Шумоподавитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ИИ ИИ 3(5 П Н 04 В 1 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 711691, кл. Н 04 В 1/10, 1980,2. Патент США М 4044309,кл . 325-478, 1977 (прототип).(54)(57) ШУИОПОДАВИТЕЛЬ,. содержащийсоединенные по входу ключ, анализатор сигнала и анализатор шума, атакже блок сравнения, подключенныйк выходам анализаторов сигнала ишума, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения искажений приприеме информационных сигналов, внего введены три элемента ИЛИ, дваэлемента фиксации, формировательимпульсов сброса, а также последовательно соединенные интегратор, дополнительный ключ и анализатор скорости изменения шума (АСИШ), причем выход анализатора шума одновременно подключен к интегратору и другому входу дополнительного ключа, а между первым выходом АСИШ и управляющим входом ключа включены последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения, и первый элемент фиксации, второй выход АСИШ соединен с другим входом первого элемента фиксации через второй элемент ИЛИ, между третьим выходом АСИШ и другим входом второго элемента ИЛИ включены последовательно третий элемент ИЛИ, второй элемент фиксации, другой выход которого подключен к четвертому выходу АСИШ, и фор- у мирователь импульсов сброса, другой вход которого подключен к пятому выходу АСИШ, при этом управляющнй выход дополнительного ключа подклю- С чен к выходу второго элемента фиксации, а другой вход третьего элемента ИЛИ - к выходу формирователя импульсов сброса.10 В 4993 2, Шумоподавитель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что АСИШ содержит соединенные по входу первый и второй входные пороговые элементы (ПП), причем к выходу первого ПЭ подключены последовательно первый генератор импульсов и первый элемент И, другой вход которого подключен к выходу второго ПЭ, к которому подключены также формирователь импуЛьсов и последовательно соединенные второй генератор импульсов и 1Изобретение относится к радиотехнике и может быть -использовано,в частности, при приеме речевой информации и телеграфных сообщений всистемах с подвижными объектами, 5Известно устройство подавленияшума, которое на основе статистического анализа в течение интервала наблюдения сигнала речевой информации и напряжения шума на входеосуществляет соответствующее включение или отключение входа оконечного каскада с помощью ключа ( 1),Однако для анализа статистических характеристик входного сигналатребуется значительный интервалвремени наблюдения, что приводит кпотере начальной части каждого нового информационного сигнала.Наиболее близким к изобретениюявляется шумоподавитель, содержащий соединенные по входу ключ, анализатор сигнала и анализатор шума,а также блок сравнения, подключен, ный к выходам анализаторов сигналаи шума, причем каждый из анализаторов состоит из последовательно соединенных фильтра и амплитудного детектора 2 3,Недостаток известного устройствасостоит в том, что скорость нарастания огибающей сигнала на выходеанализатора уровня зависит от амплитуды входного сигнала. Чем меньшеамплитуда сигнала, тем больше величина задержки подключения выходногокаскада усилителя звуковой частоты,что приводит к искажениям при приеме речевых сигналов.Цель изобретения - снижение искажений при приеме речевых сигналов,Поставленная цель достигаетсятем, что в шумоподавитель, содержащий соединенные по входу ключ, анализатор сигнала и анализатор шума,а также блок сравнения, подключенный второй элемент И,другой вход которого подключен к первому ПП, к которому подключены также последовательно соединенные инвертор и третий элемент И, другой вход которогосоединен с выходом второго генератора импульсов, при этом выходы первого и второго элемента И, формирователя импульсов, третьего элемента И и первого ПП являются соответственно первым, вторым, третьим,четвертым и пятым выходами АСИШ,к выходам анализаторов сигнала ишума, введены три элемента ИЛИ, дваэлемента фиксации, формирователь импульсов сброса, а также последовательно соединенные интегратор,дополнительный ключ и анализаторскорости изменения шума (АСИШ), причем выход анализатора шума одновременно подключен к интегратору идругому входу дополнительного ключа, а между первым выходом АСИШ иуправляющим входом ключа включеныпоследовательно соединенные первый элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения, и первый элемент фиксации,второй выход АСИШ соединен с другим входом первого элемента фиксациичерез второй элемент ИЛИ, между третьим выходом АСИШ и другим входомвторого элемента ИЛИ включены последовательно третий элемент ИЛИ, второйэлемент фиксации, другой выход которого подключен к четвертому выходуАСИШ, и формирователь импульсов сбро.са, другой вход которого подключенк пятому выходу АСИШ, при этом управляющий выход, дополнительногоключа подключен к выходу второгоэлемента фиксации, а другой входтретьего элемента ИЛИ - к выходуформирователя импульсов сброса. При этом АСИШ содержит объединенные по входу первый и второй входные пороговые элементы (ПП), причем к выходу первого ПЭ подключены последовательно первый генератор импульсов и первый элемент И, другой вход которого подключен к выходу второго ПЭ, к которому подключены также формирователь импульсов и последо вательно соединенные второй генератор импульсов и второй элемент И, другой вход которого подключен к первому ПП, к которому подключены также последовательно соединенныеОгибающая шума с выхода анализатора 2 шума поступает на вход анализатора 7 скорости изменения шума через открытый в исходном состоянии дополнительный ключ б,65 инвертор и третий элемент Й, другойвход которого соединен с выходом вто.рого генератора импульсов, при этомвыходы первого и второго элементовИ, формирователя импульсов, третьего элемента И и первого ПЭ являются соответственно первым, вторым,третьим, четвертыМ, пятым выходамиАСИШ.На фиг. 1 изображена функциональная электрическая схема предлагаемого шумоподавителя на фиг. 2временные диаграммы (а - сигнал навходе шумоподавителя; Б - огибающая сигнала (сплошная линия )и огибающая шума (пунктир ); 8 - огибающая шума на выход интегратора).Шумоподавитель содержит анализатор 1 сигнала, анализатор 2 шума,блок 3 сравнения, ключ 4, интегратор 5, дополнительный ключ б, анализатор 7 скорости изменения шума, первый 8, второй 9, третий 10 элементыИЛИ, первый 11 и второй 12 элементыфиксации, формирователь. 13 импульсовсброса, первый 14 и второй 15 порого,вые элементы, первый 1 б, второй 17генератор импульсов, первый 18, вто рой 19 и третий 20 элементы И, инвертор 21 и формирователь 22 импульсов.30Шумоподавитель работает следующимобразом.При отсутствии информационных сиг.налов на входе шумоподавителя, анали.затор 2 выделяет огибающую уровняшума, которая поступает на блок 3сравнения. На выходе блока 3 сравнения устанавливается потенциал низкого уровня, элементы 11 и 12 фиксации, например триггеры, установлены в исходное состояние сигналами 40управления с выходов элементов ИЛИ 9и 10, ключ 4 закрытПри наличии приема на интервале времени Тп (фиг. 2 а) на входустройства поступает сумма напряжений сигнала и шума. Начало приемахарактеризуется снижением уровня шума на входе шумоподавителя и выходеанализатора 2 шума (фиг. 2 б ).При превышении сигнала (шум на 50входе заданного значения1 Опорядка 18 дБ 1 на выходе блока 3сравнения устанавливается единичныйуровень, который через первые элемент ИЛИ 8 и элемент 11 фиксацииоткрывает ключ 4, что обеспечиваетпрохождение информационных сигналовна выходе шумоподавителя,60 В течение всего сеанса приема(фиг. 2 а) анализатор 7 осуществляетконтроль уровня шума и скоростиего изменения. В зависимости от характе.ра изменений шума на входе анализатор 7управляет работой ключа 4 через элемент 11 фиксации и работой дополнительного ключа б через элемент 12фиксации,При появлении на входе информационного сигнала происходит снижениеуровня шума (фиг, 2 б). При этом происходит последовательное срабатывание первого порогового элемента 14с поРоговым значением 0 р на 4 дБниже по отношению к среднему уровнюшума в отсутствии приема, .а затемвторого порогового элемента 15 с пороговым значением 0 пна 10 дБ нижесреднего уровня шума. В этом случаеусловия приема могут быть охарактеризованы следующим образом: значение 0 ( 0соответствует хорошешму качеству йриема Нпар 20 шНпор 1удовлетворительному качеству приема,а значение Пш ) Пп р) - неудовлетворительному качеству приема.При возрастании шума происходитсрабатывание порогового элемента 15на выключение. Отрицательный фронтего выходного напряжения запускаетвторой генератор 17 импульсов, который формирует на выходе импульс длительностью а 1 . Интервал й 11 является первым контрольным интерваломи составляет порядка 50 мс.