אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל על עקרונות הפעולה של מדכאי רעש. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / שֶׁמַע סוגיות של הפחתת רעש במכשירי הקלטה מגנטיים ממשיכות למשוך את תשומת לבם של חובבי רדיו ומשתמשים בציוד שמע. הדבר מקל על ידי השימוש הנרחב במקלטי טייפ מיובאים המצוידים במערכות שונות להפחתת רעש. חוסר המידע נובע בחלקו מכך שהוראות ההפעלה של הציוד אינן מכילות מידע על יישום ושימוש ספציפיים במערכות משובצות. כתוצאה מכך, מגוון רחב של ספקולציות מתפשט, אך עדיין נותרו בעיות עם איכות השעתוק הקול. ראשית, ראוי לציין שהמילה "מדכא רעש" מתייחסת לשני סוגים שונים מהותית של מערכות: האחת נועדה להסיר רעשים שכבר קיימים בפונוגרמה (באנגלית Denoiser), והשנייה היא למנוע הצטברות של רעש במהלך שידור או הקלטה של אותות (Noise Reductor). אי בהירות זו מעוררת פעמים רבות בלבול ואי הבנות, לכן, לציון מערכות מהסוג הראשון בסביבה המקצועית, נהוג להשתמש במילה האנגלית "דוניזר" על מנת להבדיל ביניהן ממערכות מהסוג השני. מכינים ידועים הם מסננים דינמיים (DNL, DNR, HUSH, "Mayak"), שהעיקרון שלהם מבוסס על הפחתה בו-זמנית של רווח ואות ורעש בחלק נפרד של הספקטרום (בדרך כלל HF), שבו השימוש השימושי ניתן להזניח את האות. היתרון שלהם הוא התאמתם לעבודה עם כל מקור אות, אבל החיסרון החמור שלהם הוא אובדן בלתי נמנע של מידע מסוים. בימינו משתמשים במכפילים בעיקר כדי "לנקות" הקלטות ישנות (או טכנית לא מוצלחות). הם משמשים לעתים רחוקות בציוד ביתי, בדרך כלל רק ככלי עזר: אחרי הכל, כדי להשיג תוצאה אופטימלית, נדרשת התאמה ידנית או אוטומטית לפונוגרמה ספציפית. ניתן ליישם מכין מקצועי כמכשיר נפרד (אנלוגי או דיגיטלי), או כתוכנית למחשב. כדוגמה, ניקח את חבילת התוכנה NoNoise מבית Sonic Solutions. תקבל מושג על עבודתו על ידי האזנה לדיסקים "The Beatles Live at BBC". הדנוייזר האנלוגי האיכותי ביותר הידוע למחבר יושם על ידי אורבן. למסנן דינמי בעל חמישה פסים יש את היכולת הייחודית לנתח הן את רמת האות והן את סוגו, ולמנוע אכילה של צלילי הדהוד וכלי הקשה בתדר גבוה עם צלילים נמוכים. מערכות מהסוג השני (Dolby, dbx, High-Corn. Super-D ועוד) מעבדות את האות פעמיים: בפעם הראשונה לפני הקלטה או שידור, ובפעם השנייה במהלך קליטה או השמעה. לכן, הן נקראות גם משלימות, בניגוד למערכות מהסוג הראשון, שבאופן מקובל נקראות לא משלימות. מכיוון שתפעול מערכות משלימות מבוסס על שימוש בשילוב של מדחס ומרחיב טווח דינמי, הן נקראות לרוב קומנדרים או פשוט קומנדרים (COMpressor + expanDER). קומנדרים מספקים בדרך כלל הפחתת