SU119204A1 - Method of compressing the dynamic range of audio signals - Google Patents

Description

Известны способы сжати  динамического диапазона звуковых сигналов при помощи компрессорных устройств.Known methods of compressing the dynamic range of audio signals using compressor devices.

Наиболее существенный недостаток подобных способов состоит в наличии значительных нелинейных искажений сигнала и невозможности применени  обратного регулировани  при высокой эффективности компрессора (глубокое регулирование).The most significant drawback of such methods is the presence of significant non-linear signal distortion and the impossibility of applying reverse control with high compressor efficiency (deep control).

Главна  причина, обусловливающа  высокий уровень нелинейных искажений компрессируемых сигналов, заключаетс  в непосредственном прохождении регулирующего напр жени  и его пульсации в основной канал усилени .The main reason for the high level of non-linear distortions of the compressible signals is the direct passage of the regulating voltage and its ripple into the main gain channel.

В описываемом способе указанный недостаток устранен изменением коэффициента усилени  схемы дл  боковых частот амплитудно-модулированного сигнала при посто нстве коэффициента усилени  сигнала несущей частоты. Коэффициент усилени  схемы дл  боковых частот измен етс  таким образом, чтобы при широком диапазоне изменений глубины модул ции на входе на выходе модул ци  оставалась бы почти посто нной .In the described method, this drawback is eliminated by changing the gain of the circuit for the side frequencies of the amplitude-modulated signal at a constant gain of the carrier signal. The gain of the circuit for side frequencies is varied so that, with a wide range of changes in modulation depth at the input, the modulation remains almost constant.

Коэффициент усилени  схемы дл  несущей частоты сохран ют неизменным , так как в противном случае регулирующее напр жение и его пульсации попадут в канал компрессируемого сигнала.The gain of the circuit for the carrier frequency is kept unchanged, since otherwise the regulating voltage and its ripple will fall into the channel of the compressed signal.

На фиг. 1 приведена одна из возможных блок-схем устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг. 2 - его принципиальна  схема.FIG. 1 shows one of the possible block diagrams of an apparatus for carrying out the proposed method; in fig. 2 - its basic scheme.

Компрессируемый сигнал посредством обычного усилител  /низкой частоты усиливаетс  до требуемой величины. С выхода этого усилител  сигнал поступает на вход балансного модул тора 2, на сетки ламп которого подаетс  также колебание с посто нной амплитудой от генератора высокой частоты 5. Выходное напр жение балансного модул тора 2, представл ющее собой напр жение боковых частот амплитудно-модулированного сигнала, усиливаетс  усилителем 4 с регулируемым коэффи . № 119204The compressible signal is amplified to a desired value with a conventional amplifier / low frequency. From the output of this amplifier, the signal is fed to the input of a balanced modulator 2, to the grids of lamps of which a oscillation with a constant amplitude from a high-frequency generator 5 is applied. amplified by amplifier 4 with adjustable coefficient. No. 119204

циентом усилени  и подаетс  на синхронный детектор 5. Напр жение от генератора высокой частоты 3 через усилитель 6 с посто нным коэффициентом усилени  также подаетс  на синхронный детектор 5 и служит синхронным напр жением при детектировании напр жени  боковых частот. Полученное на выходе синхронного детектора 5 колебание низкой частоты усиливаетс  усилителем 7 и поступает на выпр митель 8. Выпр митель 8 выполнен по схеме с задержкой, т. е. выпр мленное напр жение на его выходе по вл етс  только в том случае, когда амплитуда напр жени  на его входе превысит величину напр жени  задержки. Это напр жение всегда имеет отрица;тельную пол рность и подаетс  на сетки регулируемых ламп усилител  4. Поэтому при увеличении амплитуды входного сигнала коэффициент усилени  усилител  4 уменьшаетс , что прив дит к сужению динамического диапазона уровней боковых, частот, а следовательно , и выходного напр жени  усилител  7 (оно же выходное напр жение компрессора).Amplifier voltage is supplied to the synchronous detector 5. The voltage from the high-frequency generator 3 through the amplifier 6 with a constant gain factor is also fed to the synchronous detector 5 and serves as a synchronous voltage when detecting the side frequency voltage. The low-frequency oscillation received at the output of the synchronous detector 5 is amplified by the amplifier 7 and fed to the rectifier 8. The rectifier 8 is made according to a delayed circuit, i.e. the rectified voltage at its output appears only when the amplitude The voltage at its input will exceed the value of the delay voltage. This voltage always has a negative; polarity and is applied to the grids of adjustable lamps of amplifier 4. Therefore, as the amplitude of the input signal increases, the gain of amplifier 4 decreases, which leads to a narrowing of the dynamic range of the side, frequency, and consequently, output voltage amplifier 7 (it is the output voltage of the compressor).

