Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 106
Текст из файла (страница 106)
3.10.11. Аыолитулио-чаототиыа характеристики фильтров в частОтных «орракторах вышения разборчивости информационных передач, улучшения соотношения громкости звучания речи и музыки, для выдерживания нормированного или заданного значения пиковых уровней. Основные принципы построения АРУр. В большинстве случаев АРУр состоят нз основного (управляемого) и управляющего (УК) каналов.
Основной канал содержит одно или несколько управляемых звеньев (УЗ), коэффициент передачи которых меняется в зависимости от управляющего воздействия. Последнее вырабатывается в УК на основе заданного закона регулирования и зависит от уровня ЗС на выходе игили входе АРУр. В простейшем случае УК состоит из детектора и сглаживающего фильтра, выделяющих огябающую, в наиболее сложном он включает в себя анализаторы ЗС, линейные и нелинейные преобразователи, вычислительные устройства. Возможны схемы АРУр и без УК. В ннх параметры УЗ меняются под воздействием управляемого сигнала (например, мостовая и нотенциометрическая аналоговые схемы АРУр на терморезнсторах). Применимы и более сложные схемы АРУр без УК, построенные на принципах гомоморфной обработки сигнала.
По форме представления регуляруемого и управляющего сигналов различаются аналоговые системы, аналоговые с цифровым управлением н цифровые АРУр. В эависнмостя от времени регулирования АРУр бывают безынерционными (мгновенного действия) и инерционными, в которых параметрм изменяются много медленнее, чем мгновенные значения ЗС. Безынерционные преобразователи используют, как правило, только при двойном преобразовании (см.
ниже). По прняципу управления различают разомкнутые, замкнутые н комбинированные системы. К разомкнутым относят системы, регулнруквцие усиление УЗ по входному сигналу (системы с прямой регулировкой), а также системы дистанционного и программяого управления. В последних усиление УЗ изменяется по закону, задаваемому извне, например от внешнего управляющего устройства, Примером регулятора с дистанционным управлением является нроссфгйдгр (рис.
3.10.12), в котором одновременно регулируются Рис. 3.!0.12. К объяснению лриикила работы крософеэлера два сигнала: один выводится, другой вводится. При подаче Е,„» на вход управления 1 ЗС П,х1 вводится, (гаю выводится, при подаче Е,к» на вход 2 — наоборот. Режим функционирования задается вручную с пульта управления нли программным способом. Кроссфейдеры используют, например, в автоматизированном АПБ (время регулирования — секунды и доли секунды), при электронном монтаже фонограмм (время регулирования †до, единицы и десятки миллисекунд). К замкнутым системам относятся АРУр, в которых управление осуществляется по выходному сигналу (системы с обратной регулировкой). По сравнению с разомкнутыми они имеют ряд преимуществ, свойственных системам с ОС: большее быстродействие, стабильность характеристик системы, более простое УК, менее жесткие требования к УЗ.
Недостатки — воэможность нарушения устойчивости в целом, ухудшение переходных характеристик, невозможность гостроення ограничителя без превышения установленного номинального уровня. В комбинированных систгмак управление осуществляется н по входному, и по выходному сигналам. Если цепи прямого н обратного управления функционируют одновременно, система позволяет реализовать преимущества как замкнутой, так и разомкнутой систем. При разновременном функционировании в одной системе могут быть реализованы две разные характеристики, например, на малых уровнях одна, на больших — другая. По регулируемой величине различаются регуляторы уровня напряжения, громкости, тока и мощности в нагрузке.
Регуляторы напряжения наиболее распро. странены и часто называются преобразователями динамического диапазона ЗС. С их помощью ДД сжимается, ограничивается сверху и снизу и т. д. В АРУр громкости уровень ЗС под воздействием управляющего сигнала изменяется в определенной степени адекватно его субъективной громкости. Регуляторы тока н мощности в нагрузке, как правило, входят в систему защиты мощных усилителей. Если регулируется одна величина, система называется одномерной, при нескольких регулируемых величинах †многомерн, В адаптивных системах в УК вводят дополнительный блок адаптации, который изменяет режим работы АРУр в зависимости от характера сигнала (речь, музыка), от его пик-фактора, значения среднего уровня, спектрального состава и т.
д. Назначение систем двойного преобразования (компандерных) — борьба с шумами. Осуществляют компрессирование сигнала на входе канала с шумами и зкспандирование (т. е. восстановление исходного ДД) на выходе. В простых компандерных системах, применяемых в основном на линиях связи, проявляются заметные на слух динамические искажения. В студийном оборудовании, в основном в магнитофонах и при грамзаписи, применяют более сложные высококачественные системы двойного преобразования Оо1Ь1, Ч(с(ог, бЬх и др. Различают два режима работм АРУр — установившийся и переходный и соответственно статические и динамические параметры. К статическим относятся амплитудная статическая характеристика и степень преобразования ДД, к динамическим — времена установления и восстановленяя.
