KR790001102B1 - 자동 잡음 저감회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 잡음 저감회로

제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 계통도.

제2도는 본 발명의 실시예.

제3도는 종래의 필터회로.

제4도는 가변 필터회로.

제5도는 본 발명의 특성을 나타낸 그라프.

본 발명은 잡음 저감회로에 관한 것으로, 특히 테이프 레코오더와 FM 방송 등의 가청 주파 신호의 재생시에 사용되고, 그 신호의 충실도를 손상없이 잡음만을 저감 제압하는 자동 저감회로에 관한 것이다.

일반적으로, 전송 신호에 포함되어 있는 잡음을 제거하는 가장 간단한 방법으로서 고역에 대해 감쇄 특성을 갖게 한 방법이 이용되고 있으나, 이 방법에서는 원음의 주파수 성분 자체가 손상되어, 충실도면에서 Hi-Fi라고는 말할 수 없다. 그러나 이 특성을 고정된 정적 특성으로 하지 않고 가청주파수 신호의 성분과 레벨에 대해 동적으로 변화하는 동특성을 갖게 함으로서 청감상 Hi-Fi성을 손상없이 잡음을 제거할 수가 있는 것이다. 즉, 인간의 청감특성과 가청주파수 신호의 관계로서, 첫째 둘 이상의 신호가 동시에 존재하는 경우에 생기는 마스킹(masking) 효과, 둘째 가청주파수 신호를 단독으로 채용한 경우에 있어서 그 크기와 이들에 함유된 고조파 성분의 관계가 있다.

우선 마스킹 효과로서는 첫째 낮은 음은 높은 음을 마스크하기 쉬우나, 그 반대로 높은 음은 낮은 음을 마스크하기 어렵다. 둘째로 마스크한 음이 약한 때는 이들에 가까운 주파수의 음만이 마스크되나 강할 때에는 이들보다 높은 음을 넓게 마스크하는 특성이 있다는 것은 널리 공지된 사실이다. 따라서 마스크하는 음을 가청주파수 신호로 하고, 마스크되는 음을 테이프의 히스(hiss) 잡음으로 하면 가청주파수 신호가 비교적 저역의 경우에는 잡음은 마스크되지 않고 귀에 거슬리나 주파수 성분이 잡음 주파수에 가깝게 됨에 따라 귀에 거슬리지 않게 된다. 또, 가청 주파수 신호의 레벨이 낮은 경우는 잡음이 귀에 거슬리지만 레벨이 높은 경우에는 잡음이 청감상 소멸한 것처럼 감지되나, 이 특성은, 가청주파수 신호에 고주파 성분이 적은 경우에는, 이들 잡음의 마스킹 효과가 없다는 것이 실험에 의해 밝혀졌다.

또 음성 및 악기는 작은 음을 내거나, 작은 음으로 연주할 때 그 음향출력의 주파수 성분은 주로 기본파에 의해 성립되고 고주파 성분은 거의 포함되지 않는다. 따라서, 악기가 약음으로 연주되는 경우는 그 음의 약음성과 기본파만으로 성립되었다는 이유에서 잡음에 대한 마스킹 효과는 작아진다. 이에 반해, 악기가 강음으로 연주되는 경우는 음량의 증가에 의한 마스킹 효과와, 고주파 성분에 의한 마스킹 효과가 상승적으로 작용하기 때문에 그 마스킹 효과는 커진다.

본 발명은 전술한 인간의 청감 특성을 이용하여 가청주파수 신호에 포함된 잡음을 저감시키는 것으로, 저역주파수 통과필터의 특성으로부터 전주파수 통과 특성으로 또 그 역방향으로 자동적으로 그러나 순간적으로 절환되는 가변 자동필터를 신호 전송로에 설치한 것이다. 그리고 상기 가변 자동필터의 특성으로서는 첫째 가변주파수 신호에 고주파 성분이 포함되지 않은 경우는 저역주파수 통과 필터로서 작용하고, 어느 레벨 이상의 고역주파수가 유입되면 평탄한 특성을 나타내야 한다는 것, 즉, 가청주파수 신호에 포함된 고역주파수 성분에 따라 제어되어야 하고, 둘째, 저역주파수 통과특성과 전주파수 통과특성의 절환이 순서에 의해 행해져야 하고, 셋째, 가변 필터의 특성이 각 특성으로 절환할 때, 단계적으로 절환하지 않고 연속적으로 절환하여야 한다는 등의 3조건이 요구된다.

다음에 본 발명의 구성 및 동작에 대해 설명한다.