Если на выходе синхронного детектора 5 фазовый сдвиг между напр жени ми несущей и боковых частот значительно отличаетс  от одного из значений f О, ir ,,...2тг,;... лтг , то на входе усилител  6 нужно поставить фазосдвигающую цепочку, позвол ющую получить требуемое значение (f n.If at the output of the synchronous detector 5 the phase shift between the carrier voltage and the side frequencies differs significantly from one of the values f 0, ir ,, ... 2tg,; ... ltg, then the phase-shifting chain must be placed at the input of the amplifier 6, allowing to get the desired value (f n.

Частота генератора 3 может быть выбрана любой, наиболее подход щей в каждом конкретном случае.The frequency of oscillator 3 can be chosen any that is most appropriate in each particular case.

Описанное построение схемы компрессора позвол ет:The described construction of the compressor circuit allows:

а)Практически полностью иск тючить нелинейные искажени  сигнала , обусловленные непосредственным прохождением регулирующего напр жени  и его пульсацией в тракт усилени  сигнала.б )Заметно уменьщить нелинейные искажени  сигнала вследствие нелинейности ламповых характеристик регулируемого усилител , так как нелинейные искажени  в усилител х высокой частоты меньще, чем в усилител х низкой частоты,a) Almost completely seek out nonlinear distortion of the signal due to the direct passage of the regulating voltage and its ripple to the signal amplification path. in low frequency amplifiers

в)Получить устойчивую работу схемы обратного регулировани  при практически полной нивелировке уровней звукового сигнала, т. е. при сжатии на 50-60 дцб, если уровень остаточной несущей на выходе балансного модул тора не слищком велик.c) Obtain stable operation of the reverse control circuit with a virtually complete leveling of sound signal levels, i.e., at a compression of 50-60 dB, if the level of the residual carrier at the output of the balanced modulator is not too high.

На схеме, представленной на фиг. 2, цепи, вход щие в блок и показан ные на фиг. I, заключены в пр моугольники, образованные штрих-пунктирными лини ми. В состав блока 8, кроме выпр мител  регулирующего напр жени , входит катодный повторитель, введенный в схему с целью увеличени  посто нной времени цеци зар да емкости нагрузки выпр мител .In the diagram shown in FIG. 2, the circuits included in the unit and shown in FIG. I are enclosed in rectangles formed by dash-dotted lines. In addition to the voltage regulator rectifier, unit 8 includes a cathode follower introduced into the circuit in order to increase the time constant of the charge accumulator load capacity of the rectifier.

В качестве синхронного детектора (лок 5) используетс  обычный диодный детектор, в цепь которого включены два контура: на одном из них создаетс  напр жение боковых частот, на втором - напр жение несущего колебани .As a synchronous detector (Lok 5), a conventional diode detector is used, the circuit of which includes two circuits: one of them creates a voltage of the side frequencies, the second - the voltage of the carrier wave.

Балансный модул тор (блок 2) построен  о схеме с нагрузкой в катодной цепи, что может несжолько улучшить стабильность его работы. Остальные цепи специальных по снений не требуют.A balance modulator (block 2) is built on a circuit with a load in the cathode circuit, which can unsuitably improve the stability of its operation. The rest of the chains do not require special explanations.

Предмет изобретени Subject invention

Способ сжати  динамического диапазона звуковых сигналов, отличающийс  тем, что, с целью исключени  н.елинейных искажений, звуковыми сигналами модулируют посредством балансового модул тора высокочастотные колебани , а снимаемые с него боковые частоты пропускают через усилитель с регулируемым коэффициентом усилени  и подаютThe method of compressing the dynamic range of audio signals, characterized in that, in order to eliminate linear distortions, sound signals are modulated by a balance modulator high-frequency oscillations, and the side frequencies removed from it are passed through an amplifier with an adjustable gain factor and served