一种消除录音机磁带速度抖动噪声的装置的制造方法及设计图

一种消除磁带录音机速度抖动噪声的装置，包括具有至少两个通道的磁带录音机[1]、输入部分[2]和输出部分[3]。输入部分[2]对模拟信号进行量化并向录音机[1]提供编码信号脉冲和参考信号脉冲； 输出部分[3]接受磁带录音机[1]的重放信号，解调并将其恢复为模拟信号。本实用新型专利技术用电路代替了精密的机械设计，解决了磁带速度抖动引起的低频噪声，明显提高了录音机的质量，降低了先进录音机的成本，具有具有广阔的应用前景。它为解决磁带速度抖动引起的低频噪声开辟了一条新途径，特别是随着电子技术的飞速发展，集成电路的价格迅速下降，给这项技术带来了便利和低成本。

一种消除磁带录音机速度抖动噪声的装置，包括具有至少两个通道的磁带录音机[1]、输入部分[2]和输出部分[3]。 输入部分[2]对模拟信号进行量化并向录音机[1]提供编码信号脉冲和参考信号脉冲； 输出部分[3]接受磁带录音机[1]的重放信号，解调并将其恢复为模拟信号。 本实用新型专利技术用电路代替了精密的机械设计，解决了磁带速度抖动引起的低频噪声，明显提高了录音机的质量，降低了先进录音机的成本，具有具有广阔的应用前景。 （*该技术的保护已于1996年到期，可以自由使用*）

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【技术实施步骤摘要】

该技术涉及对模拟磁带录音机的改进。 一般情况下，用市售的录音机来录制声音时，只要能录制到人耳听觉所感受到的频率范围（约20Hz至18kHz）就已经很令人满意了。 然而，当它用于记录包括直流在内的超低频信号（例如生物电信号或自然地震信号等）时，很难信任。 因为在记录超低频信号的场合，磁带的运行速度必须非常稳定。 一般要求磁带速度稳定性大于0.1%，磁带运行抖动率（在6-25Hz范围内随机速度波动）和抖动率（在0.6-6Hz范围内随机速度波动）应小于0.1%，才能满足使用要求。 否则，在记录和重放信号的过程中，会造成频率、相位和波形的失真，并产生严重的低频调制噪声。 为此，目前市场上可记录模拟信号的先进磁带录音机都有一套精心设计的走带系统，机械和电机伺服机构保证磁带相对于磁头以恒定的速度运动。 。 在工作方式中，经常采用调频的方式。 为了克服输送带机械抖动和摇摆引起的噪声，采用减法补偿法或延迟补偿法。 为此，增加了记录机构抖动和摇摆噪声的通道，为消除噪声提供参考信号（见任宇，《录音机》，1983，地震出版社，P.52-103），这样目前市场上的录音机有MR-10C/30C型便携式磁带数据录音机和R-80/R-8型等，但价格两者都比较贵。

并且尽管采取了上述各种措施，但解调后仍然存在一定的带速抖动和晃动噪声。 仔细分析后不难发现，由于机械伺服机构的频率响应较低，导致磁带速度的抖动和晃动无法完全消除。 因此，模拟信号的记录和回放所产生的低频噪声自然无法消除。 。 当使用频率调制并记录速度抖动噪声通道时，只能消除取决于载波频率的噪声，而不能消除取决于调制信号的噪声。 本实验的目的是利用电路的方法来避免传统模拟录音机对走带机构的严格要求。 具体来说，改进电路设计，实现普通双通道收录机对低频模拟信号的录音或重放。 该技术基于脉冲编码信号加参考信号可以消除带速抖动和晃动噪声，噪声限度仅取决于信号的编码和量化噪声，即信噪比S/N= 2K，K为二进制码位数。 模拟信号经过量化后，由模拟磁带录音机记录。 在录音或重放过程中，一些编码脉冲宽度会因带速抖动而被压缩或扩展，如果采用固定同步解调，就会造成失真。 然而，当同时使用另一通道作为记录或回放参考信号时，由于该信号通道和参考信号通道的速度抖动严格一致，因此信号编码脉冲和参考信号脉冲的瞬时压缩时域或者展开一一对应，即它们的时序关系保持不变。 因此，解码后，速度抖动噪声被消除，信号噪声仅取决于系统的量化误差。

该技术由至少两通道的录音机(1)、信号输入部分(2)和信号输出部分(3)组成。 组件（2）对模拟信号进行放大、量化和编码，并产生参考信号脉冲，分别发送至录音机（1）中的信号记录通道和参考信号记录通道。 而部分(3)在录音机(1)重放时接收编码信号和参考信号，进行解调恢复为模拟信号，送笔录机记录或示波器显示。 组件[2]包括输入放大单元[2-1]、极性转换单元[2-2]、采样保持单元[2-3]、模数转换单元[2-4] 、控制信号单元[2-5]、参考信号输出单元(2-6)、信号编码输出单元(2-7)，若记录多路模拟信号，则多路转换单元(2-8)增加放大单元(2 -1]和极性转换单元(2-2)的数量必须等于输入模拟信号通道的数量。组件(3)包括信号输入整形单元(3 -1)、串并转换单元(3-2)、数模转换单元(3-3)、控制信号分离单元(3-4)、滤波单元(3- 6]和输出单元[3-5]。为了记录多路信号，则还要增加一个复用转换单元(3-7)，以及多个滤波单元(3-6)和输出单元(3-5) )都将等于通道数。与现有技术相比，本技术有明显的进步。 它为解决磁带速度抖动引起的低频噪声开辟了一条新途径，特别是随着电子技术的飞速发展，集成电路的价格迅速下降，给这项技术带来了便利和低成本。

