ПРОСТОЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.

Как добавить наш сайт в исключения AdBlock

QRZ.RU > Каталог схем и документации > Схемы наших читателей > Дайджест радиосхем > ПРОСТОЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

class=»small»>

ПРОСТОЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА   Для повышения эффективности и дальности SSB-связей используют ограничение сигнала по высокой (ВЧ) или низкой (НЧ) частоте. Лучшими параметрами обладают ВЧ-ограничители, в которых обработка сигнала происходит на промежуточной частоте. Они позволяют увеличить среднюю мощность сигнала передатчика на 6…9дБ. Незначительно, на 1…2 дБ, им уступают низкочастотные ограничители (сигнал обрабатывается в микрофонном усилителе). Но в то же время изготовить и настроить НЧ ограничитель значительно проще.   На рис. 1 и 2 предлагаются схемы схемы НЧ ограничителей, эффективность которых значительно превосходит ранее опубликованные разработки автора [1,2]. Схема на рис. 1 содержит всего два каскада, первый из которых на транзисторе VT1 представляет собой логарифмирующий усилитель. В качестве логарифмирующих элементов использованы диоды VD1 и VD2, включенные встречно-параллельно в цепь отрицательной обратной связи. Применение германиевых диодов позволяет получить выходное напряжение усилителя до 200 мВ эфф., а применение кремниевых — до 600 мВ эфф. Puc. 1   На транзисторе VT2 собран эмиттерный повторитель, позволяющий подключать усилитель практически к любому смесителю. Для регулировки уровня выходного ограниченного сигнала служит резистор R4. Применение этого резистора на выходе ограничителя позволяет использовать его как бы в качестве регулятора усиления по ПЧ в режиме передачи. Резисторы R1 и R5 предотвращают самовозбуждение каскада по постоянному току. Для этого в схеме (рис. 1) подбором резистора R2* устанавливается напряжение на коллекторе VT 1, равное +6 В. В схеме по рис. 2 такое же напряжение на коллекторах VT1 и VT2 устанавливается подбором резисторов R2* и R5* соответственно. Приведенные в статье схемы были реализованы автором в конструкциях SSB-трансиверов: прямого преобразования, с ЭМФ, с кварцевым фильтром. Puc.2   При использовании практически любого типа динамического микрофона ограничители показали хорошее качество получаемого SSB-сигнала и отсутствие перемодуляции при значительных изменениях уровней сигналов, подаваемых с микрофона.   ЛИТЕРАТУРА 1. Артеменко В. А. Микрофонно-телефонный усилитель. — «КВ-журнал», — 1996, № 3,с. 18. 2. Артеменко В. А. Простой микрофонный усилитель транснвера. — «Радиоаматор». — 1996. № 12.с. 19. KB ЖУРНАЛ N2,1998 г., c.48-49 Источник: shems.h2.ru

Фазовые компрессоры — ограничители речевого сигнала

Микрофонные усилители – ограничители речевого сигнала для SSB-трансиверов

Весьма желательным атрибутом при формировании SSB сигнала для передачи является его компрессирование (ограничение). Связано это с тем, что речевой сигнал с микрофона, подаваемый на трансивер, обычно имеет большой пик-фактор (отношение пикового напряжения к среднему). А поскольку трансивер должен без искажений передавать: как пиковые значения сигнала, так и минимальные его значения, то средняя излучаемая мощность передатчика получается во много раз меньшей максимальной, что не есть хорошо, так как снижает эффективность работы передающего тракта.

Поэтому для повышения эффективности и дальности связи широко применяют сжатие динамического диапазона речевого сигнала.
Сжать динамический диапазон можно в микрофонном усилителе с системой АРУ. Причём ошибочно считать, что такие НЧ компрессоры дают малый выигрыш, что в большинстве источников объясняется инерционностью системы АРУ, характерной для некоторых простейших устройств. Как было показано на странице – (ссылка на страницу, Рис.3), практически безинерционные компрессоры (лимитеры) с АРУ существуют, мало того – обеспечивают значительно более низкий уровень КНИ, чем, к примеру, фазовые устройства, описываемые в данной статье.

Тем не менее, фазовые НЧ ограничители, весьма популярны среди радиолюбителей, поэтому и мы не пройдём мимо и остановимся на паре наиболее удачных конструкций, обеспечивающих необходимое сжатие динамического диапазона при приемлемых уровнях нелинейных искажений.

Приведённая ниже схема фазового ограничителя речевого (микрофонного) сигнала в том или ином виде используется во многих разработках радиолюбительских трансиверов.

Рис.1 Схема фазового ограничителя речевого сигнала (КВ трансивер «Трель» RW4LQ)

Усиленный и скорректированный по АЧХ парафазный сигнал подается на несколько фазосдвигающих RC-цепей, а после каждой из них – на свой, отдельный ограничитель.

