***" i; itimi Twórcy wynalazku: IPja Semenovic Izakson, Petr Nikolaevic Kolesnikov, Vladimir Andreevic Zajka, Valerij Andreevic Smirnov, Anatolij Jakovlevic Lescenko Uprawniony z patentu: Il'ja Semenovic Izakson, Kijów, Petr Nikolaevic Kolesnikov, Kijów, Vladimir Andreevic Zajka, Kievskaja oblast, Valerij Andreevic Smirnov, Kijów, Anatolij Jakovlevic Lescenko, Kijów (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Urzadzenie do automatycznej kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego Wynalazek dotyczy urzadzen przeznaczonych do regulacji wzmocnienia, w szczególnosci do automatycznej kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwieko¬ wego.Wynalazek moze byc zastosowany w aparaturze do zapisu magnetycznego, zapisu plytowego i radiofonii.Znane jest urzadzenie do kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego sygnalu (patrz, na przyklad, patent Niderlandów nr 69 16 490, klasa H03 G 7/06, 1970 r.), które zawiera kanal sygnalu i kanal regulacji, zawierajacy filtr górnoprzepustowy i obwód ksztaltowania napiecia sterujacego.Wada znanego rozwiazania technicznego jest mala skutecznosc obnizania szumów. Druga wada jest to, ze przetwarzane sa jedynie skladowe sygnalu o malym poziomie, ponizej —10 dB wzgledem poziomu znamionowego, przy czym w warunkach kompresji te skladowe sa wzmac¬ niane, a w warunkach rozszerzania zakresu dynamiki — tlumione. Brak jest oddzialywania na skladowe sygnalu, których poziom jest wiekszy od poziomu —10 dB, polegajacego na tlumieniu tych skladowych w warunkach kompresji zakresu dynamiki, co doprowadza do przeciazenia kanalu przesylania sygnalu. Ta wada jest najsilniej odczuwalna przy wykorzystywaniu urzadzenia2 148 929 w skladzie magnetofonu, poniewaz przy malych dlugosciach fal zapisu charakterystyka amplitu¬ dowa tasmy magnetycznej na odcinku powyzej poziomu —10 dB jest nieliniowa i zwiekszenie poziomu zapisu powyzej wymienionego bedzie powodowalo znaczny wzrost znieksztalcen nie- linearnych.Nastepna wada urzadzenia zrealizowanego wedlug znanego rozwiazania jest nielinearnosc charakterystyk amplitudowych na odcinkach kompresji i rozszerzania zakresu dynamiki i ich zaleznosci od rozrzutu parametrów elementów o regulowanej rezystancji, co utrudnia osiagniecie powtarzalnosci tych charakterystyk przy produkcji seryjnej.Rozwiazaniem najbardziej zblizonym, pod wzgledem istoty technicznej, do rozwiazania we¬ dlug niniejszego wynalazku jest urzadzenie do automatycznej kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego ujawnione w patencie RFN nr 2406258, klasa H04B, 1976 r., które zawiera kanal sygnalu i kanal regulacji. Kanal sygnalu zawiera wzmacniacz odwracajacy, którego wyjscie stanowi wyjscie urzadzenia, filtr górnoprzepustowy, którego wyjs¬ cie jest polaczone z wejsciem wzmacniacza odwracajacego, oraz rezystor, którego jedno z wy¬ prowadzen jest polaczone z wejsciem wzmacniacza odwracajacego, a kanal regulacji zawiera obwód ksztaltowania napiecia sterujacego.Wada takiego urzadzenia jest mala skutecznosc obnizania poziomu szumów, spowodowana efektem modulacji szumu, polegajacym na slyszalnej zmianie poziomu szumu przy zmianie poziomu sygnalu uzytecznego. Jest to spowodowane tym, ze sygnal uzyteczny maskuje te skla¬ dowe widmowe szumu, które sa usytuowane w poblizu zakresów czestotliwosciowych, zajmowa¬ nych przez skladowe sygnalu majace wysoki poziom. Takie skladowe szumowe nie sa slyszalne.Przy tym pojawienie sie na wejsciu urzadzenia intensywnych skladowych zajmujacych srodkowe zakresy czestotliwosciowe doprowadza do jednakowej zmiany wspólczynnika przenoszenia tego urzadzenia dla wszystkich czestotliwosci zakresu czestotliwosciowego, w którego granicach jest realizowane rozszerzenie i kompresja dynamiki, co przy braku maskujacych skladowych górnych czestotliwosci sygnalu uzytecznego doprowadza do slyszalnych zmian poziomu szumu wielkiej czestotliwosci.Za podstawe wynalazku przyjeto zadanie zaprojektowania urzadzenia do automatycznej kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego, odznaczaja¬ cego sie zwiekszona skutecznoscia obnizania poziomu szumów poprzez usuniecie efektu modula¬ cji szumu.Zadanie zostalo rozwiazane poprzez zaprojektowanie urzadzenia do automatycznego rozsze¬ rzania lub kompresji zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego, zawierajacego kanal sygnalu, w którym do wejscia wzmaniacza odwracajacego dolaczone jest wyjscie filtru dolno- przepustowego i pierwsze wyprowadzenie rezystora, oraz kanal regulacji, zawierajacy obwód ksz¬ taltowania napiecia sterujacego. Zgodnie z wynalazkiem, kanal sygnalu zawiera pierwszy i drugi identyczne sterowane filtry górnoprzepustowe, przy czym wyjscie pierwszego filtru górnoprzepu- stowego jest polaczone z wejsciem wzmacniacza odwracajacego, a wejscie pierwszego filtru gór- noprzepustowego jest polaczone z wejsciem filtru dolnoprzepustowego i z wejsciem urzadzenia w warunkach kompresji i z wyjsciem urzadzenia — w warunkach rozszerzania zakresu dynamiki.Wyjscie drugiego filtru górnoprzepustowego jest polaczone z wejsciem obwodu ksztaltowania napiecia sterujacego, którego wyjscie jest polaczone z wejsciami sterujacymi pierwszego i dru¬ giego filtrów górnoprzepustowych, do drugiego wejscia drugiego filtru górnoprzepustowego do¬ prowadzany jest sygnal wielkiej czestotliwosci zajmujacy pasmo przenoszenia pierwszego filtru górnoprzepustowego, a wyjscie wzmacniacza odwracajacego jest dolaczone do wyjscia urzadzenia w warunkach kompresji i do wejscia urzadzenia w warunkach rozszerzania zakresu dynamiki.Korzystne jest, gdy wejscie drugiego filtru górnoprzepustowego jest polaczone z drugim wyprowadzeniem rezystora.Kanal sygnalu moze zawierac sumator, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem wzmacnia¬ cza odwracajacego, do pierwszego wejscia dolaczone jest wyjscie filtru dolnoprzepustowego, do drugiego wejscia — wyjscie pierwszego filtru górnoprzepustowego, a wejscie drugiego filtru gór¬ noprzepustowego jest polaczone z drugim wejsciem sumatora.148 929 3 Korzystne jest, gdy obwód ksztaltowania napiecia sterujacego zawiera detektor amplitudy, którego wejscie jest dolaczone do wyjscia drugiego filtru górnoprzepustowego, pierwszy i drugi komparatory, których wejscia sa dolaczone do wyjscia detektora amplitudy, ogranicznik pro¬ gowy napiecia, którego wejscie jest dolaczone do wyjscia detektora amplitudy, drugi filtr dolno- przepustowy, którego wejscie jest dolaczone poprzez element o regulowanej rezystancji do wyjs¬ cia progowego ogranicznika napiecia, a wyjscie — do wejsc sterujacych pierwszego i drugiego filtrów, sterowany dzielnik napiecia, którego jedno z wyprowadzen jest podlaczone do zródla zasilania, a drugie wyprowadzenie — do wyjscia drugiego filtru dolnoprzepustowego, przela¬ cznik, którego wejscie jest podlaczone do wyjscia drugiego komparatora, a wyjscie — do dru¬ giego wyjscia sterowanego dzielnika napiecia, selektor impulsów wedlug ich czasu trwania, któ¬ rego wejscie jest dolaczone