利用这项技术，普通的两通道录音机就具有高性能的信噪比。 例如，当模拟信号的量化位数为8位时，信噪比S>48db； 当量化位为12位时，SNR>64db。 目前，卡式录音机非常普遍，用户也很多。 采用本技术方案，可以非常方便地成为高品质的磁记录仪器。 因此，该技术具有明显的实用性。 图1是两个模拟信号记录和回放的框图。 图2是信号输入部分(2)的电路图。 图3和图4是字母输出单元(3)的电路图。 下面给出该技术的一个实施例，适用于有两个模拟信号的场合。 通过阐述实施例给出本技术的进一步细节。 在本实施例中，录音机(1)为日本Sanyo 9930盒式录音机，其提供两个录音通道。 图2中信号输入部分(2)共有10个单元。控制信号单元[2-5]由一个晶体振荡器电路和一个多级分频器组成。 晶体振荡电路包括电阻R251、R252、电容器C251、C252、与非门IC251、IC252和晶体CZ，产生100KC的振荡信号。 分频器IC253将晶体振荡器信号的频率除以96并输出时钟脉冲CP。 分频器IC254将CP脉冲的频率除以11，然后输出启动信号脉冲ST。 分频器IC255将ST脉冲的频率除以二并输出。 两路模拟开关转换控制脉冲SP和信号分离识别控制脉冲SD。

输入放大单元(2-1)由两级运算放大器IC211、IC212和电阻衰减器R211、R212、R213、R214组成，有两个结构相同的单元(2-1)。 极性转换单元[2-2]是由集成电路IC221、电阻R221、R222、R223组成的加法器，实现参考电平的转换，使双向模拟信号变为单向。 单元(2-2)电路有两个，分别与复用单元(2-8)连接。 单元[2-8]为模拟开关电路IC281，如CD4051，通过SR脉冲控制，使两路模拟信号依次送入采样保持单元[2-3]，单元[2- 3]是采样保持电路IC231，如LF398，启动信号脉冲ST一到来就对模拟信号进行采样保持，送入模数转换单元[2-4]进行模数转换。数字转换和编码。 单元[2-4]由A/D转换电路IC241和比较电路IC242组成，如10位A/D转换器AD7570和比较器LM311P。 转换由起始信号脉冲ST控制，转换节拍由时钟脉冲CP提供。 每次转换输出一组信号编码脉冲和同步信号脉冲。 信号编码脉冲经信号编码输出单元(2-7)放大输出，送至录音机(1)的信号记录通道进行记录。 单元[2-7]由两级与非门IC272和运算放大器IC271组成。

同步信号和起始信号脉冲分别输入参考信号单元(2-6)后，输出一组参考信号，送至录音机(1)的参考信号录音通道。 参考信号单元(2-6)由电阻R261、R262、R263、R264和集成电路IC261组成运算放大器。 输出单元[3]由6个单元组成。 图4给出了控制信​​号分离单元(3-4)接收来自录音机(1)的重放参考信号后，经过放大整形、分离出时钟脉冲CP*和起始信号脉冲ST*，得到ST* 2 频率后输出两路开关信号SP*。 主要包括放大器T341、IC341、T342、T343，比较器IC342，钳位电路(由C341、D341、R349组成)、积分电路(由C342、R342组成)和二分频电路IC345。 图3中，信号输入整形单元(3-1)接收到录音机(1)的重放编码信号后，输出整形码脉冲CD，主要由放大器T311、IC组成。

【技术保护点】

一种消除磁带录音机速度抖动噪声的装置，特别是用于记录或再现低频模拟信号的装置，包括磁带录音机[1]，其特征在于还具有输入部分[2]和输出部分[ 3]。 A。 磁带录音机[1]至少有两个通道； b. 输入单元[2]包括输入放大单元[2-1]、极性转换单元[2-2]、采样保持单元[2]-3]、模数转换单元[2-4] ]、控制信号单元[2-5]、参考信号输出单元[2-6]和信号编码输出单元[2-7]，对于多个信号偶尔还有复用转换单元[2-8] ，输入放大单元[2-1]和极性转换单元[2-2]的数量等于信号通道的数量； c、输出单元[3]包括信号输入整形单元[3-1]、串并转换单元[3-2]、数模转换单元[3-3]、控制信号分离单元[ 3-4]、滤波单元[3 -6]和输出单元[3-5]，对于多路记录信号的场合，还存在复用单元[3-7]、滤波单元[3- 6]和输出单元[3-5]的数量等于信号路径的数量。

【技术特点总结】

1.一种消除录音机带速抖动噪声的装置，特别是用于记录或重放低频模拟信号的装置，包括录音机[1]，其特征在于还具有输入部分[2]和输出部分[3]。 a、所述录音机[1]具有至少两个通道； b、所述输入部分[2]包括输入放大器单元[2-1]、极性转换单元[2-2]、采样保持单元[2]-3]、模数转换单元[2-4]，控制信号单元[2-5]、参考信号输出单元[2-6]和信号编码输出单元[2-7]，对于多个信号，偶尔还有复用单元[2-8]，并且输入放大单元[2-1]和极性转换单元[2-2]的数量等于信号路径的数量； c、所述输出单元[3]包括信号输入整形单元[3-1]、串并转换单元[3-2]、数模...

【专利技术特性】

技术研发人员：孙福川、翁伟民、

申请人（专利权）：中国科学院上海生理研究所，

类型：实用新型

国家省市：31[中国|上海]

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