CS216795B1 - Číslicový ovladač - Google Patents

Abstract

Vynález se týká číslicového ovladače, zejména pro zvukovou techniku, jako například úrovňového ovladadače. Za účelem zmenšení praskavých šumů i během přenosových přestávek spočívá úloha vynálezu v jemnějším kvantování mimo přenosových přestávek. Podstata vynálezu spočívá ve spojení jednoho hrubě kvantovaného a druhého jemně kvantovaného ovládacího obvodu, z nichž první, jak je obvyklé, je řízen základní taktovou frekvencí, zatímco druhý je řízen taktovou frekvencí, získanou z užitného signálu klíčováním a potřebným filtrováním. Případně se řízení filtru může provádět základní taktovou frekvencí. Možné oblasti použití vynálezu jsou v úrovňových ovladačích, v číslicových filtrech, korektorech, nebo jiných nastavovacích ústrojích ve zvukovém kanálu.

Description

Vynález se týká číslicového ovladače, který obsahuje první kvantovaný ovládací obvo,d, na jehož první vptup je zapojen první hradlový obvod, na jehož vstup je zapojen první čítač, jehož první vstup je spojen s výstupem pro základní taktové signály a druhý vstup je spojen s výstupem pro směrové signály řídícího přístroje.

Číslicové nastavovací členy pro techniku ve zvukových studiích jsou uspořádány většinou v podobě řetězcových obvodů, tvořených tlumícími členy anebo , zesilovacími stupni, jejichž činitelé tlumení, resp. zesílení, mohou vykazovat jenom několik málo nespojitých hodnot - dvě při použití spínače pro jeden stupeň. Příslušné kódování přepínatelných zesílení, resp. tlumení, v řetězci zaručuje, že v celkovém nastavitelném rozsahu asi 100 dB se může signálová úroveň měnit ve stejně kvantovaných stupních, zejména 1 dB. Skoková změna úrovně vytváří nežádoucí vedlejší spektra, jež jsou pociťována subjektivně jako rušivý praskot.

Jedno známé uspořádání k snižování takových rušení směšuje č íslicové a analogové obvodové principy tím, že číslicový nastavovací čleň doplňuje stavebnicovou skupinu, která představuje analogovou obvodovou techniku. To způsobuje problémy, mimo jiné při vylaďování a při reprodukoVatelnosti. Dále tu je riziko nežádoucích skoků v úrovni následkem překrytí. Změna náboje kondenzátoru se musí provádět v čase, který odpovídá spínací době číslicové techniky. Další nevýhodu nutno spatřovat v tom, že doplňkové analogové obvody pracují i tehdy, když není napojeno signálové napětí. Tím se jen zesiluje rušivý praskot působený přeslechem spínacích impulzů do cesty signálů.

Cílem vynálezu je zeslabení rušivého praskotu, aniž tím dochází k zesílení rušivého šumu v přenosových pauzách.

Rušivý praskot při změně zesílení za provozu číslicového regulátoru úrovně má nakonec svou příčinu v příliš velkých skocích kvantování. Aby se dosáhlo nej slabšího praskotu, nesmí být maximální úrovňový skok větší než asi 0,2 dB.

Úkolem vynálezu je doplnit známý číslicový ovladač stavebnicovou skupinou, kterou se dosahuje jemnějšího kvantování při změně tlumení anebo zesílení. V podstatě je tento úkol řešitelný odpovídajícím zvýšením taktové frekvence, tj.četnosti spínání, ve spojení s jemnějším kvantováním, resp. s jemněji kvantovaným ovládacím obvodem.

S tím je však spojeno zvětšení rušivého šumu, což má svoji příčinu v přeslechu spínacích impulsů do cesty zvukového signálu. Tyto šumy ruší při chybějícím signálním napětí tím více, čím vyšší je taktová frekvence.Přitom se mají odstranit analogové obvody a jejich nevýhody.

Tento úkol se řeší čislicovým ovladačem, který obsahuje první kvantovaný ovládací obvod s hrubým kvantováním, na jehož první vstup je zapojen první hradlový obvod, jehož první vstup je spojen s výstupem pro žákladní taktové signály a druhý vstup s výstupem pro směrové signály řídicího přístroje, jehož podstata spočívá v tom, že na druhý vstup prvního kvantovaného ovládacího obvodu s hrubým kvantováním je připojen druhý kvantovaný ovládací obvod s jemnějším kvantováním, na jehož první vstup je zapojen druhý hradlový obvod, na jehož vstup je připojen druhý čítač, přičemž na jeho vratný vstup je zapojen výstup pro základní taktový signál a na jeho vstup pro počítací impulsy je připojen výstup směrových signálů řídicího přístroje, jehož taktový vstup je spojen s výstupem prvku prahové hodnoty, na jehož vstup je připojen přípoj užitného signálního napětí.

