Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Bei der Arbeit an der Luft wird der externe akustische Hintergrund des Raumes (Lüftergeräusch, Brummen des Leistungstransformators im Netzteil usw.), der in das Mikrofon eindringt, zusammen mit dem Sprachsignal des Bedieners verstärkt und verschlechtert dessen Hörbarkeit für den Korrespondenten. Dies macht sich insbesondere bei Verbindungen über kurze Distanzen bemerkbar. Zur Unterdrückung werden sogenannte Noise Identifier eingesetzt, die durch Analyse der Geräuschsituation im Raum das Sprachsignal vom Hintergrundgeräusch, das einen relativ konstanten Pegel aufweist, unterscheiden können.

Rauschidentifikatoren erfreuen sich zunehmender Verbreitung und werden beispielsweise in der Telefonie zur Unterdrückung von akustischen Außengeräuschen und elektrischen Leitungsstörungen eingesetzt.

Ein vereinfachtes Funktionsdiagramm, das das Funktionsprinzip eines akustischen Geräuschunterdrückers unter Verwendung einer Hintergrundgeräuscherkennung erläutert, ist in Abb. 1 dargestellt.

Das Signal vom Mikrofon wird verstärkt und einem gesteuerten Dämpfungsglied und Pegeldetektor zugeführt. Vom Pegeldetektor wird das Signal an die Hintergrundgeräuscherkennung gesendet, die den Dämpfungspegel des gesteuerten Dämpfers bei Vorhandensein eines Sprachsignals verringert und ihn erhöht, wenn nur Hintergrundgeräusche empfangen werden. Vom Ausgang des gesteuerten Dämpfungsglieds wird das Sprachsignal dem Ausgangsverstärker zugeführt.

Es ist diese Struktur des akustischen Rauschunterdrückers, die in der multifunktionalen linearen Mikroschaltung Motorola MC34118 (inländisches Analogon des 1436XA2) implementiert ist, die für den Einsatz in hochwertigen Lautsprechertelefonen vorgesehen ist. Eine Beschreibung dieser Mikroschaltung finden Sie im Informationsblatt in Radio, 2003, Nr. 10, S. 47-49.

Das unten vorgeschlagene Design verwendet nur den Sendekanal der Mikroschaltung, der einen Mikrofonverstärker, einen Signalpegeldetektor, eine Hintergrundgeräuscherkennung, eine Dämpfungssteuereinheit, einen Sendedämpfer und einen der Ausgänge eines Paraphasenverstärkers enthält. Darüber hinaus kann das Gerät Filterkaskaden zur Korrektur des Frequenzgangs des Verstärkers verwenden, die ebenfalls in der Mikroschaltung enthalten sind.

Der elektrische Schaltplan der akustischen Hintergrundunterdrückung im Transceiver ist in Abb. dargestellt. 2.

Betrachten wir die Funktionsweise des Geräts. Das Signal vom Mikrofon wird über den Kondensator C5 und den Widerstand R4 dem Eingang des Mikrofonverstärkers des DA1-Chips (Pin 11) zugeführt, dessen Verstärkung durch Auswahl des Widerstands R1 eingestellt wird. Vom Ausgang des Mikrofonverstärkers (Pin 10) wird das verstärkte Signal über den Kondensator C3 und den Widerstand R8 dem Eingang des Pegeldetektors (Pin 17) zugeführt, und über den Kondensator C6 wird das gleiche Signal dem Eingang des zugeführt gesteuertes Dämpfungsglied (Pin 9).

Der Pegeldetektor enthält einen Operationsverstärker mit großer dynamischer Verstärkung und eine Schaltung mit kurzer Ladezeit und langer Entladezeit. Der Ausgang des Pegeldetektors ist über interne Verbindungen der Mikroschaltung mit der Hintergrundgeräuschkennung verbunden, die wiederum über die Dämpfungsregler-Steuereinheit die Dämpfung des Sendedämpfers abhängig von der Art des eingehenden Signalspektrums regelt. Für ein Sprachsignal beträgt der Übertragungskoeffizient des Dämpfungsglieds +6 dB, für ein Hintergrundsignal - -20 dB. Wenn am Eingang des Identifikators ein Signal empfangen wird, das nur durch akustisches Rauschen und ohne plötzliche Amplitudenänderungen erzeugt wird, sammelt sich im Schaltkreis R11C14 eine konstante Spannung mit einer erheblichen Anstiegszeit und einer kurzen Abfallzeit an. Der Kondensator C12 des Pegeldetektors stellt die Anstiegszeit des Eingangssignals ein und die Schaltung R11C14 bestimmt die Reaktionszeit des Identifikators auf Änderungen des Hintergrundgeräuschpegels (laut Schaltung beträgt sie 4,7 s).

Die an den nichtinvertierenden Eingang des Kennungskomparators angelegte „Rauschspannung“ ist positiver im Vergleich zum invertierenden Eingang, an den eine Referenzschwellenspannung angelegt wird, um sicherzustellen, dass der Komparator arbeitet, wenn der Sprachsignalpegel den Hintergrundrauschpegel überschreitet um 3...4 dB. Wenn ein Sprachsignal aufgrund plötzlicher Änderungen seiner Amplitude erscheint, steigt die Spannung am nichtinvertierenden Eingang schneller an, was dazu führt, dass am Ausgang des Identifikators eine Spannung erscheint, die die Dämpfung des Dämpfungsglieds verringert.

