Разработка теоретических основ и технических средств компандирования звуковых сигналов

• Автор: Уваров, Владимир Константинович
• Шифр специальности: 05.11.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 340 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1.РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ МГНОВЕННОЙ ЧАСТОТЫ И ОГИБАЮЩЕЙ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ НЕОБХОДИМОСТИ ВЫДЕЛЯТЬ ЭТИ МОДУЛИРУЮЩИЕ ФУНКЦИИ
1.1.Понятия и определения
1.2.Гипотезы и утверждения, доказывающие существование операторов преобразования сигналов, приводящих к делению-умножению их мгновенной частоты и логарифмической огибающей
1.3.Проблема восстановления частотно-компрессированных сигналов. Теоремы об искажениях и о верности восстановления сжатых по частоте сигналов
Заключение
Глава 2.РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И МЕТОДОВ КОМПАНДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ НЕОБХОДИМОСТИ ВЫДЕЛЯТЬ МОДУЛИРУЮЩИЕ ФУНКЦИИ.
2.1.Алгоритм разработки способов преобразований огибающей и мгновенной частоты звуковых сигналов
2.2.Использование предложенного алгоритма на примере определения способа преобразования сигналов, приводящего к делению их мгновенной частоты
с коэффициентом деления равным двум
2.3.Умножение мгновенной частоты звуковых сигналов
в целое число раз
2.3.1.Умножение в два раза
2.3.2.Умножение мгновенной частоты на произвольное
целое число
2.4.Управление коэффициентом деления-
умножения мгновенной частоты
2.4.1.Деление на целое число
2.4.2.Деление мгновенной частоты на произвольный
дробный (рациональный) коэффициент
2.5.Восстановление исходной мгновенной частоты
2.6.Основные положения нового метода преобразования
мгновенной частоты
2.7.Известный способ преобразования динамического диапазона без изменения частотного диапазона
2.8.Разработка способа преобразования частотного диапазона путем деления в два раза мгновенной частоты звуковых сигналов без преобразования огибающей
2.9.Разработка способа точного удвоения мгновенной частоты.
2.10.Разработка способов одновременных преобразований
и частотного, и динамического диапазонов сигналов
2.10.1. Компрессирование
2.10.2.Экспандирование
2.11.Разработка способа точного сжатия динамического диапазона сигналов без изменения мгновенной частоты
2.12.Разработка способа точного расширения динамического диапазона сигналов без изменения мгновенной
частоты
2.13.Основные положения нового метода преобразования
огибающей звуковых сигналов
Заключение
Глава 3.УПРАВЛЕНИЕ ПРИРОДНЫМИ МОДУЛИРУЮЩИМИ ФУНКЦИЯМИ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ В АППАРАТУРЕ ЗВУКО-ПЕРЕДАЧИ БЕЗ НЕОБХОДИМОСТИ ВЫДЕЛЯТЬ МОДУЛИРУЮЩИЕ ФУНКЦИИ

О 3.1.Реализация точного делителя в два раза
мгновенной частоты
3.2.У злы компрессора
3.2.1 .Сумматор мгновенных частот
3.2.1.1.Фазовращатель сигнала опорного генератора
3.2.1.2.Фазовращатель звукового сигнала
3.2.1.3.Перемножители аналоговых сигналов
3.2.1.4.Вычитатель сигналов
3.2.2.Генератор
3.2.3.Амплитудный ограничитель
3.2.4.Вычитатели мгновенных частот
3.2.4.1.Фазовращатель для однополосного сигнала
3.2.4.2.Другие элементы вычитателей мгновенных частот
ф 3.2.5.Другие узлы
3.3.Испытания изготовленного делителя в два раза
мгновенной частоты
3.3.1.Испытательный сигнал - синусоидальное колебание
3.3.1.1 .Амплитудная характеристика
3.3.1.2.Амплитудно-частотная характеристика
3.3.1.3.Коэффициент гармоник
3.3.2.Испытательный сигнал - сигнал "биений"
3.3.3.Тональные импульсы
3.4.Реализация нового частотного компрессора с нелинейной характеристикой обработки мгновенной частоты
3.5.Реализация амплитудного компрессирования в устройстве точного деления в два раза мгновенной частоты
3.6.Реализация точного умножителя в два раза
^ мгновенной частоты сигналов
3.7.Реализация точного умножителя в четыре раза мгновенной частоты сигналов
необходимо сравнить между собой два варианта восстановления мгновенной частоты после деления.
Пусть коэффициент деления мгновенной частоты к=2и , где п - это число применений операции деления в два раза мгновенной частоты. При этом алгоритм восстановления мгновенной частоты может быть основан на известных формулах удвоения аргумента
cos2 x(t) - sin2 x(t) = cos 2x(t) , (1.22)
2cos x(t) sin x(t) = sin 2x(t) . (1-23)
Вариант 1.
Его отличительной чертой будет наличие пары сигналов, сопряженных по Гильберту, причем у обоих сигналов О мгновенная частота уменьшена в к раз
SBxi(t) = 2 | cos0,5(co1 - co2)t| cosO.Sk'^cOj + co2)t, sBxl(t) = 2|cos0,5(a>, - co2)t| sinO^K’^ojj + co2)t.
Очевидно, что для восстановления входной пары сигналов с первоначальной мгновенной частотой необходимо:
-во-первых, вычислить огибающую по формуле (1.2), при этом получим S(t) = 21 cos0,5(c0j - co2)t |, как видим, огибающая не изменилась;
-во-вторых, разделить на вычисленную огибающую каждый из сигналов преобразуемой пары сигналов, при этом получим sBXl(t) / 2|cos0,5(co1 - co2)t| = cosO^k'1^ + co2)t, sBxl(t) / 2|cos0,5(c0j - co2)t | = sinO.SK'^CDj + co2)t;
-в-третьих, выполняя необходимое число раз преобразования по формулам (1.22) и (1.23), получая при каждом их

использовании удвоение аргумента, можно восстановить исходное значение мгновенной частоты у обоих сигналов пары;