Przedmiotem wynalazku jest ogranicznik poziomu sygnalów fonicznych ze zmienna preemfaza przeznaczo¬ ny do stosowania w torach elektroakustycznych- zwlaszcza tam gdzie sygnal foniczny poddawany jest preemfa- zie — w celu ochrony przed przesterowaniem.Znane sa uklady automatycznej regulaqi poziomu sygnalów elektroakustycznych wyposazone w obwód ujemnego, regulacyjnego sprzezenia zwrotnego, laczacy wyjscie ukladu z wejsciem regulacyjnym tlumika lub wzmacniacza sterowanego. Uklady takie nie dopuszczaja do znacznego lub dlugotrwalego przekroczenia przez sygnal wyjsciowy zalozonej wartosci nominalnej. Wida tych ukladów o plaskiej charakterystyce czestotliwo¬ sciowej, jest zbytnie zmniejszanie sredniego poziomu wysterowania oraz subiektywny efekt silnego zmniejszania glosnosci sygnalu wyjsciowego w przypadku, gdy sygnal wejsciowy w wyniku preemfazy zawiera nienaturalnie uwypuklone skladowe o duzych czestotliwosciach, albo, gdy analogiczny filtr preemfazy znajduje sie w obwo¬ dzie ujemnego, regulacyjnego sprzezenia zwrotnego. Z tego wzgledu organiczniki o plaskiej czestotliwosciowej charakterystyce przenoszenia sa coraz rzadziej stosowane w celu ochrony tych torów fonicznych, gdzie wprowa¬ dzona jest preemfaza, na przyklad w torze radiowym UKF-FM, gdzie stala czasowa preemfazy wynosi 50/is.Wada znanych ograniczników poziomu z ujemnym, regulacyjnym sprzezeniem zwrotnym jest równiez nie- spelnianie swojej podstawowej funkcji ograniczania poziomu sygnalu wyjsciowego do wartosci nominalnej w sci¬ sle matematycznym sensie, nawet wstanie ustalonym sygnalu. Wynika to z tozsamosci charakterystyki dynami¬ cznej i statycznej obwodu regulacyjnego co powoduje, ze ogranicznik dopuszczajacy dynamicznie do chwilowego przesterowania nie jest w stanie calkowicie go zlikwidowac w dowolnie dlugim czasie, gdyz róznica poziomu sygnalu wyjsciowego i nominalnego jest proporcjonalna do poziomu sygnalu wejsciowego.Znane sa równiez ograniczniki poziomów sygnalów fonicznych o zmiennej pre- lub deemfazie w ukladzie szeregowym, w których ograniczanie poziomu sygnalu wyjsciowego dokonywane jest dwustopniowo: w czlonie o charakterystyce czestotliwosciowej zawsze plaskiej, niezaleznie od poziomu sygnalu wejsciowego oraz w czlo¬ nie o charakterystyce przenoszenia regulowanej w ten sposób, ze w granicznym przypadku preemfaza moze zo¬ stac calkowicie wyeliminowana. Ograniczniki poziomu ze zmienna pre- lub deemfaza przeznaczone sa zwlaszcza2 113280 do ochrony torów elektroakustycznych z wprowadzona preemfaza. Zasadnicza wade tych ograniczników w ukla¬ dzie szeregowym stanowi znaczne rozbudowanie konstrukcyjne. Pojedynczy ogranicznik sklada sie bowiem w istocie z dwóch niezaleznych ograniczników, z których pierwszy jest ukladem konwencjonalnym o plaskiej charakterystyce czestotliwosciowej, a drugi rózni sie od pierwszego tym, ze w miejsce zwyklego sterowanego tlumika lub wzmacniacza posiada filtr parametryczny o charakterystyce czestotliwosciowej regulowanej napie¬ ciem. Z punktu widzenia parametrów elektroakustycznych takie, szeregowe, uksztaltowanie ogranicznika jest niekorzystne, poniewaz wydluzajac dwukrotnie w porównaniu ze zwyklymi ogranicznikami droge sygnalu stwa¬ rza bardziej krytyczne warunki dla poszczególnych czlonów ze wzgledu na wprowadzane znieksztalcenia, szumy i stalosc parametrów.Z punktu widzenia dzialania ukladu szeregowego ogranicznika, niekorzystny jest fakt, ze w przypadku, gdy poziom sygnalu naturalnego zblizonyjest do wartosci nominalnej, lub, gdy ja przekracza, posiadajac zarazem skladowe o czestotliwosciach mieszczacych sie w zakresie preemfazy - przesterowanie z niej wynikajace usuwa¬ ne jest w drugim czlonie ogranicznika przez zmniejszenie preemfazy. Subiektywnie odebrane to moze byc, o ile stan taki trwa dostatecznie dlugo lub powtarza sie dostatecznie czesto, jako przyciemnienie barwy dzwieku i równowazne jest ograniczeniu od góry pasma przenoszonych czestotliwosci.Zadaniem wynalazku jest skrócenie elektrycznej drogi sygnalu fonicznego w ograniczniku ze zmienna preemfaza i co za tym idzie unikniecie dublowania niektórych bloków funkcjonalnych, majacego miejsce w zna¬ nych ogranicznikach o strukturze szeregowej. Dalszym zadaniem wynalazku jest opracowanie takiej strategii regulacji wzmocnienia i charakterystyki czestotliwosciowej, w wyniku której spelniona bedzie podstawowa funk¬ cja ogranicznika poziomu sygnalu z preemfaza, a jednoczesnie nie bedzie subiektywnie zauwazalne, ani zmniej¬ szenie poziomu glosnosci, ani ograniczanie pasma czestotliwosciowego sygnalu wyjsciowego.Istota wynalazku polega na tym, ze tor sygnalu elektroakustycznego ma dwie równolegle galezie, z których pierwsza stanowi wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu napieciem stalym, a druga - uklad róz¬ niczkujacy oraz drugi analogiczny wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu.Kazda z galezi ma wzmocnienie regulowane niezaleznymi elementami oraz rózna charakterystyke czestotli¬ wosci. Sygnaly wyjsciowe obu galezi sa sumowane w sumatorze, którego wyjscie jest polaczone obwodem ujemnego sprzezenia zwrotnego. Obwód ten stanowi prostownik polaczony szeregowo ze wzmacniaczem warto¬ sci ponadprogowej, który porównuje wyprostowane napiecie wyjsciowe z napieciem nominalnym. Sygnal wyj¬ sciowy wzmacniacza wartosci ponadprogowej rozdziela sie na dwa obwody o róznych charakterystykach cze¬ stotliwosciowych, polaczone z galeziami toru elektroakustycznego. Pierwszy z tych obwodów stanowi filtr górnoprzepustowy oraz jednokierunkowe zródlo pradowe, a drugi obwód stanowi równiez filtr górnoprzepusto- wy oraz jednokierunkowe zródlo pradowe, wyjscia obu obwodów sa polaczone wzajemnie poprzez rezystor oraz z galeziami toru elektroakustycznego.Ponadto uklad ma sterowany napieciem wejsciowym, uklad automatycznego powrotu, którego wyjscie jest poprzez diody polaczone z wejsciem regulacyjnym kazdej z dwóch galezi toru sygnalu elektroakustycznego, natomiast do zmniejszenia znieksztalcen dynamiki ma uklad zatrzymywania powrotu, do którego doprowadzony jest sygnal regulacyjny z wyjscia wzmacniacza wartosci ponadprogowej oraz napiecie nominalne. Wyjscie ukladu zatrzymywania powrotujest polaczone z drugim wejsciem ukladu automatycznego powrotu.Zaleta struktury ogranicznika, wedlug wynalazku, w porównaniu z ukladami dwuczlonowymi jest upro¬ szczenie konstrukcji oraz skrócenie elektrycznej drogi sygnalu fonicznego. Zaleta strategii regulacji ogranicznika, wedlug wynalazku jest scisle ograniczanie poziomu sygnalu wyjsciowego do wartosci nominalnej po dostatecznie dlugim czasie, przy czym predkosc ograniczania (zadzialania) zalezna jest od czestotliwosci sygnalu i wyrazona w ilosci jego okresów, czyli predkosc wzgledna jest stala. Uklad regulacji ogranicznika wedlug wynalazku pozwala na uzyskanie wymiennosci pomiedzy zmiana wzmocnienia i zmiana charakterystyki czestotliwosciowej (zmiana preemfazy), dzieki czemu ograniczanie pasma przenoszenia jest zastepowane zmniejszaniem wzmocnie¬ nia,jako krótkotrwale, niezauwazalne. Ogranicznik wedlug wynalazku moze byc, bez zmiany struktury, dostoso¬ wany latwo do dowolnej stalej czasowej preemfazy, równiez moze byc stosowany wtórach bez preemfazy, a takze moze byc laczony w systemy wielokanalowe wspóldzialajace wedle ogólnie znanych regul.Przedmiot wynalazkujest przedstawiony na rysunku, bedacym schematem blokowym.Uklad wedlug wynalazku sklada sie z dwóch wzmacniaczy regulowanych napieciem 1 i 3 i poprzedzajace¬ go jeden