FR2513839A1

FR2513839A1 - Ambient noise responsive volume control e.g. for car audio - uses discriminator to rectify microphone output for comparison with gain controlled signal to adjust circuit gain

Info

Publication number: FR2513839A1
Application number: FR8118193A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1981-09-28
Publication date: 1983-04-01

Abstract

A discriminator (D) produces a rectified output signal proportional to the ambient noise received by a microphone (MC). The discriminator output is applied to a comparator (CP) which processes this ambient signal with a signal voltage (Vs) taken after AGC action from a signal source (SE). The operational resistances (RS,RB) at the comparator inputs one chosen as a function of the required ratio of useful signal to ambient noise. When the comparator output is low, a transistor switch (T) is open and the voltage on a compactor (C) tends towards the noise voltage level (VB). When the comparator output is high the transistor switch closes and the capacitor discharges to lower the AGC gain. The cycle repeats and the time constant for the charge or discharge of the capacitor is chosen to give the required dynamic noise compression.

Description

La présente invention a pour objet un perfectionnement des dispositifs
insérés dans les amplificateurs audio qui permettent l'ajustage automati
que du niveau des sources sonores utiles dans les milieux à bruyance va
riable.The subject of the present invention is an improvement of the devices
inserted in audio amplifiers which allow automatic adjustment
that the level of useful sound sources in noisy environments goes
reliable.

Les nombreuses recherches effectuées dans ce domaine ont porté princi
palement sur les moyens proposés pour obtenir une tension proportionnelle
au bruit ambiant malgré la présence de signal utile dans la tension saisie
par le micro. Nous avons nous même proposé une solution qui a fait l'objet d'une demande de brevet publiée en France sous le NO 2 466 901 à laquelle
le lecteur peut se reporter s'il n'est pas familiarisé avec le sujet.The numerous researches carried out in this field have focused
understanding of the means proposed to obtain a proportional voltage
to ambient noise despite the presence of a useful signal in the input voltage
through the microphone. We ourselves have proposed a solution which was the subject of a patent application published in France under NO 2 466 901 to which
the reader can refer if he is not familiar with the subject.

Dans tous les dispositifs connus (y compris le notre) le gain du système d'amplification est proPortionnel au bruit ambiant. Or, l'utilisation pra
tique montre que ces dispositifs sont insuffisants à satisfaire l'utilisa
teur. En effet, lorsqu'on roule en voiture à vitesse constante élevée le bruit est constant mais il est impossible d'écouter la majorité des oeuvres
classiques sans retoucher plusieurs fois le bouton de puissance.Ainsi, même lorsque le bruit est constant le gain doit être rendu variable pour
tenir compte de la dynamique du signal.In all known devices (including ours) the gain of the amplification system is proportional to the ambient noise. However, the use pra
tick shows that these devices are insufficient to satisfy the user
tor. Indeed, when driving in a car at constant high speed the noise is constant but it is impossible to listen to the majority of works
without touching up the power button several times. So even when the noise is constant, the gain must be made variable to
take into account the dynamics of the signal.

D'autre part, dans une ambiance bruyante le confort d'écoute est jugé
optimal lorsque le niveau du signal utile est assez élevé pour être lisible mais pas trop car un signal trop fort est souvent considéré comme une gêne supplémentaire. Dès lors, il est superflu et même génant d'augmenter
le niveau du signal lorsque le bruit augmente si le niveau du signal est déja élevé par rapport au bruit.On the other hand, in a noisy atmosphere, listening comfort is judged
optimal when the level of the useful signal is high enough to be readable but not too much because too strong a signal is often considered as an additional annoyance. Therefore, it is superfluous and even annoying to increase
the signal level when the noise increases if the signal level is already high compared to the noise.

