Шумоподавитель Советский патент 1980 года по МПК H04B1/10 

(54) ШУМОПОДАВИТЕЛЬ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах связи для автоматического включения или выключения оконечных устройств в зависимости от качества входного сигнала, обычно оцениваемого отношением сигнал/шум. В час тности, предлагаемый шумоподавитель может быть использован в радиоприемных устройствах для устранения утомительного воздействия шумов на оператора. Известен шумоподавитель, содержаш,ий фильтр верхних частот, усилитель и детектор шума, устройство, вычисляюш.ее отношение напряжения сигнала к напряжению шума, и аналоговый ключ. В этом устройстве напряжение шума выделяется фильтром верхних частот, в полосу пропускания которого не попадают составляюш,ие спектрапередаваемого сообш.ения. Это напряжение шума усиливается, выпрямляется и поступает на устройство, вычисляющее отношение напряжения сигнала к напряжению шума, сигнал с которого управляет работой аналогового ключа 1. Недостаток этого устройства заключается в необходимости более широкой полосы пропускания предшествуюш,их шумоподавителю устройств по сравнению с шириной спектра передаваемого сообщения, низкой и нестабильной чувствительности выявления информационного сигнала на фоне шумов и низком быстродействии, связанном с необходимостью выпрямления и фильтрации анализируемых сигналов. Последнее может привести к искажениям передаваемого сообщения. Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее формирователь, преобразующий аналоговый входной сигнал в цифровой, счетчик периодов входного сигнала за время, определяемое схемой тактирования, работающей от задающего генератора. В схеме имеются также элемент запрета и счетчик задержки выключения, управляющие аналоговым ключом 2. Недостаток устройства - узкий диапазон регулирования порогового отношения сигнал/шум, которое для данного устройства приблизительно равно 1. Регулирование порогового отношения сигнал/шум этого устройства можно производить за счет изме- нения объема счетчика числа периодов входного сигнала или за счет изменения частоты задающего генератора. Однако при увеличении объема счетчика числа периодов более, чем на 10%, схема будет воспринимать шумовой сигнал как информационный. При уменьшении объема счетчика числа периодов часть спектра рабочего сигнала будет восприниматься схемой как шумовой сигнал, что приведет к частичной потере информации. Если входной сигнал представляет собой фиксированную частоту, например при приеме телеграфного сигнала, подкрашенного трнальной частотой, то при уменьшении объема счетчика числа периодов возможна полная потеря информации. Измене ние частоты задающего генератора приводит к тем же результатам, и изменяется время задержки отключения. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования порогового отношения сигнал/шум.,, Для этого в шумоподавитель, содержащий счетчик периодов входного сигнала, счетный вход которого подключен к выходу формирователя, вход обнуления - к первому выходу схемы тактирования, а выход -К первому входу элемента запрета, второй вход которого соединен с первым выходом схемы тактирования, третий вход - с выходом счетчика задержки, первый вы.хад - со входом управления аналогового ключа, а второй выход - со входом обнуления счетчика задержки, счетный вход ко-, торого через схему тактирования подключен к выходу задающего генератора, введены генератор низкочастотного шума и аналоговый сумматор, первый вход которого подключен к выходу генератора низкочастотного шума, второй вход объединен с сигнальным входом аналогового ключа и является входом устройства, а выход соединен со входом формирователя. На чертеже приведена структурная электрическая схема, шумоподавителя. Устройство содержит формирователь 1, преобразуюший аналоговый сигнал в цифровой, выход которого подключен к счетному входу счетчика 2 периодов входного сигнала. Вход обнуления счетчика 2 подключен к первому выходу схемы 3 тактирования, работаюшей от задающего генератора 4. Выход счетчика 2 подключен к первому входу элемента 5 запрета, второй вход которого подключен к первому вы.хбду схемы 3 тактирования, а третий вход - к выходу счетчика 6 задержки выключения. Счетный вход счетчика б подключен к второму выходу схемы 3 тактирования, а вход обнуления счетчика б - к первому выходу элемента 5 запрета, второй выход которого соеди. нен со входом управления аналогового ключа 7. Сигнальный вход аналогового ключа 7 соединен с одйим. из входов аналогового суммлтс)ра 8, другой вход сумматора 8 подключен к пыход} генератора 9 низкочастот734884ного шума с регулируемым уровнем выходного наПряжения, а выход сумйатора 8 - к входу формирователя 1. Входом шумоподавителя является точка соединения сигнального входа аналогового ключа 7 и одного из входов аналогового сумматора 8. Выходом шумоподавителя является выход аналогового ключа 7.. Шумоподавитель работает следующим образом. . Смесь сигнала и шума .поступает на вход шумоподавителя и одновременно подйется на сигнальный вход ключа 7 и один из входов сумматора 8, на другой вход которого поступает регулируемое шумовое напряжение от генератора 9 шума. . . Результирующая смесь с вы.хода сумматора8 поступает на вход формирователя 1, который .вырабатывает импульсы на каждое положительное пересечение нулевой линии напряжением смеси. Импульсы с выхода формирователя 1 поступают на счетный вход счетчика 2, который накапливает их в течение времени,-определяемого периодом следования импульсов сброса, поступающих на обнуляющий вход счетчика 2 с первого выхода схемы тактирования 3, на вход которой поступают импульсы от задающего ге-нератора 4. Период следования импульсов сброса TO составляет величину порядка десятков миллисекунд и определяет быстродействие щумоподавителя, а объем счетчика 2 выбран из условия Nc4.2.0,9Fu.cp.-To, где РШ.СЬ, -средняя частота шума на входе шумоподавителя, NcM.a - объем счетчика 2. В случае переполнения счетчика 2 им- пульсы с его выхода поступают на первый вход элемента 5 запрета, который при этом запрещает прохождение импульсов сброса с первого выхода схемы 3 тактирования на вход обнуления счетчика 6, накапливающего импульсы, поступающие на его счетный вход со второго выхода схемы тактирования 3 и соответствующие циклы обнуления счетчика 2. Объем счетчика б .выбран из условия ..NC4.6 Т„ /То, где Nc4.6 -объем счетчика 6, TH - средняя продолжительность паузы -речевого сигнала. Если счетчик 2 переполняется подряд в течение количества циклов, большего Ncn.e, то описанный механизм работы элемента 5 запрета и счетчика 6 приводит к переполнению последнего. Импульс с его выхода изйеняет состояние элемента 5 запрета, который переводит ключ 7 в состояние «выклю-. чено, при этом сигнал с входа щумоподавителя не проходит на его выход. Это происходит в том случае, если с выхода сумматора 8 на вход формирователя I в течение времени, большего Тп .поступает результирующая смесь, состоящая только из шума или смесь с отнощенйем сигнал/шум менее единицы, что свидетельствует о том, что на входе щумоподавителя отношение сигнал/ шум менее установленной пороговой величины, определяемой выражением

