CS243496B2 - Microphones and loudspeakers ouput stages connection especially for dispatching systems - Google Patents

Description

(54) Zapojení koncových stupňů mikrofonů a reproduktorů, zvláště pro dispečerské systémy

Řešení se týká zapojení koncových stupňů mikrofonů a reproduktorů, zvláště pro dispečerské systémy. Zapojení podle vynálezu je opatřeno regulovatelným zesilovačem s regulačními vstupy tónovaného kmitočtu a stejnosměrného napětí, komprarátorem, ependérem, jednotkou určení regulačních časů a jednotkou nastavení zpětnovazebního řízení úrovně.

Úroveň výstupního signálu je v řečovém rozsahu maximální a zesílení zapojení bude menší jak při malých, tak při velkých úrov-> nich vstupního signáíu.

Prostřednictvím zvýšení úrovně vstupu řeprodukturu při zmenšení zpětného tlumení se jednotkou nastavení zpětnovazebního řízení úrovně a regulačním vstupem tonového kmitočtu regulovatelného zesilovače udržuje zesílení smyčky na konstantní hodnotě.

Zapojení koncových stupňů mikrofonů a reproduktorů zvláště pro dispečerská systémy.

Vynález se týká zapojení koncových stupňů mikrofonů a reproduktorů, zvláště pro dispečerské systémy s hvězdicovou sítí nebo společenskými vedeními.

Centrální řídící pulty dispečerského systému s hvězdicovou sítí nebo společenskými vedeními, stejně jako eystény se smíšenou výstavbou je třeba opatřit koncovými stupni mikrofonů a reproduktorů.

Koncové stupně mikrofonů a reproduktorů by měly být navršeny tak, aby na jedné straně zapojení jejiéh zesilovače mikrofonů zesilovalo,šumy pouze málo a v oblasti řeči zajistilo velké, co možná maximální, zesílení, přičemž při velké vstupní úrovni by výstupní úroveň neměla překročit předem stanovenou hodnotu, a na druhé straně by měla být možnost udržet zesílení smyčky obvodu i při vytvoření konferenčního spojení, kdy je zpětný útlum malý, na konstantní hodnotě.

Dosud známá koncová zapojení mikrofonů a reproduktorů jsou opatřena tzv. zapojeními omezovačích zesilovačů. Použitím omezujícího zesilovače lze sice udržet výstupní úroveň ne určité hodnotě, nicméně zesílení smyčky zapojení nabývá při řízení s malými signály maximální hodnoty, čímž je u těchto zapojení koncových stupňů mikrofonů a reproduktorů zesílení Šumů větSÍ, než zesílení užitečných signálů.

Je známo zapojení óhezovacího zesilovače, jehož cílem je zmenšení integrační doby. Podstata tohoto řešení spočívá v tom, že nabití integrační dobu určující kapacity so neprovádí výstupním signálem zesilovače, ale prostřednictvím proudového zdroje řízeného výstupním signálem. Použité zapojení má nicméně při nepřítomnosti vstupních signálů'maximální zesílení a řízení zpětnou vazbou uskutečňuje pouze při kladných napěťových špicích.

Je znám i rychle fungující limiter, případně dynamický kompresor, který se v důsledku melého zkreslení používá v prvé řadě ve studiové technice a je určen také ke společnému řízení více signálů. Bez signálu, popřípadě při malých vstupních signálech se u tohoto řešení nastavuje také maximální zesílení, čímž se ěum na malých signálových úrovních značně zesílí.

Dále je znám i automatický regulátor úrovně, který jo opatřen limitérem a bez vstupní úrovně nevykazuje maximální zesílení, řízení zpětnou vazbou nicméně není plynulé, nýbrž při dané úrovni skokové.

Cíl vynálezu spočívá v dosažení takového zapojení, při kterém je výstupní úroveň v řečové oblasti maximální a kde se hodnota zesílení jak při malé, tak při velké vstupní úrovni signálu zeslabí, přičemž zesílení smyčky může být udrženo na konstantní hodnotě. Daná úloha je vyřeěena tím, že zapojení je opatřeno zesilovačem, komparátorem, s výhodou okénkovým komparátorem, expandérem,.jednotkou určení regulačních časů a jednotkou nastavení zpětnovazebního řízení úrovně, přičemž regulovatelný zesilovač je opatřen regulačním vstupem stejnosměrného napětí a tónového kmitočtu. Vstup mikrofonu je připojen no vstup tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače. Výstup tónového.kmitočtu regulovatelného zesilovače je na jedné straně spojen se vstupem tónového kmitočtu expandéru a na druhé straně se vstupem tónového kmitočtu komporátoru, s výhodou okénkového komperátoru. Výstup zapojení komparátoru je přiveden na vstup jednotky určení regulačních časů, zatímco výstup jednotky určení regulačních časů, je připojen na regulační vstup stejnosměrného napětí regulovatelného zesilovače. Na regulační vstup tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače je přiložen výstup jednotky nastavení zpětnovazebního řízení úrovně.

