Сжиматель-расширитель

Сжиматель-расширитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

305592 жиме В, охваченного глубокой местной отрицательной обратной связью и содержащего цепи коррекции переходной характеристики в области малых времен, и одного электромагнита 18 или нескольких, включенных последовательно, в воздушном зазоре которого размещены (и — 2) датчиков Холла дополнительного токового канала управления V; дополнительный токовый канал у управления, состоящий из (n — 2) -х датчиков >олла

14, 15, ..., lб и из (n — 2)-х однокаскадных усилителей 17, 18, ... 19 переменного тока.

Направление передачи энергии между каналами сжимателя и отдельными узлами каналов показано на черте>ке стрелками.

Расширитель динамического диапазона передаваемых сигналов содержит: основной канал VI 1п1е Iр>еeд а ч иn, который включает в себя входной трасформатор 20 с тремя вторичными обмотками, переменный резистор (потенциометр) 21 и суммирующее устройство 22; основной токовый канал VI I у правления, основной магнитный канал VIII управления, дополнительный магнитный канал IX управления и дополпительпbls1 T01;I>ÂhIH K 1112 Х управления, которые полностью идентичны соответствующим каналам правления сжимателя.

При n=2 схема с>кимателя-расширителя î,— личается от известных ранее только тем, что на вход выпрямителя 4 напряжение поступает с выхода буферного усилителя 9. Это напряжение на выходе усилителя 9 равно Uz;

=kq U, где /г„- — коэффициент усиления усилителя 9.

При n=2 все датчики Холла 14, 15, „,, lб и все усилители 17, 18 „., 19 дополнительного токового канала управления отключены.

При n=3 датчик. Холла 14 и усилитель 17 включаются в дополнительный токовый канал у управления.

Входные электроды датчика Холла 14 питаются выходным напряжением 0>в буферного усилителя 9. Напряжение на выходных электродах датчика Холла 14 является входным напряжением однокаскадного усилителя 17 переменного тока. Усиленное усилителем 17 в

К11 раз напряжение подается на вход выпрямителя 4 основного магнитного канала управления.

Напряжение на выходе усилителя 17 равно напряжению U,, z на входе второго датчика

Холла 15, т. е. 0вх = д U,.1.

Чтобы обеспечить возможность включения в дополнительный токовый канал управления любого количества датчиков Холла, необходимо величину напряжения на входных электродах этих датчиков поддерживать одинаковой при максимальном сигнале. Это устранит опасность перегрузки этих датчиков.

Напряжение U> с выхода буферного усилителя 9 поступает также на вход выпрямителя 10 и далее на фильтр 11. Так KBI; напряжение на выходе датчика Холла 14

4 после усиления усилителем 17 выпрямляется выпрямителем 4, то наличие пульсаций выпрямленного напряжения на выходе фильтра 11 не имеет существенного значения. Это позволяет уменьшить в несколько раз постоянную времени заряда ифльтра 11 по сравнению с постоянной времени заряда фильтра 5, что существенно снижает время срабатывания сжимателя и расширителя.

Напряжение с выхода фильтра 11 поступает на вход однокаскадного усилителя 12 постоянного тока. Усилитель 12 работает в режиме B. охвачен глубокой местной отрицательной обратной связью и содержит цепи коррекции переходной характеристики в области малых времен, Наличие цепей коррекции в схеме усилителя 12 уменьшает время срабатывания датчиков Холла в дополнительном токовом канале управления V в десять и более раз по сравнению с постоянной времени заряда фильтра 11 (такая эффективность коррекции возможна потому, что постоянная времени установления тока в электромагните 18 на 1 — 2 nops1ziocros111>ias1 времени 33psrpa фильтра 11). При отсутствии сигнала на входе (в паузах передачи) усилитель 12 заперт (режим В). Ьлагодаря такому выбору режима работы, а также из-за глубокой местной отрицательной обратной связи в усилителе 12 практически устраняется дрейф нуля».

Нагрузкой усилителя 12 является электромагнит 18. Поэтому магнитная индукция В; в воздушном зазоре электромагнита 18 равна

Bq„=mU>;, где m — постоянный коэффициент, величина которого определяется параметрарами выпрямителя 10, фильтра 11, усилителя

12 и электромагнита 18.

При n=З напрян ение U„,2 с усилителя 17 поступает на вход выпрямителя 4, выпрямляется и фильтруется фильтром 5. Напряжение

Ь „на выходе фильтра 5 пропорционально 1вх. 2 °

Напряжение Е„источника б включается встречно с выпрямленным напряжением U„.

Разность этих напряжений (Бв — Е ) усиливается однокаскадным усилителем 7 постоянного тока.

