Известно, что основным преимуществом устройств для расширения динамического диапазона является уменьшение шумов в интервалах передачи. Это связано с тем, что в подобных устройствах при отсутствии сигнала на входе коэфициент усиления усилителя минимален. Изменением предела расширения динамического диапазона можно изменять и начальное усиление, а, следовательно, величину помех на выходе в интервалах передачи произвольным образом. В большинстве случаев само по себе расширение динамического диапазона ничем не оправдывается.
В связи с этим представляется заманчивым использовать основное преимущество, создаваемое экспандером (уменьшение шумов), однако таким образом, чтобы в широком диапазоне изменения уровня сигнала расширение динамического диапазона не имело места, иначе говоря, чтобы оно осуществлялось только при слабом сигнале.
Такое устройство, которое позволило бы резко снижать усиление при отсутствии сигнала или при очень малом сигнале (шум, фон), было бы полезным в канале усиления звуковой частоты использующем компрессию (сжатие динамического диапазона). В усилителях с компрессией особенно неприятно сказываются помехи в паузах передачи.
В связи с тем что коэфициент усиления в таких усилителях наибольший в момент отсутствия сигнала, предлагается устройство, обеспечивающее такое регулирование коэфициента усиления усилительного канала, при котором в момент отсутствия сигнала усиление минимально, при подведении малых сигналов резко увеличивается с их возрастанием, а затем регулируется автоматически в соответствии с требованиями, предъявляемыми к усилителю с точки зрения заданной компрессии. Для этой цели может быть использована схема включения в усилитель автоматически регулирующих устройств, выполненных в соответствии с фиг. 1, на которой изображена скелетная схема подобного регулируемого усилителя. На фиг. 2 изображен вариант этой скелетной схемы; фиг. 3 и 4 показывают регулировочные характеристики и фиг. 5 и 6 - электрические схемы регулятора усиления, обеспечивающего получение этих характеристик.
На фиг. 1 чертежа цифрой 1 обозначен канал усиления звуковой частоты, подвергаемый регулировке с целью сжатия динамического диапазона; цифрой 2 - канал усиления звуковой частоты, подвергаемый регулировке усиления с целью уменьшения шума в интервалах передачи; цифрой 3 - компрессор; цифрой 4 - устройство, регулирующее усиление при отсутствии сигнала; так как основным назначением этого последнего устройства является уменьшение шумов в интервалах передачи, в дальнейшем оно называется «глушителем шума». По принципу действия глушитель шума должен быть включен таким образом, чтобы регулирующее напряжение подавалось на него со входа регулируемого им устройства.
Особенностью этого глушителя шума является отсутствие изменения регулирующего напряжения при изменении входного уровня сигнала в том случае, когда этот последний достиг определенной величины, именно: его регулировочная характеристика должна быть подобна показанной на фиг. 3.
При напряжениях сигнала меньших V0 усилитель должен быть заперт или работать с малым коэфициентом усиления. Начиная со значения сигнала, равного V0, усилитель должен полностью отпереться, и дальнейшие изменения входного напряжения не должны вызывать таких изменений в режиме работы регулируемого каскада. Величина V0 определяется тем минимальным уровнем полезного сигнала, который должен воспроизводиться усилителем.
На фиг. 4 кривая а показывает изменение коэфициента усиления регулируемого глушителем шума каскада от входного напряжения, а пунктирная прямая в показывает изменение коэфициента усиления предвключенного каскада усиления, подвергаемого компрессии. Так как наклон кривой в в области малых уровней сигналов больше наклона прямой в при малых входных напряжениях, то в интервалы передачи усилитель запирается.
Может представиться целесообразным управлять действием глушителя шума не самой амплитудой подводимого сигнала, а создаваемым этим входным сигналом изменением усиления каскада, подвергаемого регулировке, с целью компрессии. При этом запирание канала усиления звуковой частоты не будет иметь места в том случае, когда перерывы сигнала будут очень кратковременны (например, между отдельными словами одной и той же фразы).
Скелетная схема управления глушителем шума за счет изменения не уровня сигнала, а создаваемого этим уровнем изменения коэфициента усиления предварительного каскада, показана на фиг. 2.
Здесь цифрой 1 обозначен каскад усиления, подвергаемый компрессии, цифрой 2 - каскад усиления, находящийся под воздействием глушителя шума, цифрой 3 - регулирующее устройство компрессора, цифрой 4 - глушитель шума.
На вход усилителя 1 звуковой частоты, помимо сигнала, подаются колебания от вспомогательного генератора 5 звуковой частоты, частота которого выбрана вне пределов воспроизводимого диапазона. Колебания этой частоты снимаются с выхода каскада усиления звуковой частоты 1 и через фильтр 6 подводятся к глушителю шума 4.
Таким образом напряжение на входе глушителя шума, осуществляющее регулирующее действие, уже не будет зависеть от уровня сигнала, а будет зависеть только от коэфициента усиления компрессорного каскада. Так как усиление его будет наибольшим при отсутствии сигнала на входе, то в это время на глушитель шума будет подаваться наибольшее напряжение от вспомогательного генератора, который и будет вызывать уменьшение усиления каскада 2 усилителя звуковой частоты. При этом, очевидно, запирание канала усиления звуковой частоты будет иметь место только в том случае, когда будет обеспечено одновременное срабатывание компрессора.
Для получения регулировочной характеристики глушителя шума, показанной на фиг. 3, могут быть использованы схемы, показанные на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 диод D2, нагруженный на сопротивление R, выпрямляет подводимый сигнал. Выпрямленное напряжение с зажимов сопротивления R через соответствующий фильтр подводится к регулируемому каскаду. Диод D1 подключен параллельно диоду D2 обратной полярностью. Анод этого диода находится под отрицательным потенциалом, задаваемым от батарей. Как только уровень сигнала, подводимого на вход подобного регулятора, превысит напряжение батареи, задающей минус на анод диода D1, этот последний вступит в работу и автоматически ограничит возрастание выпрямленного напряжения на зажимах сопротивления R. Напряжение батареи должно быть выбрано равным напряжению V0 по фиг. 3.
Схема регулятора с. ограничением, показанная на фиг. 5, имеет, однако, тот недостаток, что все переменное напряжение сигнала, увеличивающееся по мере увеличения сигнала на входе, приложено через фильтр к регулируемому каскаду. От этого недостатка свободна схема, показанная на фиг. 6, в которой диод D1 выпрямляет подводимый сигнал, а диод D2 выполняет функцию ограничения. Поскольку напряжение, подводимое через фильтр к регулируемому каскаду, в этом случае снимается с нагрузки R, не находящейся под воздействием переменного напряжения сигнала, проникновение этого последнего в регулируемый каскад исключается.
Само собой разумеется, что могут быть предложены и другие варианты ограничения регулирующего напряжения или комбинации регулировок в усилителе, не изменяющие сущности предлагаемого изобретения.
1. Усилитель с автоматической регулировкой, отличающийся тем, что для уменьшения шумов во время пауз передачи применен в канале усиления, следующем за компрессором, регулятор усиления с ограничительной характеристикой, производящий расширение динамического диапазона в области малых уровней входа.
2. В усилителе по п. 1 применение в качестве регулятора усиления ограничителя, состоящего из двух включенных навстречу друг другу диодов с разными характеристиками выпрямления или с разными порогами срабатывания.
