RU2320012C2 - Method for transferring messages using check communication, method for active reduction of noises - Google Patents

Abstract

FIELD: technology for transmitting messages of different physical nature.

SUBSTANCE: method includes generating electric signals being processed, multi-band processing of aforementioned signals, which is conducted by means of signal processing block, generation of electric signals at the output of signal processing block, amplification and transformation thereof to signals of the same physical nature, emission of signals to message receipt destination and/or location of active noise reduction. Electric signals being processed are transmitted through auxiliary channel into second signal processing block, which is situated in a different location relatively to signal processing block, most laborious operations concerning multi-polar signal processing are performed therein and control signals are generated. Control signals by means of auxiliary channel are transmitted into signal processing block. The Internet may be used as aforementioned auxiliary channel.

EFFECT: simplification of message transmission method.

2 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к кибернетике и может быть использовано в различных областях техники: в радиотехнике, автомобилестроении, робототехнике, авиастроении, в военной технике.The invention relates to cybernetics and can be used in various fields of technology: in radio engineering, automotive, robotics, aircraft, in military equipment.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известна большая группа устройств и систем, позволяющих осуществлять передачу сообщений различной физической природы из одной точки или области пространства в другую точку или область пространства в условиях помех и шумов.A large group of devices and systems is known that allow the transmission of messages of various physical nature from one point or region of space to another point or region of space under conditions of interference and noise.

Эти технические решения описаны в патентах РФ №2038704, 2106073, 2106074, 2145446, 2106075, 2211491, 2235370. А также в заявках РФ на изобретения №: 20044100094; 2004117755; 2005105421.These technical solutions are described in RF patents No. 2038704, 2106073, 2106074, 2145446, 2106075, 2211491, 2235370. As well as in the applications of the Russian Federation for inventions No.: 20044100094; 2004,117755; 2005105421.

Отличительной особенностью подобных систем передачи сообщений и/или понижения шумов является то, что в таких устройствах или системах наряду с собственно передачей сообщений параллельно осуществляют ряд принципиально новых действий. У системы появляются новые функции.A distinctive feature of such message transmission and / or noise reduction systems is that in such devices or systems, along with the actual transmission of messages, a number of fundamentally new actions are taken in parallel. The system has new features.

Эти действия и функции направлены на исследование и минимизацию искажающих свойств канала связи, по которому передается сообщение и всех других элементов системы связи (устройств), находящихся от точки передачи сигнала до точки его получения.These actions and functions are aimed at studying and minimizing the distorting properties of the communication channel through which the message is transmitted and all other elements of the communication system (devices) located from the signal transmission point to the point of its receipt.

Эти действия и функции универсальны и могут осуществляться в любой высокоорганизованной системе связи или управления безотносительно к физической природе передаваемых сигналов или управляемых процессов.These actions and functions are universal and can be carried out in any highly organized communication or control system, regardless of the physical nature of the transmitted signals or controlled processes.

Эти системы и устройства применимы для передачи звуков, электромагнитных, тепловых волн, механических сигналов и т.д.These systems and devices are applicable for the transmission of sounds, electromagnetic, thermal waves, mechanical signals, etc.

Общим для этих систем является многополосный (по компонентный) принцип анализа передаваемого и принимаемого сообщения и осуществление в автоматическом режиме процесса согласованной фильтрации передаваемого сообщения, а также многополосный принцип формирования сигналов для активного понижения шумов.Common to these systems is the multiband (component-wise) principle of analyzing the transmitted and received messages and the automatic process of coordinated filtering of the transmitted message, as well as the multiband signal generation principle for active noise reduction.

Основной недостаток подобных систем заключается в том, что для многополосного анализа сигналов требуются большие вычислительные возможности блока обработки сигналов. Для многих прикладных задач теории информации такая система передачи сообщений или управления сложными процессами должна в своем составе содержать мощную ЭВМ (процессор) со сложным программным обеспечением. Это существенно усложняет и удорожает систему передачи сообщения. Поэтому широкое использование подобные системы еще не получили.The main disadvantage of such systems is that for multi-band signal analysis requires large computing capabilities of the signal processing unit. For many applied problems of information theory, such a system for transmitting messages or controlling complex processes should include a powerful computer (processor) with complex software. This significantly complicates and increases the cost of the message transmission system. Therefore, such systems have not yet received widespread use.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основу настоящего изобретения положена задача создать такие способы передачи сообщений и системы для их осуществления, которые позволяют повысить точность передачи сообщений и/или повысить эффект снижения уровня шума в точке или области получения сообщения и при этом понизить габариты и вес системы передачи сообщения и/или системы активного понижения шума.The present invention is based on the task of creating such methods of transmitting messages and systems for their implementation, which can improve the accuracy of message transmission and / or increase the effect of reducing noise at a point or area of receipt of the message and at the same time reduce the size and weight of the message transmission system and / or active noise reduction systems.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе передачи сообщений с использованием обратной связи, заключающемся в формировании обрабатываемых электрических сигналов, многополосной обработке электрических сигналов, осуществляемой посредством блока обработки сигналов, формировании электрических сигналов на выходе блока обработки сигналов, их усилении и преобразовании в сигналы той же физической природы, излучении сигналов до места получения сообщения. Согласно изобретению обрабатываемые электрические сигналы передают по вспомогательному каналу во второй блок обработки сигналов, который находится в другом месте по отношению к блоку обработки сигналов, осуществляют в нем, по крайней мере, многополосную обработку электрических сигналов, поступающих на его входы и формируют, на выходе второго блока обработки сигналов выходные электрические сигналы, которые посредством вспомогательного канала передают в блок обработки сигналов.The problem is solved in that in the known method of transmitting messages using feedback, which consists in the formation of the processed electrical signals, multi-band processing of electrical signals by means of the signal processing unit, the formation of electrical signals at the output of the signal processing unit, their amplification and conversion into signals the same physical nature, the emission of signals to the place of receipt of the message. According to the invention, the processed electrical signals are transmitted via an auxiliary channel to a second signal processing unit, which is located in a different place with respect to the signal processing unit, and at least multiband processing of electrical signals arriving at its inputs and forming at the output of the second the signal processing unit, output electrical signals, which are transmitted through the auxiliary channel to the signal processing unit.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе активного понижения шумов с использованием обратной связи, заключающемся в формировании обрабатываемых электрических сигналов, многополосной обработке электрических сигналов, осуществляемой посредством блока обработки сигналов, формировании электрических сигналов на выходе блока обработки сигналов, их усилении и преобразовании в сигналы той же физической природы, излучении сигналов до места активного понижения шумов. Согласно изобретению обрабатываемые электрические сигналы передают по вспомогательному каналу во второй блок обработки сигналов, который находится в другом месте по отношению к блоку обработки сигналов, осуществляют в нем, по крайней мере, многополосную обработку электрических сигналов, поступающих на его входы и формируют, на выходе второго блока обработки сигналов выходные электрические сигналы, которые посредством вспомогательного канала передают в блок обработки сигналов.The problem is solved in that in the known method of actively reducing noise using feedback, which consists in the formation of the processed electrical signals, multiband processing of electrical signals by means of the signal processing unit, the formation of electrical signals at the output of the signal processing unit, their amplification and conversion into signals of the same physical nature, the emission of signals to the place of active noise reduction. According to the invention, the processed electrical signals are transmitted via an auxiliary channel to a second signal processing unit, which is located in a different place with respect to the signal processing unit, and at least multiband processing of electrical signals arriving at its inputs and forming at the output of the second the signal processing unit, output electrical signals, which are transmitted through the auxiliary channel to the signal processing unit.

Возможны варианты реализации способов такие, что:Possible implementations of the methods are such that:

- посредством работы блоков обработки сигналов осуществляют многополосную согласованную фильтрацию электрических сигналов с выхода источника сообщения на выход или выходы блока обработки сигналов, при этом электрический сигнал обратной связи формируют вблизи места получения сообщения и используют его для автоматизации процесса многополосной согласованной фильтрации сигналов источника;- through the operation of signal processing units, multi-band matched filtering of electrical signals from the output of the message source to the output or outputs of the signal processing unit is performed, while an electrical feedback signal is generated near the place of receipt of the message and used to automate the process of multi-band matched filtering of source signals;

- посредством работы блоков обработки сигналов осуществляют многополосную согласованную фильтрацию электрического сигнала с выхода источника сообщения на выход или выходы блока обработки сигналов и осуществляют многополосную обработку сигналов шума, сформированных близи источника шума, при этом электрический сигнал обратной связи формируют вблизи места получения сообщения и используют его для автоматизации процесса многополосной согласованной фильтрации сигналов источника и процесса активного понижения шума;- through the operation of signal processing units, multi-band matched filtering of the electrical signal from the output of the message source to the output or outputs of the signal processing unit is performed and multi-band processing of noise signals generated near the noise source is performed, while an electrical feedback signal is generated near the place of receipt of the message and used for automation of the process of multi-band coordinated filtering of source signals and the process of active noise reduction;

- посредством работы блоков обработки сигналов осуществляют многополосную обработку сигналов обратной связи, которыми являются электрические сигналы шума, сформированные вблизи места понижения шума, при этом многополосная обработка сигналов заключается в фильтрации принятых сигналов шума не менее чем на два узкополосных сигнала, установке фазы или времени задержки, а также уровня узкополосных сигналов, которые обеспечиваю эффект понижения шума в месте его понижения, выходные сигналы блока обработки формируют из обработанных таким образом узкополосных сигналов;- through the operation of signal processing units, multiband processing of feedback signals is carried out, which are electrical noise signals generated near the place of noise reduction, while multiband processing of signals consists in filtering the received noise signals by at least two narrowband signals, setting the phase or delay time, as well as the level of narrow-band signals, which provide the effect of noise reduction in the place of its reduction, the output signals of the processing unit are formed from processed such once narrowband signals;

- посредством работы блоков обработки сигналов осуществляют многополосную обработку электрических сигналов шума, которые формируют вблизи места расположения источника шума и сигналов обратной связи, которыми являются электрические сигналы, формируемые вблизи места понижения шума, при этом многополосная обработка сигналов заключается в фильтрации каждого из электрических сигналов не менее чем на два узкополосных сигнала, экспериментальном подборе фазы или времени задержки, а также уровня узкополосных сигналов принятого шума, которые обеспечивают эффект понижения шума в месте его понижения и снижение уровня электрических сигналов, формируемых вблизи места понижения шума, выходные сигналы блока обработки формируют из обработанных таким образом узкополосных сигналов принятого шума, а узкополосные сигналы обратной связи используют для оценки эффекта понижения шума;- through the operation of signal processing units, multiband processing of electrical noise signals is carried out, which form near the location of the noise source and feedback signals, which are electrical signals generated near the location of noise reduction, while multiband signal processing consists in filtering each of the electrical signals at least than two narrow-band signals, experimental selection of the phase or delay time, as well as the level of narrow-band signals of received noise, which e provide the effect of noise reduction in the place of its reduction and reduction of the level of electrical signals generated near the place of noise reduction, the output signals of the processing unit are formed from the thus-processed narrow-band signals of received noise, and the narrow-band feedback signals are used to evaluate the effect of noise reduction;

- сигналами сообщений являются звуковые или механические сигналы;- message signals are sound or mechanical signals;

- сигналами шумов являются звуковые или механические сигналы;- noise signals are sound or mechanical signals;

- в качестве вспомогательного канала связи используют Интернет, а в качестве второго блоках обработки сигналов используют Интеренет-сервер с соответствующим программным обеспечением.- the Internet is used as an auxiliary communication channel, and the Internet server with the corresponding software is used as the second signal processing units.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 изображает обобщенную структурную схему прототипа изобретения (одноканальный, широкополосный способ передачи сообщений с обратной связью).Figure 1 depicts a generalized structural diagram of a prototype of the invention (single-channel, broadband method of transmitting messages with feedback).

Фиг.2, 3, 4 изображают варианты выполнения систем передачи сообщений с обратной связью.2, 3, 4 depict embodiments of feedback communication systems.

Фиг.5, 7 изображают структурные схемы блока обработки сигнала с автоматической согласованной фильтрацией сигналов сообщений и с автоматическим формированием сигналов для активного подавления помех и шумов.5, 7 depict structural diagrams of a signal processing unit with automatic matched filtering of message signals and with automatic generation of signals for actively suppressing interference and noise.

Фиг.6 изображает обобщенную структурную схему выполнения блока обработки сигналов с автоматической согласованной фильтрацией сигналов сообщений и с не автоматическим формированием сигналов для активного подавления помех и шумов.6 depicts a generalized block diagram of the execution of the signal processing unit with automatic matched filtering of message signals and non-automatic signal generation for active suppression of interference and noise.

Фиг.8 изображает структурную схему системы согласно изобретению.Fig. 8 is a structural diagram of a system according to the invention.

Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention

В ряде областей техники целесообразно использовать способы и системы для передачи сообщений и/или активного понижения шумов с обратной связью и многополосной обработкой сигналов.In a number of technical fields, it is advisable to use methods and systems for transmitting messages and / or actively reducing noise with feedback and multi-band signal processing.

В качестве сигналов сообщений и шумов могут быть сигналы различной физической природы, например, звуковые, тепловые сигналы, электромагнитные, механические сигналы (пространственные перемещения одних узлов или объектов по отношению к другим) и т.д.The signals of messages and noise can be signals of various physical nature, for example, sound, thermal signals, electromagnetic, mechanical signals (spatial movements of some nodes or objects relative to others), etc.

На Фиг.1-4 показаны примеры построения структурных схем одноканальных вариантов систем с обратной связью.Figure 1-4 shows examples of building block diagrams of single-channel versions of feedback systems.

Многоканальные системы связи (например, стереосистема для воспроизведения звука или, например, система активной подвески четырехколесного автомобиля) получаются путем соответствующего (например, в два или четыре раза) увеличения числа каналов передачи и обработки сигналов.Multichannel communication systems (for example, a stereo system for reproducing sound or, for example, an active suspension system for a four-wheeled vehicle) are obtained by a corresponding (for example, two or four times) increase in the number of transmission and signal processing channels.

