RU2302074C2 - Frequency correction method and automatic device for realization of the method - Google Patents

Frequency correction method and automatic device for realization of the method Download PDF

Info

Publication number
RU2302074C2
RU2302074C2 RU2005116719/09A RU2005116719A RU2302074C2 RU 2302074 C2 RU2302074 C2 RU 2302074C2 RU 2005116719/09 A RU2005116719/09 A RU 2005116719/09A RU 2005116719 A RU2005116719 A RU 2005116719A RU 2302074 C2 RU2302074 C2 RU 2302074C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
spectrum
signal
spectra
output
Prior art date
Application number
RU2005116719/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005116719A (en
Inventor
н Гарри Романович Аванес (RU)
Гарри Романович Аванесян
Original Assignee
Гарри Романович Аванесян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гарри Романович Аванесян filed Critical Гарри Романович Аванесян
Priority to RU2005116719/09A priority Critical patent/RU2302074C2/en
Publication of RU2005116719A publication Critical patent/RU2005116719A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2302074C2 publication Critical patent/RU2302074C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technical cybernetics and radio engineering, possible use for building devices for automatic correction of frequency distortions occurring in, for example, sound amplification channels.
SUBSTANCE: method includes comparing spectrum of original signal to spectrum of resulting signal, generated after distorting channel. Comparison results are used for influencing the original signal for changing ratios of its spectrum components. One of variants of the method is to determine normalized spectrums. Two spectrum analyzers, controllable frequency corrector, comparison block and control block are main component parts of the device.
EFFECT: automatic correction of amplitude-frequency distortions introduced by real distorting channel, without usage of special test signal.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технической кибернетике и радиотехнике и может быть использовано при построении устройств автоматической коррекции частотных искажений, возникающих, например, в звукоусилительных трактах.The invention relates to technical cybernetics and radio engineering and can be used in the construction of devices for automatic correction of frequency distortions arising, for example, in sound amplification paths.

В настоящее время под частотной коррекцией понимают компенсацию искажений сигнала, возникающих по причине неодинакового усиления различных участков спектра этого сигнала. Частотные искажения возникают при прохождении сигнала через цепи, коэффициент передачи которых зависит от частоты в диапазоне частот, занимаемом полезным сигналом. Для устранения искажений вводят дополнительные корректирующие цепи, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) которых подбирается таким образом, чтобы внесенные искажения по возможности компенсировались дополнительным усилением или ослаблением. Достаточно эффективным способом частотной коррекции является подход, основанный на определении спектра тестового сигнала после прохождения им искажающих частотно-зависимых цепей. При этом предполагается, что спектр тестового сигнала априори известен и не меняется. По отклонению формы спектра результирующего сигнала от горизонтальной линии судят о внесенных искажениях и вносят соответствующие компенсирующие изменения в спектр исходного сигнала. Способ реализуется в устройстве, состоящем из генератора тестового сигнала, управляемого многополосного амплитудно-частотного корректора (далее - частотный корректор) и спектроанализатора (то же, что и анализатор спектра) с дисплеем [Yamaha EQ-550. Natural sound stereo graphic equalizer. Owner's manual, 1999, стр.9]. Так как упомянутое устройство предназначено для работы с аудиосигналами, то коррекцию проводят на тестовом сигнале, близком в диапазоне слышимых частот по своим спектральным свойствам к белому шуму (часто применяют и розовый шум). Тестовый сигнал, воспроизведенный акустическими системами, в точке прослушивания аудиопрограмм воспринимается измерительным микрофоном и направляется в спектроанализатор для визуальной оценки степени отклонения формы спектра зарегистрированного сигнала от прямой линии. Коррекция вносится вручную или автоматически путем усиления или ослабления отдельных частотных составляющих при помощи управляемого частотного корректора, выполняющего функции темброблока, и контролируется по результатам показаний дисплея спектроанализатора. Недостатком такого способа, принятого за прототип, а следовательно, и самой структуры, является необходимость применения специального тестового сигнала, что не позволяет проводить частотную коррекцию оперативно и автоматически на рабочем сигнале без выделения времени на специальный тестовый режим.Currently, frequency correction is understood to mean compensation of signal distortions arising due to unequal amplification of various parts of the spectrum of this signal. Frequency distortion occurs when a signal passes through circuits whose transmission coefficient depends on the frequency in the frequency range occupied by the useful signal. To eliminate distortion, additional corrective circuits are introduced, the amplitude-frequency characteristic (AFC) of which is selected so that the introduced distortions are compensated, if possible, by additional amplification or attenuation. A rather effective way of frequency correction is an approach based on determining the spectrum of a test signal after it passes distorting frequency-dependent circuits. It is assumed that the spectrum of the test signal is a priori known and does not change. The deviation of the shape of the spectrum of the resulting signal from the horizontal line is judged on the introduced distortions and make appropriate compensating changes in the spectrum of the original signal. The method is implemented in a device consisting of a test signal generator, a controlled multiband amplitude-frequency corrector (hereinafter referred to as the frequency corrector) and a spectrum analyzer (the same as a spectrum analyzer) with a display [Yamaha EQ-550. Natural sound stereo graphic equalizer. Owner's manual, 1999, p. 9]. Since the mentioned device is designed to work with audio signals, the correction is carried out on a test signal that is close in white to noise in the range of audible frequencies in its spectral properties (pink noise is also often used). The test signal reproduced by the speakers at the listening point of the audio programs is received by a measuring microphone and sent to a spectrum analyzer to visually assess the degree of deviation of the spectrum shape of the recorded signal from a straight line. Correction is made manually or automatically by amplifying or attenuating individual frequency components with the help of a controlled frequency corrector that performs the functions of a timbral block, and is controlled by the results of the display of the spectrum analyzer. The disadvantage of this method, adopted for the prototype, and therefore the structure itself, is the need to use a special test signal, which does not allow for frequency correction quickly and automatically on the working signal without allocating time for a special test mode.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений без применения специального тестового сигнала.The technical result achieved using the present invention consists in the automatic correction of amplitude-frequency distortions without the use of a special test signal.

