ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Mengenai prinsip operasi penekan hingar. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Audio Isu pengurangan hingar dalam peranti rakaman magnet terus menarik perhatian amatur radio dan pengguna peralatan audio. Ini difasilitasi oleh penggunaan meluas perakam pita import yang dilengkapi dengan pelbagai sistem pengurangan hingar. Kekurangan maklumat adalah sebahagiannya disebabkan oleh fakta bahawa arahan pengendalian untuk peralatan tidak mengandungi maklumat tentang pelaksanaan khusus dan penggunaan sistem terbenam. Akibatnya, pelbagai spekulasi tersebar, tetapi masalah dengan kualiti pembiakan bunyi kekal. Pertama, perlu diperhatikan bahawa perkataan "penekan hingar" merujuk kepada dua jenis sistem yang berbeza secara asasnya: satu daripadanya direka untuk menghilangkan bunyi yang sudah ada dalam fonogram (dalam bahasa Inggeris Denoiser), dan yang satu lagi adalah untuk mencegah pengumpulan bunyi semasa penghantaran atau rakaman isyarat (Noise Reductor) . Kekaburan ini sering menimbulkan kekeliruan dan salah faham, oleh itu, untuk menunjukkan sistem jenis pertama dalam persekitaran profesional, adalah kebiasaan untuk menggunakan perkataan Inggeris "donizer" untuk membezakannya daripada sistem jenis kedua. Denoiser yang terkenal ialah penapis dinamik (DNL, DNR, HUSH, "Mayak"), yang prinsipnya berdasarkan pengurangan serentak keuntungan dan isyarat dan hingar di bahagian spektrum yang berasingan (biasanya HF), di mana berguna isyarat boleh diabaikan. Kelebihan mereka ialah kesesuaian mereka untuk bekerja dengan mana-mana sumber isyarat, tetapi kelemahan serius mereka ialah kehilangan beberapa maklumat yang tidak dapat dielakkan. Pada masa kini, denoizer digunakan terutamanya untuk "membersihkan" rakaman lama (atau secara teknikalnya tidak berjaya). Mereka jarang digunakan dalam peralatan rumah tangga, biasanya hanya sebagai alat tambahan: selepas semua, untuk mendapatkan hasil yang optimum, pelarasan manual atau automatik pada fonogram tertentu diperlukan. Denoiser profesional boleh dilaksanakan sebagai peranti berasingan (analog atau digital), atau sebagai program untuk komputer. Sebagai contoh, mari kita ambil pakej perisian NoNoise daripada Sonic Solutions. Anda akan mendapat idea tentang karyanya dengan mendengar cakera "The Beatles Live at the BBC". Denoizer analog berkualiti tinggi yang diketahui pengarang telah dilaksanakan oleh Orban. Penapis dinamik lima jalur ini mempunyai keupayaan unik untuk menganalisis tahap dan jenis isyarat, menghalang bunyi berkumandang dan perkusi frekuensi tinggi bernada rendah daripada dimakan. Sistem jenis kedua (Dolby, dbx, High-Corn. Super-D, dsb.) memproses isyarat dua kali: kali pertama sebelum rakaman atau penghantaran, dan kali kedua semasa penerimaan atau main semula. Oleh itu, mereka juga dipanggil pelengkap, berbeza dengan sistem jenis pertama, yang secara konvensional dipanggil bukan pelengkap. Memandangkan operasi sistem pelengkap adalah berdasarkan penggunaan gabungan pemampat dan pengembang julat dinamik, ia sering dipanggil compander atau ringkasnya compander (COMpressor + exPANDER). Compander biasanya memberikan pengurangan hingar yang lebih besar dan kurang herotan isyarat muzik daripada denoizer. Walau bagaimanapun, mereka mengenakan keperluan tertentu