우선, 제1도에 계통도에 대해 설명하면, 도면에서 (1)은 신호전송로로서 그 중간에 가변필터회로(2)가 설치되어 있고, (3), (4)는 각각 신호의 입력 및 출력단자이다. 그 가변필터회로(2)로부터 신호의 일부를 취출하여 보상신호증폭기(5)에 가하고, 또 다시 제어신호증폭기(6), 직류변환기(7), 그리고 임피던스 가변회로(8)을 통과한 신호에 의해 그 보상신호증폭기(5)로부터 상기 가변필터회로(2)로 인가되는 보상신호를 제어하고, 또 제어신호 증폭기(6)의 출력신호를 부궤환 회로(9)를 통하여 보상신호증폭기(5)에 가하도록 구성되어 있다.

전송로(1)에 설치된 가변필터회로(2)는 보상신호가 가해지지 않는 경우는 저역으로부터 고역까지 통과되는 평탄특성을 나타내나 보상신호를 가하면 어느 소정의 값 이상의 주파수에 대해서는 감쇄특성을 나타낸다. 한편, 보상신호는 위상 관계에 있어 최적의 점으로부터 도출되어 다음 단의 보상신호증폭기(5)에 가하여 이 보상신호증폭기(5)에 의해 증폭되어, 가변필터회로(2)에 가해진다. 또 보상신호증폭기(5)의 다음 단에 설치된 제어신호증폭기(6)은 보상신호를 입력신호의 레벨과 주파수에 의해 제어하는 것이며, 그 출력신흐는 직류변환기(7)에 의해 직류로 변환되고, 또 임피던스 가변회로(8)에 의해 임피던스가 변화되어 가변필터회로(2)에 가해지는 보상신호를 제어한다. 즉, 제어신호증폭기(6)으로부터 제어신호가 있는 경우에는, 이 제어신호는 직류 변환되고 또 임피던스가 변화되어, 보상신호의 가변 필터회로(2)로 인가되는 것을 저지하기 때문에 가변필터회로(2)는 평탄한 특성을 나타내나, 제어신호가 없는 경우에는, 보상신호는 저지되는 일이 없이 가변필터회로(2)에 인가되기 때문에 가변필터회로(2)는 고역주파수 감쇄특성을 나타낸다. 또 보상신호증폭기(5)와 제어신호증폭기(6)간에 설치된 부궤환회로(9)는, 첫째 가변필터회로(2)의 위상과 이를 상쇄하는 보상신호의 위상을 일치시키므로서 필터특성을 개량하고, 둘째 제어신호의 왜곡을 개선하므로서 직류변환 후에 남는 리플(Ripple)을 감소시켜 가변필터의 특성을 개선하고, 셋째, 보상신호증폭기(6)의 입력임피던스를 증가시키는 효과를 가지고 있는 것이다.

다음에 가변필터회로에 대해 설명한다. 제3도에 나타낸 회로는 트랜지스터에 의한 능동 저역통과 필터이며, 이 필터회로의 콘덴서(10)의 접지측을 절단하여 제4도와 같이 변형한다. 이 회로에 있어서는 (A)점을 접지하지 않는 한 이 회로는 주파수 특성을 갖지 않는 전 대역통과의 전송 회로로 된다. 그러나 제3도의 회로에 있어서의 콘덴서(10)에 흐르는 전류와 같은 전류가 흐르는 역전압을 저항(11)을 통해 (A)점으로부터 가하면 등가적으로 (B)점을 접지한 경우와 같은 저역통과 필터의 특성을 나타내고, (A)점으로 부터 가한 신호를 제거하므로서 저역통과에서 전대역통과까지의 특성을 나타내는 가변필터를 구성시킬 수 있다. 이상이 가변필터회로의 원리로서 이하에 제2도에 나타낸 실시예에 대해 설명한다.

제2도에서 (3)은 입력단자로서 그 입력단자(3)으로부터 들어온 신호는 가변필터회로(2)를 구성하는 제1트랜지스터(12)의 베이스에 가해진다. 한편, 보상신호는 위상관계에서 최적한 점에 있는 저항(13)과 가변저항(14)의 접속점에서 취출하고 다음 단의 보상신호증폭기(5)를 구성하는 제2트랜지스터(15)의 베이스에 콘덴서(16)을 통해 가한다.