Технический результат достигается тем, что в способе частотной коррекции (вариант 1), предусматривающем определение спектра результирующего сигнала, подвергнутого частотным искажениям, согласно изобретению определяют спектр исходного сигнала, сравнивают спектры исходного и результирующего сигналов, результаты сравнения используют для воздействия на исходный сигнал для изменения соотношений между его спектральными составляющими.The technical result is achieved by the fact that in the frequency correction method (option 1), which provides for determining the spectrum of the resulting signal subjected to frequency distortion, according to the invention, the spectrum of the original signal is determined, the spectra of the initial and resulting signals are compared, the comparison results are used to influence the original signal to change the ratios between its spectral components.

Способ по первому варианту может иметь особенности, состоящие в том, что:The method according to the first embodiment may have features consisting in the fact that:

- спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления разности спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра (n - целое, конечное число);- the spectra of the source and the resulting signals are compared with each other by calculating the difference of the spectral components corresponding to n points of the spectrum (n is an integer, a finite number);

- спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления отношения спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра (n - целое, конечное число);- the spectra of the source and the resulting signals are compared with each other by calculating the ratio of the spectral components corresponding to n points of the spectrum (n is an integer, a finite number);

- спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами средневыпрямленных значений;- the spectra of the source and resulting signals are spectra of the average rectified values;

- спектры исходного и результирующего сигналов являются энергетическими спектрами;- the spectra of the source and resulting signals are energy spectra;

- спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами, полученными методом дискретного преобразования Фурье.- The spectra of the source and resulting signals are spectra obtained by the discrete Fourier transform method.

Технический результат достигается тем, что в способе частотной коррекции (вариант 2), согласно изобретению определяют нормированный спектр исходного сигнала, определяют нормированный спектр результирующего сигнала, подвергнутого частотным искажениям, сравнивают нормированные спектры исходного и результирующего сигналов, результаты сравнения используют для воздействия на исходный сигнал для изменения соотношений между его спектральными составляющими.The technical result is achieved by the fact that in the frequency correction method (option 2), according to the invention, the normalized spectrum of the original signal is determined, the normalized spectrum of the resulting signal subjected to frequency distortions is determined, the normalized spectra of the initial and resulting signals are compared, the comparison results are used to influence the original signal for changes in the relations between its spectral components.

Способ по второму варианту может иметь особенности, состоящие в том, что:The method according to the second embodiment may have features consisting in the fact that:

- нормированные спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления разности спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра (n - целое, конечное число);- the normalized spectra of the initial and resulting signals are compared with each other by calculating the difference of the spectral components corresponding to n points of the spectrum (n is an integer, a finite number);

- нормированные спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления отношения спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра (n - целое, конечное число);- the normalized spectra of the initial and resulting signals are compared with each other by calculating the ratio of the spectral components corresponding to n points of the spectrum (n is an integer, a finite number);

- нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами сред невыпрямленных значений;- the normalized spectra of the initial and resulting signals are spectra of the media of non-rectified values;

- нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются энергетическими спектрами;- the normalized spectra of the source and resulting signals are energy spectra;

- нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами, полученными методом дискретного преобразования Фурье.- the normalized spectra of the source and resulting signals are spectra obtained by the discrete Fourier transform method.

Технический результат достигается также тем, что в автоматическое устройство, реализующее способ по первому варианту, содержащее анализатор спектра результирующего (выходного) сигнала и управляемый частотный корректор, вход и выход которого служат соответственно входом и выходом устройства, согласно изобретению введены анализатор спектра исходного сигнала, блок сравнения и блок управления, блок сравнения служит для сравнения спектров исходного и результирующего сигналов, полученных при помощи анализаторов спектров, блок управления служит для непосредственного управления частотным корректором по результатам сравнения спектров исходного и результирующего сигналов.The technical result is also achieved by the fact that in an automatic device that implements the method according to the first embodiment, containing a spectrum analyzer of the resulting (output) signal and a controlled frequency corrector, the input and output of which serve as the input and output of the device, according to the invention, an initial signal spectrum analyzer is introduced, a unit the comparison unit and the control unit, the comparison unit is used to compare the spectra of the source and the resulting signals obtained using spectrum analyzers, the control unit serves to directly control the frequency corrector according to the results of comparing the spectra of the initial and resulting signals.