do wyjscia pierwszego komparatora, a wyjscie — do przekaznika czasowego, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem sterujacym sterowanego dzielnika napiecia, element dodatniego sprzezenia zwrotnego, którego wejscie jest polaczone z wyjsciem przekaznika czasowego, a wyjscie — z drugim wejsciem selektora impulsów wedlug ich czasu trwania.Korzystne jest, gdy obwód ksztaltowania impulsów sterujacych zawiera detektor amplitudy, którego wejscie jest polaczone z wyjsciem drugiego filtru górnoprzepustowego, pierwszy i drugi komparatory, których wejscia sa dolaczone do wyjscia detektora amplitudy, progowy ograni¬ cznik napiecia, którego wejscie jest dolaczone do wyjscia detektora amplitudy, sterowany obwód ladowania, którego wejscie jest dolaczone do wyjscia ogranicznika napiecia, a wyjscie — do obwodu rozladowania, sterowany obwód rozladowania, którego wejscie jest dolaczone do wyjs¬ cia drugiego komparatora, a wejscie potencjalowe jest polaczone z wejsciem potencjalowym ste¬ rowanego obwodu ladowania i z samodzielnym zródlem napiecia, którego wejscie sterujace jest polaczone z elementem porównujacym, którego pierwsze wejscie jest polaczone z wyjsciem ste¬ rowanego obwodu rozladowania, a drugie wejscie — z wyjsciem sterowanego zródla napiecia narastajacego, którego wejscie jest podlaczone do wyjscia pierwszego komparatora, zródlo napiecia, dolaczone do pierwszego wyprowadzenia sterowanego dzielnika napiecia, pierwszy kondensator, dolaczony do drugiego wyprowadzenia sterowanego dzielnika napiecia równolegle do zródla napiecia, drugi kondensator, dolaczony równolegle do obwodu rozladowania i majacy z tym obwodem pierwszy wspólny punkt polaczony z pierwszym wyprowadzeniem sterowanego dzielnika napiecia, i drugi wspólny punkt polaczony z wejsciami sterujacymi pierwszego i dru¬ giego filtrów górnoprzepustowych kanalu sygnalowego.W obwodzie ksztaltowania napiecia sterujacego miedzy pierwszym a drugim kondensato¬ rami moze byc wlaczany element sprzegajacy.Urzadzenie wedlug wynalazku jest odtworzone w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy urzadzenia wedlug wynalazku w warunkach kom¬ presji, fig. 2 — urzadzenie wedlug wynalazku w warunkach rozszerzenia zakresu, fig. 3 i 4 — urzadzenie wedlug wynalazku z obwodem ksztaltowania napiecia sterujacego wedlug wynalazku w warunkach kompresji i rozszerzania dynamiki, odpowiednio, fig. 5 i 6 — urzadzenie wedlug wynalazku z innym obwodem ksztaltowania napiecia sterujacego w warunkach kompresji i roz¬ szerzania zakresu dynamiki odpowiednio, fig. 7 — czesc kanalu regulacji z elementem sprzegaja¬ cym wedlug wynalazku, fig. 8 — czesc kanalu regulacji z elementem porównujacym zrealizowa¬ nym w ukladzie elektrycznym wedlug wynalazku, fig. 9 — schemat blokowy sterowanego zródla napiecia narastajacego wedlug wynalazku, fig. 10 — charakterystyki amplitudowe urzadzenia w warunkach kompresji dla róznych poziomów sygnalu wejsciowego, a fig. 11 przedstawia cha¬ rakterystyki amplitudowe urzadzenia w warunkach kompresji i rozszerzania zakresu dynamiki dla róznych czestotliwosci sygnalu wejsciowego.Urzadzenie do automatycznej kompresji lub rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego zawiera kanal 1 (fig. 1, 2) sygnalowy i kanal regulacji 2. Kanal 1 zawiera wzmacniacz odwracajacy 3, zrealizowany w ukladzie wzmacniacza operacyjnego. Wyjscie wzma¬ cniacza odwracajacego 3 jest polaczone z wyjsciem 4 urzadzenia, a wejscie — z wyjsciami filtru 5 dolnoprzepustowego i sterowanego filtru górnoprzepustowego 6 oraz z wyprowadzeniem 7 rezy¬ stora 8. Filtr 5 dolnoprzepustowy i sterowany filtr górnoprzepustowy 6 sa przeznaczone do4 148 929 podzialu roboczego zakresu czestotliwosciowego na dwa podzakresy: dolnych czestotliwosci i górnych czestotliwosci. Filtr dolnoprzepustowy 5 i sterowany filtr górnoprzepustowy 6 sa wyko¬ nane jako filtry RC ze wzmacniaczem dopasowujacym zalaczonym na wyjsciu kazdego z tych filtrów (nie pokazanym na rysunku). Celem umozliwienia przestrajania czestotliwosci granicznej filtru rezystor wykonany jest jako regulowany w sterowanym filtrze górnoprzepustowym 6. Jako regulowany rezystor moze byc zastosowany tranzystor polowy, którego bramka w tym przy¬ padku stanowi wejsciowa elektrode sterujaca sterowanego filtru górnoprzepustowego 6.W warunkach kompresji zakresu dynamiki wejscia filtru dolnoprzepustowego 5 i sterowa¬ nego filtru górnoprzepustowego 6 sa podlaczone do wejscia urzadzenia, a wyprowadzenie 9 rezy¬ stora 8 jest dolaczone do wyjscia wzmacniacza odwracajacego 3. W warunkach rozszerzania zakresu dynamiki wejscia filtru dolnoprzepustowego 5 (fig. 2) i sterowanego filtru górnoprzepu¬ stowego 6 sa dolaczone do wyjscia wzmacniacza odwracajacego 3, a wyprowadzenie 9 rezystora 8 jest dolaczone do wejscia 10 urzadzenia.Zgodnie z wynalazkiem, kanal 1 (fig. 1 lub 2) ma równiez drugi sterowany filtr górnoprzepu¬ stowy 11, taki sam, jak pierwszy filtr górnoprzepustowy 6. Dlatego, dla zapewnienia stalego wspólczynnika przeksztalcania zakresu dynamicznego sygnalu i odpowiednio do liniowosci cha¬ rakterystyk amplitudowych na odcinkach kompresji lub rozszerzania sterowane filtry górnoprze- pustowe 6 i 11 sa wykonane tak, ze maja identyczne charakterystyki amplitudowo-czestotli- wosciowe i jednakowa zaleznosc czestotliwosci granicznej od napiecia sterujacego na wejsciu sterujacym. W tym celu w obu filtrach 6 i 11 sa zastosowane, na przyklad, tranzystory polowe odznaczajace sie jednakowymi zaleznosciami opornosci kanalu od napiecia na bramce.Wyjscie filtru sterowanego górnoprzepustowego 11 jest polaczone z wejsciem obwodu ksz¬ taltowania 12 napiecia sterujacego kanalu regulacji 2, którego wyjscie jest polaczone z wejsciami sterujacymi filtrów sterowanych górnoprzepustowych 6 i 11. Obwód ksztaltowania napiecia ste¬ rujacego 12 jest przeznaczony do przeksztalcania sygnalu wiekszego od progu zadzialania obwodu ksztaltowania 12 w napiecie sterujace, niezbedne dla sterowania czestotliwoscia grani¬ czna sterowanych filtrów górnoprzepustowych 6 i 11. Do wejscia drugiego filtru 11 doprowa¬ dzany jest sygnal mieszczacy sie w pasmie przenoszenia pierwszego filtru 6 i w rozpatrywanym przykladzie realizacji urzadzenia wedlug wynalazku wejscie drugiego filtru 11 jest polaczone z wyprowadzeniem 9 rezystora 8.Wyjscie obwodu ksztaltowania 12 jest polaczone z wejsciami sterujacymi 13 filtrów górno¬ przepustowych 6 i 11.Na figurach 3 i 4 przedstawiony jest inny przyklad realizacji wynalazku, w którym w kanale sygnalowym 1 na wejsciu wzmacniacza odwracajacego 3 wlaczony jest sumator 14. Do pier¬ wszego wejscia 15 sumatora 14 dolaczone jest wyjscie filtru dolnoprzepustowego 5, a do jego drugiego wejscia 16 dolaczone jest wyjscie filtru górnoprzepustowego 6. Wejscie filtru górno¬ przepustowego 11 jest polaczone z drugim wejsciem 16 sumatora 14.Na figurach 3 i 4 przedstawiony jest przyklad realizacji obwodu ksztaltowania napiecia ste¬ rujacego 12. Zgodnie z wynalazkiem, obwód ksztaltowania 12 zawiera