Системы, показанные на фиг.1-4 содержат: источник 1 сигнала, блок 2 обработки сигналов, усилитель 3, дополнительный усилитель 9, излучатель 4, дополнительный излучатель 10, канал 7 и дополнительный канал 12 с помехами 8, зондирующее устройство 5, линию связи 6, дополнительный фильтр 11.The systems shown in figures 1-4 contain: a signal source 1, a signal processing unit 2, an amplifier 3, an additional amplifier 9, an emitter 4, an additional emitter 10, channel 7 and an additional channel 12 with interference 8, a sensing device 5, a communication line 6, optional filter 11.

Посредством зондирующего устройства 5, установленного вблизи точки или места получения сообщения, происходит формирование электрического сигнала обратной связи. Этот сигнал передают по линии связи 6 на первый вход блока 2 обработки.By means of a sounding device 5, installed near the point or place of receipt of the message, the formation of an electrical feedback signal. This signal is transmitted via communication line 6 to the first input of processing unit 2.

В сигнале обратной связи содержится информация о параметрах сигналов передаваемого сообщения и/или информация о шуме.The feedback signal contains information about the parameters of the signals of the transmitted message and / or noise information.

На фиг.1-4 пунктиром показаны; устройство для приема шума 33 и линия связи 34, которые также могут входить в состав системы передачи сообщения и/или понижения шума. Сигналы с выхода линии 34 поступают на третий вход блока 2 обработки сигналов. Таких входов может быть несколько - соответственно числу источников сигналов шума, вблизи от которых могут быть установлены устройства 33.1-4, dotted lines are shown; a device for receiving noise 33 and a communication line 34, which may also be part of a message transmission system and / or noise reduction. The signals from the output of line 34 are fed to the third input of the signal processing unit 2. There can be several such inputs - according to the number of noise signal sources, near which devices 33 can be installed.

В системах звуковоспроизведения качестве устройств 33 могут использоваться, например, микрофоны, ларингофоны, а для механических систем могут использоваться любые общеизвестные датчики. Например, датчики системы (Aktiv Control Suspension System) представляют собой: передний датчик регулирования высоты кузова автомобиля над землей, задний датчик регулирования высоты, передний датчик вертикального движения; датчик продольного и поперечного движения.In sound reproduction systems, the quality of devices 33 can be used, for example, microphones, laryngophones, and any well-known sensors can be used for mechanical systems. For example, the sensors of the system (Aktiv Control Suspension System) are: the front sensor for adjusting the height of the car body above the ground, the rear sensor for adjusting the height, the front sensor for vertical movement; longitudinal and lateral motion sensor.

Общеизвестные датчики активной ходовой части автомобиля Мерседес представляют собой: сенсор измерения ускорения, датчик измерения пути и силы, датчик измерения ускорения кузова.Well-known sensors of the active chassis of a Mercedes car are: acceleration measurement sensor, path and force measurement sensor, body acceleration measurement sensor.

Посредством этих датчиков удается получать информацию о пространственном положении кузова автомобиля и осуществлять действия по коррекции положения кузова автомобиля в пространстве.Using these sensors, it is possible to obtain information about the spatial position of the car body and carry out actions to correct the position of the car body in space.

Линии связи 6 и 34 должны обеспечивать малые искажения, передаваемых по ним сигналов.Communication lines 6 and 34 should provide small distortion of the signals transmitted through them.

На фиг.1 изображена структурная схема одноканальной широкополосной системы передачи сообщений, в которой выходной сигнал блока 2 представляет собой сложный, широкополосный, составной сигнал. В этом сигнале присутствуют все компоненты сигнала передаваемого сообщения и компоненты сигнала для активного понижения шума.Figure 1 shows the structural diagram of a single-channel broadband messaging system, in which the output signal of block 2 is a complex, broadband, composite signal. This signal contains all the signal components of the transmitted message and signal components for active noise reduction.

На фиг.2-4 показаны другие возможные варианты реализации одноканальных систем с обратной связью.Figure 2-4 shows other possible options for the implementation of single-channel systems with feedback.

В этих системах используют раздельное усиление и излучение различных компонентов обработанных сигналов сообщения (а в вариантах и/или компонентов сигналов для активного понижения шумов), сгруппированных в некоторые узкополосные сигналы, например, высоких, средних и низких частот.These systems use separate amplification and emission of various components of the processed message signals (and, in versions, and / or signal components for active noise reduction), grouped into some narrow-band signals, for example, high, medium and low frequencies.

Это делается для того, чтобы снизить интермодуляционные искажения широкополосных электрических и, например, акустических сигналов, возникающие в усилителях 3, 9 и излучателях 4, 10, а также для того, чтобы снизить требования по запасу мощности усилителей 3, 9 и излучателей 4, 10. Узкополосные сигналы можно усилить и излучить с более высоким уровнем, чем широкополосные сигналы при заданном уровне предельно допустимых искажений. Это позволяет существенно повысить точность передаваемого сообщения и/или эффективность подавления помех.This is done in order to reduce the intermodulation distortion of broadband electrical and, for example, acoustic signals arising in amplifiers 3, 9 and emitters 4, 10, and also to reduce the power reserve requirements of amplifiers 3, 9 and emitters 4, 10 Narrowband signals can be amplified and radiated at a higher level than wideband signals for a given level of maximum permissible distortion. This can significantly improve the accuracy of the transmitted message and / or the suppression efficiency.

На фиг.2-4 показаны канал 7 и дополнительный канал 12 связи с помехами или шумами 8.Figure 2-4 shows a channel 7 and an additional communication channel 12 with interference or noise 8.

Важно подчеркнуть, что дополнительный канал 12 - это не какой-то другой, новый канал связи, а составная часть канала, где происходит передача части спектра сигнала.It is important to emphasize that the additional channel 12 is not some other, new communication channel, but an integral part of the channel where part of the signal spectrum is transmitted.

Например, подвеска каждого колеса автомобиля может быть выполнена в виде комбинации нескольких управляемых пружин-амортизаторов, выполняющих функции излучателей 4,10 и работающих в различных частотных полосах возможных колебаний колеса автомобиля.For example, the suspension of each car wheel can be made in the form of a combination of several controlled spring-shock absorbers that act as emitters 4.10 and operate in different frequency bands of possible vibrations of the car wheel.

Например, одна из управляемых пружин, например гидравлическая пружина, работает в полосе частот от 0 до 1 Гц, другая управляемая (например, пневматическая) пружина, работает в полосе частот от 1 до 10 Гц, третья пружина, например с электромагнитным принципом управления, работает в полосе частот от 10 до 100 Гц. Подвеска колеса, выполненная в виде комбинации из этих пружин, может позволить более точно формировать механические сигналы во всей полосе частот возможных колебаний колеса. Такие управляемые амортизаторы позволяют более эффективно снижать вибрацию кузова и изменять положение кузова автомобиля в пространстве. Поскольку каждое колесо в общем случае едет по своей траектории - своей неровной поверхности дороги, и эти неровности являются отдельными источниками шума (вибрации) со своими текущими спектрами, то подвеска каждого колеса должна быть независимой.For example, one of the controlled springs, for example a hydraulic spring, works in the frequency band from 0 to 1 Hz, the other controlled (for example, pneumatic) spring, works in the frequency band from 1 to 10 Hz, the third spring, for example with the electromagnetic control principle, works in the frequency range from 10 to 100 Hz. The wheel suspension, made in the form of a combination of these springs, can allow more accurately generate mechanical signals in the entire frequency band of possible wheel vibrations. Such controlled shock absorbers can more effectively reduce the vibration of the body and change the position of the car body in space. Since each wheel generally follows its own path — its rough road surface, and these irregularities are separate sources of noise (vibration) with their current spectra, the suspension of each wheel should be independent.

Применительно к автомобилю число каналов (передачи сообщений и понижения шумов), может быть равно 4, а каждый канал может быть выполнен, например, в виде трехполосного информационного канала.In relation to a car, the number of channels (message transmission and noise reduction) can be 4, and each channel can be made, for example, in the form of a three-band information channel.

Компоненты сигналов для активного понижения шума могут быть просуммированы в блоке 2 обработки сигналов с компонентами передаваемого сигнала сообщения в широкополосный сигнал или в группы узкополосных сигналов (сигналы низких, средних и высоких частот).The signal components for active noise reduction can be summed in the signal processing unit 2 with the components of the transmitted message signal into a broadband signal or into groups of narrowband signals (low, medium and high frequencies).

Число полос, в принципе, может быть любым и определяет число выходов блока 2 обработки сигналов.The number of bands, in principle, can be any and determines the number of outputs of the signal processing unit 2.

Излучение сигналов различных частотных полос, а также сигналов различных каналов передачи сообщений до точки или точек получения сообщений в общем случае может осуществляться из различных точек пространства.Radiation of signals of different frequency bands, as well as signals of different communication channels to a point or points of receipt of messages in the General case can be carried out from different points of space.

Например, в звуковоспроизводящих системах низкочастотные компоненты сигналов могут излучаться из удаленной - задней части автомобиля, где размещен саббвуфер, а высокочастотные и среднечастотные компоненты могут излучаться до места получения сообщения (головы слушателя) из передней части салона автомобиля.For example, in sound reproducing systems, the low-frequency components of the signals can be emitted from the remote - rear of the car where the subwoofer is located, and the high-frequency and mid-frequency components can be emitted to the place of receiving the message (the head of the listener) from the front of the car.

В точке или области пространства получения сообщения имеет место пространственное сложение (суперпозиция) узкополосных сигналов и/или сигналов различных каналов.At a point or region of the message receiving space, spatial addition (superposition) of narrowband signals and / or signals of various channels takes place.

Например, формируется некоторое звуковое поле вблизи головы (органов слуха) человека. Оно достаточно точно повторяет звуковую "картину" первоисточника звука при пониженном уровне шума.For example, a certain sound field is formed near the head (hearing organs) of a person. It quite accurately repeats the sound "picture" of the original sound source at a low noise level.

Или, например, кузов и/или кресло автомобиля своевременно получают определенные дополнительные движения по отношению к земле (или к кузову автомобиля), компенсирующие перегрузки для водителя из-за сложной траектории движения автомобиля и вибрации кузова.Or, for example, the car body and / or car seat receive timely certain additional movements relative to the ground (or to the car body), compensating for overload for the driver due to the complex trajectory of the car and the vibration of the body.

Работа и взаимодействие всех основных узлов систем, показанных на фиг.1-4, общеизвестна.The operation and interaction of all the main nodes of the systems shown in figures 1-4, is well known.

На второй вход блока 2 обработки сигналов поступают электрические сигналы от источника 1, которые можно считать опорными или "идеальными" сигналами. В примере передачи звуковых сигналов в качестве источника 1 могут быть CD - проигрыватели, магнитофоны, радиоприемники. В примере с автоматической подвеской сигналами источника 1 могут быть сигналы, определяющие текущее пространственное положение кузова автомобиля с учетом данных, поступающих от соответствующих датчиков. Данные с этих датчиков могут входить в качестве параметров в некоторые формулы, по которым осуществляют перерасчет информации с датчиков и формирование сигналов источников 1 для каждой подвески.The second input of signal processing unit 2 receives electrical signals from source 1, which can be considered as reference or "ideal" signals. In the example of transmitting audio signals, the source 1 can be CD players, tape recorders, radios. In the example with automatic suspension, the signals of source 1 can be signals that determine the current spatial position of the car body, taking into account data from the corresponding sensors. The data from these sensors can be included as parameters in some formulas, according to which the information from the sensors is recalculated and the signals of sources 1 are generated for each suspension.

"Искаженные" сигналы - электрические сигналы обратной связи, поступают на первый вход блока 2 обработки."Distorted" signals - electrical feedback signals, are fed to the first input of processing unit 2.

Сигнал обратной связи представляет собой сумму искаженного сигнала сообщения, который прошел через все элементы канала связи (усилитель 3, излучатель 4, собственно сам канал связи 7) и помехи 8, которые присутствуют в канале связи 7.The feedback signal is the sum of the distorted message signal that passed through all the elements of the communication channel (amplifier 3, emitter 4, the actual communication channel 7) and interference 8 that are present in the communication channel 7.

В блоке 2 обработки сигналов осуществляют многополосный анализ передаваемого и принимаемого сообщений.In block 2 of the signal processing carry out a multi-band analysis of the transmitted and received messages.

Цель многополосной обработки сигналов заключается в разложении широкополосных сигналов на узкополосные сигналы посредством множества фильтров. На выходе таких фильтров присутствуют компоненты сигналов данных частот анализа. Другие компоненты отфильтровываются до низкого уровня и ими пренебрегают.The purpose of multi-band signal processing is to decompose broadband signals into narrow-band signals through a variety of filters. At the output of such filters, there are components of the signal data analysis frequencies. Other components are filtered out and neglected.

В результате анализа и обработки компонентов передаваемого и принимаемого сигналов на соответствующих частотах устанавливают степень несоответствия сигналов друг другу и для каждой полосы обработки сигналов осуществляют коррекцию передаваемых компонентов сигналов источника 1 сообщений, внося в них так называемые предыскажения.As a result of the analysis and processing of the components of the transmitted and received signals at the appropriate frequencies, the degree of signal mismatch is established and the transmitted signal components of the message source 1 are corrected for each signal processing band, introducing the so-called predistortions into them.

Предыскажения сигналов сводятся к установке оптимальной фазы (задержки во времени) и оптимального уровня этих узкополосных сигналов.Pre-emphasis signals are reduced to setting the optimal phase (time delay) and the optimal level of these narrow-band signals.

Кроме того, в блоке 2 обработки может осуществляться формирование сигналов для активного понижения шума. Сигналы для активного понижения шумов также формируются с использованием принципа многополосной обработки принятых шумовых сигналов.In addition, in the processing unit 2, signals can be generated to actively reduce noise. Signals for active noise reduction are also generated using the principle of multi-band processing of received noise signals.

В блоке 2 обработки сигналов устанавливают оптимальные фазы и уровни компонентов этих сигналов. Поиск оптимальных предыскажений принятых сигналов шума можно осуществлять в ручном или автоматическом режимах по различным алгоритмам и методикам.In block 2 of the signal processing set the optimal phase and component levels of these signals. The search for optimal predistortions of the received noise signals can be carried out in manual or automatic modes according to various algorithms and techniques.