Сигналы на выходе каждого из ограничителей имеют форму близкую к прямоугольной. Эти сигналы сдвинуты по фазе относительно друг друга, причём этот сдвиг подобран так, чтобы при сложении на сумматоре этих 4 прямоугольников получился бы ступенчатый сигнал, больше похожий на синусоиду, т. е. чтобы в выходном сигнале средняя доля гармоник, попадающих в полосу до 3 kHz, была минимальна.

Следующая похожая конструкция – микрофонный усилитель-ограничитель от автора ряда известных КВ и УКВ антенн Игоря Гончаренко (DL2KQ).

Рис.2 Микрофонный усилитель-ограничитель от Игоря Гончаренко (DL2KQ)

Вот что пишет автор на своём сайте http://dl2kq. de/ :
«Один из удачных фазовых ограничителей был использован в трансивере RA3AO. Мне удалось улучшить и несколько упростить этот узел. В таком виде он используется уже много лет, обеспечивая неизменно высокое качество сигнала.

Входной каскад предварительного усиления выполнен на транзисторе VT1, который должен быть предельно малошумящим (например, KT3102Д). Связано это с тем, что уровень ограничения всего описываемого блока достигает 20…23 dB и ровно настолько (в 10…20 раз) возрастает чувствительность по входу к шумам и наводкам. Это неизбежная плата за ограничение.

Через конденсатор C13 сигнал подаётся на вход усилителя на микросхемах OP1, OP2, «разгоняющего» максимальную амплитуду сигнала до ±20..22 В. Несмотря на то, что напряжение питания всего ±12 V, указанная цифра амплитуды верна, так как выход усилителя дифференциальный (то, что усилено OP1 повторяется с инверсией на выходе OP2).

Основное усиление осуществляется каскадом на ОУ OP1. Конденсатор С3 обеспечивает 100% отрицательную обратную связь по постоянному току, что предотвращает возникновение заметной постоянной составляющей на выходе.

Настройка сквозной АЧХ производится подбором конденсаторов C12, C13, C3. Цель – добиться максимально чёткого, разборчивого сигнала с примерно равным уровнем низких и средних частот и немного (не увлекаясь) повышенным уровнем верхних. Номиналы конденсаторов C12, C13, C3, указанные на схеме, соответствуют обычному динамическому микрофону (например, МД200) и моему глухому голосу, высоких частот в котором кот наплакал. На выходе же OP1 тот же голос звучит чётко и звонко.

После завершения этого процесса надо установить потенциометром R7 усиление каскада. Для этого, подключив осциллограф к выходу OP1, надо с минимального расстояния говорить в микрофон максимально громким голосом. При этом пики напряжения на выходе OP1 должны достигать ± 9…11 V (в зависимости от типа ОУ) и достигать самого начала ограничения ОУ по напряжению питания.

С противофазных выходов OP1 и OP2 сигнал подаётся на 4 фазосдвигающих цепи и 4 диодных ограничителя, в которых могут быть использованы любые кремниевые диоды, например KD522. Степень компрессии вычисляется как отношение амплитуды сигнала на выходе OP1 к 0,6 V (порог ограничения). Типично при средней громкости степень компрессии составляет 12…16 dB. В наиболее высокочастотной ветви фазовращателей (C8 R18) ограничитель D7…D10 сделан с удвоенным порогом ограничения. Как показала практика, это повышает разборчивость сигнала.

Прямоугольные сигналы с выходов ограничителей складываются в сумматоре-усилителе на OP4, где и приобретают ступенчатую форму, близкую к синусоиде. АЧХ выходного усилителя «подрезана» сверху (с частот 4..5 кГц) конденсатом C14. Это позволяет еще более сгладить форму ограниченного сигнала и получить следующую форму сигнала (частота 600 Hz):

Амплитуда выходного сигнала при указанном на схеме номинале R28 составляет 4. ..5 В. Если вам нужно иное значение – соответственно измените R28 (только не забудьте изменить и C28, чтобы завал АЧХ каскада на OP4 начинался бы с 4..5 kHz.

В качестве OP1…OP4 подходят многие типы ОУ общего применения (например К140УД6, К157УД2) с соответствующими цепями коррекции.

Вид сигнала на выходе ограничителя достаточно непривычен, но тем не менее на слух он воспринимается как неискаженный (разве что непривычно плотный) и легко разбираемый при любых уровнях громкости. При работе в режиме SSB ток анода при нормальном разговоре составляет около 60% от максимального (в режиме несущей)».

 

Пассивный ВЧ-ограничитель, декабрь 1966 г. QST, статья

Декабрь 1966 г. QST Стол содержания Восковая ностальгия и изучение истории ранней электроники. См. статьи от QST , опубликовано с декабря 1915 г. по настоящее время (посетите ARRL для информации). Настоящим признаются все авторские права.