Vl +(ишг /иш.бх )

(U(j/Uiji )BX.HO|J.

i где и шг

- шумовое напряжение генератора шума;

UUI.BX - напряжение шума на входе щумоподавителя.

При этом частота следования импульсов с выхода формирователя 1 такова, что счетчик 2 переполняется за время между двумя импульсами обнуления..

Когда отношение сигнал/шум на входе шумоподавителя больше указанной пороговой величины, и соответственно отношение сигнал/шум результирующей смеси навходе формирователя 1 больше единицы, частота следования импульсов с его выхода такова, что счетчик 2 не переполняется за время между двумя импульсами обнуления. Элемент 5 запрета при этом разрещает прохождение импульсов сброса с первого выхода схемы 3 тактирования на вход обнуления счетчика 6 и изменяет свое состояние на противоположное, переводя ключ 7 в состояние «аключено.,При этомсигнал с входа шумоподавителя проходит на его выход. В течение естественных пауз речевого сигнала длительностью не более Тп элемент 5 запрета не успевает изменить свое состояние и поддерживает ключ 7 в состоянии «включено. Это происходит потому, что за это время

на счетный вход счетчика 6 со второго выхода схемы 3 тактирования поступит количество импульсов менее Мсч.б счетчик б не переполняется и после окончания паузы обнуляется импульсом с первого выхода схемы 3 тактирования.

Формула изобретения

Шумоподавитель, содержащий счетчик o периодов входного сигнала, счетный вход которого подключен к выходу формирователя, вход обнуления - к первому выходу схемы тактирования, а выход - к первому входу элемента запрета, второй вход которого соединен с первым выходом схемы тактирования, третий вход - с выходом счетчика задержки, первый выход - со входом управления аналогового ключа, а второй выход со входом обнуления счетчика задержки, счетный вход которого через схему тактирования подключен к выходу задающего . генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования порогового отношения сигнал/шум, в него введены генератор низкочастотного шума и аналоговый сумматор, первый вход которого подключен к выходу генератора низкочастотного шума, второй вход объединен с сигнальным входом аналогового ключа и является входом устройства, а выход соединен со вводом формирователя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3902123, кл. 325-478, 1975 (прототип).