Все обработанные и сформированные компоненты сигналов группируют (посредством сумматора или сумматоров) в полосовые или широкополосный сигнал и эти сигналы являются выходными сигналами блока 2 обработки. Этот сигнал или сигналы излучают в канал 7, (12) до точки или области пространства приема сообщения.All processed and generated signal components are grouped (by means of an adder or adders) into a strip or broadband signal and these signals are output signals of the processing unit 2. This signal or signals are emitted to channel 7, (12) to a point or region of the message receiving space.

В результате этих действий сигнал сообщения принимают (прослушивают или ощущают) в точке или области его получения с минимальными искажениями в условиях пониженного уровня шумов и помех. Например, по извилистой, неровной дороге едут комфортно, почти как по прямой автостраде, а музыку в автомобиле слушают почти как в момент ее записи на концерте несколько лет или десятилетий назад.As a result of these actions, the message signal is received (listened or sensed) at a point or area of its receipt with minimal distortion under conditions of reduced noise and interference. For example, they ride comfortably along a winding, rough road, almost like a straight motorway, and they listen to music in a car almost like it was recorded at a concert several years or decades ago.

Общим, что объединяет все возможные прикладные задачи, в которых применимы эти способы, является то, что в блоке 2 обработки сигналов осуществляют определенные операции над входными - электрическими сигналами. Эти операции можно осуществлять по разным алгоритмам и разными способами (в аналоговом виде или дуально - в цифровом виде).The common thing that unites all possible applied tasks in which these methods are applicable is that in the signal processing unit 2, certain operations are performed on input - electrical signals. These operations can be carried out according to different algorithms and in different ways (in analog form or dual in digital form).

Подобные алгоритмы обработки сигналов уже не связаны с конкретным видом или физической природой сигналов. Эти алгоритмы можно рассматривать как универсальные алгоритмы обработки информации - как самостоятельные (схемо)технические решения, применимые для широкого круга прикладных задач.Such signal processing algorithms are no longer associated with the specific type or physical nature of the signals. These algorithms can be considered as universal information processing algorithms - as independent (circuit) technical solutions applicable to a wide range of applied problems.

Основные общеизвестные операции над электрическими сигналами, осуществляемые в блоке 2 обработки, целесообразно хотя бы кратко напомнить и прокомментировать с использованием, например, структурных схем блоков 2 обработки сигналов, показанных на фиг.5-7.The main well-known operations on electrical signals carried out in the processing unit 2, it is advisable to at least briefly recall and comment using, for example, block diagrams of the signal processing units 2 shown in FIGS. 5-7.

Это существенно упростит понимание заявленных технических решений и позволит понять, чем заявленные технические решения отличаются от аналогов, между какими узлами блока 2 обработки сигналов появляются новые связи, и какие новые действия осуществляются в системе. В чем собственно отличие заявленных новых способов.This will greatly simplify the understanding of the claimed technical solutions and will make it possible to understand how the claimed technical solutions differ from analogues, between which nodes of the signal processing unit 2 new connections appear, and what new actions are carried out in the system. What is the actual difference between the declared new methods.

Структурные схемы блоков 2 обработки сигналов с автоматическим формированием энергетических и временных предыскажений сигналов сообщения (многополосной согласованной фильтрацией сигналов сообщений) и с автоматическим формированием сигналов для активного понижения шумов показаны на фиг.5, 7.Block diagrams of signal processing units 2 with automatic generation of energy and temporary predistortions of message signals (multi-band matched filtering of message signals) and with automatic generation of signals for active noise reduction are shown in FIGS. 5, 7.

На фиг.6 показана структурная схема блока 2 обработки сигналов с автоматическим формированием энергетических и временных предыскажений сигналов сообщения (многополосной согласованной фильтрацией сигналов сообщений) и с неавтоматическим формированием сигналов для активного понижения шумов.Figure 6 shows a structural diagram of a signal processing unit 2 with automatic generation of energy and temporal predistortions of message signals (multi-band matched filtering of message signals) and with non-automatic signal generation for active noise reduction.

Блоки 2 обработки сигналов могут содержать: устройство 13 управления, полосовые фильтры 14, блоки 15 для расчета и формирования уровней и задержек компонентов сигналов источника 1, блоки 16 формирования сигналов для активного шумопонижения, сумматор(ы) 17, фазовращатели 29, устройства 30 управления фазовращателями 29, вторые управляемые усилители 31.Signal processing blocks 2 may include: a control device 13, bandpass filters 14, blocks 15 for calculating and generating the levels and delays of the signal components of source 1, signal generating blocks 16 for active noise reduction, adder (s) 17, phase shifters 29, phase shifter control devices 30 29, second controlled amplifiers 31.

Фильтры 14 обеспечивают фильтрацию входных широкополосных сигналов на множество полос их анализа и обработки. В каждой из этих полос осуществляется обработка соответствующих по частоте компонентов сигналов. Эта обработка осуществляется в двух укрупненных основных функциональных блоках 15 и 16.Filters 14 provide filtering of the input broadband signals into many bands of analysis and processing. In each of these bands, the processing of the corresponding frequency components of the signals is carried out. This processing is carried out in two enlarged main functional blocks 15 and 16.

Блоки 15 предназначены для выполнения двух основных операций над компонентами сигналов передаваемого сообщения. Эти операции эквивалентны работе согласованного фильтра. И сводятся к формированию АЧХ и ФЧХ (или ВЧХ) согласованного фильтра.Blocks 15 are designed to perform two basic operations on the components of the signals of the transmitted message. These operations are equivalent to the operation of a matched filter. And they come down to the formation of the frequency response and phase response (or frequency response) of the matched filter.

Узлы блока 18 отвечают за формирование ФЧХ (ВЧХ) фильтра, а узлы блока 19 отвечают за формирование АЧХ фильтра. Последовательность включения блоков 18, 19 может быть обратной.The nodes of block 18 are responsible for the formation of the phase response (VFC) of the filter, and the nodes of block 19 are responsible for the formation of the frequency response of the filter. The sequence of inclusion of blocks 18, 19 may be the opposite.

В блоках 19 осуществляется формирование (расчет, если соответствующие узлы реализованы программным способом) уровней компонентов сигналов источника 1, которые отфильтрованы соответствующим фильтром 14.In blocks 19, the formation (calculation, if the corresponding nodes are implemented in software) of the levels of the components of the signal source 1, which are filtered by the corresponding filter 14, is carried out.

Блоки 19, таким образом, представляют собой узлы автоматического эквалайзера, входящего в состав блока 2 обработки сигналов.Blocks 19, therefore, are nodes of the automatic equalizer, which is part of the signal processing unit 2.

За счет работы детекторов 25 (они выпрямляют передаваемый и принимаемый сигнал с разным знаком), фильтров низких частот 26 (которые сглаживаю пульсации выпрямленных сигналов), резисторов 27, удается в каждой полосе анализа сигналов измерять и сравнивать (на сумматоре, выполненном из резисторов 27) текущий уровень энергии компонентов передаваемого и принимаемого сигнала сообщения. И осуществлять формирование управляющих сигналов. Например, формировать суммарно-разностный управляющий сигнал. Он управляет коэффициентом передачи первого управляемого усилителя (или аттенюатора) 28 (сигнал с резисторов 27 в точке D фиг.5-7).Due to the operation of the detectors 25 (they rectify the transmitted and received signals with different signs), low-pass filters 26 (which smooth out the pulsations of the rectified signals), resistors 27, it is possible to measure and compare in each signal analysis band (on an adder made of resistors 27) the current energy level of the components of the transmitted and received message signal. And carry out the formation of control signals. For example, generate a sum-difference control signal. It controls the gain of the first controlled amplifier (or attenuator) 28 (the signal from the resistors 27 at point D of FIGS. 5-7).

Таким образом, управляющий сигнал в точке D (фиг.5-7) несет в себе информацию о том, насколько в данный момент времени не соответствуют друг другу уровни компонентов передаваемого сигнала источника и сигнала в точке получения сообщения. И на сколько необходимо осуществить коррекцию уровней компонентов сигнала передаваемого сообщения.Thus, the control signal at point D (FIGS. 5-7) carries information about how currently the levels of the components of the transmitted source signal and the signal at the point of receipt of the message do not correspond to each other. And how much it is necessary to carry out the correction of the signal component levels of the transmitted message.

Если уровень сигнала в точке получения сообщения, например, выше требуемого, то управляющий сигнал (в точке D) имеет такое значение, что происходит уменьшение коэффициент передачи первого управляемого усилителя 28. И соответственно в точке приема сообщения уровень компонентов сигнала также начинает снижаться до требуемого уровня. Например, на этих частотах начинает падать громкость звуковых сигналов или, например, начинает опускаться кузов автомобиля с требуемой стороны.If the signal level at the point of receipt of the message, for example, is higher than the required one, then the control signal (at point D) has such a value that the transmission coefficient of the first controlled amplifier 28 decreases. And, accordingly, at the point of reception of the message, the level of signal components also begins to decrease to the required level . For example, at these frequencies the volume of sound signals begins to fall, or, for example, the car body begins to fall from the desired side.

Если при этом в системе передачи сообщения не происходит пропорционального снижения уровня сигнала в точке получения сообщения, то это означает, что такая ситуация возможна только в двух случаях. Когда по каналу 7 не происходит передача сообщения (слушатель далеко удалился из помещения прослушивания или, например, оторвался управляемый амортизатор). Либо когда на этих частотах присутствует сильная помеха. В этой ситуации необходимо применять способы активного подавления помех.If there is no proportional decrease in the signal level at the point of receipt of the message in the message transmission system, this means that such a situation is possible only in two cases. When channel 7 does not transmit a message (the listener has far removed from the listening room or, for example, a controlled shock absorber has come off). Or when there is strong interference at these frequencies. In this situation, it is necessary to apply methods of active interference suppression.

Кратко напомним, некоторые из этих способов.Briefly recall some of these methods.

Например, сигналы для активного подавления помех (фиг.5) можно сформировать из сигналов обратной связи - сигналов, принятых вблизи места получения сообщения или понижения шума.For example, signals for actively suppressing interference (Fig. 5) can be formed from feedback signals — signals received near the place of receipt of a message or noise reduction.

Это делается в те моменты времени, когда уровень сигнала передаваемого сообщения в данной полосе анализа ниже заданного уровня или равен нулю. И в этой полосе анализа есть компоненты помехи. В этой ситуации сигналом с резисторов 27 (сигнал в точке D фиг.5) открывается второй управляемый усилитель 31 и начинается формирование на выходе блока 2 сигнала для активного понижения шума. Сигнал в точке D управляет уровнем сформированного сигнала для активного понижения, а фаза или время задержки этого сигнала формируется за счет работы блоков 29 и 30. Такой вариант построения системы передачи сообщения и/или понижения шума подробно описан, например, в патенте РФ №2145446. В этом изобретении подробно описана работа всех основных узлов (29, 30, 31 фиг.5), которые отвечают за автоматизацию процесса формирования сигналов для активного понижения шумов.This is done at those times when the signal level of the transmitted message in this analysis band is lower than the specified level or equal to zero. And there are interference components in this analysis band. In this situation, the signal from the resistors 27 (the signal at point D of FIG. 5) opens the second controlled amplifier 31 and the formation of the signal at the output of block 2 for active noise reduction begins. The signal at point D controls the level of the generated signal for active reduction, and the phase or delay time of this signal is formed due to the operation of blocks 29 and 30. Such an option for constructing a message transmission system and / or noise reduction is described in detail, for example, in RF patent No. 2145446. This invention describes in detail the operation of all the main nodes (29, 30, 31 of FIG. 5), which are responsible for automating the process of generating signals to actively reduce noise.

Суть этого алгоритма состоит в том, что фазу все время, автоматически, циклически переключают (подбирают), ориентируясь при этом на значение уровня результирующего сигнала (сигнала шума плюс сигнала для активного понижения шума) в точке понижения шума на предыдущем шаге подбора фазы. Если на предыдущем шаге уровень результирующего сигнала был выше, то это означает, что подбор фазы идет в правильном направлении, и фазу меняют еще на один шаг в том же направлении. Если на предыдущем шаге уровень результирующего сигнала стал ниже, уровня сигнала обратной связи на данном шаге, то это означает, что необходимо изменить на обратный процесс подбора фазы (задержки) сигнала. С точки зрения математики эти действия эквивалентны автоматизации поиска экстремума (минимума) "функции шума".The essence of this algorithm is that the phase is automatically (cyclically) cyclically switched (selected) all the time, being guided by the value of the level of the resulting signal (noise signal plus signal for active noise reduction) at the noise reduction point at the previous phase selection step. If at the previous step the level of the resulting signal was higher, then this means that the phase selection is going in the right direction, and the phase is changed one more step in the same direction. If in the previous step the level of the resulting signal became lower than the level of the feedback signal in this step, this means that it is necessary to change the phase of the signal (delay) to the inverse process. From the point of view of mathematics, these actions are equivalent to the automation of the search for the extremum (minimum) of the "noise function".

Такие действия осуществляют на всех частотах активного подавления шума и помех.Such actions are carried out at all frequencies of active suppression of noise and interference.

Способ передачи сообщения и понижения шума, кратко описанный выше, имеет существенный недостаток, который заключается в том, что процесс активного понижения шума осуществляется только в те моменты времени, когда уровень сигнала сообщения мал или близок к нулю.The method of message transmission and noise reduction, briefly described above, has a significant drawback, which is that the process of active noise reduction is carried out only at those times when the signal level of the message is small or close to zero.

Когда уровень передаваемого сигнала сообщения становится выше некоторого порога, то процесс активного понижения шума прекращают, поскольку уже становится невозможно отличать компоненту шума от компоненты полезного сигнала на одной частоте или в узкой полосе частот. В это время в блоке 2 обработки сигналов осуществляют только согласованную фильтрацию передаваемого сигнала сообщения. Осуществляют подгонку суммы компонентов сигнала и помехи под требуемый, относительный уровень энергии компонент передаваемого сообщения.When the level of the transmitted message signal becomes higher than a certain threshold, the process of active noise reduction is stopped, since it is already impossible to distinguish the noise component from the component of the useful signal at one frequency or in a narrow frequency band. At this time, in the signal processing unit 2, only consistent filtering of the transmitted message signal is carried out. They adjust the sum of the signal components and the interference to the required, relative energy level of the components of the transmitted message.

