Введение к работе
Актуальность прг.Дди. Прд застои или порода-о звуковых сесЛіокяЗ зсогдэ вознпкгот проблема согласования частотного и лпн2їпп9ского диапазонов сигналов, прздстапляэдЕ эти сообщения, с Згзизагагггньк» г:* характеристиками каналов. Необходимость согласовгпзя сцрздолгатся как требованиями рзхсгозуры, та:-: 2 стрзшгонгзч ухсньсить истатания, появлязоспосп при ігоохсйхоеіш сигнала через различные свинья аппаратуры, образугаюа эти канал;. Суіаствуют дзз основных источника яскяквнкя, .лорзым на котзр-и;
ГА.ТЯЗТСЯ Syi! СБОиЬОЗ. ПрЛ НвПрОрЬЭЛОМ ІЗНЗЛОГОБСМ) 011713.40
кеялзггия, зызвазжо действием пума, по сусостау проперцгонглкп.; сглепания сроднит гначзппЗ иегзестел пука п сигнала и убывает' с рссто.ч ГСГ30СТ2 сигнала. При преобразовании салила в Цгіфрсв.то йор-;у зтлеггчнез д«.2сг=г.ю окзгызгэт ayit квантования я вычислении с сгрзхтопзгз точностях) при сс'рсботко сигнала." Втерті источником, псягяяяаз яшезтея нэлизезпостн анплитудаьа характеристик зпзпратури. С уЕшгчопием ггатзюста сигнала эта искажения обычно уэглпнЕзктсл, причем пороговым образом в аналоговой аппаратуре фотзграфзтасяой sanzca в цг^резой аппаратуре обработки или записи езгнагоз. Из-за озстгпдогарнсста сигнала условия согласования сусостазшго еакеняэтся как во врзкэни,. в пределах одного сосбззшп, тгк а гри переходе от одного . сообщзнпя к другому и поэте;*? в- емпа ряда случаев се когут быть выполквными бзз сусэствогЕпго сгрззнчшшя ддапазопа ИЗІЮЕ9ЩЯ мощности сигнала.
В Ерозояпап всезддозазеях по повышению качества передачи сссб^сзгЛ csrsCcrro Еоглзггзт ситуации, когда дальшйно?/ рае^рзгз теэтетпего п л^^з^гелтз диапазонов каналов путе;А сз^:тгэ^стг.гг^!т псггосгзтг"лс: знопьез когэт бить достигнуто литі гг^гсГі ~ сг="Ггг^лігпго уагсЕггггл» что часто оконклгчосмл' г^п^тзсссСрссгэ. В с:г7 этого трсбуотся лучпээ использование ута г:::~т^тзл сгсл:-?.", чг: л обуслсппгсзтся ппторзс г: прпг'ЗЕзпгзз, в
ГГГГ^~~ ГГГГГЗ Л ГГГОЛГГТ рГЗЛЯЧПЬЗ: СІГСТеП аВГС7МТИЧ0СГСЭГ0
ТГЇГГГГТТ^'ГГГЛ "СТТГГГГМ {.'ГГП: Л"*ПТЗрЗЗ, ТТОТГфЗСССГЮЗ,
гаг.""'""^^ сгст-гг:, тз есть пострсеззгэ кзналоз с использованием
_ 4 -
массовой аналоговой аппаратуры. Появивсь также практическая возможность реализация систем АРУ на основе' цифровой обработки сигнала, открывшая новые перспективы развития таких систем и определяющая, следовательно, необходимость разработки принципов их построения.
Ограниченные возможности математического описания моделей источника сообщении и критериев минимизации искажения приводят к необходимости решения задач ограничения диапазона изменения мощности звукового сигнала в классе систем с заданной структурой, причем, весьма часто, систем с одним переменным параметром и прямой или(Обратной регулировкой этого параметра.
Так, дз их основе строятся АРУ радиоприемных устройств в безьнерционных каналах с замираниями <типа релеевского). Эти из (одгопараметрнческие) системы с успехом используются и для построения всех основных видов систем АРУ звукового сигнала. Именно этот тип систем (с переменным коэффициентом усиления) и используется в данной работе для решения проблемы ограничения пиковой мощности сигнала.
д±і2*-. класс систем - безынерционные непараметрическио системы АРУ - ис&г^ван Ю. М. Ишуткиным при рассмотрении методов преобразования огибающей звукового сигнала, основанных на моделировании звукового сигнала ого огибающей и фазой. В связи с примененном '' метода огибающей*' ив задачах анализа параметрических систем АРУ отметим здесь, что получение огибающей звукового сигнала (Ишуткин Ю. М., Плющзв В. Ы., "Техника кино и телевидения, 1883, )? .4, с. 3-6) требует применения технических средств , существенно отличных от детектора, используемого для формирования сигнала управления в параметрических системах АРУ.
Особенностью изучаемых в диссертации систем АРУ является принципиально инерционный и нелинейный характер их реакции на изменения преобразуемого сигнала, что обусловлено неаддитивностью параметра, по которому осуществляется регулирование,, по отношнею ко входному сигналу. По гфинцшгу регулирования они относятся к следящим системам порогового тала. Этими двумя фактории и определяется основная динамика процессов в АРУ. При внешнем сходстве задач автоматического регулирования усиления при радиоприеме и ограничении диапазона изменения мощности звукового сигнала кетода их решения и анализа существенно различны. В первом случае, ісагда несущая частота прзвшааеыого радиосигнала намного выше верхней частоты модулирующего сигнала и канальных процессов, мояво свести рассмотрение задач АРУ к изучения преобразований
.-8---
бгибгшзэи сигнала, поскольку несущая не содеркит полезной информации и, следовательно, ее искажения не прздставляюг прзктпчэсгаго интереса.
Псзтс.!у при дэхзтезз на входэ ЛГУ узкополссного сигнала с модгетаги ir~>:o::c:i:*KMZ огпэ'гх-щэй всзкоява аппроксимация детектор? Соз'^срстоаггм к .тлнзгзик чет^тогаэлюекнком. На лрзктико эти услзійя яггэт кзсто лппь Д.ГЛ узкого класса снгнзлоз/ Например, они ~V-pr~:.xr;::" у^з прз кахелярс-вгнпп ззукозого сягпзд-/ на входэ АГУ {просто*ji"M) тсгзльпыд хгаульсом, время пЕ.'іг.нопая огяДатсзЯ :-готорсі~, как г для езуксвого енпглла, сраззгха с п-зриодоя сотого
СТГГГЗЛ'і.
И-етгкеся тл ope лта скис результате анализа парз^етрдчрегек
скіїп: ЛІ3? ft&ra логуче-пу только з нриЗлтавцни кетода огкбгкцоЛ, в
рхсг.-: r.oroporci н-э удезядось цг.тучить достатньо точной , пцєкга
с.:-.г":.-м-: і-р:-;-::.тл:х г.гртгг.рт-'сг;:; сдетем, рзог'.язх в диапазоне
сг-7Ч"~'а: ^стст. Лггка^э с:?стр-ї АРУ звукового едгнага оставалась
;п.го ітсугхтлсй, а ртарябзтга практических систем прсзодн.тась в
соїОГлаї'сгліЕри'їгсжяя гзтсдг:п к в значительной степени сыла
сзпзгпз с улутан^гі етопегзхся технических рошений.; ^
Откэтдч оггэ, что. дія езетс!) АРУ всегда имеет -место вгггздвг'СЕЗ еггеагэ в петле регулирования, которое необход.зд учжпззть, поскольку озэ приводит к возникновении специфических пегкгзппз обрзЗзтнвс?г:ого СЕГпзла.
СхздуктгЗ круг созросоз, требуюдиа рассмотрения, связан <з похэлгрззгпгзя сдукезого сигнала. В настоящее время наиболее полно/ рззрзботазн кодэлз звукового сигнала, ошсывагадэ его и стезгсздргогі пргЗдшзий'. В задачах построения спетой АРУ этд
ПОЛЗЛИ ПрЗДСТСЗгстТ СГраНГЧЭПНЬа ПНТЭрЭС, ПОСКОЛЬКУ КИШОСТЬ-
свукозого спгпзла з двянта прнблЕвшп нэ зависит от времзнн ;г,. следовательно, веэгдэ есяюэзз ЕУбор установочного значення коэффициента горэдвчя, прл которое значение зтоя годности ео превышает дспустпмго.
Вот шзречзаЕзшзэ прралеал л ' спрэдолязт актуальность исследования ппрзгэтрзггэскиж спетой АРУ звукового сигнала, разработка принципов построения п практической реализации цифровых систем АРУ. пострсапзл подзлзн звукового сигнала, адекватных задачам автоматического регулирования уенланпл.
Дедь работы состоит, такпл сбрззе:.!, з сохзрдепегеевзння однопарагатричоских систегз АРУ, прэддггаачэншг для согласования характеристик звукового сигнала и канала записи, воспропкзодевзя звука кинофильмов., на , основе анализа днна?шщ систем/. АРУ . и
исследования' статистических лараг.тор^стЕК авдта&эго сигнала кинофильмов. Осповныьш направлениями исследования бьшг.-
1) разработка рэалистнчных матенатнчесгшх ігадзлгЗ виїранниз
систеу, теорэт'ичезкии и зксдариконтальныз анализ их гарахстзрзстик:
-
выявление особенностей статистических характорастЕК звукового' сигнала и гостроенш реалистичных кодзлоп источника сообщений,-
-
формулировка критериев минимизации исказэний сигналов в каналах с системами АРУ, построонЕо оптимальной структурноа схаха а вибор параметров системы АРУ.
Научная новизна. В работе получзки Бпэрвыэ слэдусиэ результаты.
Развит метод анализа еошюнных шарщгагшнг спетой АРУ звукового сигпада, адекватный условиям вх работы в эаккншзися в представлении рошений уравнений АРУ .в вадо ряда по цахоцу параметру.
Получены знвлптнчоскео рэгонпя ураЕЛКШа, опдалхжзсс рУГсту АРУ как в области больпгх, так и малых" 'ссачонг-а козЮздщет а регулирования. Найдены знадптичаскю Еыргсгцая для вре^си сро:?тывання АРУ и получена єависагость врзазза срзбіїйззпнл от водзчнны проььсяния порога (сроОатьзагЕя). Есхкз^зо. чю d области малых врэкон характерлстЕнп устзнсзлашія су^рстгзпсэ еазгсят от величины проБішангя, тогда как в сЯдсзти Caucus срх^а їла зависимость закзтно ослсбэвгзт.
Изучены вскшгзшш звукового сигааго d АГУ, олрддоляэха запаздыванием сигнала упразлазня в пзтлэ розгулгсозгзш. Установлены основні» пэрг^этру, опродгяяся» влляггэ єедздсгу.їхя на процессы в АРУ. Подсзсэт. что вяжакЕсасз прегодэт к необходимости существенного укзаьсзсзя Сигтроіствгя ссстса АРУ с обратной рзгулпровков. Пссгудагпэ связкгоэ с tcszu ргзрцеса перерегулированЕз усиления, озуехсгезге&з Е2зрзи:».2остыо сгстса.
В ДИССОртОЦЕЗ ТТГЗрГ^ ПрОХОДгПО »!СЗЗШНТаіЬ200
исследование статЕстпчзазз csposrcpcornc пйросез саукогрго сигнала, обрзсуоіш сзрзсочЕЕс;: слїк^Ь232 (йпззгс'З вадалного (большого) порогового олаїснха -3: 0; +3 дБ. Прэддсюно и обосновано продставлэнЕО потока і^гїросоз» образгеиыг азукоаьм сигналом в области болыппс szaracan пороге» в вадо кусочно-стационарного пуассодовского потога с даукл состояниями, с постоянной Ентенсивностыэ в иаадол состоящей, согласусззося с двухкоішононтноа моделью сигнала п явлкэдеося основой для разработки ЕЫЧЕСлителшо-ЕффэктиБДого ахгоратаа регулирования усиления.
..-7-
Прзктячзская ценность работы соостоит в том, что на основа проведенных теоретических исследований систем автоматического уэгулнрования усиления (АКУ) и экспериментальных исследований ігатястичесянх характеристик ззукозого сигнала разработан зовыа си систс: АРУ - цтг'рсЕЫЗ лкятера с прямой рзгутирсБксй. іодучепнью з дгссортЕДпл результаты необходимы для построения 'обых :гдрпБЬ';: огстеч AT"/ и для созерзенстзопзнпл распространенных налоговых систем. Результаты нсслодсззенн статистически.* :арактсрнсг:сї ь-ыбросоз ззукозого сигнала, полученные з иссерт.'згенк, пгчявтея ксгодніги для выбора структурной схем и'.ров:,:х „т.і.'.стїє^оз, определения требований к их быстродействие, остр/, слил я~ор;,.т::э нассгапов;:еп:я усиления г, крохе тоге, д;г;іт ^дотавдене о характере гоздейетвгг, норозда;п;^д перегрузки з азличЕігс зесег-яг капал с з згн^сн л передачи звукового сигнала. з^р^отзннь'З прогресср; с.тна.-сз, реаднзуюснгз прегрзггш цг*розь:х гунтерез. стагл созтггло;: часть» г.'.одульной систсіга пг^резей брзбот.те зпуксЕьп: сигналов, сбосизчпвакяхзй возможность построения з единой ослона нонш; прпборез . цифровой обработки звукового нглзлп (цл^ропіс: си стой АГУ, широки ревербераторов и других).
Сснознга полагайся, выносимые на'заззту.
1. Полнею апаитзчзскоз опзсгпЕЗ процесса снинзвия усиления з
злшягзмі пзкЕэрдзоЕных (без запаздывания) и инерционных
істемзх АРУ с прямой 'к обратной регулировкой, основанное на
ззБЗТом з работа гатодэ гееггагготнчзского представления репеняя '
вЭДэрэнцаэльпых уравнений з вада рада .по малому параметру и
^явленные зеепсггоотн основных хгрзктврнстЕК систем - усиления,
х^энз срабатывания я еохшзйеье пекггэнгй от амплитуды входного
ппага, ого частоты а пнр2-"зтраз спсте'лы АРУ.
-
Нэдзльнсз ошгеангэ гаханпзмз возникновения искатанлй 'укоаого сигнала, ЕызБЗшак.сапгздывггшег; сигнала управлення п шзанпъз с зтпз ззпазлннанпга огрзнлчзнвй на быстродействие гстсг.1 АРУ. с обратной ргулировкей.
-
"одзль, огпензгздзя поведение сигнала в области ^зстезнеого ограничения ого копзоста в каналах загаси, іспрспзЕздоняя езука кнноіллкюз, ггрздетавляггдзя сигнал 'сочго-стгпгозарні--! пугесопопегта потоком выбросов.'
4. Разре-ботка п внодрзпго в пропсвэдетво нового типа систем
>У сзуїязЕїя сигналов - цп^ропс: лгттптероз с прямой ргулпроЕксй.
личные вклад авторе в регенте проблемі. Автором проведено орэтичэскоэ исследование систем АРУ с прямой и обратной ргмэтркческой связью. Лсследсванн суеостбэееыо для построения
- a -
систем АРУ стаггвтичоскге харадтерзстша влзрасов рзаіького звукового сигнала.
Под руководством н при тапосродствзнном участи автора, па
основа вшшпанзых на тооротичоских п зксшршзнташьнах
исследований,і провэдоны научно-нсслодовательскіїз и
опытно-коясгрукторсняо работы по создаяпо сорзого оточэствонного профессионального цифрового лимитера 60У53І, зкспериизнталъньгЕ н опытеых образцов монофонического в сторэо лзкктеров.
Всо результаты, приводанныэ в дассорташи, получзЕы автором сзшстоягелъно. В работах, бшогнэнеых в соавторство, автору прщдагавд сгодушзв:
;'[3j 6] .-'. участиз в постановка задачи и проводанге тоорзтпчэских "исследований;
,. :-Г4, ф, 7-Ю, 12-14, 18, 173 - участнэ ь постановка задача, праЕодешаг тоаротичзскшс и эксгоржоятальншс исслодогыпл.
'; Работы выполнялись в соответствии с научно-толЕичоскнки проірзммаии ГКНТ СССР 0.18.0G (1031-85 г. г. ) п 0.26.05 (ISBS-so г. г.) и, соотвэтствошю, отрзсховыгд тгвшя 'ESj'^Zit.^qcXB^OBaie^bCl'SX и опытно-конструкторских работ ио развхтвю'' T&sSto3fy.t _ технологии п схоно^ааі црэОосснонзлышг кинематография Госкино СССР. Результата рзбот отрсакад в
C007BOTCTBiT23Z ЯЗУЧНО-ТОСТЕЧОСКЇЕ OTTOTSZ.
Апробзшіп работы. Ссеоееыэ ' рзеультаты дассортзіиі
докладывались вз Всесоюзних научдо-тохшкоышг копфзрэнщци: І-оз "Зхаїсгроппка в іКЕє«атографзи" (Москва, 1074 г.) [73, І?-о2 ' *'3зук в фиіих) е'звукотехкака в кшаг;атогрг$:пі'' (Ношсзз, І7Єт.) С8, Ш, Vl-on " Йьгшслительззя тєхншса и сис-зга улрзаїзпш в юшокатографил*'-'- (Москва, 'ІЄЗІ г.) Г 123,, t VTII-o.'i "Ictziu.^ фильмолроизводстаа'' (Москва* ІС35 г.) [16], на Публикации1,,' Ео. розультатаїд . шзсд^ззніе: а ;ггсзртвдл; исследования опубликовало Г/ работ. Структура ддссоотаїптя. Диссэртгдзя состоит ез Tsozzzza, расушсов,' 14 таблиц п список лпторзтури ез і0 гке^лозізип.
содоржацэго развернутую характеристику работу, чзтиро: глаз,
чогырох Пршюкишй И'Захлгнзнил, в которое cyi-cpoEOEa основные
результати рсботы. Сб^па обізі: днссзотаїгш состазлкзт
S3 стрзяЕЦ кашнопссного текста. Енсеорггапя содзриит iZПохожие диссертации на Исследование и разработка систем автоматического регулирования усиления сигнала при записи звука кинофильмов