detektor amplitudowy 17, którego wejscie jest podlaczone do wyjscia filtru górnoprzepustowego 11, a do jego wyjscia sa dolaczone komparatory 18 i 19 oraz ogranicznik progowy napiecia 20. Obwód ksztaltowania 12 zawiera równiez filtr dolnoprzepustowy 21, którego wejscie jest dolaczone do wyjscia ograni¬ cznika 20 poprzez element 22 o rezystancji regulowanej. Wyjscie filtru 21 jest polaczone z wejs¬ ciami sterujacymi 13 filtrów górnoprzepustowych 6 i 11.Do wyjscia komparatora 18 jest dolaczony obwód przelaczajacy 23. Do wyjscia kompara¬ tora 19 dolaczony jest selektor 24 impulsów wedlug czasu trwania tych impulsów. Do wyjscia tego selektora dolaczony jest przekaznik czasowy 25. Wyjscie przekaznika 25, poprzez element 26 dodatniego sprzezenia zwrotnego, jest polaczone z drugim wejsciem selektora impulsów 24 i dolaczone do wejscia sterujacego 27 sterowanego dzielnika napiecia 28. Dzielnik napiecia 28 zawiera rezystory 29 i 30 oraz obwód przelaczajacy 31. Jego jedno z wyprowadzen 32 jest pola¬ czone z wyjsciem filtru dolnoprzepustowego 21, a drugie wyprowadzenie 33 — ze zródlem napie¬ cia 34. Filtr dolnoprzepustowy 21 zawiera rezystor 35 i kondensator 36.148 929 5 W warunkach kompresji zakresu dynamiki w rozpatrywanym przykladzie realizacji wyna¬ lazku wyprowadzenie 9 rezystora 8 jest dolaczone do wyjscia 4 urzadzenia (fig. 3), a w warun¬ kach rozszerzania zakresu dynamiki wyprowadzenie 9 rezystora 8 jest dolaczone do wejscia 10 urzadzenia (fig. 4).W innym przykladzie realizacji wynalazku obwód ksztaltowania napiec sterujacych 12 ma sterowany obwód ladowania 37 (fig. 5 i 6) dolaczony do wyjscia ogranicznika progowego napie¬ cia 20, przy czym wyjscie tego obwodu jest polaczone z obwodem rozladowania 38. Oprócz tego obwód ksztaltowania 12 zawiera sterowany obwód rozladowania 39 dolaczony do wyjscia kom¬ paratora 18. Wejscia potencjalowe obwodów ladowania 37 i rozladowania 39 sa polaczone razem i dolaczone do samodzielnego zródla napiecia 40.Do wyjscia komparatora 19 dolaczone jest sterowane zródlo napiecia narastajacego 41, któ¬ rego wyjscie jest dolaczone do pierwszego wejscia elementu porównujacego 42, do którego dru¬ giego wejscia dolaczony jest obwód rozladowania 39.Równolegle do zródla 34 do wyprowadzenia 32 sterowanego dzielnika napiecia 28 dolaczony jest kondensator 44. Punkt polaczenia 45 kondensatora 44 i obwodu 38 jest polaczony z wypro¬ wadzeniem 32 dzielnika 28, a punkt ich polaczenia 46 jest polaczony z wejsciami sterujacymi 13 filtrów 6 i 11. Miedzy kondensatorami 43 i 44 wlaczony jest element sprzegajacy 47 (fig. 7) rozdzielajacy obwody: pierwszy zródlo 34 — dzielnik 28 — kondensator 43 i drugi zródlo 40 — obwód ladowania 37 — kondensator 44.Celem uproszczenia realizacji ukladowej urzadzenia wedlug wynalazku, jako dzielnik 28 i element porównujacy 42 wykorzystuje sie tranzystor bipolarny 48 (fig. 8), którego emiter 49 jest polaczony, poprzez rezystor 29, z wyprowadzeniem kondensatora 43, kolektor 50 — ze zródlem napiecia 34, a baza 51 — z wyjsciem sterowanego zródla napiecia narastajacego 41, przy czym miedzy emiterem 49 a kolektorem 50 zalaczony jest rezystor 30 o duzej rezystancji. Przy tym emiter 49 tranzystora 48 stanowi pierwsze wejscie elementu porównujacego 42, baza 51 — drugie wejscie, a zlacze kolektor 50 — emiter 49 realizuje funkcje klucza, za pomoca którego realizo¬ wana jest regulacja stalej czasowej ladowania kondensatora 43. Gdy tranzystor 48 nie przewodzi pradu (napiecie na bazie 51 jest mniejsze od progu otwarcia tranzystora 48, zaleznego od napiecia na emiterze 49), stala czasowa ladowania kondensatora 43 jest duza i jest wyznaczona przez sume rezystancji rezystorów 29 i 30. Gdy tranzystor 48 zaczyna przewodzic prad elektryczny, wówczas rezystor 30 majacy duza rezystancje jest bocznikowany przewodzacym zlaczem kolektor 50 — emiter 49 i stala czasowa ladowania kondensatora 43 zmniejsza sie.Jako sterowane zródlo napiecia narastajacego 41 (fig. 9) jest wykorzystywany kondensator 52, którego pierwsze wyprowadzenie jest polaczone z wejsciem elementu porównujacego 42 i, przez rezystor 53, ze zródlem 34 napiecia, a drugie wyprowadzenie jest polaczone ze zródlem napiecia odniesienia 54, przy czym z wyprowadzeniami kondensatora 52 polaczone sa wyprowa¬ dzenia klucza 55, którego wejscie sterujace 56 jest polaczone z wyjsciem komparatora 19. W stanie poczatkowym, przy braku sygnalu lub przy istnieniu sygnalu o poziomie mniejszym od progu zadzialania komparatora 19, klucz 55 jest zamkniety i kondensator 52 jest naladowany do napiecia zródla 54. Przy zwiekszeniu sygnalu do poziomu równego progowi zadzialania kompa¬ ratora 19, komparator zmienia swój stan, klucz 55 otwiera sie i kondensator 52 rozladowuje sie.Przy kolejnym zmniejszeniu poziomu sygnalu ponizej progu zadzialania komparatora 19 kompa¬ rator wraca w stan poczatkowy, klucz 55 zamyka sie i kondensator 52 zaczyna sie ladowac ze stala czasowa wyznaczona przez rezystancje rezystora 53.Detektor 17 jest zrealizowany w ukladzie dwupolówkowego prostownika. Komparatory 19 i 18 moga byc wykonane w ukladzie wzmacniaczy operacyjnych, których jedno z wejsc jest podla¬ czone do zródla napiecia, wyznaczajacego próg zadzialania komparatora. Jako ogranicznik pro¬ gowy 20 moze byc wykorzystany, na przyklad, tranzystor, zamkniety w stanie poczatkowym.Jako element o sterowanej rezystancji 22 moze byc wykorzystany tranzystor polowy, zamkniety w stanie poczatkowym (przy braku sygnalu na wyjsciu ogranicznika progowego 20). Klucze 31 i 23 maja schematy analogiczne, na przyklad, moga byc zrealizowane z wykorzystaniem bipolar¬ nego lub polowego tranzystora.6 148 929 Przekaznik czasowy 25 przedstawia soba obwód monostabilny, zmieniajacy stan na wyjsciu na odwrotny przy pojawieniu sie impulsu na wejsciu i powracajacy w stan poczatkowy po zakon¬ czeniu impulsu po uplywie uprzednio ustalonego przedzialu czasowego. Przekaznik czasowy 25 moze byc realizowany w ukladzie polaczonych szeregowo obwodu ksztaltowania napiecia piloksztaltnego i komparatora, przy czym obwód ksztaltowania napiecia piloksztaltnego moze byc utworzony przez polaczone równolegle zródlo pradu, kondensator i normalnie zamkniety klucz, którego wejscie sterujace stanowi wejscie przekaznika czasowego 25.Selektor impulsów 24 realizujacy selekcje impulsów wedlug czasu ich trwania jest przezna¬ czony dla przepuszczania impulsów, których czas trwania jest wiekszy od uprzednio ustalonego.Selektor impulsów 24 moze byc wykonany z polaczonych szeregowo obwodu ksztaltowania napiecia piloksztaltnego i komparatora, analogicznych do tych, które sa wykorzystywane w przekazniku czasowym 25, przy czym klucz obwodu ksztaltowania napiecia piloksztaltnego w stanie poczatkowym jest otwarty.Element dodatniego sprzezenia zwrotnego 26 zapobiega wielokrotnej zmianie stanu na wyjs¬ ciu przekaznika czasowego 25 w przypadku, gdy czas trwania impulsów odpowiada progowi selekcji selektora impulsów wedlug czasu ich trwania 24.Dzialanie urzadzenia do automatycznej