Для осуществления вышеуказанных действий во времени и их автоматизации используют сигналы с выходов ФНЧ 26 (сигнал в точке D, фиг.5). Они позволяют вовремя запускать и прекращать процесс формирования сигналов для активного понижения шумов и управлять процессом регулировки уровня сигнала сообщения (АЧХ).To implement the above actions in time and their automation using signals from the outputs of the low-pass filter 26 (signal at point D, figure 5). They allow you to start and stop the process of generating signals in time to actively reduce noise and control the process of adjusting the signal level of the message (AFC).

Если передаваемое сообщение все время равно нулю, то способ передачи сообщений и понижения шумов вырождается в способ активного понижения шумов.If the transmitted message is always zero, then the method of transmitting messages and reducing noise degenerates into a method of actively reducing noise.

В этом способе активного понижения шумов уже нет необходимости следить за текущим уровнем сигнала передаваемого сообщения.In this method of actively reducing noise, it is no longer necessary to monitor the current signal level of the transmitted message.

Формально, укрупненная структурная схема для этого способа получается из структурной схемы для способа передачи сообщений и понижения шумов путем исключения укрупненного функционального узла - источника сигнала 1 (фиг.1-4). А структурная схема для блока 2 обработки сигналов получается из схемы, показанной на фиг.5, путем исключения узлов 14, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 в цепях обработки сигнала сообщения.Formally, the enlarged structural diagram for this method is obtained from the structural diagram for the method of transmitting messages and reducing noise by eliminating the enlarged functional node - the signal source 1 (Fig.1-4). A block diagram for the signal processing unit 2 is obtained from the circuit shown in FIG. 5 by eliminating nodes 14, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 in the signal processing chains of the message.

При этом способ активного понижения шума становится очень похож на общеизвестный способ управления системой с отрицательной обратной связью (ООС).In this case, the method of actively reducing noise becomes very similar to the well-known method of controlling a negative feedback system (OOS).

В месте формирования электрического сигнала шума (вблизи места понижения шума) происходит снижение его уровня, подобно снижению уровня сигнала на выходе, например усилителя, охваченного отрицательной обратной связью.At the place of formation of the electrical noise signal (near the place of noise reduction), its level decreases, similar to a decrease in the level of the output signal, for example, an amplifier covered by negative feedback.

Такой способ активного понижения шума (способ организации ООС) имеет ряд ограничений, связанных с необходимостью обеспечения устойчивой работы системы. Он может использоваться не во всех прикладных задачах. Главный недостаток этого способа состоит в низкой степени развязки между принимаемым шумовым сигналов и сигналом для активного подавления шума. Кроме того, необходимо существование некоторого остаточного уровня шума в месте его понижения, который принимают и из которого формируют сигналы обратной связи. В такой системе понижения шума имеет место эффект "дрожания" фазы сигнала для активного понижения шума и "дрожания" уровня остаточного шума.This method of active noise reduction (a method for organizing environmental protection) has a number of limitations associated with the need to ensure stable operation of the system. It may not be used in all applications. The main disadvantage of this method is the low degree of isolation between the received noise signals and the signal for active noise suppression. In addition, there is a need for some residual noise level at the point of its reduction, which is received and from which feedback signals are generated. In such a noise reduction system, a “jitter” phase of the signal occurs to actively reduce the noise and “jitter” the residual noise level.

В системах с большой задержкой сигналов в канале 1 это резко повышает склонность системы к самовозбуждению и существенно снижает эффект понижения шума.In systems with a large delay of signals in channel 1, this sharply increases the propensity of the system to self-excite and significantly reduces the effect of noise reduction.

Если задержка сигнала в канале 7 мала, то этот способ можно использовать.If the signal delay in channel 7 is small, then this method can be used.

Например, если общая задержка сигнала в системе активной подвески много меньше периода возможных колебаний колеса, то этот способ может быть применен.For example, if the total signal delay in the active suspension system is much less than the period of possible wheel vibrations, then this method can be applied.

Понятно, что в примере с автоматической подвеской автомобиля задержка в основном может определяться инерционными свойствами управляемых пружин амортизатора и быстродействием узлов, где осуществляется обработка сигналов. Поэтому целесообразно использовать комбинацию из нескольких амортизаторов, имеющих малую инерционность работы на частотах их эффективной работы и применение мощных ЭВМ, быстро осуществляющих все операции.It is clear that in the example with an automatic suspension of a car, the delay can mainly be determined by the inertial properties of the controlled shock absorber springs and the speed of the nodes where the signals are processed. Therefore, it is advisable to use a combination of several shock absorbers having a low inertia of operation at the frequencies of their effective operation and the use of powerful computers that quickly perform all operations.

В протяженных каналах 7, где возможна значительная задержка сигнала, целесообразно применять другие известные способы активного подавления помех и шумов. Например, способы, в которых обработка сигнала осуществляется согласно схемам, показанным на фиг.6, 7.In the long channels 7, where significant signal delay is possible, it is advisable to use other known methods of actively suppressing interference and noise. For example, methods in which the signal processing is carried out according to the schemes shown in Fig.6, 7.

В этих системах за счет определенного выбора местоположения элемента, принимающего шум (узел 33 фиг.1, 2), удается осуществить хорошую развязку между принимаемыми шумовыми сигналами и сигналами для активного подавления помех.In these systems, due to a certain selection of the location of the element receiving the noise (node 33 of FIGS. 1, 2), it is possible to make a good isolation between the received noise signals and signals for actively suppressing interference.

В таких системах принятые электрические сигналы шума формируют посредством специального дополнительного узла - устройства 33 для приема сигналов шума (фиг.1, 2). А сигнал, сформированный вблизи места понижения шума и/или приема сообщения (5), используют как вспомогательный, который позволяет оптимизировать процесс формирования сигналов для активного понижения шума (точно подбирать фазу и уровень сигналов для активного понижения шумов, ориентируясь на его уровень).In such systems, the received electrical noise signals are generated by means of a special additional unit, a device 33 for receiving noise signals (FIGS. 1, 2). And the signal generated near the place of noise reduction and / or message reception (5) is used as an auxiliary signal, which allows optimizing the process of generating signals for active noise reduction (precisely select the phase and signal level for active noise reduction, focusing on its level).

Устройство 33 устанавливают вблизи источника шума. Сигнал с выхода устройства 33 подают на вход линии 34. С выхода линии 34 сигналы фильтруют посредством фильтров 14 для того, чтобы разложить широкополосный шумовой сигнал на узкополосные сигналы - компоненты шумового сигнала.The device 33 is installed near a noise source. The signal from the output of device 33 is fed to the input of line 34. From the output of line 34, the signals are filtered by filters 14 in order to decompose the broadband noise signal into narrowband signals — components of the noise signal.

С выходов фильтров 14 эти компоненты поступают на узлы 29, 30, 31 (фиг.6-7). Посредством этих узлов происходит обработка сигналов и формирование компонентов сигналов для активного подавления помех.From the outputs of the filters 14, these components are supplied to the nodes 29, 30, 31 (Fig.6-7). Through these nodes, signal processing and the formation of signal components for the active suppression of interference occurs.

В схеме, показанной на фиг.7, блоки 29 и 31 имеют управляющие входы, связанные с другими узлами блока 2. Параметры узлов 29, 31 могут в определенные промежутки времени изменяться (по определенным алгоритмам) в соответствии с сигналами, поступающими на управляющие входы блоков 29 и 31. Но большую часть времени параметры узлов 29, 31 не меняются и за счет этого отсутствует эффект "дрожания" остаточного уровня шума. В это время узлы 29, 31 работают "по памяти".In the circuit shown in Fig. 7, blocks 29 and 31 have control inputs connected to other nodes of block 2. The parameters of nodes 29, 31 can be changed at certain time intervals (according to certain algorithms) in accordance with the signals received at the control inputs of blocks 29 and 31. But most of the time, the parameters of nodes 29, 31 do not change, and due to this there is no effect of “jitter” of the residual noise level. At this time, the nodes 29, 31 are working "from memory".

Автоматическая настройка или подстройка блоков 29 и 31 может осуществляться, например, в те моменты времени, когда сигнал сообщения мал или равен нулю, и он не создает помехи процессу подстройки системы активного понижения в оптимальный режим. В другие моменты времени параметры блоков 29, 31 не меняются. Они фиксируются и сохраняются до очередного снижения уровня сигнала источника и начала очередного цикла подстройки блоков 29 и 31. В это время формирование предыскажений шумовых компонентов осуществляется "по памяти". Критерием точной настройки блоков 29 и 31 является минимальный уровень шума в точке получения сообщения. Уровень шума в точке приема сообщения анализируется посредством сигнала с выхода узла, 26, установленного в цепи сигнала обратной связи (фиг.7).Automatic tuning or tuning of blocks 29 and 31 can be carried out, for example, at those times when the message signal is small or equal to zero, and it does not interfere with the process of tuning the active reduction system to the optimal mode. At other times, the parameters of blocks 29, 31 do not change. They are recorded and stored until the next decrease in the source signal level and the beginning of the next tuning cycle of blocks 29 and 31. At this time, the formation of predistortion of the noise components is carried out "from memory". The criterion for fine tuning blocks 29 and 31 is the minimum noise level at the point of receipt of the message. The noise level at the point of receipt of the message is analyzed by the signal from the output of the node 26 installed in the feedback signal circuit (Fig. 7).

На фиг.6 показан упрошенный вариант структурной схемы блока 2 обработки сигналов, в котором компоненты для активного понижения шума формируются не автоматически, а, например, в ручном режиме в процессе первичной настройки системы. Режимы работы блоков 29 и 31 остаются все время в неизменном виде - в соответствии с первоначально раз и навсегда выставленными регулировками. При этом согласованная фильтрация сигналов передаваемого сообщения может осуществляться в автоматическом (подстраивающемся) режиме.Figure 6 shows a simplified version of the structural diagram of the signal processing unit 2, in which components for active noise reduction are not generated automatically, but, for example, in manual mode during the initial setup of the system. The operating modes of blocks 29 and 31 remain unchanged all the time - in accordance with the initially set once and for all the adjustments. At the same time, the coordinated filtering of the signals of the transmitted message can be carried out in an automatic (tuning) mode.

Такой способ активного подавления шума (фиг.6) можно применять в стационарных или квазистационарных системах, когда геометрические параметры системы не меняются сильно со временем. В стационарной или квазистационарной системе эффект понижения шума будет иметь место всегда.This method of active noise suppression (Fig.6) can be applied in stationary or quasi-stationary systems, when the geometric parameters of the system do not change much with time. In a stationary or quasi-stationary system, the effect of noise reduction will always take place.

Такую (ручную) настройку в системе активного понижения акустического шума можно осуществить, например, включив реальный источник шума (двигатель) и не включая источник сигнала, посредством регулировки узлов 29 и 31 экспериментально (проводя регулировки узлов 29 и 31) подобрать наименьший уровень шума в области пространства вблизи головы водителя и/или пассажиров. Или эмитировав вибрацию подвески автомобиля, экспериментально, подобрать параметры узлов 29, 31, которые обеспечивают минимальный уровень вибрации кузова автомобиля.Such (manual) adjustment in the system of active acoustic noise reduction can be carried out, for example, by turning on the real noise source (engine) and not including the signal source, by adjusting the nodes 29 and 31 experimentally (adjusting the nodes 29 and 31) select the lowest noise level in the region spaces near the head of the driver and / or passengers. Or emitting vibration of the car suspension, experimentally, select the parameters of nodes 29, 31, which provide a minimum level of vibration of the car body.

Важно отметить, что при этом можно пользоваться своими собственными субъективными ощущениями или впечатлениями или воспользоваться объективными критериями - анализировать уровень сигнала с выхода узла 5 (фиг.5-7). Уровень этого сигнала объективно говорит о том, каков уровень шума в данной точке или области пространства.It is important to note that in this case you can use your own subjective feelings or impressions or use objective criteria - to analyze the signal level from the output of node 5 (Figs. 5-7). The level of this signal objectively indicates what is the noise level at a given point or region of space.

Если система передачи сообщений нестационарная - с непостоянными свойствами элементов системы, то необходимо применять автоматически подстраивающиеся системы активного понижения шумов с соответствующим числу источников шумов, числом устройств для приема шума 33 и линий 34.If the messaging system is non-stationary - with variable properties of the system elements, it is necessary to use automatically adjusted active noise reduction systems with the appropriate number of noise sources, the number of devices for receiving noise 33 and lines 34.

Чем быстрей в системе могут меняться параметры, тем чаще необходимо проводить подстройку системы в оптимальный режим работы. Организации процесса автоматической настройки таких систем становится возможной при использовании узлов 5 (фиг.1-4).The faster the parameters can change in the system, the more often it is necessary to adjust the system to the optimal operating mode. The organization of the process of automatic configuration of such systems becomes possible when using nodes 5 (Fig.1-4).

Подстройка в нестационарной системе передачи сообщения или системе понижения шума может потребоваться в связи с изменением параметров усилителя 3 и излучателя 4, например, при изменении температуры, влажности, атмосферного давления, или, например, из-за износа деталей насосов автоматической подвески.Adjustment in a non-stationary message transmission system or noise reduction system may be required due to changes in the parameters of amplifier 3 and emitter 4, for example, when temperature, humidity, atmospheric pressure change, or, for example, due to wear of parts of automatic suspension pumps.

Понятно, что, например, амплитудно-частотная характеристика громкоговорителя 4, 10 сильно зависит от температуры и влажности. Изменение параметров громкоговорителя 4, 10 может привести к снижению, точности воспроизведения звуковых сигналов и, например, к снижению эффекта понижения шума. Желательно время от времени осуществлять соответствующую коррекцию согласованного фильтра звуковоспроизводящей системы с тем, чтобы передача сообщения осуществлялась более точно, а эффект понижения шума был максимален.It is clear that, for example, the amplitude-frequency characteristic of the speaker 4, 10 is highly dependent on temperature and humidity. Changing the parameters of the speaker 4, 10 can lead to a decrease in the accuracy of reproduction of sound signals and, for example, to reduce the effect of noise reduction. From time to time, it is advisable to carry out the appropriate correction of the matched filter of the sound reproducing system so that the message is transmitted more accurately and the effect of noise reduction is maximized.