Ainsi, les systèmes connus ne fonctionnent pas de manière conforme à l'attente de l'auditeur. La figure 1 en représente schéma général. Ils
ne diffèrent que dans le mode d'optention de la tension de bruit que nous
avons schématisé par un discriminateur D à la sortie duquel on dispose
d'une tension redressée proportionnelle au bruit ambiant soit VB. Un micro MC recueille l'ambiance sonore composée de signal utile S et de bruit ambiant nuisible B. Le discriminateur D sépare les composantes de signal utile et de bruit ambiant. A la sortie du discriminateur, la tension VB est appliquée directement via un interrupteur chargé de mettre le système hors fonction, comme tension de commande VC de l'AGC. Ainsi, la source de signal SE appliquée à l'entée de l'AGC est amplifiée selon VC donc VB.Thus, the known systems do not operate in accordance with the expectation of the auditor. Figure 1 shows a general diagram. They
differ only in the mode of option of the noise voltage that we
have schematized by a discriminator D at the exit of which we have
of a rectified voltage proportional to the ambient noise, ie VB. A microphone MC collects the sound environment composed of useful signal S and harmful ambient noise B. The discriminator D separates the components of useful signal and ambient noise. At the output of the discriminator, the voltage VB is applied directly via a switch responsible for putting the system off, as the control voltage VC of the AGC. Thus, the signal source SE applied to the input of the AGC is amplified according to VC therefore VB.

Il est ensuite appliqué à un amplificateur de puissance AP puis à un haut parleur HP. Ainsi, de tels systèmes sont insuffisants à satisfaire l'auditeur. It is then applied to an AP power amplifier and then to an HP speaker. Thus, such systems are insufficient to satisfy the listener.

Le dispositif suivant l'invention permet d'élaborer à partir des niveaux de signal et de bruit une tension de commande VC plus apte à piloter l'AGC en permettant d'obtenir un résultat plus conforme à l'attente -de l'auditeur. The device according to the invention makes it possible to develop, from the signal and noise levels, a control voltage VC more suitable for controlling the AGC while making it possible to obtain a result more in accordance with the expectation of the listener.

Un exemple de réalisation est illustré figure 2. Un comparateur CP compare une tension de signal VS prélevée après ï'AGC et préalablement redressée et mise à niveau par P à une tension de bruit VB. Le rapport de comparaison RS/RB qui peut être variable est déterminé en fonction du rapport signal utile/ bruit ambiant désiré. Le rapport choisi peut être appelé niveau de perception claire. Tant que VS/VB est inférieur à RS/RB la sortie du comparateur est à l'état bas, le commutateur T (ici un transistor NPN) est ouvert eut VC tend vers VB avec la constante de temps (R1+R2)C. Dès que
VS/VB atteint RS/RB, la sortie du comparateur passe à l'état haut, T est passant, C se décharge dans R1, VC baisse, le gain de l'AGC diminue ainsi que VS.Dès que le rapport VS/VB descend au dessous de RS/RB le comparateur change d'état et le cycle de remontée reprend. En jouant sur les constantes de temps par R1 et R2 on peut obtenir soit une variation lente du gain soit un fonctionnement en compresseur de dynamique asservi au bruit.An exemplary embodiment is illustrated in FIG. 2. A comparator CP compares a signal voltage VS taken after the AGC and previously rectified and leveled by P with a noise voltage VB. The RS / RB comparison ratio which can be variable is determined as a function of the desired signal to ambient noise ratio desired. The ratio chosen can be called the level of clear perception. As long as VS / VB is less than RS / RB, the comparator output is low, the switch T (here an NPN transistor) is open, VC tends towards VB with the time constant (R1 + R2) C. As soon as
VS / VB reaches RS / RB, the comparator output goes high, T is passing, C discharges in R1, VC decreases, the gain of the AGC decreases as well as VS. As soon as the VS / VB ratio goes below RS / RB the comparator changes state and the ascent cycle resumes. By playing on the time constants by R1 and R2 you can obtain either a slow variation of the gain or an operation in dynamic compressor controlled by noise.