Этот пассивный ограничитель представляет собой простую комбинацию каскадных резистивных аттенюаторов типа «Т», которые включаются и выключаются из цепи в зависимости от уровня мощности в линии. Над дизайном нужно немного подумать из-за необходимость сохранения разумного соответствия импеданса на входе и выходе на протяжении всего времени состояния проводимости различных стадий. Достижение оптимального значения для резисторов требуют симулятора схемы с оптимизатором на математической основе, но особенно для радиолюбительской работы достаточно близко. Это не значит, что ветчины — это куча бездельников — нет — просто компоненты и программные ресурсы не так легко доступен (он же «запредельно дорогой») для проведения анализа и тестирование. В 1966, когда эта статья была опубликована, программного обеспечения даже не существовало для людей, не имеющих доступа к университетским или корпоративным компьютерам. Для большинства пользователей эти дней дешевле купить ограничитель за 2–3 балла у таких поставщиков, как Пастернак, Мини-схемы и другие. Обратите внимание на искажение, видимое в ограниченная форма волны.

A Пассивный ВЧ-ограничитель

Рис. 1 — Базовая схема ограничителя. Закрытие S ₁ увеличивает затухание без изменения частотно-передающих характеристик. С ₁ должен закрыться, когда E _в достигнет заданного значения.

На этих изображениях осциллографа показано влияние ограничения на форму сигнала. (A) Синусоида (765 циклов) до ограничения; (B) Тот же сигнал после 8 дБ. ограничения.

Джордж Шлейхер.* W9NLT

Интересная схема ограничителя звука с использованием диодной коммутации резистивных аттенюаторов. Он не «отрезает резко верхнюю часть сигнала», как это делают простые диодные ограничители. сделать, и, таким образом, имеет относительно небольшое влияние на полосу пропускания речевого сигнала.

Схема ограничения может быть выполнена с пассивными элементами; дизайн этого один таков, что он не будет генерировать гармоники высокого порядка, и он не обязательно должен быть частотным чувствителен в звуковом диапазоне. Ограничитель использует множество аттенюаторов Т-образного сечения. в тандеме; каждая секция необычна тем, что пара диодов соединена последовательно с шунтирующей рукой. Диоды работают как выключатели, которые размыкаются при отсутствии потенциал, но близкий при приложении напряжения к любой секции аттенюатора поднимается до заданного уровня. Закрытие шунтирующего пути приводит к потере секцию аттенюатора увеличить до расчетного значения. Действие переключения показано на рис. 1.

В результате коммутационного действия каждая секция аттенюатора предложит небольшие потери в низкоамплитудной части электрического сигнала и более высокие потери к амплитудам более высокого уровня. Максимальные потери любой секции аттенюатора регулируются по своей конструкции. Максимальная степень сжатия, которую может обеспечить ограничитель, составляет определяется потерями каждой секции аттенюатора и количеством секций, которые связаны в тандеме. Хорошие результаты были получены при использовании десяти или двенадцати секций. в тандеме, каждая секция имеет максимальную потерю двух или трех децибел. Максимум количество сжатия, которое будет реализовано от лимитера этого типа, будет примерно равно половине общих потерь секций аттенюатора.

Когда голосовой сигнал модифицируется путем ограничения действия, обязательно происходит изменение в гармонических отношениях внутри сигнала. Тесты на слух показывают, что тяжелые ограничение с помощью ограничителя этого типа приводит к тому, что голосовой сигнал становится несколько «басовым», но этот эффект едва заметен, если голосовой сигнал ограничен полосой пропускания всего 3 кк. с помощью фильтра.

Действие диода

Твердотельные диоды проявляют сопротивление в режиме прямой проводимости. Это сопротивление может варьироваться от довольно высокого значения (более 10 000 Ом) до менее 100 Ом. Это будет зависит от напряжения на диоде и материалов, из которых выполнен переход. сделал. Материалы также определяют способ, которым диод начнет проводить ток. Например, переходы оксида меди начинают проводить медленнее, чем переходы германия. или силикон.

Принципы проектирования

Характеристики диодов и конструкция секций аттенюатора должны быть взаимодополняющим. Сопротивление диода при проведении должно быть достаточно низким, чтобы пренебрежимо мал в шунтирующем плече аттенюатора; в непроводящем режиме он должен быть достаточно высоким, чтобы шунт выглядел как разомкнутая цепь. Пары диодов используется так, что положительные и отрицательные части волны будут так же затронуты. Напряжение, при котором диоды начинают проводить ток, определяет диапазон, в котором ограничитель будет действовать. Цепь ограничителя должна быть питается от источника с импедансом не ниже проектного импеданса секций аттенюатора, и он должен быть нагружен с аналогичным импедансом. Поскольку диоды подключены к шунтирующему плечу аттенюатора, основной ограничитель Конструкция может применяться как к симметричным, так и к несимметричным (заземленным с одной стороны) аттенюаторам. В описанной здесь схеме для простоты используются несбалансированные Т-образные секции.

