Шумоподавитель

(21) 3303430 (22) 22. 06. 8 (46) 07.06.8 (72) И.С.Иза В.А.Заика и (53) 621.396 (56) Патент кл. Н 04 В 1Патент Ве кл. Н 04 В 1 8-09 п В 21Н.Колесников,нов8)06258,блик. 1976.анин У 2003707блик, 1976. 7. Бюл. ксон, П. В.А.Смир .669(088 ФРГ У 24 /64, опу ликобрит /64, опу ВГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ(54)(57) ШУИОПОДАВИТЕЛЬ, содержащийоперационный усилитель и частотнозависимый делитель напряжения, одинвывод которого является входом шумоподавителя, другой подключен к выходуоперационного усилителя, являющегосявыходом шумоподавителя, а отвод частотно-зависимого делителя напряженияподключен к инвертирующему входу операционного усилителя, при этом первоеплечо частотно-зависимого делителянапряжения выполнено в виде резистора, а второе - в виде араллельно соединенных основного фильтра верхнихчастот и фильтра нижних частот, атакже формирователь управляющего напряжения, выход которого подключен квходу управления второго плеча частотно-зависимого делителя напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения модуляции уровня шума, основной фильтр верхних частотвыполнен управляемым йо частоте, иего вход управления является входомуправления второго плеча частотнозависимого делителя напряжения, входформирователя управляющего напряженияподключен к выходу введенного дополнительного управляемого по частотефильтра верхних частот, идентичногоосновному фильтру верхних частот,вход управления которого соединен свыходом формирователя управляющегонапряжения, а вход соединен с входомили выходом шумоподавителя,11235121Изобретение относится к приборе- строению, а именно к электронным схемам общего назначения и устройствам регулирования усиления, в частности к схемам сужения и расширения динами ческого диапйзона громкости в.усилителях, и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи, грамзаписи и радиовещания.Известно устройство автоматическо го компрессирования или экспандирования динамического диапазона, которое содержит каналы сигнала и управления, канал сигнала включает в себя инвертирующий усилитель, вход которого является выходом устройства, фильтр нижних частот, выхбд которого соединен с входом инвертирующего усилителя, и резистор, один из выводов которого соединен с входом инвертирующего усилителя, а канал управления включает в себя формирователь управляющего напряжения.Однако известное устройство обладает низкой эффективностью шумопонижения, обусловленной эффектом модуляции уровня шума, состоящим в слышимом изменении уровня шума при изменении уровня полезного сигнала.30 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является шумоподавитель, содержащий операционный усилитель, частотно-зависимыйделитель напряжения, один вывод которого является входом шумоподавителя, другой подключен к выходу операционного усилителя, являющегося выходом шумоподавителя, а отвод частотно-зависимого делителя напряжения 40подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, при этом первое плечо частотно-зависимого делителя напряжения выполнено в виде резистора, а второе - в виде параллельносоединенныхосновного фильтра,верхних частот и фильтра нижних частот, а также формирователь управляющего напряжения, выход которого подключен к входу управления второго 50плеча частотно-зависимого делителянапряжения.Однако известный шумоподавительрбладает невысокой эффективностью шумоподавления, обусловленной эффектом 55модуляцииуровня шума.Целью изобретения является уменьшение модуляции уровня шума,Поставленная цель достигается тем,что в шумоподавителе, содержащем операционный усилитель и частотно-зависимый делитель напряжения, один выводкоторого является входом шумоподавителя, другой подключен к выходу операционного усилителя, являющегосявыходом шумоподавителя, а отвод частотно-зависимого делителя напряженияподключен к инвертирующеиу входу операционного усилителя, при этом первоеплечо частотно-зависимого делителянапряжения выполнено в виде резистора, а второе в виде параллельно соединенных основного фильтра верхнихчастот и фильтра нижних частот, атакже формирователь управляющего напряжения, выход которого подключен квходу управления второго плеча частотно-зависимого делителя напряжения,основной фильтр верхних частот. выполнен управляемым по частоте, и еговход управления является. входом управления второго плеча частотно-зависимого делителя напряжения, вход формирователя управляющего напряженияподключен к выходу введенного дополнительного управляемого по частотефильтра верхних частот и идентичногоосновному фильтру верхних частот,вход управления которого соединен свыходом формирователя управляющегонапряжения, а вход соединен с входомили выходом шумоподавителя.На фиг,1 представлена структурнаяэлектрическая схема шумоподавителяв режиме компрессирования; на фиг.2 -структурная электрическая схема шумоподавителя в режиме экспандирования.Шумоподавитель содержит операционный усилитель 1, частотно-зависимыйделитель 2 напряжения, первое плечокоторого выполнено на резисторе 3,а второе - на фильтре 4 нижних частоти основном фильтре 5 верхних частот,дополнительный фильтр 6 нижних частот и формирователь 7 управляющегонапряжения.