Фазовый ограничитель речевого сигнала
Шатун Александр Николаевич (ashatun@mail.ru)
312040, Харьковская обл.,г. Дергачи, пер. Октябрьский 16,тел.(8-263) 3-21-18
Для повышения эффективности связи, практически во всех радиостанциях применяются методы сжатия динамического диапазона речевого сигнала. Но работа этих устройств на станциях промышленного производства не всех устраивает. Особенно это относится к автомобильным станциям СВ диапазона, при работе в режиме ЧМ. В основном эти станции имеют простые ограничители, без должной предварительной и последующей обработки сигнала. Для уменьшения большого уровня искажений сигнал рано фильтруется, ниже 2.5 кГц.
Все это приводит к потере значительной части частотной информации сигнала, а значит к ухудшению его разборчивости.
Практика показывает, что в большинстве случаев, для этих станций, уровень мощности несущей должен превосходить уровень помехи на 1.5-2 балла, иначе разбирать информацию сложно. А это 10-15 раз по мощности. Правильно выполненный и налаженный микрофонный тракт, позволяет без нарушения норм по девиации и полосе частот, обеспечить разборчивость почти с уровнем помехи. Это в свою очередь, позволяет обойтись без усилителей и эффективно использовать разрешенную мощность. В связи с этим большинство радиолюбителей дорабатывают свои станции.
Предлагаю один из схемных вариантов (рис. 1) который отличается простотой и реализует принципы, подробно изложенные в литературе [1],[2]. Все функциональные узлы выполнены на одной микросхеме К561ЛН2, состоящей из шести логических элементов.
Рис.1
Недостатком любого ограничителя является то, что более сильные частотные компоненты подавляют слабые. С вязи с этим особое внимание следует уделять формированию амплитудно- частотной характеристики (АЧХ) микрофонного тракта. Схема имеет большую гибкость в формировании АЧХ и позволяет с учетом характеристик микрофона построить ее так, что все частотные компоненты входят в зону ограничения равномерно и речевой сигнал выглядит натуральным, громким и разборчивым.
Микрофонный усилитель выполнен на трех элементах DD1.1-DD1.3, с непосредственной связью.
Каскады усилителя охвачены основной цепью отрицательной обратной связи (ООС) R4,R5 и двумя дополнительными R3,С5. АЧХ формируется всеми элементами усилителя. Усиленный и скорректированный сигнал, с регулятора уровня ограничения R7, поступает на первый ограничитель DD1.4. Ограниченный сигнал прямоугольной формы, фазовращателем DD1.5, R12,C8 преобразуется в сигнал треугольной формы, путем вычитания нечетных гармоник. С делителя R13,R14 сигнал поступает на следующий ограничитель VD2,VD3, где вершины треугольника срезаются, и сигнал по форме приближается к синусоидальному. Далее сигнал проходит через активный фильтр с частотой среза 3 кГц, собранный на DD1.6, с прилегающими элементами. Печатная плата выполнена из одностороннего стеклотекстолита, имеет малые габариты 3х3 см. и свободно размещается внутри любой станции. Расположение деталей показано на рис. 2.
Рис.2. Расположение элементов
Печатная плата Подключается устройство довольно просто. От регулятора девиации отключается внутренний тракт, путем выпаивания переходной емкости в этой цепи и подключают туда выход 3. Микрофон с разъема тангенты подключают к входу 1. Провод идущий внутрь станции удаляют. Если станция имеет и другие виды модуляции, то не трогают, а сигнал подают на вход 1 через резистор 2.2 Ком. В точку 2 подают питание с той точки, где оно появляется в режиме передачи ЧМ. Регулировку начинают с подключения к входу звукового генератора и осциллографа к выходу 3. Устанавливают частоту генератора около 2 кГц, увеличивая уровень выхода генератора, доводят схему до ограничения, затем, изменяя частоту, проверяют настройку фильтра. АЧХ должна быть ровной до 3 кГц, с не большим подъемом в конце, после чего наблюдается спад. При несоответствии, подбором R19 устанавливают частоту, а С11 определяет величину подъема в конце характеристики. Амплитуда выходного напряжения составляет около 0.8 в. В большинстве станций, при сопротивлении регулятора девиации 3 ком и более и указанном значении R18, нормальный уровень девиации устанавливается вблизи среднего положения.
Отрегулируйте девиацию по приборам или по контрольной станции, установив, предварительно R7 в такое положение, чтобы тракт доходил до ограничения при разговоре перед микрофоном. Установите оптимальную чувствительность от микрофона резистором R7. После этого можно приступить к оценке качества сигнала. С указанными номиналами АЧХ адаптирована для работы с электретным микрофоном и окраской звучания ближе к натуральной. Можно на свое усмотрение получить иную окраску. Понизив частоту среза ФНЧ до 2.7 кГц и сбалансировав компоненты в более узкой полосе, получим более громкое звучание связного характера. Достаточно увеличить С5 до 6.8n, подобрать R6,С3. Можно использовать и динамический микрофон, применяемый в станциях. При недостаточном усилении увеличить R8. Схема с таким же успехом может использоваться и для работы SSB, но в таком случае потребуется гораздо меньший подьем АЧХ, для чего R 6 нужно существенно увеличить или полностью исключить. Литература: 1. В. Поляков. Фазовые ограничители речевых сигналов. Радио № 3 1980 г.
2. В. Поляков. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. 1990 г.
