FR2469051A1

FR2469051A1 - Voice compressor circuit for transmitter modulator - has delay circuit and attenuator controlled by series connected attenuator and detector circuit

Info

Publication number: FR2469051A1
Application number: FR7927220A
Authority: FR
Inventors: Rene Cheze
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1979-11-05
Filing date: 1979-11-05
Publication date: 1981-05-08
Also published as: FR2469051B1

Abstract

The circuit has an input coupled through a low pass filter (2) and amplifier (3) to a delay circuit (5) such as type Reticon SAD 1024, a variable attenuator (4), a further amplifier (12), and low pass filter (13) and then to the circuit output. The first amplifier output is also coupled to a series connection of a second variable attenuator (6), amplifier (10) and detector (9) whose output is connected to the control inputs of the two attentuators. The time constant of the detection circuit is equal to the delay time of the delay circuit. This avoids the response inertia normally present in such compressor circuits due to the detector delay. The device can be associated with a speech/noise discriminator, commanding the output signal cut-out of the compressor during periods of inactivity to avoid the rise of noise during long pauses.

Description

La présente invention concerne les compresseurs limitant les variations de la puissance moyenne des signaux vocaux afin de moduler dans les meilleures conditions les émetteurs radioélectriques et, en particulier, les émetteurs à modulation d'amplitude à bande latérale unique afin d'obtenir en permanence, en fonction de ces signaux, une puissance moyenne émise aussi proche que possible de la puissance crete maximale admissible. The present invention relates to compressors limiting variations in the average power of voice signals in order to modulate radio transmitters in the best conditions and, in particular, amplifiers with amplitude modulation with a single sideband in order to obtain permanently, in based on these signals, an average transmitted power as close as possible to the maximum allowable peak power.

Pour parvenir à ce résultat, il est connu d'insérer, dans les circuits de modulation d'un émetteur, un dispositif de compression comportant un amplificateur à gain variable commandé par une tension résultant d'une détection de son niveau de sortie afin d'effectuer une auto régulation. Un tel dispositif est souvent utilisé conjointement avec un compresseur de même principe, mais inséré dans les circuits à haute fréquence, pour améliorer la limitation des variations de la puissance émise. To achieve this result, it is known to insert, into the modulation circuits of a transmitter, a compression device comprising a variable gain amplifier controlled by a voltage resulting from a detection of its output level in order to perform self-regulation. Such a device is often used in conjunction with a compressor of the same principle, but inserted in high frequency circuits, to improve the limitation of variations in the power emitted.

De tels dispositifs présentent l'inconvénient d'une certaine inertie d'action dûe principalement à la constante de temps de détection qu'il n'est pas possible d'annuler, il en résulte un retard dans la variation du signal de commande par rapport à l'instant de la variation de l'amplitude du signal vocal amplifié. Such devices have the disadvantage of a certain inertia of action mainly due to the detection time constant which it is not possible to cancel, this results in a delay in the variation of the control signal relative to at the instant of the variation of the amplitude of the amplified voice signal.

En particulier, après un silence ayant permis à l'amplificateur d'avoir son gain maximal, la présence d'un signal vocal provoquera, lors de ses premiers instants d'apparition, une surtension importante en sortie de l'amplificateur de modulation, avant que le gain de ce dernier ait été réduit, ce qui s'exprime également en disant que l'amplificateur a été désensibilisé. In particular, after a silence which has enabled the amplifier to have its maximum gain, the presence of a voice signal will cause, during its first moments of appearance, a significant overvoltage at the output of the modulation amplifier, before that the gain of the latter has been reduced, which is also expressed by saying that the amplifier has been desensitized.

Etant donné la fréquence des courts instants de silence se manifestant au cours de l'émission des signaux vocaux, le nombre des instants d'apparition de ce phénomène peut être cpnsidérablement réduit en prévoyant une constante de temps relativement importante à la resensibilisation de l'amplificateur, ce qui a pour avantage annexe intéressant de respecter, au moins en partie, la dynamique de la parole. Mais les performances de la transmission sont pénalisées par suite du rapport important (10 à 20dB) entre la puissance crete et la puissance moyenne de la parole. Given the frequency of the short moments of silence manifested during the emission of the vocal signals, the number of the moments of appearance of this phenomenon can be considerably reduced by providing a relatively large time constant for the resensitization of the amplifier. , which has the advantageous side advantage of respecting, at least in part, the dynamics of speech. However, the performance of the transmission is penalized due to the significant ratio (10 to 20dB) between the peak power and the average power of speech.

