CS216795B1

CS216795B1 - Digital driver

Info

Publication number: CS216795B1
Application number: CS468978A
Authority: CS
Inventors: Reinhard Adam
Original assignee: Reinhard Adam
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1982-11-26
Also published as: DD131608B1; DD131608A1

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.The invention relates to a digital controller, especially for audio technology, such as a level controller. In order to reduce crackling noises even during transmission pauses, the task of the invention lies in finer quantization outside of transmission pauses. The essence of the invention lies in the connection of one coarsely quantized and another finely quantized control circuit, the first of which, as usual, is controlled by the basic clock frequency, while the second is controlled by the clock frequency obtained from the useful signal by keying and the necessary filtering. Alternatively, the filter control can be carried out by the basic clock frequency. Possible areas of application of the invention are in level controllers, in digital filters, correctors, or other adjustment devices in the audio channel.

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.The invention relates to a digital controller comprising a first quantized control circuit, d, the first input of which is connected to a first gate circuit, the input of which is connected to a first counter, the first input of which is connected to an output for basic clock signals and output for directional signals of the control device.

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.The digital actuators for sound engineering techniques are usually arranged in the form of chain circuits, consisting of damping elements or amplification stages, whose damping or damping factors, respectively. amplification, can show only a few discontinuous values - two when using a switch for one stage. Corresponding coding of switchable gains respectively. Damping, in the chain, guarantees that within a total adjustable range of about 100 dB, the signal level can vary in equally quantized degrees, in particular 1 dB. A step change in the level creates undesirable side spectra, which are subjected to a disturbing crack.

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.One known arrangement for reducing such disturbances mixes digital and analog circuit principles by adding a digital adjusting member to a modular assembly that represents an analog circuit technique. This causes problems, inter alia, during tuning and reproducibility. Furthermore, there is a risk of undesirable jumps in the level due to overlap. The capacitor charge must be changed at a time corresponding to the switching time of the digital technology. Another disadvantage is that additional analog circuits work even when the signal voltage is not connected. This only amplifies the disturbing crackle caused by crosstalk of switching pulses into the signal path.

Cílem vynálezu je zeslabení rušivého praskotu, aniž tím dochází k zesílení rušivého šumu v přenosových pauzách.It is an object of the present invention to attenuate a disturbing cracking without increasing the disturbing noise in transmission pauses.

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.The disturbing cracking of the gain change during operation of the digital level controller ultimately has its cause in too large quantization jumps. In order to achieve the slightest cracking, the maximum level jump shall not exceed about 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.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to add a known numeric actuator to a modular group which provides a finer quantization when the attenuation or amplification is changed. In essence, this task can be solved by correspondingly increasing the clock frequency, i.e. switching frequency, in conjunction with finer quantization, respectively. with a finer quantized control circuit.

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.However, this is associated with an increase in disturbing noise, which is due to the crosstalk of switching pulses in the path of the audio signal. In the absence of signal voltage, these noise cancel the more the higher the clock frequency. In addition, the analog circuits and their disadvantages are to be eliminated.

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.This task is accomplished by a digital controller comprising a first quantized control circuit with coarse quantization, the first input of which is connected to the first gate circuit, the first input of which is connected to the output for basic clock signals and the second input to the directional signal output of the second is a second quantized control circuit with finer quantization connected to the second input of the first quantized coarse quantization control circuit, the first input of which is connected to the second gate circuit, to which the second counter is connected, the return input of which is the output for the basic clock signal is connected and its output for the counting pulses is connected to the direction signal output of the control device, the clock input of which is connected to the output of the threshold element to which the utility signal voltage connection is connected.

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.In order to reduce interference during the adjusting or adjusting process, the first quantized control circuit is preceded by a second quantized circuit with finer quantization. The connection to the second counter and the second gate circuit is the same as that of the first quantized control circuit, except that the counter has a false counter. an additional return input on which the basic clock signals are present, while its clock input is connected to a trigger circuit, which generates a clock signal from the utility signal voltage.

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 obvodThe clock frequency must be at least ten times greater than the basic clock frequency if, for example, a step change from 1 dB to 0.1 dB is to be made. Thus, in certain applications it is advantageous or necessary for the sound studio technique to be placed upstream of the trigger circuit

216 795 filtr, výhodně hornokmitočtová propusť.216,795, preferably a high-pass filter.

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.In order to obtain optimum waveforms, it is advantageous if the lower cutoff frequency of the high-pass filter is controlled by a control input to which the basic clock signal of the control device is supplied. With each basic clock signal, the component counter according to the invention returns to a certain initial state. This ensures minimal cracking.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení číslicového úrovňového ovládače za pomoci připojeného výkresu.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing of a digital level controller.

Na obr.l je znázorněno blokové schéma zařízení podle vynálezu.1 is a block diagram of a device according to the invention.

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.Fig. 2 shows three time courses of quantized damping or gain, with the curve of Fig. 2a being assigned to the control circuit according to the current state of the niche, according to Fig. 2b to the auxiliary circuit and the curve according to Fig. the connection according to the invention.

