УСТРОЙСТВО для СЖАТИЯ и РАСШИРЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК H03G7/00 

Известны устройства для сжатия и расширения динамического диапазона передаваемых сигналов, в цепи управления которых используются датчики 3. д. с. Холла.

С целью уменьшения постоянной времени электромагнита при одновременном упрощении схемы и повышения устойчивости ее работы в предлагаемом устройстве к выходу фильтра в цепи управления подключен усилитель постоянного тока с глубокой отрицательной обратной связью, имеюш,ий электромагнит в цепи анода.

Кроме того, между фильтром в цепи управления и усилителем постоянного тока включается источник постоянного напряжения задержки, а выходные электроды датчика Холла соединены с отдельной обмоткой входного трансформатора.

На фиг. I представлена блок-схема сжимателя динамического диапазона нередаваемых сигналов; на фиг. 2 - блок-схема расширителя динамического диапазона передаваемых сигналов.

Сжиматель динамического диапазона передаваемых сигналов содержит усилитель основного канала 1, напряжение f/a с выхода которого поступает на выпрямитель 2. Выпрямленное напряжение поступает на фильтр 3, предназначенный для фильтрации основной

частоты и гармоник сигнала. Отфильтрованное напряжение с нагрузки 4 фильтра поступает на вход усилителя постоянного тока 5, в цепи катода которого включено сопротивление обратной связи 6 и конденсатор 7 малой емкости, выполняюшие функцию корректирования переходной характеристики фильтра в области малых времен. Нагрузкой усилителя постоянного тока 5 является электромагнит 8, включенный последовательно с источником анодного питания 9. Входные электроды датчика 10 Холла, размещенного в воздущном зазоре электромагнита 8, питаются напряжением Uz с выхода усилителя основного канала 1. Р1апряжение на выходных электродах датчика Холла, имеющее частоту и форму входного сигнала и огибающую, пропорциональную квадрату огибающей выходного сигнала, складывается в противофазе со входным напряжением Ul. Разностное напряжение

Ui-Ас 2 Д - постоянный коэффициент, зависящий от параметров датчиков 10 Холла и параметров цепи управления, усиленное усилителем основного канала / в К раз, равняется (Ll-AcL )К 2- При достаточно большой глубине отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель основноAcKt 2+l AcKf 2, огибающая напряжения ла

выходе сжимателя . Таким образом,

г Лс

сжиматель обеспечивает уменьшение динамического диапазона передаваемых сигналов с

, ,dU« dU-, f скоэффициентом сжатия fс ,5, где

U-i Uj,

dUz и dU - дифференциалы соответствующих напряжений.

Расширитель динамического диапазона передаваемых сигналов содержит входной трансформатор 11 с одной первичной и тремя вторичными обмотками, одна из которых подключена ко входу выпрямителя 12. Выпрямленное выпрямителем i2 vi отфильтрованное фильтром и напряжение с сопротивления нагрузки 14 фильтра 13 поступает на вход усилих-еля постоянного тока i6, в цепи катода которого включено сопротивление обратной связи 16 и конденсатор малой емкости 17. Электромагнит 18 включен в анодную цепь усилителя постоянного тока 15 последовательно с источником .анодного питания . Входные электроды датчика 20 Холла, размещенного в воздушном зазоре электромагнита 18, питаются входным напряжением U от отдельной обмотки входного трансформатора 11. Напряжение на выходных электродах датчика 2U Холла, имеющее частоту и форму входного сигнала и огибающую, пропорциональную квадрату огибающей входного сигнала, складывается в фазе со входным напряжением , снимаемым с отдельной обмотки входного трансформатора 11 с помощью переменного сопротивления 21 (,величина постоянного коэффициента ар определяется положением движка переменного сопротивления 21). Суммарное напряжение

ap 2+Apt/ , где Ар - постоянный коэффициент, величина которого определяется параметрами датчика 20 Холла и параметрами цепи управления, является выходным напряжением расширителя, т. е. U ayLl2- -i - Ll.

Переменное сопротивление 21 служит для точного согласования системы сжиматель-расширитель, т. е. для выполнения условия

J/2 i/3.

1 , В том случае, когда в сжимате 1 f/2

ле для сигналов с минимальным уровнем условие AcKf 2+l AcKb2 выполняется с большей погрешностью, чем это допустимо. В этом случае условие точного согласования выполняется при и , поэтому можно

передаваемых сигналов ( - Apt/l) с коэф,6ft/3 d.U2

фициентом расширения fp --: -2, где

и ъо

dU и dU2 - дифференциалы соответствующих напряжений.

В предлагаемом устройстве благодаря щунтированию сопротивления обратной связи b в цепи катода усилителя постоянного тока 5 конденсатором 7 малой емкости наблюдается коррекция фронта нарастания импульса, поступающего с сопротивления нагрузки 4 фильтра 3.

Эффективность действия этой коррекции больше, чем в импульсных усилителях, что объясняется большим временем нарастания поступающего на вход усилителя постоянного

тока 5 напряжения и наличием в анодной цепи индуктивности L электромагнита, препятствующего появлению выбросов на переднем фронте импульса выходного тока, в результате чего увеличивается глубина обратной связи. Кроме того, в данном случае нет необходимости заботиться о величине коэффициента усиления по напряжению усилителя постоянного тока 6 (этот коэффициент усиления может быть даже меньше единицы), что также

позволяет увеличить эффективность действия коррекции. За счет включения конденсатора малой емкости 7 время установления тока в электромагните (а следовательно, и время срабатывания датчика Холла) может быть

уменьшено по сравнению с временем установления напрялсения на выходе фильтра 3 в десять и более раз. Так как постоянная времени восстановления (разряда) фильтра обычно на один-два порядка больше, чем постоянная времени установления (заряда) фильтра, то цепь коррекции переходной характеристики практически не оказывает влияния на переходную характеристику в области больших времен, т. е. пульсации выпрямленного напряжения в нелинейные искажения, вызываемые ими, при этом не увеличиваются. При небольшом увеличении постоянной времени установления фильтра и соответствующем выборе элементов коррекции время срабатывания датчика Холла и нелинейные искажения, обусловленные пульсациями выпрямленного напряжения, уменьшаются одновременно. Увеличение постоянной времени установления фильтра достигается включением резисторов

22 на входе выпрямителей 2 и /2 в сжимателе и расширителе, что одновременно приводит к снижению нелинейных искажений, обусловленных влиянием выпрямителя 2 и 12 на основной канал в сжимателе и расширителе.

Таким образом, значительно уменьшается время срабатывания датчиков Холла в сжимателях и расширителях и, следовательно, значительно снижаются динамические искажения при быстрых изменениях уровня входного

Предмет изобретения

1. Устройство для сжатия и расширения динамического диапазона передаваемых сигналов, содержащее в цепи управления выпрямитель, фильтр, электромагнит и датчик Холла, служащий в качестве элемента управления, отличающееся тем, что, с целью уменьщения постоянной времени электромагнита при одновременном упрощении схемы и повыщения устойчивости ее работы, к выходу фильтра в цепи управления подключен усилитель

постоянного тока с глубокой отрицательной обратной связью, имеющий электромагнит в цепи анода.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между фильтром в цепи управления и усилителем постоянного тока включен источник постоянного напряжения задержки.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что выходные электроды датчика Холла

соединены с отдельной обмоткой входного трансформатора.

/

Фиг..

IS

j 18.