Чередование работающих полос

Рэй Долби решил объединить фиксированную и скользящую полосы, покрывающие одну и ту же область частотного диапазона, и обеспечить то, что теперь называется «чередование работающих частот».

Схема работы прибора, имеющего оба типа полос, показана на рис. 8.31, в. На частоте доминирующего сигнала подавление усиления будет все еще составлять 2 дБ (при этом осуществляется шумоподавление со значением 8 дБ). Ниже этой частоты шумоподавление будет равно тем же 8 дБ (как при работе с фиксированной полосой). А вот выше этой частоты степень шумоподавления будет расти до 10 дБ, как в случае со скользящей полосой. Получается, что каждая из полос выполняет свою работу, но в определенных областях частотного диапазона одна из полос как бы «прячется» под другой.

Когда скользящая полоса передвигается выше и уменьшает усиление на частоте с доминирующим сигналом на 2 дБ, работу прибора начинает определять фиксированная полоса. Фактически, она замещает скользящую полосу, чтобы эффект шумоподавления не уменьшался. Скользящая полоса начинает работать на частотах, которые находятся выше частоты доминирующего сигнала. Поэтому уменьшение усиления на 2 дБ происходит не по всей полосе (как случае, когда прибор имеет только фиксированную полосу), а лишь в той области частотного диапазона, где появился громкий сигнал. Получается, что в этой части спектра скользящая полоса фактически заменяет фиксированную полосу.

Другими словами, на каждой частоте теперь работают два механизма, которые обеспечивают усиление, замещая друг друга. Это позволяет не допустить ослабления усиления в областях, где этого не требуется. Как известно, идеальная система шумоподавления должна усиливать сигнал при компрессии (и, соответственно, ослаблять при экспандировании) только на тех частотах, где не происходит маскирования. Это свойство систем шумоподавления Рэй Долби называет «принципом наименьшего вмешательства». Очевидно, что такие приборы, в которых по описанному выше алгоритму работают одновременно фиксированная и скользящая полосы, гораздо лучше соответствуют «принципу наименьшего вмешательства», чем другие типы систем.

Практическая реализация

Первый способ реализации системы, имеющей фиксированную и скользящую полосы, состоит в том, чтобы сначала провести компрессию с фиксированной полосой, а затем подвергнуть полученный сигнал воздействию скользящего фильтра. На рис. 8.32 показана схема компрессора с двумя маршрутами прохождения сигнала, в котором реализована эта идея. К сигналу главного тракта добавляется сигнал обходного тракта, в котором происходит изменение усиления или, соответственно, ослабления сигнала, а также работает скользящий низкочастотный фильтр. Для упрощения рисунка схема управления на нем не изображена.

Чтобы определить ширину высокочастотной полосы, вторичный тракт начинается с фиксированного НЧ-фильтра (1). Далее аттенюатор (2), если необходимо (т. е. если присутствует громкий сигнал), управляет сигналом в фиксированной полосе. Для этого сигнал, находящийся внутри полосы, вычитается (3) из входного сигнала аттенюатора. Когда ослабления звука не происходит, после этого вычитания сигнал не идет. Однако в случае, если уровень звука ослабляется (т. е. сигнал внутри полосы находится выше определенного порога), выходной сигнал после вычитания является как раз тем сигналом, который был «устранен» аттенюатором. Именно этот «устраненный» сигнал затем следует на переменный фильтр (4), осуществляющий вторую часть действия. Результат работы этого фильтра добавляется к выходному сигналу фиксированной полосы (5), и в итоге формируется общий выходной сигнал обходного тракта.

Рис. 8.32. Схема работы компрессора с фиксированной и скользящей полосами

Аттенюатор и скользящий фильтр, изменяющие сигнал, можно поменять местами, что приведет к абсолютно таким же результатам. Но порядок их следования, который изображен на рисунке, предпочтительнее, т. к. он меньше зависит от применения усилителей управляемых напряжением или полевых транзисторов.

Итак, принцип объединения работы двух полос является одной из главных идей, находящихся в основе систем DolbyтипаSR(для профессионального использования) и типаS(для бытовых пользователей).