Pro zmenšení rušení při přestavovacím, resp.nastavovacím, pochodu je uvedenému prvnímu kvantovaného ovládacímu obvodu předřazen druhý kvantovaný obvod s jemnějším kvantováním.Zapojení s druhým čítačem a druhým hradlovým obvodem je stejné jako u prvního kvantovaného ovládacího obvodu, s tím rozdílem, že drohý čítač má přídavný vratný vstup, na kterém jsou základní taktové signály, zatímco jeho taktový vstup je spojen se spoušťovým obvodem, který vytváří z užitného signálního napětí taktový signál.

Taktová frekvence musí být alespoň desetkrát větší než základní taktová frekvence, jestliže se má například uskutečnit skoková změna z 1 dB na 0,1 dB. Při určitých použitích je tedy výhodné nebo nutné, aby se v technice zvukového studia zařadil před spoušťový obvod

216 795 filtr, výhodně hornokmitočtová propusť.

Pro získání Optimálních časových průběhů je výhodné, jestliže dolní mezní frekvence hornokmitočtové propusti je řízena prostřednictvím řídicího vstupu, kterému je přiváděn základní taktový signál řídicího přístroje. S každým základním taktovým signálem se čítač konstrukční skupiny podle vynálezu vrátí zpět na určitý počáteční stav. Tím jsou zabezpečena jen minimální praskavá rušení.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení číslicového úrovňového ovládače za pomoci připojeného výkresu.

Na obr.l je znázorněno blokové schéma zařízení podle vynálezu.

Na obr.2 jsou znázorněny tři časové průběhy kvantované změny tlumení, resp.zesílení , přičemž křivku podle obr.2a je třeba přiřadit ovládacímu obvodu podle stávajícího stavu těch niky, podle obr.2b přídavnému obvodu a křivku podle obr.2c je třeba přiřadit řetězcovému spojení podle vynálezu.

Na obr.l jsou schematicky znázorněny konstrukční skupiny a sice první kvantovaný ovlá dací obvod 1 a hrubým kvantováním, první čítač_2, první hradlový obvod 8 s vlastnostmi kó dového převodníku a řídicí přístroj 3, přičemž toto schematické uspořádání představuje známé řešení číslicového úrovňového ovládače. Konstrukční bloky, tj.druhý kvantovaný ovládací obvod 4 s jemným kvantováním, druhý čítač 5, druhý hradlový obvod 9, hornokmitočtová propust 6 a prvek 7 prahové hodnoty, jsou součástmi, zapojení podle vynálezu pro zmenšení praskavých šumů.

Ve známé části zapojení podle obr.l má řídicí přístroj 2» skládající se například z impulsního generátoru nebo generátoru a tvarovacího obvodu impulsu, dva výstupy, které jsou spojeny se dvěma vstupy prvního čítače 2.První čítač 2 je prostřednictvím vedení 1 spojen s prvním hradlovým obvodem 8, který je opět spojen prostřednictvím vedení m s prvními řídicími vstupy prvního kvantového ovládacího obvodu 1 . Druhý vstup prvního kvantovaného ovládacího obvodu 1, který je u známého číslicového ovladače spojen přímo s přípojem Un užitného signálního napětí, je podle vynálezu spojen s výstupem druhého kvantovaného ovládacího ob vodu 4 s jemnějším kvantováním, zatímco druhý vstup je spojen s přípojem Un užitného signálního napětí. Rovněž jako u známého číslicového ovládače je také na první řídicí vstupy tohoto druhého kvantovaného ovládacího obvodu 4 s jemnějším kvantováním připojen prostřednictvím vedení o druhý hradlový obvod 2 ³ vlastnostmi kódového převodníku, před kterým je zapojen druhý čítač 5 prostřednictvím vedení n. U tohoto druhého čítače 5 je však pouzevstup, U/D počítacích impulsů spojen se stejným vstupem prvního čítače 2. Výstup pro základní taktové impulsy řídicího přístroje 3 je spojen s vratným vstupem druhého čítače £. Taktový vstup CP druhého čítače £ je připojen na výstup prvku 7 prahové hodnoty. Vstup prvku 7 prahové hodnoty je spojen přímo nebo výhodně v dalším rozvinutí vynálezu přes hornokmitočtovou propust 6 s přípojem Un užitného signálního napětí. Další výhodné rozvinutí spočívá v tom,že hornokmitočtová propust 6 má přídavný řídicí vstup S2, který je spojen s výstupem základního taktu řídicího přístroje 3, jak je čárkovaně znázorněno na obr.l.

U známého provedení vytváří řídicí přístroj 2 signály tj. směr a základní takt, které řídí čítač 2, který řídí prostřednictvím přiřazeného prvního hradlového obvodu 8 spínací prvky v prvním kvantovaném ovládacím obvodu 1 s hrubým kvantováním. Každý základní taktový impuls způsobí například zvýšení zesílení v prvním kvantovaném ovládacím obvodu 1 s hrubým kvantováním o 1 dB. Příslušný průběh křivky je znázorněn na obr.2a.

