Динамический фильтр

(51) М. Кл гН 03 Н 7/10 Н 036 5/16 Государственный комитет Опубликовано 15.05 80. Бюллетень18(53) УДК 621.396. .662 (088.8) до делам иэобретений и открытийДата опубликования описания 15.05.80(54) ДИНАМИЧЕСКИЛ ФИЛЬТР Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах для понижения шума каналов записи, воспроизведения и передачи электрических сигналов.Известен динамический фильтр для понижения шума с управлением частотой среза, который содержит фильтры низких и высоких частот с управляемыми частотами среза и цепи управления, каждая из которых содержит фильтр с полосой прозрачности, равной диапазону перестройки частоты среза соответствующего управляемого фильтра, усилитель и детектор, причем сигнал в каждую цепь управления поступает с входа устройства через фильтр высоких частот для управления частотой среза управляемого фильтра низких частот и соответственно через фильтр низких частот для управления частотой среза управляемого фильтра высоких частот, Таким образом, перестройка частот среза управляемых фильтров низких и высоких частот производится в зависимости от уровня составляющих сигнала, пропускаемых в цепи управления фильтрами высоких и низких частот соответственно 11.Недостаток известного динамического фильтра состоит в неточности управления частотами среза управляемых фильтров, вызывающей эффект модуляции шума в процессе управления.Наиболее близким по своей техническойсущности к описываемому изобретению является динамический фильтр, содержащий управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор 12.Недостатком известного устройства является неточность управления частотой среза в зависимости от граничной частоты составляющих сигнала со сложным спектром.Целью изобретения является повышениеточности управления частотой среза и снижение эффекта модуляции шума,Поставленная цель достигается-тем, чтов динамическом фильтре, содержащем управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, последний подсоединен к входу и выходу уп равляемого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор.734868 10 15 10 3Такой динамический фильтр позволяет осуществить точную перестройку частоты среза управляемого фильтра в зависимости от спектра и уровня составляющих входного сигнала с учетом изменения чувствительности нагрузки.На чертеже представлена структурная электрическая схема динамического фильтра Динамический фильтр содержит управляемый фильтр с управляемой частотой среза, который предназначен для изменения по- лосЫ частот устройства в целом в зависимости от ширины спектра входного сигнала. Выход фильтра 1 соединен с выходом 2 устройства в целом и с одним из входов алгебраического сумматора 3, имеющего инвертирующий и неинвертирующий входы. Алгебраический сумматор 3 предназначен для формирования полосы частот цепи управления путем вычитания из широкополосного сигнала составляющих, располагающихся в полосе прозрачности управляемого фильтра 1. К другому входу алгебраического сумматора 3 подключен вход 4 управляемого фильтра 1. Выход алгебраического сумматора 3 соединен с входом весового фильтра 5. Весовой фильтр 5 предназначен для формирования сигнала управления с учетом из- и менения чувствительности нагрузки в зависимости от частоты, например, с учетом изменения чувствительности слуха человека в зависимости от частоты звукового сигнала.Выход весового фильтра 5 через ограничитель по минимуму 6 и частотный корректор 7 подключен к амплитудному детектору 8. Частотный корректор 7 обеспечивает соответствующую зависимость сигнала управления на выходе амплитудного детектора 8 от частоты составляющих сигнала управле- з ния, поступающих на выход ограничителя по минимуму 6. Амплитудный детектор 8 предназначен для выпрямления сигнала управления. Выход амплитудного детектора 8 соединен с управляющим входом управляемого фильтра 1.40Предложенный динамический фильтр работает следующим образом.При отсутствии сигнала на входе 4 на выходе управляемого фильтра 1, например низкой частоты, а следовательно на выходе 2 устройства в целом и на одном из входов алгебраического сумматора 3 присутствуют лишь составляющие шума, располагающиеся в исходной полосЕ прозрачности управляемого фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствует широкополосный шум, поступающий со входа 4.