Рис. 2 — Тестовая установка для измерения сопротивления диода. Р ₁ является линейным управлением.

Рис. 3 — Сопротивление трех типов диодов, измеренное с тестовая схема показана на рис. 2.

Рис. 4 — (B) Каскадные секции; обратите внимание, что серия 75 Ом плечо на стороне выхода объединяется с плечом серии 75 Ом на стороне входа для сделайте одно значение 150 Ом между соседними плечами шунта. Полваттные резисторы являются удовлетворительными. В этой схеме Т 9Предполагается, что 0023 1 имеет соотношение оборотов таким образом, что сопротивление пластины предыдущей лампы усилителя преобразуется в значение сопротивления, малое по сравнению с волновым сопротивлением, 600 Ом аттенюатора. Точно так же входное сопротивление устройства, к которому подключенный ограничитель считается высоким по сравнению с 600 Ом. Когда это неверно, R ₁ и R ₂ должны быть выбраны так, чтобы суммарный вход и выходное сопротивление 600 Ом.

Практическая схема

Рис. 4 — (A) Практическая схема для одной секции.

Построение такого ограничителя можно начать с приобретения около двух десятков диоды определенного типа. Их прямое сопротивление следует измерять с помощью устройства аналогично показанному на рис. 2. Измерения следует производить с шагом 0,05 или 0,1 вольта, начиная с нуля и продолжая до тех пор, пока ток через диод достигает своего максимального номинального значения для тестируемого типа диода. График Затем можно нарисовать график зависимости напряжения перехода от сопротивления (сопротивление сначала вычисляется путем деления напряжения на результирующий ток). На рис. 3 показан вид кривых, которые получаются при измерении различных диодов таким образом. Используя кривой для 1Н34А в качестве примера видно, что сопротивление упадет до около 200 Ом и что на кривой есть «колено» при потенциале 0,45 вольта. Потенциал имеет большое значение, поскольку он соответствует входному напряжению, при котором максимальное ограничивающее действие. Сопротивление диода на изгибе (от 250 до 300 Ом) используется при проектировании секций аттенюатора. ¹ Используемый шунтирующий резистор в аттенюаторе должно быть примерно в десять раз больше сопротивления диода в этой точке, или 2700 Ом, если выбрано ближайшее стандартное значение резистора.

Зная, что шунтирующий резистор будет 2700 Ом, и желая потерять около 2 дБ. в аттенюаторе приводит к выводу, что волновое сопротивление аттенюатора должно быть 72 Ом. (Эти выводы сделаны на основе с помощью формул, приведенных ниже.) Получившаяся схема ограничителя показана на рис. 4. Следует отметить, что между секциями аттенюатора выходной последовательный резистор одна секция была объединена с входным последовательным резистором следующей секции (72 + 72 = 144 Ом). Опять же, ближайшее стандартное значение резистора (150 Ом) было выбирают для использования в цепи. На фотографиях сигналов видно, как изменяется компрессия. форму синусоиды.

Приложение

Аттенюаторы представляют собой резистивные сети с потерями. Обычно они предназначены для одинаковый импеданс на их входных и выходных клеммах. Несимметричные аттенюаторы обычно называются аттенюаторами «T» или «π», поскольку эти буквы описывают конфигурацию схемы. Их сбалансированные аналоги (для использования в незаземленных цепях) называются Аттенюатор «H» или «O»

Для расчета Т-аттенюаторов необходимы только четыре простые формулы; они такие следует:

Потери (выраженные в дБ) = {1}

n =    {2}

а (значение последовательного резистора) = {3}

b (значение шунтирующего резистора) = {4}

(Z — волновое сопротивление аттенюатора).

В качестве примера использования этих формул предположим, что вы разрабатываете аттенюатор сопротивлением 150 Ом с потерями 6 дБ. :

6 =    {из 1}

6/20 =    {из 1}

0,3 =    {от 1}

Рис. 5 — Аттенюатор, используемый в качестве примера для расчета как описано в приложении.

1	57,5 ​​	8500
2	115	4310
3	171	2840
4	224	2100

{антилогарифм 0,3 = 2,0} из логарифмической линейки или таблицы журнала

2,0 =

= 1/2 = п = 0,5 {решение для п}

а = 150 = 150 = 50 Ом {из 3}

б = 150 = 150 (1/0,75) = 200 ом   {из 4}

Одна секция аттенюатора с импедансом 150 Ом и 6 дБ. убыток показан в Рис. 5.