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.1 schematically shows the assemblies, namely the first quantized control circuit 1 and coarse quantization, the first counter 2, the first gate circuit 8 with the properties of the code transducer and the control device 3, this schematic arrangement being a known solution of a digital level controller. The construction blocks, i.e., the second quantized control circuit 4 with fine quantization, the second counter 5, the second gate circuit 9, the high-pass filter 6 and the threshold value element 7, are components of the invention according to the invention for reducing cracking noises.

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.In the known wiring part according to FIG. 1, the control device 2, comprising, for example, a pulse generator or a generator and a pulse shaping circuit, has two outputs which are connected to two inputs of the first counter 2. The first counter 2 is connected to the first gate via line 1. the circuit 8, which is again connected via a line with the first control inputs of the first quantum control circuit 1. According to the invention, the second input of the first quantized control circuit 1, which in the known numerical actuator is connected directly to the signal supply voltage Un, is connected to the output of the second quantized control circuit 4 with finer quantization, . Also, as in the known numerical controller is also on the first control inputs of the second quantized control circuit 4 with finer quantizing connected via a conduit to the second gate circuit 2 ³ properties of the code converter, in front of which is connected the second counter 5 through line n. In this second counter 5 however, the input U / D of the counting pulses is connected to the same input of the first counter 2. The output for the basic clock pulses of the control device 3 is connected to the return input of the second counter 6. The clock input CP of the second counter 6 is connected to the output of the threshold element 7. The input of the threshold value element 7 is connected directly or preferably in a further development of the invention via a high-pass filter 6 to a connection Un of a useful signal voltage. Another advantageous development is that the high-pass filter 6 has an additional control input S2 which is connected to the output of the basic clock of the control device 3, as shown in dashed lines in FIG.

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.In the known embodiment, the control device 2 generates signals, i.e. direction and base clock, which are controlled by a counter 2, which controls, via the associated first gate circuit 8, the switching elements in the first quantized control circuit 1 with coarse quantization. For example, each basic clock pulse causes an increase in gain in the first quantized control circuit 1 with a rough quantization of 1 dB. The corresponding waveform is shown in Fig. 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.According to the invention the utility analog signal quantized to the first control circuit 1 with a rough quantizing quantized upstream of the second control circuit 4 fine quantizing ^3, also affecting the utility signal whose damping factor, resp.zesílení, is variable in small increments, e.g., 1 dB. The adjustment range corresponds to the damping jump, respectively. amplification of the first quantized control circuit 1 with coarse quantization. Giant. 2b shows the waveform of the second quantized control circuit 4 with fine quantization. Fig. 20 shows the resulting waveform curve implemented by the second quantized control circuit 4 with fine quantization.

216 795216 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 £.For the first quantized control circuit 1 and coarse quantization, some embodiments are known from the literature, which generally rely on step-controlled electronic amplifiers or resistive networks. The second quantized control circuit 6 with fine quantization differs from the latter mainly in that the jumps have different sizing and time spacing. Each of the known embodiments with sufficient control speed can also be used after simple dimension changes for the second quantized control circuit 6.

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.The second quantized control circuit 6 with fine quantization is controlled by the second counter 11 and the second gate circuit 9, the clock pulses being obtained by suitable keying of the useful signal voltage in the threshold value element 7. Each basic clock pulse brings the second counter 5 to a specific output state via the drive input. The counting direction of the second counter 5 and its defined output state are dependent on the control direction predetermined by the direction signal R of the control device 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.The clock frequency at clock input CP of the second counter 5 must be at least 10 times greater than the basic clock frequency if a 1 dB change is to be realized, as in Fig. 2a of the invention by 0.1 dB jumps. For this purpose, a filter is used, in the tone study technique, for example, a high frequency filter 6 which is placed before the threshold element 7.

Grafy v obr.2b a 2o vycházejí z toho, že taktová frekvence na druhém.čítači g jerovna dvacetinásobku základní taktové frekvence.The graphs in Figs. 2b and 2o assume that the clock frequency on the second counter g is twenty times the basic clock frequency.

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.In order to obtain optimal waveforms in terms of minimum cracking noises, the cutoff frequency of the high-pass filter 6 can be varied depending on the basic clock frequency via control input 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.The invention is applicable to digital controllers in sound engineering techniques and can be used for level control, but also for other sound channel adjusters, such as filters and suppressors or correctors, possibly also for other functional sound channel units in which they should make quantized changes to damping, amplification, frequency or the like.

Claims

1. A numerical controller comprising a first quantized control circuit, the first input of which is connected to a first gate circuit, the input of which is connected to a first counter, the first input of which is connected to an output for basic clock signals and the second input is connected to an output for direction signals. control apparatus, characterized in that a second quantized control circuit (4) with fine quantization is connected to the second input of the first quantized control circuit (1) with the second quantization, the first input of which is connected to the second gate circuit (9), the input of the second counter (5) is connected, while its return input is connected to the output for the basic clock signals and its input (U / D) for the counting pulses is connected, the output (R) of the direction signals of the control unit (3), its clock input (CP) is connected to the output of the threshold element (7) to which an input (Un) of the useful signal voltage is connected.

2. The numerical control according to claim 1, characterized in that a high-pass filter (6) is connected between the connection (Un) of the useful signal voltage and the input of the threshold element (7).

3-digit controller according to Claims 1 and 2, characterized in that the high-pass filter (6) has an additional control input (S2) which is connected to the output for the basic clock signals of the control device (3).