203625. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés hangfrekvenciás, kistorzitású dinamika-módositó (kompresszor, expander) vezérlő egyenfeszültségének előállítására
1 HU 203 625 B 2 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés, mellyel hangfrekvenciás, kistorzítású dinamika-módosító (kompresszor, expander) áramkör vezérlő egyenfesziiltsége állítható elő, amely vezérlő egyenfeszültség fázistolással, illetve fázistolást megvalósító áramköri hálózattal van megvalósítva. Dinamika-módosító berendezéseket ott használnak általában, ahol hangfrekvenciás jeleket dolgoznak föl, mint például rádióstúdiók, hanglemezfölvétellel foglalkozó intézmények. Lehetséges fölhasználási területe különböző hangfrekvenciás berendezések zajcsökkentő áramköreiben van. Hangfrekvenciás dinamika-módosító berendezéseknél általános gond, hogy harmonikus torzításuk a mélyebb frekvenciák felé növekszik, továbbá a rövidebb visszafutási idők felé ugyancsak növekszik, ami azt eredményezi, hogy a torzítás minden frekvencián létezik, de a mélyebb frekvenciák felé számottevőbb. Ismeretes a szakirodalomból és az általános gyakorlatból, miszerint a dinamikamódosítás alapelve az, hogy csatlakozópontok közé adandó U„ szabályozó egyenfeszültség egy egyenfeszültségre változó értékű impedanciájú eszköz impedanciáját változtatja olyan értelemben, hogy—pl. kompresszornál — a csatlakozópontok között keletkező hangfrekvenciás váltófeszültség amplitúdónövekedése kevésbé követi a bemenő váltófeszültséget, tehát például kétszeres bemenőfeszültség változás ennél kisebb értékű kimenőfeszültség változást eredményez. (Expandernél ez a feszültségváltozás nagyobb, mint kétszeres.) Komprimálásnál tehát egyenfeszültségre változó értékű impedanciájú eszköz értéke bemenő váltófeszültség növekedésére csökken, amit a bemenő váltófeszültségből előállított U_ szabályozó egyenfeszültség okoz. Az üyen , egyenfeszültségre változó értékű impedanciát megvalósító eszköz lehet diódakombináció, FET, vagy egyéb alkalmas félvezető eszköz, közös jellemzőjük, hogy a használatos munkapontban a rajtuk eső váltófeszültségre nézve is nem-lineáris tulajdonságúak. Az eredő torzítást tehát egyrészt e nem-lineáris tulajdonságuk, másrészt a szabályozó egyenfeszültség egyenirányításból származó és szűrés után is megmaradó hullámossága okozza. (’’Modulációs torzítás”). Az egyenirányítás általában kétoldalasán történik, és például a kompresszor visszafutási időállandóját lényegileg a szűrőkondenzátor és az ezt kisütő ellenállás határozza meg. A fölhasználás során esetedként kívánatos rövid visszafutásnál ennek az egyenf eszültségnek nagyobb lesz a hullámossága, így az eredő kimenőjel torzítása is. Másik ismert megoldási elv az, amikor a csatlakozási pontok közé szarzóáramkörrel megvalósított erősítő van kapcsolva. Ez a megoldás az egyenfeszültség hullámossága szempontjábó, valamint a működés szerint is azonos az előző megoldással. A szorzóerősítőt egyenfeszültséggel változtatható erősítésű erősítőként vehetjük a működés szempontjából. Ez impulzusvezérelt kapcsoló is lehet, ahol az impulzus szélessége arányos a szabályozó egyenfeszültség pillanatnyi értékével. A szorzóerősítő kimenőjele a bemenő váltófeszültség és az U_ szabályozó egyenfeszültség szorzata, így a szabályozó egyenfeszültség hullámossága itt is része a kimenőfeszültségnek, tehát torzítását is okozza, jóllehet, a szokásos munkaponti tartományban a szorzóerősítő torzítása a bemeneti hangfrekbenciás feszültségre nézve elegendően kicsi. Az előbbiekben ismertetett alapelven működő kompresszor, expander áramkörök egyike az EMT PDM kompresszor, expander, limiter, amelyben a szabályozó egyenfeszültség alapvetően egy egyszerű kétoldalas egyenirányítóval van megoldva úgy, hogy a dinamikájában módosítandó jelből ellenütemű erősítő kimenetén lévő hangfrekvenciás feszültség egy transzformátort hajt meg, melynek szekunder oldala táplálja a két diódából álló egyenirányítót. Ennekldmenőjelét ellenállásból és szűrőkondenzátorból álló integráló egység előszűri, majd egy egyenfeszültségű erősítő egyéb célú jelfeldolgozásra teszi alkalmassá. Az integráló ellenállás és az integráló kondenzátor tovább csökkenti a szabályozásra használandó jel hullámosságát. Egy kisütőellenállással szabályozható a dinamikamódosítás visszafutási időállandója, csökkentésével ez a visszafutási időállandó csökken, egyben az előállított szabályozó egyenfeszültség hullámossága nő, így a teljes berendezés kimenő hangfrekvenciás jelének torzítása is. Ismeretes továbbá az AUDIO+DESIGN kompresszor, limiter készülék, amelynél a dinamikájában módosítandó jelből származó bemenőfeszültségből fázisfordító tranzisztor egyenlő értékű kollektor- és emitterellenállás segítségével ellenfázisú jeleket állít elő. E két jelből, egy-egy erősítőn, valamint a hozzájuk csatlakozó egy-egy diódán átjutva a bemenő hangfrekvenciás váltófeszültség amplitúdójával arányos, kétoldalasán egyenirányított, szüretien jel keletkezik. Ezt szűrőkondenzátor szűri. A szűrőkondenzátor kisütéséről egy ellenállás gondoskodik. Ezen érték csökkentésével a szabályozó egyenfeszültség hullámossága nő, így a dinamikájában módosított jel torzítása is nő. Mérések szerint az ismertetett szabályozófeszültség előállítási módszert alkalmazó berendezések a mélyfrekvenciás tartományban, a legrövidebb beállítható visszafutási időknél 4-7%-os harmonikus torzítást is okoznak, míg ettől eltérő körülmények között 0,1 -0,2% az üzemi torzításuk. Az US 4422049 lajstromszámú szabadalmi leírásban a dinamikájában módosítandó jelből két, viszonylag rövid, de egymástól eltérő időállandójú jel különbsége van képezve. Ez a különbségi jel az U_ vezérlő egyenfeszültség. Ez a megoldás Ids bemenőjelek esetén is gyors vezérlő egyenfeszültség-fölfutásra és viszonylag kis egyenirányító RC időállandókkal is lassú visszafutásra képes. Ily módon alacsony frekvenciákon is viszonylag kis hullámosságot ad, melynek következtében a fő hangjel torzítása csökkenthető ugyan, de valódi műsorjel esetén, pl. nagy szint után gyorsan következő halk hangokra az áramkör nem mindig feltétlenül az általában megkívántak szerintviselkedik. Ez abban mutatkozik meg, hogy a nagy szint 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