Некоторые репрезентативные значения секций аттенюатора показаны ниже. Они включены как помощь в разработке ограничителей типа, описанного здесь.

Эти значения основаны на импедансе аттенюатора 1000 Ом. Для других импедансов значения должны быть увеличены или уменьшены пропорционально.

¹ Сопротивление, измеренное таким образом, представляет собой сопротивление постоянного тока. сопротивление, а для большей точности схемотехники динамическое сопротивление необходимо определить, его измерение значительно сложнее. Дополнительный осложнения не были бы оправданы, если бы не было необходимо знать точное затухание при разных уровнях напряжения.

 

 

Опубликовано 29 апреля 2021 г.
(обновлено исходным сообщением от 19 марта 2015 г.)

Речевой процессор

от SM0VPO Речевой процессор

от SM0VPO

Речевой процессор
Гарри Литхолла — SM0VPO

Введение

Я играл со своим новым FT-840 в прямом эфире. Хотя у меня было мало контактов, я попытался снизить уровень мощности радиочастоты до 5 Вт и все же получил разумные отчеты; обычно 5-4 и 5-5. Когда я был в Испании, я потратил часы, чтобы установить первый контакт с помощью моего маленького X1M, и тогда отчеты были очень плохими, обычно 2-3 и 3-4. Действительно тяжелая работа. Так в чем же разница?

Кажется, это речевой процессор!

Я был избалован моим старым FT-101ZD и новым(еще) FT-840, где я могу щелкнуть переключателем и сжать звук, поиграть с усилением микрофона и настроить звук в соответствии с условиями. FT-840 имеет компрессор ВКЛ/ВЫКЛ и MIC-GAIN. FT-101ZD также имеет регулятор уровня компрессии, поэтому старая установка более универсальна. Жаль только, что FT-101ZD весит 17кг! Для QRP вам действительно НУЖНО какое-то преимущество, поэтому вот мой запланированный речевой процессор. Я хочу сделать внешний блок, который можно будет использовать как с X1M, так и с FT-840. Теперь Гарри начинает изучать обработку речи для ВЧ-связи 🙂

Микрофон, который поставлялся с X1M, представлял собой «динамик/микрофон» с использованием электретного конденсаторного микрофона. У X1M нет выхода динамика из разъема для микрофона, поэтому динамик бесполезен. В довершение ко всему, в корпусе микрофона не было даже отверстия для микрофона! Я просверлил отверстие диаметром 3 мм над элементом микрофона, и отчеты стали четкими и чистыми, но все еще очень слабыми.

X1M имеет резистор 4K7 от источника питания 7 Вольт, поэтому я решил использовать этот источник питания для питания небольшого усилителя BC547B, встроенного в микрофон. Я также заменил электретный микрофон на динамический (магнитный) микрофон для караоке. Это дало гораздо лучшие результаты, и мне ответило больше людей. Я также увидел, что средний уровень RF вырос примерно до 500 мВт.

Грубый способ заменить электретный микрофон на динамический

Это дало X1M новую жизнь. Но, несмотря на использование конденсаторов емкостью 1 нФ вокруг транзистора, когда установка располагалась близко к вертикальной антенне заземления, радиочастоты проникали в схему микрофона и давали множество странных шумов. У X1M есть 3,5 мм стереогнездо для микрофонного входа, но оно дешевое, сделано в Китае, и если вставить штекер, который микроскопически больше оригинального штекера микрофона, то контакты гнутся. Никакой «пружинистости» в контактах нет. Это создает плохое заземление, прерывистые соединения и делает буровую установку бесполезной. Я собираюсь просверлить отверстие в заднем фартуке и установить гораздо более прочный разъем с приличным заземлением, и я уверен, что смогу использовать свой караоке-микрофон. Однако было бы неплохо иметь речевой процессор? На данный момент у меня ВСЕ ЕЩЕ нет мастерской, которую можно было бы назвать мастерской, так что все приходится делать теоретически.

Может НЕ так теоретически? Недавно мне дали копию LTspiceXVII. Я использовал симуляции SPICE много-много лет назад, но так и не продвинулся в этом далеко. Теперь я начал моделировать схемы с помощью LTspiceXVII, а новая компоновка печатной платы Proteus 7.7 означает, что я могу многое делать со своим маленьким ноутбуком, сидя на кровати рядом с Мадж-Лис, пока она смотрит по телевизору «Убийства в летнее время».

Обработка речи

Прежде чем идти дальше, я, возможно, должен дать немного информации о том, чего я пытаюсь достичь, а также о своих мыслях, стоящих за этим проектом. Начну с небольшой истории.