Формирователь 7 управляющего напряжения содержит последовательно соединенные амплитудный детектор, пороговый элемент и накопительный конденсатор с цепями заряда и разряда(на чертежах не показаны),Шумоподавитель работает следующимобразом. Выходные сопротивления фильтра 4 нижних частот и основного филь3 11235 тра 5 верхних частот образуют совместно с резистором 3 делители, которые включены в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 1 и определяют коэффициент пере дачи шумоподавителя в полосах пропускания указанных фильтров. Выходное сопротивление основного фильтра 5 верхних частот выбрано в И раз меньше выходного сопротивления фильтра 4 10 нижних частот, так что в режиме компрессирования коэффициент передачи шумоподавителя в полосе пропускания основного фильтра 5, верхних частот будет в М раз больше коэффициента 15 передачи устройства в полосе пропускания фильтра 4 нижних частот, а в режиме экспандирования - соответственно в М раз меньше. Число И определяет максимальную величину сжатия 20 или расширения динамического диапазона составляющих сигнала, располагающихся в полосе пропускания основного фильтра 5 верхних частот и не зависит от его частоты среза. Изменение ве личины сжатия или расширения динамического диапазона сигнала осуществля;ется лишь в полосе затухания основ,ного фильтра 5 верхних частот при перестройке его частоты среза. 30При отсутствии сигнала на входе компрессора и соответственно на входе экспандера амплитудно-частотная характеристика компрессора имеет подъем, а амплитудно-частотная харак- З 5 теристика экспандера - обратный ему спад в области средних и высоких частот, в результате чего среднечастотные и высокочастотные шумы канала передачи, включенного между выходом 40 компрессора и входом экспандера, пройдя через экспандер, ослабляются. Максимальное ослабление шумов определяется величиной В, а область частот, в которой осуществляется сниже ние шума, определяется исходной полосой пропускания основного фильтра 5 верхних частот.При поступлении на вход компрессора сигнала с среднечастотными и вы-. 50 сокочастотными составляющими, уровень которых ниже порога срабатывания порогового элемента формирователя 7 управляющего напряжения, амплитудно- частотная характеристика компрессора, 55 аналогично предыдущему случаю, имеет подъем в области средних и высоких частот. Благодаря этому подъему сос 12 4тавляющие сигнала, пройдя через компрессор, поступают в канал передачи, а затем на вход экспандера усиленными. Пройдя через экспандер, эти составляющие ослабляются до прежнего уровня благодаря обратному воздействию на них экспандера, при этом одновременно с составляющими сигнала ослабляются и составляющие шума канала передачи, располагающиеся в той же области частот.Поступлейие на вход компрессора сигнала со среднечастотнымисоставляющими, превышающими порог срабатывания порогового элемента формирователя 7 управляющего напряжения, и высокочастотными составляющими с уровнем ниже указанного порога приводит к повьппению частоты среза фильтров 5 и б верхних частот, вследствие чего коэффициент передачи компрессора на средних частотах снижается, оставаясь неизменным на высоких частотах и обеспечивая тем самым максимальную величину сжатия наэтих частотах.В экспандере эти составляющие ослабляются совместно с составляющими шума канала передачи. Причем в области высоких частот это ослабление максимально и соответствует максимальной величине расширения.При дальнейшем увеличении уровня среднечастотных и высокочастотных составляющих вьппе порога срабатывания порогового элемента формирователя 7 управляющего напряжения частота среза фильтрови 6 верхних частот перестраивается вьппе граничной частоты рабочего диапазона. При этом коэффициент передачи компрессора в области средних и высоких частот снижается настолько, что среднечастотные и высокочастотные составляющие сигнала, пройдя через компрессор, ослабляются, благодаря чему предотвращается перегрузка канала передачи этими состав- . ляющими. При прохождении указанных составляющих через экспандер они усиливаются до исходного уровня. Одновременно усиливаются соответствующие составляющие шума канала передачи. Однако благодаря психоакустическому эффекту маскировки громкими звуками тихих эти составляющие шума не прослушиваются.Управляющее напряжение в компрессоре .на выходе формирователя 7 управИз равенства 16 следует, что в результате компрессирования и последующего экспандирования предлагаемым устройством динамического диапазона сигнала последний не изменяется.Таким образом, в шумоподавителе сжатие и расширение динамического диапазона и соответственно снижение ктор А.Ильин актор О.Кузнецо Техред Н.Глущенко аказ 2680/1 Тир ВНИИПИ Государств по делам изобр 035, Москва, Жпредприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,е 7или с учетом выражения 7 Производственно-поли 23512 8шума канала передачи осуществляется в полосе пропускання фильтра верхних частот с автоматически перестраиваемой в зависимости от спектра сигнала частотой среза, благодаря чему снижается эффект модуляции уровня шума. Применение шумоподавления, например, в составе магнитофона позволяет 10 увеличить отношение сигнал/шум канала записи - воспроизведения на 20 дБ. 638 Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4/5