Технический результат достигается также тем, что в автоматическое устройство, реализующее способ по второму варианту, содержащее управляемый частотный корректор, вход и выход которого служат соответственно входом и выходом устройства, согласно изобретению введены анализатор нормированного спектра исходного сигнала, анализатор нормированного спектра результирующего (выходного) сигнала, блок сравнения и блок управления, блок сравнения служит для сравнения нормированных спектров исходного и результирующего сигналов, полученных при помощи анализаторов спектров, блок управления служит для непосредственного управления частотным корректором по результатам сравнения нормированных спектров исходного и результирующего сигналов.The technical result is also achieved by the fact that in the automatic device that implements the method according to the second embodiment, containing a controlled frequency corrector, the input and output of which serve as the input and output of the device, according to the invention, an analyzer of the normalized spectrum of the initial signal and an analyzer of the normalized spectrum of the resulting (output) signal are introduced , the comparison unit and the control unit, the comparison unit is used to compare the normalized spectra of the source and resulting signals obtained with power spectrum analyzer, the control unit serves to directly control the frequency corrector based on the comparison of normalized spectra the input and output signals.

В автоматических устройствах сигнал на вход анализатора спектра результирующего сигнала можно подавать непосредственно с выхода электронной части искажающего тракта или при искажающем акустическом тракте с измерительного микрофона, установленного в области приема акустических волн.In automatic devices, the signal at the input of the spectrum analyzer of the resulting signal can be supplied directly from the output of the electronic part of the distorting path or, if the acoustic path is distorting, from a measuring microphone installed in the region of acoustic wave reception.

В автоматических устройствах управляемый частотный корректор может представлять собой многополосный графический эквалайзер с электронным управлением.In automatic devices, the controllable frequency corrector can be an electronically controlled multi-band graphic equalizer.

В автоматических устройствах можно применить блок сравнения, содержащий блок вычитания, сумматор, адресный счетчик, дешифратор адреса, группу регистров и элемент ИЛИ, первый вход блока вычитания является информационным входом блока управления, эталонным входом которого служит второй вход блока вычитания, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является входом кода смещения, выход сумматора соединен с объединенными информационными входами регистров группы, тактовые входы регистров группы подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход которого соединен с разрядным выходом счетчика, выход переноса которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом обнуления (начальной установки) блока сравнения, тактовый вход счетчика является синхровходом блока сравнения, выходом которого служат выходы регистров группы.In automatic devices, you can apply a comparison block containing a subtraction block, an adder, an address counter, an address decoder, a group of registers and an OR element, the first input of the subtraction block is the information input of the control block, the reference input of which is the second input of the subtraction block, the output of which is connected to the first the adder input, the second input of which is the offset code input, the adder output is connected to the combined information inputs of the group registers, the clock inputs of the group registers are connected to Resp outputs of the decoder, whose input is connected to the discharge outlet of the counter whose carry output is connected to the first input of the OR gate, the second input of which is the reset input (initial setting) of the comparator, a clock input of the counter is a clock terminal of the comparator, the output of which are the output of register group.

Сущность изобретения иллюстрируется графическим материалом.The invention is illustrated by graphic material.

На фиг.1 показана функциональная схема автоматического устройства для коррекции частотных искажений с подключенным искажающим трактом; на фиг.2 показаны графики, иллюстрирующие способ частотной коррекции; на фиг.3 приведена функциональная схема одного их возможных вариантов совместной реализации блока сравнения и блока управления.Figure 1 shows a functional diagram of an automatic device for correcting frequency distortion with a connected distorting path; figure 2 shows graphs illustrating a method of frequency correction; figure 3 shows a functional diagram of one of their possible options for the joint implementation of the comparison unit and the control unit.

Функциональная схема по фиг.1 содержит устройство для коррекции частотных искажений, включающее в себя частотный корректор 1, спектроанализаторы 2 и 3, блок 4 сравнения и блок 5 управления. Кроме того, на фиг.1 показан искажающий тракт 6. Входом устройства служит вход частотного корректора 1, N управляющих входов которого составляют единый N-канальный вход и соединены с соответствующими выходами (единый управляющий выход) блока 5 управления, информационный вход которого соединен с выходом блока 4 сравнения, к первому и второму информационным входам которого подключены выходы спектроанализаторов 2 и 3 соответственно, информационный вход спектроанализатора 2 подключен ко входу устройства, а к информационному входу спектроанализатора 3 подключен выход искажающего тракта 6, вход которого соединен с выходом частотного корректора 1.The functional diagram of figure 1 contains a device for correcting frequency distortion, including a frequency corrector 1, spectrum analyzers 2 and 3, a comparison unit 4 and a control unit 5. In addition, figure 1 shows the distorting path 6. The input of the device is the input of the frequency corrector 1, N control inputs of which make up a single N-channel input and are connected to the corresponding outputs (single control output) of the control unit 5, the information input of which is connected to the output block 4 comparison, to the first and second information inputs of which the outputs of the spectrum analyzers 2 and 3 are connected, respectively, the information input of the spectrum analyzer 2 is connected to the input of the device, and to the information input of the spectrum analysis Ator 3, the output of the distorting path 6 is connected, the input of which is connected to the output of the frequency corrector 1.

