Интегральный шумоподавитель для магнитофона

 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам шумопонижения для магнитофонов, основанным на принципе динамической фильтрации шумов, и найдет применение как в самой аппаратуре магнитной записи, так и при изготовлении интегральных микросхем шумоподавителей. Целью изобретения является повышение надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания. Интегральный шумоподавитель содержит перестраиваемый активный двухзвенный фильтр 1 нижних частот с полевыми транзисторами 4 и 5 в каждом звене 2 и 3 блок 14 управления. Новым в шумоподавителе является введение в каждое звено идентичного по структуре дополнительного полевого транзистора (транзистора 19 с нагрузкой 22 в звене 2 и транзистора 25 с нагрузкой 28 в звене 3), операционного усилителя (соответственно 18 и 24) и новые связи между известными и введенными элементами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 11 В 20/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM

ПРИ ГННТ СССР .

1 (21) 4410585/24-10 (22) 18.04.88 (46) 30.01.90. Вюл. Р 4 (72) В.В. Андрианов, В.В. Лебедев, А.И. Рыбалко> О,Ф. Таргоня и А.П. Шишкарь (53} 681.846 (088.8) (56) Патент CUA Ф 4207543, кл. С 11 В 5/02, 1980 °

Авторское свидетельство СССР

В 1099323, кл. С 11 В. 5/02, 1984. (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ШУМОПОДАВИТЕЛЬ ДЛЯ

МАГНИТОФОНА (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам шумопонижения для магнитофонов, основанным на принципе динамической фильтрации шумов, и найдет применелие как в самой аппаратуре магнитной

„„SU» 1539834 А1 записи, так и при изготовлении интегральных микросхем шумоподавителей.

Целью изобретения является повышение надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания.

Интегральный шумоподавитель содержит перестраиваемый активный двухзвенный фильтр 1 нижних частот с полевыми транзисторами 4 и 5 в каждом зве- не 2 и 3 и блок 14 управления. Новым в шумоподавителе является введение в каждое звено идентичного по структуре дополнительного полевого транзис тора (транзистора 19 с нагрузкой 22 в звене 2 и транзистора 25 с нагрузкой 28 в звене 3}, операционного уси- а лителя (соответственно 18 и 24), и новые связи между известными и введенными элементами. 1 ил.

1539834

И 3<>C) pQ I c н >ге 0 I носится K IlpHG<>po

còð<> -IIIII> л имени<> к устройстнлм шумопс>ниже«ля для магнитофонов,обеспечивающим динамическую фильтрацию 5 шумогз, и может найти применение в кас.сетних магнитофонлх преимуществе««о переносгськ моделей, а также при изг<>товлении интегральных микросхем шумоподлвителей для магнитофонон и 10 другой звукотехнической аппаратуры.

Целью изобретения является повы"

1 ение надежности устройства.

Нл чертеже приведена схема шумоПоданителя. 1

Интегральный шумоподавитель для

Магнитофона содержит перестраивлемый фильтр 1 нижних частот, в частотно" зявисимьгх звеньях 2 и 3 которого в качестве управляемых напряжением резистов использованы полевые транзис торы 4 и 5 МДП-тина, выполненные в составе интегральной схемы (ИС), а в качестве реактивных элементов используготся конденсаторы 6 и 7 (эти зле- 25 менты являются внешними по отношеlIIIlo к ИС и показаны условно за пределами звеньев 2 и 3), усилитель 8 напряжения с ограниченным коэффициентом усиления, образованный, например, операционным усилителем 9 и резистором 10, 11 в цепи отрицательной обратной связи. Вход 12 и выход 13 перестраиваемого филыра 1 нижних частот представляют собой соответственно вход и выход шумоподавителя в целом.

Входной сигнал с вывода 12 на перестряивлемьсй филыр 1 обычно подается через повторитель напряжения (условно показан пунктиром), 40

В состав шумоподавителя входит также блок 14 управления, имеющий по крайней мере один вход 15 и два управляк>щих выхода (выходные шины)

16 и 17, причем вход 15 соединен с входом перестраинаемого фильтра 1, а выходы 16 и 17 соединены с затворами полевых транзисторов 4 и 5 для подачи управляющих напряжений, изменяющих частоту среза перестраиваемого

Ъильтра 1 и полосу пропускания шумоподавителя в целом.

В состав частотнозависимого звена

2 дополнительно введены также операционный усилитель 18 и полевой тран55 зистор 19, включенный по схеме истокового повторителя напряжения с нагрузкой 20, причем в качестве нагрузки

20 услов«о изображен генератор тока °

Структура дс ггсцг>гитеиьн< го. с> I< «. < . транзистора 19 ид< нти сня с груктурс: осггс нного полевого тря«лис тс>ря 4. И«нертирующий вход onep;IIIIII>III«>I <> у< и гптеля 18 соединен nglloI>pewe»I!< с Ilc-током, подложкой дополнительн< го полс вого транзистора 19 и его нягpyзкой

20. Неинвертирующий вход оперяционного усилителя 18 непосредст«ен«о соединен с подложкой, л чере-I резисторы 21 и 22 со стоком и истоком полевого транзистора 4, выход усилителя 18 подключен к затвору дополнительного полевого транзистора 19 и через резистор 23 — к затвору основного полевого транзистора 4 звена 2. В частотнозявисимое звено 3, подобно звену 2, дополнительно введены и аналогичным образом соединены операционный усилитель 24, полевой транзистор 25 с нагрузкой 26 (в виде генератора тока) и резисторы 27, 28 и 29. Питающее напряжение положительной и отрицательной полярности подается соответственно через выводы 30 и 31 относительно общей шины 32.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания на стоках и истоках полевых транзисторов 4, 5 и неинвертирующем входе операционного усилителя 9 устанавливается нулевое по отношению к общей шине

