранения, первый ФНЧ 7 и вычитатель 8, первый вход которого является дополнительным выходом 40 первого ДЧ 10, а второй вход объединен со вторым входом блока 3 выборки и хранения и входом экстрематора 4; последовательно соединенные четвертый формирователь б коротких импульсов, второй блок 3 выборки и хранения, второй ФНЧ 7, выход которого подключен к управляющим входам введенных первого, второго и третьего управляемых корнеизвлекателей 9, объединенным со вторым входом первогосумматора 14. Выход первого корнеизвлекателя 9 соединен со входом 42 первого инвертора 11, управляющий вход которого объединен со входом третьего фо.мирователя 6 импульсов и подключен ко второмувыходу компаратора 5, первый выход которого соединен со входом четвертого формирователя 6 импульсов, второй вход 41. первого корнеизвлекателя 9 объединен с другим входом второго блока 3 выборки ихранения и подключен к выходу вычитателя 8. Второй и третий корнеизвлекатели 9 включены между выходом 44 и входом 45 первого вычитателя 14 и второго инвертора 11 и между выходом второго вычитателя 148 и второй аттенюатор 26, включенные между выходом 1 Ч блока 21 и вторым входом второго сумматора 14, и последовательно соединенные третий фазовый корректор 27, пятый УЧ 25 и третий аттенюатор 26, включенные между выходом ч блока 21 и входом 52 выходного сумматора 14. Дополнительный выход четвертого УЧ 25 соединен со следящий амплитудный детектор 23, выход которого соединен с управляющим входом блока 22, вход которого соединен с выходом второго УДЧ 24, а вход и выход детектора 23 являются соответственно основным и дополнительным выходом УЧ 25. В каждый УДЧ 24 введены блок 22 возведения в квадрат, включенный на входе УДЧ 24 и следящий амплитудный детектор 23, вход и выход которого соединены со входами вычитателя 8 и с выходом и управляющим входом блока 22.Устройство частотного компандирования звуковых сигналов работает следующим образом. 15 20 25 Исходный звуковой сигнал определенного уровня поступает на вход ФНЧ 1, частота среза которого определяется спектром частотных составляющих его, подлежащих преобразованию. Результирующий сигнал этого фильтра поступает на вход амплитудного ВЧ-корректора 2, в котором происходит выравнивание НЧ- и ВЧ-составляющих этого сигнала. Откор ректированный сигнал поступает на вход 39 первого ДЧ 10.Осциллограмма достаточно общего с точки зрения последующих преобразований сигнала, действующего на входе 39, показана на фиг. ба. Пунктиром на этом графике показана функция минимумов этого сигнала.Звуковой сигнал как составной процесс можно представить, как известно, в виде4Я(1) = ,Ак(с) созйл( т+Д 7 ус (1, (3)1 - 1 30 35 40 45 И( 01 - 1Этот сигнал поступает на вход зкстрематора 4, блока 3 выборки и хранения и вцчитателя 8.Экстрематор 4 выделяет моменты максимумов и минимумов сигнала (3) фиг. ба в виде перепадов напряжения, Надежному выделению экстремумов даже небольших 50 55 по уровн;о ВЧ-составляющих сигнала(3 содействует ",; Ч-корректор 2, Результирующийсигнал экстрематора 4 поступает на вход вторым входом второго вычитателя 8, В каждый УЧ 25 введены последовательно соединенные блок 22 возведения в квадрат и компаратора 5, который согласует уровни сигналов экстрематора 4 и системы управления ДЧ 10. С одного из выходов компаратора 5 сигнал управления поступает на счетный вход триггера 12 первого инвертора 11 на вход третьего формирователя 6 коротких импульсов, а с другого - на счетный вход первого триггера 15 и на вход четвертого формирователя 6 коротких импульсов. Импульсы, сформированные в третьем и четвертом блоках 6 поступают на вход соответственно первого и второго блоков 3 выборки и хранения. ба время длительности этих импульсов в блоках 3 происходит выборка значений максимумов или минимумов входного для них сигнала, а в и ромежутке между импульсами в этих блоках хранится взятое значение. Первый блок 3 производит выборку минимумов сигнала (3) фиг. ба, в результате чего на выходе 40 первого ФНЧ выделяется функция минимумов3Ягп 1(1) = Ак(т) совЩ +Яс (1 - А 4(1), (4)1 =1показанная отдельно на фиг. бз. Этот сигнал поступает на другой вход вычитателя 8, на выходе 41 которого выделяется первая составляющая исходного звукового сигналаЯ 4(1) = Я(1) - Яп 41) = А 4(1) (1 + созв 1+ + ф 4 (ТЩ М Этот сигнал фиг, бб является сигналом, зафиксированным всеми своими минимумами над осью времени. Пунктиром на осциллограмме фиг. бб показана функция максимумов А 4(т) - огибающая этого сигнала, который поступает на сигнальный вход первого корнеизвлекателя 9 и на другой вход второго блока 3 выборки и хранения. Поскольку четвертый формирователь б коротких импульсов возбуждается инвертированным сигналом по отношению к сигналу возбуждения третьего формирователя б, на выходе второго ФНЧ 7 выделяется именно функция максимумов А 1(1) сигнала (5) фиг. бб, которая поступает на управляющий вход. всех корнеизвлекателей 9 и на другой вход всех сумматоров 14.Если бы корнеизвлекатели 9.были неуправляемыми, то при малом уровне сигнал располагался бы в начальной - почти линейной области вольтамперной характеристики его и корнеизвлечения практически не произошло бы. При большом же уровне звука сигнал основной своей частью зашел бы далеко в область. насыщения и получилось бы нелинейное преобразование, далекое от корнеизвлечения, В управляемом корнеизвлекателе осуществляется автоматическоеэсатэбирование; при котором независимо от изменения уровня звука А 4(1) получается корнеизвлечение быстроменяющейся функции Ч 4(с) = 1+ соь( и 4 с+(р 4 (т) сигнала (5),Согласно формулам (2) и (5) при Оупр = А 4(т) имЕЕмОзв = кА 4(т) I ) + сов (во с + у 4 (в )(6)Иэ этого выражения видно, что функция А 4(т) не подвергается нелинейному преобразованию. Эта особенность работы управляемого корнеизвлекателя на осциллограмме фиг. 6 в отображена в виде пунктирной линии такой же функции максимумов, какую имеет сигнал фиг. 6 б.Сигнал (6) фиг, 6 в поступает на вход 42 первого инвертора 11, т.е. на сигнальный вход аналоговых ключей 13, на управляющий вход каждого из которых поступает сигнал управления с одного из выходов триггера 12, В результате на выходе одного из ключей 13 получаются только четные импульсы сигнала (6) фиг, бв, а на выходе другого - только нечетные импульсы. Эти сигналы на выходе 43 вычитателя 8 образуют поделенный по частоте на два сигнал фиг. 6 г, Иэ формулы (6) имеемО 24(в = КзАв(в) совв +(З)Га 4 О 4 112 2На осциллограмме сигнала фиг. 6 г пунктиром показаны равные между собой функции максимумов и минимумов, которые равны огибающей А 4(т) сигнала (7). Эта особенность работы ДЧ позволяет использовать одну и ту же функцию А 4(т) и для управления всеми корнеизвлекателями 9, и для фиксации уровня поделенного по частоте сигнала, подобного сигналу(7) фиг, 6 г при помощи сумматоров 14, входящих в ДЧ 10.8 результате компенсации отрицательной функции минимумов в (7) положительной функцией А 4(1), на выходе 44 первого сумматора 14 получается зафиксированной над осью времени всеми своими минимумами сигнал фиг, 6 д, который поступает на вход 44 корнеизвлекателя 9, на выходе 45 которого получается сигнал фиг; 6 е, Этот сигнал поступает на вход 45 второго инвертора 11. На выходе 46 этого инверторэ получается сигнал фиг, 6 жОвв(в) квАв(с) сов- в + вс поделенной мгновенной частотой на четыре, Аналогично происходит деление частоты и в следующем ДЧ на два, содержащий вто. рой сумматор 14, третий корнеизвлекатель 9 и третий инвертор 11, нэ выходе которого получается сигнал45 50Этот сигнал2ЬФ) = Х А,(т) сов(М т+ дЪ (1) - Аз(т) (9)1=1выделяется нэ дополнительном выходе 47 55 третьего ДЧ 10. Он поступает на вход третьего усилителя 18, входящего в пятый канал преобразования. На входе пятого канального ФНЧ 16 получается сигналОвз(с) КВА 2(в) сов Г - с + (-)-8 8 5 10 15 20 25 30 35 40 Овв(с) = квАв сов 1 с - с + д -(8)ЙЭ 4 4( в 18 8с поделенной частотой на восемь.Сокращение спектра сигнала (8) получается в основном за счет уменьшения девиации мгновенной частоты сигнала(5), которая имеет значительную величину.Результирующий сигнал (8) первого ДЧ 10 поступает на вход первого канального ФНЧ 16 с линейной ФЧХ и на вход первого блока 17 задержки. На выходе этого фильтра из сигнала (8) выделяется первый узкополосный сигнал-параметр исходного звукового сигнала - первая составляющая будущего компрессированного сигнала, Первый сигнал-параметр поступает на вход 1 блока 19 уплотнения каналов. Выходной сигнал блока 17 и ф НЧ 16, имеющих одинаковую задержку, на выходе первого вычитателя 8 вызывает небольшой по уровню сравнительно узкополосный первый сигнал- остаток, которым для некоторых систем передачи звуковых сигналов можно пренебречь, В системах с повышенным требованием к качеству восстановленного звука этот сигнал-остаток должен быть сохранен и подвергнут аналогичным преобразованиям в дополнительном канале.Первый сигнал-остаток поступает на вход первого усилителя 18 второго канала, преобразования в котором аналогичным рассмотренным, В результате на выходе второго канального ФНЧ 16 получается второй узкополосный сигнал-параметр, поступающий на вход И блока 19 уплотнения каналов.Выделенная на дополнительном выходе 40 первого ДЧ 10 функция (4) минимумов фиг. 6 э поступает на вход третьего ДЧ 10, В результате преобразований, аналогичных рассмотренным, на входе четвертого ФНЧ 16 получается сигналОвз(с) = квАз(с сов Г - с + -Ю.-( 8 8а на входах Ш и Ч блока 19 получаются ещедва узкополосных сигнала-параметраНа осциллограмме сигнала фиг. 6 з пунктиром показана его функция, минимумов, которая отдельно показана и на фиг. 6 и.а на его выходе получается пятый узкополосный сигнал-параметр, поступающий на вход Ч блока 19.Возможность использования одного и последнего канала Ч преобразования сигнала (9) фиг. 6 и видна из его осциллограммы: этот сигнал - достаточно узкоплосный.Все таким образом полученные в компрессоре сигнал-параметры в блоке 19 уплотнения каналов образуют единый компрессированный сигнал со значительно более узкой. полосой частот по сравнению с полосой исходного звукового сигнала. Компрессированный сигнал через Пф 20 передается по значительно более зкополосному. чем типовые, каналу связи.В приемном узле принятый сигнал в блоке 21 разделения каналов разделяется на те же сигнал-параметры, которые были получены в компрессоре, Преобразования в приемном узле - экспандере строго обратны преобразованиям в компрессоре, С выходом П блока 21 второй сигнал-параметр, подобный сигналу 8) фиг. 6 ж, поступает нэ сигнальный вход управляемого блока 22 возведения в квадрат первого УДЧ 24, входящего в первый УЧ 25, Нэ выходе 48 йолучается сигнал, подобный сигналу фиг, 6 д, который поступает на вход вычитателя 8 и следящего амплитудного де 1 ектора 23, на выходе которого выделяется огибающая А 4 т) сигнала (8), воздействующая на управляющий вход блока 22 и на другой вход вычитателя 8. Согласно формулам (1) и (8)е при Оупр = А 4(ц получается сигналУеа(з)=Ква 4(1)о 8 с+ В(б)гИ 4 294 И) Из этой формулы видно, что и в блоке 22 функция Аф) также не подвергается нелинейному преобразованию, Из(10) имеемпи 4 24 У 4 в(1)-Кзйв(з)К 2 А 4 возб т + бИз этого сигнала в вычитвтеле 8 удаляется первое слагаемое и на выходе 49 получается сигнал у 44(з) = К 2 А 4 Соз ( Й +ГШ 4 (04 Г 1 ) 5 10 15 20 25.30 35 40 45 подобный сигналу фиг. 6 г с удвоенной частотой по сравнению с частотой сигнала (8) фиг. 6 ж.Аналогично работает и второй УДЧ 24, входящий в первый УЧ 25. В последнем блока 22 первого УЧ 25 получается униполярный сигнал, подобный сигналу фиг, 6 б, а на выходе первого вычитателя 8 получается однополярный сигнал, достаточно точно восстановленный первый сигнал-остаток, который через первый аттенюатор 26, компенсирующий усиление усилителя 18, поступает на вход первого сумматора 14. Принятый первый сигнал-параметр с выхода блока 21 аоступает э вход первого фазового. корректора 27, который компенсирует задержку сигнала в канале, внесенную в основном вторым канальным ФНЧ 16, поэтому на входах первого сумматора 14 оба сигнала являются достаточно синфазными, Результирующий сигнал этого сумматора получается достаточно близким к сигналу фиг. 6 ж, который поступает на вход второго УЧ 25, преобразования в котором аналогичны рассмотренным, В резуль- тате на входе 50 выходного сумматора 14 получается достаточно точно восстановленный униполярный сигнал фиг. 6 б - первая восстановленная составляющая исходного звукового сигнала фиг. 6 а,Аналогично происходит восстановление в каналахИ и Ч второй составляющей, а в канале Ч - третьей составляющей, которые поступают на входы 51 и 52 выходного сумматора 14, на выходе которого получается достаточно точно восстановленный исходный сигнал фиг, 6 а, Выходной амплитудный НЧ-корректор 28 восстанавливает соотношение уровней НЧ- и ВЧ-составляющих его, а выходной ФНЧ 29 удаляет из него возможные ВЧ-продукты нелинейных преобразований.Предложенное устройство имеет значительно более широкие потенциальные возможности использования по сравнению с полувокодерами и по сравнению с системой Вобэнк.