С 1999 по 2009 год я много работал с мультимедиа и выпустил около 750 обучающих видеороликов для внутреннего пользования Эрикссон. Цель состояла в том, чтобы показать установщикам и инженерам по всему миру ожидаемое качество установки, независимо от того, в какой стране она производилась. Я многому научился. В мои обязанности входило исследование методов установки, создание раскадровки, рукописи выступления, чтение, а затем обработка аудиофайла для видеоклипа.

В одном из моих «забавных внутренних обзоров» на YouTube был размещен короткий видеоклип. Цель состояла в том, чтобы заставить рецензентов с нетерпением ждать просмотра моих видео. Они будут очищены перед публикацией. Это никогда не должно было быть размещено за пределами отдела, но это было.

Если целевая аудитория сидит дома, вокруг нет детей, возможно, в наушниках, то все, что мне нужно было сделать, это «нормализовать» звук так, чтобы пики поражали 99%. Таким образом, средний уровень необработанного звука составляет от 5% до 10%. Никакого сжатия не требуется, кроме отсечения странных щелчков, хлопков и других «ненормальных» звуков, исходящих изо рта, перед их нормализацией. Это дает прекрасный чистый, четкий звук с широким динамическим диапазоном. Классическая музыка, например, не имеет никакого сжатия. Если вы послушаете Симфонию № 9 «Сюрприз» Джозефа Хайдена4, тогда вы поймете, что я имею в виду. Хайден полагался на тот факт, что зрители должны были вслушиваться более интенсивно, чтобы услышать тихие фрагменты. Затем он взорвал их тимпаном — сюрпризом.

Необработанный «Привет 1234, тестирование»

Когда зритель находится в офисе, полное отсутствие сжатия может привести к потере лишнего слова. Одно слово может изменить весь смысл. Рассмотрим «Тигр сытно накормит туристов» или «Тигр сытно накормит туристов». В офисной среде с небольшим фоновым шумом необходимо небольшое сжатие, чтобы быть уверенным, что слышна вся речь. Это легкий фоновый шум. Таким образом, редактирование аудио потребует отсечения хлопков и щелчков, вырезания нечетных звуков-свистов, а затем добавления небольшого сжатия. Цель состоит в том, чтобы уменьшить разницу между пиками и средним уровнем и довести средний уровень примерно до 15-20%. Если вы слишком сильно увеличите среднее значение, речь может звучать неестественно.

Инструмент сжатия в программе редактирования аудио.

THRESHOLD сжатия (A) похож на настройку регулятора MIC-GAIN.
Глубина сжатия (B) похожа на настройку уровня сжатия.
После сжатия звук нормализуется примерно до 95%.

В конференц-зале, кинотеатре (помните кинотеатры?) или в большом помещении люди разговаривают, шепчутся, шуршат бумагами, играют с контроллером OHP или даже открывают окно, чтобы впустить внешний шум вместе со свежим воздухом. В этом случае звук должен быть немного сжат, чтобы у каждого был шанс услышать сказанное. Я бы довел средний уровень примерно до 25% для этой аудитории. Этот тип среды также идеален для КВ-радиостанции. КВ-приемники имеют уровень фонового шума, поэтому требуется небольшая обработка света. Это похоже на легкий макияж на лице вашей жены. Если вы заметили это, то это слишком много. См. мой пример №3 ниже.

Легкая компрессия, идеальна для «нормальной» связи

Если мультимедийная целевая группа находится в общественном месте, например, в торговом центре или аэропорту (до COVID-19), то слушатели привыкли к сильному сжатию. Сильное сжатие необходимо, чтобы средний уровень звука мог конкурировать с кричащими детьми, машинами для мытья полов и болтанием 1001 человека. Это называется «лепет-шум». Мои видео для этой среды использовали довольно сильное сжатие, где средний уровень составлял около 40% от пикового уровня. На таком уровне вы никак не сможете заставить его звучать естественно, но он не должен быть оскорбительным или раздражающим. Я использовал этот уровень сжатия для «Прогулок по Парижу», когда GPS и GSM были объединены для проведения экскурсии, включая Эйфелеву башню.

Тем не менее,

Hamradio немного отличается, поскольку QRM и слабые сигналы могут затмить вашу речь, особенно если вы используете QRP-станцию. В этом случае вам может иногда понадобиться довольно сильное сжатие. Этот проект предназначен для обеспечения различных уровней сжатия, вплоть до очень тяжелых.

Сильное сжатие. Звучит тяжело, но вас поднимает из шума

Сказав все это, лучший речевой процессор — это ваш собственный рот. Никакая обработка речи не может улучшить то, как вы говорите. Говорите медленно, четко и старайтесь произносить гласные. Одно упражнение, которое я сделал, — это проанализировать, как говорят другие люди. Медленный, слегка глубокий тон и как можно более постоянный. Большинство любителей, с которыми вы разговариваете, не говорят на вашем родном языке, поэтому старайтесь использовать простые слова. Англичане печально известны использованием непонятных, акроматических, каббалистических или малоизвестных слов.

