SU734868A1 - Динамический фильтр - Google Patents

Description

(54) ДИНАМИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

I

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  в устройствах дл  понижени  шума каналов записи, воспроизведени  и передачи электрических сигналов.

Известен динамический фильтр дл  понижени  шума с управлением частотой среза , который содержит фильтры низких и высоких частот с управл емыми частотами среза и цепи управлени , кажда  из которых содержит фильтр с полосой прозрачности, равной диапазону перестройки частоты среза соответствующего управл емого фильтра, усилитель и детектор, причем сигнал в каждую цепь управлени  поступает с входа устройства через фильтр высоких частот дл  управлени  частотой среза управл емого фильтра низких частот и соответственно через фильтр низких частот дл  управлени  частотой сре;за управл емого фильтра высоких частот. Таким образом, перестройка частот среза управл емых фильтров низких и высоких частот производитс  в зависимости от уровн  составл ющих сигнала, пропускаемых в цепи управлени  фильтрами высоких и низких частот соответственно 1.

Недостаток известного динамического фильтра состоит в неточности управлени 

частотами среза управл емых фильтров, вызывающей эффект модул ции щума в процессе управлени .

Наиболее,близким по своей технической сущности к описываемому изобретению  вл етс  динамический фильтр, содержащий управл емый фильтр, управл ющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  неточность управлени  частотой сре10 за в зависимости от граничной частоты составл ющих сигнала со сложным спектром.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности управлени  частотой среза и снижение эффекта модул ции щума.

Поставленна  цель достиг1аетс  тем, что

15 в динамическом фильтре, содержащем управл емый фильтр, управл ющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, последний подсоединен к входу и выходу управл емого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор.

Такой динамический фильтр позвол ет осуществить точную перестройку частоты среза управл емого фильтра в зависимости от спектра и уровн  составл ющих входного сигнала с учетом изменени  чувствител ности нагрузки.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема динамического фильтра.

Динамический фильтр содержит управл емый фильтр с управл емой частотой среза , который предназначен дл  изменени  полосы частот устройства в целом в зависимости от щирины спектра входного сигнала. Выход фильтра 1 соединен с выходом 2 устройства Б целом и с одним из входов алгебраического сумматора 3, имеющего инвертирующий и неинвертирующий входы. Алгебраический сумматор 3 предназначен дл  формировани  полосы частот цепи управлени  путем вычитани  из щирокополосного сигнала составл ющих, располагающихс  в полосе прозрачности управл емого фильтра 1. К другому входу алгебраического сумматора 3 подключен вход 4 управл емого фильтра 1. Выход алгебраического сумматора 3 соединен с входом весового фильтра 5.

Весовой фильтр 5 предназначен дл  формировани  сигнала управлени  с учетом изменени  чувствительности нагрузки в зависимости от частоты, например, с учетом изменени  чувствительности слуха человека в зависимости от частоты звукового сигнала.

Выход весового фильтра 5 через ограничитель по минимуму 6 и частотный корректор 7 подключен к амплитудному детектору 8. Частотный корректор 7 обеспечивает соответствующую зависимость сигнала управлени  на выходе амплитудного детектора 8 от частоты составл ющих сигнала управлени , поступающих на выход ограничител  по минимуму 6. Амплитудный детектор 8 предназначен дл  выпр млени  сигнала управлени . Выход амплитудного детектора 8 соединен с управл ющим входом управл емого фильтра 1..

Предложенный динамический фильтр работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе 4 на выходе управл емого фильтра 1, например низкой частоты , а следовательно на выходе 2 устройства в целом и на одном из входов алгебраического сумматора 3 присутствуют лишь составл ющие шума, располагающиес  в исходной полосе прозрачности управл емого фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствует широкополосный шум, поступающий со входа 4.