kompresji lub rozszerzenia zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego wedlug wynalazku przedstawia sie nastepujaco.Impedancje wyjsciowe filtru dolnoprzepustowego 5 i sterowanego filtru górnoprzepustowego 6 tworza wraz z rezystorem 8 dzielniki, które sa wlaczone w obwodzie ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza odwracajacego 3 i wyznaczaja wspólczynnik przenoszenia urzadzenia w pasmach przenoszenia wymienionych filtrów 5 i 6. Impedancja wyjsciowa sterowanego filtru górnoprzepustowego 6 jest N razy mniejsza niz impedancja wyjsciowa filtru dolnoprzepustowego 5 tak, iz w warunkach kompresji (fig. 1) wspólczynnik przenoszenia urzadzenia w pasmie przeno¬ szenia filtru górnoprzepustowego 6 bedzie N razy wiekszy od wspólczynnika przenoszenia urza¬ dzenia w pasmie przenoszenia filtru dolnoprzepustowego 5, a w warunkach rozszerzania zakresu dynamiki (fig. 2) — odpowiednio N razy mniejszy. Liczba N okresla maksymalna kompresje lub rozszerzenie zakresu dynamicznego skladowych sygnalu, mieszczacych sie w pasmach przenosze¬ nia sterowanego filtru górnoprzepustowego 6 i nie zalezy od jego czestotliwosci granicznej.Zmiana kompresji lub rozszerzenia zakresu dynamicznego sygnalu jest realizowana jedynie w pasmie tlumienia sterowanego filtru 6 przy przestrajaniu jego czestotliwosci granicznej.Przy braku sygnalu na wejsciu 10 kompresora (fig. 1) i, odpowiednio, na wejsciu 10 ekspan- dera (fig. 2) charakterystyka amplitudowo-czestotliwosciowa kompresorajest narastajaca, a cha¬ rakterystyka amplitudowo-czestotliwosciowa ekspandera opadajaca w zakresie czestotliwosci srodkowych i górnych (fig. 11), czego wynikiem jest to, ze szumy o czestotliwosciach srodkowych i górnych kanalu przenoszenia miedzy wyjsciem kompresora a wejsciem ekspandera, po przejsciu przez ekspander, sa zmniejszane. Maksymalne tlumienie szumów wyznaczone jest liczba N, a zakres czestotliwosci, w którym nastepuje obnizenie poziomu szumów, jest wyznaczony poczat¬ kowym pasmem przenoszenia filtru sterowanego 6.Przy doprowadzeniu do wejscia kompresora sygnalu zawierajacego skladowe o czestotliwos¬ ciach srodkowych i górnych, których poziom jest mniejszy od progu zadzialania obwodu ksztal¬ towania napiecia sterujacego 12, charakterystyka amplitudowo-czestotliwosciowa kompresora, tak samo jak w poprzednim przypadku, ma odcinek narastajacy w obszarze czestotliwosci srod¬ kowych i górnych. Dzieki temu narastajacemu odcinkowi skladowe sygnalu, po przejsciu przez kompresor, sa doprowadzane do kanalu przenoszenia (nie pokazanego na rysunku), a nastepnie — do wejscia ekspandera jako wzmocnione. Po przejsciu przez ekspander, te skladowe zostaja stlumione do poprzedniego poziomu dzieki odwrotnemu oddzialywaniu na nich ekspandera. Przy tym jednoczesnie ze skladowymi sygnalu sa tlumione równiez skladowe szumowe kanalu przeno¬ szenia, mieszczace sie w tymze pasmie czestotliwosciowym.Doprowadzenie do wejscia kompresora sygnalu majacego skladowe o czestotliwosciach srodkowych o poziomach wiekszych od progu zadzialania obwodu ksztaltowania 12 i skladowe o czestotliwosciach górnych o poziomie ponizej podanego uprzednio progu doprowadza do zwiek-148 929 7 szenia czestotliwosci granicznej sterowanych filtrów 6 i 11, na skutek czego wspólczynnik przeno¬ szenia kompresora przy czestotliwosciach srodkowych zmniejsza sie, pozostajac niezmiennym przy czestotliwosciach górnych i zapewniajac tym samym maksymalna kompresje przy tych cze¬ stotliwosciach. W ekspanderze te skladowe sa tlumione razem ze skladowymi szumowymi kanalu przenoszenia. Przy tym w zakresie górnych czestotliwosci to tlumienie jest maksymalne i odpo¬ wiada maksymalnemu rozszerzeniu zakresu dynamiki.Przy dalszym zwiekszeniu poziomu skladowych o czestotliwosciach srodkowych i górnych ponad poziom odpowiadajacy progowi zadzialania obwodu ksztaltowania napiecia sterujacego 12 czestotliwosc graniczna sterowanych filtrów 6 i 11 jest przestrajana tak, ze staje sie wieksza od, czestotliwosci granicznej zakresu roboczego. Przy tym wspólczynnik przenoszenia kompresora w obszarze czestotliwosci srodkowych i górnych zmniejsza sie w takim stopniu, ze skladowe o czestotliwosciach srodkowych i górnych po przejsciu przez kompresor sa tlumione, dzieki czemu zapobiega sie przeciazeniu kanalu przez te skladowe. Podczas przejscia wymienionych sklado¬ wych przez ekspander sa one wzmacniane do poziomu poczatkowego. Jednoczesnie sa wzmac¬ niane odpowiednie skladowe szumowe kanalu przenoszenia. Jednakze dzieki efektowi psycho- akustycznemu, polegajacemu na maskowaniu przez dzwieki glosne dzwieków slabych, te skla¬ dowe szumowe nie sa slyszalne. Tak samo, jak w poprzednim przykladzie realizacji kanalu 1, sygnal dzwiekowy jest doprowadzany do wejscia 10 urzadzenia (fig. 3) i odpowiednio do wejsc pierwszego filtru górnoprzepustowego 6 i filtru dolnoprzepustowego 5. Z wyjscia pierwszego filtru 6 skladowe sygnalu o czestotliwosciach mieszczacych sie w pasmie przenoszenia filtru 6 sa doprowadzane do jednego z wejsc sumatora 14, oraz do wejscia drugiego filtru górnoprzepusto¬ wego 11, które to filtry maja regulowana czestotliwosc graniczna.Z wyjscia filtru dolnoprzepustowego 5 skladowe sygnalu o czestotliwosciach mieszczacych sie w pasmie przenoszenia tego filtru sa doprowadzane do drugiego wejscia sumatora 14. Z wyjscia sumatora 14 sygnal bedacy suma skladowych sygnalu wejsciowego wydzielonych przez filtr górnoprzepustowy 6 o regulowanej czestotliwosci granicznej i przez filtr dolnoprzepustowy 5 jest doprowadzany do wzmacniacza odwracajacego 3 objety sprzezeniem zwrotnym realizowa¬ nym przez rezystor 8. Sumator 14 moze byc zrealizowany, na przyklad, z wykorzystaniem rezy¬ storów, przy czym rezystancje tych rezystorów sa równe rezystancji rezystora 8, dzieki czemu wspólczynnik przenoszenia na drodze od wejsc sumatora 14 do wyjscia 4 urzadzenia bedzie równy jedynce. Z wyjscia wzmacniacza odwracajacego 3 sygnal jest doprowadzany do wyjscia 10 urzadzenia.Sygnal, po przejsciu przez filtr górnoprzepustowy 11 jest doprowadzany do wejscia detek¬ tora 17 i po wyprostowaniu — do wejsc: ogranicznika progowego 20, pierwszego komparatora 19 i drugiego komparatora 18. Gdy poziom sygnalu jest wiekszy od progu zadzialania kompara¬ tora 18, komparator zmienia swój stan, otwierajac klucz 23. Przy tym kondensator 36 nalado¬ wany w stanie poczatkowym (przy braku sygnalu) do napiecia zródla napiecia odniesienia 34, rozladowuje sie poprzez rezystor 35 i otwarty klucz 23. Próg ograniczenia ogranicznika 20 jest wybrany powyzej progu zadzialania komparatora 18, tak wiec przy zwiekszeniu sygnalu na wyjs¬ ciu detektora 17 az do progu ograniczenia ogranicznika 20 sygnal z jego wyjscia jest doprowa¬ dzany do wejscia sterujacego elementu o regulowanej rezystancji 22, przy czym tym mniejsza jest jego rezystancja, im wiekszy jest poziom sygnalu na jego wejsciu sterujacym. Przy tym obwód rozladowania kondensatora 36 poprzez rezystor 35 i otwarty klucz 23 jest bocznikowany