רעש גדולה יותר ופחות עיוות של אות המוזיקה מאשר מדים. עם זאת, הם מטילים דרישות מסוימות על ערוץ הקליטה-שידור (או ההקלטה-השמעה), וכתוצאה מכך, הם יותר "קפריזיים" בשימוש. הרעיון הבסיסי, אך לא שנוי במחלוקת, שעליו מבוססות כל מערכות הפחתת הרעש (USB), ולא רק קומנדר. היא הנחה. שרעש פוגע בתפיסה של אותות חלשים בלבד, ועם אות חזק (ווליום גבוה) הוא לא נשמע בגלל האפקט של מיסוך צליל חלש עם חזק יותר. אם אתה עוקב אחר ההיגיון הזה, אין צורך שרמת הרעש תהיה ללא שינוי הן בהיעדר והן בנוכחות אות שימושי. כלומר, עלייה ברמת הרעש המוחלטת עם עלייה ברמת האות נחשבת למקובלת ולא מורגשת לאוזן. הנחה זו פותחת את הדרך לבניית מערכות קומנדר, שבהן מקדמי השידור של שני החצאים (מדחס ומרחיב) משתנים בהתאם לרמת האות. בפועל, המשמעות היא שאותות חלשים מוגברים לפני שנשלחים לערוץ שידור (למשל, רשמקול), בעוד שאות חזק עובר ללא שינוי (או אפילו נחלש). פעולה זו נקראת דחיסת טווח דינמי. בקצה השני של הערוץ מתבצעת המרה הפוכה, וכתוצאה מכך האות מובא לטווח הרמות המקורי, והרעש של אות חלש מופחת. ברור שכאשר מיישמים מערכת כזו, הטווח הדינמי, הנמדד כיחס בין האות המקסימלי המשודר לרעש בהיעדר אות, יכול לחרוג משמעותית מאותו יחס שנמדד עבור ערוץ השידור עצמו. ברור שזו הספרה הראשונה (כגדולה) המופיעה כערך הטווח הדינמי במאפייני ה-UWB. עם זאת, הוא מאפיין דווקא את טווח רמות אות הכניסה המקובלים, בעוד שיחס האות לרעש בנוכחות אות (כלומר, יחס האות לרעש המיידי) נקבע בעיקר על ידי המאפיינים של ערוץ השידור עצמו . מבלי לנקוט באמצעים נוספים, למשל, תיקון תדרים מיוחד, שימוש במערכות מרובות פס או אקולייזר תגובת תדרים דינמי, יחס האות לרעש בנוכחות אות לא יכול לעלות על זה של ערוץ ללא מדכא רעש. במילים פשוטות, אם הרעש בערוץ נשמע אפילו ברמת האות המרבית, אין שום תועלת משימוש ב-companding. עד כמה שזה לא נעים, זה בדיוק המצב שמתרחש ברוב המקרים. זה קשור לעובדה שההנחה הרווחת שכל צליל חזק משמיע (מסכה) כל צלילים חלשים, כולל רעש, אינה נכונה בדרך כלל. מומחים בפסיכואקוסטיקה (מדע המוזרויות של תפיסת הצלילים האנושית) קבעו לפני עשורים רבים את העובדה שתופעת המיסוך פועלת רק בטווח תדרים מוגבל, בעיקר בסמוך לתדר של אות חזק (מסיכה). הדבר בא לידי ביטוי בצורה הברורה ביותר במה שנקרא "עקומות מיסוך" (איור 1, 2), שמהם, במיוחד, נובע כי בנוכחות צלילים צרים בעוצמה של עד 90...95 רקע2, שמיעה אנושית במספר תדרים עדיין מסוגלת להבחין בצלילים, הממוקמים ליד סף השמיעה בהיעדר אות מיסוך. ורק עלייה בנפח מעל כ-95 פון מובילה לירידה רפלקסית ברגישות, ומגינה על האוזן מפני נזק.
כך, לאוזן האנושית יש מעין מדחס טווח דינמי, המאפשר לה לעבוד עם אותות בטווח דינמי של כ-130 dB, ובמקביל בעלת טווח דינמי נתפס (מיידי) של כ-90 dB. לכן, אם בנוכחות רעש ועיוות אות אינם עולים על הסף המוחלט של השמיעה או - 90 dB ביחס לרמת האות המקסימלית (בהתחשב ברגישות לא אחידה של השמיעה), אז לא יישמעו רעש או עיוות תחת כל תנאים (ואותות). עם זאת, תנאים אלה אינם מסופקים אפילו על ידי רוב המגברים, שלא לדבר על מכשירי הקלטה. לכן, גישה אחרת היא מציאותית יותר: יש צורך לנקוט באמצעים על מנת להבטיח שבעת שחזור אותות שונים, הספקטרום של תוצרי הרעש והעיוות של מערכת העברת הקול יהיה נמוך ככל האפשר מתחת לעקומות המיסוך של האותות הללו. בפרט, עבור מוצרי עיוות אינטרמודולציה, משמעות הדבר היא כי זה מאוד לא רצוי להפיק צלילי הבדל בעת עיבוד אותות בתדר גבוה, כמו גם צלילי סיכום מאותות בתדר נמוך. יחד עם זאת, עיוותים הרמוניים של צלילי היסוד עשויים להיות בעלי רמה של -50 dB ולהישאר ללא תשומת לב. באשר לרעשים, אופי התפיסה שלהם שונה מזו של צלילים "מאורגנים". יכולת השמיעה האנושית לתפוס רעש תלויה בספקטרום ובקצב השינוי של האות השימושי, וביחס האות לרעש המותר בנוכחות אות ברמה של 85...95 dB (ביחס ל- סף שמיעה) נע בין 40...45 dB עם אות שימושי משתנה במהירות ובפס רחב, עד ל-75...85 dB בקירוב עבור צלילים טהורים, במיוחד בקצוות רצועת תדר האודיו. בממוצע זה 50...65 dB. בהתבסס על זה, אנו יכולים לומר שבהקלטה מגנטית, מדכאי רעשי קומפנדר ברוב המקרים פועלים "על סף עבירה". גם עם תיאום מושלם בין המדחס למרחיב, אם לערוץ ההקלטה-השמעה יש יחס אות לרעש בנוכחות אות מקסימלי של פחות מ-80 dB, ייתכנו מצבים שבהם רעש עדיין יהיה נשמע. רמת הרעש היחסית בערוצי ההקלטה וההשמעה של מקליטים אנלוגיים, גם בהיעדר אות, ככלל, אינה מגיעה ל-80 dB. המופיע בתיאורים של חלק מהרשמקולים הביתיים (לדוגמה, Tandberg SE-20), ערך זה הושג באמצעות שימוש בתיקון תדרים לא סטנדרטי, אך עם אובדן קיבולת עומס יתר בתדרים גבוהים יותר. יתר על כן, בנוכחות אות, רמת הרעש ברשמקול אנלוגי תמיד עולה, ומגיעה לערך שבין -35 ל -60 dB ברמת האות הנומינלית. רעש מוגבר זה נגרם על ידי נוכחות האות, והוא פרופורציונלי בערך לרמת האות. לכן זה נקרא רעש אפנון. בעת הקלטת טון טהור ברמה נומינלית, ספקטרום רעשי האפנון ברשמקול איכותי מורכב משני רכיבים: פסי צד צרים יחסית הנגרמים על ידי אפנון משרעת ותדר מזויפים של האות המוקלט, ורעש פס רחב העולה על רמת הרעש של ההפסקה 10...25 dB תלוי בתדר האות ואיכות הקלטת. פסי הצד, אלא אם רמתם הכוללת עולה על -40...-46 dB, עם רוחבם הקטן (פחות מ-5...8% מהתדר המרכזי), כמעט אף פעם לא נשמעים, מכיוון שהם נמצאים מתחת לעקומת המיסוך המתאימה. (איור 3א ו-3ב).
רכיב הפס הרחב, כאשר הוא משחזר צלילים טהורים, נשמע לעתים קרובות (בצורה של צליל "מלוכלך") אפילו ברשמקול מאסטר אולפן, שכן הרמה הכללית שלו היא לעתים רחוקות מתחת ל-50 dB ביחס לרמת האות. למרבה הצער, יש רק שתי דרכים להפחית את רמת רכיב הפס הרחב של רעש האפנון: שיפור איכות הקלטות והגדלת רוחב רצועות ההקלטה (כל הכפלה נותנת רווח של 3dB בלבד). רעש מודולציה גורם להרבה צרות: כל נגיחה על קלידי הפסנתר מלווה בצליל פצפוץ, כאילו הם מרופדים בנייר, צינורות הבס של העוגב מצפצפים הרבה, כלי מיתר מתחילים להידמות לכלי נשיפה, חול "נופל החוצה" מהמצלתיים וכו'. אגב, הסיבה העיקרית להבדלים הנשמעים כאשר השימוש בסוגים שונים של סרטים מגנטיים הוא בדיוק ההבדל בגודל עיוות האינטרמודולציה וברמה (כמו גם תלות בתדר) של רעש אפנון. הדרך היחידה להפחית את מידת המורגש של העלייה ברעש פס רחב בנוכחות אות - מה שנקרא "נשימה" או "שאיבה" - היא להכניס תיקון תדר כזה לאות המוקלט כך שתיקון התדר ההפוך במהלך השמעה מחלישה את החלקים של ספקטרום הרעש שאינם מוסווים על ידי האות השימושי (איור 4).
תיקון תדר זה יכול להתבצע בכמה דרכים. הראשון והברור ביותר הוא חלוקת ספקטרום האותות ללהקות נפרדות, שלכל אחת מהן יש קומנדר משלה. הודות לכך, נוכחות של אות חזק באחת הלהקות לא מובילה לרעש באחרות. כפי שכבר נקבע זה מכבר, כדי להבטיח איכות פעולה מקובלת של מערכת כזו, נדרשות ארבע עד שבע פסים, מה שמקשה מאוד על עיצוב מדכא הרעשים והופכת את פעולתו לקריטית לדיוק תגובת התדרים של ההקלטה-השמעה. עָרוּץ. לפיכך, Dolby-A ארבע-כיווני הבנוי על עיקרון זה דורש התאמת תגובת התדרים של הרשמקול עם שגיאה של לא יותר מ-±0,3...0,5 dB. השיטה השנייה, הפשוטה יותר, היא להשתמש במעגל השוואת תדרים קבוע, שנבחר בצורה כזו שלרוב האותות מסופקת תגובת תדר קרובה לאופטימלית לדיכוי רעשי פס רחב. איכות הפעולה של מערכת כזו תלויה מאוד בבחירה המוסמכת של מאפייני התיקון. גישה דומה משמשת ברוב מכשירי הפס הרחב (High Com, ADRS, dbx וכו'). לרוע המזל, מאפייני התיקון בקומפנדרים רחבי הפס המוכרים למחבר רחוקים מלהיות אופטימליים. השיטה השלישית היא להשתמש בקומפנדרים עם תגובת תדר אדפטיבית, אשר מתאימים אוטומטית לספקטרום של אות הקלט. גישה זו (בשילוב עם שרשרת עם תגובת תדר קבועה) מיושמת במערכת Dolby-S/SR אופי השינוי במאפייני התדר של המדחס מוצג באיור. 5. מערכת עם תגובת תדר אדפטיבית, ככלל, מעבדת באופן מושלם צלילים טהורים בודדים וכלי קול בודדים, אך על אות אמיתי, יכולות ההסתגלות מוגבלות, למרבה הצער. לפיכך, במערכת Dolby-S/SR, בנוכחות אותות רחב פס, ה"משיכת" של תדרי אמצע במהלך ההקלטה נעצרת. במהלך השמעה, זה מוביל ל"פריצות דרך" של רעש ועיוות בטווח התדרים שבין כ-500...800 הרץ ל-2...4 קילו-הרץ ("אמצע לא טבעי").
אפשר כמובן גם שילובים של שיטות אלו. כל השיטות שנדונו לעיל מניחות שמאפייני הזמן והרמה של המדחס והמרחיב זהים, וערוץ ההקלטה וההשמעה אינו מעוות את מבנה האות. בפועל, אתה לא יכול לסמוך על זה, ולכן שגיאות מעקב מתרחשות בהכרח במערכות קומנדר. השפעתם על האות הסופי תלויה במידה רבה בעיצוב המערכת, אך מסתכמת בעיקר בשתי נקודות: עיוות של תהליכי עלייה ונפילה של צלילים, המשנה את הגוון שלהם, והופעת הפרעות פעולה (קליקים וקפיצות) . הסיבה העיקרית להופעת קליקים וקפיצים היא, למשל, העובדה הבאה. כאשר המדחס מגיב במהירות לקפיצה ברמת האות (לדוגמה, כשמוחאים כפיים), כל התדרים בפס המעובד על ידי המדחס מוחלשים בו זמנית. עקב שינויי פאזה, רכיבים בתדרים שונים מגיעים למרחיב עם הפרש זמן, אך מעובדים בו זמנית. כתוצאה מכך, מופיעות שגיאות דופק באות המוצא ובהתאם, לחיצות תגובה (ראה איור 6a ו-6b).
באשר לשגיאות ברמת האות, לרוב הן נוצרות עקב שגיאות בתגובת התדר או במקדם השידור של ערוץ ההקלטה-השמעה. סיבה נוספת לשגיאות היא אפנון משרעת טפילית של האות בערוץ ההקלטה-השמעה. ולבסוף, ברמות אות נמוכות, הבעיה היא חדירת רעשים שונים למעגל הבקרה של המדחס או המרחיב. כדי להפחית את החדירה של הפרעות בתדר רדיו (ותדרים אינפרא-נמוכים), על כניסות הקומנדר לכלול מסנני פס-פס שמנתקים אותות עם תדרים מחוץ לפס תדר האודיו. היעדר מסנן כזה מוביל לעתים קרובות לאי-פעולה של מדכא הרעשים בתנאים אמיתיים. בדיוק בגלל הנסיבות הנ"ל, הצליל של רשמקול המצויד בכל אחד מהקומנדרים המוכרים לא יהיה נקי מבעיות. למרבה הצער, מדכא רעשי קומנדר מושלם (או כמעט מושלם) לא קיים היום. יתרה מכך, בקשר לפיתוח טכנולוגיות דיגיטליות, תשומת הלב העיקרית של מפתחי UWB נמשכת ליצירת מפנים. עם זאת, העבודה לשיפור ה-companders עדיין בעיצומה. פיתוחים מוצלחים כוללים, למשל, קומנדר בערוץ השמע של מערכת הקלטת וידאו VHS-HiFi. עם זאת, מקליטים בייצור המוני עדיין משתמשים ב-Dolby-B/C, ולעתים רחוקות יותר ב-Dolby-S או ב-dbx. לכן, בכל פעם לפני לחיצה על כפתור, כדאי לחשוב האם באמת יש צורך להשתמש בקומנדר הזה להקלטה הזו? ואם ההקלטה המקורית בתקליטור היא באיכות ממוצעת, והרשמקול. מחבר: S. Ageev, מוסקבה ראה מאמרים אחרים סעיף שֶׁמַע. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: תכולת אלכוהול של בירה חמה
07.05.2024 גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים
07.05.2024 רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים
06.05.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ טלוויזיות LCD של DELL ו- HEWLETT-PACKARD בגרסת OEM ASUS ▪ קופים אוהבים מוזיקה יותר מאשר סרטים עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של האתר מגבילי אותות, מדחסים. בחירת מאמרים ▪ מאמר פרסטרויקה. ביטוי פופולרי ▪ מאמר למה הכובען מאליס בארץ הפלאות מטורף? תשובה מפורטת ▪ מאמר טלוויזיה - תקנים. מַדרִיך ▪ מאמר מחוון עוצמת אות פשוט ב-IN13. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר ספק כוח מעבדה על שבב K143EN3A, 3-30 וולט 1 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |