Устройство подавления акустической обратной связи Советский патент 1982 года по МПК H03J5/24 

(54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

1

Изобретение относится к настройке резонансных контуров, а именно к устройствам коррекции характеристик усилительных акустических установок.

Известны устройства подавления акустической обратной связи, в которых отраженный или прямой звуковой сигнал с выхода системы звукоусиления попадает на микрофон и в ней возникают незатухающие колебания. В известной установке устройством подавления указанной обратной связи является перестраиваемый режекторный фильтр 1.

Однако в реальных условиях эксплуатации самовозбуждение системы звукоусиления может наступать не на одной частоте или не в одной полосе частот, в то время как одним режекторным фильтром можно подавить акустическую обратную связь лишь в одном участке рабочего диапазона. К тому же требуется ручная настройка режекторного фильтра.

Известно устройство подавления акустической обратной связи, содержащее входной и выходной усилители, сумматор, выход которого связан со входом выходного усилителя и набор блоков режекторных фильтров, входы которых подключены к выходу входного усилителя, а выходы подключены к сумматору. Каждый блок режекторного фильтра содержит перестраиваемый активный режекторный фильтр и элементы управ ления его частотной характеристикой и коэффициентом передачи.

Работа устройства основана на то.м, что при возникновении возбуждения звукоусилительной системы один из режекторных

10 фильтров переводится в режим генерации, а затем его частота перестраивается до совпадения с частотой возбуждения системы, после чего он переводится в режим режекторного фильтра и подавляет обратную связь. Если при изменении акустических ловий (увеличение усиления системы и т.п.) возникает возбуждение на следующей частоте, аналогичным образом вводится в действие следующий блок режекторного фильтра 2.

Недостатком известного устройства является необходимость ручной настройки режекторных фильтров. Это приводит к затратам времени и создает дополнительный шум за счет усиления колебаний переведенного в режим генерации режекторного фильтра.

Цель изобретения - обеспечение автоматической настройки устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство подавления акустической обратной связи, содержащее входной усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом входного усилителя, выходной усилитель, вход которого подключен к выходу сумматора, и блоки режекторных фильтров, введены фазовый детектор и дифференциальный усилитель, объединенные входы которых подключены к выходу входного усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом инвертора, а выходы подключены к соответствующим блокам режекторных фильтров, причем входы блоков режекторных фильтров соответственно подключены к выходам входного и дифференциального усилителей и к выходу фазового детектора, а выходы блоков режекторных фильтров соединены соответственно со вторым входом сумматора и с объединенными вторыми входами фазового детектора и дифференциального усилителя.

На чертеже приведена функциональная схема устройства подавления акустической обратной связи.

Устройство содержит входной усилитель 1, сумматор 2, первый вход которого соединен с выходом входного усилителя 1, выходной усилитель 3, вход которого подключен к выходу сумматора 2, блоки 4 режекторных фильтров, фазовый детектор 5 и дифференциальный усилитель 6, объединенные первые входы которых подключены к выходу входного усилителя 1, инвертор 7, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 6, регистр 8 сдвига, вход которого соединен с выходом инвертора 7, а каждый блок 4 режекторного фильтра включает в себя последовательно соединенные первый ключ 9, управляемый активный режекторный фильтр 10, управляемый аттенюатор И и второй ключ 12, третий ключ 13, вход которого соединен с выходом управляемого аттенюатора 11, четвертый ключ 14, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом управляемого активного режекторного фильтра 10, пятый 15 и шестой 16 ключи, выходы которых подключены соответственно к входам управления управляемого активного режекторного фильтра 10 и управляемого аттенюатора 11, первое 17 и второе 18 запоминающие устройства, подключенные параллельно выходам соответственно пятого 15 и щестого 16 ключей, и триггер 19, вход которого подключен к соответствующему выходу регистра 8 сдвига и к объединенным входам управления третьего 13 и четвертого 14 ключей, выход единицы соединен с

объединенными входами управления первого 9 и второго 12 ключей, а выход нуля подключен к объединенным входам управления пятого 15 и щестого 16 ключей. Входы первых ключей 9 всех блоков 4 режекторных

фильтров подключены к выходу входного усилителя 1, входы пятых ключей 15 - к выходу фазового детектора 5, входы щестых ключей 16 - к выходу дифференциального усилителя 6, выходы вторых ключей

, 12 - к второму входу сумматора 2, а выходы третьих ключей 13 - к объединенным вторым входам фазового детектора 5 и дифференциального усилителя 6.

Устройство подавления акустической обратной связи работает следующим образом.

5Включение его в звукоусилительную систему производится в разрыв между выходом микрофонного усилителя и входом усилительно-акустической установки. В исходном состоянии после включения источников питания устанавливается единица на первом выходе регистра 8 сдвига, соответствующем первому блоку 4 режекторного фильтра.

