Какими параметрами характеризуется система АРУЗ?

Наиболее важными параметрами для системы АРУЗ являются время срабатывания и время восстановления, показывающие инерционность ее рабо­ты. Время срабатывания показывает запаздывание системы относительно мо­мента превышения определенного, заранее установленного уровня сигнала. Чем меньше время срабатывания, тем меньше искажение в начале записи сигнала повышенного уровня. Время восстановления определяет запаздывание процесса установления номинального уровня записи. Его обычно выбирают достаточно большим, чтобы не изменить динамический диапазон фонограммы и ослабить шумы в паузах.

Время срабатывания и время восстановления системы АРУЗ определяют ее динамические характеристики и могут изменяться в зависимости от вида записи (музыка, речь), качественных показателей магнитофона, группы его сложности и т. п. Например, в диктофонах, где основным критерием качества является разборчивость текста и допускается небольшая перемодуляция, время срабатывания выбирают в пределах 40 — 120 мс, а время восстановления — око­ло 0,5 с. В бытовых магнитофонах время срабатывания обычно бывает 20-100 мс, а время восстановления зависит от вида записи и при записи речи его выбирают в пределах 1 — 4 с и три записи музыкальных програ/мм б — 10 и даже 20 с.

Рис. 18. Схема АРУЗ простого кассетного магнитофона

Кроме динамических параметров система АРУЗ характеризуется диапазо­ном входных и выходных сигналов. Например, при изменении входного сиг­нала на 26 — 40 дБ ток записи должен изменяться всего на 2 — 5 дБ. Кроме того, система АРУЗ не должна вносить дополнительных нелинейных искаже­ний и помех при переходных процессах, иметь малый уровень собственных шу­мов. Работа системы АРУЗ должна иметь достаточно высокую стабильность во времени и при изменениях окружающей температуры. На рис. 1-8 показана часть УЗ и наиболее распространенная схема системы АРУЗ (для упрощения элементы создания предыскажений не показаны). Сигнал от источника звука, усиленный транзистором VTI, через ограничивающий резистор R3 подается на корректирующий усилитель — транзисторы VT3 — VT5. С эмиттера транзи­стора VT5 сигнал через конденсатор С6 подается на зались и через конден­сатор С5 и резистор R8 — в систему АРУЗ. Далее выпрямляется диодом VD1 и через ограничивающий резистор R4 поступает на базу транзистора VT2, уча­сток коллектор — эмиттер которого совместно с резистором R3 выполняют функцию переменного делителя напряжения.

Если выходной сигнал транзистора VT5 недостаточен для открывания дио­да VD1, ток в цепи базы транзистора VT2 отсутствует и сопротивление уча­стка коллектор — эмиттер этого транзистора максимально. При повышении уровня входного сигнала диод VD1 открывается, на базе транзистора VT2 появляется напряжение положительной полярности и сопротивление участка коллектор — эмиттер понижается. Это приводит к изменению соотношения плеч делителя напряжения, сигнал ,на базе транзистора VT3 и на выходе УЗ умень­шается. Дальнейшее повышение уровня входного сигнала приводит лишь в не­значительному увеличению тока записи, что и требуется от системы АРУЗ.

В этой схеме время срабатывания в миллисекундах

t₁=3T₁ = 3*10^-3*(R8 + Rд)*С4,

где R_д — сопротивление диода VD1 в прямом направлении в омах (для германиевого диода оно около 250 Ом). Тогда t₁= (470+250)X Х50-10-³ = 36 мс и t₁=120 мс.

Время восстановления t₂«3-T₂=3- 10~³(R4 + R_T) -С4, где R_T — сопротивле­ние участка эмиттер — база транзистора VT2, которое для кремниевого тран­зистора составляет около 10 кОм. В нашем случае т₂= (6800-10 000)-50Х X10-³ = 0,85 с и t₂ ~ 2,5 с.

В заключение укажем, что кремниевые диоды в системе АРУЗ применять невыгодно из-за большого падения напряжения в прямом направлении. На­оборот, в системе АРУЗ желательно использование германиевого диода с ма­лым пороговым напряжением.

Какие системы шумопонижения используются в бытовых магнито­фонах?

В бытовых магнитофонах используют следующие системы шумопони­жения: пороговую, динамический ограничитель шума (DNL) и компандерную («Долби-В»).

В чем разница между пороговой системой шумопонижения и динами­ческим ограничителем шума?

Принцип работы пороговой системы шумопонижения основан на том, что в паузах полезного сигнала, когда шумы ленты и элементов схемы (на­пример, транзисторов) становится особенно заметными, коэффициент усиле­ния УВ или УУ, работающего в режиме воспроизведения, автоматически умень­шается. Распознавание паузы происходит по различию уровней полезного сиг­нала и шума с некоторой временной задержкой. Вводимое в состав УВ или УУ пороговое устройство должно эффективно снижать шумы, не сужая ди­намического диапазона магнитофона в целом.

Принцип работы динамического ограничителя шума основан на так на­зываемой динамической фильтрации сигнала. Иначе говоря, такой ограничи­тель автоматически регулирует полосу пропускания УВ или УУ, работающего в режиме воспроизведения.

Установлено, что спектр музыкальных сигналов зависит от громкости ис­полнения: с уменьшением громкости относительное содержание высших гар­моник в сигнале уменьшается и при тихом звучании (пианисимо) излучаются преимущественно основные тона музыкальных инструментов, верхний порог которых не превышает 4,5 кГц. Следовательно, если во время тихого испол­нения и паузы полосу пропускания УВ или УУ уменьшить до 4,5 — 5 кГц, то это лишь незначительно ухудшит качество воспроизведения, в то время как характерные для магнитной записи высокочастотные шумы будут в значи­тельной мере ослаблены. При увеличении уровня сигнала полоса пропуска­ния УВ или УУ расширится, поскольку высокочастотные шумы маскируются полезным сигналом и подавлять их нет особой надобности. Из сказанного ясно, что пороговая система шумопонижения ограничивает коэффициент уси­ления УВ или УУ в паузах, а динамический ограничитель шума — полосу про­пускания усилителя.