Ainsi le but recherché, rapprocher au maximum la puissance moyenne de la puissance crete, ne peut etre obtenu que par l'utilisation de constante de temps de sensibilisation et de resensibilisation les plus faibles possibles. Avec les dispositifs de compression connus, un phénomène de surtension peut alors se produire au début de chaque syllabe, inconvénient aggravé par le compresseur en haute fréquence qui permet, par principe, de bénéficier de constantes de temps de détection encore plus réduites. De telles conditions de surcharge provoquent des anomalies de fonctionnement, par exemple, la génération d'un spectre de bruit à large bande se traduisant par des "claquements" restitués par les récepteurs disposés à proximité. Thus the aim sought, to bring the average power as close as possible to the peak power, can only be obtained by the use of the lowest possible time for sensitization and resensitization. With known compression devices, an overvoltage phenomenon can then occur at the start of each syllable, a disadvantage aggravated by the high frequency compressor which, in principle, makes it possible to benefit from even smaller detection time constants. Such overload conditions cause operating anomalies, for example, the generation of a broadband noise spectrum resulting in "clicks" reproduced by the receivers located nearby.

La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en faisant coïncider les insta-nts -d'appa- rition de l'information de compression,et des signaux vocaux, à l'entrée de l'émetteur. The object of the present invention is to overcome these drawbacks by making the insta-nts of appearance of the compression information and of the voice signals coincide at the input of the transmitter.

Selon l'invention, un dispositif de compression des signaux vocaux ayant une entrée et une sortie, et comportant, disposés en série : un premier atténuateur variable ayant une entrée de signal couplée à l'entrée du dispositif et une entrée de commande, un amplificateur, et un circuit de détection ayant une sortie couplée à l'entrée de commande, est caractérisé en ce qutil comporte, en outre, un circuit de retard ayant une entrée couplée à l'entrée de signal et une sortie, et un deuxième atténuateur variable ayant : une entrée de signal couplée à la sortie du circuit de retard, une entrée de commande couplée à celle du premier atténuateur, et une sortie couplée à la sortie du dispositif. According to the invention, a device for compressing voice signals having an input and an output, and comprising, arranged in series: a first variable attenuator having a signal input coupled to the input of the device and a control input, an amplifier , and a detection circuit having an output coupled to the control input, is characterized in that it further comprises a delay circuit having an input coupled to the signal input and an output, and a second variable attenuator having: a signal input coupled to the output of the delay circuit, a control input coupled to that of the first attenuator, and an output coupled to the output of the device.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ciaprès et du dessin s'y rapportant qui représente le schéma d'un dispositif de compression selon l'invention. The invention will be better understood and other characteristics will appear from the following description and the drawing relating thereto which represents the diagram of a compression device according to the invention.

Sur la figure, une borne 1 destinée à recevoir les signaux vocaux à traiter est connectée, à travers un filtre passe-bas 2 suivi d'un amplificateur 3, à l'entrée de signal d'un atténuateur variable 6, et à celle d'un atténuateur variable 4, à travers une ligne à retard 5. Les entrées de commande 7 et 8 des atténuateurs respectifs 4 et 6 sont reliées à la sortie d'un circuit détecteur 9 dont l'entrée est connectée à la sortie de l'atténuateur 6 à travers un amplificateur 10. In the figure, a terminal 1 intended to receive the voice signals to be processed is connected, through a low-pass filter 2 followed by an amplifier 3, to the signal input of a variable attenuator 6, and to that of 'a variable attenuator 4, through a delay line 5. The control inputs 7 and 8 of the respective attenuators 4 and 6 are connected to the output of a detector circuit 9 whose input is connected to the output of the attenuator 6 through an amplifier 10.

Enfin la sortie de l'atténuateur 4 est connectée à la borne de sortie 11 du dispositif de compression à travers un amplificateur 12 suivi d'un filtre passe-bas 13.Finally, the output of the attenuator 4 is connected to the output terminal 11 of the compression device through an amplifier 12 followed by a low-pass filter 13.