Фиг.2 содержит график Y1(ω) нормированных значений спектра исходного сигнала, поступающего на вход частотного корректора 1, полученных на выходе блока 2; график Y2(ω) нормированных значений спектра результирующего сигнала после тракта 6, полученных на выходе блока 3, ω - круговая частота.Figure 2 contains a graph of Y 1 (ω) normalized values of the spectrum of the original signal supplied to the input of the frequency corrector 1 received at the output of block 2; graph Y 2 (ω) of the normalized values of the spectrum of the resulting signal after path 6 obtained at the output of block 3, ω is the circular frequency.

Функциональная схема по фиг.3 содержит блок 4 сравнения и блок 5 управления. В свою очередь, блок 4 сравнения содержит блок 7 вычитания, сумматор 8, адресный счетчик 9, дешифратор 10 адреса, группу 11 регистров 11-1÷11-N и элемент 12 ИЛИ. Первый вход блока 7 вычитания является первым информационным входом Y1(nΔω) блока 4, предназначенным для соединения с выходом спектроанализатора 2, второй вход блока 7 вычитания служит вторым информационным входом Y2(nΔω) блока 4 и предназначен для соединения с выходом спектроанализатора 3, выход блока 7 вычитания соединен с первым входом сумматора 8, второй вход которого является входом кода смещения Y0, выход сумматора 8 соединен с объединенными информационными входами DI регистров группы 11, выходы которых составляют N-канальный выход блока 4 сравнения и подключены к соответствующим N входам (единый информационный вход) блока 5 управления, тактовые входы С регистров группы 11 подключены к соответствующим N выходам дешифратора 10, вход которого соединен с разрядным выходом Q счетчика 9, выход переноса Р которого соединен с первым входом элемента 12 ИЛИ, второй вход которого является входом RST обнуления (начальной установки) блока 4 сравнения, синхровходом CLK которого является тактовый вход счетчика 9. Блок 5 управления представляет собой линейку 13 преобразователей 13-1÷13-N цифрового кода в сигналы управления корректором 1.The functional diagram of FIG. 3 comprises a comparison unit 4 and a control unit 5. In turn, the comparison unit 4 contains a subtraction unit 7, an adder 8, an address counter 9, an address decoder 10, a group of 11 registers 11-1 ÷ 11-N and an OR element 12. The first input of the subtraction unit 7 is the first information input Y 1 (nΔω) of the unit 4, intended for connection with the output of the spectrum analyzer 2, the second input of the subtraction unit 7 is the second information input Y 2 (nΔω) of the unit 4 and is intended for connection with the output of the spectrum analyzer 3, the output of the subtraction block 7 is connected to the first input of the adder 8, the second input of which is the input of the offset code Y 0 , the output of the adder 8 is connected to the combined information inputs of the DI registers of group 11, the outputs of which make up the N-channel output of block 4 comparison and connected to the corresponding N inputs (single information input) of the control unit 5, the clock inputs C of the registers of group 11 are connected to the corresponding N outputs of the decoder 10, the input of which is connected to the discharge output Q of the counter 9, the transfer output P of which is connected to the first input of the element 12 OR, the second input of which is the input RST of zeroing (initial setting) of the comparison unit 4, whose sync input CLK is the clock input of the counter 9. The control unit 5 is a line 13 of converters 13-1 ÷ 13-N of a digital code corrector control signals 1.

Многие реальные устройства, вносящие искажения, являются активными и входной сигнал усиливают. Причем нередко в процессе работы коэффициент усиления меняется. По этим причинам для корректного сравнения спектров их следует нормировать. Под нормированными спектрами подразумеваются вычисленные в спектроанализаторах 2 и 3 относительные величины Y1(ω) и Y2(ω), выражаемые формуламиMany real distortion devices are active and amplify the input signal. And often during operation, the gain changes. For these reasons, to correctly compare the spectra, they should be normalized. By normalized spectra we mean the relative values Y 1 (ω) and Y 2 (ω) calculated in the spectrum analyzers 2 and 3, expressed by the formulas

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где S1(ω) и S2(ω) - спектры исходного и результирующего сигналов соответственно;where S 1 (ω) and S 2 (ω) are the spectra of the initial and resulting signals, respectively;

ω0 - некоторая фиксированная средняя частота в пределах полосы рабочих частот (в звуковой технике ω0 обычно выбирают соответствующим частоте 1 кГц).ω 0 is a fixed average frequency within the operating frequency band (in sound technology, ω 0 is usually chosen to correspond to a frequency of 1 kHz).

