Интегральный шумоподавитель для магнитофона Советский патент 1990 года по МПК G11B20/24 

1

(21)4410585/24-10

(22)18.04.88

(46) 30.01.90. Бюл. N 4

(72) В.В. Андрианов, 1в.В. Лебедев,

А.И. Рыбалко, О.Ф. Таргоня

и А.П. Шишкарь

(53)681.846 (088.8)

(56)Патент США № 4207543, кл. G 11 В 5/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1099323, кл. G 11 В 5/02, 1984.

(54)ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ШЖОПОДАВИТЕЛЬ ДЛЯ МАГНИТОФОНА

(57)Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам шумопонижения для магнитофонов основанным на принципе динамической фильтрации шумов, и найдет применение как в, самой аппаратуре магнитной

15

записи, так и при изготовлении интегральных микросхем шумоподавителей. Целью изобретения является повышение надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания. Интегральный шумоподавитель содержит перестраиваемый активный двухзвен- ный фильтр 1 нижних частот с полевыми транзисторами 4 и 5 в каждом звене 2 и 3 и блок 14 управления. Новым в шумоподавителе является введение в каждое звено идентичного по структуре дополнительного полевого транзистора (транзистора 19 с нагрузкой 22 в звене 2 и транзистора 25 с нагрузкой 28 в звене 3), операционного усилителя (соответственно 18 и 24), и новые связи между известными и введенными элементами. 1 ил.

о SS

(П

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам шумопонижения для магнитофонов, основанным на принципе динамической фильтрации шумов, и найдет применение как в самой аппаратуре магнитной записи, так и при изготовлении интегральных микросхем шумоподавителей. Целью изобретения является повышение надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания. Интегральный шумоподавитель содержит перестраиваемый активный двухзвенный фильтр 1 нижних частот с полевыми транзисторами 4 и 5 в каждом звене 2 и 3 блок 14 управления. Новым в шумоподавителе является введение в каждое звено идентичного по структуре дополнительного полевого транзистора (транзистора 19 с нагрузкой 22 в звене 2 и транзистора 25 с нагрузкой 28 в звене 3), операционного усилителя (соответственно 18 и 24) и новые связи между известными и введенными элементами. 1 ил.

ел

со

со

00

со Ј

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам шумопонижения для магнитофонов,обеспечивающим динамическую фильтрацию шумов, и может найти применение в кассетных магнитофонах преимущественно переносных моделей, а также при изготовлении интегральных микросхем шумоподавителей для магнитофонов и другой звукотехнической аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Па чертеже приведена схема шумо- подаиителя.

Интегральный шумоподавитель для магнитофона содержит перестраиваемый фильтр 1 нижних частот, в частотно- зависимых звеньях 2 и 3 которого в качестве управляемых напряжением ре- зистов использованы полевые транзисторы 4 и 5 МДП-типа, выполненные в составе интегральной схемы (ИС), а в качестве реактивных элементов используются конденсаторы 6 и 7 (эти эле- менты являются внешними по отношению к ИС и показаны условно за пределами звеньев 2 и 3), усилитель 8 напряжения с ограниченным коэффициентом усиления, образованный, например, операционным усилителем 9 и резистором 10, 11 в цепи отрицательной обрат нон связи. Вход 12 и выход 13 перестраиваемого фильтра 1 нижних частот представляют собой соответственно вход и выход шумоподавителя в целом. Входной сигнал с вывода 12 на перестраиваемый фильтр 1 обычно подается через повторитель напряжения (условно показан пунктиром).

В состав шумоподавителя входит также блок 14 управления, имеющий по крайней мере один вход 15 и два управляющих выхода (выходные шины) 16 и 17, причем вход; 15 соединен с входом перестраиваемого фильтра 1, а выходы 16 и 17 соединены с затворами полевых транзисторов 4 и 5 для подачи управляющих напряжений, изменяющих частоту среза перестраиваемого фильтра 1 и полосу пропускания шумоподавителя в целом.

В состав частотнозависимого звена 2 дополнительно введены также операционный усилитель 18 и полевой транзистор 19, включенный по схеме исто- кового повторителя напряжения с нагрузкой 20, причем в качестве нагрузки 20 условно изображен генератор тока.

. Q

5

0

Структура дополнительного ни к н-ч п транзистора 19 идентична ггруь-rvpe основного полевого транзистора 4. Инвертирующий вход операционного угн ти- теля 18 соединен одновременно с истоком, подложкой дополнительного полевого транзистора 19 и его нтгрузкой 20. Неинвертирующий вход операционного усилителя 18 непосредственно соединен с подложкой, а через р чисто- ры 21 и 22 со стоком и истоком полевого транзистора 4, выход усилителя 18 подключен к затвору дополнительного полевого транзистора 19 и через резистор 23 - к затвору основного полевого транзистора 4 звена 2. В частотноза- висимое звено 3, подобно звену 2, дополнительно введены и аналогичным образом соединены операционный усилитель 24, полевой транзистор 25 с нагрузкой. 26 (в виде генератора тока) и резисторы 27, 28 и 29. Питающее напряжение положительной и отрицательной полярности подается соответственно через выводы 30 и 31 относительно общей шины 32.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания на стоках и

истоках полевых транзисторов 4, 5 и неинвертирующем входе операционного усилителя 9 устанавливается нулевое по отношению к общей шине 32 напряжение, оно же оказывается приложенным и к неинвертирующим входам дополнительных операционных усилителей 18 и 24. Так как инвертирующий и неинвертирующин входы операционного усилителя находятся практически под одним и тем же потенциалом (в силу высокого усиления операционного усилителя и глубокой обратной связи), такое же напряжение устанавливается и на истоках дополнительных полевых транзисторов 19 и 25.

На выходах операционных усилителей 18 и 24 не связанных с ними затворах основных и дополнительных полевых транзисторов (4 и 19 для звена 2 и 5 и 25 для звена 3) в результате устанавливается напряжение (начальное напряжение смещения полевых транзисторов 4 и 5 перестраиваемого фильтра 1), которое определяет начальную частоту среза шумоподавителя. Знак и величина этого напряжения определяются видом использованных полевых транзисторов (встроонный или индуцированный канат) . Так, для транзисторов с индуцированным (т.е. нормально непроводящим) каналом р-типа указанное напряжение имеет отрицательный тнак, а для транзисторов со встроенным (т.е., нормально проводящим) каналом р-типа это напряжение оказывается положительным При таком выполнении шумоподавитель функционирует нормально независимо от того, как - с индуцированным или со встроенным каналом - выполнены полевые транзисторы устройства, поскольку в обоих случаях обеспечивается начальное смещение транзиторов 4 и 5 перестраиваемого фильтра 1, а значит, обеспечивается установка его начальной частоты среза и, следовательно, начальной полосы пропускания шумоподавителя в целом.

Дальнейшее управление полосой пропускания перестраиваемого фильтра 1 происходит путем изменения управляющего напряжения на затворах полевых транзисторов 4 и 5 относительно и начального значения. Блок 14 управления вырабатывает это напряжение на управляющих выходах 16 и 17 в зависимости от текущего значения энергетического спектра входного сигнала с учетом психофизиологических особенностей восприятия сложных звуков.

При отсутствии сигнала на входе 12 полоса пропускания шумоподавителя устанавливается обычно равной 1600t- 1800 Гц. В этом случае на выход 13 проходит ограниченная указанной полосой лишь низкочастотная часть шумовых компонент.

Появление на входе 12 устройства сигналов с достаточно широким амплитудно-частотным спектром вызывает появление на управляющих выходах 16 и 17 блока 14 управления напряжения соответствующей величины, которое, складываясь с начальным напряжением на затворах транзисторов 4 и 5, приводит к соответствующему увеличению проводимостей каналов этих транзисторов. Частота среза перестраиваемого фильтра 1 увеличивается, соответственно расширяется и полоса пропускания шумоподавителя. Предельное значение полосы пропускания обычно достигает 20-30 кГц. При сужении спектра входного сигнала частота среза перестраиваемого фильтра 1 снова возвращается к своему началь5

0

ному значению (за счет уменьшения величины управляющего напряжения, вырабатываемого блоком 1 управления), уменьшая полосу пропускания шумоподавителя и понижая таким гбразом уровень шума на его выходе 13.

Сравнительно простыми средствами в шумоподавителе осуществлена также линеаризация характеристик полевых транзисторов путем компенсации в них эффекта внутренней обратной связи, являющегося причиной нелинейных искажений. При помощи равных по вели- 5 чине резисторов 2 1 , 22 и 27, 28 половина переменного напряжения, выделяющегося на каналах полевых транзисторов 4 и 5, постоянно приложена к затворам этих транзисторов, выполняющим роль нижних затворов, и одновременно через соответствующие усилители 18 24 и разделительные резисторы 23 и 29 - к верхним затворам указанных транзисторов. Такое решение, обеспечивая снижение нелинейных искажений до приемлемого уровня, позволяет исключить из схемы разделительные конденсаторы большой емкости и одновременно упростить конструкцию интегральной схемы за счет сокращения количества ее выводов.

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Интегральный шумоподавитель для магнитофона, содержащий включенный между его входом и выходом перестраиваемый активный двузвенный фильтр нижних частот с полевыми транзисторами в каждом звене в качестве управляемых резисторов и блок управления полосой пропускания, управляющие выходы которого соединены с затворами полевых: транзисторов в звеньях, а вход подключен к входу шумоподавителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания, в каждое звено перестраиваемого фильтра введены дополнительный полевой транзистор и операционный усилитель,инвертирующий вход которого подключен к объединенным истоку, подложке и нагрузке дополнительного полевого транзистора, неинвертирующий вход через резисторы подключен к стоку и истоку основного полевого транзис715398348

тора звена и непосредственно - к его венно подключен к затворям coornei подложке, а выход операционного уси- ственно основного и дополнительного лителя через резистор и непосредст- полевых транзисторов звена.