CS255801B1 - Zapojení pro odstranění nežádoucích signálů ze sdělovacího kanálu - Google Patents

Abstract

Řešení spadá do oboru elektronika, resp. sdělovací technika. Očelem zapojení je odstranění nežádoucích signálů - - hluku při snímání řeči v hlučných prostorech mikrofonem, čehož se dosáhne zapojením dvou mikrofonů na předzesilovače, jejichž výstupy jsou připojeny na vstup rozdílového zesilovače, přičemž na výstup jednoho z předzesilovačů je zapojen vstup bloku synchronizace, jehož výstup je zapojen na vstup druhého předzesilovače. Zapojení je vhodné především ke snímání řeči v hlučných prostorech.

Description

Vynález se týká zapojení pro odstranění nežádoucích signálů ze sdělovacího kanálu, při snímání žádaného signálu akustickoelektrickým měničem - mikrofonem v hlučném prostředí.

Tento problém byl dosud řešen použitím mikrofonů nebo zesilovačů s vysokým dolním mezním kmitočtem. U tohoto způsobu dochází k pouze nedokonalému odstranění hluku a dochází navíc k omezení šířky přenášeného pásma kmitočtů.

Dále jsou používány tzv. gradientní mikrofony vyznačující se směrovou charakteristikou a to bud v provedení se společnou membránou nebo bez společné membrány. U těchto mikrofonů je nutná přesná shodnost fyzikálních vlastností obou snímacích systémů a z toho plyne přesná a náročná výroba těchto systémů. Navíc nedochází k úplnému odečtení signálů zvláště pro vyšší kmitočty.

Dále jsou používány tzv. hrdelní mikrofony, které snímají přímo chvění hlasivek. Tento způsob je použitelný pouze pro snímání řeči. Dále vznikají problémy hygienické v provozech s vysokou prašností a teplotou nebo mají-li se zařízením střídavě pracovat různé osoby.

Použití hrdelních mikrofonů je mnohdy nepohodlné.

Předložené řešení spočívá v tom, že akustický signál je snímán dvěma mikrofony 1 a 3. Výstupní signály z mikrofonů jsou zesíleny v předzesilovačích 2 ^a A ^a vzájemně odečteny v rozdílovém zesilovači J5. Mikrofon I je synchronizován výstupním signálem z bloku synchronizace 6, jehož vstup je připojen na výstup předzesilovače 4. Jeden z mikrofonů je umístěn v těsné blízkosti zdroje akustického signálu, který chceme sdělovacím kanálem přenášet a snímá tedy jak žádaný signál, např. řeč tak i nežádoucí signál - hluk. Druhý mikrofon je umístěn v blízkosti prvního tak, aby snímal pokud možno jen nežádoucí signál.

Ve srovnání s dosud používanými způsoby odstranění nežádoucích signálů ze sdělovacího kanálu dochází při použití výše popsaného způsobu k úplnějšímu odstranění nežádoucích signálů bez omezeni šířky přenášeného pásma. Nejsou kladeny zvláštní požadavky na shodnost mikrofonních systémů a přesnost výroby. Zařízení je přitom levné a jednoduché, snadno aplikovatelné. Nedochází k hygienickým problémům.

Na výkrese je uveden příklad konkrétního zapojení pro snímání řeči v hlučném prostředí. Oba mikrofony ia 3 nejlépe stejného typu jsou umístěny v jedné rovině ve vzdálenosti 5 až 10 cm od sebe například na tyčce připevněné ke sluchátkům. Osy mikrofonů jsou rovnoběžné. Signály z obou mikrofonů jsou zesíleny v předzesilovačích 2 a s přenosem Aj (j w | a Aj (jtu), kde

A je přenos j - imaginární jednotka tu - úhlový kmitočet.

Velikostí přenosů A^ (jtU) a A. (jdi) lze kompenzovat různou citlivost mikrofonů.

Oba signály jsou od sebe odečítány v rozdílovém zesilovači 5 s přenosem A. (jui )

A₃ (jm) = ^UvÝ^s.tupní .(t)^uvstupní rozdílové (t) kde u je napětí t - čas na jehož výstupu se již nevyskytuje nežádoucí signál.

Rozdíl fáze signálů z obou mikrofonů způsobený různým tlumením kmitajících systémů mikro3 fonů, tedy nikoliv naprosto stejným provedením obou mikrofonů, je odstraněn zapojením bloku synchronizace ji jehož vstup je připojen na výstup předzesllovače £ a výstup na výstup mikrofonu JL. Synchronizační člen může mít. například přenos

A. (jcu) = k. -A₂ (jud) kde k je konstanta určující míru synchronizace. Mikrofon _1 je tak nucen kmitat ve fázi s mikrofonem 2^. Budou-li použity mikrofony s tužkovou nebo osmičkovou charakteristikou, to je mikrofony citlivé pouze na signál přicházející v ose mikrofonu, pak dojde k odečtení všech akustických signálů dopadajících na oba mikrofony. Při použití mikrofonů s např. kulovou charakteristikou by nedošlo ke kompenzaci signálů přicházejících ve směru kolmém k ose mikrofonů vzhledem ke vzdálenosti obou mikrofonů a omezené rychlosti šíření zvuku a z toho plynoucího časového zpoždění elektrických signálů z jednoho a druhého mikrofonu.

Umístíme-li mikrofon 1^ před ústy hovořící osoby, mikrofon 2 vzhledem ke svému umístění a charakteristice nesnímá akustický signál, který chceme přenášet a nedojde tedy k odečteni tohoto signálu.

Tohoto principu lze použit zejména ke snímání řeči v hlučném prostředí např. továrních halách, kde úroveň hluku mnohokrát převyšuje úroveň užitečných signálů. Dále ho lze použít např. k zamezení nežádoucích zpětných akustických vazeb a k snímání jiných než akustických signálů v prostředí, kde se vyskytují rušivé signály nežádoucího druhu a kmitočtu.

Claims (1)

1. Zapojení pro odstranění nežádoucích signálů ze sdělovacího kanálu při snímání řeči v hlučném prostředí mikrofony vyznačující se tím, že výstup prvního mikrofonu (1) je připojen přes první předzesilovač (2) na první vstup rozdílového zesilovače (5), na jehož druhý vstup je připojen výstup druhého předzesllovače (4), připojeného svým vstupem k výstupu druhého mikrofonu (3), přičemž výstup druhého předzesllovače (4) je připojen na vstup bloku synchronizace (6), který je svým výstupem připojen na výstup prvního mikrofonu (1).