Способ преобразования широкополосного электрического сигнала

Способ преобразования широкополосного электрического сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование радиоэлектроника преобразование широкополосного электрического сигнала в акустический в электро акустических устройствах Сущность изобретения, преобразование широкополосного электрического сигнала в акустический, в котором при делении широкополосного сигнала выполняют условие Af/AfnS2, где Af- полоса частот широкополосного электрического сигнала; Afn полоса частот сишала n-го поддиапазона 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 R 9/00

1 ф

О ! (л

0. Рм

0П1; = — или Pm; =—

П 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (61) 1638799 (21) 487176?/10 (22) 05.10,90 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Ленинградский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) А.П.Земляков и А.Ю.Мещеряков (53) 534.232 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1638799, кл, Н 04 8 9/ОО, 15,06.88.

Изобретение относится к радиоэлектронике, может быть использовано для преобразования широкополосного электрического сигнала в акустический в электроакустических устройствах и является усовершенствованием способа по авт.св. N 1638799.

По основному авт.св. N 1638799 известен способ преобразования широкополосного электрического сигнала с пиковыми значениями напряжения U и мощности

Ом

p„= 2 на нагрузке RH в акустический, 2йн состоящий в разделении широкополосного электрического сигнала на несколько (n) сигналов по и частотным поддиапаэонам, раздельном усилении каждого из и сформированных таким образом сигналов, раздельном преобразовании каждого из и сигналов в акустический, причем разделение частотного диапазона на и частотных поддиапазонов производят исходя из условия приближенного равенства макси° Ы, 1746538 А2 (54} СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО ЗЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Использование: радиоэлектроника, преобразование широкополосного электрического сигнала в акустический в электроакустических устройствах, Сущность изобретения: преобразование широкополосного электрического сигнала в акустический, в котором при делении широкополосного сигнала выполняютусловие hf/Afn 2, где М— полоса частот широкополосного электрического сигнала; Afn — полоса частот сигнала и-го поддиапазсна. 1 ил. мальных пиковых значений напряжений

Um1 Umi=...=0mn и(или} мощностей

Pm1Pml Pmn ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНаЛа В каждом из поддиапазонов, при этом упомянутые максимальные пиковые значения и сигналов выбирают из соотношений (р ю

Цель изобретения — повышение качества преобразования сигнала путем уменьшения числа паразитных комбинационных составляющих в преобразованном сигнале, возникающих в результате нали1ия нелинейности усилительных устройств.

Цель достигается тем. что согласно способу преобразования широкополосного электрического сигнала деление широкополосного сигнала íà и сигналов по п частотным поддиапазонам производят с учетом дополнительного условия

1746538 где Ю вЂ” полоса частот преобразуемого (исходного) широкополосного сигнала;

hfn — полоса частот n-ro поддиапазона.

Предлагаемый способ состоит в следующем, Исходный широкополосный электрический сигнал с полным частотным диапазоном с пиковыми значениями напряжения

Uy и мощности PM на нагрузке RH разделяется на п сигналов по и частотным поддиапаэонам. Каждый из сигналов усиливается по мощности и преобразуется в акустический; при делении по частотным поддиапаэонам исходят из условия приближенного

: равенства максимальных пиковых значений напряжений Um1:Um2 mi®mn и(или) мощностей Pm1:Р 2:Р п =Рп преобразуемого сигнала в каждом из поддиапазонов, при этом ограничивают максимальные пиковые значения сигналов в соответствии с соотношениями Ом, Рм Umi = —, и(или) Pmi =—

u п2 полученные частотные поддиапазоны проверяют на выполнение дополнительного условия ->2, М где Ю вЂ” полоса частот исходного широкополосного сигнала;

hfn — полоса частот п-го поддиапазона, и те поддиапазоны, которые не удовлетворяют этому условию, дополнительно делят с тем, чтобы дополнительное условие выполнялось.

При выполнении данного условия создаются благоприятные условия для снижения в несколько раз комбинационных искажений в устройствах, реализующих предлагаемый способ. Это можно обьяс-. нить следующим образом.

Частотные составляющие широкопо-. . лосного (например, музыкального) сигнала распределяются более или менее равномерно, особенно в высокочастотном участке спектра. Поэтому сокращение ширины йолосы частот поддиапазона в несколько раз ведет к уменьшению числа частотных составляющих сигнала, попадающих в этот поддиапаэон примерно во столько же раэ.