pada saluran penghantaran penerimaan (atau main balik rakaman) dan, akibatnya, lebih "berubah-ubah" digunakan. Idea asas, tetapi tidak kontroversial, yang berasaskan semua sistem pengurangan hingar (USB), dan bukan hanya compander. adalah satu andaian. bunyi itu menjejaskan persepsi hanya isyarat yang lemah, dan dengan isyarat yang kuat (volume tinggi) ia tidak didengari kerana kesan menutup bunyi yang lemah dengan yang lebih kuat. Jika anda mengikut logik ini, tahap hingar tidak perlu diubah sama ada semasa ketiadaan dan dengan kehadiran isyarat berguna. Iaitu, peningkatan dalam tahap hingar mutlak dengan peningkatan tahap isyarat dianggap boleh diterima dan tidak dapat dilihat oleh telinga. Andaian ini membuka jalan kepada pembinaan sistem compander, di mana pekali penghantaran kedua-dua bahagian (pemampat dan pengembang) berubah bergantung pada tahap isyarat. Dalam amalan, ini bermakna isyarat lemah dikuatkan sebelum dihantar ke saluran penghantaran (contohnya, perakam pita), manakala isyarat kuat melalui tidak berubah (atau malah lemah). Operasi ini dipanggil mampatan julat dinamik. Di hujung saluran yang lain, penukaran songsang dilakukan, akibatnya isyarat dibawa ke julat tahap asal, dan hingar daripada isyarat lemah dikurangkan. Adalah jelas bahawa apabila melaksanakan sistem sedemikian, julat dinamik, diukur sebagai nisbah isyarat dihantar maksimum kepada bunyi tanpa ketiadaan isyarat, boleh melebihi nisbah yang sama yang diukur untuk saluran penghantaran itu sendiri. Adalah jelas bahawa ia ialah digit pertama (sebagai besar) yang muncul sebagai nilai julat dinamik dalam ciri UWB. Walau bagaimanapun, ia lebih mencirikan julat tahap isyarat input yang boleh diterima, manakala nisbah isyarat-ke-bunyi dengan kehadiran isyarat (iaitu, nisbah isyarat-ke-bunyi serta-merta) ditentukan terutamanya oleh ciri-ciri saluran penghantaran itu sendiri. . Tanpa mengambil langkah tambahan, sebagai contoh, pembetulan frekuensi khas, penggunaan sistem berbilang jalur atau penyama tindak balas frekuensi dinamik, nisbah isyarat-ke-bunyi dengan kehadiran isyarat tidak boleh melebihi itu untuk saluran tanpa penekan hingar. Ringkasnya, jika hingar dalam saluran boleh didengar walaupun pada tahap isyarat maksimum, tidak ada faedah daripada menggunakan companding. Walaupun tidak menyenangkan, ini adalah keadaan yang berlaku dalam kebanyakan kes. Ia berkait dengan fakta bahawa andaian yang meluas bahawa sebarang bunyi yang kuat menyebabkan tidak dapat didengar (menopeng) sebarang bunyi yang lemah, termasuk bunyi, secara amnya tidak betul. Pakar dalam psikoakustik (sains tentang keistimewaan persepsi manusia terhadap bunyi) beberapa dekad yang lalu membuktikan fakta bahawa fenomena masking hanya beroperasi dalam julat frekuensi terhad, terutamanya berhampiran frekuensi isyarat kuat (penutup). Ini paling jelas dicerminkan oleh apa yang dipanggil "lengkung topeng" (Rajah 1, 2), yang mana, khususnya, ia mengikuti bahawa dengan kehadiran bunyi jalur sempit dengan kenyaringan sehingga 90...95 latar belakang2, pendengaran manusia pada beberapa frekuensi masih dapat membezakan bunyi , terletak berhampiran ambang pendengaran tanpa adanya isyarat pelindung. Dan hanya peningkatan dalam jumlah melebihi 95 von membawa kepada penurunan refleks dalam sensitiviti, melindungi telinga daripada kerosakan.
Oleh itu, telinga manusia mempunyai sejenis pemampat julat dinamik, yang membolehkan ia berfungsi dengan isyarat dalam julat dinamik kira-kira 130 dB, sementara pada masa yang sama mempunyai julat dinamik yang dirasakan (semerta) kira-kira 90 dB. Oleh itu, jika terdapat bunyi isyarat dan herotan tidak melebihi ambang mutlak kebolehdengaran atau - 90 dB berbanding dengan tahap isyarat maksimum (dengan mengambil kira sensitiviti pendengaran yang tidak sekata), maka bunyi atau herotan tidak akan didengari di bawah mana-mana keadaan (dan isyarat). Walau bagaimanapun, syarat ini tidak disediakan walaupun oleh kebanyakan penguat, apatah lagi perakam pita. Oleh itu, pendekatan lain adalah lebih realistik: adalah perlu untuk mengambil langkah-langkah untuk memastikan bahawa apabila menghasilkan semula pelbagai isyarat, spektrum bunyi dan produk herotan sistem penghantaran bunyi adalah serendah mungkin di bawah lengkung pelindung isyarat ini. Khususnya, untuk produk herotan intermodulasi, ini bermakna adalah sangat tidak diingini untuk menghasilkan nada perbezaan apabila memproses isyarat frekuensi tinggi, serta jumlah nada daripada isyarat frekuensi rendah. Pada masa yang sama, herotan harmonik nada asas mungkin mempunyai tahap -50 dB dan kekal tanpa disedari. Bagi bunyi, sifat persepsi mereka berbeza daripada bunyi "tersusun". Keupayaan pendengaran manusia untuk melihat bunyi bergantung pada spektrum dan kadar perubahan isyarat berguna, dan nisbah isyarat-ke-bunyi yang dibenarkan dengan kehadiran isyarat dengan tahap 85...95 dB (berbanding dengan ambang pendengaran) berjulat dari 40...45 dB dengan isyarat yang cepat berubah dan jalur lebar berguna, sehingga lebih kurang 75...85 dB untuk nada tulen, terutamanya di tepi jalur frekuensi audio. Secara purata ia adalah 50...65 dB. Berdasarkan ini, kita boleh mengatakan bahawa dalam rakaman magnetik, penindas hingar compander dalam kebanyakan kes berfungsi "di ambang kerosakan." Walaupun dengan penyelarasan sempurna antara pemampat dan pengembang, jika saluran rakaman-main semula mempunyai nisbah isyarat-ke-bunyi dengan kehadiran isyarat maksimum kurang daripada 80 dB, mungkin terdapat situasi di mana hingar masih boleh didengari. Tahap hingar relatif dalam saluran rakaman dan main balik perakam pita analog, walaupun tanpa isyarat, sebagai peraturan, tidak mencapai -80 dB. Muncul dalam huraian beberapa perakam pita isi rumah (contohnya, Tandberg SE-20), nilai ini dicapai melalui penggunaan pembetulan frekuensi bukan standard, tetapi dengan kehilangan kapasiti beban lampau pada frekuensi yang lebih tinggi. Selain itu, dengan adanya isyarat, tahap hingar dalam perakam pita analog sentiasa meningkat, berjumlah nilai dari -35 hingga -60 dB pada tahap isyarat nominal. Bunyi yang meningkat ini disebabkan oleh kehadiran isyarat, dan berkadar secara kasar dengan tahap isyarat. Itulah sebabnya ia dipanggil bunyi modulasi. Apabila merakam nada tulen pada tahap nominal, spektrum hingar modulasi pada perakam pita berkualiti baik terdiri daripada dua komponen: jalur sisi yang agak sempit disebabkan oleh amplitud palsu dan modulasi frekuensi isyarat yang dirakam, dan hingar jalur lebar melebihi tahap hingar jeda sebanyak 10...25 dB bergantung pada frekuensi isyarat dan kualiti pita. Jalur sisi, melainkan jumlah tahapnya melebihi -40...-46 dB, dengan lebarnya yang kecil (kurang daripada 5...8% daripada frekuensi pusat), hampir tidak boleh didengari, kerana ia berada di bawah lengkung pelindung yang sepadan (Rajah 3a dan 3b).
