Три схемы аудио компрессоров на полевых транзисторах
Звуковые FET компрессоры-лимитеры для трансиверов, музыкальных инструментов, певцов-вокалистов и пр.,
нуждающихся в компрессии
– Что мешает плохому танцору?
– Да ладно вам, девчонки! ... Тут же всё и ёжику понятно.
– Причём тут ёжик, и что ему должно быть понятно?
– Нет смысла вдаваться в подробности. Ясно с ним, короче, всё – с танцором этим. А вот, что мешает плохому певцу тире вокалисту?
– ...?
– А плохому певцу-вокалисту ничего не мешает. Поёт себе и поёт... Он сам всем окружающим мешает!
Хотя, конечно, можно попытаться и подкорректировать ситуацию с подобным малосимпатичным, вялым и неубедительным вокалом.
Спрашиваете, как? Отвечу – различными электронными прибамбасами, в частности, компрессором.
Компрессор (Compressor) – это электронное устройство, выполняющее сжатие динамического диапазона звукового сигнала,
а по сути – уменьшающее разницу между тихими и громкими звуками, приводя их приблизительно к одному уровню в оптимальном
для каждого конкретного случая коридоре.
Понятно, что при таком раскладе от дурных привычек, таких как: чавкать в микрофон, причмокивать, громко дышать между словами и т. д.,
придётся решительно отказаться. Всё это без разбора будет усилено компрессором и зазвучит в едином лирическом миноре с основной
линией акапеллы.
Гитарный компрессор ничем не отличается от вокального и занимает достаточно почётное место в недрах многочисленного
разнообразия гитарных примочек.
Нелишним окажется компрессор и в радиосвязи. Сжатие динамического диапазона речи для SSB, AM и FM передатчиков
позволяет достичь большей разборчивости голосового сигнала среди шумов и помех в месте приёма, а также
более полно использовать энергетические возможности усилителя мощности передающего устройства.
Приведём основные параметры, характеризующие свойства компрессора.
• Пороговый уровень срабатывания (Threshold) – определяет уровень входного сигнала, выше которого компрессор
начинает ослаблять сигнал.
• Степень сжатия (Ratio, Slope) – определяет интенсивность ослабления (степень сжатия) сигнала.
Показывает, насколько сильно будет скомпрессирован сигнал, который перешёл границу порога срабатывания компрессора.
• Время атаки (Attack) – это время, которое проходит между превышением входным сигналом порогового значения
и моментом достижения заданного уровня компрессии. Символизирует скорость реакции компрессора на поступающий сигнал.
• Время спада, восстановления (Release) – это время, которое проходит между тем, как уровень входного сигнала
упал ниже порогового уровня срабатывания, и моментом, когда компрессор перестаёт ослаблять сигнал.
Итак, каким должен быть хороший универсальный компрессор?
1. Обладать малым КНИ (THD), чтобы не вносить собственных нелинейных гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
2. Обеспечивать минимальное время срабатывания (Attack), чтобы гарантированно отрабатывать быстрые ноты и избегать при этом щелчков
(особенно при высоких уровнях степени компрессии).
3. Позволять производить регулировку всех основных параметров с целью достижения оптимальной для конкретной задачи динамических
характеристик устройства.
А ещё, как водится в нашем радиолюбительском деле, немаловажным критерием отбора окажется и радующая глаз простота
реализации компрессора, и непринуждённость его настройки.
Об «оптике» в роли универсального компрессора забываем сразу! Несмотря на его популярность в музыкантской среде и
устойчивое мнение о том, что оптический компрессор придаёт «теплоту» электрогитаре и мягкий, натуральный оттенок вокальной партии –
устройства эти являются довольно медлительными и непроворными.
Связано это с инерционностью светочувствительного резистора, которая составляет десятки, а то и сотни миллисекунд. Результат –
неспособность поймать и отработать переходные пиковые значения.
VCA-компрессоры значительно быстрее оптических. Они представляют собой управляемый напряжением усилитель и строятся, как правило,
на биполярных транзисторах, с тщательно подобранными сходными характеристиками. Эта требовательность к подбору комплектующих,
а также сложность настройки является минусом данных типов устройств. Именно поэтому в дешёвых и не сильно качественных
VCA-компрессорах наблюдается эффект подглушки высоких частот при повышении уровня компрессии.
Практически не имеют недостатков звуковые компрессоры с регулировкой уровня звукового сигнала при помощи широтно-импульсной
модуляции (Pulse Width Modulator Сompressor). В данных типах устройств наряду с быстротой атаки удаётся избежать перегрузок
при высоких мощностях звукового сигнала, независимо от уровня компрессии. Несмотря на то, что подобные устройства недёшевы
и используются в основном в профессиональной деятельности, с появлением недорогих и массовых микросхем шим-контроллеров представляется
возможным произвести на свет данный продукт без особых сложностей и затрат.
В рамках данной статьи ШИМ-компрессоры мы рассматривать не будем, но сделаем это обязательно в одной из последующих передовиц.
Про разные ламповые, цифровые, ВЧ и фазовые компрессоры забываем также легко, как и про оптические и оставляем в сухом
остатке FET-компрессоры, в которых в качестве управляющего элемента используется полевой транзистор.
Атака у данных типов устройств куда более быстрая, чем у оптических компрессоров и даже быстрее многих VCA приборов, что даёт
возможность использовать их не только в качестве компрессоров со значительным временем спада, но в качестве лимитеров,
в которых
практически отсутствует понятие атаки (как правило: Attack=0,1...2 мсек), а время спада (восстановления) составляет 20...60 мсек.
Грубо говоря, работа лимитера подобна действию диодного ограничителя, с той лишь разницей, что он не должен вносить гармонических
искажений в обрабатываемый сигнал.
Интересно, что при помощи подобных электронных устройств, становится возможным не отправлять шепелявого горе-вокалиста к дантисту
или логопеду, а почистить вокал от шипящих и свистящих подручными средствами.
Для этого достаточно произвести предварительную частотную коррекцию входного сигнала – поднять высокие частоты (свыше 4-5кГц),
прибрать низы и середину, а далее направить это всё это хозяйство на лимитер.
Как только появится шипяще-свистящий выхлоп, детектор воспримет его громче, чем он есть на самом деле, и компрессор стремительно
снизит усиление сигнала.
При минимальном времени атаки и времени восстановления 50-60 мсек, компрессор должен мгновенно погасить шипящие звуки,
при этом оставив незатронутым основной голос. Несомненно, что порог срабатывания в этом случае должен быть установлен чуть выше
среднего уровня громкости вокальной партии.
Итак, тезисы, как отдельная форма научного письменного труда, выдвинуты,
а чтобы у посетителя, открывшего эту страницу, не возникало ощущение лирического жанра, сдобрю-ка я её схемой
электрической принципиальной звукового FET-компрессора.
Приведённая схема компрессора с управляющим элементом на полевике – самая универсальная, а соответственно и самая
сложная из тех трёх схем, с которыми я хочу Вас познакомить.
Как она работает, какими характеристиками обладает и как её можно упростить – подробно рассмотрим на следующей странице.
|
