Динамический фильтр
Иллюстрации
Реферат
О fl И"0" А.Н И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
< 734868
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2314046/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл, э
Н 03 Н 7/10
Н 03 G 5/16
Государственный комитет
Опубликовано 15.05 80. Бюллетень № 18 (53) УДК 621.396. .662 (088. 8) до делам иэобретений и открытий
Дата опубликования описания 15.05.80 (72) Авторы изобретения
И. С. Изаксон и А. Б. Николаенко (71) Заявитель (54) ДИНАМИЧЕСКИЛ ФИЛЬТР
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах для понижения шума каналов записи, воспроизведения и передачи электрических сигналов.
Известен динамический фильтр для понижения шума с управлением частотой среза, который содержит фильтры низких и высоких частот с управляемыми частотами среза и цепи управления, каждая из которых содержит фильтр с полосой прозрачности, равной диапазону перестройки частоты среза соответствующего управляемого фильтра, усилитель и детектор, причем сигнал в каждую цепь управления поступает с входа устройства через фильтр высоких частот для управления частотой среза управляемого фильтра низких частот и соответственно через фильтр низких частот для управления частотой среза управляемого фильтра высоких частот. Таким образом, перестройка частот среза управляемых фильтров низких и высоких частот производится в зависимости от уровня составляющих сигнала, пропускаемых в цепи управления фильтрами высоких и низких частот соответственно (1).
Недостаток известного динамического фильтра состоит в неточности управления частотами среза управляемых фильтров, вызывающей эффект модуляции шума в процессе управления.
Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому изобретению является динамический фильтр, содержащий управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор (2).
Недостатком известного устройства является неточность управления частотой среза в зависимости от граничной частоты составляющих сигнала со сложным спектром.
Целью изобретения является повышение точности управления частотой среза и снижение эффекта модуляции шума.
Поставленная цель достигается-тем, что в динамическом фильтре, содержащем управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, последний подсоединен к входу и выходу упзэ равляемого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор.
734868
Такой динамический фильтр позволяет осуществить точную перестройку частоты среза управляемого фильтра в зависимости от спектра и уровня составляющих входного сигнала с учетом изменения чувствительности нагрузки.
На чертеже представлена структурная электрическая схема динамического фильтра.
Динамический фильтр содержит управляемый фильтр с управляемой частотой среза, который предназначен для изменения полосЫ частот устройства в целом в зависимости от ширины спектра входного сигнала.
Выход фильтра 1 соединен с выходом 2 устройства в целом и с одним из входов алгебраического сумматора 3, имеющего инвертирующий и неинвертирующий входы. Алгебраический сумматор 3 предназначен для формирования полосы частот цепи управления путем вычитания из широкополосного сигнала составляющих, располагающихся в полосе прозрачности управляемого фильтра 1.
К другому входу алгебраического сумматора
3 подключен вход 4 управляемого фильтра I.
Выход алгебраического сумматора 3 соединен с входом весового фильтра 5.
Весовой фильтр 5 предназначен для формирования сигнала управления с учетом изменения чувствительности нагрузки в зависимости от частоты, например, с учетом изменения чувствительности слуха человека в зависимости от частоты звукового сигнала.
Выход весового фильтра 5 через ограничитель по минимуму 6 и частотный корректор
7 подключен к амплитудному детектору 8.
Частотный корректор 7 обеспечивает соответствующую зависимость сигнала управления на выходе амплитудного детектора 8 от частоты составляющих сигнала управления, поступающих на выход ограничителя по минимуму 6. Амплитудный детектор 8 предназначен для выпрямления сигнала управления. Выход амплитудного детектора 8 соединен с управляющим входом управляемого фильтра 1.
Предложенный динамический фильтр работает следующим образом.
При отсутствии сигнала на входе 4 на выходе управляемого фильтра 1, например низкой частоты, а следовательно на выходе
2 устройства в целом и на одном из входов алгебраического сумматора 3 присутствуют лишь составляющие шума, располагающиеся в исходной полосЕ прозрачности управляемого фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствует широкополосный шум, поступающий со входа 4.