Разность д 1 между моментами времени пересечения первого и второгопороговых значений характеризуетоо 1-"ооргснсрссть нарастания шума Ош аттЕсли скорость нарастания шума пре 1пор) по р 2вышает р , то на выходедвторого элемента И 19 формируетсяимпульсный сигнал длительностью(511-б 1), который через второй элемент ИЛЙ 9 осуществляет сброс первого элемента 11 фиксации в нулевоесостояние, В результате ключ 4 размакается и отключает оконечное устройство (не показано).Если скорость нарастания шуманиже установленного значения, то сигнал формируется на выходе третьегоэлемента И 20, который устанавливает второй элемент 12 фиксации в единичное состояние, Выходной сигналэлемента 12 фиксации поступает науправляющий вход дополнительного ключа б и подключает к входу анализатора 7 скорости изменения шума интегратор 5, Одновременно сигнал поступает на первый вход формирователя13 импульсов сброса, выполненныйнапример, в виде последовательно1084993 тент",роектная филиал ППП Ужгород, ул соединенного элемента И й формирователя импульсов.Таким образом, на входе анализатора 7 скорости изменения шума,интегратор 5 включается в том случае, если в течение контрольногоИнтервала времени й 1,1 уровень шумаПревышает пороговое значениеНо не достигает . П,р 1, Интегратор 5 позволяет осуществить болеедлительный и точный контроль среднего уровня шума (фиг.2 в), такаяситуация характерна для случая постепенного ухудшения условий приема, например, при удалении подвижного объекта от зоны уверенного приема, Если при дальнейшем нарастанииуровень шума превысит величину"пар.1 (Фиг. 2 б), то первый порогоВый элемент 14 срабатывает навыключение и сигнал с его выхода поСтупает на второй вход формирователя 13, который формирует на своемВыходе импульс сброса. Этот импульсосуществит сброс в исходное состояниеэлементов 11 и 12 фиксации через эле-дменты ИЛИ 9 и 10 соответственно,Если же уровень шума через некоторое время вновь снизится и достигнет величины Гпрр 2, то поРоговыйэлемент 15 сраответ на включение,обеспечивая запуск положительнымфронтом формирователя 22 импульсов,Формирователь 22 через третий элемент ИЛИ 10 осуществляет сброс элемента 12 фиксации, который произВодит переключение дополнительногоключа 6. При этом вход анализатора 7подключается на выход анализатора 2непосредственно,При резком нарастании шума на вхо.де в течение времени приема предла Огаемый шумоподавитель осуществляетбыстрое отключение оконечного устройства. Однако такое резкое нарастаниешума, фиксируемое в течение контрольного интервала времени В 1, может 45произойти либо по окончанйи приема,либо при поступлении на вход устрой. ства шумовых выбросов. В обоих случаях предлагаемый шумоподавительобеспечивает отключение оконечногоустройства, но в течение контрольного интервала времени Л с 2, определяемого длительностью импульса навыходе первого генератора 16 импульсов. Запуск генератора 16 импульсовосуществляется отрицательным фронтом выходного сигнала первого порогового элемента 14.Если на вход шумоподавителя поступил шумовой выброс с длительностьюД, то в результате совпадениявыходных сигналов генератора 16 ивторого порогового элемента 15 на выходе первого элемента И 18 формируется импульсный сигнал длительностью(Ь,2 -б: ), который, поступая черезпервый элемент ИЛИ 8 на соответствующий вход первого элемента 11 Фиксации,вновь устанавливает его в единичноесостояние,Если же при поступлении на входустройства шумового выброса скоростьнарастания шума превыаает значениеПор 1 йорг,а длительность шумовоговыброса превышает длительность второго контрольного интервала времениа) й.2, порядка 2 с, то следующаяустановка первого элемента 11 Фиксации в единичное состояние можетпроизойти только при поступлениинового информационного сигнала, т.е,когда сигнал/шум на входе превышаетцсзаданное значение - )ЬО Таким образом, предлагаемый шумоподавитель является адаптивным устрой"ством, которое в зависимости от скорости изменения уровня шума на входеизменяет постоянную времени анализа,что позволяет снизить искажения припередаче речевой информации и телеграфных сообщений в системах связис подвижными объектами,НИИПИ Заказ 2037/54 Тираж 635 Подписное