이 콘덴서(16)은 하이부우스트(High Boost)의 특성을 갖고 있고, 제2 트랜지스터(15)의 콜렉터로부터 베이스에 부궤환 형식으로 접속되어 있는 다이오ㄷ(17), (18)은 신호의 레벨이 크게 된 때에 대칭으로 크리프(Clip)하고, 가변필터회로(2)에 가한 신호의 왜곡을 개선하기 위한 것이다. 이 제2 트랜지스터(15)로서 증폭된 신호는 저항(19), (20)을 통해 제1 트랜지스터(12)의 베이스에 가해지는 보상신호로 된다. 또 이 보상신호를 입력신호의 레벨과 주파수에 의해 제어하는 제어회로는 도면에서와 같이 제3 트랜지스터(21) 및 다이오드 등으로 구성되어 있다. 제3 트랜지스터(21)의 베이스는 제2 트랜지스터(15)의 콜렉터에 직결되어 있고, 또 에미터 저항(22)에 병렬로 하이부우스트용으로 콘덴서(23)이 접속되어 있으며, 본 발명을 고역주파수 성분으로 작용하는 조건으로 만족시키기 위한 것이다. 이 제3 트랜지스터(21)로서 증폭된 제어신호는 콘덴서(24), (25), 다이오드(26), (27), (28), (29)에 의한 2조의 배전압 정류회로에 의해 정류 직류 변환된다. 콘덴서(30), (31)은 평활용이나 본 발명의 시스템 전체의 시정수를 결정하는 것이다.

그런데 직류변환된 제어신호는 저항(19), (20)에 접속되어 있는 다이오드(32), (33)의 직렬회로로 된 임피던스 가변회로(8)에 가해진다. 전기 다이오드(32), (33)에 직류분이 가해지면 그 임피던스는 저하하여, 제2 트랜지스터(15)의 콜렉터로부터 콘덴서(34), 저항(19) 및 (20), 콘덴서(35)를 통해 제1 트랜지스터(12)의 베이스에 가해진 보상신호는 저지된다. 또 제어신호가 없는 경우는 다이오드(32), (33)에는 직류분이 인가되지 않고 제1 트랜지스터(12)의 베이스에 보상신호가 그대로 인가된다. 따라서 제어신호가 있는 경우에는 가변필터회로(2)는 평탄특성을, 제어신호가 없는 경우에는 고역감쇄 특성을 나타낸다. 또 제3 트랜지스터(21)의 콜렉터와 제2 트랜지스터(15)의 에미터간에 부궤환용으로 접속된 저항(36)은 전술한 개통도의 설명으로 기술한 효과를 갖는 것이다.

제5도에 나타낸 그라프는 횡축에 주파수를, 종축에 출력을 나타내고 입력신호의 레벨을 파라메터로 하여 제2도에 나타낸 회로의 주파수 특성을 나타낸 것이다. 이 그라프에 나타낸 특성 곡선은 입력신호의 레벨이 작아짐에 따라 고역주파수에 있어서의 감쇄가 크게 되고 있음을 나타내고 있다. 이것은 본 발명이 입력신호의 레벨에 의해 변화하는 필터회로, 즉 가변필터회로인 것을 나타내고 있다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명은 신호 전송로에 설치된 가변필터의 특성을 입력신호의 레벨 및 주파수에 의해 변화시키므로서, 신호에 포함되어 있는 잡음을 저감시켜 인간의 청감 특성을 이용 겉보기에는 Hi-Fi성을 갖게 한 것으로서, FM 방송 및 테이프레코더 등의 가청주파수 신호의 재생에는 상당한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 가청주파수 신호가 고주파 성분을 포함할 때나 그 가청주파수 신호의 진폭이 예정된 레벨 이하일 때 고주파 잡음을 감쇄시키기 위한 가변주파수 특성을 가지며 보상신호 증폭기에 반응하여 주파수 특성이 변화하는 가변필터회로(2)와, 상기 필터회로(2)로부터 가청주파수 신호를 수신하여 보상신호를 유도하기 위해 상기 가변필터회로(2)에 입력이 연결되며 보상신호를 인가하기 위하여 출력이 상기 가변필터회로(2)에 연결된 보상신호증폭기(5)와, 상기 가청주파수 신호가 고주파 성분을 포함하거나 예정된 레벨 이하의 진폭을 가질 때 제어신호를 발생시키기 위하여 상기 보상신호증폭기(5)의 출력에 결합되는 제어신호증폭기(6)과, 가청신호가 고주파 성분을 포함하거나 예정된 레벨 이상의 진폭을 가질 때 보상신호가 상기 가변필터회로(2)에 인가되지 않는 그러한 제어신호증폭기(6)으로부터의 제어신호에 응답하는 가변필터회로(2)에 인가되는 보상신호를 제어하기 위하여 가변필터회로(2)와 보상신호증폭기(5)의 출력과의 접합점과 상기 제어신호증폭기(6)의 출력간에 결합되는 임피던스 가변회로(8) 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동잡음 저감회로.

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