Komponen jalur lebar, apabila mengeluarkan semula nada tulen, sering didengari (dalam bentuk bunyi "kotor") walaupun pada perakam pita induk studio, kerana tahap keseluruhannya jarang di bawah -50 dB berbanding tahap isyarat. Malangnya, terdapat hanya dua cara untuk mengurangkan tahap komponen jalur lebar bunyi modulasi: meningkatkan kualiti pita dan meningkatkan lebar trek rakaman (setiap penggandaan memberikan keuntungan hanya 3 dB). Bunyi modulasi menyebabkan banyak masalah: setiap pukulan pada kekunci piano disertai dengan bunyi berderak, seolah-olah dialas dengan kertas, paip bass organ berdehit banyak, alat rentetan mula menyerupai alat tiup, pasir "jatuh keluar” daripada simbal, dsb. Dengan cara ini, sebab utama perbezaan yang boleh didengari apabila Penggunaan pelbagai jenis pita magnetik adalah perbezaan dalam magnitud herotan intermodulasi dan dalam tahap (serta pergantungan frekuensi) bunyi modulasi. Satu-satunya cara untuk mengurangkan keterlihatan peningkatan bunyi jalur lebar dengan kehadiran isyarat - yang dipanggil "bernafas" atau "mengepam" - adalah dengan memperkenalkan pembetulan frekuensi sedemikian ke dalam isyarat yang dirakam supaya pembetulan frekuensi songsang semasa main balik melemahkan bahagian spektrum hingar yang tidak bertopeng oleh isyarat berguna (Gamb. 4).
Pembetulan kekerapan ini boleh dilakukan dalam beberapa cara. Yang pertama dan paling jelas ialah membahagikan spektrum isyarat kepada jalur yang berasingan, yang masing-masing mempunyai compander sendiri. Terima kasih kepada ini, kehadiran isyarat yang kuat dalam salah satu band tidak membawa kepada bunyi bising pada yang lain. Seperti yang telah lama ditubuhkan, untuk memastikan kualiti pengendalian sistem sedemikian yang boleh diterima, empat hingga tujuh jalur diperlukan, yang sangat merumitkan reka bentuk penekan hingar dan menjadikan operasinya kritikal terhadap ketepatan tindak balas frekuensi main semula rakaman. saluran. Oleh itu, Dolby-A empat hala yang dibina berdasarkan prinsip ini memerlukan pelarasan tindak balas frekuensi perakam pita dengan ralat tidak lebih daripada ±0,3...0,5 dB. Kaedah kedua yang lebih mudah ialah menggunakan litar penyamaan frekuensi tetap, dipilih sedemikian rupa sehingga bagi kebanyakan isyarat, tindak balas frekuensi hampir kepada optimum untuk menyekat hingar jalur lebar disediakan. Kualiti operasi sistem sedemikian sangat bergantung pada pemilihan ciri pembetulan yang kompeten. Pendekatan serupa digunakan dalam kebanyakan compander jalur lebar (High Com, ADRS, dbx, dll.). Malangnya, ciri-ciri pembetulan dalam compander jalur lebar yang diketahui oleh pengarang adalah jauh dari optimum. Kaedah ketiga ialah menggunakan compander dengan tindak balas frekuensi adaptif, yang secara automatik menyesuaikan dengan spektrum isyarat input. Pendekatan ini (dalam kombinasi dengan rantai dengan tindak balas frekuensi tetap) dilaksanakan dalam sistem Dolby-S/SR. Sifat perubahan dalam ciri frekuensi pemampat ditunjukkan dalam Rajah. 5. Sistem dengan tindak balas frekuensi penyesuaian, sebagai peraturan, memproses nada tulen tunggal dan instrumen suara tunggal dengan sempurna, tetapi pada isyarat sebenar, keupayaan penyesuaian, sayangnya, terhad. Oleh itu, dalam sistem Dolby-S/SR, dengan adanya isyarat jalur lebar, "menarik" frekuensi pertengahan semasa rakaman berhenti. Semasa main balik, ini membawa kepada "kejayaan" bunyi dan herotan dalam julat frekuensi daripada kira-kira 500...800 Hz hingga 2...4 kHz ("pertengahan tidak semulajadi").