Принцип действия автоматического устройства, показанного на фиг.1, заключается в сравнении нормированного спектра Y1(ω) исходного сигнала с нормированным спектром Y2(ω) результирующего сигнала, полученного на выходе искажающего тракта 6, и далее в компенсирующем изменении АЧХ цепей перед искажающим трактом, таким образом, чтобы результат сравнения спектров удовлетворял некоторому выбранному условию, например минимуму уклонения функций (разности спектральных составляющих). Для изменения АЧХ служит частотный корректор 1, управляемый сигналами сравнения, полученными на выходе блока 4. Компенсирующее изменение АЧХ приводит к изменению соотношений между спектральными составляющими сигнала, подаваемого на вход искажающего тракта 6. При этом в зависимости от характера вносимых искажений, приводящих к деформации спектра сигнала, в частотном корректоре 1 может происходить как усиление, так и ослабление отдельных спектральных компонент. В примере по фиг.2 показаны две области усиления исходного сигнала и область ослабления.The principle of operation of the automatic device shown in figure 1, is to compare the normalized spectrum Y 1 (ω) of the original signal with the normalized spectrum Y 2 (ω) of the resulting signal received at the output of the distorting path 6, and then in the compensating change in the frequency response of the circuits before the distorting path, so that the result of the comparison of the spectra satisfies some selected condition, for example, the minimum deviation of functions (the difference of the spectral components). To change the frequency response, use the frequency corrector 1, controlled by the comparison signals received at the output of block 4. The compensating change in the frequency response leads to a change in the ratios between the spectral components of the signal supplied to the input of the distorting path 6. Moreover, depending on the nature of the introduced distortions, leading to deformation of the spectrum of the signal, in the frequency corrector 1, both amplification and attenuation of individual spectral components can occur. In the example of FIG. 2, two amplification regions of the original signal and an attenuation region are shown.

Рассмотренное устройство (фиг.1) реализует способ по второму варианту (п.7 формулы изобретения). Устройство, реализующее способ по первому варианту отличается от указанного только тем, что анализаторы 2 и 3 спектры не нормируют. Если речь идет об искажающем тракте, в котором сигнал не усиливается и не ослабляется, то нормировать спектры нет необходимости. Так же поступают и в том случае, если коэффициент усиления искажающего тракта известен и постоянен. При этом выходной (результирующий) сигнал масштабируют с учетом известного значения коэффициента усиления.The considered device (Fig. 1) implements the method according to the second embodiment (claim 7 of the claims). A device that implements the method according to the first embodiment differs from the one indicated only in that the analyzers 2 and 3 of the spectra are not standardized. If we are talking about a distorting path in which the signal is not amplified or attenuated, then there is no need to normalize the spectra. The same is done if the gain of the distorting path is known and constant. In this case, the output (resulting) signal is scaled taking into account the known value of the gain.

Искажающий тракт может иметь различную природу: быть сугубо электронным, механическим или комбинированным. Последний случай в практике звукоусиления достаточно распространен, так как немалую часть искажений вносят среда распространения звуковых волн и сами электромеханические преобразователи. В подобных ситуациях для коррекции искажений на вход спектроанализатора 3 сигнал подают через измерительный микрофон, установленный в точке приема звуковых волн, подобно тому как это делается в известных схемах настройки аудиотрактов.The distorting tract can have a different nature: to be purely electronic, mechanical or combined. The latter case in the practice of sound amplification is quite common, since a considerable part of the distortions is made by the propagation medium of sound waves and the electromechanical converters themselves. In such situations, to correct distortion at the input of the spectrum analyzer 3, the signal is fed through a measuring microphone installed at the point of reception of sound waves, similar to what is done in the well-known audio path tuning schemes.

На блок 4 сравнения, как это видно из его названия, возложены функции сравнения спектров и формирования сигналов, несущих информацию о результатах сравнения. В частных случаях сравнение можно производить путем вычисления разности величин Y1(ω) и Y2(ω) или их отношения. Что же касается блока 5 управления, то его задачей является преобразование выходных сигналов блока 4 сравнения непосредственно в сигналы управления частотным корректором 1. Количество полос n частотного корректора 1, диапазон регулировок и полосу рабочих частот выбирают исходя из конкретных задач и качественных требований, предъявляемых к автоматическому устройству. Если положить, что корректор 1 - устройство сугубо аналоговое и управление в каждой частотной полосе осуществляют напряжением, от значения которого зависит коэффициент передачи корректора в этой полосе, то для связи частотного корректора 1 с цифровым блоком сравнения (каким может быть блок 4) понадобится лишь линейка цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Такой вариант показан на фиг.3, где в качестве преобразователей 13-1÷13-N применены низкоскоростные ЦАПы.Comparison block 4, as its name implies, has the functions of comparing spectra and generating signals that carry information about the results of the comparison. In special cases, a comparison can be made by calculating the difference between the values of Y 1 (ω) and Y 2 (ω) or their ratio. As for the control unit 5, its task is to convert the output signals of the comparison unit 4 directly into the control signals of the frequency corrector 1. The number of bands n of the frequency corrector 1, the adjustment range and the operating frequency band are selected based on specific tasks and quality requirements for automatic device. If we assume that corrector 1 is a purely analog device and control in each frequency band is carried out by voltage, the value of which determines the gain of the corrector in this band, then to connect the frequency corrector 1 with a digital comparison unit (which may be block 4), you only need a ruler digital-to-analog converters (DACs). This option is shown in figure 3, where as the converters 13-1 ÷ 13-N applied low-speed DACs.

