Устройство для цифровой записи и воспроизведения звука

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВ 10 редствам автомаизз, М., 1983,вой обработки Опенгейма. М.(57) Изобретениетехнике и позволяво записи и воспрВ зависимости отнапряжения с усил АПИСИ ДЛЯ ЦИФРОВО ЗВУКАзвуко- качест относится ет повыси аний Я посту- оставука,дного вой оизведения з величины вых ителя 2 свет ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.ЯО 1277181 А 1 луч попадает на соответствующий световод соответствующей линейки 7 световодов. Если выходной сигнал с усилителя 2 изменяет полярность, происходит обратный процесс сканирования,в процессе которого луч открываетключи в блоке 11 и 13 аналоговыхключей, Опорные напряжения с блоков15 и 17 опорных напряжений поступают на электроды дефлекторов 3 и 4,которые разворачивают луч вправовверх. Эта развертка будет повторяться до момента соответствия выходного напряжения усилителя 2 пределукодирования линейки 7 световодов,При записи коды звуковых колебс регистра 18 кода поразряднопают в блок 22 регистрации и сляют цифровую фонограмму, 2 ил.12771 Изобретение относится к звукотехнике и может использоваться для получения цифровых фонограмм.Целью изобретения является повышение качества записи и воспроизве-,дения звука.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства", на Фиг. 2 - плоскость входных зрачков квантирующих линеек, сканируемая световым пятном луча, 10Схема включает приемник 1 звука, усилитель 2 низкой частоты, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) напряжение - код в составе первого пьезоэлектрического дефлектора 3 и второго пьезоэлектрического дефлектора 4, источник 5 светового излучения, узла 6 формирования апертуры луча, блок 7 квантующих линеек световодов, блок 8 Фотоэлектрических преобраэова телей, блок 9 памяти, четыре блока 10-13 аналоговых ключей, четыре блока 14-17 опорных напряжений, регистр 118 кода, блок 19 управления в составе генератора 20 тактовых импульсов 25 и делителя 21 частоты, блок 22 регистрации, цифроаналоговый преобразо ватель 23 (ЦАП) код - напряжение, фильтр 24 низкой частоты, усилитель 25 низкой частоты и громкоговори тель 26.Устройство работает следующим образом. Звуковые колебания воспринимаются приемником 1 звука и усиливаются усилителем 2, выходной сигнал которого преобразуется в код оптоэлектронным АЦП. Преобразование в код выполняется разверткой светового луча пьезоэлектрическими дефлекторами 340 и 4 по плоскости входных зрачков квантующих линеек световодов блока 7, преобразованием световых сигналов в электрические, которые выдают готовые коды, соответствующие уровням45 звукового сигнала, из блока 9 памяти в регистр 18 кода. Из регистра 18 управляющими сигналами с блока 19 управления коды выдаются в блок 22 регистрации. Пьезоэлектрический дефлектор 3 является торцовым и состоит из биморфного пьезоэлемента, на торце которого укреплен зеркальный отражатель. Для сканирования используется обратный пьезоэлектрический эф- Ы фект, возникающий под воздействием электрического сигнала с усилителя 2. Световой луч на зеркальный отра 81жатель пьезоэлектрического дефлектора 3 приходит с зеркального отражателя второго торцового пьезоэлектрического дефлектора 4, ва который луч попадает от источника 5 светового излучения. Апертура светового лучаформируется диафрагмами узла 6, Формаи размеры апертуры соответствуютразмеру входного зрачка световодалинейки блока 7. Второй пьезоэлектрический дефлектор 4 по управляющимсигналам с блоков 16 и 17 опорногонапряжения выполняет горизонтальнуюразвертку светового луча по отражающей поверхности первого дефлектора3, который по управляющим сигналам сусилителя 2 производит вертикальнуюразвертку светового луча по входнымторцам световодов линеек блока 7,Световой сигнал каждого световодапреобразуется в электрический сигналв блоке 8 фотоэлектрических преобразователей, выходы фотоприемников бло.