ES2204422T3 - Circuito de tratamiento de señales conmutadas. - Google Patents
Circuito de tratamiento de señales conmutadas.Info
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Abstract
Una disposición de tratamiento de señal de audio, que comprende: una fuente (46) de una señal de entrada; una salida de señal; un primer circuito expansor (44) que comprende un amplificador de ganancia controlada (18) acoplado entre la fuente (46) y la salida de señal para proporcionar un nivel de señal predeterminado en la salida de señal en respuesta a una primera señal de control suministrada por un circuito de control de ganancia automático (20, 54), que comprende un detector (54) para generar la primera señal de control en respuesta a la magnitud de la señal de entrada en un primer modo de operación; caracterizados por medios conmutadores (IS2) que acoplan selectivamente a la salida del detector (54) una segunda señal de control (V) que anula la primera señal de control durante un segundo modo de operación cuando se acopla un segundo circuito expansor (60) en el trayecto de señal entre la salida del amplificador controlado por ganancia (18) y la salida de señal de la disposición de tratamiento de señal de audio.
Description
Circuito de tratamiento de señales
conmutadas.
La presente solicitud se refiere a receptores de
televisión que tienen circuitos de tratamiento de señal para
descodificar señales estéreo que fueron codificadas de acuerdo con
el formato DBX™.
La presente solicitud está relacionada con la
expansión de banda ancha de señales estereofónicas como las
tratadas en la Patente Americana No. 5,091,957 de Anderson et al..
La patente '957 describe un expansor de banda ancha, y reconoce que
para fines prácticos, se puede lograr sin expansión espectral la
restauración satisfactoria de una señal de diferencia de audio
(L-R) con compresión expansión de acuerdo con el
formato DBX. Un descodificador de acuerdo con '957 proporciona una
atenuacion fija modificada y una expansión de banda ancha de la
señal de audio L-R comprimida recibida, pero no
proporciona expansión espectral. Adicionalmente, además se reconoció
en '957 que los detectores RMS relativamente complejos del sistema
DBX pueden ser sustituidos por detectores de pico integrantes de
menor y coste más sencillos.
Es deseable diseñar y construir receptores de
televisión en los que se pueden utilizar distintos
descodificadores, dependiendo del modelo y opciones.
Brevemente, el presente invento, tal como se
define en las reivindicaciones anexas, se refiere a un circuito
expansor para descodificar señales de audio que fueron codificadas
de acuerdo con la norma de sistema de sonido multicanal BTSC que
incluye un DBX con compresión expansión. Se utiliza un circuito
expansor de banda ancha y puede ser acomodado un expansor DBX. El
circuito expansor de banda ancha está provisto de un trayecto de
señal que tiene un LPF (filtro pasa bajos) de entrada, un
desmodulador de señal de diferencia (L-R) de
estéreo, un segundo LPF, y un amplificador controlado por voltaje
(VCA), cuya ganancia es controlada por una señal de control derivada
de la señal de diferencia desmodulada que ha sido operada por un
filtro de paso de banda (BPF) y un detector de pico integrante. La
salida del VCA es proporcionada a una red de atenuación antes de
ser alimentada a una matriz descodificadora para combinar con la
señal estéreo suma (L+R) para reconstruir las señales L y R
originales. Cuando se conecta un expansor DBX, el expansor DBX es
sustituido en lugar de la red de atenuación, la señal de control
VCA, que proporciona la expansión de banda ancha, es anulada por un
voltaje predeterminado, el BPF es desactivado, y la entrada es
conmutada para derivar el LPF de entrada. De acuerdo con aspectos
del presente invento, la desactivación del BPF provoca la
conmutación de la entrada para derivar o evitar el LPF de
entrada.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un
expansor DBX como el conocido en la tecnología anterior.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un
expansor de banda ancha.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques de un
receptor de televisión que tiene una capacidad de sonido
multicanal BTSC.
La figura 4 muestra un diagrama de bloques de un
procesador de señal de diferencia estereofónica de acuerdo con
aspectos del presente invento.
La figura 5 es un diagrama de bloques que muestra
detalles del filtro de paso de banda y del aparato conmutador de la
figura 5.