z nich ukladu rózniczkujacego 2 oraz z dolnoprzepustowego filtru deemfazy R5CS o stalej czasowej R5C5 -w torze glównym, z petli ujemnego, regulacyjnego sprzezenia zwrotnego i z dwóch ukladów pomocni¬ czych - ukladu automatycznego powrotu 9 i ukladu zatrzymywania powrotu 10. Sygnal ze zródla napieciowe¬ go jest w torze glównym rozdzielany pomiedzy dwa kanaly i transmitowany w pierwszym przez wzmacniacz parametryczny law drugim, po zrózniczkowaniu w obwodzie 2, przez wzmacniacz parametryczny 3. Sygnaly113280 3 wyjsciowe obu wzmacniaczy sa filmowane w sumatorze 4, a suma ich podawana jest na wejscie petli ujemnego, regulacyjnego sprzezenia zwrotnego oraz - poprzez filtr o niezmiennej stalej czasowej - na wyjscie ogranicznika.Petla sprzezenia zwrotnego sklada sie z prostownika pelnookresowego 5, wzmacniacza wartosci ponadprogowej 8 wzmacniajacego tylko chwilowe wartosci sygnalu wyprostowanego przekraczajace okreslony próg napiecia nominalnego Un, dwóch filtrów górnoprzepustowych R4C4 i R3C3 o odpowiednich stalych czasowych, rozdzie¬ lajacych obwód regulacyjny na dwa kanaly i spelniajacych role ukladów rózniczkujacych skladowe sygnalu regulacyjnego o dostatecznie malych czestotliwosciach. Stala czasowa filtru R4C4 jest nie wieksza niz odwrot¬ nosc maksymalnej pulsacji granicznej calego ogranicznika, natomiast stala czasowa filtru R3C3 jest równa stalej czasowej preemfazy.Sygnaly wyjsciowe filtrów w obu kanalach obwodu regulacyjnego sa osobno prostowane przez jednokie¬ runkowe zródla pradowe 6 i 7 i jako prad calkowane sa przez pojemnosci stanowiace pamiec przesterowania Cx i C2, wytwarzajace napiecia regulacyjne osobno dla kazdego ze wzmacniaczy 1 i 3 w obu kanalach toru glówne¬ go. Stosunki wartosci pojemnosci C2 : Cj = C4 : C3 nie powinny przekraczac jednosci. Pojemnosci Ci i C2 polaczone sa miedzy soba rezystancja Rx 2, powodujaca stosunkowo powolne wyrównywanie obu napiec regula¬ cyjnych oraz polaczone sa poprzez diody Dx i D2 do wyjscia pradowego ukladu automatycznego powrotu 9, sluzacego do rozladowywania ich w tempie zaleznym od wzglednej predkosci dynamiki sygnalu fonicznego. Do wyjscia ukladu 9 dolaczone jest poprzez diode napiecie wejsciowe ukladu zatrzymywania powrotu 10, który za pomoca dodatniego wysokiego potencjalu uniemozliwia rozladowanie pojemnosci Ci i C2 pradem ukladu auto¬ matycznego powrotu 9 w chwilach przesterowania na wejsciu ogranicznika, lub na wejsciu petli ukladu regulacji oraz przez okreslony czas po ustapieniu ostatniego z przesterowan.Charakterystyka czestotliwosciowa toru glównego, z pominieciem ukladu deemfazy RSCS jest super¬ pozycja charakterystyki plaskiej wzmacniacza 1 oraz charakterystyki o nachyleniu + 6dB/oct ukladu rózniczku¬ jacego 2 oraz wzmacniacza 3. Wypadkowa stanowi charakterystke z preemfaza o stalej czasowej zaleznej od wzmocnienia wzmacniacza 3.Spoczynkowe wzmocnienia wzmacniaczy 1 i 3 sa dobrane tak, ze preemfaza czesci toru glównego jest dokladnie kompensowana przez deemfaze R5, C5. Gdy wzmocnienie wzmacniacza 3, czyli, gdy stala czasowa preemfazy maleje, wypadkowa charakterystyka czestotliwosciowa ogranicznika staje sie nierównomierna, uposle¬ dzajac przenoszenie duzych czestotliwosci, a w granicy charakterystyka calosci jest po prostu charakterystka deemfazy.Gdy wzmocnienia obu wzmacniaczy 1 i 3 maleja wspólbieznie, to w ten sam sposób maleje równiez wzmocnienie calego ogranicznika przy charakterystyce czestotliwosciowej plaskiej. Zaleznie od tego, czy w chwili przesterowania czestotliwosc sygnalu bedzie mala, czy przekraczajaca graniczna czestotliwosc preemfa¬ zy przesterowanie takie bedzie usuwane w sposób odmienny. W przypadku dostatecznie malej czestotliwosci, wplyw rezystancji R3 i R4 bedzie nieznaczny i