CN1044184C - 能使人耳感觉无噪的音频压扩电路 - Google Patents

Abstract

能使人耳感觉无噪的弹簧门电路，它由预压缩器1和扩展器2组成，预压缩器和扩展器都设置在同一音频接收机之中，预压缩器的输出端接扩展器的输入端，预压缩器的输入端还接有由R₁和W₁组成的门限电路。本发明的电路可以用在任何音频信号接收机上，解决了人们长期以来一直想解决而未能解决的无噪收听的一大难题，实现了无噪收听。本电路可使原信号的信噪比提高2倍，而且原有信号的各项指标不变，电路成本低，具有实用性和普及性。

Description

能使人耳感觉无噪的音频压扩电路

能使人耳感觉无噪的音频压扩电路属于音频降噪技术领域。

现有音频降噪技术虽然名目繁多，但可规纳为两种，即单端法和压扩法。单端法虽然使用简单，但会使原信号失真，尤其是频带高端，而且降噪效果不大，对300-3000HZ的话音频带无实用性。压扩法降噪虽然比单端法大，但在发射机处要子先对信号进行压缩处理，使得电路成本大大提高，而且在有些领域作用甚微(如短波通信)，降噪效果也不理想。

本发明的目的是设计一种电路成本很低，对任何音频接收放大终端机都适用的电路，应用这种电路收听音频信号时人耳感觉不出噪声。

本发明利用人体心理声学的掩蔽原理即信号和噪声同时作用于人耳时，较强的一个对另一个有掩蔽作用，强弱之比越大，掩蔽作用越强，实验证明当信噪比达到20dB时便可基本掩蔽，人耳就难以觉察到噪音的存在。但在音频信号消失或在词尾、音节等处，只有噪音低于一60dB时人耳才感觉不到噪音。另外听觉是有隋性的，称为剩余掩蔽现象，即信号消失过一段时间后人耳才能恢复听觉。信号越强这段时间也越长。为此只要原有信号的信噪比大于20dB，在电路上再实现信号消失后噪音低于-60dB，人耳就可以感觉不到噪声的存在了。但为使信号不失真，在信号消失后的剩余掩蔽时间内的未期再将噪声降至一60dB以下。

为实现这个设计思想本发明选用了压扩法，但预压缩器不是设置在发射机内，而是和扩展器一起设置在同一音频接收机内，予压缩器的输出端接扩展器的输入端，予压缩器的输入端还接有由R1和W1组成的门限电路，以保证在有信号时是线性压缩，而在无信号时非线性压缩。为使压缩和扩展后的音频信号不失真，压缩值与扩展值的比应为0.5-2。

本发明的电路可以用在任何音频信号接收机上，解决了长期以来人们一直想解决而未能解决的无噪收听的一大难题，实现了无噪收听。本电路可使原信号的信噪比提高2倍，而且原有信号的各项指标不变。电路成本很低，具有实用性和普及性。

图1为本发明技术方案的方框图，图2为实施例的电路结构示意图。

实施例：本实施例由专用压扩集成电路IC1、IC2及相应的电阻、电容、电位器组成。IC1、IC2选用NE570芯片，每个芯片内含有两个相同的单元电路，IC1的第一个单元IC11作予压缩器，IC1的第二个单元IC12和IC2的两个单元IC21、IC22分别作一级1∶2的扩展器。这三级1∶2的扩展电路属标准的结构形式，其特征在于元件参数的选择。这三级扩展电路总的扩展比为8，所以选压缩器的压缩比为8。由IC11和R₁、W₁组成的予压缩器和已有压缩器结构已明显不同，本压缩器IC11的2脚与地之间接有电阻R₁、R₁的取值决定着予压缩器输出曲线的斜率及静噪门限，取值大、斜率大，门限低；取值小、斜率小、门限高。一般可在470KΩ-1MΩ之间选取。电位器W1的一端接输入信号，另一端接地，可变端通过C₂接IC11的2脚。接在IC11的1脚与地之间的时间电容C₃，与扩展器的时间电容C₇、C₁₁、C₁₃的参数选择直接影响着动态门的反应速度，反应速度过快信号有失真，反应速度过慢在信号过后将附贴有噪音(即超过了人耳的剩余掩蔽时间)。一般C₃在0.1-1Mf之间选取；C₇、C₁₁、C₁₈在1.5Mf之间选取。R₄、R₇、R₈为三级扩展电路的工作点电阻，它们的取值决定着最大不失真输出电平，可按下式选取：R₄、R₇、 $R_8=\frac{72}{\mathrm{Vcc}-6}\left(\mathrm{K\Ω}\right),$ (Vcc为电源电压)，一般在4KΩ-1MΩ之间。

该电路实际上是一个对信号各点电平采取不同放大量的幅度处理电路，正常(普通)的放大器其输入输出特性曲线是线性的，而该电路在门限电平以下类似于指数曲线，门限电平以上为线性，门限电平附近为圆滑过渡(听觉感受好)。下面给出本实施例的一组实测数据，以便说明这一点。

输入(dB)   输出(dB)  增益(dB)

-31.8      -90       -58.2

-29.8      -42       -12.2

-28.2      -31.8     -3.6

-27        -27       0

-25.7      -18.7     7

-23.8      -12.9     11

-22.2      -9.8      12

↓         ↓        ↓

以下为线性区。

Claims (4)

1、能使人耳感觉无噪的弹簧门电路，它由予压缩器(1)和扩展器(2)组成，其特征在于予压缩器(1)和扩展器(2)都设置在同一音频接收机之中，予压缩器的输出端接扩展器的输入端，予压缩器的输入端还接有由R₁和W₁组成的门限电路。

2、根据权利要求1所述的能使人耳感觉无噪的弹簧门电路，其特征在于动态门R₁的阻值在470KΩ-1MΩ之间选取。

3、根据权利要求1所述的能使人耳感觉无噪的弹簧门电路，其特征在于予压缩器的时间电容C₃的电容量在0.1-1Mf之间选取。

4、根据权利要求1所述的能使人耳感觉无噪的弹簧门电路，其特征在于扩展器的时间电容C₇、C₁₁、C₁₈的电容量在1Mf-Mf之间选取；工作点电阻R₄、R₇、R₈的阻值在4KΩ-1MΩ之间选取。

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