En el sistema DBX de la figura 1, una atenuación
fija es aplicada a la señal de diferencia estéreo
(L-R) entrante, por una unidad de atenuación fija
10. Se aplica una expansión espectral a la señal de audio atenuada
por una unidad de atenuación variable 12 en respuesta a una señal
de control desarrollada por un filtro de paso de banda 14 y un
detector RMS 16. Una expansión de amplitud es aplicada a la señal de
audio por un elemento de ganancia variable 18 en respuesta a una
señal de control desarrollada por un filtro de paso de banda 20 y
un detector RMS 22. Una atenuación fija (esto es, una cantidad
fija de filtrado pasa bajos) es aplicado a la señal de audio
expandida por una unidad de atenuación fija 24 para atenuar
productos de alta frecuencia que pueden haber sido generados en el
proceso de expansión.
La figura 2 muestra un expansor de banda ancha.
Las unidades de la figura 2 que tienen las mismas designaciones
numéricas que las unidades correspondientes del descodificador de
la figura 1, realizan la misma función que sus contrapartes. Las
expansión de banda ancha proporcionada por el elemento de ganancia
variable 18 de la figura 2 en respuesta a señales de control
desarrolladas por las unidades 20 y 26, restaura sustancialmente
el intervalo dinámico de la señal original.
Se exponen en la patente '957 explicaciones de
las diferencias significativas entre las disposiciones de las
figuras 1 y 2. Brevemente, estas diferencias son: 1) que no se
encontró que la expansión espectral de la señal de audio DBX
comprimida fuera necesaria para la reproducción de una señal
estéreo aceptable y, consecuentemente, la unidad de atenuación
variable 12, su filtro 14 de trayecto de control asociado, y su
detector RMS asociado 16 fueron eliminados completamente de la
disposición de la figura 2; 2) que la frecuencia de atenuación
progresiva de las redes de atenuación fija fue cambiada para
compensar algo de la atenuación variable perdida provocada por
eliminación de los elementos de expansión espectral; y 3) que el
detector RMS 22 fue reemplazado por un detector de pico integrante
26 de coste mucho menor y construido de manera más simple.
Los expansores de las figuras 1 y 2 han sido
utilizados en receptores de televisión conocidos en la tecnología
anterior. La figura 3 muestra un receptor de televisión de este
tipo que tiene una capacidad de sonido de televisión multicanal
(MTS) BTSC. Las señales de televisión de emisión son recibidas por
una antena 25 (o acoplada a un receptor a través de un sistema de
televisión por cable) y aplicada a un sintonizador 28 para la
selección de canal. El sintonizador 28 convierte una seleccionada
de una pluralidad de señales de televisión recibidas desde su
frecuencia de emisión respectiva a una frecuencia intermedia común
(IF). La señal de televisión de frecuencia IF es aplicada a una
unidad IF de vídeo y sonido 30 que produce una señal de video de
banda de base y una portadora de sonido frecuencia modulada (FM).
Las señales de vídeo y audio son separadas, y las señales de vídeo
son aplicadas a los circuitos de tratamiento de señal de vídeo, (no
mostrados).
Tal como se muestra en la figura 3, una señal de
audio de sonido multicanal compuesta es detectada desde el
detector de portadora de sonido FM 32 y aplicada a un
descodificador estéreo 34. El descodificador estéreo 34 proporciona
una señal suma estéreo (L+R) y una señal diferencia estéreo
(L-R). La señal suma estéreo (L+R) es atenuada en
una unidad de atenuación 36 (esto es, un filtro pasa bajos que
tiene la constante de tiempo apropiada) y aplicada, a una entrada
de una unidad de matrizado estéreo 38 en la que son reconstruidas
las señales estéreo izquierda (L) y derecha (R) originales. La
señal diferencia estéreo (L-R) de la unidad
descodificadora estéreo 34 es aplicada a la unidad expansora 40. La
unidad expansora 40 puede corresponder a un expansor DBX completo
como el mostrado en la figura 1 o a un expansor de banda ancha como
el mostrado en la figura 2. La señal diferencia estéreo
(L-R) expandida es aplicada a la otra entrada de la
unidad de matriz estéreo 38. Las señales estéreo izquierda (L) y
derecha (R) reconstruidas son aplicadas a una unidad de
amplificador de audio estéreo 42 para amplificación y reproducción
final en una unidad de altavoz doble 43.