В результате вычитания узкополосного шума из широкополосного на выходе алгебраического сумматора 3 в цепи управления остаются высокочастотные составляющие шу ма. Далее эти составляющие шума через весовой фильтр 5 поступают на ограничитель по минимуму 6. Причем уровень ограничения ограничителя 6 выбран выше уровня шума так, что на выходе ограничителя 6 сигнал в цепи управления отсутствует и; следовательно, частота среза управляемого фильтра 1 не перестраивается. Таким образом, полоса частот устройства при отсутствии сигнала ограничена сверху, и составляющие шума, располагающиеся выше исходной частоты среза управляемого фильтра 1, существенно ослаблены и не прослушиваются.При поступлении сигнала на вход 4 на выходе управляемого фильтра 1, а,следовательно, на одном из входов алгебраического сумматора 3 появляются составляющие входного сигнала, располагающиеся в исходной полосе прозрачности управляемого фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствуют все составляющие входного сигнала в рабочем диапазоне частот. В результате вычитания на выходе алгебраического сумматора 3 присутствуют только высокочастотные составляющие сигнала. Эти составляющие через весовой фильтр 5 поступают на вход ограничителя по минимуму 6. Если уровень высокочастотных составляющих на входе ограничителя 6 превышает выбранный порог ограничения, то на выходе ограничителя 6 в цепи управления появляется сигнал, который корректируется частотным корректором 7. С выхода частотного корректора 7 сигнал управления поступает на вход амплитудного детектора 8, детектируется и подается на управляющий вход управляемого фильтра 1, перестраивая его частоту среза в сторону верхних частот. При этом на выход 2 устройства поступают без ослабления присутствующие во входном сигнале и превышающие выбранный порог ограничения высокочастотные составляющие сигйала. Одновременно в алгебраическом сумматоре 3 из широкополосного сигнала вычитаются составляющие сигнала, расположенные в расширившейся полосе прозрачности управляемого фильтра 1, в результате чего из высокочастотных составляющих сйгнала управления исключаются более интенсивные компоненты, лежащие вблизи частоты среза управляемого фильтра 1, и тем самым ослабляется их влияние на дальнейшую перестройку частоты.По мере расширения спектра входного сигнала в область высоких частотс уровнями составляющих, превышающими выбный порог ограничения, частота среза управляемого фильтра 1 перестраивается вплоть до крайней высшей частоты рабочего диапазона и все составляющие сигнала проходят на выход 2 устройства без ослабления. Несмотря на расширение полосы частот устройства, в силу эффекта маскировки, присутствующий одновременно с сигналом высокочастотный шум не прослушивается. По мере сужения спектра входного сигнала и ослабления уровня высокочастотных сос734868 ь Э. Гилинск Составител Техред К. Ш Тираж 995 Государственного елам изобретений осква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужгодактор Т. Лашкареваказ 2102/56ЦНИИПИпо113035, МФилиал ППП рректор Г. Назаровдписное комитета СССР . и открытийская наб д. 4/5 од, ул, Проектная, 4 5тавляющих, устройство работает в обратном порядке, то есть частота среза понижает ся и высокочастотный шум на выходе устройства ослабляется.Аналогичным образом работает динамический фильтр с управляемым фильтром высоких частот. При этом в качестве частот 3 ного корректора 7 используется интегратор.Для предотвращения управления частотой среза управляемого фильтра 1 составляющими сигнала или помехи, лежащими за пределами рабочей полосы частот, в канале управления, в частности, между входом 4 и соответствующим входом алгебраического сумматора 3, может быть включен фильтр 9 с полосой, прозрачности, равной рабочему диапазону частот сигнала, как показано на чертеже пунктиром.При использовании предложенного динамического фильтра повышается отношение сигнал/шум звуковоспроизводящей аппаратуры на 15 дБ. Преимущество предложенного фильтра состоит в повышении точности управления частотой среза и в снижении эффекта модуляции шума в процессе ьобработки звуковой программы, и, таким образом, в повышении качества звуковоспроизведения,Формула изобретения Динамический фильтр, содержащий управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения тоЧности управления частотой среза и снижения эффекта модуляции шума, алгебраический сумматор подсоединен к входу и выходу управляемого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательна соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3678416, кл. 333 - 17,1972.2, Патент США3638037, кл. 307 - 233,1972 (прототип).