Vom Ausgang des Dämpfungsglieds (Pin 8 von DA1) gelangt das Sprachsignal über den Widerstand R5 und den Trennkondensator C1 zum Ausgangsverstärker (Pin 7) und von dort über den Kondensator C4 und den Teiler R2R6 zum Ausgang des Geräts.

Mit dem Schalter SA1 wird die Kennung ausgeschaltet, indem Pin 16 der Mikroschaltung mit dem Gehäuse kurzgeschlossen wird. Die LED VD1 dient als Anzeige dafür, dass der Rauschunterdrücker eingeschaltet ist.

Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über +5 V, das am Mikrofonanschluss vieler ausländischer Transceiver zur Verfügung steht, oder über eine externe Batterie. Die Stromaufnahme des Stromkreises überschreitet nicht 10 mA.

Die Montage erfolgt auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Folienplatine. Seine Topologie ist in Abb. dargestellt. 3 und 4. Es können beliebige Kondensatoren und Widerstände verwendet werden. Der Elektrolytkondensator C12 sollte einen möglichst geringen Leckstrom haben, idealerweise sind Kondensatoren wie K53-4 oder K52-1 zu verwenden. Die Platine ist in einem Metallgehäuse (metallisiert) mit den Abmessungen 55x80x25 mm eingebaut. Der gemeinsame Draht der Platine sollte neben der Mikrofonbuchse mit dem Gehäuse verbunden werden.

Wenn die Ausgangsleistung des Transceivers mehr als 100 W beträgt, muss im +5-V-Stromversorgungskreis zusätzlich ein Filter installiert werden, der aus einem Pass- oder Referenzkondensator mit einer Kapazität von 1000-4700 pF und einer 100-µH-Induktivität besteht.

Einrichten und Verbinden mit dem Transceiver

An den Ausgang des Geräts sind am Verbindungspunkt von Kondensator C4 und Widerstand R2 ein Millivoltmeter, ein Oszilloskop und vorzugsweise ein nichtlineares Verzerrungsmessgerät mit hochohmigem Eingang angeschlossen. Von einem Schallgenerator wird dem Mikrofoneingang des Geräts eine Spannung mit einer Frequenz von 1000 Hz und einer Amplitude von 1 mV zugeführt. Die Signalamplitude am Geräteausgang sollte etwa 300 mV betragen und der nichtlineare Klirrfaktor sollte nicht mehr als 0,8 % betragen. Dann wird die Eingangsspannung erhöht, bis das Signal zu übersteuern beginnt. Es sollte bei einer Ausgangsspannung von 1,3...1,5 V auftreten. Alle diese Messungen werden bei ausgeschalteter Rauscherkennung durchgeführt (Pin 16 des DA1-Chips ist mit dem gemeinsamen Draht mit dem SA1-Schalter verbunden). Danach stellen die Widerstände R2 und R6 den Übertragungskoeffizienten des gesamten Verstärkungspfads ein. Wenn das Gerät zwischen einem Mikrofon und dem Mikrofoneingang des Transceivers angeschlossen wird, wird empfohlen, die Gesamtspannungsverstärkung auf 1...1.5 einzustellen (für diese Option sind die Werte der Widerstände R2 und R6 angegeben). Wenn er als Hauptmikrofonverstärker verwendet wird, wird die Ausgangsspannung erhöht, indem der Wert des Widerstands R2 verringert wird.

Nach Überprüfung des Verstärkungspfades wird die Unterdrückung von Hintergrundgeräuschen in Bezug auf das Sprachsignal überprüft. Dies geschieht am besten mit einem speziellen Geräuschgenerator, der über einen kalibrierten akustischen Sender und ein Messmikrofon verfügt. Die Funktionsweise des Gerätes kann jedoch wie folgt hinreichend genau beurteilt werden. Am Ausgang des Geräts sind am Verbindungspunkt zwischen Kondensator C4 und Widerstand R2 ein Oszilloskop und ein Millivoltmeter angeschlossen. An den Mikrofoneingang des Geräts wird ein Elektretmikrofon „Sosna“ oder ähnlich empfindlich angeschlossen, wonach davor ein Satz ausgesprochen wird.

Nachdem Sie die Amplitude des Ausgangssignals auf dem Bildschirm des Oszilloskops beobachtet haben, bringen Sie das Mikrofon zu einer gleichmäßigen Geräuschquelle (z. B. zu einem funktionierenden Transceiver-Lüfter oder einem Leistungstransformator des Netzteils) und erreichen ungefähr die gleiche Amplitude des Geräuschsignals. Danach wird die Geräuscherkennung eingeschaltet (durch Öffnen des Schalters SA1). Hintergrundgeräusche sollten um durchschnittlich 26 dB (20-fach) unterdrückt werden und die Empfindlichkeit gegenüber einem Sprachsignal bei ein- oder ausgeschalteter Kennung sollte unverändert bleiben.

Autor: V.Khmartsev (RW3AIV), Moskau

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