Цифровое устройство регулирования динамического диапазона звукового сигнала

/ ОБРЕТЕНИЯ ПИСАН ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСК(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ПАЗОНА ЗВУКОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение м.б, использован ройствах цифровой обработки зуков налов. Цель изобретения - уменьш линейных искажений за счет ул соотношения сигнал/шум в выходно ле при одновременном упрощении ства. Устройство содержит логариф фильтр 2 нижних частот, регулятор ня, экспоненциатор 4. Вновь введен задержки, экспоненциатор 6, умнож и делитель 8. 2 ил. ЕГУ- ДИАследовательски приема и акуст Мозги ре Р, Нелинейнаядставленных в , ТИИЭР, т. 56,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Оппенгейм А Шаферфильтрация сигналов, превиде произведения и свертки1968,8, фиг. 14. в устых сигение нечшения м сигна- устройматор 1, 3 уров-эл-т 5 итель 7венно перед настройкой устройства или во время пауз, являясь, таким образом, одноразовой операцией. Регулятор 3 имеет регулируемый коэффициент передачи К, величина которого в конечном итоге и определяет режим работы устройства, поскольку выходные сигналы регулятора 3 и экспоненциатора 4 равны К 1 п Е (пТ) и Е (пТ)14, соответственно. Умножитель 7, перемножая несущую Ч(пТ) с огибающей Е пТ)1", востанавливает звуковой сигнал 5 (пТ), при 50 55 1Изобретение относится к радиовещательной технике и технике связи, может быть использовано в устройствах цифровой обработки звуковых сигналов и предназначенодля сжатия или расширения динамическогодиапазона звуковых сигналов.Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений за счет улучшениясоотношения сигнал/шум в выходном сигнале при одновременном упрощении устройства, 10На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы блоков цифрового регулирования динамического диапазона звуковогосигнала.Цифровое устройство регулирования динамического диапазона звукового сигнала содержит логарифматор 1, фильтр 2 нижнихчастот (ВНЧ), регулятор 3 уровня, первыйэкспоненциатор 4, а также элемент 5 задержки, второй экспоненциатор 6, умножитель 7 20и делитель 8.Устройство содержит также внешнийгенератор синхроимпульсов, который подключается к управляющим входам блоков 1 - 8через схему управления (не показано) .Внешний генератор имеет частоту следования синхроимпульсов, равную частоте дискретизации Г звукового сигнала (для приведенного примера 48,0 кГц),Устройство работает следующим образом,Входной сигнал Ь (пТ) = Ч (пТ) Е(пТ),представленный произведением несущейЧ(пТ) и огибающей Е(пТ), поступает навход логарифматора 1 и на первый вход делителя 8. Логарифматор 1 преобразует исходную мультипликативную комбинацию компонент Ч(пТ) и Е(нТ) ваддитивную сумму их логарифмов так каки / 8(пТ)= пЕ(пТ)+ 1 пЧ(пТ)Выход логарифматора 1 соединен с входом ФНЧ 3. Выходной сигнал ФНЧ 2 равенЕ(пТ) = 1 пЕ(пТ). Экспоненциатор 6, подключенный к выхору ФЧ 2 восстанавливает огибающую 4"," = Е(пТ) и подаетее на второй вход делителя 8. На выходе делителя формируется несущая Ч (пТ) == 8(пТ) / Е(пТ) = (Ч(пТ) Е (пТ) ) /Е(пТ),которая поступает на первый вход умножителя 7, К второму входу последнего подключен выход ФНЧ 2 через регулятор 3 иэкспоненциатор 4. Регулировка осуществляется оператором вручную непосредстэтом его выход является выходом схемы, т.е, в предлагаемом устройстве за счет разделения входного сигнала на сигнал не- сушей частоты Ч(пТ), при этом сигнал несущей частоты проходит через блоки 5 и 8, минуя нелинейные элементы: логарифматор и экспоненциатор, вызывающие расширение спектра сигнала, и на сигнал огибающей чстоты Е (пТ), спектр которого занимает узкую область низкочастотного диапазона от единиц герц до 20 - 30 Гц со спектральной плотностью мошности, значительно превышающей спектральную плотность мошности несущей, обработка сигнала ведется без повышения частоты дискретизации, а значит может быть использован логарифматор 1, ФНЧ 2 и экспоненциатор 4 с меньшим быстродействием (примерно на два порядка),Таким образом, высокочастотная компонента (несушая) Ч(пТ) выделяется с помощью линейной операции умножения, не приводящей к расширению ее спектра.Восстановление исходного сигнала Ь (пТ) производится также с помощью линейной операции умножения, что в совокупности не требует повьцпения частоты дискретизации Г.Блок управления формирует в момент времени 1 - 16 импульсы запуска блоков 1 - 8, адреса для чтения коэффициентов импульсной характеристики цифрового фильтра (блок 2) при вычислении его выходного отсчета, а также адреса для записи и чтения очередного входного отсчета звукового сигнала в элемент 5 задержки (выполненный на ОЗУ с произвольным доступом).Первым стартовым импульсом схема управления в момент времени 1 производит запуск логарифматора 1 и формирует адрес для записи отсчета звукового сигнала в элемент 5 задержки. Вторым стартовым импульсом в момент времени 1 запускается цифровой фильтр 2, работа которого продолжается время т.Во время работы () цифрового фильтра схема управления последовательно вырабатывает адреса для чтения коэффициентов импульсной характеристики хранящихся в ПЗУ фильтра. В момент времени 1 з схема управления формирует адрес для чтения отсчета звукового сигнала из элемента 5 задержки, Следующим стартовым импульсом в момент времени 14 схема управления включает блок регулятора уровня и дополнительный экспоненциатор б. Затем в момент времени 15 запускаются блоки экспоненциатора 4 и делителя 8. И в заключении такта работ устройства регулирования динамического диапазона звукового сигнала, равного периоду дискретизации входного звукового сигнала Т, последним стартовым импульсом в момент времени 16 включается умножитель 7, с выхода которого через время тв снимается полностью обработанный отсчет звукового сигнала.1319288 формула изобретения 7,гд+,У 4 З ипупьсы гапура бпоко симой упраблениюСоставитель Л Техред И. Верес Тираж 638 ного комитета СССР по осква, Ж - 35, Раушс рафическое предприятиктор М. Бланарз 2532/56ИПИ Государстве113035;роизводственно-пол да ка НИ 3В моменты временит - тв (фиг. 2) производится обработка отсчета звукового сигнала соответственно в блоках 1 - 8 цифрового регулятора уровня. Время записи и хранения т 5 отсчета в элементе 5 задержки равно т 5= та+ т 1 о+т 1, где тв и тп - времена чтения и записи отсчета входного сигнала в элемент (и из элемента) задержки (ОЗУ с произвольным доступом), т 1 о - время хранения отсчета звукового сигнала в элементе задержки.10 Цифровое устройство регулирования динамического диапазона звукового сигнала,содержашее последовательно соединенные логарифматор, фильтр нижнихчастот, регулятор уровня и первый экспоненциатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений за счет улучшения соотношения сигнал/шум в выходном сигнале при одновременном упрошении устройства, введен второй экспоненциатор и умножитель, при этом к входу логарифма- тора подключен первый вход умножителя через введенные последовательно соединенные элемент задержки и делитель, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот через второй экспоненциатор, к второму входу умножителя, выход которого является выходом устройства, подключен выход первого экспоненциатора. ТимошинаКорректор М. ШарошПодписноеделам изобретений и открытийкая наб., д. 4/5е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4