Если вы хотите узнать, как звучат эти примеры, нажмите кнопку воспроизведения по этим ссылкам. Все три примера достигают примерно одного и того же уровня, 95% или около того, изменяется только средний уровень мощности звука.

Прости. Ваш браузер не поддерживает HTML5 audio . 4 — Без сжатия («тонкий» звук)

Прости. Ваш браузер не поддерживает HTML5 audio . 3 — Легкая компрессия (нормальная)

Прости. Ваш браузер не поддерживает HTML5 audio . 2 — Тяжелая компрессия (звуки сжаты)

Прости. Ваш браузер не поддерживает HTML5 audio . 1 — Чрезмерное сжатие (звучит раздражающе «жестко»)

Если вы хотите провести аналогию с женским макияжем по сравнению со сжатием звука, то вот пример, иллюстрирующий то, что я пытаюсь донести:

1 — Это чрезмерная подпитка (например, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО сильное сжатие, возможно, нормально для QRP + QRM)
2 — Это действительно тяжелый грим (вроде только сильное сжатие, очевидное для слушателя)
3 — Это легкий грим, но люди думают, что это не грим (как и должно быть в вашей передаче)
4 — Это вообще не макияж (точно так же, как несжатый звук с естественными пиками, достигающими 100%)

Дело в том, что небольшое сжатие в общении увеличит среднюю громкость, но слушатель не будет знать, что используется какое-либо сжатие звука, если только вам не нужно отделить свой голос от шума.

Цепь

Здесь вы можете видеть, что схема была нарисована в SPICE, но компоненты пронумерованы в том порядке, в котором я их вводил. Извини!! Обратите внимание, что нет R11.

Схема речевого процессора

Микрофонный каскад усиления

V2 — это генератор аудиосигнала, который на данный момент настроен на 10 мВ переменного тока (без смещения постоянного тока). C8, C9 и R14 — обычные ВЧ-фильтры. Это подается на неинвертирующий вход OpAmp (LM358a) через C3. R2, R1 и C2 — компоненты делителя напряжения питания, обеспечивающие опорное напряжение 5 В постоянного тока для всего процессора. R4 — это просто ссылка постоянного тока на положительный вход операционного усилителя U1. R4 задает входное сопротивление речевого процессора и может быть любым, от 100 Ом до 470К.

Усиление ЗЧ U1 устанавливается резисторами R3 и R6. R6 представляет собой потенциометр 10K, включенный последовательно с резистором 100R, который представляет собой потенциометр MIC-GAIN, установленный на передней панели устройства. Потенциометр MIC-GAIN заземляется через полевой транзистор BF245B, который обычно является короткозамкнутым при отсутствии сигнала (напряжение затвор-исток равно 0 вольт).

Выход U1 соединен через C6 (DC-блок) с D1 и D2. Эти диоды выпрямляют отрицательное постоянное напряжение с микрофонного входа с усилителем. Это отрицательное постоянное напряжение, приложенное к затвору J1, заставит полевой транзистор увеличить сопротивление исток-сток. Так как J1 включен последовательно с потенциометром MIC-GAIN, это приведет к уменьшению коэффициента усиления усилителя. C7 заряжается до напряжения постоянного тока (клемма +ve на землю) для сохранения напряжения регулировки усиления. R5 медленно разряжает C7, когда нет сигнала, поэтому усиление микрофонного усилителя увеличится, если вы перестанете говорить. Это дает около 500 мс времени восстановления. Если вы хотите добавить к процессору регулятор DECAY, тогда R5 может быть резистором 10K последовательно с потенциометром 500K.

Таким образом, микрофонный усилитель будет давать приемлемый уровень выходного сигнала при входном напряжении от 3 мВ до 100 мВ, что идеально подходит для электретных микрофонов или динамических микрофонов. Выходной уровень будет варьироваться от 500 мВ до 900 мВ во всем этом диапазоне. Он выдерживает напряжение до 500 мВ от вашего микрофона и всего 50 мс, когда вы начинаете говорить. Но это веская причина для наличия регулятора MIC-GAIN. Это дополняет «микрофонный усилитель с постоянной громкостью».

Модуль аудиокомпрессора

С моим маленьким X1M, потребляющим всего 5 Вт, я действительно хочу немного больше «мощности». Простой усилитель с постоянной громкостью этого не сделает, так как у вас будет тот же динамический диапазон. Затем мы добавляем компрессор.

