Устройство для сжатия и расширения

 

307493

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сояз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК Н 03g 7/00

Заявлено 15.IV.1968 (№ 1232185/26-9) с присоединением заявки ¹ 1232186/26-9

Приоритет

Опубликовано 21.VI.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 04Х111,1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.395.665.1 (088.8) Автор изобретения

А. T. Баланов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ И РАСШИРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ПЕРЕДАВАЕМЫХ СИГНАЛОВ

Известны устройства для сжатия и расширения динамического диапазона передаваемых сигналов, в цепи управления которых используются датчики э. д. с. Холла.

С целью уменьшения постоянной времени электромагнита при одновременном упрощении схемы и повышения устойчивости ее работы в предлагаемом устройстве к выходу фильтра в цепи управления подключен усилитель постоянного тока с глубокой отрицательной обратной связью, имеющий электромагнит в цепи анода.

Кроме того, между фильтром в цепи управления и усилителем постоянного тока включается исто пгик постоянного напря>кения задержки, а выходные электроды датчика Холла соединены с отдельной обмоткой входного трансформатора.

На фпг. 1 представлена блок-схема сжимателя динамического диапазона передаваемых сигналов; на фиг. 2 — блок-схема расширителя динамического диапазона передаваемых сигналс в.

Сжиматель динамического диапазона передаваемых сигналов содержит усилитель основного канала 1, напряжение U> с выхода которого поступает на выпрямитель 2. Выпрямленное напряжение поступает на фильтр

8, предназначенный для фильтрации основной астоты и гармоник сигнала. Отфильтрованное напряжение с нагрузки 4 фильтра поступает на вход усилителя постоянного тока 5, в цепи катода которого включено сопротивление обратной связи 6 и конденсатор 7 малой емкости, выполняющие функцию корректирования переходной характеристики фильтра в области малых времен. Нагрузкой усилителя постоянного тока 5 является электромагнит 8, 1п включенный последовательно с источником анодного питания 9. Входные электроды датчика 10 Холла, размещенного в воздушном зазоре электромагнита 8, питаются напряжением U с выхода усилителя основного канала 1. Напряжение на выходных электродах датчика Холла, имеющее частоту и форму входного сигнала и огибающую, пропорциональную кьадрату огибающей выходного сигнала, кладывается в противофазе со входным

2п напряжением U>. Разностное напряжение

Ug — Ас 1,, где А, — постоянный коэффициент, зависящий от параметров датчиков !

О Холла и параметров цепи управления, уси25 ленное усилителем основного канала 1 в К раз, равняется (U — A,U2 ) К=02. При достаточно большой глубине отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель основно3О го канала 1, т. е. при выполнении условия

307493

3

AñК 1г+1=АсК 1г, огибающая напряжения на выходе сжимателя Уг=)/ л. Таким образом, т А, сжиматель обеспечивает уменьшение динамического диапазона передаваемых сигналов с

dиг. dи1 коэффициентом сжатия т, =: =О,о, где

Иг Иг

dU и dU> — дифференциалы соответствующих напряжений.

Расширитель динамического диапазона передаваемых сигналов содержит входной трансформатор 11 с одной первичной и тремя вторичными обмотками, одна из которых подключена ко входу выпрямителя 12. Выпрямленное выпрямителем с2 и отфильтрованное фильтром Ы напряжение с сопротивления нагрузки 14 фильтра 18 поступает на вход усилителя постоянного тока сб, в цепи катода которого включено сопротивление обратной связи 1б и конденсатор малой емкости 17.