Таким образом, посредством многополосной обработки сигналов источника 1 сообщения, сигнала принятого сообщения и сигналов шума, удается в автоматическом режиме корректировать АЧХ блока 2 обработки сигнала в цепи прохождения сигнала источника и попутно, автоматически формировать сигналы для активного понижения шума.Thus, by means of multi-band processing of the signals of the message source 1, the signal of the received message, and noise signals, it is possible to automatically correct the frequency response of the signal processing unit 2 in the signal signal path and automatically generate signals for active noise reduction.

Как видно из структурных схем, показанных на фиг.5-7 прежде, чем попасть в блок 19, компоненты сигнала источника 1 подвергаются дополнительной обработке в узлах блока 18.As can be seen from the structural diagrams shown in FIGS. 5-7 before entering the block 19, the signal components of the source 1 are subjected to additional processing in the nodes of the block 18.

В блоках 18 осуществляется расчет и формирование оптимальных, предыскажающих задержек соответствующих компонентов сигнала источника. Делается это по общеизвестным алгоритмам.In blocks 18, the calculation and formation of optimal, predistorting delays of the corresponding components of the source signal is performed. This is done according to well-known algorithms.

Собственно сама задержка этих компонентов формируется путем включения в цепь прохождения этих компонентов той или иной линии задержки 20 в каждом из блоков 18. Переключение линий задержек 20 осуществляется с помощью управляемого коммутатора 24.Actually, the delay of these components itself is formed by including in the circuit of these components a particular delay line 20 in each of the units 18. Switching of the delay lines 20 is carried out using a managed switch 24.

Коммутатор 24 подключает на свой выход задержанные на определенное время компоненты сигнала источника 1 в соответствии с сигналами управления, поступающими на управляющий вход коммутатора 24 с выхода схемы 23.The switch 24 connects to its output delayed for a certain time the signal components of the source 1 in accordance with the control signals received at the control input of the switch 24 from the output of the circuit 23.

Узлы 23, 21 и 22 являются вспомогательными узлами. Они входят в состав схемы корреляционной обработки сигналов источника и сигналов обратной связи для соответствующих частот анализа.Nodes 23, 21 and 22 are auxiliary nodes. They are part of the correlation processing scheme of the source signals and feedback signals for the corresponding analysis frequencies.

Работа подобной схемы общеизвестна.The work of such a scheme is well known.

В блоках 21 задержанные на разное время компоненты сигнала сообщения и соответствующие им по частоте компоненты сигнала обратной связи перемножают и фильтруют (накапливают) посредством фильтров низких частот (ФНЧ) 22. На выходах ФНЧ 22 получают различные уровни (напряжения) сигнала. Эти уровни напряжения затем анализируются в схеме 23.In blocks 21, the components of the message signal delayed at different times and the corresponding frequency components of the feedback signal are multiplied and filtered (accumulated) by low-pass filters (low-pass filters) 22. At the outputs of the low-pass filters 22 receive different levels (voltages) of the signal. These voltage levels are then analyzed in circuit 23.

Наибольший уровень сигнала соответствует наибольшей корреляции (совпадению во времени) реализации перемножаемых в соответствующих цепях сигналов. Это эквивалентно тому, что перемноженные сигналы были задержаны на одинаковое время. Эта особенность корреляционного анализа имеет место и в том случае, если в точке получения сообщения реализация сигнала сообщения как-то искажается за счет компонентов помех, присутствующих на этих частотах.The highest signal level corresponds to the greatest correlation (coincidence in time) of the implementation of signals multiplied in the corresponding signal chains. This is equivalent to the fact that the multiplied signals were delayed by the same time. This feature of the correlation analysis also occurs if, at the point of receipt of the message, the implementation of the message signal is somehow distorted due to the interference components present at these frequencies.

Чем выше уровень помех в данной полосе анализа, тем ниже уровни сигналов на выходах ФНЧ 22 в этой полосе анализа. реализации сигналов.The higher the level of interference in this analysis band, the lower the signal levels at the outputs of the low-pass filter 22 in this analysis band. implementation of signals.

Таким образом, с помощью анализа уровней сигналов на входе схемы 23 удается определить полную текущую задержку сигнала сообщения в канале связи для каждой полосы анализа, и в дальнейшем, осуществив расчет текущих оптимальных предыскажающих задержек, сформировать их в цепи прохождения компонентов сигнала сообщения с помощью коммутатора 24.Thus, by analyzing the signal levels at the input of circuit 23, it is possible to determine the total current delay of the message signal in the communication channel for each analysis band, and then, after calculating the current optimal predistortion delays, form them in the circuit of the components of the message signal using the switch 24 .

Такие действия по расчету и установке предыскажающих задержек осуществляются с некоторой цикличностью посредством работы блока 13.Such actions for the calculation and installation of pre-emphasis delays are carried out with some cyclicality through the operation of block 13.

Эти действия позволяют в канале с дисперсионными свойствами автоматически дополнительно задержать те компоненты передаваемого сообщения, которые приходят в точку приема сообщения раньше остальных компонентов сигнала. За счет этих действий удается в автоматическом режиме отслеживать и компенсировать дисперсионные свойства канала связи.These actions allow in the channel with dispersion properties to automatically additionally delay those components of the transmitted message that arrive at the point of reception of the message before the other components of the signal. Due to these actions, it is possible to automatically monitor and compensate for the dispersion properties of the communication channel.

Реализацию всех вышеуказанных действий и особенно действия, осуществляемые в процессе корреляционной обработки сигналов, предпочтительно осуществлять в цифровом виде, поскольку они сводятся к реализации большого числа однотипных операций.The implementation of all the above actions, and especially the actions carried out in the process of correlation signal processing, is preferably carried out in digital form, since they come down to the implementation of a large number of operations of the same type.

Однотипные по своему функциональному предназначению узлы (14, 21, 22, 25, 26, 28, 31 и т.д.) могут быть реализованы в виде соответствующих подпрограмм.Units of the same type in their functional purpose (14, 21, 22, 25, 26, 28, 31, etc.) can be implemented in the form of corresponding subprograms.

В этих подпрограммах может циклически осуществляться расчет выходных сигналов по соответствующим входным данным, полученным после расчетов сигналов в предыдущих узлах согласно схемам, показанным, например, на фиг.5-7.In these subroutines, the output signals can be cyclically calculated according to the corresponding input data obtained after calculating the signals in the previous nodes according to the schemes shown, for example, in FIGS. 5-7.

Промежуточные результаты расчетов сохраняются в памяти ЭВМ и в соответствии с конкретной структурной схемой блока 2 обработки являются входными и выходными данными для других подпрограмм (узлов). Например, для сумматора (или сумматоров) 17.The intermediate results of the calculations are stored in the computer memory and, in accordance with the specific block diagram of the processing unit 2, are the input and output data for other subprograms (nodes). For example, for an adder (or adders) 17.

При таком подходе в ряде прикладных задач требуется достаточно большой объем памяти и высокое быстродействие ЭВМ. Поскольку приходится обсчитывать очень большие массивы данных.With this approach, a number of applied tasks require a sufficiently large amount of memory and high-speed computer performance. Since you have to calculate very large data sets.

Например, для системы звуковоспроизведения число линий задержек 20 для каждой полосы анализа может составлять от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч, а число полос анализа (фильтров 14) может быть от нескольких десятков до нескольких сотен.For example, for a sound reproduction system, the number of delay lines 20 for each analysis band can be from several hundred to several tens of thousands, and the number of analysis bands (filters 14) can be from several tens to several hundreds.

Для обработки больших массивов данных в реальном масштабе времени может потребоваться очень мощное вычислительно-обрабатывающее устройство в составе блока 2 обработки сигналов и сложная архитектура построения вычислительно обрабатывающего устройства.To process large amounts of data in real time, a very powerful computing and processing device as part of a signal processing unit 2 and a complex architecture for constructing a computing and processing device may be required.

Как вариант решения этой задачи можно использовать несколько ЭВМ или специализированных процессоров, работающих параллельно.As an option to solve this problem, you can use several computers or specialized processors that work in parallel.

Например, одна ЭВМ (PC) работает в низкочастотной части спектра сигналов, вторая в среднечастотной, а третья ЭВМ работает в высокочастотной части спектра обрабатываемых сигналов сообщения.For example, one computer (PC) operates in the low-frequency part of the signal spectrum, the second in the mid-frequency, and the third computer works in the high-frequency part of the spectrum of the processed message signals.

Четвертая ЭВМ (или несколько ЭВМ) может быть предназначена для формирования сигналов для активного подавления помех. Процессом синхронизации работы этих ЭВМ может также управлять отдельная ЭВМ (или процессор), имеющая большую оперативную память для хранения промежуточных вычислений (аналог блока 13).The fourth computer (or several computers) can be designed to generate signals for the active suppression of interference. The process of synchronizing the operation of these computers can also be controlled by a separate computer (or processor), which has a large RAM for storing intermediate calculations (analogue of block 13).

Такой способ обработки сигналов позволяет обеспечить высокую производительность блока 2 обработки сигналов, высокую точность анализа сигналов (большое число полос обработки сигналов), высокоточную настройку согласованного фильтра и высокую точность при формировании сигналов для активного подавления шумов.Such a signal processing method allows for high performance of the signal processing unit 2, high accuracy of signal analysis (a large number of signal processing bands), high-precision tuning of the matched filter and high accuracy in the formation of signals for active noise suppression.

Такой путь представляется наиболее конструктивным, но он требует весьма сложной и габаритной конструкции блока 2 обработки сигналов, а также сложного программного обеспечения.This way seems to be the most constructive, but it requires a very complex and overall design of the signal processing unit 2, as well as complex software.

Устанавливать столь сложный, громоздкий и дорогой блок 2 в каждую систему передачи сообщений или систему управления во многих прикладных задачах невозможно и нерационально.It is impossible and irrational to install such a complex, cumbersome and expensive unit 2 into each message transmission system or control system in many applications.

Например, в системе высококачественного звуковоспроизведения и понижения шума для автомобиля такой блок может занимать значительный объем полезного пространства в салоне автомобиля и быть не по карману подавляющему большинству автолюбителей. Цена такого устройства может быть сопоставима со стоимостью автомобиля или даже быть выше.For example, in a system of high-quality sound reproduction and noise reduction for a car, such a unit can occupy a significant amount of useful space in the car interior and can not be afford for the vast majority of motorists. The price of such a device can be comparable to the cost of a car or even be higher.

В рамках данного изобретения предлагается вынести подобное сложное, громоздкое вычислительное устройство из системы передачи сообщения и/или системы активного понижения шума на расстояние.In the framework of the present invention, it is proposed to make such a complex, cumbersome computing device from a message transmission system and / or a system for actively reducing noise over a distance.

Это вынесенное вычислительное устройство можно использовать для обработки информационных сигналов, например, от нескольких систем, и/или пользователей. Доступ к подобному устройству можно обеспечить, например, с использованием Интернета и новой Интернет-услуги.This remote computing device can be used to process information signals, for example, from multiple systems and / or users. Access to such a device can be provided, for example, using the Internet and a new Internet service.

При этом в описанных выше способах и системах необходимо осуществить ряд новых дополнительных действий над сигналами - для их передачи и приема в вынесенный в другое место блок.Moreover, in the above methods and systems, it is necessary to carry out a number of new additional actions on the signals - for their transmission and reception in a block taken out to another place.

Используя вспомогательный канал связи, например радиоканал или несколько каналов с высокоскоростной передачей данных, можно воспользоваться удаленным мощным вычислительным устройством (например, Интернет - сервером) с соответствующим программным обеспечением для реализации кратко описанных выше трудоемких вычислительных операций.Using an auxiliary communication channel, for example, a radio channel or several channels with high-speed data transmission, you can use a remote powerful computing device (for example, an Internet server) with the appropriate software to implement the labor-intensive computing operations described briefly above.

Такой мощный вычислительный центр может с определенной цикличностью производить высокоточный анализ и текущую подстройку целой группы однотипных или различных систем управления, систем для передачи сообщений и/или систем для активного подавления шума. Связь с таким одним или несколькими удаленными вычислительными устройствами может осуществляться, например, каждую секунду, минуту, час, день, единственный раз - в процессе первоначальной настройки системы, а также после пробега, например автомобилем, определенного расстояния.Such a powerful computer center can, with a certain cyclicality, perform high-precision analysis and ongoing adjustment of a whole group of the same or different control systems, message transmission systems and / or systems for active noise suppression. Communication with such one or more remote computing devices can be carried out, for example, every second, minute, hour, day, only once - during the initial setup of the system, as well as after a certain distance, for example, by a vehicle.

Такой способ можно также применять при настройке в заводских условиях системы понижения шума и/или системы высококачественного звуковоспроизведения (в автомобиле, самолете, поезде, корабле, танке, ракете и т.д.). В данном примере пользователями такой системы являются автомобили, которые настраивают на конвейере автозавода.This method can also be used when setting up a noise reduction system and / or a high-quality sound reproduction system (in a car, plane, train, ship, tank, rocket, etc.) at the factory. In this example, users of such a system are cars that configure on the conveyor of a car factory.

При этом совершенно не важно в рамках постановки задачи данного изобретения, по каким именно структурным и аппаратным схемам будут работать эти системы передачи сообщений, понижения шумов и узлы, входящие в их состав. Какие именно физические системы настраивают (активную подвеску, систему мультимедиа или иные узлы и детали автомобиля). Работа блоков обработки информации может, например, осуществляться по схемам, работа которых кратко описана выше, или по другим известным в настоящее время схемам, например схемам, описанным в патентах РФ №2235370, 2211491, 2145446, заявке №2004100094/20, или по новым структурным и принципиальным схемам, которые будут изобретены в будущем.At the same time, it is absolutely not important, within the framework of the statement of the problem of the present invention, according to which structural and hardware schemes these message transmission systems, noise reduction systems, and nodes included in their composition will work. What kind of physical systems are tuned (active suspension, multimedia system or other components and parts of the car). The work of information processing units can, for example, be carried out according to schemes whose operation is briefly described above, or according to other currently known schemes, for example, schemes described in RF patents No. 2235370, 2211491, 2145446, application No. 2004100094/20, or according to new structural and conceptual schemes to be invented in the future.

