Усилитель записи с автоматической регулировкой уровня — SU 1583977 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК О/00 5 б ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ИТЕТ РЫТИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И СИ С АВТО РОВКОЙ УРОВ(54) УСИЛИТЕЛЬ ЗАП МАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛ И НЯ(57) Устройство служит дл го регулирования уровня за ных электрических сигна управляемый аттенюатор тель 3, амплитудный дете вающий фильтр 6. Новы является введение второ выпрямителя 8 и связанног ного ключа 9, переключаю времени сглаживающего ф воляет значительно подавит ния шумов в паузах зап нала, благодаря чему об сокое качество записанных(71) Конструкторское бюро Орион (72) А. Н. Лесик(56) Белов И. Ф. и др. Справочник по бытовой приемно-усилительной аппаратуре. - М.: Радио и связь, 1984, с. 155.Ганзбург М. Д. Ответы на вопрось бителей магнитной записи звука.Радио и связь, 1985, с. 39 - 40. я автоматическописи низкочастотлов и содержит 2, первый усиликтор 5, сглажим в устройстве го усилителя 7, о с ним электрон- щего постоянную ильтра 6, что позь эффект нарастаисываемого сигеспецивается выфонограмм. 3 ил.Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня звуковых сигналов и может быть использовано в технике звуковой записи, например в усилителях записи магнитофонов.Цель изобретения - снижение выходного уровня шумов в паузах при сохранении динамического диапазона.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - варианты выполнения принципиальной схемы; ца фиг. 3 - временные диаграммы работы.Усилитель записи содержит входную шину 1, к которой через управляемый аттецюатор 2 подключен вход первого усилителя 3, выход которого связан с выходной шиной 4 и через первый амплитудный детектор 5 и фильтр 6 нижних частот - с управляющим входом аттецюатора 2, второй усилитель 7, входом подключенный к выходу первого усилителя 3, а выходом через второй амплитудный детектор 8 к входу электронного ключа 9, который коммутирует постоянную времени фильтра 6.Усилитель работает следующим образом.Входной сигнал с входной шины 1 через регулируемый аттецюатор 2 подается ца вход линейного усилителя 3, с его выхода сигнал поступает ца выходную шину 4 и после детектирования детектором 5 на вход фильтра6, с выхода которого полученное напряжение управления подается на управляющий вход аттецютора 2. Детектор 8 должен иметь такую полярность, чтобы в случае увеличения уровня сигнала ца входе усилителя 3 полученное напряжение управления снижало коэффициент передачи аттенюатора и, таким образом, уровень сигнала на выходе усилителя 3 поддерживался неизменным. Если уровень сигнала на выходе усилителя 3 превь 1 шает определенный порог (цорог выбирается оптимальным для конкретно заданных характеристик усилителя), то выходное напряжение детектора 8 открывает ключ 9, при этом постоянная времени фильтра 6 минимальна и обеспечивает оптимальное значение времени восстановления уровня записи (АРУЗ) для проведения высококачественной записи фонограмм. Если уровень сигнала на выходе усилителя 3 ниже порога (режим Пауза), ключ 9 закрыт и постоянная времени фильтра увеличивается на одиндва порядка, соответственно увеличивается время восстановления АРУЗ, а эффект нарастания шумов в паузах между фонограммами значительно снижается.Управляемый аттенюатор (фиг. 2) образуют резистор К 1 и полевой транзистор ЧТ 1, конденсатор С 1 является разделительным, резисторы К 4, К 5 образуют делитель напряжения и обеспечивают начальное смещение на неинвертирующем входе операционного усилителя, который выполняет роль первого усилителя. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Первый амплитудный детектор выполнен на транзисторе ЧТЗ и диоде ЧР 1, сочетание транзистора и диода обеспечивает высокую крутизну детектирования и хорошие вентильные свойства амплитудного детектора. Резисторы К 9, К 10 обеспечивают оптимальный режим работы амплитудного детектора, конденсатор Сб является разделительным. В состав фильтра входят конденсаторы С 2, СЗ, резисторы К 2, КЗ, Кб, транзистор ЧТ 2 служит. электронным ключом, обеспечивающим коммутацию постоянной времени сглаживающего фильтра. Второй усилитель выполнен двухкаскадным на транзисторах ЧТ 4, ЧТ 5, конденсатор С 7 - разделительным, резисторы К 12 - К 15 задают режим работы усилителя.Второй амплитудный детектор подключен к выходу второго усилителя через разделительный конденсатор С 8, он содержит диоды ЧР 2, ЧРЗ, конденсатор С 5, резистор К 8.Управляющее напряжение в схеме формируется следующим образом.