32 напряжение, оно же оказывается приложенным и к неинвертирующим входам дополнительных операционных усилителей 18 и 24. Так как инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя находятся практически под одним и тем же потенциалом (в силу высокого усиления операционного усилителя и глубокой обрат" ной связи), такое же напряжение устанавливается и на истоках дополнительных полевых транзисторов 19 и 25 °

На выходах операционных усилителей 18 и 24 не связанных с ними затворах основных и дополнительных полевых транзисторов (4 и 19 для звена 2 и 5 и 25 для звена 3) в ре" зультате устанавливается напряжение (начальное напряжение смещения полевых транзисторов 4 и 5 перестраиваемого фильтра 1), которое определяет начальную частоту среза шумоподавителя. Знак и величина этого напряжения определяются видом использованных полевых транзисторов (встро153983-

1О

30 дов.

55 енный или индуцпрованный канал) .

Так, для транзисторов с индуцированным (т.е. нормально непроводящим) каналом р-типа -.указанное напряжение имеет отрицательный знак, а для транзисторов со встроенным (т.е. нормаль" о проводящим) каналом р-типа это напряжение оказывается положительным.

При таком выполнении шумоподавитель функционирует нормально независимо от того, как — с индуцированным или со встроенным каналом — выполнепы полевые транзисторы ЩП-типа устройства, поскольку в обоих случаях обеспечивается начальное смещение транзисторов 4 и 5 перестраиваемого фильтра

1, а значит, обеспечивается установка его начальной частоты среза и, следовательно, начальной полосы пропускания шумоподавителя в целом.

Дальнейшее управление полосой пропускания перестраиваемого фильтра 1 происходит путем изменения управляющего напряжения на затворах полевых транзисторов 4 и 5 относительно х начального значения. Блок 14 управления вырабатывает это напряжение на управляющих выходах 16 и 17 в зависимости от текущего значения энергетического спектра входного сигнала с учетом психофизиологических особенностей восприятия сложных звуков.

При отсутствии сигнала на входе

12 полоса пропускания шумоподавителя устанавливается обычно равной 1600+-800 Гц. В этом случае на выход 13 проходит ограниченная указанной полосой лишь низкочастотная часть шумовых компонент.

Появление на входе 12 устройст»а сигналов с достаточно широким амплитудно-частотным спектром вызывает появление на управляющих выходах 16 и 17 блока 14 управления напряжения соответствующей величины, которое, складываясь с начальным напряжением на затворах транзисторов

4 и 5, приводит к соответствующему увеличению проводимостей каналов этих транзисторов. Частота среза перестраиваемого фильтра 1 увеличивается, соответственно расширяется и полоса пропускания шумоподавителя. Предельное значение полосы пропускания обычно достигает 20-30 кГц. При сужении спектра входного сигнала частота среза перестраиваемого фильтра

1 снова возвращается к своему начально".<у значению (. а счет уменьшения

»еличины управляющего напряжс ния, »ы. рабатываемог о блоком 14 управления), уменьшая по Iocv пропускания tll ìÎëÎ давителя и понижая таким образом уровень шума на его выходе 13.

Сравнительно простыми средствами в шумоподанителе осуществлена также ли»еаризация ".àðëêòåðèñòèê полевых транзисторов путем компенсации в них эффекта внутренней обратной связи, являющегося причиной нелинейных искажений. При помощи равных по величине резисторов 21, 22 и 27, 28 половина переменнс го напряжения, выделяющегося на каналах полевых транзисторов 4 и 5, постоянно приложена к затворам этих транзисторов, выполняющим роль нижних затворов, и одновременно через соответствующие усилители 1.8, 24 и разделительные резисторы 23 н 29 — к верхним затворам указанньгх транзисторов. Такое решение, обеспечивая снижение нелинейных искажений до приемлемого уровня, позволяет исключить из схемы разделительные конденсаторы большой емкости и одновременно упростить конструкцию интегральной схемы эа счет сокращения количества ее вывоформула и з обретения

Интегральный шумоподавитель для магнитофона, содержащий включенный

I между его входом и выходом перестраиваемый активный двузвенный фильтр нижних частот с полевыми транзисторами в каждом звене в качестве управляемых резисторов и блок управления полосой пропускания, управляющие выходы которого соединены с затворами полевьг транзисторов в звеньях, а вход подключен к входу шумоподавителя, отличающийся тем, что, с целью повьш ения надежности устройства при работе с пониженным напряжением питания, в каждое звено перестраиваемого фильтра введены дополнительный полевой транзистор и операционный усилитель,инвертирующий вход которого подключен к объединенным истоку, подложке и нагрузке дополнительного полевого транзистора, неинвертирующий вход через резисторы подключен к .стоку и истоку основного полевого транэис1539834

Составитель А. Лисицын

Техред М.Моргентал Корректор M.Ïoæî

Редактор И. Рыбченко

Заказ 222

Тира к 473

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно -издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðîä, ул. Гагарина, 101 тора звена и непосредственно - к его подложке, а выход операционного усилителя через резистор и непосредственно подключей к затворам соот нет ственно основного и дополнительног полевых транзисторов звена.