ка 8 подключены к входам соответствующих ячеек памяти блока 9. Блок 9содержит готовые коды сигналов звуковых колебаний. Сигналы с выходакаждого фотоприемника блока 8 представляют собой сигналы выдачи кодаиэ соответствующих ячеек блока 9 врегистр 18 кода, Регистр 18 кода имеет 18 разрядов для приема 17-ти разрядов двоичного кода звуковых холебаний и одного знакового разряда,Каждому разряду в регистре 18 предшествует ключ, ключи одновременно открываются управляющим сигналом П ., с делителя 21 частоты блока 19 управления. В открытом состоянии ключи пропускают сигналы разрядов кода в регистр 18. Вслед за сигналом П т сигнал выдачи П ,д делителя 21 частоты выдает код в блок 22 регистрации,Блок 7 включает центральную квантующую линейку световодов Ц и 99 квантующих линеек световодом влево и вправо. Каждая линейка содержит по 1000 световодов, диаметр входного зрачка световода равен 20 мкм, Разрешающая способность квантования составляет 100 мкВ, Диапазон кодирования одной квантующей линейки световодов составляет 0-100 мВ. Диапазон кодируемых сигналов (-9,95)(+9,95) В. Для исключения неоднозначности от двух рядом расположенных квантуювдх линеек последние расположены друг от друга на расстоянии127760 мкм (трех диаметров световодов).Сканирующие световое пятно луча в плоскости входньгх зрачков световодов составляет прямоугольник с размерами по вертикали 15 мкми по горизонтали 45 мкм. Этот размер задается диафрагмами узла 6. Выше верхнего края и ниже нижнего края квантующих линеек расположены входные окна световодов 1 и 11 (фиг. 2), которые Формируют 0 управляющие сигналы на перемещение светового, луча влево - вниз, вправо вверх.Сканирование производится следующим образом. 15сВ отсутствии сигнала на выходе усилителя 2 оба пьезоэлектрических дефлектора 3 и 4 находятся в нейтральном положении и сканирующее пятно фиксируется на световоде 0 цент 20 ральной линейки. При наличии на выходе усилителя 2 сигнала, например, положительной полярности под действием обратного пьезоэлектрического эффекта отражающая поверхность деф 5 лектора 3 повернется на соответствующий угол и переместит луч вверх по центральной линейке. При перемещении луча по входным торцам световодов линейки Фотоприемники этих све товодов выдают сигналы на входы соответствующих ячеек памяти блока 9, откуда они поступают последовательно друг за другом в регистр 18, Однако разряды регистра заполняются 5 только в момент открытого состояния ключей, открываемые сигналами с делителя 21 частоты. Максимальная частота открытия входных ключей определяется временем срабатывания фотоприемников блока 8 и временемоткрытия соответствующего аналогового ключа в блоках 10-13. При времени срабатывания Фотоприемника в 1 мкс, времени открытия ключа 1 в 1 мкс максимальная частота поступления кодов (частота дискретизации) в регистр 10 составляет 500 кГц.Генератор 20 Формирует тактовы импульсы с частотой 500 кГц для делителя 21 частоты. На практике обычно требуется переменная скорость создания информации (произведение разрядности на частоту дискретизации).Для ее изменения служит делитель 21 55 частоты с соответствующим переключателем частоты дискретизации в диапазоне 40-500 кГц. При превышении вы 181 4ходным сигналом с усилителя 2 предела кодирования центральной линейкойсканирующее пятно попадает на световод 1, сигнал с которого, преобразованный в электрический, откроет вблоке 12 соответствующий ключ, через который на электроды пьезоэлектрического дефлектора 4 поступает калиброванный сигнал с блока 16 опорного напряжения, Дефлектор 4 поворачивает на соответствующий угол отражающую поверхность, чем перемешаетсветовой луч влево от центральнойлинейки (Фиг. 2). Одновременно сигнал со световода 1 открывает в блоке10 соответствующий ключ, через который на электроды дефлектора 3 поступает сигнал с блока 14 опорных напряжений, соответственно которому