КОМПАНДЕРНО-ДИНАМИЧЕСКИЙ ШУМОПОДАВИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК G11B20/24 

Изобретение относится к области накопления информации, в частности к системам шумоподавления в звуковоспроизводящей технике.

Широко известна система компандерного шумоподавления, использующая блоки компрессора и экспандера, связанные через звено, вносящее шумы (например, магнитную ленту) (Журнал "Радио", М., ДОСААФ, 1992, 6, с. 57-58). Побочные системы (DOLBY A, B, C, SR, DBX) обеспечивают маскирование шумов звуковыми сигналами, т.е. при наличии звука шумы не прослушиваются.

В основном шумы ощущаются на слух в паузах между музыкальными фрагментами или отдельными звуками, особенно в случае реализации в многоканальных магнитофонах, когда имеются длительные паузы между звуковыми сигналами.

Известные системы содержат два основных блока - компрессор и экспандер (выполненные, например, в виде нелинейных усилителей). (М.В.Гитлиц. Магнитная запись в системах передачи информации, М.: Энергоиздат, 1978, с.93-96, Журнал "Радио", М., ДОСААФ, 1983, 5, с.36-40). Подобные системы обеспечивают уровень шумов на 10 дБ ниже естественного уровня звучания. На пике уровня шум не прослушивается за счет маскирования звуком.

Однако известные системы не обеспечивает достаточного уровня шумоподавления.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое при сочетании компандерного и динамического шумоподавителей заданным образом изменяет форму огибающей сигнала и упрощает реализацию такого устройства.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показана структурная схема устройства, а на фиг.2 и 3 - временные диаграммы сигналов известного компандерного шумоподавителя и предлагаемого компандерно-динамического шумоподавителя соответственно.

Компандерно-динамический шумоподавитель содержит блок 1 компрессора, связанный через среду 2, привносящую шумы, (например, каналы записи-воспроизведения аналогового магнитофона), с блоком 3 динамического ограничения шума, выход которого подключен к входу экспандера 4, восстанавливающего звуковые сигналы до первоначальных уровней.

Для удобства условимся, что начало и конец звукового сигнала находятся на уровне примерно -65 дБ (фиг.2а). При прохождении компрессора с усилением, например, 15 дБ, уровни начала и конца сигнала возрастают до -50 дБ, при этом изменяется форма огибающей линии (фиг.2б). Далее сигнал проходит через звено, превносящее шумы, например, записывается на магнитную ленту (фиг.2в). Как видно, в известном компандерном шумоподавителе (фиг.2) уровни начала и конца звука лежат выше уровня шума на 10 дБ.

В обычном компандерном шумоподавителе сигнал проходит через экспандер, приводящий сигнал в исходное состояние (фиг.2д), при этом достигается выигрыш по шуму около 10 дБ в паузах.

Компандерно-динамический шумоподавитель работает следующим образом.

Исходный сигнал (фиг.3а) после компрессора (фиг.3б) и записи на магнитную ленту (фиг.3в) с воспроизводящей магнитной головки (не показана) попадает на динамический фильтр 3, который без искажений пропускает сигналы выше около -55 дБ (открыт), а сигналы менее -55 дБ снижает на 15 (закрыт) (фиг.3г). Затем очищенный в паузах сигнал поступает на экспандер (фиг.3д), при этом уровни звука приведены в исходное состояние, а уровень шумов снижен еще на 15 дБ по сравнению с компандерным шумоподавителем. В результате достигается уровень шумоподавления до начала звуковых сигналов порядка 90 дБ.

Процесс обработки сигналов по новой структуре (названной PGA) может быть выполнен как по всему спектру звукового диапазона аналогично системе "DbX", так и в частях диапазона налогично системам "Dolby B NR, Dolby C или Dolby A".

В результате по сравнению с обычными компандерными шумоподавителями (фиг.2) выигрыш составляет -15 дБ в паузах между звуковыми сигналами и может быть значительно увеличен.

Данное устройство особенно эффективно при использовании в составе многоканальных магнитофонов, где присутствуют довольно длительные паузы между сигналами воспроизведения на отдельных каналах. В таком случае фильтры DNL и нелинейные усилители могут быть соответствующим образом оптимизированы для обеспечения заданных уровней шумоподавления.

Следует отметить, что уже известны системы DNL, которые обеспечивают шумоподавление в определенном диапазоне (см. выше). Операционные усилители в составе таких систем имеют большой коэффициент усиления, который выбирается от амплитуды шумов и степени компрессирования-экспандирования.

Однако в настоящее время неизвестно техническое решение, использующее сочетание известных систем шумоподавления для решения задачи существенного снижения уровней шумов, например, в паузах, при многоканальном применении.

Как иллюстрировано выше, в компандерно-динамическом шумоподавителе после звена, привносящего шумы, включен динамический ограничитель шума чувствительностью, например, -55 дБ, то есть в отсутствии сигнала на уровне -60 дБ он закрыт и снижает шумы примерно на 15 дБ (до -75 дБ), тогда как при появлении сигнала на уровне около -55 дБ он открывается и пропускает сигнал без искажений, а после окончания сигнала вновь закрывается.

Особенно эффективно выполнение нелинейных блоков (компрессора, экспандера, динамического ограничителя шума) с использованием управляемых сигналом активных элементов в цепях обратных связей усилителей (RU, C1, 2018181).

Все это обеспечивает эффективное использование сочетания компандерного и динамического шумоподавителей в предлагаемом техническом решении.

Изобретение относится к системам накопления информации и, в частности, к аппаратуре шумоподавления для многоканальных магнитофонов. Задача - повышение уровня шумоподавления. Для этого осуществлено сочетание компандерного и динамического шумоподавителей в одном устройстве с возможностью изменения заданным образом формы огибающей сигнала. В данном случае блок динамического ограничения шума включен перед экспандером, что обеспечивает дополнительное снижение шумов в паузах примерно на 15 дБ. 3 ил.

Компандерный шумоподавитель, содержащий компрессор, выход которого связан с звеном, привносящим шумы, и экспандер, отличающийся тем, что введен блок динамического ограничения шума, подключенный между звеном, привносящим шумы, и входом экспандера.