obydwa napiecia regulacyjne Ui iU2 beda rosly wspólbieznie, w wyniku czego malec bedzie wzmocnienie toru glównego, bez zmiany jego charakterystyki czestotliwosciowej.W przypadku dostatecznie duzych czestotliwosci sygnalu bedzie odmiennie - predkosc ladowania pojemnosci C2 bedzie wieksza niz predkosc ladowania pojemnosci Ci, z uwagi na rózne stale czasowe obwodów R3C3 i R4C4, w wyniku czego przesterowanie takie usuwane bedzie przede wszystkim przez zmniejszanie wzmocnienia wzmacniacza 3, czyli za pomoca zmniejszania preemfazy wewnatrz toru glównego.Stan taki moze trwac jednak przez czas ograniczony, poniewaz obydwa napiecia regulacyjne wzmacniaczy 1 i 3 beda wyrównywane: ladunek zgromadzony na pojemnosci C2 poprzez rezystancje Ri2 odplywac bedzie do pojemnosci Cx i to tym energiczniej, im wieksza bedzie dysproporcja obu napiec regulacyjnych Ui iU2.Ostatecznie, przesterowanie sygnalem o dostatecznie duzej czestotliwosci zawsze jest likwidowane za pomoca szybkiego zmniejszania preemfazy wewnatrz toru glównego, czyli ograniczeniem górnej czestotliwosci granicznej ogranicznika, a gdy to nie pomaga lub trwa zbyt dlugo równoczesnie nastepuje zmniejszenie wzmocnienia. Po ustapieniu przesterowania, z pewnym opóznieniem nastepuje powrót do stanu spoczynkowego, przy czym zawsze najpierw prostowana jest charakterystyka czestotliwosci ogranicznika, a potem nastepuje powrót wzmoc¬ nienia toru glównego, to znaczy prad rozladowujacy ukladu automatycznego powrotu 9 poczatkowo doprowa¬ dzi do wyrównania napiec na pojemnosciach Ci iC2 w wyniku dzialania diod Di iD2, po czym obydwa napiecia Uj i U2 opadac beda juz wspólbieznie.Zastrzezenie patentowe Ogranicznik poziomu ze zmienna preemfaza, zawierajacy obwód regulacyjnego sprzezenia zwrotnego, laczacy wyjscie wzmacniacza elektroakustycznego z wejsciem ukladu, znamienny tym, ze tor sygnalu4 113280 elektroakustycznego ma dwie równolegle galezie, z których pierwsza stanowi wzmacniacz (1) o regulowanym wzmocnieniu napieciem stalym (U!), a druga - uklad rózniczkowy (2) szeregowo polaczony ze wzmacniaczem (3) o regulowanym wzmocnieniu napieciem (U2), kazda z galezi ma wzmocnienie regulowane niezaleznymi elementami oraz ma rózna charakterystyke czestotliwosciowa, sygnaly wyjsciowe obu galezi sa sumowane w sumatorze (4), wyjscie którego jest polaczone z obwodem ujemnego sprzezenia zwrotnego, który stanowi prostownik (5) polaczony ze wzmacniaczem wartosci ponadprogowej (8), porównujacym wyprostowane napiecie wejsciowe z napieciem nominalnym, sygnal z wyjscia wzmacniacza wartosci ponadprogowej rozdziela sie na dwa obwody o róznych czestotliwosciach granicznych, pierwszy z nich stanowi filtr górnoprzepustowy o rezystancji (R3) i pojemnosci (C3) oraz jednokierunkowe zródlo pradowe (6) do ladowania pojemnosci (C^), a drugi stano¬ wi analogiczny filtr górnoprzepustowy o rezystancji (R4) i pojemnosci (C4), oraz jednokierunkowe zródlo prado¬ we (7) do ladowania pojemnosci (C2), wyjscia obu obwodów sa polaczone wzajemnie poprzez rezystor R12 oraz zjedna galezia toru elektroakustycznego, ponadto uklad ma sterowany wejsciowym napieciem (Uwej) uklad automatycznego powrotu (9), którego wyjscie jest poprzez diody (Di) i (D2) polaczone z wejsciem regulacyjnym kazdej z dwóch galezi toru sygnalu elektroakustycznego, natomiast do zmniejszenia znieksztalcen dynamiki ma uklad zatrzymywania powrotu (10), do którego doprowadzony jest sygnal regulacyjny z wyjscia wzmacniacza wartosci ponadprogowej (8) oraz napiecie nominalne (Un), przy czym wyjscie ukladu zatrzymywania powrotu (10) jest polaczone z drugim wejsciem ukladu automatycznego powrotu (9). -?—i—j ?» o wy. 0 = CS rtr-Htfc Prac. Poligr. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz.Cena 45 zl PL