УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АУДИОСИГНАЛА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H03G5/00 

Изобретение относится к устройству воспроизведения аудиосигнала и, более конкретно, к устройству для компенсации частотной характеристики аудиосигнала воспроизведения, посредством удаления шума из сигнала воспроизведения в области высоких частот во время воспроизведения аудиосигнала и последующим выделением сигнала воспроизведения без шума.

Фиг. 1 показывает зависимость между уровнями сигнала записи и выходного сигнала воспроизведения. Здесь, когда уровень записи превышает определенную величину, линейная зависимость между уровнем сигнала записи и выходным сигналом воспроизведения нарушается, приводя к насыщению уровня записи. То есть, когда уровень сигнала записи увеличивается выше определенной величины, во время воспроизведения появляются искажения. Также, поскольку уровень сигнала записи пропорционален отношению сигнал-шум (S/N), когда уровень сигнала записи понижается, отношение сигнал-шум (S/N) ухудшается.

Фиг.2 показывается частотную характеристика эквалайзера во время записи. Как видно из фиг.2, коэффициент усиления увеличивается пропорционально частоте в области высоких частот выше определенной частоты.

Таким образом, в традиционном способе записи аудиосигнала уровень записи повышается до уровня, где сигнал записи является не насыщенным, так что отношение сигнал-шум (S/N) увеличивается без искажения сигнала.

В традиционном устройстве воспроизведения аудиосигнала даже если высокочастотная составляющая выделяется в эквалайзере во время записи, частотная характеристика в области высоких частот ухудшается во время воспроизведения из-за конструктивных проблем между магнитной лентой и головкой. Также, поскольку шумовая составляющая, содержащаяся в сигнале в области высоких частот, сравнительно больше, чем в области низких частот, отношение сигнал-шум (S/N) значительно ухудшается, когда высокочастотная составляющая принудительно выделяется.

Краткое изложение изобретения
Для решения вышеуказанной проблемы технической задачей настоящего изобретения является создание устройства для компенсации частотной характеристики аудиосигнала и улучшение отношения сигнал-шум (S/N) посредством выделения высокочастотного сигнала воспроизведения с одновременным вырезанием шума в области высоких частот во время воспроизведения аудиосигнала.

Для достижения вышеуказанной задачи предоставляется устройство для компенсации частотной характеристики аудиосигнала воспроизведения, содержащее высокочастотный фильтр для пропускания только высокочастотной составляющей сигнала воспроизведения, ограничитель для формирования ограниченного сигнала посредством вырезания сигнала между заранее определенными уровнями из сигнала воспроизведения, обработанного высокочастотным фильтром, сумматор для наложения ограничительного сигнала на сигнал воспроизведения для выделения высокочастотного сигнала.

Краткое описание чертежей
На чертежах:
фиг.1 - график, показывающий зависимость между входным сигналом записи и выходным сигналом воспроизведения;
фиг. 2 - график, показывающий частотную характеристику эквалайзера во время записи;
фиг. 3 - принципиальная схема устройства для компенсации частотной характеристики аудиосигнала воспроизведения в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения
Ссылаясь на фиг.3, устройство для компенсации частотной характеристики аудиосигнала воспроизведения, соответствующее настоящему изобретению, содержит в себе первый усилитель 31 для усиления сигнала воспроизведения на заранее установленную величину коэффициента усиления, высокочастотный фильтр 32 для пропускания только высокочастотной составляющей сигнала, усиленного первым усилителем, второй усилитель 33 для нелинейного усиления сигнала, обработанного высокочастотным фильтром без изменения фазы, ограничитель 34 для вырезания сигнала между определенными уровнями сигнала, усиленного вторым усилителем, сумматор 36 для наложения сигналов, выведенных из первого усилителя 31 и ограничителя 34, и третий усилитель 35 для усиления наложенных сигналов на заранее определенную величину коэффициента усиления.

Первый усилитель 31 состоит из операционного усилителя А1, резисторов R1 и R2, конденсатора С1 и усиливает уровень аудиосигнала воспроизведения на определенный коэффициент усиления и затем выводит усиленный выходной сигнал воспроизведения.

Высокочастотный фильтр 32 состоит из конденсатора С2 и резистора R3 и принимает выходной сигнал, усиленный первым усилителем 31, и пропускает только высокочастотный сигнал, одновременно вырезая средне- и низкочастотные составляющие, что предназначено для улучшения частотной характеристики посредством компенсации уровня сигнала воспроизведения в области высоких частот.

Второй усилитель 33 состоит из операционного усилителя А2, резисторов от R4 до R7 и конденсаторов от С2 до С6 и имеет нелинейную характеристику усиления, так что сигнал воспроизведения, обработанный высокочастотным фильтром, поступает на вход и усиливается без сдвига по фазе.

Ограничитель 34 состоит из диодов D1 и D2, резистора R8 и конденсатора С7 и принимает выходной сигнал второго усилителя 33, вырезает сигнал между определенными уровнями и выводит ограничительный сигнал.

Для определенности предположим, что напряжение на аноде диода D1 в ограничителе 34 равно V1, когда напряжение на катоде диода D1, как входном контакте ограничителя 34, находится между V1+0,6V, сигнал, поступивший на вход ограничителя 34, не проходит через диод D1 и D2 и вырезается. Если напряжение V1 установлено равным 0V, ограничитель 34 вырезает составляющую сигнала между - 0,6V и 0,6V из выходного сигнала. То есть поскольку наибольший шум, содержащийся в сигнале воспроизведения, находится в его области высоких частот и определяется на более низком уровне по сравнению с сигналом воспроизведения, этот высокочастотный шум удаляется.

Поэтому ограничитель 34 вырезает шум низкого уровня, содержащийся в сигнале воспроизведения и имеющий высокочастотную составляющую, и выводит высокочастотный сигнал воспроизведения.

Ограничитель 34 сравнивает сигнал воспроизведения с опорным уровнем и выводит только высокочастотный сигнал воспроизведения, превышающий определенный уровень в сумматоре 36. То есть высокочастотная шумовая составляющая низкого уровня среди высокочастотных сигналов воспроизведения вырезается, и ограниченный сигнал выводится в сумматор 36.

Сумматор 36 состоит из резисторов R9 и R10 и накладывает выходной сигнал ограничителя 34 на выходной сигнал первого усилителя 31 через соответствующие резисторы R9 и R10.

Таким образом, когда выходной сигнал воспроизведения, имеющий только частотные составляющие среднего и низкого диапазона, вырезается высокочастотным фильтром 32, ограничитель 34 не выводит никакого сигнала записи и только выходной сигнал первого усилителя 31 выводится из сумматора 36.

Однако, когда входной сигнал воспроизведения имеет высокочастотную составляющую, ограничитель 34 выводит только высокочастотный сигнал воспроизведения, имеющий размер выше определенных верхнего и низшего уровней с центром на заранее определенном опорном уровне для того, чтобы удалить шум, содержащийся в сигнале воспроизведения. Затем выходной сигнал ограничителя 34 накладывается на выходной сигнал первого усилителя 31, усиливающего первоначальный сигнал воспроизведения, и наложенный сигнал подается на третий усилитель 35.

Третий усилитель 35 принимает выходной сигнал сумматора 36, усиливает его на заранее определенный коэффициент усиления и выводит усиленный сигнал. В работе настоящего изобретения, как описано выше, когда сигнал воспроизведения после прохождения через эквалайзер содержит только средне- и низкочастотные сигналы, уровень сигнала воспроизведения не компенсируется, так же, когда сигнал воспроизведения содержит только высокочастотный сигнал, только высокочастотный сигнал выше определенного уровня, основанного на опорном уровне, детектируется, и детектированный высокочастотный сигнал затем накладывается на первоначальный сигнал воспроизведения, таким образом компенсируя частотную характеристику в области высоких частот.

Как описано выше, настоящее изобретение улучшает частотную характеристику сигнала во время воспроизведения и увеличивает отношение сигнал-шум (S/N) посредством удаления шумовой составляющей в области высоких частот сигнала воспроизведения и управления уровнем сигнала воспроизведения.

Изобретение относится к устройству воспроизведения аудиосигнала. Устройство содержит высокочастотный фильтр для пропускания только высокочастотной составляющей сигнала воспроизведения. Ограничитель вырезает сигнал между заранее определенными уровнями, содержащими наибольшие высокочастотные шумовые составляющие. Последние присутствуют в сигнале воспроизведения, обработанном высокочастотным фильтром. В сумматоре для наложения ограниченный сигнал наложен на воспроизводимый сигнал для выделения высокочастотного сигнала. Устройство может содержать нелинейный усилитель для усиления сигнала воспроизведения, обработанного высокочастотным фильтром на заранее определенный коэффициент усиления без сдвига по фазе между высокочастотным фильтром и ограничителем. Ограничитель состоит, по меньшей мере, из двух диодов. Катод первого и анод второго диодов соединен с входным контактом, а соответствующие анод и катод - с выходным контактом. Конденсатор и резистор соединяют выходной контакт последовательно с землей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для компенсации частотной характеристики аудиосигнала воспроизведения, отличающееся тем, что содержит высокочастотный фильтр для пропускания только высокочастотной составляющей сигнала воспроизведения, ограничитель для формирования ограниченного сигнала посредством вырезания сигнала между заранее определенными уровнями, содержащими наибольшие высокочастотные шумовые составляющие, которые присутствуют в сигнале воспроизведения, обработанного высокочастотным фильтром, и сумматор для наложения ограниченного сигнала на воспроизводимый сигнал для выделения высокочастотного сигнала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит нелинейный усилитель для усиления сигнала воспроизведения, обработанного высокочастотным фильтром на заранее определенный коэффициент усиления без сдвига по фазе между высокочастотным фильтром и ограничителем. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничитель состоит, по меньшей мере, из двух диодов и использует характеристики переключения этих диодов. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничитель содержит первый диод, катод которого соединен с входным контактом, а анод соединен с его выходным контактом, второй диод, анод которого соединен с входным контактом, а катод, соединен с выходным контактом параллельно со вторым диодом, и конденсатор и резистор, которые соединяют выходной контакт последовательно с землей.