Электромагнит 18 включен в анодную цепь усилителя постоянного тока 15 последовательно с источником анодного питания сл. Входные электроды датчика 20 Холла, размещенного в воздушном зазоре электромагнита 18, питаются входным напряжением Ьг от отдельной обмотки входного трансформатора

ll. Напряжение на выходных электродах датчика 20 Холла, имеющее частоту и форму входного сигнала и огибающую, пропорциональную квадрату огибающеи входного сигнала, складывается в фазе со входным напряжением арИг, снимаемым с отдельной обмотки входного трансформатора 11 с помощью переменного сопротивления 21 (величина постоянного коэффициента ар определяется положением движка переменного сопротивления 21) . Су ммарное напряжение

Qp Ug+ApU, где Ap — постоянный коэффициент, величина которого определяется параметрами датчика 20 Холла и параметрами цепи управления, является выходным напряжением расширителя, т. е. U =àðU +AðU, Переменное сопротивление 21 служит для точного согласования системы сжиматель-расширитель, т. е. для выполнения условия —.— = 1, в том случае, когда в сжиматеиг иг иг иг ле для сигналов с минимальным уровнем условие А,KU +1-=A,KUð выполняется с большей погрешностью, чем это допустимо. В этом случае условие точного согласования выпол1 няется при Ар=А, и ар — — —, поэтому можно

К считать ар — — — =0, т. е. расширитель обеспе1

К чивает увеличение динамического диапазона

4 передаваемых сигналов (из=АрU ) с коэф из . иг фициентом расширения т = —: = 2, где

И, Иг диг и dU — дифференциалы соответствующих напряжений.

B предлагаемом устройстве благодаря шунтированию сопротивления обратной связи b в цепи катода усилителя постоянного тока 5 конденсатором 7 малой емкости наблюдается коррекция фронта нарастания импульса, поступающего с сопротивления нагрузки 4 фильтра 3.

Эффективность действия этой коррекции больше, чем в импульсных усилителях, что объясняется большим временем нарастания поступающего на вход усилителя постоянного тока 5 напряжения и наличием в анодной цепи индуктивности L электромагнита, препятствующего появлению выбросов на переднем фронте импульса выходного тока, в результате чего увеличивается глубина обратной связи. Кроме того, в данном случае нет необходимости заботиться о величине коэффициента усиления по напряжению усилителя постоянного тока б (этот коэффициент усиления может быть даже меньше единицы), что также позволяет увеличить эффективность действия коррекции. sa счет включения конденсатора малой емкости 7 время установления тока в электромагните (а следовательно, и время срабатывания датчика Холла) может быть уменьшено по сравнению с временем установления напряжения на выходе фильтра 8 в десять и более раз. Так как постоянная времени восстановления (разряда) фильтра обычно на один-два порядка больше, чем постоянная времени установления (заряда) фильтра, то цепь коррекции переходной характеристики практически не оказывает влияния на переходну.ю характеристику в области больших времен, т. е. пульсации выпрямленного напряжения в нелинейные искажения, вызываемые ими, при этом не увеличиваются. При небольшом увеличении постоянной времени усановления фильтра и соответствующем выборе элементов коррекции время срабатывания датчика Холла и нелинеиные искажения, обусловленные пульсациями выпрямленного напряжения, уменьшаются одновременно.

Увеличение постоянной времени установления фильтра достигается включением резисторов

22 на входе выпрямителей 2 и 12 в сжимателе и расширителе, что одновременно приводит к снижению нелинейных искажений, обусловленных влиянием выпрямителя 2 и 12 на основной канал в сжимателе и расширителе.

Таким образом, значительно уменьшается время срабатывания датчиков Холла в сжимателях и расширителях и, следовательно, значительно снижаются динамические искажения при быстрых изменениях уровня входного сигнала.

307493

Предмет изобретения

17

Фиг. 2

Составитель А. Мерман

Редактор T. И. Морозова Техред А. А. Камышникова Корректор О. И. Волкова

Заказ 2170/16 Изд. Хе 903 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр, Сапунова, 2

1. Устройство для сжатия и расширения динамического диапазона передаваемых сигналов, содержащее в цепи управления выпрямитель, фильтр, электромагнит и датчик Холла, служащий в качестве элемента управления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения постоянной времени электромагнита при одновременном упрощении схемы и повышения устойчивости ее работы, к выходу фильтра в цепи управления подключен усилитель постсяпного тока с глубокой отрицательной обратной связью, имеющий электромагнит в цепи анода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между фильтром в цепи управления и усилителем постоянного тока включен источник постоянного напряжения задержки.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что выходные электроды датчика Холла

lo соединены с отдельной обмоткой входного трансформатора.