В результате вычитания узкополосного шума из широкополосного на выходе алгебраического сумматора 3 в цепи управления остаются высокочастотные составляющие шу ма. Далее эти составляющие шума через весовой фильтр 5 поступают на ограничитель по минимуму 6. Причем уровень ограничения ограничителя 6 выбран выше уровня шума так, что на выходе ограничителя 6 сигнал в цепи управления отсутствует и; следовательно, частота среза управляемого фильтра 1 не перестраивается. Таким образом, полоса частот устройства при отсутствии сигнала ограничена сверху, и составляющие шума, располагающиеся выше исходной частоты среза управляемого фильтра 1, существенно ослаблены и не прослушиваются.
При поступлении сигнала на вход 4 на выходе управляемого фильтра 1, а,следовательно, на одном из входов алгебраического сумматора 3 появляются составляющие входного сигнала, располагающиеся в исходной полосе прозрачности управляемого
15 фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствуют все составляющие входного сигнала в рабочем диапазоне частот. В результате вычитания на выходе алгебраического сумматора 3 присутствуют только высокочастотные составляющие сигнала. Эти составляющие через весовой фильтр 5 поступают на вход ограничителя по минимуму 6. Если уровень высокочастотных составляющих на входе ограничителя 6 превышает выбранный порог и ограничения, то на выходе ограничителя 6 в цепи управления появляется сигнал, ко торый корректируется частотным корректором 7. С выхода частотного корректора 7 сигнал управления поступает на вход ам30 плитудного детектора 8, детектируется и подается на управляющий вход управляемого фильтра 1, перестраивая его частоту среза в сторону верхних частот. При этом на выход 2 устройства поступают без ослабления присутствующие во входном сигнале и превышающие выбранный порог ограничения высокочастотные составляющие сигйала. Одновременно в алгебраическом сумматоре 3 из широкополосного сигнала вычитаются составляющие сигнала, расположенные в расширившейся полосе прозрачности управляемого фильтра 1, в результате чего из высокочастотных составляющих сйгнала управления исключаются более интенсивные компоненты, лежащие вблизи частоты среза управляемого фильтр ра 1, и тем самым ослабляется их влияние на дальнейшую перестройку частоты.
По мере расширения спектра входного сигнала в область высоких частот с уровнями составляющих, превышающими выбный порог ограничения, частота среза уп равляемого фильтра 1 перестраивается вплоть до крайней высшей частоты рабочего диапазона и все составляющие сигнала проходят на выход 2 устройства без ослабления. Несмотря на расширение полосы частот устройства, в силу эффекта маскировки, присутствующий одновременно с сигналом высокочастотный шум не прослушивается.
По мере сужения спектра входного сигнала и ослабления уровня высокочастотных сос734868
Составитель Э. Гилинская
Редактор Т. Лашкарева Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова
Заказ 2102/56 Тираж 995 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 тавляющих, устройство работает в обратном порядке, то есть частота среза понижает ся и высокочастотный шум на выходе устройства ослабляется.
Аналогичным образом работает динамический фильтр с управляемым фильтром высоких частот. При этом в качестве частотS ного корректора 7 используется интегратор.
Для предотвращения управления частотой среза управляемого фильтра 1 составляющими сигнала или помехи, лежащими за пределами рабочей полосы частот, в канале управления, в частности, между входом 4 и соответствующим входом алгебраического сумматора 3, может быть включен фильтр 9 с полосой, прозрачности, равной рабочему диапазону частот сигнала, как показано на чертеже пунктиром.
При использовании предложенного динамического фильтра повышается отношение сигнал/шум звуковоспроизводящей аппаратуры на 15 дБ. Преимущество предложенного фильтра состоит в повышении точности управления частотой среза и в снижении эффекта модуляции шума в процессе ь обработки звуковой программы, и, таким образом, в повышении качества звуковоспроизведения.
Формула изобретения
Динамический фильтр, содержащий управляемый фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения тоЧности управления частотой среза и снижения эффекта модуляции шума, алгебраический сумматор подсоединен к входу и выходу управляемого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательна соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3678416, кл. 333 — 17, 1972.
2. Патент США № 3638037, кл. 307 — 233, 1972 (прототип) .