przez element o regulowanej rezystancji 22, a bocznikowanie jest tym wieksze i, odpowiednio, czas rozladowania tym mniejszy, im wiekszy jest sygnal w porównaniu z poziomem ograniczenia ogranicznika 20. Przy rozladowaniu kondensatora 36 zmniejsza sie napiecie na wyjsciu kanalu 2 i odpowiednio na wejsciach sterujacych 13 pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych o regulowanej czestotliwosci granicznej, co powoduje przesuniecie czestotliwosci granicznej w obszar górnych czestotliwosci, dopóki poziom skladowych sygnalu w kanale regulacji 2 na wejs¬ ciu drugiego komparatora 18 nie zmniejszy sie do poziomu równego progowi jego zadzialania.Przy zmniejszeniu poziomu sygnalu ponizej progu zadzialania komparatora 18 komparator powraca w stan poczatkowy, a klucz 23 otwiera sie, ogranicznik 20 powraca w stan poczatkowy,8 148 929 zwiekszajac przez to rezystancje elementu o regulowanej rezystancji 22, a kondensator 36 laduje sie przez rezystory 35, 29 i zamkniety w stanie poczatkowym klucz 31 do napiecia zródla napiecia odniesienia 34.Próg zadzialania komparatora 19 jest wybrany nieco ponizej progu zadzialania komparatora 18, co pozwala zmienic stan komparatora 19 na odwrotny, gdy sygnal osiaga próg zadzialania komparatora 18. Jezeli czas trwania impulsu uksztaltowanego przez komparator 19 na podstawie sygnalu doprowadzonego do jego wejscia jest wiekszy od progu selekcji selektora impulsów wed¬ lug czasu ich trwania 24, wówczas ten impuls przechodzi do wyjscia selektora 24 i trafia na wejscie przekaznika czasowego 25. Przy tym przekaznik czasowy 25 zmienia swój stan na od¬ wrotny, dzieki czemu zamkniety w stanie poczatkowym klucz 31 zostaje otwarty.Przy zmniejszeniu poziomu sygnalu na wejsciu komparatora 19 ponizej progu jego zadziala¬ nia przekaznik czasowy 25 powraca w stan poczatkowy po uplywie uprzednio ustalonej zwloce czasowej, w ciagu której klucz 31 pozostaje otwarty, czym powoduje, ze stala czasowa powrotu do stanu poczatkowego jest duza, wyznaczona przez proces ladowania kondensatora 36 przez szeregowo polaczone rezystory 35, 29, 30.Gdy poziom sygnalu staje sie mniejszy od progu zadzialania komparatora 18, pierwszy 6 i drugi 11 filtry górnoprzepustowe znajduja sie w stanie poczatkowym i do wejscia detektora 17 doprowadzane sa jedynie skladowe sygnalu o czestotliwosciach mieszczacych sie w poczatkowym pasmie przenoszenia pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych.Przy zwiekszeniu poziomu sygnalu i rozszerzeniu jego widma w obszarze górnych czestotli¬ wosci, czestotliwosc graniczna pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych przesuwa sie w zakres wiekszych czestotliwosci, na skutek czego na wejsciu detektora 17 pozostaja tylko skladowe sygnalu o górnych czestotliwosciach, z których przez komparator 19 sa ksztaltowane impulsy o czasie trwania mniejszym od progu zadzialania selektora 24. Tak wiec te impulsy nie przechodza na jego wyjscie. Dlatego przekaznik czasowy 25 powraca w stan poczatkowy, a klucz 31 zamyka sie.Przy zmniejszeniu poziomu sygnalu ponizej progu zadzialania komparatora 18 proces od¬ twarzania stanu poczatkowego przebiega szybko, gdyz stala czasowa jest mala, wyznaczona pro¬ cesem ladowania kondensatora 36 przez rezystory 35, 29 i zamkniety klucz 31. Dla zapewnienia stalosci wspólczynnika przeksztalcenia (kompresji lub rozszerzenia) zakresu dynamicznego syg¬ nalu pierwszy 6 i drugi 11 filtry górnoprzepustowe o regulowanej czestotliwosci granicznej sa wykonane tak, iz maja identyczne charakterystyki amplitudowo-czestotliwosciowe i jednakowa zaleznosc czestotliwosci granicznej od napiecia na wejsciu sterujacym 13.Przy doprowadzeniu do wejscia kompresora (fig. 3) skladowych sygnalu o czestotliwosciach srodkowych i górnych, których poziom jest mniejszy od progu zadzialania komparatora 18, kompresor pracuje w obszarze charakterystyki amplitudowo-czestotliwosciowej analogicznym do uprzednio opisanego przypadku, charakteryzujacym sie podbiciem w zakresie czestotliwosci srodkowych i górnych (fig. 10, wykres odpowiadajacy poziomowi wejsciowemu Ni = 60 dB).Dzieki takiemu podbiciu skladowe sygnalu przechodzac przez kompresor trafiaja do kanalu przenoszenia, a nastepnie — do wejscia ekspandera jako sygnaly wzmocnione. Jednakze na wyjs¬ ciu ekspandera te skladowe sa tlumione do poziomu poprzedniego na skutek tego, ze charaktery¬ styki ekspandera (wykresy B, fig. 11) sa odwrotne od charakterystyk kompresora (wykresy A, fig. 11). Jednoczesnie ze skladowymi sygnalu tlumione sa równiez skladowe szumowe kanalu przeno¬ szenia, majace czestotliwosci mieszczace sie w tym samym obszarze czestotliwosciowym.Przy doprowadzeniu do wejscia kompresora sygnalu majacego skladowe o czestotliwosciach srodkowych, których poziom jest wiekszy od progu zadzialania komparatora 18, oraz skladowe o czestotliwosciach górnych, których poziom jest mniejszy od tego progu, nastepuje zamkniecie klucza 23 i rozladowanie kondensatora 36 przez klucz 23 i rezystor 35, a wiec zmniejszenie napiecia na wejsciach sterujacych 13 pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych.Czestotliwosc graniczna tych filtrów przy tym zwieksza sie, co wywoluje zmniejszenie wspólczyn¬ nika przenoszenia kompresora przy czestotliwosciach srodkowych przy pozostawieniu tego wspólczynnika niezmiennym przy czestotliwosciach górnych, dzieki czemu zapewnia sie maksy¬ malna kompresje dynamiki przy górnych czestotliwosciach.148 929 9 W ekspanderze (fig. 4) skladowe sygnalu o górnych czestotliwosciach sa tlumione wraz ze skladowymi szumowymi kanalu przenoszenia, przy czym w obszarze górnych czestotliwosci tlu¬ mienie jest maksymalne, co odpowiada maksymalnemu rozszerzeniu zakresu dynamiki. Rezy¬ stancja rezystora 35 i pojemnosc kondensatora 36 wyznaczaja czas trwania procesu przejsciowego przy zwiekszeniu poziomu sygnalu na wejsciu 10. Przy zwiekszeniu poziomu skladowych sygnalu o czestotliwosciach srodkowych i górnych powyzej progu zadzialania komparatora 18 czestotli¬ wosc graniczna pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych jest przestrajana tak, ze staje sie wieksza od czestotliwosci granicznej zakresu roboczego. W tym przypadku charaktery¬ styka amplitudowo-czestotliwosciowa kompresora jest wyznaczona przez charakterystyke ampli- tudowo-czestotliwosciowa filtru dolnoprzepustowego 5, a wspólczynnik przenoszenia kompre¬ sora w obszarze górnych czestotliwosci (to znaczy powyzej 1 kHz) staje sie mniejszy od jedynki, tak wiec skladowe o czestotliwosciach górnych przechodzac przez kompresor sa tlumione i nie przeciazaja kanalu przenoszenia (w tym przypadku — tasmy magnetycznej) (fig. 10, wykres odpowiadajacy poziomowi wejsciowemu Ni = 10 dB).Przy przejsciu wymienionych skladowych przez ekspander sa one wzmacniane do poziomu poczatkowego, przy tym wzmacniane sa równiez skladowe szumowe kanalu przenoszenia. Jed¬ nakze, dzieki efektowi psychoakustycznemu, polegajacemu na maskowaniu przez dzwieki glosne dzwieków slabych, te skladowe szumowe nie sa slyszalne.Próg zadzialania ogranicznika 20 jest wiekszy od progu zadzialania komparatora 18 (prak¬ tycznie o 4 dB) i z tego powodu przy malych poziomach sygnalu wejsciowego, nieco wiekszych od progu zadzialania komparatora 18, czas trwania procesu nieustalonego jest wyznaczany przez czas ladowania kondensatora 36 przez rezystor 35 i zamkniety klucz 23 i jest maksymalny. Przy szybkim zwiekszeniu sygnalu wejsciowego do poziomu wiekszego od progu ograniczenia ograni¬ cznika 20 sygnal doprowadzany jest do wejscia sterujacego elementu o regulowanej rezystancji 22. Przy tym rezystancja tego elementu zmniejsza sie, bocznikujac obwód rozladowania konden¬ satora 36 utworzony przez rezystor 35 i zamkniety klucz 23, na skutek czego rozladowanie kon¬ densatora 36 przebiega szybciej, a czas trwania procesu nieustalonego zmniejsza sie, przy czym im wiekszy jest sygnal w porównaniu z progiem ograniczenia ogranicznika 20, tym mniejszy jest czas trwania procesu nieustalonego.W praktycznie zrealizowanym urzadzeniu minimalny czas trwania procesu nieustalonego wynosi 1 milisekunde przy poziomie sygnalu wejsciowego —30 dB wzgledem wartosci znamiono¬ wej. Wraz ze zmniejszeniem poziomu sygnalu wejsciowego czas trwania procesu nieustalonego zwieksza sie (w zrealizowanym praktycznie urzadzeniu — do 50 milisekund), dlatego krótko¬ okresowe niewielkie zmiany poziomu sygnalu oraz krótkookresowe zaklócenia impulsowe o malym poziomie nie wplywaja na zmiane wspólczynnika przenoszenia urzadzenia i, z tego powodu, nie doprowadzaja do ifiodulacji szumu, slyszalnego przy braku maskujacego sygnalu uzytecznego. Po szybkim zmniejszeniu poziomu sygnalu uzytecznego nastepujacym w slad za jego zwiekszeniem, wspólczynnik przenoszenia urzadzenia powraca do poprzedniej wartosci po uplywie czasu trwania procesu nieustalonego, który to czas jest wyznaczony przez czas ladowania kondensatora 36.W zwiazku z tym, ze próg zadzialania komparatora 19 jest wybrany nieco mniejszym (prak¬ tycznie o 2 dB) od progu zadzialania komparatora 18, komparator 19 zmienia swój stan w obec¬ nosci sygnalów wiekszych od jego progu zadzialania. Jednakze przy tym, jezeli czas trwania impulsu, uksztaltowanego przez komparator 19 na podstawie sygnalu doprowadzonego z wyjscia detektora 17, nie jest wiekszy od progu selekcji selektora impulsów 24, wówczas selektor nie przepuszcza tego impulsu do wejscia przekaznika czasowego 25, na skutek czego przekaznik czasowy 25 pozostaje w stanie poczatkowym, a klucz 31 — w stanie zamknietym, zapewniajac maly czas trwania procesu nieustalonego wyznaczony przez czas ladowania kondensatora 36 przez polaczone szeregowo zamkniety klucz 31 i rezystory 35 i 27.Jezeli czas trwania impulsu uksztaltowanego przez komparator 19 jest wiekszy od progu selekcji selektora impulsów 24, wówczas ten selektor przepuszcza wymieniony impuls na wejscie10 148 929 przekaznika czasowego, przekaznik czasowy zmienia swój stan, a klucz 31 — w stanie zamknie¬ tym, zapewniajac maly czas trwania procesu nieustalonego wyznaczony przez czas ladowania kondensatora 36 przez polaczone szeregowo zamkniety klucz 31 i rezystory 35 i 27.Jezeli czas trwania impulsu uksztaltowanego przez komparator 19 jest wiekszy od progu selekcji selektora impulsów 24, wówczas ten selektor przepuszcza wymieniony impuls na wejscie przekaznika czasowego, przekaznik czasowy zmienia swój stan, a klucz 31 otwiera sie. Poniewaz przekaznik czasowy 25 powraca w swój stan poczatkowy po uplywie pewnego czasu od momentu zakonczenia impulsu wejsciowego, klucz 31 pozostaje otwartym w ciagu tego okresu zwloki powodujac, ze czas trwania procesu nieustalonego staje sie duzy, wyznaczony przez proces lado¬ wania kondensatora 36 przez polaczone szeregowo rezystory 35, 29, 30.W ten sposób obecnosc w kanale regulacji 2 skladowych sygnalu o czestotliwosciach ponizej 1000 Hz powoduje otwarcie klucza 31 i zapewnia duzy czas powrotu wartosci wspólczynnika przenoszenia przy zmniejszeniu poziomu tych skladowych, nastepujacym w slad za ich zwieksze¬ niem. W warunkach eksploatacji urzadzenia w miare rozszerzenia widma sygnalu wejsciowego czestotliwosc graniczna pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych jest przesuwana w strone górnej czestotliwosci granicznej powyzej czestotliwosci 1000 Hz, w zwiazku z czym poziom skladowych o dolnych czestotliwosciach w kanale 2 zmniejsza sie, a sygnal sterujacy jest ksztaltowany ze skladowych o górnych czestotliwosciach sygnalu uzytecznego, mieszczacych sie w aktualnym pasmie przenoszenia pierwszego 6 i drugiego 11 filtrów górnoprzepustowych o regulowanej czestotliwosci granicznej. Powoduje to zamkniecie pierwszego klucza 31 i odpo¬ wiednio maly czas powrotu do ustalonej wartosci wspólczynnika przenoszenia ukladu przy zmniejszeniu poziomu skladowych o górnych czestotliwosciach nastepujacym w slad za ich zwiekszeniem.Tak samo, jak w poprzednim przykladzie realizacji urzadzenia, w dalszych przykladach przedstawionych na fig. 5, 6, kanal sygnalowy 1 pozostaje nie zmienionym i pracuje tak, jak opisano powyzej, natomiast praca kanalu regulacji 2 jest opisana ponizej.Sygnal, po przejsciu przez sterowany filtr górnoprzepustowy 11, trafia na wejscie detektora 17 i po wyprostowaniu — do wejsc komparatorów 18 i 19. Przy poziomie sygnalu wiekszym od progu zadzialania komparatora 19, komparator ten zmienia swój stan, wlaczajac sterowany obwód rozladowania 39 utworzony, na przyklad, przez polaczone szeregowo klucz i rezystor ograniczajacy prad rozladowania. Przy tym pierwszy kondensator 43 naladowany w stanie poczatkowym (przy braku sygnalu) do napiecia zródla 34 przeladowuje sie. Przy przeladowywa¬ niu sie kondensatora 43 zmniejsza sie napiecie na wyjsciu kanalu regulacji 2 i odpowiednio na wejsciach sterujacych filtrów 6 i 11 o regulowanej czestotliwosci granicznej, co wywoluje przesu¬ niecie czestotliwosci granicznej w obszar górnych czestotliwosci do momentu, dopóki poziom skladowych sygnalu w kanale regulacji 2 na wejsciu komparatora 18 nie zmniejszy sie do poziomu równego poziomowi jego zadzialania.Przy zmniejszeniu poziomu sygnalu ponizej progu zadzialania komparatora 18 komparator powraca w swój stan poczatkowy, obwód przeladowywania 39 odlacza sie, a kondensator 43 laduje sie przez sterowany obwód ladowania 37. Przy zadzialaniu komparatora 19 napiecie na wyjsciu sterowanego zródla napiecia narastajacego 41 a wiec i, odpowiednio, na drugim wejsciu elementu porównujacego 42, staje sie równym zeru. Przy tym, jezeli napiecie na kondensatorze 43 i odpowiednio — na wejsciu elementu porównujacego 42 jest wieksze od napiecia na drugim wejsciu, wówczas element porównujacy 42 ustawia sie w stan, w którym klucz 31 sterowanego dzielnika 28 zamyka sie, a rezystancja obwodu ladowania staje sie równa sumie rezystancji rezy¬ storów 29, 30.Przy zmniejszeniu poziomu sygnalu na wyjsciu detektora 17 ponizej progu zadzialania kom¬ paratorów 18 i 19, komparator 19 powraca w stan poczatkowy, na skutek czego napiecie na wyjsciu sterowanego zródla napiecia narastajacego 41, a wiec i na drugim wejsciu elementu porównujacego 42 zaczyna wzrastac, a czas narastania odpowiada ustalonej stalej czasowej. Przy tym napiecie na kondensatorze 43, i odpowiednio na pierwszym wejsciu elementu porównujacego 42, zwieksza sie wolniej, odpowiednio do wiekszej stalej czasowej tego procesu, poniewaz rezy-148929 11 stancja rezystora wlaczonego równolegle do klucza sterowanego dzielnika napiecia (fig. 8) jest duza (praktycznie moze wynosic okolo dziesiec megaomów).Gdy napiecie na drugim wejsciu elementu porównujacego 42, zmieniajace sie w sposób na¬ rastajacy, staje sie równe napieciu na pierwszym wejsciu, stan elementu 42 zmienia sie na od¬ wrotny, na skutek czego klucz sterowanego dzielnika 28 otwiera sie, bocznikujac rezystor 30 o duzej rezystancji (fig. 8) i zmniejszajac w ten sposób stala czasowa ladowania kondensatora 43, która w tym przypadku jest wyznaczona przez mala rezystancje rezystora 29 wlaczonego szere¬ gowo z kluczem. W ten sposób proces powrotu do stanu ustalonego (proces ladowania konden¬ satora 43) po obnizeniu poziomu sygnalu ponizej progu zadzialania komparatorów 18 i 19 moze byc podzielony na dwa etapy: pierwszy, gdy czas trwania procesu jest wyznaczony duza stala czasowa, i drugi, gdy czas trwania procesu jest wyznaczony mala stala czasowa. Stala czasowa pierwszego etapu jest wyznaczona przez czas narastania napiecia na drugim wejsciu elementu porównujacego 42 do wartosci napiecia na jego pierwszym wejsciu. Wynika z tego, ze ten czas jest tym mniejszy, im mniejsze jest napiecie na pierwszym wejsciu. Element porównujacy 42 moze byc zrealizowany, na przyklad, z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego.Próg ograniczenia ogranicznika 20 jest wiekszy od progu zadzialania komparatora 18. Przy zwiekszeniu poziomu sygnalu na wyjsciu detektora 17 ogranicznik 20 zalacza sterowany obwód ladowania, utworzony, na przyklad, przez polaczone szeregowo klucz i rezystor ograniczajacy prad ladowania. Przy tym kondensator 44 rozladowany w stanie poczatkowym laduje sie poprzez obwód sterowany ladowania 37 ze zródla 40. Pojemnosc kondensatora 44 jest o wiele mniejsza od pojemnosci kondensatora 43 i, odpowiednio, stala czasowa ladowania kondensatora 44 jest o wiele mniejsza od stalej czasowej przeladowywania sie kondensatora 43. Przy zmniejszeniu napiecia na wejsciu ogranicznika 20 ponizej progu jego zadzialania sterowany obwód ladowania 37 odlacza sie i kondensator 44 rozladowuje sie przez obwód rozladowania 38, zrealizowany, na przyklad, w postaci rezystora wlaczonego równolegle do kondensatora 44. Poniewaz stala cza¬ sowa ladowania kondensatora 44 jest o wiele mniejsza od stalej czasowej rozladowania konden¬ satora 43, ladowanie kondensatora 44 wyprzedza w czasie rozladowanie kondensatora 43, na skutek czego sygnaly o malym czasie trwania (mniej od 1 milisekundy) nie wplywaja praktycznie na rozladowanie kondensatora 43.Odpowiednio, czas trwania procesów nieustalonych i powrotu do stanu ustalonego przy oddzialywaniu na wejscie ukladu krótkookresowych sygnalów bedzie maly i wyznaczany przez czas rozladowania i ladowania jedynie kondensatora 44. Analogicznie, czas trwania procesów nieustalonych bedzie maly przy krótkookresowym zwiekszeniu sygnalu wzgledem wolno zmienia¬ jacej sie jego wartosci chwilowej. Dla calkowitego wyeliminowania wplywu sterowanego obwodu ladowania 37 na kondensator 43 w niektórych przypadkach miedzy jego pierwszym wyprowa¬ dzeniem a równolegle polaczonymi kondensatorem 44 i obwodem rozladowania 38 jest zala¬ czony, na przyklad, wzmacniacz dopasowujacy pradu stalego 47, majacy duza impedancje wejs¬ ciowa i mala impedancje wyjsciowa, którego wspólczynnik wzmocnienia napieciowego jest równy jedynce (fig. 1).W wyniku zastosowania proponowanych rozwiazan technicznych powstala mozliwosc wy¬ tworzenia takiego urzadzenia do kompresji i rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci syg¬ nalu dzwiekowego, które odznacza sie nastepujacymi zaletami.Urzadzenie realizuje kompresje i odwrotnie do niej rozszerzanie zakresu dynamicznego i, odpowiednio, zmniejszenie szumu kanalu przenoszenia w pasmie przenoszenia filtru górnoprze- pustowego o sterowanej czestotliwosci granicznej, która to czestotliwosc graniczna przestraja sie automatycznie w zaleznosci od widma sygnalu, co pozwala zmniejszyc modulacje szumu i zwiek¬ szyc skutecznosc obnizenia poziomu szumu.Urzadzenie zapewnia mozliwosc otrzymania kwadratowej zaleznosci sygnalu wyjsciowego filtru górnoprzepustowego o regulowanej czestotliwosci granicznej w kanale sygnalowym od syg¬ nalu wejsciowego, przy czym jednoczesnie zapewnia sie, ze na wymieniona zaleznosc nie wplywa charakterystyka regulacji filtru sterowanego (zaleznosc czestotliwosci granicznej od napiecia ste¬ rujacego), co pozwala uzyskiwac charakterystyki zawezania i rozszerzania zakresu dynamicznego12 148 929 bardziej stabilne i niezalezne od rozrzutu parametrów sterowanych elementów filtru przy oddzia¬ lywaniu na nich zewnetrznych czynników destabilizujacych.Rozwiazanie wedlug wynalazku zapewnia mozliwosc podwojenia nachylenia krzywej tlu¬ mienia w kanale regulacji dla skladowych sygnalu o czestotliwosciach usytuowanych ponizej aktualnej czestotliwosci granicznej obu filtrów górnoprzepustowych i przez to zmniejszenia ich wplywu na przestrojenie filtrów, co zmniejsza modulacje szumu i z tej przyczyny — zwieksza skutecznosc obnizenia szumów.Czas powrotu do stanu ustalonego urzadzenia wedlug wynalazku jest maly jedynie przy duzych poziomach sygnalu wejsciowego lub w warunkach, gdy sygnal wejsciowy zwieksza sie wzgledem wartosci aktualnej wiecej, niz wynosi uprzednio ustalona wartosc (wiecej, niz o 3 dB).Przy malych poziomach sygnalu wejsciowego czas powrotu do stanu ustalonego zwieksza sie, poniewaz sygnaly o krótkim czasie trwania, lub zaklócenia impulsowe o malym poziomie, jak równiez krótkookresowe niewielkie zmiany sygnalu wejsciowego nie powoduja zmiany wspól¬ czynnika przenoszenia ukladu, i odpowiednio, slyszalnych zmian poziomu szumu, przez co osiaga sie zwiekszenie skutecznosci obnizenia szumów.W rozwiazaniu wedlug wynalazku, dotyczacym srodków zapewniajacych obnizenie poziomu szumów, proces odtwarzania wspólczynnika przenoszenia po zmniejszeniu poziomu sygnalu wejsciowego, tak samo, jak w przypadku znanego rozwiazania, stanowiacego stan techniki dla rozwiazania wedlug wynalazku, przebiega dwuetapowo tak, ze kazdy etap charakteryzuje sie inna stala czasowa: pierwszy etap — duza stala czasowa, a drugi — mala.Na odcinku, charakteryzujacym sie duza stala czasowa, wspólczynnik przenoszenia prakty¬ cznie sie nie zmienia, dzieki czemu nie wystepuja znieksztalcenia parametryczne, charakterysty¬ czne dla automatycznych regulatorów poziomu. W procesie powrotu urzadzenia do stanu usta¬ lonego, dlugosc odcinka, odwzorowujacego proces, charakteryzujacy sie duza stala czasowa, jest funkcja czestotliwosci sygnalu wejsciowego i jest tym mniejsza, im wieksza ta czestotliwosc, na skutek czego nie jest slyszalny nie maskowany przez sygnal uzyteczny szum, którego poziom w procesie powrotu do stanu ustalonego odznaczajacym sie duza stala czasowa pozostaje duzy.Takie warunki pracy równiez powoduja zwiekszenie skutecznosci zmiejszenia szumów.Po oddzialywaniu sygnalów o malym czasie trwania lub zaklócen impulsowych o duzym poziomie, jak równiez po krótkookresowym narastaniu poziomu sygnalu wejsciowego wiekszym od uprzednio ustalonej wartosci (powyzej 3 dB), czas powrotu do stanu ustalonego jest maly i w taki sam sposób, jak w opisanym powyzej przypadku, zmniejsza sie przy zwiekszeniu czestotli¬ wosci sygnalu wejsciowego, na skutek czego wzrasta równiez skutecznosc zmniejszenia szumów.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do automatycznej kompresji i rozszerzania zakresu dynamicznego glosnosci sygnalu dzwiekowego, zawierajace kanal sygnalowy, w którym do wejscia wzmacniacza odwraca¬ jacego dolaczone jest wyjscie filtru dolnoprzepustowego i pierwsze wyprowadzenie rezystora, oraz kanal regulacji, zawierajacy obwód ksztaltowania sygnalu sterujacego, znamienne tym, ze kanal sygnalowy (1) zawiera pierwszy (6) i drugi (11) identycznie sterowane filtry górnoprzepu- stowe, przy czym wyjscie pierwszego filtru górnoprzepustowego (6) jest polaczone z wejsciem wzmacniacza odwracajacego (3), a wejscie pierwszego filtru górnoprzepustowego (6) jest pola¬ czone z wejsciem filtru dolnoprzepustowego (5) i dolaczone do wejscia (10) urzadzenia w warun¬ kach kompresji i z wyjsciem (4) w warunkach rozszerzania zakresu dynamicznego, wyjscie dru¬ giego filtru górnoprzepustowego (11) jest polaczone z wejsciem obwodu ksztaltowania napiecia sterujacego (12), którego wyjscie jest polaczone z wejsciami sterujacymi (13) pierwszego i dru¬ giego filtrów górnoprzepustowych (6, 11), do wejscia drugiego filtru górnoprzepustowego (11) doprowadza sie sygnal wielkiej czestotliwosci mieszczacej sie w pasmie przenoszenia pierwszego filtru górnoprzepustowego (6), a wyjscie wzmacniacza odwracajacego (3) jest dolaczone do wyjs¬ cia (4) urzadzenia w warunkach kompresji i do wejscia (10) urzadzenia w warunkach rozszerzania zakresu dynamiki.148 929 13 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wejscie drugiego filtru górnoprzepusto- wego (11) jest polaczone z drugim wyprowadzeniem (9) rezystora (8). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w kanale sygnalowym (1) na wejsciu wzmacniacza odwracajacego (3) jest dolaczone wyjscie sumatora (15), do którego pierwszego wejscia (16) dolaczone jest wyjscie filtru (5), a drugiego wejscia (16) — wyjscie pierwszego filtru górnoprzepustowego (6), przy czym wejscie drugiego filtru górnoprzepustowego (11) jest pola¬ czone z drugim wejsciem (16) sumatora (14). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, ze obwód ksztaltowania napie¬ cia sterujacego (12) zawiera detektor amplitudy (17), którego wejscie jest dolaczone do wyjscia drugiego filtru górnoprzepustowego (11), pierwszy i drugi komparatory (19,18), z których kazdy ma wejscia dolaczone do wyjscia detektora amplitudy (17), ogranicznik progowy napiecia (20), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem detektora amplitudy (17), drugi filtr dolnoprzepustowy (21), którego wejscie jest dolaczone poprzez element o sterowanej rezystancji (22) do wyjscia ogranicznika progowego napiecia (20), wyjscie do wejsc sterujacych (13) pierwszego (6) i drugiego (11) filtrów górnoprzepustowych, sterowany dzielnik napiecia (28), którego jedno z wyprowadzen jest dolaczone do zródla napiecia (34), a drugie wyprowadzenie — do wyjscia drugiego filtru dolnoprzepustowego (21), przelacznik rozladowania (23), którego wejscie jest dolaczone do wyjs¬ cia drugiego komparatora (18), a wyjscie — do drugiego wyprowadzenia sterowanego dzielnika napiecia (28), selektor impulsów wedlug czasu ich trwania (24), którego wejscie jest dolaczone do wyjscia pierwszego komparatora (19), a wyjscie — do przekaznika czasowego (25), którego wyjs¬ cie jest polaczone ze sterujacym wejsciem sterowanego dzielnika napiecia (28), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem przekaznika czasowego (25), a wyjscie — z drugim wejsciem selektora impulsów (24) wedlug czasu ich trwania. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, ze obwód ksztaltowania impulsów sterujacych (12) zawiera detektor amplitudy (17), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem drugiego filtru górnoprzepustowego (11), pierwszy i drugi komparatory (19,18), z któ¬ rych kazdy ma wejscie polaczone z wyjsciem detektora amplitudy (17), ogranicznik progowy napiecia (20), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem detektora amplitudy (17), obwód stero¬ wany ladowania (37), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem ogranicznika progowego napiecia (20), a wyjscie — z obwodem rozladowania (38), sterowany obwód rozladowania (38), którego wejscie jest polaczone z wyjsciem drugiego komparatora (18) i wejsciem potencjalowym polaczo¬ nym z wejsciem potencjalowym sterowanego obwodu ladowania (37) i polaczony z samodzielnym zródlem napiecia (40), sterowany dzielnik napiecia (28), którego wejscie sterujace jest polaczone z elementem porównujacym (42), którego pierwsze wejscie jest polaczone z wyjsciem obwodu ste¬ rowanego rozladowania (39), a drugie wejscie z wyjsciem z wyjsciem sterowanego zródla napiecia narastajacego (41), którego wejscie jest dolaczone do wyjscia pierwszego komparatora (19), zródlo napiecia (34) dolaczone do pierwszego wyprowadzenia sterowanego dzielnika napiecia (28), pierwszy kondensator (43) dolaczony do drugiego wyprowadzenia sterowanego dzielnika napiecia (28) równolegle do zródla napiecia (34), drugi kondensator (44) dolaczony równolegle do obwodu rozladowania (38) i majacy z tym obwodem (38) pierwszy wspólny punkt (45), pola¬ czony z pierwszym wyprowadzeniem (32) sterowanego dzielnika napiecia (28), i drugi punkt wspólny (46) polaczony z wejsciami sterujacymi (13) drugiego i pierwszego filtrów górnoprzepu¬ stowych (11, 6) kanalu sygnalowego (1). 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze w obwodzie ksztaltowania napiecia steru¬ jacego (12) miedzy pierwszym i drugim kondensatorami (43 i 44) wlaczony jest element sprzega¬ jacy (47).148 929 ii^FU-UrzT] 2 1=3 W 6~ VJ <7 -&A HIF H FIG.1 n tn 6 Y* H 12 li [t J H J FIE2 },y _# A8,f_ -, r v ¦^TKiPTrff 26 £ ^7#: "/ 23 24 X 22 L J 20 31 17 TZ--_-_-_-_-_-_- ==ag± f/ga VLl__ 2l H# // rei-i 6\^ $ *MTH148 929 r fi ,J2 n^i ] 1*1 n A 2 1 i r " 4$ .<¦* Iz £ l£Hh ¥* i i^i i ' f\?7 .1,1 A Hi LtL Ti -H^l L4/l ' 1JC S i |2»| |tf| |tf| | 1 r "T v i 1_J : 1 ÓLh "1 _T/j 1 rAe\-\ *H "1 w lH' rf v . 7 8 a U ^t£ff r/£5 f/££ fr^ r/es148 929 100 200 1000 2000 10000 20000 naw Hz N,dB -60 -50 -40 -JO -20 -W O +10 20000H A J^ z 6300Hi /, A WODHz_ s V, /// / ^ ft // /B f f Z '/Y\ Q -70 -20 -JO -50 -BO F/EJ1 N2dB Pracownia Poligraficzna UP RP. Naklad 100 egz.Cena 1500 zl PL