Но при сокращении числа составляющих сигнала число комбинационных составляющих сокращается в еще большей степени. . Это можно показать с помощью следующих соотношений. Например, в случае простейшей нелинейности первого порядка число комбинационных составляющих суммарных или разностных определяется соотношением

m =k

Nk = ; Cm

m=2 где Cn — число сочетаний п по.в;

n — число частотных составляющих преобразуемого сигнала

m — число составляющих сигнала, участвующих в формировании комбинационных составляющих, Таким образом, при таком разделении количество частотных составляющих сигнала в высокочастотном поддиапазоне лишь

45 незначительно(всего в 1,3 раза) меньше общего числа составляющих в сигнале. Поэтому при нелинейном раздельном по поддиапазонам усилении число комбинаци50 онных частот по сравнению с общим каналом усиления уменьшается незначительно (примерно в 1,5- 2 раз). Если высокочастот55 ный поддиапазон ограничить снизу более высокой граничной частотой, например 10—

12 кГц, тогда при границах высокочастотного поддиапазона 10-20 кГц (12-20 кГц) упомянутое выше условие выполняется

m=2 — минимальное число составляющих сигнала. участвующих в формировании комбинационных составляющих; т=k — максимальное число составляющих сигнала, участвующих в формировании комбинационных составляющих, Следовательно, в простейшем случае при учете только парных (тойных) сочетаний составляющих, т.е. при m=2 (3), уменьшение. числа исходных составляющих в P раз. ве30 дет к уменьшению числа комбинационных составляющих более чем в P (P ) раэ, Иэ этого очевидно. что значительное сокращение количества комбинационных составляющих по отношению к исходному имеет

35 место при Р<0;5, т.е. при сокращении числа составляющих в 2 и более раз, например. при трех поддиапазонах . 30-500 Гц. 500 Гц .-5 кГц, 5-20 кГц. Для более низкочастотных

М поддиапазонов условие - - 2 выполняет40 с и ся, но для высокочастотного поддиапазона

20000 не Bb honHAeTcA 20000 — 5000 1.3 <2.

1746538

20000

20000 — 10000 сигналы поступают через регуляторы 4 уровня на усилители 5. С помощью последних сигналы усиливаются до требуемого уровня, а затем из них преобразователями бформи5 руются акустические сигналы;

Выполнение дополнительного условия >2 способствует сокращению чисМ и х ла частотных составляющих сигнала в

10 каждом иэ поддиапазонов по сравнению с исходным сигналом примерно в два раза и более, что и ведет к уменьшению в нескольт ко раз количества комбинационных составляющих в преобразованном сигнале. Это т 15 показывает, что выполнение дополнительного условия ведет к снижению коэффициента интермодуляционных искажений преобразованного сигнала в реальных преобразующих устройствах в несколько раз и соответствует

20. повышению качества преобразованного сигнала при прочих равных условиях, Таким образом, создаются реальные. предпосылки для повышения качества преобразования сигнала без предьявления повышенных требований к, 25 элементам и узлам, на которых реализуется устройство преобразования, например к микросхемам усилителей, на которых реализуются усилители мощности. Реализация устройства технических трудностей не вызывает, так как в

- 30 нем используются стандартные элементы: усилители, ВС-фильтры и т.п. —. 2,5) М =2 и

50 и, следовательно, в самом широкополосном высокочастотном поддиапазоне число воз никающих комбинационных составляющи снижается в 4-5 раз и более по сравнению с полным широкополосным сигналом. Чис ло поддиапазонов в высокочастотном участ ке диапазона 4 — 20 кГц при этом возрастае и вместо одного поддиапазона появляется два 4-10 кГц и 10-20 кГц. При этом имее место общее снижение числа комбинацион ных составляющих по сравнению с извест ным способом порядка 3 и более.

На чертеже показано устройство, реа лизующее предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 широ кополосного электрического сигнала, блок 2 регулировки уровня сигнала, частотно-раз делительные фильтры 3, регуляторы 4 уров ня сигнала, усилители 5 мощносги преобразователи 6 электрического сигнала в акустический, Источник 1 исходного широкополосно

ro электрического сигнала соединен через блок 2 регулировки уровня сигнала с частот но-разделительными фильтрами 3. выходы фильтров 3 через регуляторы 4 уровня соединены с усилителями 5 мощности, которые по выходу соединены с электроакустическими преобразователями 6.

Устройство работает следующим образом.

Исходный широкополосный электрический сигнал от источника 1 через блок 2 регулировки уровня поступает на частотноразделительные фильтры 3, с помощью которых весь частотный диапазон сигнала разделяется на несколько поддиапазонов.

Частоты среза фильтров соотносятся таким образом, что верхняя частота среза частотного поддиапазона равна нижней частоте среза следующего за ним более высокочастотного поддиапазона. Сформированные фильтрами 3 узкополосные электрические

Формула изобретения

Способ преобразования широкопо35 лосного электрического сигнала по авт.св.

N- 1638799, отличающийся тем, что, с целью повышения качества преобразова-: ния путем уменьшения нелинейных искажений, при делении широкополосного сигнала

40:выполняют условие

45 где Ж вЂ” полоса частот широкополосного. электрического сигнала;

Nn — полоса частот сигнала п-го поддиапазона.

1746538

Составитель А.Мещеряков

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë КоРРектоР O,Кундрик

Заказ 2404 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101