Схемы микрофонных ВЧ компрессоров – ограничителей речевого сигнала

ВЧ компрессор, он же "RF Clipper", он же SSB (DSB) ограничитель речевого сигнала для
трансиверов. Принцип работы и схемотехника

В радиолюбительских кругах существует устойчивое мнение, что наилучшее качество и натуральность звучания в передающей аппаратуре обеспечивают ВЧ ограничители речевого сигнала. В этих устройствах сначала формируется высокочастотный SSB сигнал, который ограничивается и еще раз фильтруется SSB фильтром, а затем сформированный и ограниченный SSB сигнал опять переносится в звуковой диапазон. Гармоники ограниченного сигнала в этом случае лежат далеко за пределами полосы пропускания второго фильтра, поэтому выходной сигнал обладает приемлемым уровнем нелинейных искажений и высокой степенью разборчивости. Тем не менее, второй фильтр должен иметь крутые скаты и полосу пропускания не шире 3 КГц, так как при передаче сложного звукового спектра возникают комбинационные частоты, которые могут лежать довольно близко или даже попадать в рабочий диапазон.

Классический вариант такого ВЧ ограничителя звукового сигнала для КВ трансивера был описан Николаем Хлюпиным (RA4NAL) в журнале Радио № 3, 2012 г. Вот, что пишет автор:

«Ограничитель разрабатывался для трансивера Yaesu FT-817ND. От существующих конструкций аналогичного назначения он отличается низким напряжением питания 5 В и малым потребляемым током – всего 4 мА. Компрессия может достигать 20 дб.

Рис.1 Схема ограничителя речевого сигнала для SSB-трансивера от Н. П. Хлюпина (RA4NAL)

Принципиальная схема компрессора показана на Рис.1. Входной сигнал с микрофона через регулятор уровня R3, который определяет уровень компрессии, подаётся на балансный модулятор, собранный на DA1 К174ПС1. На его второй вход подается опорное напряжение 500 КГц с генератора на транзисторе VT1. Из DSB сигнала электромеханический фильтр Z1 выделяет одну боковую полосу. Полученный SSB сигнал усиливается и ограничивается каскадом на транзисторе VT2 и диодах VD1, VD2, затем подается на второй ЭМФ Z2.

После фильтра SSB сигнал подается на балансный детектор DA2 типа К174ПС1, опорный сигнал 500 КГц для которого также подается с каскада на VT1. С выхода DA2 сформированный и ограниченный НЧ сигнал поступает на регулятор уровня R9, с которого подается на микрофонный вход трансивера.

Микрофонный усилитель для ограничителя речевого сигнала
Рис.2 Микрофонный усилитель для ограничителя речевого сигнала

Подключение штатной гарнитуры MH-31 трансивера FT-817ND к ограничителю показано на рисунке. В гарнитуре использован динамический микрофон, уровень сигнала которого недостаточен для обеспечения необходимой компрессии. Поэтому в схему добавлен микрофонный усилитель на VT2. Фильтр C7, C8, R9, L1 защищает вход от ВЧ наводок на микрофонный кабель. Индуктивность L1 на входе микрофонного усилителя – это ферритовая трубочка, надетая на провод вблизи разъёма для подключения микрофона.

На VT1 собран генератор звукового сигнала 1000 Гц, который предназначен для передачи сигнала несущей. Дело в том, что почти во всех фирменных трансиверах в режиме SSB почему-то не предусматривается режим настройки, при котором на выход должен подаваться сигнал несущей полной амплитуды. Это необходимо для настройки антенного тюнера или усилителя мощности, который может быть подключен к трансиверу. Приходится для настройки переводить трансивер в режим АМ или ЧМ, а это очень неудобно.

Режим настройки включается переводом переключателя SA1 в нижнее по схеме положение. При этом напряжение питания снимается с микрофонного усилителя и подаётся на генератор 1000 Гц. Вторая контактная группа SA1, подключённая параллельно кнопке PTT, переводит трансивер в режим передачи».

А на хрена козе баян – она и так весёлая?! Именно таким нехитрым вопросом задалась небольшая нидерландская компания Van Dijken Elektronica, после чего создала простой ВЧ ограничитель, основанный на ограничении DSB-сигнала и селекции с одним фильтром – (ссылка на страницу).

Радиочастотный речевой ограничитель

Радиочастотный речевой ограничитель

Рис.3 Радиочастотный речевой ограничитель

«Двухполосный сигнал после первого NE612A (выводы 4, 5) имеет слишком низкую амплитуду, чтобы его можно было ограничить двумя кремниевыми диодами или диодами Шоттки. В ходе экспериментов возникла схема ограничителя на транзисторном усилительном каскаде (Т1) с одним диодом и переходом эмиттер-база транзистора в качестве второго диода. Резисторы 1k8 и 3k9 подобраны для наилучшего симметричного ограничения DSB-сигнала.
Усиленный и ограниченный сигнал с выхода транзисторного каскада (Т1) поступает на керамический фильтр CFW455H. Этот тип фильтра на частоту 455 кГц должен быть нагружен по входу и выходу сопротивлением 2k0, что и было сделано сначала. Однако заметной разницы по сравнению с более высокими значениями на диаграмме отмечено не было.
С правой стороны фильтр нагружен делителем напряжения (2к2, 1к0). Это сделано с целью предотвращения перегрузки второго смесителя.

Обратите внимание, что, в отличие от многих других конструкций, сигналы генератора и радиочастоты соответственно направляются на контакты 1 и 6 второго NE612A. Я сделал это для большего значения выходного НЧ сигнала на контакте 4.

Уровень компрессии определяется силой сигнала, поступающей с микрофона. Крайних ограничений следует избегать, чтобы поддерживать хорошую разборчивость. Оптимальным уровнем является максимальна средняя выходная мощность передатчика, при которой слушатель ещё не замечает работы речевого процессора».

А не устранить ли к едрене фене этот керамический фильтр как класс? – продолжали задаваться вопросами всё те же любознательные голландские хлопцы. И в результате родилось простое устройство микрофонного компрессора, основанное на ограничении DSB-сигнала, без каких-либо кварцевых или керамических ВЧ-фильтров.

Радиочастотный речевой ограничитель без керамических ВЧ-фильтров

Рис.4 Радиочастотный речевой ограничитель без керамических ВЧ-фильтров

«Ограничение амплитуды посредством данного RF ограничителя позволяет избежать проблем с появлением гармоник, попадающих в звуковой диапазон. Любые произведённые искажения будут гармониками используемой радиочастоты. Если ВЧ-компрессор использует частоту 6,4 МГц, то гармоники будут 12,8 МГц, 19,2 МГц и т. д., которые легко фильтруются с помощью простого узкополосного фильтра. Затем RF снова демодулируется обратно в звук. Это даёт более чистое звучание сигнала при той же степени сжатия или ограничения, а также обеспечивает повышение на 6 дБ (одна единица S) средней выходной мощности RF SSB.

Этот РЧ-ограничитель преобразует звук, поступающий с микрофона, в DSB сигнал с частотой 6,4 МГц. Далее этот сигнал усиливается и ограничивается в TBA120A и следом там же преобразуется обратно в звук для последующего ввода в передатчик или трансивер.

Схема легко настраивается без специального оборудования, поскольку не используются ВЧ-фильтры. Входной транзисторный каскад позволяет производить регулировку выходного уровня микрофона. Уровень клипирования зависит от величины усиления этого каскада.

Данный DSB компрессор с двумя боковыми полосами был сконструирован и протестирован с целью его сравнения с SSB-Clipper. Экспериментальные данные показали, что схема DSB-Limiting работала не хуже, чем ограничитель SSB-Clipping при условии, что уровень ограничения не был чрезмерным».


 

Главная страница | Наши разработки | Полезные схемы | Это нужно знать | Вопросы-ответы | Весёлый перекур
© 2017 Vpayaem.ru   All Rights Reserved