отражающая поверхность дефлектора 3повернется внпз настолько, что сканирующее пятно попадает на уровень первого снизу световода следующей линейки слева от центральной. В результатесуммарного движения сканирующий лучпройдет влево - вниз (Фиг. 2). Приеще большем сигнале с выхода усилителя 2 сканирующее пятно пройдетвторую линейку вверх и опять попадает на световоц 1 вверху линейки,Сигнал с этого световода откроет следующие ключи в блоках 10 и 12, а соответствующие опорные напряжения сблоков 14 и 16 поступят на электродыдефлекторов 3 и 4, и световое пятнопереместится влево - вниз на следующую линейку. Таким образом, в зависи"мости от величины выходного напряжения с усилителя 2 световой луч практически мгновенно попадает на соответствующий световод соответствующей линейки, Если выходной сигнал сусилителя 2 изменяет полярность, про- .исходит обратный процесс сканирования,в процессе которого луч попадает навход световода 11 и открываются .соответствующие ключи в блоке 11 и вблоке 13. Опорные напряжения с блоков15 и 17 поступают на электроды дефлекторов 3 и 4, которые разворачивают луч вправо - вверх. Это развертка будет повторяться до момента соответствия выходного напряжения усилителя 2 пределу кодирования соответствующей линейкой световодов. В процессе записи коды звуковых колебаний с регистры 18 кода поразрядно поступают в .блок 22 регистра 1277181ции и составляют цифровую фонограмму, Из блока 22 коды выдаются последовательно в ЦАП 23 сигналами Пс делителя 21 частоты. Частота следования сигналов П . устанавливаетВыося в блоке 21 переключателем соот- ветственно требуемой частоте преобразования ЦАП 23. Аналоговые электри. ческие сигналы проходят фильтр 24 усиливаются в усилителе 25 и преобразуются в звуковые колебания громкоговорителем 26. Формула изобретенияУстройство для цифровой записи и воспроизведения звука, содержащее последовательно соединенные приемник звука и первый усилитель низкой частоты и последовательно соединенные блок регистрации, цифроаналоговый преобразователь, фильтр низкой частоты, второй усилитель низкой частоты и громкоговоритель, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества записи и воспроизведения звука, в него введены два пьезоэлектрических дефлектора с установленными на них световыми отражателями, источник светового излучения с узлом формирования апертуры луча блок квантующих линеек световодов блок фотоэлектрических преобразователей, блок памяти, четыре блока ключей, четыре блока опорных напряжений, регистр кода, генератор тактовых импульсов и делитель частоты, при этом выход первого усилителя низкой частоты соединен с первым входомпервого пьезоэлектрического преобразователя, выходы блоков опорных напряжений соединены с первыми группами ,входов соответствующих ключей, первая группа выходов блока фотоэлектрических преобразователей соединена свторыми группами входов соответст О вующих ключей, выходы первого и второго блоков ключей подключены соответственно к второму и третьему входам первого пьезоэлектрического преобразователя, выходы третьего и чет,вертого блоков ключей подключены соответственно к первому и второмувходам второго пьезоэлектрическогопреобразователя, источник световогоизлучения с узлом формирования апер туры луча расположен перед световымотражателем второго пьезоэлектрического преобразователя, световой отражатель первого пьезоэлектрическогодефлектора расположен перед оптичес кими входами блока квантующих линеексветоводов, оптические выходы которого расположены перед соответствующими оптическими входами блока фотоэлектрических преобразователей, вто- ЗО рая группа выходов которого подключена к входам блока памяти, выходыкоторого подключены через регистр кода к входам блока регистрации,выходгенератора тактовых импульсов соединен с входом делителя частоты, выходы которого соединены с сответствующими входами регистра кода и блока регистрации.