Sudah tentu, gabungan kaedah ini juga mungkin. Semua kaedah yang dibincangkan di atas menganggap bahawa ciri masa dan tahap pemampat dan pengembang adalah sama, dan saluran rakaman-main semula tidak memesongkan struktur isyarat. Dalam amalan, anda tidak boleh bergantung pada ini, jadi ralat penjejakan tidak dapat dielakkan berlaku dalam sistem compander. Pengaruh mereka pada isyarat akhir sangat bergantung pada reka bentuk sistem, tetapi turun terutamanya kepada dua perkara: herotan proses naik dan turun bunyi, yang mengubah timbre mereka, dan rupa gangguan operasi (klik dan pop) . Sebab utama kemunculan klik dan pop adalah, sebagai contoh, fakta berikut. Apabila pemampat bertindak balas dengan cepat kepada lonjakan tahap isyarat (contohnya, apabila bertepuk tangan), semua frekuensi dalam jalur yang diproses oleh pemampat dilemahkan serentak. Disebabkan oleh peralihan fasa, komponen frekuensi yang berbeza tiba di pengembang dengan perbezaan masa, tetapi diproses secara serentak. Akibatnya, ralat nadi muncul dalam isyarat output dan, dengan itu, klik tindak balas (lihat Rajah 6a dan 6b).
Bagi ralat dalam tahap isyarat, selalunya ia timbul disebabkan oleh ralat dalam tindak balas frekuensi atau pekali penghantaran saluran main balik rakaman. Satu lagi punca ralat ialah modulasi amplitud parasit bagi isyarat dalam saluran main balik rakaman. Dan akhirnya, pada tahap isyarat yang rendah, masalahnya ialah penembusan pelbagai bunyi ke dalam litar kawalan pemampat atau pengembang. Untuk mengurangkan penembusan gangguan frekuensi radio (dan frekuensi infra-rendah), input compander mesti mempunyai penapis laluan jalur yang memotong isyarat dengan frekuensi di luar jalur frekuensi audio. Ketiadaan penapis sedemikian sering membawa kepada ketidakupayaan penahan bunyi dalam keadaan sebenar. Ia adalah tepat kerana keadaan di atas bahawa bunyi perakam pita yang dilengkapi dengan mana-mana compander yang diketahui tidak akan bebas daripada masalah. Malangnya, penekan hingar compander yang sempurna (atau hampir sempurna) tidak wujud hari ini. Selain itu, sehubungan dengan pembangunan teknologi digital, perhatian utama pembangun UWB tertumpu kepada penciptaan denoizer. Walau bagaimanapun, kerja untuk menambah baik compander masih dijalankan. Perkembangan yang berjaya termasuk, sebagai contoh, compander dalam saluran audio sistem rakaman video VHS-HiFi. Namun begitu, perakam kaset yang dihasilkan secara besar-besaran masih menggunakan Dolby-B/C, dan kurang kerap Dolby-S atau dbx. Oleh itu, setiap kali sebelum menekan butang, perlu difikirkan sama ada benar-benar perlu menggunakan compander ini untuk rakaman ini? Dan jika rakaman asal pada CD adalah kualiti purata, dan perakam pita. Pengarang: S. Ageev, Moscow Lihat artikel lain bahagian Audio. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Kandungan alkohol bir hangat
07.05.2024 Faktor risiko utama untuk ketagihan perjudian
07.05.2024 Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam
06.05.2024
Berita menarik lain: ▪ Cara mesra alam untuk membakar metana ▪ Alam semesta diancam oleh tenaga gelap ▪ Robot lembut seperti serangga Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian tapak Bateri, pengecas. Pemilihan artikel ▪ artikel Lebih baik mati segera daripada hidup menanti kematian. Ungkapan popular ▪ artikel Pemampat mesin ZIF-55. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ artikel Perlindungan kakisan katodik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |