Устройство громкоговорящей связи Советский патент 1985 года по МПК H04M9/08 

которого соединен с вторым выходом коммутатора .режимов, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом

второго элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с управляющими входами управляемых электронных коммутирующих элементов первой и второй зарядно-разрядных цепей.

УСТРОЙСТВО ГРОМКОГОВОРЯ ЩЕЙ СВЯЗИ, содержащее последовательно соединенные микрофон, предварительный усилитель и регулируемый усилитель передачи, дифференциальную систему, последовательно соединенные усилитель мощности и громкоговоритель, регулируемый усилитель приема, сигнальньй вход которого соединен с выходом дифференциальной системы, вход которой соединен с выходом регулируемого усилителя передачи, а также источник питания, первый ин- . тегратор и последовательно соединенные фильтр верхних частот и компаратор, отличающееся тем что, с целью повышения качества передачи сигналов и обеспечения возможности работы устройства в симплексном режиме, в него введены последовательно соединенные блок клиппирования сигналов и полосовой фильтр, при этом вход блока клиппирования сигналов соединен с выходом регулируе- МОго усилителя приема, а выход полосового фильтра соединен с входом усилителя мощности, а также коммутатор режимов, первый, второй и третий элементы И-НЕ, элемент НЕ, первый и второй электронные элементы регулирования, второй интегратор, первая и вторая зарядно-разрядные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные времязадающий резистор и управляемый электронный коммутирующий элемент, при этом вторые выводы времязадающего резистора первой зарядно-разрядной цепи и управляемого электронного коммутирующего элемента второй зарядно-разрядной цепи .соединены и подключены к положительной клемме источника питания, а второй вывод времязадающего резистора второй зарядно-разрядной цепи и второй вывод управляемого VO электронного коммутирующего элемента (Л первой .зарядно-разрядной цепи соединены и подключены к отрицательной с клемме источника питания, первые выводы времязадающих резисторов первой и второй зарядно-разрядных цепей соединены с -входами первого и второго интеграторов соответственно, причем выход первого интегратора через 4; ю первый электронный элемент регулирования соединен с управляющим со о го входом регулируемого усилителя передачи, а выход второго интегратора через второй электронный элемент регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя приема, выход предварительного усилителя соединен с входом фильтра верхних частот, выход компаратора соединен с.первым входом первого элемента И-ИЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с первым выходом коммутатора режимов и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход

Изобретение относится к технике проводной связи, в частности к устройствам громкоговорящей связи, работающим в дуплексном и симплексном режимах с высоким уровнем воспроизводимых .речевых сигналов в условиях значительных акустических шумов.

Известно устройство для громкоговорящей связи, содержащее предварительный усилитель в тракте передачи, два блока регулирования (регулируемые усилители), два управляющих усилителя,- два выпрямителя и дифференциальный усилитель, при этом выход предварительного усилителя подключен к управляющему входу блока регулирования в тракте передачи и через первый управляющий усилитель, а также первый выпрямитель подключен к одному входу дифференциального усилителя, второй вход которого чере другой выпрямитель и второй управляющий усилитель подключен к выходу блока регулирования в тракте передачи и одному входу блока регулирования, выходы дифференциального усилителя соединены с управляющими входами соответствующих блоков регулирования Cl.

Однако данное устройство для гром коговорящей связи не обеспечивает необходимой устойчивости работы в дуплексном режиме из-за влияния акустической обратной связи, кроме того, в устройстве не предусмотрен симплек сный режим работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство громкоговорящей связи, содержащее последовательно соединенные микрофон, предварительньй усилитель и регулируемый усилитель передачи, дифференциальную систему, последовательно соединенные усилитель мощности и громкоговоритель, регулируемый усилитель приема, сигнальный вход которого соединен

с выходом дифференциальной системы, вход которой соединен с выходом регулируемо1 О усилителя передачи, а также источник питания, первый интегратор и последовательно соединенные фильтр верхних частот и компаратор t2.

Однако известное устройство для громкоговорящей связи имеет недостаточное качество передачи сигналов при работе, и в нем также не предусмотрен симплексный режим работы.