Podle vynálezu je pro analogový užitný signál s prvním kvantovaným ovládacím obvodem 1 s hrubým kvantováním předřazen druhý kvantovaný ovládací obvod 4 ³ jemným kvantováním,ovlivňující rovněž užitný signál jehož činitel tlumení, resp.zesílení, je měnitelný v menších skocích, například Ó,1 dB. Rozsah nastavování odpovídá skoku tlumení, resp. zesílení, prvního kvantovaného ovládacího obvodu 1 s hrubým kvantováním. Obr. 2b ukazuje průběh křivky, realizovaný druhým kvantovaným ovládacím obvodem 4 s jemným kvantováním. 0br.2o zobrazuje výsledný průběh křivky realizovaný druhým kvantovaným ovládacím obvodem 4 s jemným kvantováním.

216 795

Pro první kvantovaný ovládací obvod 1. a hrubým kvantováním jsou z literatury znány některé možnosti provedení, které spočívají obecně na stupňovitě řízených elektronickýoh zesilovačích, resp· odporových sítí. Druhý kvantovaný ovládací obvod £ s jemným kvantováním se od prvně jmenovaného odlišuje hlavně tím, že skoky mají jiné dimenzování a jiné časové rozestupy. Každé ze známých provedení s dostačující ovládací rychlostí je možné také použít po jednoduchých změnách dimenzí pro druhý kvantovaný ovládací obvod £.

Druhý kvantovaný ovládací obvod £ s jemným kvantováním je řízen druhým čítačem ji a druhým hradlovým obvodem 9, přičemž taktové impulsy jsou získávány vhodným klíčováním užitného signálního napětí v prvku 7 prahové hodnoty. Každý základní taktový impuls uvede druhý čítač 5 prostřednictvím budicího vstupu na určitý výstupní stav. Směr počítání druhého čítače 5 a jeho definovaný výstupní stav jsou závislé na směru ovládání, předem daném směrovým signálem R řídicího přístroje 3.

Taktová frekvence na taktovém vstupu CP druhého čítače 5 musí být nejméně lOkrát větší než základní taktová frekvence, jestliže se má realizovat změna .1 dB, jak se například v obr.2a zařízením podle vynálezu ve skocích 0,1 dB. Za tím účelem je použita propust, v technice tónového studia například hornokmitoČtová propusí 6, která je zařazena před prvek 7 prahové hodnoty.

Grafy v obr.2b a 2o vycházejí z toho, že taktová frekvence na druhém.čítači g jerovna dvacetinásobku základní taktové frekvence.

Aby se obdržely optimální průběhy křivek ve smyslu minimálních praskavých šumů, může se mezní frekvence hornokmitočtové propusti 6 měnit v závislosti na základní taktové frekvenci prostřednictvím řídicího vstupu S2.

Vynález je využitelný u číslicových ovladačů v technice zvukových studií a může se použít pro řízení úrovně, ale také i pro jiné nastavovaoí prvky zvukového kanálu, jako například filtry a odrušovače, resp.korektory, případně i pro jiné funkční jednotky zvukového kanálu, ve kterých se mají provádět kvantované změny tlumení, zesílení, frekvenoe nebe podobně.

Claims (3)

1. Čísiicový ovládač, obsahující první kvantovaný ovládací obvod, na jehož první vstup je zapojen první hradlový obvod, na jehož vstup je zapojen první čítač, jehož první vstup je spojen s výstupem pro základní taktové signály a druhý vstup je spojen s výstupem pro směrové signály řídicího přístroje, vyznačující se tím, že na druhý vstup prvního kvantovaného ovládacího obvodu /1/ s druhým kvantováním je zapojen druhý kvantovaný ovlááaoí obvod /4/ s jemným kvantováním, na jehož první vstup je zapojen druhý hradlový obvod /9/, na jehož vstup je zapojen druhý čítač /5/, přičeraž na jeho vratný vstup je zapojen výstup pro základní taktové signály a na jeho vstup /U/D/ pro počítací impulsy je zapojen,výstup /R/ směrových signálů řídicího přístroje /3/, jeho taktový vstup /CP/ je spojen s výstupem prvku /7/ prahové hodnoty, na jehož vstup je připojen přípoj /Un/užitného signální ho napětí.

2. Čísličový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi přípoj /Un/užitného signálního napětí a mezi vstup prvku /7/ prahové hodnoty je zapojena hornokmitoČtová propust/6/.

3ečíslioový ovladač podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že hornokmitoČtová propust /6/má přídavný řídicí vstup/S2/, který je spojen s výstupem pro základní taktové signály řídicího přístroje/3/.