Статическая амплитуднан харшсгеристика — зто зависимость выходного напряжения от входного 11 мх= =!((1вх) или в логарифмическом масштабе )(йвх). По форме амплитудной характеристики различают АРУр, изображенные на рис. 3.10,13, Компрес- бьмх АУ Рмс. 3.10.13. Статпчеохве амплитудные хврвктермотвкм автоматзчесхпх регуляторов уровня (а — усилитель, Э вЂ” компрессор, в — ограпвчвчель, г — вкспвнлер, д — шумаполлвптель) сор (рис. 3.!0.13,б) предназначен для сужения ДД.
Его коэффициент передачи с увеличением амплитуды входного сигнала уменьшается. В логарнфмическом масштабе это отображается прямой, угол наклона которой меньше 45'. Если коэффициент передачи начинает уменьшаться только после определенного порогового уровня (й„р), компрессор называют пороговым. Обычно его строят по схеме с обратной регулировкой. Ограничитель максимальных уровней (рис. 3.10.13, э) служит для ограничения ДД сверху и представляет собой пороговый компрессор с очень большой степенью компрессирования. Экспандер (рис. 3.10.13,г) расширяет ДД.
Его коэффяпиент передачи растет с увеличением уровня входного сигнала. Экспандирование может осуществляться до установленного порогового уровня, после которого устройство работает как линейный четырехполюснию Шумоподазигель (рис.3.10.13,д) является ограничителем минимальных уровней, имеет малый коэффициент передачи для сигналов, уровень которых ниже порогового, и большой для сигналов с уровнем выше порогового. Таким образом, в паузах передачи, когда шумы наиболее заметны, усиление тракта передачи снижается.
Регулятор со сложной статической характеристидод представляет собой сочетание устройств с различными статическими характеристиками, напрямер компрессора с ограничителем, шумоподавнтеля с компрессором и т. д. Степень или коэффициент преобразования характеризуется отношением регулируемой части выходного диапазона к регулируемой части входного: К 20!8(А(!вмх/а(увх). При сложном преобразовании определяется отдельно для каждого участка регулируемого ДД. В линейном усилителе он равен 1, при компрессировании и ограничении находится в пределах от 1 до О, при экспандировании — больше 1. Время устаноэления 1уо — интервал от начала переходного процесса при включении тонального сигнала на входе до момента, при котором сигнал на выходе достигает уровня, на 2 дБ отличавшегося от уровня в установившемся режиме.
Время восстановления уволок — интервал между моментом ступенчатого уменьшения уровня тонального входного сигнала и моментом, при котором сигнал на выходе системы достигает уровня, на 2 дБ отличающегося от уровня в установившемся режиме. В ограничителях, выполняющих защитные функции, 1уоч обычно выбирается в пределах от нескольких десятков микросекунд до 5 мс, в обычных компрессорах в пределах 0,5...10 мс, в компрессорах, сжимающих диапазон средних значений, оно увеличивается до 150...200 мс. Время восстановления существенно зависит от характера ЗС: для речевых сигналов оптимальное 1„„,= 150...500 мс, для музыкальных увеличивается до 1 .
3 и даже 5 с. В АРУр часто автоматически изменяются Гвоо, в зависимости от характера ЗС, чаще всего пик-фактора. 5. Устройства обработки ЗС на основе времени 6й задержки. Служат для задержки ЗС, создания искусственной реверберации и других звуковых эффектов. Линии задержки (ЛЗ) задерживают ЗС иа определенный интервал и при самостоятельном использовании предназначены для изменения локализации источника прн стереозаписи, для выравнивания времени запаздывания ЗС от различных источников в студиях записи, для задержки сигналов, приходящих к слушателю в озвучиваемых помещениях, н т. п. Время задержки т„ изменяется от единиц до сотен миллисекунд и даже до нескольких секунд (например, для регулирования и обработки ЗС с упреждением) ВЛЗ должен быть обеспечен большой ДД, поскольку они могут включаться непосредственно в студийный тракт.
По принципу действия ЛЗ делят на акустические, магнитофонные и цифровые. Акустическая ЛЗ основана на использовании времени распространения звуковой волны в воздушной среде (в трубке). Время тв,л определяется расстоянием от излучателя до микрофона, расположенных в трубке. Она требует Й становки в акустически изолированных помещениях. агнитофонная ЛЗ использует запись на кольцевой магнитной ленте с несколькими воспроизводящими головками.
Значение т„„ задается расстоянием между зазорами головок записи и воспроизведения. Преимущество магнитофонных ЛЗ вЂ” легкость получения больших т„ , недостаток — быстрый износ ленты н головок, малое значение ОСШ. Иифроэан ЛЗ основана на задержке цифрового сигнала, осуществляемой с помощью регистра сдвига или ЗУ с произвольной выборкой. В первом случае т„изменяется относительно крупными ступенями переключением отводов регистров сдвига, во втором— задержанный сигнал может считываться с любой ячейки памяти, и таким образом обеспечиваются мелкие шаги переключения. При использовании в аналоговом тракте на входе и выходе блока задержки устанавливаются АЦП и ЦАП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