Le fonctionnement du dispositif de compression est le suivant. The operation of the compression device is as follows.

Les signaux de parole sont préalablement filtrés dans le filtre passe-bas,2,,dont la fréquence de coupure est de 3600 Hz, et qui a pour but d'améliorer le rapport signal - bruit de la transmission et d'éviter que ces bruits hors bande se recombinent avec les signaux de parole à l'intérieur de la ligne à retard 5. Ces signaux sont ensuite amplifiés dans l'amplificateur 3 au niveau nécessaire à un fonctionnement correct de la ligne à retard 5. The speech signals are previously filtered in the low-pass filter, 2,, whose cut-off frequency is 3600 Hz, and which aims to improve the signal-to-noise ratio of the transmission and to prevent these noises out of band recombine with the speech signals inside the delay line 5. These signals are then amplified in the amplifier 3 to the level necessary for correct operation of the delay line 5.

Ils sont alors appliqués d'une part à un circuit de commande constitué des organes 6, 9 et 10, d'autre part au circuit de compression lui-meme constitué des organes 5, 4, 12 et 13. They are then applied on the one hand to a control circuit consisting of members 6, 9 and 10, on the other hand to the compression circuit itself consisting of members 5, 4, 12 and 13.

La structure du circuit de commande est celle d'un compresseur à boucle classique où toute variation d'amplitude en sortie de l'amplificateur 10 provoque une variation correspondante de la tension détectée par le circuit 9, qui commande l'atténuateur variable 6 de ma nière à provoquer une variation de gain du circuit en sens inverse de la variation de niveau. The structure of the control circuit is that of a conventional loop compressor where any variation in amplitude at the output of amplifier 10 causes a corresponding variation in the voltage detected by circuit 9, which controls the variable attenuator 6 of ma to cause a variation in circuit gain in the opposite direction to the level variation.

Dans exemple décrit, cet atténuateur 6 est réalisé à 11 aide d'un transistor à effet de champ permettant d'obtenir une tension détectée de commande variant de manière logarithmique en fonction des variations d'amplitude des signaux de parole, ce qui permet une commande adéquate de l'atténuateur 4 du circuit de compression. In the example described, this attenuator 6 is produced using a field effect transistor making it possible to obtain a detected control voltage varying logarithmically as a function of the amplitude variations of the speech signals, which allows control the attenuator 4 of the compression circuit.

Ce dernier assure la compression des signaux vo- caux à l'aide de l'atténuateur variable 4, identique à 6, commandé par le signal fourni par le circuit détecteur 9. La ligne à retard 5 compense la constante de temps de charge du circuit détecteur 9 par un retard équivalent, ce qui assure la coïncidence de l'apparition de signaux vocaux à l'entrée de l'atténuateur avec l'application à l'entrée de commande 7 de la tension correspondant à l'amplitude de ces signaux. The latter ensures the compression of the voice signals using the variable attenuator 4, identical to 6, controlled by the signal supplied by the detector circuit 9. The delay line 5 compensates for the charge time constant of the circuit detector 9 by an equivalent delay, which ensures the coincidence of the appearance of voice signals at the input of the attenuator with the application to the control input 7 of the voltage corresponding to the amplitude of these signals.

L'amplificateur 12 a pour objet d'obtenir un niveau de signaux de modulation conforme aux caractéristiques de l'émetteur qu'il alimente et le filtre passe-bas 13, identique au filtre passe-bas 2 assure essentiellement la remise en forme des signaux et le filtrage de la fréquence d'horloge de la ligne à retard numérique 5. The purpose of the amplifier 12 is to obtain a level of modulation signals conforming to the characteristics of the transmitter which it supplies and the low-pass filter 13, identical to the low-pass filter 2 essentially ensures the reshaping of the signals. and filtering the clock frequency of the digital delay line 5.

Cette dernière, dans l'exemple décrit est un circuit intégré de 2 x 512 étages du type à transfert de charges par éléments à chapelet plus connu sous le sigle anglo saxon BBD ("Eucket brigade device"), modèle
Reticon SAD 1024, les deux parties de la ligne étant montées en série pour utiliser une fréquence d'horloge plus élevée, faciliter ainsi le filtrage, et améliorer le rapport signal à bruit.The latter, in the example described is an integrated circuit of 2 x 512 stages of the type with charge transfer by strand elements better known by the English acronym BBD ("Eucket brigade device"), model
Reticon SAD 1024, the two parts of the line being connected in series to use a higher clock frequency, thus facilitating filtering, and improving the signal to noise ratio.