Существенным обстоятельством является введение в систему связи нового двухстороннего вспомогательного канала связи и использование многополосного принципа обработки сигналов хотя бы в одном из настраиваемых узлов или системе посредством удаленного из системы вычислительного устройства.An essential circumstance is the introduction into the communication system of a new two-way auxiliary communication channel and the use of the multiband signal processing principle in at least one of the configurable nodes or the system via a computing device remote from the system.

Таким образом, удаленное из системы вычислительное устройство является новым конструктивно-функциональным узлом системы. Речь идет о новом типе гибридной системы передачи сообщений, системы управления и/или системы активного понижения шумов с распределенным в пространстве интеллектом.Thus, the computing device removed from the system is a new structural and functional unit of the system. This is a new type of hybrid messaging system, control system and / or active noise reduction system with distributed intelligence in space.

Сигналы, обработанные в таком гибридном блоке, позволят сформировать требуемую передаточную характеристику корректирующего - согласованного фильтра и/или сигналы для активного подавления помех тогда, когда это необходимо и у пользователя есть возможности воспользоваться этой услугой.The signals processed in such a hybrid block will allow you to generate the required transfer characteristic of the correction - matched filter and / or signals for active interference suppression when necessary and the user has the opportunity to use this service.

Доступ к такому вынесенному узлу может быть организован по любому подходящему для этого каналу связи. Например, пользователь может получить такой доступ, купив соответствующую Интерент-услугу (карточку с индивидуальным учетным именем и паролем). Задав электронный адрес соответствующего сервера, он может установить двухсторонний режим связи с этим устройством, сообщить данные о системе. По своему усмотрению пользователь может выбрать возможный режим работы и подтвердить оплату этой услуги.Access to such a remote node can be arranged through any suitable communication channel. For example, a user can gain such access by purchasing the corresponding Internet service (a card with an individual account name and password). Having set the electronic address of the corresponding server, he can establish a two-way communication mode with this device, report data about the system. At his discretion, the user can choose a possible mode of operation and confirm payment for this service.

За относительно небольшие деньги пользователь может получить возможность высокоточной настройки или подстройки своей системы.For relatively little money, the user can get the ability to fine-tune or fine-tune their system.

Например, автолюбитель, не заезжая на станцию технического обслуживания или автосервис, не тратя свое время, может дистанционно - в процессе эксплуатации своего автомобиля (езды) протестировать и подстроить в оптимальный режим работы различные системы, узлы и агрегаты автомобиля. Например, подстроить в оптимальный режим работы активную подвеску своего автомобиля в соответствии с теми дорогами, по которым он чаще всего ездит, систему торможения, двигатель, световые устройства, систему охлаждения двигателя, кондиционер, систему сигнализации и охраны, мультимедийные высокоинтеллектуальные системы, а также диагностировать их и своевременно определять неисправные узлы или агрегаты. Эти текущие настройки позволят обеспечить более безопасную, комфортную езду и долговечную эксплуатацию автомобиля. Если будет определена неисправность каких-то узлов автомобиля, то пользователь будет сразу проинформирован и проинструктирован, что ему следует делать, чтобы не попасть в аварию. В случае неподчинения рекомендациям, например при неисправной системе тормозов, автомобиль пользователя может быть дистанционно заблокирован, чтобы не создавать угрозу на дороге, а на место расположения автомобиля направлены компетентные технические работники или иные лица, отвечающие за безопасность на дорогах.For example, a car enthusiast, without stopping at a service station or car service, without wasting his time, can remotely - during the operation of his car (drive) test various systems, components and assemblies of a car and test it to the optimal operating mode. For example, to adjust the active suspension of your car to the optimal mode of operation in accordance with the roads on which it most often drives, the braking system, the engine, lighting devices, the engine cooling system, air conditioning, alarm and security systems, multimedia highly intelligent systems, and also diagnose them and timely identify faulty components or assemblies. These current settings will provide a safer, more comfortable ride and long-term operation of the car. If a malfunction of some parts of the car is determined, the user will be immediately informed and instructed what to do in order not to get into an accident. In case of non-compliance with the recommendations, for example, with a faulty brake system, the user's car can be remotely blocked so as not to create a threat on the road, and competent technicians or other persons responsible for road safety were sent to the location of the car.

Доступ к вынесенному из системы блоку обработки сигналов может быть также осуществлен по кабельному вспомогательному каналу или каналам связи. Например, во время диагностики или настройки в заводских условиях различных систем и узлов для автомобиля, поезда, самолета и т.д.The signal processing unit removed from the system can also be accessed via a cable auxiliary channel or communication channels. For example, during diagnostics or factory settings of various systems and components for a car, train, aircraft, etc.

Предложенный способ построения системы передачи сообщений позволяет упростить обслуживание и установку системы связи для обычного пользователя, слабо разбирающегося в особенностях построения современных информационных систем.The proposed method for constructing a messaging system allows to simplify the maintenance and installation of a communication system for an ordinary user who is poorly versed in the construction of modern information systems.

Например, меломан может за небольшие деньги существенно повысить качество работы, например, своей домашней звуковоспроизводящей системы, домашнего кинотеатра или автомобильной мультимедийной системы. Например, когда он сделал в своей квартире ремонт, переставил мебель или поменял местожительства. Для этого ему потребуется пропустить, например, звуковой сигнал своей "HI-End системы" через обычный PC с соответствующим программным обеспечением. Этот PC будет выполнять функцию блока 2 обработки сигналов и через Интернет будет связан со значительно более мощным вычислительно-аналитическим узлом.For example, a music lover can significantly improve the quality of work for a small amount of money, for example, of his home audio system, home theater or car multimedia system. For example, when he made repairs in his apartment, moved furniture or changed his place of residence. To do this, he will need to skip, for example, the sound signal of his "HI-End system" through a regular PC with the appropriate software. This PC will perform the function of signal processing unit 2 and via the Internet will be connected to a significantly more powerful computing and analytical node.

Все новые или неизвестные акустические свойства жилого помещения, салона нового автомобиля или вновь построенного кинотеатра, концертного зала или парламента такая система быстро исследует и предложит пользователю за приемлемую цену наиболее оптимальный вариант настроек блока 2 обработки сигналов. Или поможет найти оптимальный вариант пространственного размещения других узлов системы, например датчиков вибрации или шума. Пользователю (потребителю или разработчику-конструктору) потребуется только правильно выбрать места установки звуковых зондирующих устройств 5 и устройств 33 для приема звуковых сигналов шума. А также выбрать соответствующее число каналов 7. При этом результаты подобной работы будут оперативно запротоколированы и представлены в виде объективных, строго научно обоснованных данных. Например, в виде данных о реальном уровне снижения шума, данные о СКО сигналов и т.д. Такой способ можно использовать для настройки звуковоспроизводящей техники в концертных залах или оперных театрах. В соответствии с изменившимися акустическими свойствами зала из-за смены декораций, числа зрителей и т.д. эти системы позволят оперативно ввести оптимальные предыскажения и сформировать качественный звук.Such a system will quickly examine all new or unknown acoustic properties of a living room, a new car or a newly built movie theater, concert hall or parliament and offer the user the best option for setting signal processing unit 2 at an affordable price. Or it helps to find the best option for the spatial placement of other system nodes, such as vibration or noise sensors. The user (consumer or designer) will only need to select the installation location of sounding sounding devices 5 and devices 33 for receiving sound noise signals. And also choose the appropriate number of channels 7. Moreover, the results of such work will be quickly recorded and presented in the form of objective, strictly scientifically based data. For example, in the form of data on the real level of noise reduction, data on the standard deviation of signals, etc. This method can be used to configure sound-reproducing equipment in concert halls or opera houses. In accordance with the changed acoustic properties of the hall due to a change in the scenery, the number of spectators, etc. these systems will allow you to quickly enter the optimal predistortion and form a high-quality sound.

При таком подходе можно также минимизировать несанкционированное использование сложных и дорогостоящих программных (интеллектуальных) продуктов, на разработку которых могут быть затрачены крупные инвестиционные ресурсы.With this approach, it is also possible to minimize the unauthorized use of complex and expensive software (intellectual) products, the development of which may require large investment resources.

Предложенный способ построения системы для передачи сообщений также позволяет снизить уровень необходимой подготовки для пользователя или рабочего-настройщика. Необходимые подсказки и рекомендации по пользованию системой пользователь может получить посредством вспомогательного канала связи. Этот обмен данными может происходить, например, в диалоговом режиме. Вспомогательная информация может отображаться на экране дисплея пользователя, входящего, например, в состав блока 2 обработки сигналов или генерироваться в виде звуковых сообщений (рекомендаций или инструкций).The proposed method of constructing a system for transmitting messages also allows you to reduce the level of necessary training for the user or the working adjuster. The necessary hints and recommendations for using the system, the user can get through an auxiliary communication channel. This data exchange can occur, for example, in a dialogue mode. Supporting information can be displayed on the display screen of a user included, for example, in the signal processing unit 2 or generated in the form of sound messages (recommendations or instructions).

На фиг.8 показана обобщенная структурная схема одного из возможных вариантов подобной системы связи.On Fig shows a generalized structural diagram of one of the possible options for such a communication system.

Система связи, показанная на фиг.8 как и система, показанная на фиг.1 содержит: источник 1 сигнала, блок 2 обработки сигналов, усилитель 3, излучатель 4, зондирующее устройство 5. Система также может содержать устройство 33 для приема шума, линию 34 для передачи принятых сигналов шума. Связи между этими узлами и блоками формально не меняются.The communication system shown in Fig. 8, like the system shown in Fig. 1, contains: a signal source 1, a signal processing unit 2, an amplifier 3, an emitter 4, a sounding device 5. The system may also include a noise receiving device 33, line 34 to transmit received noise signals. The connections between these nodes and blocks do not formally change.

В систему дополнительно введены вспомогательный канал связи 35 и второй блок 36 обработки сигналов.An auxiliary communication channel 35 and a second signal processing unit 36 are additionally introduced into the system.

Посредством вспомогательного канала 35 на вход второго блока 36 обработки сигналов подают сигналы, в которых содержится информация о сигналах передаваемого сообщения (шума) и сигналах обратной связи, сформированных в точке приема сообщения. По вспомогательному каналу 35 могут также передаваться дополнительные сигналы, посредством которых может осуществляться работа вспомогательного канала связи.Through the auxiliary channel 35, signals are input to the input of the second signal processing unit 36, which contains information about the signals of the transmitted message (noise) and feedback signals generated at the point of receipt of the message. Auxiliary channel 35 may also transmit additional signals through which the operation of the auxiliary communication channel can be carried out.

В самом простом варианте все узлы блока 2 обработки сигналов, показанные, например, на фиг.5-7, могут быть вынесены из системы посредством вспомогательного радиоканала. Этот (индивидуальный) вариант предполагает непрерывный информационный обмен между вторым блоком 36 обработки сигналов и другими узлами системы. Такой способ организации системы связи не позволяет осуществлять связь и обслуживание нескольких систем и нескольких пользователей. Поскольку если произойдет разрыв в цепях передачи сигналов по вспомогательному каналу связи 35, то прекратится и процесс передачи сигналов в основном канале 7 (12) передачи сообщения.In the simplest embodiment, all nodes of the signal processing unit 2, shown, for example, in FIGS. 5-7, can be removed from the system via an auxiliary radio channel. This (individual) option involves continuous information exchange between the second signal processing unit 36 and other nodes of the system. This method of organizing a communication system does not allow communication and maintenance of several systems and multiple users. Since if a break occurs in the signal transmission circuits on the auxiliary communication channel 35, the signal transfer process in the main channel 7 (12) of the message transmission will also stop.

Наибольший практический интерес представляет вариант, при котором часть узлов из блока 2 обработки выносятся на расстояние из системы, а часть узлов остаются в составе блока 2.Of greatest practical interest is the option in which part of the nodes from processing unit 2 are carried out at a distance from the system, and part of the nodes remain in the block 2.

Такой вариант можно использовать, например, для диагностики или первичной настройки различных узлов транспортных средств.This option can be used, for example, for diagnostics or initial tuning of various vehicle components.

Вспомогательным каналом пользуются последовательно, например, по мере продвижения автомобилей на конвейере автомобильного завода. Настройщик такой системы подключает посредством вспомогательного канала 35 (кабеля с соответствующим разъемом) к блоку 2 обработки автомобиля второй блок 36 обработки сигналов и осуществляет по определенной методике режим настройки системы.The auxiliary channel is used sequentially, for example, as cars move on the conveyor of an automobile plant. The adjuster of such a system connects, through an auxiliary channel 35 (cable with a corresponding connector) to the car processing unit 2, the second signal processing unit 36 and implements a system tuning mode according to a certain technique.

Например, при заведенном двигателе, по реальному звуковому шумовому сигналу, сначала настраивается система активного понижения шумов (подбираются и фиксируются оптимальные регулировки узлов 29, 31).For example, when the engine is started, according to a real sound noise signal, the system of active noise reduction is first set up (optimal adjustments of nodes 29, 31 are selected and fixed).

Затем двигатель выключается и в автоматическом режиме настраивается система воспроизведения звуковых сигналов. Во втором блоке 36 обработки сигналов осуществляется расчет всех оптимальных предыскажений и формируются управляющие сигналы.Then the engine turns off and the sound reproduction system is automatically configured. In the second signal processing unit 36, all optimal predistortions are calculated and control signals are generated.

Этими сигналами, например, программируется соответствующие ПЗУ, входящее в состав блока 2 обработки, и этот блок, таким образом, становится запрограммированным для конкретной модели автомобиля (поезда, самолета и т.д.). Эти настройки для каждой области пространства предельно точно учитывают как особенности акустических свойств конкретной марки автомобиля (поезда, самолета и т.д.), так и всех узлов и устройств настраиваемых систем. Такие настройки будут учитывать индивидуальные свойства конкретного автомобиля, например акустические свойства салонов различных моделей автомобилей (тип чехла, обивку салона и т.д.), свойства и параметры усилителей 3, 9; излучателей (громкоговорителей) 4, 10. По завершению настройки все разорванные электрические цепи восстанавливаются, а отрегулированные узлы затем работают по памяти.These signals, for example, program the corresponding ROMs that are part of the processing unit 2, and this unit thus becomes programmed for a specific car model (train, plane, etc.). These settings for each area of space very accurately take into account both the features of the acoustic properties of a particular brand of car (train, plane, etc.), and all the nodes and devices of custom systems. Such settings will take into account the individual properties of a particular car, for example, the acoustic properties of the salons of various car models (type of cover, upholstery, etc.), properties and parameters of amplifiers 3, 9; emitters (loudspeakers) 4, 10. Upon completion of the setup, all broken electrical circuits are restored, and the adjusted nodes then work from memory.

Таким образом, в соответствии с конкретным экземпляром автомобиля (или иного транспортного средства) и всех технических узлов системы происходит высокоточная настройка звуковоспроизводящей системы и/или системы понижения шума.Thus, in accordance with a specific instance of a car (or other vehicle) and all technical components of the system, a highly accurate tuning of the sound reproducing system and / or noise reduction system takes place.

Закончив настройку акустической системы, переходят, например, к настройке активной подвески автомобиля. Подключают вспомогательный канал 35 к блоку 2 обработки сигналов системы активной подвески автомобиля, включают вибростенд и производят настройку подвески.Having finished tuning the speaker system, go, for example, to setting the active suspension of the car. Connect the auxiliary channel 35 to the signal processing unit 2 of the active suspension system of the vehicle, turn on the vibration stand and adjust the suspension.

Возможны и другие варианты построения систем с вынесенным мощным вычислительным устройством. Эти варианты могут обеспечить доступ к вычислительному устройству нескольких пользователей и систем.There are other options for building systems with a remote powerful computing device. These options can provide access to a computing device to multiple users and systems.

В таких системах из блоков 2 обработки сигналов, показанных на фиг.5-7 удаляют на расстояние посредством вспомогательного канала связи 35 часть узлов, часть узлов оставляют в составе блока 2 обработки сигналов и при этом осуществляют действия по организации связи меду блоками обработки сигналов.In such systems, part of the nodes are removed from the signal processing units 2 shown in FIGS. 5-7 to a distance by means of an auxiliary communication channel 35, some of the nodes are left as part of the signal processing unit 2 and, at the same time, the organization of communication with the signal processing units is carried out.

Это необходимо сделать для того, чтобы система передачи сообщения и/или понижения шума могла многократно достаточно оперативно подстраиваться в оптимальный режим и работать в настроенном состоянии "по памяти", когда связь между блоком 2 обработки сигналов со вторым блоком 36 отсутствует или прерывается по каким-либо причинам.This must be done so that the message transmission system and / or noise reduction can be quickly enough quickly tuned into the optimal mode and work in the configured state "from memory" when communication between the signal processing unit 2 and the second unit 36 is absent or is interrupted by any either reasons.

Такой способ целесообразно применять, например, в системах высококачественного воспроизведения звуков, когда в автомобиле меняется число пассажиров, изменяются акустические свойства салона автомобиля - канала передачи звуковых сигналов. Своевременный запуск в режим подстройки звуковоспроизводящей системы или системы понижения акустического шума может быть автоматизирован посредством дополнительных датчиков, подключенных к соответствующим дополнительным входам блока 2, которые регистрируют число пассажиров. А своевременный запуск системы подстройки подвески автомобиля может осуществляться посредством сигналов с датчиков, регистрирующих изменение веса автомобиля. Такие датчики могут быть выполнены в виде оптических датчиков, выключателей, емкостных датчиков и т.д. На фиг.1-4 эти датчики не показаны.This method is advisable to apply, for example, in high-quality sound reproduction systems, when the number of passengers in a car changes, the acoustic properties of the car interior, the channel for transmitting sound signals, change. Timely launch into the tuning mode of the sound reproducing system or acoustic noise reduction system can be automated by additional sensors connected to the corresponding additional inputs of block 2, which record the number of passengers. A timely launch of the suspension adjustment system of the car can be carried out by means of signals from sensors that record the change in the weight of the car. Such sensors can be made in the form of optical sensors, switches, capacitive sensors, etc. 1-4, these sensors are not shown.

Возможны различные варианты построения систем, в которых часть узлов выносят из блока 2 обработки, а часть оставляют. Они могут отличаться типом и видом сигналов, которые передают и принимают по вспомогательному каналу связи 35.There are various options for constructing systems in which some of the nodes are removed from the processing unit 2, and some are left. They may differ in the type and type of signals that transmit and receive on the auxiliary communication channel 35.

В качестве этих сигналов могут быть:These signals may include:

а) электрические (широкополосные) сигналы с выхода источника 1 сигнала и электрические (широкополосные) сигналы с выхода линии связи 6;a) electrical (broadband) signals from the output of the signal source 1 and electrical (broadband) signals from the output of the communication line 6;

б) электрические (широкополосные) сигналы с выхода источник 1 сигнала и электрические (широкополосные) сигналы с выхода зондирующего устройства 5 (в этом варианте линия связи 6 может быть исключена из структурной схемы фиг.8);b) electrical (broadband) signals from the output of the signal source 1 and electrical (broadband) signals from the output of the probing device 5 (in this embodiment, the communication line 6 can be excluded from the structural diagram of Fig. 8);

в) электрические (узкополосные) сигналы с выходов фильтров 14 в цепях прохождения сигнала источника 1 и сигнала обратной связи.c) electrical (narrowband) signals from the outputs of the filters 14 in the signal paths of the source 1 and the feedback signal.

Последний вариант соответствует, например варианту реализации системы связи, в которой выносятся на удаление узлы 25, 26, 27, 21, 22, 23 из схемы, показанной на фиг.6, и узлы 25, 26, 27, 21, 22, 23, 30 - из схемы, показанной на фиг.5, 7 посредством вспомогательного канала связи 35.The latter option corresponds, for example, to an embodiment of a communication system in which nodes 25, 26, 27, 21, 22, 23 from the circuit shown in FIG. 6 and nodes 25, 26, 27, 21, 22, 23, are removed. 30 is from the diagram shown in FIGS. 5, 7 by means of an auxiliary communication channel 35.

Работает такая система так же, как и аналоги, описанные выше, за исключением того, что часть электрических цепей, по которым проходят сигналы, временно удлиняется посредством радиоканала или радиоканалов и осуществляется доступ к отдельным узлам и сигналам второго блока 36 обработки сигналов. В нем могут осуществляться наиболее трудоемкие операции, например, по расчету оптимальных задержек сигналов передаваемого сообщения и действия по оптимизации сигналов для активного понижения шумов. Например, подобранные ранее настройки блоков 29, 31 могут варьироваться в небольших пределах вокруг своих предыдущих настроек, и при этом может анализироваться уровень сигнала шума в области его понижения.Such a system works in the same way as the analogues described above, except that some of the electrical circuits through which the signals pass are temporarily extended by means of a radio channel or radio channels and individual nodes and signals of the second signal processing unit 36 are accessed. It can carry out the most time-consuming operations, for example, to calculate the optimal delay of the signals of the transmitted message and actions to optimize the signals for active noise reduction. For example, the previously selected settings of blocks 29, 31 can vary within small limits around their previous settings, and at the same time, the noise signal level in the region of its reduction can be analyzed.

Если в системе существует большая задержка обрабатываемых сигналов, то целесообразно анализировать не две соседних реализации сигналов шума - реализацию сигнала шума до изменения параметра и после изменения параметра, а так называемые ансамбли реализации - несколько таких пар реализации. Такие ансамбли реализации могут быть получены в результате последовательной записи в память небольших отрезков реализации сигналов сообщения или сигналов шума в точке приема сообщения сигналов, соответствующих ранее установленному параметру и вновь установленному параметру. Анализ этих реализации позволяет избежать грубых ошибок в оптимизации параметра из-за возможных изменений спектра шума (текущего уровня компонентов шума).If the system has a large delay of the processed signals, then it is advisable to analyze not two adjacent implementations of the noise signals - the implementation of the noise signal before the change of the parameter and after the change of the parameter, and the so-called implementation ensembles - several such implementation pairs. Such implementation ensembles can be obtained by sequentially storing in memory small segments of the implementation of message signals or noise signals at the point of receipt of the message signals corresponding to a previously set parameter and a newly set parameter. An analysis of these implementations avoids gross errors in parameter optimization due to possible changes in the noise spectrum (current level of noise components).

В результате такой подстройки будет иметь место временное, незначительное ухудшение точности передаваемого сообщения или некоторое ухудшение эффекта снижения шума, но оно будет незначительным. Его почувствовать можно только в результате высокоточных вычислений в электронно-вычислительных системах, имеющих высокую разрешающую способность. Для пользователя этот процесс настройки узлов системы будет практически не заметен.As a result of this adjustment, there will be a temporary, slight deterioration in the accuracy of the transmitted message or some deterioration in the effect of noise reduction, but it will be insignificant. You can feel it only as a result of high-precision calculations in electronic computing systems with high resolution. For the user, this process of setting up system nodes will be practically invisible.

Например, изменение уровня отдельных компонентов сигнала сообщения или сигнала шума в процессе их оптимизации на 0,5-1 дБ он просто не почувствует.For example, he simply will not feel a change in the level of individual components of the message signal or noise signal during their optimization by 0.5-1 dB.

После завершения всех вычислительных операций во втором блоке 36 обработки сигналов осуществляют формирование его выходных, управляющих сигналов. Эти сигналы передают в блок 2 по вспомогательному каналу связи. В этих сигналах содержится информация об оптимальных настройках управляемых узлов блока 2. Например, содержатся данные об оптимальных задержках 20, которые необходимо установить посредством коммутатора 24, или данные об оптимальных предыскажениях принимаемых шумовых сигналов.After completing all the computing operations in the second block 36 of the signal processing, the formation of its output, control signals is carried out. These signals are transmitted to block 2 via an auxiliary communication channel. These signals contain information about the optimal settings of the managed nodes of block 2. For example, they contain data on the optimal delays 20, which must be set using the switch 24, or data on the optimal predistortions of the received noise signals.

В качестве дополнительных действий целесообразно предусмотреть сопоставительный анализ полученных новых данных с предыдущими данными, чтобы исключить возможные аномальные ошибки. Например, если сравнительный анализ всех или части (ключевых, наиболее важных параметров) показывает большое различие новых данных по сравнению со старыми данными, то может быть автоматически возобновлен режим обработки сигналов во втором блоке 36 обработки сигналов или запрошена обработка сигналов посредством другого блока 36 обработки сигналов.As additional actions, it is advisable to provide a comparative analysis of the new data obtained with the previous data in order to exclude possible anomalous errors. For example, if a comparative analysis of all or part (key, most important parameters) shows a large difference in new data compared to old data, then the signal processing mode in the second signal processing unit 36 may be automatically resumed or signal processing may be requested by another signal processing unit 36 .

Возможен вариант построения системы, при котором сигналы с выходов фильтров 14 поступают посредством радиоканалов на вход вынесенного на удаление второго блока 36 обработки сигналов. А с его выхода сигналы, управляющие режимами работы первого управляемого усилителя 28 и коммутатора 24 (в варианте узлами 29 и 31), принимаются посредством радиоприемных устройств, которые так же, как и радиопередающие устройства входят в состав блока 2 обработки сигналов. Такая связь между блоками 2 и 36 показана на фиг.8 схематически в виде некоторой информационной шины данных. Информационный обмен между блоками 2 и 36 может быть организован различными общеизвестными способами. Посредством любых известных систем передачи информации (налоговых, цифровых, кабельных беспроводных, спутниковых, комбинированных и т.д.).A possible embodiment of the system, in which the signals from the outputs of the filters 14 are received via radio channels to the input of the removal of the second block 36 of the signal processing. And from its output, the signals that control the operating modes of the first controlled amplifier 28 and switch 24 (in the embodiment, nodes 29 and 31) are received by radio receivers, which, like radio transmitters, are part of the signal processing unit 2. Such a connection between blocks 2 and 36 is shown in FIG. 8 schematically in the form of some information data bus. Information exchange between blocks 2 and 36 can be organized in various well-known ways. Through any known information transmission systems (tax, digital, cable wireless, satellite, combined, etc.).

Если во второй блок 36 обработки сигналов сигналы передают с выхода источника сигнала 1 и с выхода зондирующего устройства 5 (выхода устройства 33), то в состав второго блока обработки сигналов 36 должны входить фильтры 14.If the signals are transmitted to the second block 36 of signal processing from the output of signal source 1 and from the output of the probing device 5 (output of device 33), then the second block of signal processing 36 should include filters 14.

Характеристики фильтров 14 в составе блока 2 обработки сигналов и второго блока 36 обработки сигналов должны быть по возможности идентичны. Степень несоответствия характеристик фильтров 14 (программ работы фильтров 14) определяет систематическую ошибку и определяет точность передаваемого сообщения по основному каналу передачи сообщения (по каналу 7, 12) и/или точность подавления шумов.The characteristics of the filters 14 in the signal processing unit 2 and the second signal processing unit 36 should be as identical as possible. The degree of mismatch of the characteristics of the filters 14 (filter programs 14) determines the systematic error and determines the accuracy of the transmitted message on the main channel of the message transmission (channel 7, 12) and / or the accuracy of noise suppression.