Dans une variante, la tension VS peut être comparée à une tension VM comprenant du signal et du bruit. Il suffit alors dans le calcul du rapport
RS/RB de prendre en compte que VM= VS + VB;. In a variant, the voltage VS can be compared to a voltage VM comprising signal and noise. It suffices then in the calculation of the ratio
RS / RB to take into account that VM = VS + VB ;.

Dans une autre variante compatible avec la précédente, on peut appliquer en R2 au lieu de VB une tension fixe VF apte à donner à l'AGC son gain maximum.On obtient alors un fonctionnement plus efficace sur le plan du rapport signal utile/ bruit ambiant mais une mise en avant des bruits de fond sur certaines modulationsrend l'écoute moins agréable. On choisira cette variante lorsque les modulations a traiter auront une dynamique importante et que la lisibilité du message sera plus importante que son esthétique. In another variant compatible with the previous one, it is possible to apply in R2 instead of VB a fixed voltage VF capable of giving the AGC its maximum gain. This then gives more efficient operation in terms of the useful signal / ambient noise ratio but highlighting background noise on certain modulations makes listening less pleasant. This variant will be chosen when the modulations to be treated will have a significant dynamic and the readability of the message will be more important than its aesthetics.

Le gain minimum de l'AGC est déterminé par le potentiel du point M. Si l'on désire que le système ne rentre en fonction que pour relever le niveau du signal lorsqu'il descend au dessous du seuil de perception clair on fixe le gain minimum de l'AGC à 1. Par contre si l'on désire limiter le niveau de VS quelque soit VE on fixe le gain minimum de l'AGC à 0. The minimum gain of the AGC is determined by the potential of the point M. If you want the system to come into operation only to raise the signal level when it drops below the clear perception threshold, you set the gain minimum of the AGC to 1. On the other hand if one wishes to limit the level of VS whatever is VE one fixes the minimum gain of the AGC to 0.

Ce dispositif ne prend pas en compte la manière dont est obtenue V3. This device does not take into account the way in which V3 is obtained.

Il est compatible avec tous les systèmes fonctionnant suivant le ghéma de la figure 1. It is compatible with all systems operating according to the diagram in Figure 1.

Claims

CLAIMS 1 ") Device for developing the control voltage of gain-controlled amplifiers (AGC) enabling the level of useful sound sources to be adjusted in environments with variable noise, characterized in that it includes a means for comparing a voltage VB as a function of ambient noise at a voltage VS as a function of the useful signal, taken after the ACC, and by the fact that the result of the comparison is used to allow an increase in the gain of the AGC as soon as the ratio useful signal / ambient noise drops below a previously established value, and a decrease when this ratio exceeds this same value.

20) Device according to claim (1) characterized by the fact that the means is a comparator providing information on the state of the report

VS / VB in comparison with a previously determined RS / RB value, used to control a switch placed on the supply line of the AGC control voltage and arranged in such a way that it does not allow an increase in gain of the AGC only if the useful signal / ambient noise ratio is lower than the chosen ratio.

3e) Device according to claim (2) and comprising a supply line for the control voltage of the AGC supplied upstream by a voltage VB depending on the ambient noise and that it comprises from upstream to downstream a resistor R2 forming voltage divider with a switch T connected to an adjustable fixed potential M, determining the minimum gain of the ACC, a resistor R1 charging a capacitor C connected on one side to the potential M and on the other to the control input ACC. In such a way that if VS / VB is lower than RS / RB, VC tends towards VB with the time constant (R1 + R2) C and when the ratio VS / VB is higher than RS / RB, VC tends towards the value of M with the time constant R1C and the gain of the AGC tends towards the minimum value determined by M.

40) Device according to claim 2 characterized in that the supply line of the AGC control voltage comprises upstream a generator delivering a voltage VF capable of bringing the AGC to its maximum gain.