www.quad.ru

\главная\р.л. конструкции\трансиверы\...

Подавитель внешнего акустического шума для трансивера

При работе в эфире внешний акустический фон помещения (шум вентилятора, гудение силового трансформатора в блоке питания и т. д.), попадая в микрофон, усиливается вместе с речевым сигналом оператора и ухудшает его различимость у корреспондента. Особенно это заметно при проведении ближних связей. Для его подавления используют так называемые идентификаторы шума ,которые, анализируя шумовую обстановку в помещении , способны отличить речевой сигнал от фонового шума, имеющего относительно постоянный уровень.

Идентификаторы шума находят всё большее применение , например , в телефонии для подавления внешних акустических шумов и электрических шумов линии.

Упрощённая функциональная схема, поясняющая принцип работы подавителя акустического шума с использованием идентификатора фонового шума , приведена на рис 1. Сигнал с микрофона усиливается и подаётся на управляемый аттенюатор и детектор уровня. С детектора уровня сигнал поступает на идентификатор фонового шума , который уменьшает уровень затухания управляемого аттенюатора при наличии речевого сигнала и увеличивает его при поступлении только фонового шума. С выхода управляемого аттенюатора речевой сигнал подаётся на выходной усилитель.

Именно такая структура акустического шумоподавителя реализована в многофункциональной линнейной микросхеме МС34118 ф. Motorola (отечественный аналог 1436ХА2), предназначенной для применения в высококачественных громкоговорящих телефонных аппаратах (speakerphone). Описание этой микросхемы можно найти в (1).

В предлагаемой ниже конструкции используется только передающий канал микросхемы , содержащий микрофонный усилитель , детектор уровня сигналов, идентификатор фонового шума, узел управления аттенюаторами, передающий аттенюатор и один из выходов парафазного усилителя. Кроме этого , в устройстве можно применить каскады фильтров коррекции АЧХ усилителя , также имеющиеся в составе микросхемы.

Электрическая принципиальная схема подавителя акустического фона в трансивере приведена на рис 2.

Рассмотрим работу устройства. Сигнал с микрофона через разделительный конденсатор С5 и резистор R4 поступает на вход микрофонного усилителя микросхемы DA1(вывод11), коэффициент которого устанавливают подбором резистора R1. C выхода микрофонного усилителя (вывод10) через конденсатор С3 и резистор R8 усиленный сигнал подаётся на вход детектора уровня (вывод17), а через разделительный конденсатор С6 этот же сигнал поступает на вход управляемого аттенюатора (вывод 9).

Детектор уровня содержит операционный усилитель, имеющий большой динамический коэффициент усиления ,и цепь, имеющую небольшое время зарядки и значительное время разрядки. Выход детектора уровня подключён к идентификатору фонового шума ,который, в свою очередь , через блок управления аттенюаторами регулирует затухание передающего аттенюатора в зависимости от вида поступающего спектра сигнала. При речевом сигнале коэффициент передачи аттенюатора составляет +6дБ, при фоновом минус 20дБ. При поступлении на вход идентификатора сигнала, образованного только акустическим шумом и не имеющего резких изменений амплитуды , на цепи R11,C14 накапливается постоянное напряжение со значительным временем нарастания и небольшим временем спада. Конденсатор С12 детектора уровня задаёт время нарастания входного сигнала , а цепь R11,C14 определяет время отклика идентификатора на изменение уровня фонового шума (по схеме оно составляет 4.7 с). *Шумовое* напряжение приложенное к неинвертируемому входу компаратора идентификатора , более положительно по отношению к инвертирующему входу, на который подано образцовое пороговое напряжение для обеспечения срабатывания компаратора, когда уровень речевого сигнала превысит уровень фонового шума на 3...4дБ. При появлениии речевого сигнала , вследствии резких изменений его амплитуды , напряжение на неинвертируемом входе будет нарастать быстрее, что и вызовет появление напряжение на выходе идентификатора , уменьшающего затухание аттенюатора. С выхода аттенюаторат(вывод 8 DA1) речевой сигнал через резистор R5 и разделительный конденсатор С1 поступает на выходной усилитель (вывод 7), а с него через разделительный конденсатор С4 и делитель R2,R6 - на выход устройства.

Переключатель SW1 служит для выключения идентификатора замыканием вывода 16 микросхемы на корпус.

Устройство питают напряжением +5...7 вольт, которое имеется на микрофонном разьёме у многих зарубежных трансиверов, или от внешней батареи. Потребляемый ток схемы не превышает 10мА. Конденсаторы (кроме С12) и резисторы можно применять любые. Электролитический конденсатор С12 должен иметь малый ток утечки,например, типа К53-4 или К52-1.

Налаживание и подключение к трансиверу

К выходу устройства , в точке соединения конденсатора С4 и резистора R2, подключают милливольтметр, осциллограф и желательно , измеритель нелинейных искажений с высокоомным входом. На микрофонный вход устройства от звукового генератора подают напряжение с частотой 1000 Гц при амплитуде 1 мВ. Амплитуда сигнала на выходе устройства должна составлять около 300 мВ, а коэффициент нелинейных искажений - не более 0.8%. Затем увеличивают входное напряжение до получения начала ограничения сигнала. Оно должно наступать при выходном напряжении 1.3...1.5 В. Все эти измерения проводят при выключенном идентификаторе шума (вывод 16 микросхемы DA1 замкнут на общий провод выключателем SW1). После этого резисторами R2 и R6 устанавливают коэффициент передачи усилительного тракта в целом. Если устройство будет подключаться между микрофоном и микрофонным входом трансивера, рекомендуется установить общий коэффициент по напряжению 1...1.5 (номинал резистора R2 указан для этого варианта). В случае использования его в качестве основного микрофонного усилителя выходное напряжение увеличивают путём уменьшения номинала резистора R2.

После проверки усилительного тракта проверяют подавление шумового фона по отношению к речевому сигналу. Лучше всего это сделать с помощью специального шумового генератора, имеющего калибровочный акустический излучатель и измерительный микрофон. Однако оценить работу устройства с достаточной точностью можно следующим образом. Осциллограф и милливольтметр подсоединяют к выходу устройства в точке соединения конденсатора С4 и резистора R2 . К микрофонному входу устройства подключают электретный микрофон, после чего произносят перед ним какую нибудь фразу. Заметив на экране осциллографа амплитуду сигнала на выходе, подносят микрофон к источнику равномерного шума (например к работающему вентилятору трансивера или силовому трансформатору блока питания) и добиваится примерно такой же амплитуды шумового сигнала. После этого включают идентификатор шума (размыканием выключателя SW1). Шумовой фон должен быть подавлен в среднем на 26 дБ (20 раз), а чувствительность к речевому сигналу с включённым или выключенным идентификатором должна остаться без изменений.

Валерий Хмарцев (RW3AIV), г. Москва

Литература
1. Хмарцев В. С. Многофункциональные микросхемы серии МС34118 для телефонных аппаратов. Радио, 2003г, №10, с 47...49.
2. Хмарцев В. С. Подавитель внешнего акустического шума для трансивера. Радио, 2003г, №11, с 67...68.



Глас народа
24.02.2005 10:27 Использовать данное устройство для подавления шумов ЛЭП и др. рав...  --  Валерий, RW3AIV...
21.02.2005 15:18 Добрый день, Валерий ! Меня интересует э...  --  Михаил UA3AJZ...

Возврат