Шумоподавитель для тракта запись- ВОСпРОизВЕдЕНиЕ МАгНиТОфОНА Советский патент 1981 года по МПК G11B5/00 

(54) ШУМОПОДАВИТЕЛЬ ДЛЯ ТРАКТА ЗАПИСЬ-ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

МАГНИТОФОНА

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в технике бытовой магнитной записи.

Известны шумоподавители компандерного типа, например системы Долби-Б, которые поднимают уровень слабых высокочастотных составляющих сигнала при записи, увеличившая их уровень Относительно собственных шумов магнитной ленты, и опускают их при воспроизведении, обеспечивая линейную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в сквозном тракте записивоспроизведения I .

Недостатком таких шумоподавителей является невозможность уменьшения перед записью сильных высокочастотных составляющих сигнала, которые, с учетом добавочного их подъема в усилителе записи,приводят к насыщению магнитной ленты, а также к увеличению нелинейных, в том числе интермодуляционных искажений.

Этот недостаток частично устранен в модели магнитофона СХ С-325Д японской фирмы «Акай, в которой применена система автоматического уменьшения перед записью сильных высокочастотных составляю-, щих сигнала, содержащая выходной усилитель записи, между входом и выходом которого включена цепь нелинейной отрицательной обратной связи, состоящая из последовательно включенных симметрично диодного ограничителя и последовательного колебательного контура, настроенного на верхние частоты рабочего диапазона 2.

К недостаткам этой системы относятся как возникающие линейные, в том числе интермодулядионные искажения, связанные с наличием пороговрго устройства, так и необратимая потеря информации, так как сигнал не восстанавливается при воспроизведении.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому устройству является шумоподавитель японской фирмы «Виктор, содержащий последовательно включенные первую и вторую цепочки, образующие частотно-зависимый делитель напряжения, первая цепочка, представляющая собой двухполюсник, состоит из последовательно включенных конденсатора и резистора, защунтированных резистором, а вторая - из последовательно включенных конденсатора и элемента с регулируемым сопротивлением, также защунтированных резистором, основнои усилитель, выход которого является выходом шумоподавителя, блок управления, состоящий из последовательно соединенных фильтра верхних частот (ФВЧ), дополнительного усилителя, детектора и фильтрующей цепочки, связанный по выходу с управляющим входом элемента с регулируемым сопротивлениемГЗ.

Недостатком этой системы является то, что на вход блока управления, содержащего ФВЧ с фиксированной частотной среза, поступает весь спектр сигнала, поэтому,если в районе частоты среза или выше ее появляется сильный сигнал, то он вызывает уменьщение или преращение компандирования во всей полосе. Хотя структура частотно-зависимых цепочек в принципе позволяет осуществить при записи ослабление сильных высокочастотных составляющих сигнала с последующим их восстановлением при воспроизведении, однако низкая помехозащищенность блока управления, т.е. высокая чувствительность к паразитному «блокированию полосы компандирования приведет к тому, что под действием сильных низкочастотных составляющих сигнала будут подвергаться ослаблению при записи даже слабые высокочастотные составляющие, т.е. попытка уменьщить нелинейные искажения сильных высокочастотных составляющих приведен к дополнительному увеличению модуляционного щума, т.е. к значительному уменьшению эффекта шумопонижения.

Цель изобретения - повыщение помехозащищенности и повышение эффективности шумопонижения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом шумоподавителе вход блока управления объединен с точкой соединения конденсатора и элемента с регулируемым сопротивлением второй цепочки точка соединения элемента с регулируемым сопротивлением и шунтирующего резистора которой объединена с инвертирующим входом основного усилителя и одним из концов первой цепочки, другой конец которой связан в режиме записи со входом, а в режиме воспроизведения с выходом шумоподавителя, причем точка соединения конденсатора и щунтирующего резистора второй цепочки объединена в режиме с .выходом, а в режиме воспроизведения - со входом щумоподавителя. При этом во второй частотнозависимой цепочке конденсатор и элемент с регулируемым сопрЬтивлением (ЭРС) образуют управляемый ФВЧ, дополнительно отфильтровывающий сигнал низкочастотной помехи на входе блока управления.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого щумоподавителя, состоящего из компрессора в режиме записи; на фиг. 2 - экспандера в режиме воспроизведения; на фиг. 3 - один из вариантов амплитудно-частотных характеристик компрессора. Для экспандера эти характеристики будут иметь обратный знак.

Шумоподавитель содержит последовательно соединенные первую 1 и вторую 2 частотно-зависимые цепочки, включенные

между входом 3 щумоподавителя и его выходом 4, первая цепочка 1, представляющая собой двухполюсник с выходными контактами 5 и 6,- состоит из последовательно включенных конденсатора 7 и резистора 8, защунтированных резистором.9, а вторая цепочка 2 - из последовательно включенных конденсатора 10 и элемента с регулируемым сопротивлением (ЭРС) 11, зашунтированных резистором 12, основной усилитель 13, выход которого является выходом 4 шумоподавителя, блок 14 управления, состоящий из последовательно соединенных неуправляемого ФВЧ 15, дополнихельного усилителя 16, детектора 17 и фильтрующей цепочки 18, связанный по выходу с управляющим входом 19 элемента с регулируемым сопротивлением (ЭРС) 11. Вход 20 блока управления объединен с точкой соединения конденсатора 10 и элемента с регулируемым сопротивлением (ЭРС) 11 и шунтирующего резистора 12 второй цепочки, которая объединена с инвертирующим входом основного усилителя 13 и одним из концов 6 первой цепочки, причем второй ее конец 5 связан со входом 3 щумоподавителя в режиме записи, а точка соединения конденсатора 10 и шунтирующего резистора 12 второй цепочки связана с выходом 4 щумоподавителя, в режиме воспроизведения (фиг. 2), второй ее конец 5 объединен с выходом 4 щумоподавителя, а точка соединения конденсатора 10 и шунтирующего резистора 12 второй цепочки объединена со входом 3.

Принцип работы щумоподавителя состоит в автоматическом изменении АЧХ в зависимости от амплитуды и частоты входного сигнала.

Основной усилитель 13, совместно с первой и второй частотно-зависимыми цепочками, имеющими модули полного сопротивления Z,(t«i) и Z2(ft) образуют масштабный усилитель, коэффициент передачи которого в режимах записи-воспроизведения равен

К - - К- t (to)

1, (w)

в режиме записи при малом уровне высокочастотных составляющих сигнала ЭРС 11 обладает больщим сопротивлением, т.е. Zj(u)) Z-f(ua), что приводит к подъему АЧХ в области высоких частот (фиг. 3, кри.вая а).

При среднем уровне высокочастотных составляющих сигнала, под действием выходного напряжения блока управления, подаваемого на вход управления 19 ЭРС 11, сопротивление последнего уменьшается и становится равным сопротивлению резистора 8, при этом 2(ш) 2(ш) и ход

АЧХ выравнивается и выражается горизонтальной линией, параллельной оси частот (фиг. 3, кривая б).

При больших уровнях высокочастотных составляющих сигнала сопротивление ЭРС 11 становится меньше величины сопротивления резистора 8, т.е. 2г{ч)) Z-|(u)), приводя к завалу АЧХ в области высоких частот (фиг. 3, кривая в).

В режиме воспроизведения (фиг. 2) при малом уровне ВЧ составляющих сигнала ЭРС 11 имеет большее сопротивление, чем резистор 8, т.е. 2(ш) ), что приводит к завалу АЧХ, компенсирующему соответствующий подъем при записи. С ростом уровня ВЧ составляющих сопротивление ЭРС 11 уменьшается и становится равным сопротивлению резистора 8, т.е. при этом ход АЧХ выравнивается. При высоком уровне ВЧ составляющих, сопротивление ЭРС 11 уменьшается настолько, что становится меньше сопротивления резистора 8, т.е. Z(u) Z.,(ci)), что приводит к подъему АЧХ, компенсирующему соответствующий завал при записи.

Таким образом, во всем диапазоне изменения амплитуд входного сигнала АЧХ в сквозном тракте остается линейной.

Использование симметричной схемы включения цепочек 1 и 2 относительно точки входа усилителя 13, имеющей квазинулевой потенциал, позволило использовать цепочку из конденсатора 10 и ЭРС 11 в качестве дополнительно ФВЧ с управляемой частотой среза (фиксированная частота среза ФВЧ блока управления находится выше частоты среза управляемого ФВЧ), сигнал с которого поступает на вход 20 блока 14 управления, т.к; выходное напряжение блока 14 поступает на управляющий вход 19 ЭРС 11, то последний оказывается охваченным отрицательной обратной связью по управляющему воздействию, что обеспечивает формирование более стабильных АЧХ шумоподавителя и приводит к тому, что полоса компандирования всегда находится в минимальном отдалении от частоты помехи.

Если частота сильного низкочастотного сигнала, являющегося помехой для полосы компандирования, находится значительно ниже частоты среза управляемого ФВЧ, то он подвергается ослаблению с крутизной 12 дБ/октава, выходное напряжение блока 14 управления отсутствует ц шумоподавитель обеспечивает максимальное компандирование.

Если частота сильного сигнала помехи совпадает с частотой среза управляемого ФВЧ, то на управляющем входе ЭРС 11 появляется выходное напряжение блока 14 управления, уменьшающее сопротивление

ЭРС 11. При этом, прямо пропорционально изменению этого сопротивления возрастает частота среза управляемого ФВЧ до тех пор, пока сигнал помехи не окажется за пределами его полосы пропускания, после чего перестройка прекращается. С увеличением частоты помехи процесс повторяется и полоса компандирования перестраивается от помехи еще выше по частоте, сохраняя, насколько это возможно, компандирующие свойства шумоподавителя, т.е. обеспечивая 0 максимальное шумопонижение и минимальный модуляционный шум. Практически частота среза управляемого ФВЧ перестраивается от 600 Гц до 11 кГц.

Использование предлагаемого шумоподавителя за счет наличия дополнительного ФВЧ с управляемой частотой среза дает повышенную помехозащищенность полосы компандирования, в результате чего значительно уменьшаются -модуляционные шумы в тракте запись-воспроизведение и уменьшаются нелинейные интермодуляционные искажения при записи сильных высокочастотных сигналов, т.е. значительно повышается эффективность шумопонижения.

Формула изобретения

Шумоподавитель для тракта записьвоспроизведение магнитофона, содержащий основной усилитель, выход которого является выходом шумоподавителя, две последовательно включенные частотно-зависимые цепочки, первая из которых, представляющая собой двухполюсник, состоит из последовательно включенных конденсатора и резистора, зашунтированных резистором, вторая - из последовательно включенных конденсатора и элемента с регулируемым сопротивлением, защунтированных резистором, и блок управления, состоящий из последовательно соединенных верхних частот, дополнительного усилителя, детектора и фильтрующей цепочки, связанной по выходу с управляющим входом элемента с регулируемым сопротивлением, отличающийся тем, что, с целью повышения

помехозащищенности устройства и эффективности щумопонижения, вход блока управления объединен с точкой соединения конденсатора и элемента с регулируемым сопротивлением, второй цепочки точка соединения элемента с регулируемым сопротивлением и шунтирующего резистора которой объединена с инвертирующим входом основного усилителя и одним из концов первой цепочки, другой конец которой связан в режиме записи со входом, а в режиме воспроизведения - с выходом шумоподавителя, причем точка соединения конденсатора и шунтирующего резистора второй цепочки объединена в режиме записи с вы