Сжатие динамического диапазона НЧ сигнала

makser1 · 13.01.2011, 06:25

pambaru, Wugluscr, метод Uвых=log(Uвх) это и есть ограничение диодами (они имеют не линейную ВАХ, похожую на параболу(кремний) и логарифм (германий)- недостаток этого метода я описал высокие гармоники, ведь при логарифмировании 1кГц мы получаем частоты в довесок 2кГц, 3кГц, что ухудшает разборчивость речи на приемной стороне. Сжатие динамического диапазона речи передатчика на 6дб равносильно увеличению выходной мощности в 4 раза! А высококачественные ВЧ компрессоры позволяют сжимать диапазон до 12дб и более!
niXto, Спасибо, но приведенные Вами ссылки относятся к сжатию звука типа мп3. Хотя есть один момент там, для уменьшения динамики используется, как я понял разновидность быстрой АРУ, этот вариант мне известен, и имеет низкий уровень компрессии, "игра не стоит свеч".
В общем так должно выглядеть:
микрофон-АЦП-цифровой процессор(сжатие динамики)-ЦАП-модулятор передатчика.

NOPROBLEM · 13.01.2011, 11:57

Насколько я знаком с данным вопросом, компрессоры типа АРУ не годятся для передачи речи, имеющей принципиаьно негладкий сигнал. Логарифмирование в чистом виде приводит к возникновению гармоник, ухудшающих разборчивость речи. В связной технике давно разработан и успешно используется метод, когда после логарифмического компрессора смещают по времени искажения сигнала, а затем его вновь подавляют логарифмированием. Сам делал такие компрессоры для домофонов в 80Х, эффект потрясающий. Любой шерох и шепот на лесничной клетке слышится без напряжения, а если кричать прямо в микрофон, то тоже нет никакой перегрузки. Недавно по просьбе товарища поднял старые записи, а затем промоделировал дивайс в ВИССИМе на современных элементах. Могу поделиться (бескорыстно).
А теорию читал у В.Т. Полякова в "Радиолюбителю о технике прямого преобразования". Программной реализацией компрессора не занимался.

NOPROBLEM · 13.01.2011, 12:17

Вот схема и моделирование ее работы.

Wugluscr · 13.01.2011, 13:45

Сообщение от makser1

микрофон-АЦП

А как Вы подадите на АЦП без предварительной аналоговой компрессии? Что там останется от динамического диапазона?

Когда-то я сделал мелкую серию аналоговых компрессоров для магнитофонов лингафонного кабинета. Именно быстрое АРУ. Регулирующий элемент - биполярник по переменному току был включен в цепь эмиттера первого усилительного каскада.
Там диапазон регулирования был побольше чем 12 дБ.
И для гитар существует великом множество аналоговых АРУ (приставки назывались Sustain).
Последовательное плечо делителя - резистор, параллельное - исток-сток полевика с pn-переходом.
Полностью выравнивало атаку и очень быстро - а это минимум 30 дБ.

michvl · 13.01.2011, 20:15

Сообщение от makser1

аналоговые схемы имеют большой недостаток- высокий уровень КНИ, который при ВЧ компрессии минимален

В нормальной звукотехнике обычно применяеся динамическая инерционная компрессия посредством элемента с переменным коэффициентом передачи (чем меньше сигнал, тем больше коэффициент передачи), при этом амплитудное ограничение и связанные с этим нелинейные искажения отсутствуют, а степень сжатия и быстродействие компрессора в принципе можно установить любой величины. В звуковом сигнале одновременно присутствует множество составляющих разной частоты, и при нелинейном ограничении возникает большое количество разностных и суммарных частот (биения), которые значительно сильнее искажают звучание, чем просто высшие гармоники, и ВЧ компрессия эти искажения не устраняет, а применяли ее потому, что в передатчике, где уже есть формирователь SSB сигнала, это сделать нетрудно. Что же касается DSP обработки, то не факт, что там применен алгоритм именно ВЧ компрессии. Скорей всего обработка гораздо более сложная и качественная, но ни одна фирма ее, естественно, не раскроет.

FedotLapteshchekhlioboff · 13.01.2011, 21:45

Да, действительно, в ветке налицо смешение в одну кучу области сжатия цифрового потока устранением из цифрового потока «избыточных» цифровых массивов в соответствии с выбранной «психоакустической» моделью, и области сжатия динамического диапазона полезного сигнала в тракте передачи звукового сигнала.

Думается, для того, чтобы избежать путаницы и разобраться в алгоритмах аналогового сжатия, ограничения и расширения ДД сигнала для разных целей, может оказаться весьма полезной книжица 1970 г. (!), за время, прошедшее с издания которой изменилась только степень интеграции элементной базы, а принципы как были, так и остались.

http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/'&...799_.html#0752
вып. 0752.

NOPROBLEM · 13.01.2011, 22:21

Сообщение от FedotLapteshchekhlioboff

Да, действительно, в ветке налицо смешение в одну кучу области сжатия цифрового потока устранением из цифрового потока «избыточных» цифровых массивов в соответствии с выбранной «психоакустической» моделью, и области сжатия динамического диапазона полезного сигнала в тракте передачи звукового сигнала.

Конечно! Ведь потребителю нужно все и сразу! Завел сигнал в процессор, а дальше все программно... Студенты, как правило, решения всех проблем так изображают: Источник сигнала-АЦП-компьютер... Чего тут думать то.

Сообщение от FedotLapteshchekhlioboff

принципы как были, так и остались.

Вот тут Вы сильно заблуждаетесь! Все, появившиеся с тех пор системы компрессии сильно зависят от структуры сигнала. Не зная этого, можно начать компрессовать звук в Jpeg, а картинки в МР3...

FedotLapteshchekhlioboff · 13.01.2011, 23:06

Сообщение от NOPROBLEM

Вот тут Вы сильно заблуждаетесь! Все, появившиеся с тех пор системы компрессии сильно зависят от структуры сигнала.

Ой ли?

Сообщение от NOPROBLEM

Не зная этого, можно начать компрессовать звук в Jpeg, а картинки в МР3...

Вот это и будет той самой «компрессией цифрового потока» вместо компрессии или ограничения (в зависимости от задачи) динамического диапазона полезного звукового сигнала.

NOPROBLEM · 13.01.2011, 23:24

Сообщение от FedotLapteshchekhlioboff

Вот это и будет той самой «компрессией цифрового потока» вместо компрессии или ограничения (в зависимости от задачи) динамического диапазона полезного звукового сигнала.

Ключевые слова здесь "полезный звуковой сигнал". Ведь сигнал - это просто изменяющееся звуковое давление, напряжение в проводе или последовательность байтов на выходе АЦП. Какие из параметров эти характеристик Вы полагаете бесполезными?

FedotLapteshchekhlioboff · 13.01.2011, 23:39

Сообщение от NOPROBLEM

…сигнал - это просто изменяющееся звуковое давление, напряжение в проводе или последовательность байтов на выходе АЦП.

Для определения ДД звукового сигнала это не имеет значения.

Сообщение от NOPROBLEM

Ключевые слова здесь "полезный звуковой сигнал".

Квалификация такового зависит от концепции определяющего. Например, для трактов высококачественной передачи звуковых программ, одни называют таковым разность между пиковым значением ЗД программы и квазиминимальным уровнем сигнала от источника самого «тихого» «значащего» звука в программе, напр., пиано-пианиссимо какого-либо голоса, музыкального инструмента и т.п.

Другие считают, что это разность между пиковым значением ЗД программы и уровнем сигнала от источника «флуктуационного» шума – шума студии как таковой, шума состава исполнителей в студии, ровного шума от слушателей в концертном/театральном зале и т.п. То есть для таковых «значащими» являются все звуки вплоть до уровня «флуктуационного» шума студии, зала и т.д.

Сообщение от NOPROBLEM

…Какие из параметров эти характеристик Вы полагаете бесполезными?

Шум электрического тракта (самого шумящего из его звеньев).