La constante de temps de charge du circuit détecteur 9, qui détermine le délai nécessaire à la désensibilisation du dispositif a été choisie égale à 5 millisecondes, et se trouve ainsi en harmonie avec les possibilités de la ligne à retard utilisée. The charging time constant of the detector circuit 9, which determines the time necessary for the desensitization of the device, has been chosen equal to 5 milliseconds, and is thus in harmony with the possibilities of the delay line used.

L'expérience a montré que cette valeur permettait d'obtenir, avec ce dispositif, les mêmes performances de puissance moyenne qu'avec les compresseurs rapides connus, mais avec une diminution très sensible des claquements que provoquaient ces derniers. Experience has shown that this value makes it possible to obtain, with this device, the same average power performance as with known fast compressors, but with a very significant reduction in the clicks caused by the latter.

Quant à la constante de temps de décharge du circuit 9, qui conditionne la resensibilisation du circuit de compression, elle a été choisie parexpérience, aux environs de 60 millisecondes. Une constante de temps plus courte entraine une distorsion élevée pour les basses fréquences (300 à 600 Hz) nuisant à l'intelligibilité de la parole, ainsi qu'une remontée du niveau BF pendant 5 ms au départ de la resensibilisation, remontée d'autant plus importante que la constante est courte. As for the discharge time constant of circuit 9, which conditions the resensitization of the compression circuit, it was chosen by experience, around 60 milliseconds. A shorter time constant leads to high distortion at low frequencies (300 to 600 Hz), which affects speech intelligibility, as well as a rise in the LF level for 5 ms at the start of resensitization, as much as more important than the constant is short.

Bien entendu, diverses variantes sont possibles dans la réalisation du dispositif compresseur décrit, en particulier en ce qui concerne les types d'atténuateurs variables et de ligne à retard. Of course, various variants are possible in the embodiment of the compressor device described, in particular as regards the types of variable attenuators and of delay line.

Il sera noté que le dispositif compresseur décrit peut etre avantageusement associé avec d'autres systèmes existants, tels que, par exemple, un discriminateur parole/bruit, commandant la coupure du signal de sortie du dispositif compresseur en période de non-activité vocale pour éviter les remontées de bruit durant des blancs de parole assez longs. Les performances de ce dispositif connu seront très améliorées puisqu'il devient possible d'annuler le retard habituel entre les instants d'apparition du signal de commande et des signaux vocaux qui déclenchent cet ordre. It will be noted that the compressor device described can be advantageously associated with other existing systems, such as, for example, a speech / noise discriminator, controlling the cutting of the output signal of the compressor device in period of vocal non-activity to avoid the noise increases during fairly long blanks. The performance of this known device will be greatly improved since it becomes possible to cancel the usual delay between the instants of appearance of the control signal and the voice signals which trigger this order.

Claims

1. A device for compressing voice signals having an input and an output, and comprising, arranged in series: a first variable attenuator having a signal input coupled to the input of the device and a control input, an amplifier, and a circuit detector having an output coupled to the control input, characterized in that it further comprises a delay circuit having an input coupled to the signal input and an output, and a second variable attenuator having: a signal input coupled to the output of the delay circuit, a control input coupled to that of the first attenuator, and an output coupled to the output of the device.

2. Compression device according to claim 1, characterized in that the charging time constant of the detection circuit is equal to the transmission delay of the delay circuit.

3. Compression device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the input of the device is coupled to the signal input of the first attenuator through a first low-pass filter followed by an amplifier and in that the output of the second variable attenuator is coupled to the output of the device through an amplifier followed by a second low-pass filter.

4. Compression device according to claim 3, characterized in that the delay circuit is of the type with charge transfer elements by strand elements and controlled by a clock having a frequency greater than that of any component of the spectrum of voice signals transmitted and at the cutoff frequency of the second low-pass filter.

5. Single-sideband amplitude modulation transmitter, characterized in that it comprises a compression device according to one of claims 1 to 4.