La figura 4 muestra un expansor de banda ancha,
generalmente designado 44, que de acuerdo con aspectos del
presente invento, puede ser adaptado de manera que se pueda
utilizar un expansor DBX. Una señal de audio codificada DBX
compuesta, que incluye una señal piloto, es alimentada al sistema
en el terminal de entrada 46. La señal de audio codificada DBX
compuesta es entonces filtrada por un filtro pasa bajos (LPF) de
entrada 48, que es un filtro de muesca que tiene su atenuación
máxima a una frecuencia cercana a pero más alta que el quinto
armónico (5H) de la señal piloto. Este filtro es utilizado porque
es deseable eliminar cualquier señal SAP de la señal compuesta
entrante, ya que la señal SAP puede causar interferencia con la
operación del desmodulador (L-R). Esto es porque
un desmodulador (L-R) utiliza típicamente un bucle
de enganche de fase (PLL) y hay una posibilidad de que el PLL sea
bloqueado falsamente en la frecuencia de centro del 5H de la señal
SAP si la señal del 5H es de amplitud suficiente.
El presente LPF 48 puede ser de una topología de
doble T (no mostrada) con la muesca sintonizada a una frecuencia
mayor que el 5H. En tal disposición, la señal SAP puede ser
suficientemente atenuada a través del margen de filtro sin requerir
componentes de tolerancia estrecha para determinar precisamente la
frecuencia de muesca. Adicionalmente, el situar la muesca por encima
de la frecuencia de interés permite valores de capacitancia
menores que son más prácticos para integrar y asegura que las
variaciones de valor R/C no cambiarán la atenuación de margen si se
utiliza una "Q" suficientemente alta. El presente LPF 48
puede ser configurado para usar una porción de la disposición de
doble T como parte del bucle de retroalimentación para un
amplificador operacional para aumentar de ese modo la Q del
circuito.
La señal de salida del LPF 48 es alimentada a un
conmutador 50 para conmutar el terminal de entrada del
desmodulador (L-R) 52 entre la salida del LPF 48 y
el terminal de entrada 46. En La realización ejemplar, el LPF 48
es derivado cuando se utiliza un expansor DBX. Cuando se utiliza
un expansor DBX, se puede utilizar un LPF SALLEN-KEY
de tercer orden (no mostrado) para proporcionar márgenes más
afilados en la frecuencia de muesca. La operación del conmutador
50 será tratada con mayor detalle a continuación.
La señal procedente del conmutador 50 es
alimentada al LPF 53 para derivar la señal suma estéreo (L+R) que
es alimentada seguidamente a la matriz 38. La señal del conmutador
50 también es proporcionada al desmodulador 52 que es un
desmodulador estándar de acuerdo con la norma de televisión MTS. La
señal de salida del desmodulador 52 es alimentada al acoplamiento
en serie del LPF 10 y el VCA 18, así como al acoplamiento en serie
del BPF 20 y el detector de pico integrante 26, todo lo cual
corresponde a miembros designados similarmente del expansor de banda
ancha mostrado en la figura 2. El detector de pico integrante 26
está compuesto de un detector 54 y un condensador integrante 56
para proporcionar una señal de control detectada de pico integrada
en la línea 58 al VCA 18. La señal de salida expandida del VCA 18 es
alimentada a una red de atenuación fija 24 (véase la figura 2) que
es a su vez alimentada a una matriz estéreo 38 para reconstruir
las señales L y R.
Los miembros descritos hasta ahora en relación
con la figura 4 para la señal (L-R) corresponden
con el expansor de banda ancha tratado en la figura 2, como se
muestra en la patente '957. El expansor de banda ancha de la figura
4 proporciona expansión de amplitud para señales codificadas DBX
con un expansor no es una imagen especular del codificador. Sin
embargo, se reconoce aquí que puede ser deseable utilizar porciones
seleccionadas del presente expansor, por ejemplo, el desmodulador
52, el LCF 10, y el VCA 18, cuando la expansión desde un expansor
DBX es utilizada en vez de una expansión de banda ancha. En tal
caso, algunas operaciones del presente expansor de banda ancha
serían modificadas para acomodar la operación del expansor DBX.
Tales cambios de circuito están indicados en la figura 4 como
conmutadores ilustrativos IS1, IS2 e IS3. Estos conmutadores están
designados como "ilustrativos" porque se espera que en la
práctica, que las conexiones de este tipo han de ser conexiones
cableadas compactas.
Un expansor DBX 60 sería conectado en lugar de la
red de atenuación 24 y dicha sustitución es mostrada por medio del
conmutador IS1. Esta sustitución se hace porque el expansor DBX 60
proporciona su propio atenuación y de este modo, no se necesita red
de acentuación o énfasis 24.
En el expansor de banda ancha 44, el BPF 20 y el
detector de pico integrante 26 proporcionan un voltaje de control
en la línea 58 al VCA 18 para proporcionar una expansión de
amplitud de la señal (L-R). Dado que el expansor DBX
60 proporciona su propia expansión de amplitud de la señal, la
expansión de amplitud proporcionada por el voltaje de control en
la línea 58 es desactivada proporcionando un voltaje predeterminado
constante 62 a través de una resistencia 64 a la salida del
detector de pico integrante 26 en la línea 58 por medio del
conmutador ilustrativo IS2. De este modo, cualesquiera cambios en
el voltaje de control en la línea 58 que fueran causados por el
tratamiento de señal (L-R) del BPF 20 y del
detector de pico integrante 26, son "disipados" por el voltaje
constante 62. De este modo, en esta disposición, el VCA 18
proporciona una amplificación constante, siendo predeterminada la
cantidad de dicha amplificación por el valor del voltaje de control
constante 62 aplicado en la línea 58.
Tal como se trató anteriormente, el conmutador 50
conmuta la señal de entrada al desmodulador 52 para derivar el LPF
48 cuando se utiliza un expansor DBX 60. En la realización
ejemplar, la conmutación del conmutador 50 es efectuada por medio de
la desactivación de la operación de paso de banda del BPF 20.
Dicha disposición no efectuará adversamente la operación del
sistema, ya que cualquier señal de control generada por la
operación del BPF 20 (y el detector integrante 26) es vuelta
ineficaz por la fuente de voltaje 62 y la resistencia 64. La
operación selectiva de frecuencia del BPF 20 está provista de
condensadores 21a y 21b que proporcionan una red sensible a la
frecuencia, que será tratada más completamente a continuación. En
la realización ejemplar, el condensador 21a está acoplado a un
potencial de referencia, tal como tierra, y está provisto de un
voltaje de corriente continua a través de él. Este voltaje de
corriente continua es comparado con un potencial de referencia por
el comparador 66, que tiene una salida 67 a la que es sensible la
posición de conmutación del conmutador 50. El voltaje de corriente
continua a través del condensador 21a es de un valor por encima
del voltaje de referencia de umbral V_{REF} acoplado al terminal
negativo del comparador 66. En dicha disposición, el conmutador 50
es conmutado para recibir una señal de entrada desde el LPF 48. Si
el voltaje de corriente continua en la línea 68 está por debajo de
V_{REF}, la salida del comparador 66 hace que el conmutador 50
sea conmutado para recibir la señal de entrada del terminal 46,
derivando el LPF 48. En la realización ejemplar, el voltaje de
corriente continua a través del condensador 21a es cambiado
cortocircuitando el condensador 21a a tierra por medio del
conmutador ilustrativo IS3. Sin embargo, se puede utilizar una
resistencia que tenga un valor suficientemente bajo para cambiar
el voltaje en la línea 68 a través de V_{REF} desde por encima
de V_{REF} hasta por debajo de V_{REF}.
Los detalles del BPF 20 se muestran en la figura
5. La señal (L-R) derivada de la salida del
desmodulador 52 es proporcionada a unos amplificadores de unidad 70,
72 y, a su vez, es alimentada a un par respectivo de filtros pasa
bajos sensibles a la frecuencia, compuestos de resistencias 74,
76, y condensadores 78, 80 a tierra para proporcionar un filtrado
pasa bajos. Las señales de salida de los filtros pasa bajos son
alimentadas a amplificadores de ganancia de unidad respectivos 82,
84, y, a continuación, a un amplificador operacional 86 en el que
una de las señales filtradas por pasa bajos es proporcionada al
terminal de entrada no inversora y la otra señal filtrada por pasa
bajos es proporcionada al terminal de entrada inversora. En dicho
caso, cuando las dos señales en el amplificador 86 son iguales, no
hay señal de salida en el terminal 88 del amplificador 86. Si la
señal es alimentada al terminal inversor, tiene un balanceo a una
frecuencia menor que la señal a la terminal no inversora, el
proceso de sustracción es reducido más allá de la frecuencia de
atenuación progresiva y la señal en el terminal no inversor será
traspasada al terminal 88 hasta que la señal de entrada no
inversora alcance su propia frecuencia de atenuación progresiva.
De este modo se proporciona un filtro de paso de banda.
En la realización ejemplar, el voltaje de
corriente continua a través del condensador 21a en la línea 68 es
proporcionado desde la línea de salida 90 del amplificador 72 que
es acoplado a corriente continua y tiene un voltaje de corriente
continua en él. De este modo, cuando el condensador 21a es
derivado o cortocircuitado a tierra a través del conmutador
ilustrativo IS3, la operación de ese trayecto de señal 92 es
desactivada y, por consiguiente, la operación de la función de
paso de banda del BPF 20 es desactivada. El cambio del voltaje de
corriente continua en la línea 68 hace que el conmutador 50 conmute
entre los terminales de señal de entrada como se trató
anteriormente.
Claims (7)
1. Una disposición de tratamiento de señal de
audio, que comprende:
una fuente (46) de una señal de entrada;
una salida de señal;
un primer circuito expansor (44) que comprende un
amplificador de ganancia controlada (18) acoplado entre la fuente
(46) y la salida de señal para proporcionar un nivel de señal
predeterminado en la salida de señal en respuesta a una primera
señal de control suministrada por un circuito de control de
ganancia automático (20, 54), que comprende un detector (54) para
generar la primera señal de control en respuesta a la magnitud de
la señal de entrada en un primer modo de operación;
caracterizados por
medios conmutadores (IS2) que acoplan
selectivamente a la salida del detector (54) una segunda señal de
control (V) que anula la primera señal de control durante un
segundo modo de operación cuando se acopla un segundo circuito
expansor (60) en el trayecto de señal entre la salida del
amplificador controlado por ganancia (18) y la salida de señal de
la disposición de tratamiento de señal de audio.
2. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el
segundo circuito expansor (60) es un expansor DBX.
3. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque un
componente de filtro (56) se acopla a la salida del detector (54)
para desarrollar la primera señal de control en el primer modo de
operación.
4. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el
circuito de control de ganancia automático (20, 54) comprende
medios de filtro (20, 21a, 21b) que incluyen una red sensible a la
frecuencia para filtrar espectralmente una señal, al menos un
miembro de la red sensible a la frecuencia que tiene un voltaje de
corriente continua a través de él, medios comparadores (66) que
tienen dos entradas y una salida, estando la primera entrada
acoplada al voltaje de corriente continua y estando acoplada la
segunda entrada al voltaje de referencia (V_{ref}), estando la
salida conectada a unos medios conmutadores (50) sensibles a la
señal de salida de los medios comparadores (66) para conmutar entre
al menos un primero y un segundo terminales.
5. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque los
medios de filtro (20, 21a, 21b) son un filtro de paso de banda.
6. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque
los medios conmutadores (50) son accionables derivando un miembro
(21a) de la red sensible a la frecuencia para cambiar el voltaje de
corriente continua a través del voltaje de umbral.
7. Una disposición de tratamiento de señal de
acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la
derivación del miembro (21a) de la red sensible a la frecuencia
inhabilita el filtrado espectral de la señal mediante los medios de
filtrado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US936682 | 1992-08-28 | ||
| US07/936,682 US5377272A (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Switched signal processing circuit |
Publications (1)
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