Триггеры 19 включены так, что единица на их выходе единицы устанавливается в момент перехода напряжения на их входах

5 с уровня единицы в уровень нуля. Поэтому триггеры 19 всех блоков 4, в том числе и первого блока 4, находятся в состоянии нуля на их выходах единицы и единицы на выходах нуля. При этом в первом блоке 4 открыты третий 13 и четвертый 14 ключи, а

также пятый 15 и щестой 16 ключи. Первый 9 и второй 12 ключи закрыты.

В остальных блоках 4 открыты только пятые 15 и щестые 16 ключи. Открытый четвертый ключ 14 первого блока режекторного

5 фильтра 4 замыкает цепь обратной связи управляемого активного режекторного фильтра 10, который при этом переводится в режим генератора колебаний, частота которых зависит от напряжения на входе управления. Напряжение генерируемых колебаний проходит через управляемый аттенюатор 11, затухание которого зависит от напряжения на его входе управления, и через третий ключ 13 подается на вторые входы фазового детектора 5 и дифференциального

5 усилителя 6, на первых входах которых сигналы отсутствуют. На выходе дифференциального усилителя 6 при этом имеется напряжение такой полярности, при которой на выходе инвертора 7 образуется напряжение, равное (или эквивалентное) нулевому уровню.

Такое состояние устройства может продолжаться неопределенное время, пока в звукоусилительной системе не возникнет самовозбуждение на одной из частот. Эти

5 опасные с точки зрения возбуждения частоты выявляются сразу же после включения системы установкой регулятора усиления в положение максимального уровня, в чем и состоит настройка систе.мы. В дальнейшем усиление должно быть несколько снижено, чем исключается ложное срабатывание устройства подавления обратной связи от полезных сигналов максимального уровня. При возбуждении системы появляются колебания на первых входах фазового детектора 5 и дифференциального усилителя 6, а на их выходах появляются напряжения, которые начинают соответственно изменять частоту генерации управляемого активного режекторного фильтра 10 и затухание управляемого аттенюатора 11. Процесс управления заканчивается при равенстве частот и уровней колебаний на выходах входного усилителя 1 и третьего ключа 13. При этом на запоминающих устройствах 17 и 18 запоминаются соответствующие уровни напряжения управления, необходимые для поддержания указанного равенства. Одновременно с этим на выходе дифференциального усилителя 6 напряжение и полярность сигнала оказываются в полосе значений, которым соответствует состояние единицы на выходе инвертора 7, что приводит к установлению нуля на первом входе регистра 8 сдвига и появлению единицы на его втором выходе. Опрокидывается триггер 19 первого блока 4 режекторного фильтра, в результате чего открывается первый 9 и второй 12 ключи. Одновременно запираются третий 13, четвертый 14, пятый 15 и щестой 16 ключи. При этом управляемый активный режекторный фильтр 10 первого блока 4 переводится в режим режекторного фильтра, напряжение с выхода аттенюатора 11 отключается от входов фазового детектора 5 и дифференциального усилителя 6, управляющие напряжения от входов управления управляемого активного режекторного фильтра 10 и управляемого аттенюатора 11,-которые в дальнейшем остаются подключенными к соответствующим запоминающим устройствам 17 и 18. Первым 9 и вторым 12 ключами первый блок 4 режекторного фильтра подключается к системе и осуществляет необходимую коррекцию амплитудной характеристики в районе обнаруженной частоты возбуждения. А к настройке подготовлен следующий блок 4 режекторного фильтра. При возбуждении системы на следующей частоте описанный процесс автоматической настройки очередного блока 4 повторяется. Использование изобретения позволяет повысить индекс усиления в звукоусилительных системах, что приводит к повыщению разборчивости речи и снижению расходов на проведение акустической обработки звукопоглощающими материалами- помещений. Формула изобретения Устройство подавления акустической обратной связи, содержащее входной усилитель, сумматор, первый вход которого соединен с выходом входного усилителя, выходной усилитель, вход которого подключен к выходу сумматора, и блоки режекторных фильтров, отличающееся те.м, что, с целью обеспечения автоматической настройки, в него введены фазовый детектор и дифференциальный усилитель, объединенные первые входы которых подключены к выходу входного усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, регистр сдвига, вход которого соединен с выходом инвертора, а выходы подключены к соответствующим блокам режекторных фильтров, причем входы блоков режекторных фильтров соответственно подключены к выходам входного и дифференциального усилителей и к выходу фазового детектора, а выходы блоков режекторных фильтров соединены соответственно со вторым входом сумматора и с объединенными вторыми входами детектора и дифференциального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Усилительно-акустические установки «Атлант. ТУ ЖВО.174.000ТУ. 2.Патент США № 4088834, кл. 179/1FS, 09.05.78 (прототип).