Для реализации соответствующих действий и операций по передаче сигналов во вспомогательный канал 35 в состав блока 2 может быть включено дополнительное устройство - модем 37 (на фиг.8 это устройство не показано). Это устройство может выполнять ряд вспомогательных функций:To implement the appropriate actions and operations for transmitting signals to the auxiliary channel 35, an additional device — modem 37 — may be included in block 2 (this device is not shown in Fig. 8). This device can perform a number of auxiliary functions:

- осуществлять процесс передачи информации в соответствии с конкретным алгоритмом (протоколом), учитывающем форму и тип сигналов конкретной линии связи, с помощью которой организован вспомогательный канала связи 35 (аналоговый или цифровой сигнал);- to carry out the process of transmitting information in accordance with a specific algorithm (protocol), taking into account the shape and type of signals of a particular communication line, with which organized an auxiliary communication channel 35 (analog or digital signal);

- содержать радиопередающее и радиоприемное устройства;- contain radio transmitting and receiving devices;

- осуществлять автоматический ввод дополнительных данных во второй блок 36 обработки сигналов 36, например, учетное имя и пароль пользователя, данные о частоте дискретизации и числе уровней квантования сигналов. Данные о параметрах и характеристиках фильтров 14, используемых в конкретной системе связи, условный код запрашиваемой услуги и т.д.;- to automatically enter additional data into the second block 36 of the signal processing 36, for example, the user name and password of the user, data on the sampling frequency and the number of quantization levels of the signals. Data on the parameters and characteristics of the filters 14 used in a particular communication system, the conditional code of the requested service, etc .;

- осуществлять помехоустойчивое кодирование передаваемых и декодирование принимаемых сигналов, осуществлять временное разделение различных каналов и обрабатываемых сигналов;- to carry out noise-resistant coding of transmitted and decoding of received signals, to carry out temporary separation of various channels and processed signals;

- формировать вспомогательные или дополнительные информационно-сервисные сигналы и сообщения в виде дополнительных звуковых или визуальных сигналов подсказки пользователю, выполнять возможные дополнительные функции (функцию охранной системы, сигнализации и т.д.).- generate auxiliary or additional information and service signals and messages in the form of additional audio or visual prompts to the user, to perform possible additional functions (security system function, alarm systems, etc.).

Для формулировки в обобщенном виде нового способа передачи сообщений различной физической природы существенным обстоятельством, как уже отмечалось, является введение в систему связи нового двухстороннего вспомогательного канала связи и многополосный принцип обработки сигналов, при котором могут реализоваться следующие основные функции:To formulate in a generalized form a new method of transmitting messages of various physical nature, an important circumstance, as already noted, is the introduction of a new two-way auxiliary communication channel and a multi-band signal processing principle into the communication system, in which the following main functions can be implemented:

- осуществление согласованной фильтрации сигналов источника сообщения - автоматическое формирование АЧХ и/или ФЧХ (ВЧХ) согласованного фильтра;- the implementation of the coordinated filtering of the signals of the message source - automatic generation of the frequency response and / or phase response (VCH) of the matched filter;

- многополосное формирование сигналов для активного подавления помех.- multi-band signal conditioning for active noise suppression.

Таким образом, в составе блока 2 обработки сигналов необходимо оставить узлы: 14, 28, 17, отвечающие за формирование АЧХ согласованного фильтра; узлы 14, 20, 24, 17, отвечающие за формирование оптимальной ФЧХ или ВЧХ согласованного фильтра. А также узлы: 29, 31 с управляемыми входами. В состав блока 2 также должна входить схема 13 и модем 37, которые для каждого из возможных вариантов обеспечивают последовательность выполнения действий в соответствии с тем или иным конкретным алгоритмом.Thus, as part of the signal processing unit 2, it is necessary to leave the nodes: 14, 28, 17, responsible for the formation of the frequency response of the matched filter; nodes 14, 20, 24, 17, responsible for the formation of the optimal phase response or frequency response of the matched filter. As well as nodes: 29, 31 with controlled inputs. Block 2 should also include a circuit 13 and a modem 37, which for each of the possible options provide a sequence of actions in accordance with a particular algorithm.

По аналогии с фиг.1-4 возможно построение многополосных и многоканальных систем связи с использованием одного или нескольких вспомогательных каналов 35 и одного или нескольких вторых блоков 36 обработки сигналов.By analogy with figures 1-4, it is possible to build multi-band and multi-channel communication systems using one or more auxiliary channels 35 and one or more second signal processing units 36.

Например, двухканальная (стерео) звуковоспроизводящая автомобильная система может быть дополнена двумя каналами понижения шума. Причем одно устройство 33 для приема сигналов шума может быть установлено под капотом автомобиля - близи двигателя, а другое - в задней части автомобиля - в багажнике, или снаружи автомобиля, например, на днище или крыше автомобиля.For example, a two-channel (stereo) sound-reproducing car system can be supplemented with two noise reduction channels. Moreover, one device 33 for receiving noise signals can be installed under the hood of the car - near the engine, and another - in the rear of the car - in the trunk, or outside the car, for example, on the bottom or roof of the car.

А, например, система для понижения шума в танке может содержать ряд дополнительных устройств 33 для приема шумовых сигналов, создаваемых пушкой и пулеметом. Эти устройства могут быть выполнены в виде микрофонов или ларингофонов, прикрепленные к затвору пушки или корпусу пулемета. С использованием предложенного способа настройка системы понижения шума будет полностью автоматизирована, и осуществляться по реальным звуковым сигналам и всевозможным каналам. Например, на испытательном полигоне, во время учений или во время боевых действий.And, for example, a system for reducing noise in a tank may contain a number of additional devices 33 for receiving noise signals generated by a gun and a machine gun. These devices can be made in the form of microphones or laryngophones attached to the shutter of the gun or the body of the machine gun. Using the proposed method, the adjustment of the noise reduction system will be fully automated, and carried out on real sound signals and all kinds of channels. For example, at a test site, during exercises or during hostilities.

В качестве сигналов передаваемого сообщения и шумовых сигналов можно использовать не только звуковые и механические сигналы, но и сигналы другой физической природы, например тепловые сигналы, электромагнитные волны. Для этого необходимо использовать соответствующие датчики. Эти датчики позволяют формировать электрические сигналы, регистрирующие соответствующие физические процессы. Принцип работы систем при этом остается тем же.As signals of a transmitted message and noise signals, not only sound and mechanical signals can be used, but also signals of a different physical nature, for example, thermal signals, electromagnetic waves. To do this, use the appropriate sensors. These sensors allow the formation of electrical signals that record the corresponding physical processes. The principle of operation of the systems remains the same.

Аналогичным образом можно усовершенствовать робототехнику. Паразитные колебания и вибрация руки робота манипулятора или неизбежная выработка в опорно-поворотных устройствах различных машин и агрегатов (люфт) может компенсироваться во время работы с помощью описанного выше способа.Similarly, robotics can be improved. Spurious vibrations and vibration of the robot arm of the manipulator or the inevitable generation of various machines and assemblies (backlash) in the slewing rings can be compensated during operation using the method described above.

Например, с помощью этих способов можно компенсировать сложные колебания спутниковых антенных устройств, радиорелейных линий при воздействии на них ветра, града или колебания мостов, например, во время землетрясения. Подключение мощного вынесенного вычислительного узла может осуществляться тогда, когда это необходимо (во время непогоды или землетрясения). В другое время удаленный сервер будет обслуживать других потребителей.For example, using these methods, it is possible to compensate for complex vibrations of satellite antenna devices, microwave links when exposed to wind, hail, or bridges, for example, during an earthquake. Connecting a powerful remote computing node can be carried out when necessary (during bad weather or earthquake). At other times, the remote server will serve other consumers.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предложенные системы передачи сообщений и/или системы для активного понижения шумов могут быть использованы в различных электронных системах связи или управления, например в радиотехнике для качественной передачи звуковых сигналов, в системах снижения шумов или в системах компенсации вибрации. Например, способ можно применять при разработке новых систем амортизации транспортных средств и более точного управления всевозможными узлами и агрегатами транспортных средств, машин, механизмов.The proposed message transmission systems and / or systems for actively reducing noise can be used in various electronic communication or control systems, for example, in radio engineering for high-quality transmission of sound signals, in noise reduction systems, or in vibration compensation systems. For example, the method can be used in the development of new systems for depreciation of vehicles and more precise control of all kinds of components and assemblies of vehicles, machines, mechanisms.

Claims (10)

1. Способ передачи сообщений любой физической природы с использованием обратной связи, заключающийся в формировании обрабатываемых электрических сигналов, многополосной обработке электрических сигналов, осуществляемой посредством первого блока обработки сигналов, формировании электрических сигналов на выходе первого блока обработки сигналов, их усилении и преобразовании в сигналы той же физической природы, что и передаваемые сообщения, излучении сигналов в канал передачи до места получения сообщения, отличающийся тем, что часть обрабатываемых электрических сигналов передают по вспомогательному каналу во второй блок обработки сигналов, который находится в другом месте по отношению к первому блоку обработки сигналов, осуществляют в нем, по крайней мере, многополосную обработку электрических сигналов, поступающих на его входы и формируют, на выходе второго блока обработки сигналов выходные электрические сигналы, которые посредством вспомогательного канала возвращают в первый блок обработки сигналов для формирования электрических сигналов на его выходе.1. A method of transmitting messages of any physical nature using feedback, which consists in the formation of the processed electrical signals, multiband processing of electrical signals by the first signal processing unit, the formation of electrical signals at the output of the first signal processing unit, their amplification and conversion into signals of the same physical nature, as well as transmitted messages, the emission of signals into the transmission channel to the place of receipt of the message, characterized in that part of the sample abutable electrical signals are transmitted via an auxiliary channel to a second signal processing unit, which is located in a different place relative to the first signal processing unit, at least multiband processing of electric signals arriving at its inputs is carried out in it and is formed at the output of the second unit signal processing output electrical signals, which through an auxiliary channel are returned to the first signal processing unit for generating electrical signals at its output. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что многополосная обработка электрических сигналов состоит в многополосной согласованной фильтрации электрических сигналов с выхода источника сообщения на выход или выходы первого блока обработки сигналов, при этом электрический сигнал обратной связи формируют вблизи места получения сообщения и используют его для автоматизации процесса многополосной согласованной фильтрации сигналов источника.2. The method according to claim 1, characterized in that the multi-band processing of electrical signals consists in multi-band matched filtering of electrical signals from the output of the message source to the output or outputs of the first signal processing unit, while the electrical feedback signal is formed near the place of receipt of the message and use it to automate the process of multi-band matched filtering of source signals. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что многополосная обработка электрических сигналов состоит в многополосной согласованной фильтрации электрического сигнала с выхода источника сообщения на выход или выходы первого блока обработки сигналов и осуществляют многополосную обработку сигналов шума, сформированных близи источника шума, при этом электрический сигнал обратной связи формируют вблизи места получения сообщения и используют его для автоматизации процесса многополосной согласованной фильтрации сигналов источника и процесса активного понижения шума.3. The method according to claim 1, characterized in that the multiband processing of electrical signals consists in multiband matched filtering of the electrical signal from the output of the message source to the output or outputs of the first signal processing unit and multiband processing of noise signals generated near the noise source, while the electric a feedback signal is formed near the place of receipt of the message and use it to automate the process of multi-band matched filtering of the source and process signals Will lower noise. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналами сообщений являются звуковые или механические сигналы.4. The method according to claim 1, characterized in that the message signals are sound or mechanical signals. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного канала связи используют каналы Интернет, а в качестве второго блока обработки сигналов используют Интернет-сервер с соответствующим программным обеспечением.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Internet channels are used as an auxiliary communication channel, and an Internet server with appropriate software is used as the second signal processing unit. 6. Применение способа передачи сообщений любой физической природы, охарактеризованного в п.1 в качестве способа активного понижения шумов.6. The use of a method for transmitting messages of any physical nature, characterized in paragraph 1 as a method of actively reducing noise. 7. Применение способа по п.6, отличающееся тем, что многополосная обработка электрических сигналов состоит в многополосной обработке сигналов обратной связи, которыми являются электрические сигналы шума, сформированные вблизи места понижения шума, при этом многополосная обработка сигналов заключается в фильтрации принятых сигналов шума не менее чем на два узкополосных сигнала, установке фазы или времени задержки, а также уровня узкополосных сигналов, которые обеспечивают эффект понижения шума в месте его понижения, выходные сигналы первого блока обработки формируют из обработанных таким образом узкополосных сигналов.7. The application of the method according to claim 6, characterized in that the multiband processing of electrical signals consists in multiband processing of feedback signals, which are electrical noise signals generated near the place of noise reduction, while multiband processing of signals consists in filtering the received noise signals at least than two narrow-band signals, setting the phase or delay time, as well as the level of narrow-band signals, which provide the effect of noise reduction in the place of its reduction, the output signals are not Vågå processing unit is formed of the thus treated narrowband signals. 8. Применение способа по п.6, отличающееся тем, что многополосная обработка электрических сигналов состоит в многополосной обработке электрических сигналов шума, которые формируют вблизи места расположения источника шума и сигналов обратной связи, которыми являются электрические сигналы, формируемые вблизи места понижения шума, при этом многополосная обработка сигналов заключается в фильтрации каждого из электрических сигналов не менее чем на два узкополосных сигнала, экспериментальном подборе фазы или времени задержки, а также уровня узкополосных сигналов принятого шума, которые обеспечивают эффект понижения шума в месте его понижения и снижение уровня электрических сигналов, формируемых вблизи места понижения шума, выходные сигналы первого блока обработки формируют из обработанных таким образом узкополосных сигналов принятого шума, а узкополосные сигналы обратной связи используют для оценки эффекта понижения шума.8. The application of the method according to claim 6, characterized in that the multi-band processing of electrical signals consists in multi-band processing of electrical noise signals that form near the location of the noise source and feedback signals, which are electrical signals generated near the place of noise reduction, wherein multiband signal processing consists in filtering each of the electrical signals into at least two narrow-band signals, experimentally selecting the phase or delay time, as well as the level I narrow-band signals of received noise, which provide the effect of noise reduction in the place of its reduction and lowering the level of electrical signals generated near the place of noise reduction, the output signals of the first processing unit are formed from the thus-processed narrow-band signals of received noise, and narrow-band feedback signals are used to evaluate noise reduction effect. 9. Применение способа по п.6, отличающееся тем, что сигналами шумов являются звуковые или механические сигналы.9. The application of the method according to claim 6, characterized in that the noise signals are sound or mechanical signals. 10. Применение способа по любому из пп.6-9, отличающееся тем, что в качестве вспомогательного канала связи используют каналы Интернет, а в качестве второго блока обработки сигналов используют Интернет-сервер с соответствующим программным обеспечением.10. The application of the method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the Internet channels are used as an auxiliary communication channel, and an Internet server with appropriate software is used as the second signal processing unit.

Images