В результате вычитани  узкополосного щума из широкополосного на выходе алгебраического сумматора 3 в цепи управлени  остаютс  высокочастотные составл ющие шума . Далее эти составл ющие щума через весовой фильтр 5 поступают на ограничитель по минимуму 6. Причем уровень бграничени  ограничител  6 выбран выше уровн  щума так, что на выходе ограничител  б сигнал в цепи управлени  отсутствует и, следовательно, частота среза управл емого фильтра 1 не перестраиваетс . Таким образом , полоса частот устройства при отсутствии сигнала ограничена сверху, и составл ющие щума, располагающиес  вьше исходной , частоты среза управл емого фильтра 1, существенно ослаблены и не прослущиваютс .

I

При поступлении сигнала на вход 4 на выходе управл емого фильтра 1, а следовательно , на одном из входов алгебраического сумматора 3 по вл ютс  составл ющие входного сигнала, располагающиес  в исходной полосе прозрачности управл емого фильтра 1. На другом входе алгебраического сумматора 3 присутствуют все составл ющие входного сигнала в рабочем диапазоне частот. В результате вычитани  на выходе алгебраического сумматора 3 присутствуют только высокочастотные составл ющие сигнала. Эти составл ющие через весовой фильтр 5 поступают на вход ограничител  по минимуму 6. Если уровень высокочастотных составл ющих на входе ограничител  6 превышает выбранный порог ограничени , то на выходе ограничител  6 в цепи управлени  по вл етс  сигнал, который корректируетс  частотным корректором 7. С выхода частотного корректора 7 сигнал управлени  поступает на вход амплитудного детектора 8, детектируетс  и подаетс  на управл ющий вход управл емого фильтра 1, перестраива  его частоту среза в сторону верхних частот. При этом на выход 2 устройства поступают без ослаблени  присутствующие во входном сигнале и превышающие выбранный порог ограничени  высокочастотные составл ющие сигнала. Одновременно в алгебраическом сумматоре 3 из щирокополосного сигнала вычитаютс  составл ющие сигнала, расположенные в расширившейс  полосе прозрачности управл емого фильтра 1, в результате чего из высокочастотных составл ющих сигнала управлени  исключаютс  более интенсивные компоненты, лежащие вблизи частоты среза управл емого фильтра 1, и тем самым ослабл етс  их вли ние на дальнейшую перестройку частоты.

Claims (2)

1. По мере расщирени  спектра входного сигнала в область высоких частотс уровн ми составл ющих, превышающими выбный порог ограничени , частота среза управл емого фильтра 1 перестраиваетс  вплоть до крайней высщей частоты рабочего диапазона и все составл ющие сигнала проход т на выход 2 устройства без ослаблени . Несмотр  на расширение полосы частот устройства, в силу эффекта маскировки, присутствующий одновременно с сигналом высокочастотный шум не прослущиваетс . По мере сужени  спектра входного сигнала и ослаблени  уровн  высокочастотных соетавл ющих , устройство работает в обратном пор дке, то есть частота среза понижает с  и высокочастотный шум на выходе устройства ослабл етс . Аналогичным образом работает динамический фильтр с управл емым фильтром высоких частот. При этом в качестве частотного корректора 7 используетс  интегратор. Дл  предотвращени  управлени  частотой среза управл емого фильтра 1 составл ющими сигнала или помехи, лежащими за пределами рабочей полосы частот, в канале управлени , в частности, между входом 4 и соответствующим входом алгебраического сумматора 3, может быть включен фильтр 9 с полосой, прозрачности, равной рабочему диапазону частот сигнала, как показано на чертеже пунктиром. При использовании предложенного динамического фильтра повышаетс  отношение сигнал/шум звуковоспроизвод щей аппаратуры на 15 дБ. Преимущество предложенного фильтра состоит, в повыщении точности управлени  частотой среза и в снижении эффекта модул ции шума в процессе обработки звуковой программы, и, таким образом, в повыщении качества звуковоспроизведени . Формула изобретени  Динамический фильтр, содержащий управл емый фильтр, управл ющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  тог1ности управлени  частотой среза и снижени  эффекта модул ции щума, алгебраический сумматор подсоединен к входу и выходу управл емого фильтра, а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3678416, кл. 333-17, 1972.
2. 2.Патент США № 3638037, кл. 307-233, 1972 (прототип).