Výstup tónového kmitočtu expandéru je připojen ne vysílací stranu čtyřdrátového vedení, zatímco přijímací strana čtyřdrátového vedení je přivedena na vstup výkonového zesilovače. Společný bod výstupů výkonového zesilovače a vstupů jednotky nastavení zpětnovazebního řízení úrovně se nachází na reproduktoru. Výhodné je vložit mezi vstup mikrofonu a vstup tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače přizpůsobovací stupeň a předzeeilovací stupeň.

Výstup tónového kmitočtu expandéru jé s výhodou veden přes přizpůsobovací jednotku a/nebo rozvodnou sít tónového kmitočtu na vysílací stranu čtyřdrátového vedení.

Výhodné je, jestliže je přijímací strana čtyřdrátového vedení připojena přes přizpůsobovací jednotku a obvod filtiu ne vstup výkonového zesilovače. Výstup tónového kmitočtu expandéru může být přiveden na vstup směšovacího zesilovače a výstup výkonového zesilovače na dalSÍ vstup směšovacího zesilovače, zatímco výstup smišovacího zesilovače je připojen s výhodou přes přizpůsobovací člen ne paměť* signalizace.

Je déle výhodné připooit oddělený výstup přizpůsobovací jednotky, připojené na přijímaaí stranu čtyřdrátového dělení, na vstup vnějšího výkonového nebo liniového zesilovače.

Prostřednictvím zapojení podle vynálezu se dosáhne, že v řečové oblasltX n^s^t^x^itsle na úrovni vstupních signálů je úroveň výstupních signálů regulovatelného zesilovače konstantní, tím se nemění úroveň signálu na vstupu expandéru a tím je v této oblasti hodnota výstupní úrovně mmaiiróánn. U vstupních signálů s velkou úrovní se zesílení nastavitelnáho zesilovače zmeenuje, zatímco expandár při vstupních signálech o malé úrovni pod mezní úrovní zmenšuje zesílení vstupních signálů. Zvýšení vstupní úrovně reproduktoru, ke kterému dochází při zmenšení zpětného útlumu, udržuje přes jednotku nastavení zpětnovazebního řízení úrovně a regulační vstup tónového kmitočtu nastavitelného zesilovače zesílení smyčky na konstantní úrovni.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiložených obrázků, kde na obr. 1a je znázorněna závislost úrovně výstupního signálu nastavitelného zesilovače na úrovni vstupního signálu mikrofonu, ne obr. 1b je znázorněna závislost úrovně výstupního signálu expanděru na úrovni vstupního signálu expandéru, na obr. 1c je znázorněna závislost úrovně výstupního signálu mikrofonu a ·na obr. 2 je blokové schéma příkladného provedení zapojení podle vynálezu.

Na obr. 1a je znázorněna úroveň výstupního signálu ^uay nastavitelného zesilovače 3 v závislosti na úrovni U_a vstupního signálu mikrofonu. Obr. 1b znázorňuje závislost úrovně výstupního signálu g expandáru na úrovni vstupu υθ^_η £ expandáru, zatímco ne obr. 1c je znázorněna charak^ereti-ka úrovně výstupního signálu U_aUa g expandéru v z^n^vi^loi^ti na úrovni U_B vstupního · signálu mikrofonu, přičemž Au představuje hodnotu napěťového zesílení.

Jak je zřejmé z obr. 1,'je u příkladného provedení zesílení zapojení při úrovni vstupu -60 ms^amian, přičemž u dané hodnoty jsou libovolně . zvolené jednotky, a tak bude jak při stouppaící tak při klesající vstupní úrovni menní.

Výstavba zapojení zaručuje, že rozsah a místo maxirnmáního zesílení je podle potřeby nastavitelné. V obr. 2 znázorněné příkladné provedení zapojení podle vynálezu je vybaveno ragulovateá]ým zesilvvačem J, kommpeétorem 4, s výhodou okénkovi komj^p^aT^iLoi^e^m, exp^dérem 6, . jednotkou 2 určení regulačních časů, jednotkou 1.1 nastavení zpětnovazebního řízení úrovně, přizpůsobovacími jednotkami Z, 8 a obvodem £ filtru, přičemž regulovatelný zesilovač 3 je vybaven regulačním vstupem 3c steáno8měráéhl napěltY a regulačním vstupem 3d tónového kmitočtu. Vstup la mikrofonu je připojen přes přizpůsobovací stupeň 1 a stupeň 2 předzesiloveče na vstup Jg tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače J.

Výstup 3d tónovaného kmitočtu regulovatelného zesilovače J je jednak přiveden na vstup 6a tónového kmitočtu expandáru 6a i na vstup 4a tónového kmitočtu kommpaátoru 4.

Výstup 4b zapojení kompprátoru £·je spojen se vstupem 5a jednotky 5 určení regulačních šasů. Výstup 5c jednotky 2 určení regulačních časů je připojen na regulační ' vstup Jc stsnnoměrného napětí regulovatelného zesilovače. Na . regulační vstup 3b tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače 3 je přiložen výstup 11b jednotky Ц nastavení zpětnovazebního řízení úrovně. Výstup 6b tónového kmitočtu expanděru í Je s výhodou připojen přes přizpůsobovací jednotku 7 na vysílací stranu 7b čtyřdxé^ového vedenn, zatímco přijímací strana 6a čtyřdxéítového vedení je připravena přes přizpůsobovací jednotku g a filtrační obvod na vstup 10a výkonového zesilovače. Společný bod výstupu ,10 b výkonového zesilovače 10 a vstup 11a jednotky 11 nestavení zpětnovazebního řízení úrovně je připojen na reproduktor.

V obr. 2 znázorněné příkladné provedení zapojení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem. Signál tónovéto kmitoju mikrofonu se přivádí přes přizpůsobovací ^upen 1 a stupeň 2 předzesilovače na vstup 3a tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače 3· Signál zesílený regulovatelným zesioovačem 3 přichází na vstup 4e tónového kmitočtu kommpartoru 4. Když okammité špičkové hotaoty zesílených . signálů nepřekročí srovnávací úroveň kompaaátoru 4, nevytváří tento kommeertor na výstup 4b zapojení žádný signál. Př nepřítomnost zvukového signálu nedává jednotka . 5. regulační časy žádné ...

regulační do regulačního vstupu 3c stannoPětΏáhl neppětí regulovatelného zesilovače

3. ^{V t}^om^to p^pa^ má regulovatalný zeíilovs^č 3 maxlmjní zesítaní.

Při předem dané hodnotě úrovně signálu mikrofonu se na výstupu dosáhne požadovaná maaiitalní výstapií ^úrove^ň. ^Srovnávací ^úrove^ň klm^pps‘^rtoru 4 je nestavena na tato výstu^ímu nap0ní přiřazenou hodnotu.

Při dalším nárůstu mikrofonu vytváří komposátor 4 na svým výstupu 4b spínací signál. Pak připojuje jednotka g určení regulačních časů, s určitým malým zpožděním, regulačních napěn na regulační vstup 3c stannomětnláho n^]^í^t^:í regulovatelného zesilovače zmeení. Kompeaétor 4 vytváří tato regulační napětí tak dlouho, jak dlouho se nachází signál tanov^o kmitočtu vně srovnávací ^úrovně. Účinkem spín^íta signálu zvyšuje jednotaa 5 určení regulačních časů své regulační napětí tak dlouho, až se zesSlení regulovatelného zesilovače 3 tak sníží, aby se výstupní signál doal^eX pod srovnávací úroveň.

Z výše popsaného - je zjevné, že se zesílení při zvyš^ící se úrovni signálu mikrofonu zmeeníu«.

Z výstupu 3d regulovatelného zesilovače 3 přichází signál mikrofonu přes expandár a přizpůsobovací jednotku Z ne vedenn, popřípadě ne obrázku znázorněný rozdělovači obvod tanov^ého kmitočtu. Ea^pandér 6 má tu vlažnost, ^že jeho zesílení je ^při vstavím signálu 0 dB jednotné, při zvyS^ících se úrovních vstupních signálů úměrně roste a př ubýývacích úrovních vstupního signálu úměrně klesá.

Při konstantní úrovni vstupního signálu je takto jeho zesílení také konstantní. ^K tamuto případu dochází v oblasta. ^V př^íeadё^{, kdy} se však ^úroveň vstu^pního signálu zmeeníu®, je rozsah snížení úrovně výstupního signálu větší, jak je vidět na obr. 1.

Z toho je zřejmé, že expandér 6 při malých úrovních signálu mikrofonu zesílení smenn^e.

Na vedlejších stanicích připojených k systému se signál do určité míry vrací zpět. Tento návrat mé důvody buá elektrické, to jest nepřizpůsobení^ nebo sku8Sická. Tyto odrazové jevy, které se mohou měnnt, jsou pouze nespolehlivě regulovatelné. Nicméně jsou obsaženy v zesílení smyčty.

K zajištění stabHHy systému je třeba zesílení smrčky udržet pod kritickou hodnotou. Tato úloha je řešena jednotkou 11 . nastavení zpětnovazebního řízení úrovně.

Při'snížení zpětného útlimu . se zvětšuje řídicí signál reproduktoru, z něhož - jednotka nastavení zpětnovazebního řízení úrovně . přivádí úměrné regulační na regulační vstup 3b tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače 3·

Reeglovetelný zesilovač 3 zmenšuje své zesílení úměrně s velikostí na jeho regulační vstup 3b tónového kmitočtu přicházející úrovně signálu a zmenšuje tím současně zesílení smrčty· Spotaí prahová úroveň zpětnovazebního řízení je libovolně nastavitelná·

Signály při.cházzeící z výstupu 6b t^ónov^ého kmitočtu expandéru 6 a ž výstupu 10b výkonového zesilovače 10 na vstupy 12a, 12b směšovacího zesilovače 12 mohou být přivedeny přes přizpůsobovací člen 13 na obr· 2 neznázoměnou pianěť* si&inaizace, přičemž v paměěi signalizace, což je například mmapneofon, se objevuje jak výstupní signál výkonového zesilovače 10· Signál oЪievulíc:í se na odděleném výstupu 8b přizpůsobovací jednotky 8 může být přiveden na vnější výkonový nebo liniový zesilovač·

Rcenu-ační a zesilovací jednotky zapojení podle vynálezu mohou být provedeny pomocí integrovaných obvodů, přičemž se dosáhne milých nároků na prostor a malé spotřeby· Zapojení podle vynálezu může být pouHto s výhodou v dispečerských systémech s hvězdicovou ϋί a společenskými vedeními·

Claims (5)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1 · Opojení koncových stupn^ů mi^kro^fon^ů a red^torů, zvl^tě pro dis^pečers^ké systémy vybavené regulovat ennýi zesilovačem s regulačními vstupy tonového kmitočtu a stennoměrného napěěí, kompparZtorem, expandérem, jednotkou určení časů a jednotkou nastavení zpětnovazebního říťení úrovně vyznnauuící se tím, že vstup (1a) mikrofonu je připojen na vstup (3a) tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače (3), zatímco výstup (3d) tónového kmitočtu regulovatelného zesilovače (3) je připojen na vstup (6a) tónového kmitočtu expandéru (6) a na vsUip ⁽4e⁾ tónového kmitočtu komparátoru ⁽4⁾, výstaip ^{(4b) k}omparétoru ⁽4⁾ je připojen na vstup (5a) jednotky (5) určení regulačních časů, jejíž výstup (5c) je přiložen k regulačnímu vstupu (3c) stennoměrného nappěí, zatímco výstup (11b) jednotky (11) nastavení z^-toovazebn^o řízení ^úrovně je spojen s regulacím vstupem ⁽3^b) lnového kmitočtu regulovatelného zesilovače (3), výstup (6b) tónového kmitočtu expandéru (6) je připojen k vysOací straně (7b) čtyřdrátového vedení, jehož přijímací strana (8a) je přivedena ne vstup (10a) výkonového zesilovače (10), zatímco společný bod výstupů (10b) výkonového zesilovače (10) á vstupu (11a) jednotky (11) nastavení zpětnovazebního řízení úrovně je připojen na reproduktor·

2· Zapojení podle bodu 1, vyzn^č^cí se tím, že mezi vstup (,1a) mikrofonu a vstup ⁽³e^{) tó}nové^ho kmitočtu regulovSelného zesiloval ⁽³⁾ je zařazen přizpůsotovací s^íl^peⁿ (1) a ^přzdeeiilovrcí stupeň (2).

³· ^Zapojení podle todu 1 ne^bo 2 vyznnatLujcí se tím, ^že mezi výstupem ^{(6b) tó}nové^ho kmitočtu expanděru (6) a vyssiací stranou (7d) čtyřdíá^ového vedení je přizpůsobovací jednotka (7) a/nebo rozdělovači obvod tónového kmitočtu,

4· Zapojení podle bodů 1 až 3, vyznaačujcí se tím, že přijímací strana (8a) čtyřdrátového vedení - je připojena přes přizpůsobovací jednotku (8) · a obvod filtu (9) je připojen na vstup (10e) výkonového zesilovače (10)·

5· Zapojení podle bodů 1 až 4, vyz^av^jcí se tím, že výstup (6b) tónového kmitočtu expandéru (6) je přiveden ne vstup (12e) směSovacího zesilovače (12) a výstup (10b) výkonového zesilovače (l0)j^e přiveden na další vstup (12b) s^^^ě5c^o^v^(^1ího zesilovače, zatímco výstup (12c) zesilovače je s výhodou připojen ořeš přizpůsobovací člen (13) na parně t signalizace·