Структура блока 4 сравнения по фиг.3 предложена в предположении, что спектроанализаторы 2, 3 являются цифровыми устройствами, на выходах которых имеем последовательность отсчетов - нормированных значений амплитуд гармоник Y1(nΔω) и Y2(nΔω), вычисленных, например, методом дискретного преобразования Фурье при условии, что n=1, 2, ...N (N - общее число гармоник), а Δω - шаг расположения отсчетов по оси частот.The structure of the comparison unit 4 in FIG. 3 is proposed under the assumption that the spectrum analyzers 2, 3 are digital devices, the outputs of which have a sequence of samples — normalized values of the harmonics amplitudes Y 1 (nΔω) and Y 2 (nΔω), calculated, for example, by the discrete Fourier transforms provided that n = 1, 2, ... N (N is the total number of harmonics), and Δω is the step of arrangement of the samples along the frequency axis.

Будем считать, что отсчеты Y1(nΔω) и Y2(nΔω) появляются одновременно в двух каналах и сопровождаются синхроимпульсами CLK и, кроме того, смена отсчетов в каждом из каналов также происходит с тактовой частотой CLK. В блоке 7 вычитания вычисляется разность Y1(nΔω)-Y2(nΔω), после чего в сумматоре 8 добавляется постоянная Y0 и затем N полученных величинWe assume that the samples Y 1 (nΔω) and Y 2 (nΔω) appear simultaneously in two channels and are accompanied by CLK clock pulses and, in addition, the change of samples in each channel also occurs with a clock frequency CLK. In the subtraction block 7, the difference Y 1 (nΔω) -Y 2 (nΔω) is calculated, after which the constant Y 0 is added to the adder 8 and then N obtained values

ΔY(nΔω)=Y1(nΔω)-Y2(nΔω)+Y0 ΔY (nΔω) = Y 1 (nΔω) -Y 2 (nΔω) + Y 0

распределяются по N регистрам группы 11. Занесенные в регистры 11-1÷11-N двоичные коды N величин ΔY(nΔω) являются корректирующими кодами управления частотного корректора 1 и направляются в ЦАПы 13-1÷13-N.are distributed across the N registers of group 11. The binary codes of N values ΔY (nΔω) entered in the registers 11-1 ÷ 11-N are the corrective control codes of the frequency corrector 1 and are sent to the DACs 13-1 ÷ 13-N.

Управляет поочередной записью кодов ΔY(nΔω) в регистры 11 узел, состоящий из адресного счетчика 9 и дешифратора 10. Причем модуль пересчета счетчика 11 выбирают на единицу больше количества отсчетов N. Это позволяет использовать обнуленное состояние счетчика как исходное и запрещающее запись данных в регистры 11. С появлением первого синхроимпульса CLK счетчик 9 устанавливает на выходе Q код единицы и активизирует таким образом выход дешифратора 10 с порядковым номером "1" (нумерация выходов дешифратора 10 начинается с нуля; нулевой выход не используется). Поскольку данный процесс протекает скачкообразно, то положительный перепад напряжений на выходе "1" дешифратора 10, передаваемый на динамический тактовый вход регистра 11-1, разрешает запись информации о первом отсчете ΔY(Δω) в регистр 11-1. Далее с приходом второго синхроимпульса счетчик переходит в следующее состояние, соответствующее числу "2", и процесс происходит аналогичным образом. После того как в регистр 11-N будет записан последний отсчет, счетчик 9 обнулится, и на этом цикл первой записи данных закончится. Все последующие циклы аналогичны первому и служат для обновления информации в регистрах 11. Вход RST предназначен для первоначального обнуления блока сравнения. Код смещения Y0 необходим для задания необходимого постоянного напряжения смещения, управляющего частотным корректором 1. Значение его выбирают, исходя из диапазона изменений величины ΔY(nΔω), диапазона требуемых регулировок и параметров управляющих цепей корректора 1. Значение кода Y0 должно быть таким, чтобы при Y1(nΔω)-Y2(nΔω)=0 напряжение смещения, подаваемое на каждый из управляющих входов корректора 1, соответствовало бы режиму пропускания сигнала без изменений его амплитуды.The node consisting of the address counter 9 and the decoder 10 is controlled by writing the ΔY (nΔω) codes in registers 11 and the counter recounting module 11 selects one more than the number of samples N. This allows you to use the zeroed state of the counter as the initial and prohibit writing data to registers 11 With the advent of the first CLK clock pulse, counter 9 sets the unit code at the output Q and thus activates the output of decoder 10 with serial number “1” (the numbering of outputs of decoder 10 starts from zero; zero output is not used uetsya). Since this process proceeds stepwise, the positive voltage drop at the output "1" of the decoder 10, transmitted to the dynamic clock input of register 11-1, allows recording information about the first sample ΔY (Δω) in register 11-1. Then, with the arrival of the second clock, the counter goes into the next state corresponding to the number "2", and the process proceeds in a similar way. After the last count is written to register 11-N, counter 9 will be reset to zero, and the cycle of the first data recording will end there. All subsequent cycles are similar to the first and serve to update information in the registers 11. The RST input is intended for the initial reset of the comparison block. The offset code Y 0 is required to set the required constant offset voltage that controls the frequency corrector 1. Its value is selected based on the range of changes of ΔY (nΔω), the range of required adjustments and the control circuit parameters of corrector 1. The value of the code Y 0 should be such that when Y 1 (nΔω) -Y 2 (nΔω) = 0, the bias voltage supplied to each of the control inputs of the corrector 1 would correspond to the transmission mode of the signal without changing its amplitude.

Применение предложенных способов и устройств позволит исключить не только отдельный этап предварительного тестирования рабочего тракта, но еще и получить такое важное новое свойство корректирующих звеньев, как непрерывное отслеживание искажений и их компенсация в пределах возможностей конкретной аппаратуры. Задача постоянного слежения за искажениями актуальна при меняющихся параметрах рабочего тракта. Добавим также, что автоматическая коррекция не исключает коррекцию ручную, субъективную, вносимую пользователем. Возможно совмещение подходов. Кроме того, в автоматическом режиме вводить корректирующие воздействия можно не непрерывно, а по мере необходимости, например, в определенные интервалы времени, причем регулируя глубину коррекции.The application of the proposed methods and devices will make it possible to exclude not only a separate stage of preliminary testing of the working path, but also to obtain such an important new property of the correcting links as continuous tracking of distortions and their compensation within the capabilities of a particular equipment. The task of constantly monitoring distortions is relevant for changing parameters of the working path. We also add that automatic correction does not exclude manual, subjective, user-entered correction. Perhaps a combination of approaches. In addition, in automatic mode, you can enter corrective actions not continuously, but as necessary, for example, at certain time intervals, and by adjusting the depth of correction.

Относительно особенностей реализации способов заметим, что показанные в настоящем описании устройства не являются единственно возможными. Для определения спектров можно использовать и всего один спектроанализатор с запоминанием результатов. Такое возможно, если исходный сигнал является стационарным случайным процессом или периодическим детерминированным. Разумеется, в этих случаях длительность анализа сигналов следует выбирать достаточной для получения малозависящей или независящей от времени оценки.Regarding the features of the implementation of the methods, we note that the devices shown in the present description are not the only ones possible. To determine the spectra, you can use just one spectrum analyzer with storing the results. This is possible if the original signal is a stationary random process or periodic deterministic. Of course, in these cases, the duration of the signal analysis should be selected sufficient to obtain a low-independent or time-independent estimate.

Claims (11)

1. Способ частотной коррекции, отличающийся тем, что определяют нормированный спектр исходного сигнала, определяют нормированный спектр результирующего сигнала, подвергнутого частотным искажениям, сравнивают нормированные спектры исходного и результирующего сигналов, результаты сравнения используют для воздействия на исходный сигнал для изменения соотношений между его спектральными составляющими.1. The method of frequency correction, characterized in that they determine the normalized spectrum of the original signal, determine the normalized spectrum of the resulting signal subjected to frequency distortion, compare the normalized spectra of the original and the resulting signals, the comparison results are used to influence the original signal to change the ratios between its spectral components. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нормированные спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления разности спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра, где n - целое, конечное число.2. The method according to claim 1, characterized in that the normalized spectra of the source and resulting signals are compared by calculating the difference of the spectral components corresponding to n points of the spectrum, where n is an integer, a finite number. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нормированные спектры исходного и результирующего сигналов сравнивают между собой путем вычисления отношения спектральных составляющих, соответствующих n точкам спектра, где n - целое, конечное число.3. The method according to claim 1, characterized in that the normalized spectra of the source and resulting signals are compared with each other by calculating the ratio of the spectral components corresponding to n points of the spectrum, where n is an integer, a finite number. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами средневыпрямленных значений.4. The method according to claim 1, characterized in that the normalized spectra of the source and resulting signals are spectra of average values. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются энергетическими спектрами.5. The method according to claim 1, characterized in that the normalized spectra of the source and resulting signals are energy spectra. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что нормированные спектры исходного и результирующего сигналов являются спектрами, полученными методом дискретного преобразования Фурье.6. The method according to claim 1, characterized in that the normalized spectra of the source and resulting signals are spectra obtained by the method of discrete Fourier transform. 7. Автоматическое устройство, реализующее способ по п.1, содержащее управляемый частотный корректор, вход и выход которого служат соответственно входом и выходом устройства, отличающееся тем, что в него введены анализатор нормированного спектра исходного сигнала, анализатор нормированного спектра результирующего сигнала, блок сравнения и блок управления, блок сравнения служит для сравнения нормированных спектров исходного и результирующего сигналов, полученных при помощи анализаторов спектров, блок управления служит для непосредственного управления частотным корректором по результатам сравнения нормированных спектров исходного и результирующего сигналов.7. The automatic device that implements the method according to claim 1, containing a controlled frequency corrector, the input and output of which respectively serve as the input and output of the device, characterized in that the analyzer of the normalized spectrum of the source signal, the analyzer of the normalized spectrum of the resulting signal, a comparison unit and the control unit, the comparison unit is used to compare the normalized spectra of the source and the resulting signals obtained using spectrum analyzers, the control unit serves to directly control of the frequency corrector by comparing the normalized spectra of the source and resulting signals. 8. Автоматическое устройство по п.7, отличающееся тем, что сигнал на вход анализатора спектра результирующего сигнала подают непосредственно с выхода электронной части искажающего тракта.8. The automatic device according to claim 7, characterized in that the signal at the input of the spectrum analyzer of the resulting signal is fed directly from the output of the electronic part of the distorting path. 9. Автоматическое устройство по п.7, отличающееся тем, что сигнал на вход анализатора спектра результирующего сигнала при искажающем акустическом тракте подают с измерительного микрофона, установленного в области приема акустических волн.9. The automatic device according to claim 7, characterized in that the signal at the input of the spectrum analyzer of the resulting signal with a distorting acoustic path is supplied from a measuring microphone installed in the receiving area of the acoustic waves. 10. Автоматическое устройство по п.7, отличающееся тем, что управляемый частотный корректор представляет собой многополосный графический эквалайзер с электронным управлением.10. The automatic device according to claim 7, characterized in that the controlled frequency corrector is a multiband graphic equalizer with electronic control. 11. Блок сравнения для применения в автоматическом устройстве по п.7, содержащий блок вычитания, сумматор, адресный счетчик, дешифратор адреса, группу регистров и элемент ИЛИ, первый вход блока вычитания является информационным входом блока управления, эталонным входом которого служит второй вход блока вычитания, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является входом кода смещения, выход сумматора соединен с объединенными информационными входами регистров группы, тактовые входы регистров группы подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход которого соединен с разрядным выходом счетчика, выход переноса которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом обнуления блока сравнения, тактовый вход счетчика является синхровходом блока сравнения, выходом которого служат выходы регистров группы.11. The comparison unit for use in the automatic device according to claim 7, comprising a subtraction unit, an adder, an address counter, an address decoder, a group of registers and an OR element, the first input of the subtraction unit is an information input of the control unit, the reference input of which is the second input of the subtraction unit whose output is connected to the first input of the adder, the second input of which is the input of the offset code, the output of the adder is connected to the combined information inputs of the group registers, the clock inputs of the group registers are connected s to the corresponding outputs of the decoder, whose input is connected to the discharge outlet counter carry output coupled to a first input of the OR gate, the second input of which is the reset input of the comparator, a clock input of the counter is a clock terminal of the comparator, the output of which are the output of register group.
RU2005116719/09A 2005-06-01 2005-06-01 Frequency correction method and automatic device for realization of the method RU2302074C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116719/09A RU2302074C2 (en) 2005-06-01 2005-06-01 Frequency correction method and automatic device for realization of the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116719/09A RU2302074C2 (en) 2005-06-01 2005-06-01 Frequency correction method and automatic device for realization of the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005116719A RU2005116719A (en) 2005-09-20
RU2302074C2 true RU2302074C2 (en) 2007-06-27

Family

ID=35848913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116719/09A RU2302074C2 (en) 2005-06-01 2005-06-01 Frequency correction method and automatic device for realization of the method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2302074C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469641C2 (en) * 2011-03-11 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for evaluating arterial elasticity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469641C2 (en) * 2011-03-11 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for evaluating arterial elasticity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005116719A (en) 2005-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Müller et al. Transfer-function measurement with sweeps
US7492909B2 (en) Method for acoustic transducer calibration
US20100176980A1 (en) Analog to digital conversion system
US8094829B2 (en) Method for processing sound data
US8031876B2 (en) Audio system
US20090010447A1 (en) Active Noise Control System
WO2019006779A1 (en) Method, device and system for adjusting sound field of active linear array loudspeaker
US7953233B2 (en) Synchronous detection and calibration system and method for differential acoustic sensors
CN111490739A (en) Device and equipment for amplifying audio signal
US10984779B2 (en) Audio adjustment method and associated audio adjustment device for active noise cancellation
KR101253708B1 (en) Hearing aid for screening envirronmental noise and method for screening envirronmental noise of hearing aid
US20110235826A1 (en) Procedure and device for linearizing the characteristic curve of a vibration signal transducer such as a microphone
RU2302074C2 (en) Frequency correction method and automatic device for realization of the method
CN110728970B (en) Method and device for digital auxiliary sound insulation treatment
CN108305635B (en) Method for distorting the frequency of an audio signal
RU2265951C2 (en) Method and device for correction of frequency distortion (automatic equalizer)
US11516607B2 (en) Method and device for controlling the distortion of a loudspeaker system on board a vehicle
RU2279758C2 (en) Adaptive equalizer
US6920471B2 (en) Compensation scheme for reducing delay in a digital impedance matching circuit to improve return loss
US7493179B2 (en) Digital audio system and method therefor
US20110170706A1 (en) Feedback-Killing Speaker System
JP4974713B2 (en) Karaoke equipment
US11361746B2 (en) Audio playback apparatus and method having noise-canceling mechanism
US8145476B2 (en) Received voice playback apparatus
CN112703749B (en) Method for operating an audio output device on a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20060920

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20060922