Начальное смещение на базе ЧТЗ равно О, транзистор закрыт и напряжение на его коллекторе близко к потенциалу положительной шины питания, к диоду ЧР 1 прикладывается обратное напряжение и он находится в запертом состоянии. Если амплитуда положительной полуволны с выхода первого усилителя превышает напряжение открывания транзистора ЧТЗ, напряжение на его коллекторе стремится к потенциалу общей шины, диод ЧР 1 отпирается и напряжение ца сглаживающем фильтре уменьшается, сопротивление канала ЧТ 1 уменьшается, снижается коэффициент передачи управляемого аттенюатора, а следовательно, и напряжение на выходе первого усилителя. В результате амплитуда сигнала на выходе первого усилителя поддерживается близкой к заданному уровню, который устанавливается подстроечным резистором К 10. Время срабатывания АРУЗ (время переходного процесса при скачкообразном увеличении входного сигнала) зависит от значений резисторов Кб, КЗ и конденсаторов С 2, СЗ, время восстановления АРУЗ (время переходного процесса при скачкообразном уменьшении входного сигнала) определяется значением конденсаторов С 2, СЗ и резистора К 2, при этом ключ на транзисторе ЧТ 2 замкнут. Рассмотренные процессы работы усилителя с АРУЗ являются известными и типовыми. Особенностью данного усилителя с АРУЗ является наличие второго усилителя, детектора и элекгроццого ключа, коммутирующего постоянную времени сглаживающего фильтра.Второй усилитель выполнен на транзисторах ЧТ 4, ЧТ 5. Если его коэффициент усиления выбрать в пределах 30 - 100, то ключ на транзисторе ЧТ 2 будет открыт, пока уровень сигнала на выходе первого усилителя не снизится ниже минус 30 - 40 дБ отно 15839775сительно максимального уровня, который поддерживается системой АРУЗ. В резиме паузы, когда уровень сигнала снизится примерно на 50 дБ, электронный ключ закроется.Если электронный ключ открыт, постоянчая времени заряда сглаживающего фильтра приблизительно равна К 2(С 2+СЗ) и ее значение выбирается 5 - 1 О с.В режиме паузы, когда электронный ключ закрыт, время заряда сглаживающего фильт,ра определяется (К 2+ Ку)(С 2+СЗ), где К - сопротивление закрытого ключа, определяется обратным током коллектора Ч 12, Для .того, цтобы нарастание шумов в паузах между фонограммами не проявля,.чось, должно выполняться условие К:К 2, т. е. в электронном ключе необходимо использовать транзистор, обладаюц 1 ий малым обратным током коллектора, например тица К 13107 Б, при этом время восстановления АРУЗ будет не менее 50 - 100 с.На диаграмме а (фиг. 3) показан сигнал, подаваемый на входную шину, на диаграмме О - отображение сигнала на выходной шине, на диаграмме в - управляющее напряжение на входе аттенюатора Ватвор ЧТ 1, на диаграмме г - напряжение коммутации на входе ключа - база транзистора ЧТ 2, на диаграмме д - измерение напряжения на выходе ключа - кол,лектор ЧТ 2. На временном интервале 1. - 11 сигнал на входной шине имеет неизменный уровень, в момент (1 сигнал скачком возпастает, при этом на выходной шине сигнал сначала тоже возрастает, но затем с постоянной времени срабатывания АРУЗ приближается к исходному уровню, так как рроисходит уменьшение управляющего напряжения и коэффициент передачи управляемого делителя снижается.В момент Ь уровень входного сигнала Скачком снижается, при этом сигнал на Выходной шине сначала тоже снижается, а затем с постоянной времени восстановления АРУЗ возрастает к исходному уровню.В момент времени (з входной сигнал снижается до уровня помех и шумов - режим Пауза, при этом уровень сигнала на выходной шине также уменьшается, напряжение коммутации на входе электронного ключа снижается ниже уровня открывания ключа И в результате ключ закрывается, время восстановления АРУЗ значительно увеличивается, и управляющее чапряжение остается практически неизменным до момента прихода нормального уровня сигнала - момент времени (4, после чего ключ снова 10 открывается.Таким образом, в паузах между фонограммами усилитель с АРУЗ запоминает уровень ранее поступившего сигнала и поддерживает усиление неизменным до прихода нового сигнала. Указанный алгоритм работы функционально аналогичен ручному регулированию уровня записи оператором, так как при отсутствии сигнала усиление остается неизменным до тех пор, пока не появит ся информация об уровне записываемогосигнала.В результате усилитель позволяет исключить режим ручного регулирования даже если паузы между фонограммами значительны по длительности, что повышает комфорт 25управления аппаратурой звукозаписи.Формула изобретенияУсилитель записи с автоматической регу лировкой уровня, содержащий входную шину, первый усилитель, управляемый аттенюатор, связывающий входную шину с входом первого усилителя, выход которого подключен к выходной шине и через первый амплитудный детектор и фильтр нижних частот - к управляющему входу аттенюатора, отличающийся тем, что, с целью снижения выходного уровня шумов в паузах при сохранении динамического диапазона, в него введены последовательно соединенные второй усилитель подключенный входом к выхо ду первого усилителя, второй амплитудныйдетектор и электронный ключ, связанный выходом с дополнительным управляющим входом фильтра нижних частот.комитета по изобретениям сква, Ж - 35, Раушская кий комбинат Патент, г Редактор Л. Зайцева Заказ 2257 ВНИИПИ Государственного 113035, Мо Г 1 роизводственно-издательСоставитель Н. МТехред А. КравчукТираж 48 енкоКорректор М.Подписноеоткрытиям принаб д. 4/5Ужгород, ул. Га черявая НТ СССРина, 101