Цель изобретения - повышение ка-, чества передачи сигналов и обеспечение возможности работы в симплексном режиме.

Для достижения поставленной цели в устройство громкоговорящей связи,, содержащее последовательно соединенные микрофон, предварительный усилитель и регулируемый усилитель передачи, дифферен1,иальную систему, последовательно соединенные усилитель мощности и громкоговоритель, регулируемый усилитель приема, сигнальный вход которого соединен с выходом дифференциальной системы, вход которой соединен с выходом регулирующего усилителя передачи, а также источник питания,.первый интегратор и последовательно соединенные фильтр верхних частот и компаратор. введены последовательно соединенные блок клиппирования сигналов и полосовой фильтр, при этом вход блока клиппирования сигналов соединен с выходом регулируемого усилителя приема, а выход полосового фильтра соединен с входом усилителя мощности, а также коммутатор режимов, первый, второй и третий элементы И-НЕ, элемент НЕ, первый и второй электронные элементы регулирования, второй интегратор, первую и вторую зарядно-разрядные цепи, каждая из которых содерит последовательно соединенные времязадающий резистор, и управляемый электронный коммутирующий элемент, при этом вторые выводы времязадающего резисто ра первой зарядно-разрядной цепи и управляемого электронного коммутирующего элемента второй зарядно-разряд ной цепи соединены и подключены к положительной клемме источникапита ния, а второй вывод времязадающего резистора второй зарядно-разрядной цепи и второй вывод управляемого электронного коммутирующего элемента первой зарядно-разряяной цепи сое динены и подключены к отрицательнойклемме источника питания, первые выводы времязадающих резисторов первой и второй зарядно-разрядньк цепей соединены с входами первого и второго интеграторов соответственно, причем выход первого интегратора через первый электронный элемент регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя передачи, а выход второго интегратора через второй электронный элемент , регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя приема, выход предварительного усилителя соединен с входом фильтра верхних частот, выход компаратора соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выхо дом элемента НЕ, вход которого соеди нен с первым выходом коммутатора режимов и первым входом второго элемен та И-НЕ, второй вход.которого соединен с вторым выходом коммутатора режимов, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с управляющими входами управляемых электронных коммутирующих элементов первой и второй зарядно-разрядных цепей. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства громкоговорящей связи.. Устройство громкоговорящей связи содержит микрофон 1, предварительный усилитель 2, регулируемый усилитель 3 передачи, громкоговоритель 4, регулируемый усилитель 5 приема, блок 6 клиппирования сигналов, полосовой фильтр 7, усилитель 8 мощности фильтр 9 Верхних частот, компаратор 10, первый элемент И-НЕ 11, второй элемент И-НЕ 12, третий элемент 11 И-НЕ 13, элемент Н 14, коммутатор 15режимов, содержащий переключатель 16режима Прием-передача, переключатель 17 режима Дуплекс-симплекс, резисторы 18 и 19, первую зарядноразрядную цепь 20, содержащую времязадающий резистор 21 и управляемый электронный коммутирующий элемент 22, вторую зарядно-разрядную цепь 23, содержащую времязадающий резистор 24 и управляемый электронный коммутирующий элемент 25, первый интегратор 26, содержащий конденсатор 27 и-резистор 28, второй интегратор 29, содержащий конденсатор 30 и резистор 31, первый электронный элемент 32 регулирования, второй электронный элемент 33 .регулирования, дифференциальную систему 34 и источник 35 питания. Устройство громкоговорящей связи работает следующим образом. В зависимости от положения переключателей 1-6 и 17 коммутатора 15 устройство может работать в режиме Дуплекс или режиме Симплекс. В каждом из указанных режимов устройство может находиться в одном из двух состояний Прием или Передача. В состоянии Прием коэффициент передачи регулируемого усилителя 3 имеет миниъ5альное значение, а коэффициент передачи регулируемого усилителя 5 - макст-смальное. Переход из режима Дуплекс в режим Симплекс осуществляется с помощью переключателя 17 режима Дуплекс-симплекс. . В режиме Дуплекс (положение переключателей 17 и 16 показано на схеме) тракт приема открыт, а тракт передачи закрыт. В этом режиме открывание тракта передачи осуществляется речевыми сигналами с предварительного усилителя 2 (которьй выполнен с АРУ) в тракт управления. При доста-о точном уровне этих сигналов, в частности высокочастотных составляющих речевого сигнала, фильтр 9 пропускает их на вход компаратора 10. С выхода последнего сигнал управления поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 11, на второй вход которого с выхода элемента НЕ 14 поступает разрешающий сигнал (1). В указанном режиме на обоих входах второго элемента И-НЕ 12 присутствуют сигналы О. С выхода второго элемента И-НЕ 12 сигнал 1 поступает на S114 первый вход третьего элемента И-НЕ 1 При отсутствии управляющего сигнала с компаратора 10 (О) на втором вхо де третьего элемента И-НЕ 13 присутствует 1, а на его выходе который удерживает управляемые элект ронные коммутирующие элементы 22 и 25 в разомкнутом состоянии. При этом на выходе первого интегратора 26 присутствует высокий потенциал (1) а на выходе второго интегратора 29 низкий потенциал (О), которые удерживают первый и второй электронные элементы 32 и 33 в замкнутом и разомкнутом состоянии соответственно и, следовательно, обеспечивают закрытое состояние тракта передачи и открытое состояние тракта приема. При поступлении управляющего сигнала с компаратора 10 (1) на выходе третьего элемента И-НЕ 13 появляется 1, переключающая управляемые электронные коммутирующие элементы 22 и 25 в замкнутое состояние. Конденсатор 27 начинает разряжаться с постоянной времени fp чере резистор 28 и замкнутьй управляемый электронный коммутирующий элемент 22 При -достижении напряжением на конденсаторе 27 уровня О первый электронный элемент 32 размыкается и открывает тракт передачи. Конденсатор 30 начинает заряжаться с пос тоянной времени V через резистор 31 и замкнутый управляемый электронный коммутирующий элемент 25. При достижении напряжением на конденсаторе 30 уровня 1 второй электронньш элемен 33 замыкается и закрывает тракт приема. При пропадании управляющего сигнала с компаратора 10 (О) на выход третьего элемента И-НЕ 13 появляется О, переключающий управляемые элект ронные коммутирующие элементы 22 и 25 в разомкнутое состояние. Конденсатор 27 начинает заряжаться с постоянной времени через времязадающий резистор 21 и резистор 28. При достижении напряжением на конден саторе 27 уровня 1 первый электрон ный элемент 32 замыкается и закрывает тракт передачи. Конденсатор 30 начинает разряжаться с постоянной времени fpj через резисторы 31 и времязадающий резистор 24. При дости жении напряжением на конденсаторе 30 уровня О второй электронный элемент 33 размыкается и открывает тракт приема. Переход в режим Симплекс осуществляется нажатием переключателя 17 режима Дуплекс-симплекс. При этом на вход элемента НЕ 14 поступает 1, а О с выхода его, поступая на второй вход первого элемента И-НЕ 11, поддерживает на выходе последнего 1, независимо от управляющего сигнала с выхода компаратора 10. Состояние управляемых электронных коммутирующих элементов 22 и 25, а следовательно, и состояние трактов приема и передачи, зависит при этом только от положения переключателя 16 Прием-передача. При разомкнутом переключателе 16 на выходе второго элемента И-НЕ 12 присутствует 1, обеспечивающая разомкнутое состояние управляемых электронных коммутирующих элементов 22 и 25 и, следовательно, нахождение тракта передачи в закрытом, а тракта приема в открытом состоянии, т.е. в режиме Прием. При замкнутом переключателе 16 на выходе второго элемента И-НЕ 12 присутствует О, обеспечивающий замкнутое состояние управляемых электронных коммутирующих элементов 22 и 25 и, следовательно, . нахождение тракта передачи в открытом, а тракта приема в закрытом состояниях, т.е. в режиме Передача. Процесс переключения устройства из режима Прием в режим Передача и наоборот полностью аналогичен процессу переключения в режим Дуплекс. Постоянные времени , tp и pi заряда и разряда конденсаторов 27 и 30 выбраны таким образом, что при переключениях режимов в любой момент времени тракты приема и передачи не находятся одновременно в открытом состоянии, чем устраняется возможность возбуждения устройства за счет акустической обратной связи и обеспечивается устойчивая громкоговорящая связь, т.е. выполняются соотношения а 7 tpi , л- . Чг Кроме того, выполняется требование, которое состоит в том, что при открывании находящегося в запертом состоянии в положении покоя тракта передачи потеря информации не должна превышать допустимой величины, обеспечивающей полное распознавание звука. Чем меньше время срабатывания, тем меньше искажения передачи речи. Однако время срабатывания не должно быть очень мало, чтобы не реагировать на кратковременные пиковые значения шумов. Целесообразно, чтобы 31 0,9 мс, 0,4 мс. Время отпускания должно быть достаточно большим, чтобы не пропадали слабые согласные звуки и меньше были потери связанные с повторным открыванием тракта. В то же время оно не должно быть очень большим, чтобы речь нг.чиг нающего абонента не встречалась.i с запертым трактом приема. Наиболее вероятным временем реакции абонента после окончания речи партнера равно 250 мс, поэтому наиболее оптимальным принято время 200-240 мс. На основании изложенного рекомендуется выбирать 32 240 мс, Vp X 90 мс. В предлагаемом устройстве тракты приема и передачи закрываются не полн-остью, а частично (коэффициенты усиления управляемых усилителей уменьшаются на 20 5 Б) . Неполное зап рание трактов приема и передачи позволяет прослушивать ответ абонен та во время речи и полностью исключает потери информации. Применение предварительного усилителя 2, фильтра 9 (частота среза которого Bbmje верхней частоты среза полосового фильтра 7), блока 6 полосового фильтра 7 исключает возможност переключения устройства в режим Передача за счет акустической обратной связи во время приема, даже при большом уровне громкости воспро изведения . Предварительный усилитель 2 обес печивает практически постоянный уровень речевого сигнала на своем выходе, а следовательно, и постоянньй уровень высокочастотных составляющих речевого сигнала, использу емых для управления. За счет этого легко обеспечивается срабатывание компаратора 10 при различных уровня звукового давления на микрофон 1 независимо от расстояния между гово рящим и микрофоном 1 .Одновременно бло 6 и полосовой фильтр 7 в тракте приема обеспечивают относительно малый уровень сигналов, излучаемых громкоговорителем 4, которые могут вызвать срабатывание компаратора 10. Поскольку автоматическая регулировка усиления предварительного усилителя 2 осуще.ствляется по общему уровню сигнала, то срабатывания компаратора 10, а следовательно, перехода устройства в режим Передача не произойдет даже при больших уровнях громкости, создаваемых громкоговорителем 4. Блок 6 не допускает вхождения усилителя 8 в режим ограничения при любых уровнях сигналов, поступающих из линии пикфактор которых при одновременном разговоре нескольких абонентов может быть большим. Вхождение в режим ограничения (нелинейных искажений) вызвало бы появление в спектре излучаемого сигнала большого уровня частотных составляющих выше верхней частоты среза полосового фильтра 7, могущих вызвать срабатывание тракта управления от излучаемого громкоговорителя 4 сигнала. Кроме того, ограничение по максимуму, обеспечиваемое блоком 6, и компенсирующее усиление, обеспечиваемое усилителем 8, дает повышение разборчивости речи и помехозащищен- ности. Выбор управляющрпс частот в тракте управления вьш1е 3000 Гц обусловлен тем, что в речи всегда присутствуют высокочастотные составляющие, а исключение этих составляющих полосовым фильтром 7 в тракте приема, (с верхней частотой Cixe3a примерно 250.0 Гц) практически не сказывается на разборчивости речи, так как при исключении частот вьше 2500.Гц слоговая разборчивость составляет 81% и понятность речи . считается отличной. Таким образом, применение предлагаемого устройства громкоговорящей связи позволяет не только повысить надежность громкоговорящей дуплексной связи в коммутаторах директорской технологической и специальной оперативной связи, а также значительно расширить их функциональные возможности.

т

У

он

23

НН

за