Усилитель 7 охвачен глубокой местной отрицательной обратной связью и содержит цепи коррекции переходной характеристики в области малых времен. Исходный режим усилителя 7 выбирается близким к режиму В. При отсутствии сигнала на входе (в паузах передачи), благодаря такому выбору ре>кима работы, а также из-за наличия напряжения Е> усилитель 7 заперт. Это, наряду с глубокой местной отрицательной обратной связью, охватывающей усилитель 7, практически устраняет дрейф нуля в усилителе 7. Наличие в усилителе 7 цепей коррекции переходной характеристики в области малых времен уменьшает время срабатывания (n — 1)-го датчика Холла 8 в десять и более раз по сравнению с постоянной времени заряда фильтра 5 (на практике время заряда фильтра 5 выбирается обычно

305592 не более нескольких единиц миллисекунд). Такая эффективность коррекции возможна, потому что постоянная времени установления тока в электромагните 8 на 1 — 2 порядка меньше, чем постоянная времени заряда фильтра 5. Все это существенно снижает время срабатывания устройства в целом (до значений не более нескольких десятых долей миллисекундыы) .

Разность напряжений U,— Ез, усиленная и) у силителем 7, создает магнитну ю индукцию

В„в воздушном зазоре электромагнита 8.

Входные электроды датчика Холла 8, размещенного в воздушном зазоре электромагнита 8, находятся под воздействием магнитного 15 поля с индукцией В„. Напряжение на выходе датчика Холла 8 является управляющим напряжением в сжимателе и расширителе.

В сжимателе напряжение с выхода датчика

Холла 8 поступает на вычитающее устройст- 2п во 2, в котором оно складывается с входным напряжением U< в противофазе. Разность напряжений усиливается усилителем 1 основного канала 1 передачи.

При минимальных уровнях сигналов на выходе сжимателя усилитель 7 заперт, индукцпя в воздушном зазоре электромагнита 8 равна нулю, напряжение на выходе датчика Холла 8 равно нулю и сжатия сигналов (шумов в паузах передачи) не происходит. 30

Математически и экспериментально доказано, что при соответствующем выборе напряжения источника задер?кки Ез характеристики сжимателя близки к идеальным. Помимо этого, наличие напряжения Ез позволяет упрос- 35 тить схему усилителя 1 основного канала 1 передачи и повышает устойчивость рабогы этого усилителя. Так, в данном случае глубина обратной связи может быть снижена по сравнению с той, которая должна быть без на- 4р пряжения задержки, примерно в 80 раз. Это позволяет ограничиться двумя транзисторными каскадами в усилителе 1. В расширителе все каналы управления VII, VIII, IХ, Х идентичны соответствующим каналам II, III, IV, V 45 в сжимателе.

Напря?кение с выхода датчика Холла 8 поступает на суммирующее устройство 22, в котором складывается в фазе с напряжением, 5р снимаемым с отдельной обмотки входного трансформатора 20 с помощью переменного резистора (потенциометра) 21. Суммарное напряжение является выходным напряжением

U3 расширителя. 55

Характеристики расширителя, благодаря соответствующему выбору Е,, при произвольной величине и близки к идеальным.

При и=4, ..., n=n каналы управления сжимателя и расширителя работают так же, как и при n=3.

При совместной работе сжимателя и расширителя и одинаковой степени сжатия и расширения (одинаковых и в сжимателе и расширителе) огибающая сигналов на выходе расширителя будет в точности следовать за огибающей сигналов на входе сжимателя, т. е. система сжиматель-расширитель будет в точности согласованной, если произведение коэффициента передачи сжимателя на коэффициент передачи расширителя равно единице. Точность согласования подбирают путем перемещения движка потенциометра 21.

Для возможности ступенчатого изменения коэффициента сжатия в сжимателе и коэффициента расширения в расширителе в дополнительный токовый канал управление введено (n — 2) переключателя 28, 24, 25 (см. фиг. 2).

При положении «Выключено» (верхнее положение подвижных контактов переключателей 28, 24, 25 (все (n — 2) датчика Холла и (n — 2) усилителя переменного тока отключены, и напряжение с выхода однокаскадного буферного усилителя 9 поступает на вход выпрямителя 4 основного магнитного канала упр а вл ения 111 (и = 2) .

При и=и все переключатели 28, 24, 25 переводятся в положение «Включено» (нижнее положение на фиг. 2) и в дополнительном токовом канале управления включаются все датчики Холла и все усилители.

Предмет изобретения

Сжиматель-расширитель динамического диапазона передаваемых сигналов, содержащий выпрямитель, фильтр, источник напряжения задержки, усилитель постоянного TQKd, электромагнит, датчик Холла, вычитающее устройство и усилитель канала передачи, отличающийся тем, что, с целью увеличения сгепени сжатия и расширения динамического диапазона до 3, 4, ..., и раз, к выходу упомянутого усилителя канала передачи последовательно подключены буферный усилитель, выпрямитель, фильтр, усилитель постоянного тока и электромагнит, а между бу.ферным усилителем и выпрямителем магнитного канала управления включена цепочка, состоящая из (n — 2)-х звеньев в виде последовательно соединенных датчика Холла и усилителя.

305592

Фиг.1 юг. Z

Составитель М. Порфирова

Редактор Ю. Д. 11олякова Тскред Л. Л. Евдонов Корректор Л. А. Царькова

Заказ 2459/13 Изд. № 1022 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2