U2 (LM358b) — это еще один усилитель, но усиление установлено на 2. Вход положительного действия — это V/2, а усиление установлено резисторами R9 и R7. На этот раз я поместил пару встречных диодов в петлю отрицательной обратной связи. Каждый диод представляет собой два диода 1N4148, включенных последовательно с R10. Если выходной уровень усилителя превышает +/- 1,4 В переменного тока, то эти диоды проводят ток, а резистор R10 номиналом 10 кОм шунтирует резистор R7 номиналом 100 кОм. Это приводит к уменьшению усиления на пиках.

Падение напряжения на диоде НЕ является постоянным; он изменяется в зависимости от тока и следует логарифмической кривой. Это делает форму волны более округлой, а не резко обрезанной. Вы можете заменить R10 постоянным резистором 2K2 и потенциометром 100K последовательно, чтобы получить переменный уровень сжатия. В качестве альтернативы вы можете использовать постоянный резистор 22K и потенциометр 50K последовательно, чтобы заменить R9.

При входном напряжении 30 мВ представлена ​​форма выходного сигнала. Обратите внимание, что нет «квадратичности» формы волны.

C5 — это DC-блок для подключения звука к микрофонному входу X1M. R12 и R13 на самом деле являются потенциометрами 10K для ВЫХОДНОГО УРОВНЯ. Мне не удалось найти модель SPICE для потенциометра, но я не знаю, можно ли ее смоделировать. Как бы то ни было, я просто использовал два фиксированных резистора для имитации потенциометра выходного уровня.

Микрофоны

Вот некоторые типичные значения выходного уровня и входного уровня:

9 0003

Вход	Выход	Микрофон
1 мВ	320 мВ
2 мВ	630 мВ	напр. Ленточный микрофон
5 мВ	680 мВ
7 мВ	730 мВ
10 мВ	800 мВ	напр. Электретный конденсаторный микрофон
15 мВ	810 мВ
20 мВ	815 мВ
25 мВ	820 мВ
30 мВ	822 мВ	напр. Динамический микрофон
50 мВ	828 мВ
100 мВ	840 мВ

Микрофоны

могут иметь очень широкий диапазон выходных уровней. ленточный имеет только около 2 мВ, но это обычно низкий импеданс и часто используется трансформатор для увеличения выходного импеданса и уровня напряжения. Электретные конденсаторные микрофоны имеют встроенный усилитель на полевых транзисторах и обычно могут выдавать 10 мВ при нормальной речи. Вы можете получить больше, если «поговорите с ними», но в конечном итоге вы будете дуть в микрофон, и это звучит очень плохо. Электретные микрофоны также имеют очень широкую частотную характеристику, до нескольких десятков килогерц. Все, что выше 4 кГц, не очень полезно для связи. Динамические микрофоны менее подвержены «хрипу» и звучат намного «полнее», но это только мой опыт.

При «нормальном» использовании сильное сжатие не очень хорошая идея. С помощью этого маленького компрессора я надеюсь, что мой маленький X1M выйдет из шума, но если принимающая станция получает от меня сильный сигнал, я всегда могу уменьшить усиление и компрессию, используя компрессор для ограничения пиков. Очень слабое сжатие всегда приятнее слушать, но когда много шума или QRM, можно надеяться, что его услышат.

Печатная плата

Проект построен на односторонней печатной плате размером 6см х 6см. Все отверстия имеют диаметр 1 мм, но 0,8 мм работает нормально. Вот рисунок фольги печатной платы, вид со стороны меди. Если вы можете прочитать текст на медной стороне, то это правильный путь.

Печатная плата речевого процессора. Размер доски 60х60мм.

Вот наложение компонента. Это видно со стороны компонентов платы, при этом медь показана в виде «рентгеновского снимка» под компонентами. Как видите, нет никаких проводных связей, которые нужно установить. Я подозреваю, что мне, возможно, придется выбирать компоненты, соответствующие отверстиям, по крайней мере, электролитические конденсаторы. Но мои запасы электролитов почти все с интервалом 2,5 мм.

Наложение компонента компрессора речи.

Выходной сигнал должен проходить через стандартный потенциометр 10K, который станет вашим регулятором уровня. Возьмите выход из дворника горшка (центральный разъем). Значения потенциометра:
«Усиление микрофона = 10K
«Затухание» = 500K (или 470K)
«Сжатие» = 100K
«Выходной уровень» = 10K

Когда набиваю плату выложу фото готового проекта. У меня оговорены только электролитические размеры, но при необходимости я обновлю плату (или выберу немного другие компоненты, которые подойдут).

и наконец…

Это не конец этого проекта; это просто еще одно начало. Если у вас есть хорошие идеи или предложения, не стесняйтесь обращаться ко мне.

Я надеюсь, что этот проект дал вам «пищу для размышлений». Вы всегда можете отправить мне электронное письмо по адресу harry.