AF-Interferenzunterdrückung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker

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Es scheint, dass man im Schulphysikkurs von „Interferenz“ spricht, d.h. darüber. dass zwei identische Wellen, aber mit unterschiedlichen Phasen, wenn sie addiert werden, an einigen Stellen Maxima und an anderen Minima ergeben. Dort wird dies am Beispiel von Lichtwellen diskutiert (leicht zu beobachten). Aber auch Schall besteht aus Wellen, nur viel länger. Und unter Verwendung der Interferenzprinzipien können Sie versuchen, Interferenzen bei Audiofrequenzen mithilfe der Phasenmethode zu „zerkleinern“.

Nehmen wir zwei dynamische Mikrofone und verbinden ihre Wicklungen parallel und phasenverschoben (Abb. 1).

Optional ist es auch möglich, Mikrofone phasenverschoben in Reihe zu schalten, was bei Anpassungen des Eingangssignalpegels noch etwas praktischer ist (ein variabler Widerstand wird parallel zum „Interferenz“-Mikrofon geschaltet und in a Bei Parallelschaltung muss der Regler in Reihe mit dem Mikrofon geschaltet werden.

Wenn akustische Schwingungen mit gleichem Pegel und gleicher Phase auf beide Mikrofone treffen, sollte im Idealfall kein Signal am Ultraschalleingang anliegen (die von den Mikrofonen von akustisch in elektrisch umgewandelten Signale kompensieren sich gegenseitig). Wenn eines der Mikrofone (z. B. VM2) auf eine Geräuschquelle (Lüfter usw.) gerichtet ist und das andere (VM1) auf Sie gerichtet ist und in dieses hineinspricht, ändern sich die Signalpegel (Nutz- und Störsignale) an der Die Ausgänge der Mikrofone werden unterschiedlich sein, und es stellt sich die Aufgabe, die Amplituden der Störsignale beider Mikrofone anzugleichen und zu verhindern, dass das Nutzsignal in das zusätzliche Mikrofon VM2 gelangt. Daher ist im VM2-Schaltkreis ein Pegelregler erforderlich, der ihn zusätzlich vor einem Nutzsignal schützt.

In [2] wird ein Diagramm eines Transistorgeräts vorgestellt, mit dem Sie unerwünschte Signale an den Eingängen beispielsweise von lautsprechenden Warnsystemen in der Produktion, Transceivern usw. unterdrücken können. (Abb. 2).

Mit dem gleichen Blockschaltbild (Abb. 1) erfolgt der Aufbau einer akustischen Störunterdrückungseinrichtung auf einem IC (Abb. 3), dessen Prototyp in [3] beschrieben ist.

Akustische Signale (Nutz- und Störsignale) gelangen von Elektretmikrofonen zu verschiedenen Eingängen des Operationsverstärkers (invertierend und nichtinvertierend, jeweils Pins 2 und 3 von DA1 in Abb. 3). Der Ausgang des Operationsverstärkers erzeugt das resultierende Signal (algebraisch summiert). Bei gleichen Signalpegeln an beiden Eingängen sollte der Ausgang des Operationsverstärkers (idealerweise) Null sein. Die Aufgabe beim Betrieb dieses Gerätes besteht darin, eine möglichst große Trennung des Nutzsignals und des Störsignals sicherzustellen, die jeweils auf ein eigenes Mikrofon einwirken und möglichst nicht in das andere fallen sollen (insbesondere das Nutzsignal in das Störmikrofon). . Der Rest des in den Mikrofoneingang des Nutzsignals eindringenden Störsignals wird im Operationsverstärker kompensiert (vorausgesetzt, das Störsignal seines Mikrofons ist in der Amplitude gleich dem Nutzsignal eingestellt).

In der Beschreibung des Geräts (Abb. 2) [2] wird empfohlen, diesen Vorgang dem Widerstand R2 des Spannungsteilers im Basiskreis des Transistors VT1 zuzuordnen, der mit dem Auftreten von Verzerrungen behaftet ist (der Teiler stellt die ein). Gleichstrom-Arbeitspunkt des Transistors). Ein verzerrtes Störsignal kann nicht kompensiert werden, da am Ausgang des Nutzsignals das Störsignal nicht verzerrt ist, d.h. unterscheidet sich in seiner Form von der verzerrten im Interferenzkanal. Dieses Schema eignet sich besser, um beispielsweise Verzerrungen bei deren Analyse zu erkennen.

Im Gerät in Abb. 3 sollte diese Empfehlung ebenfalls verwendet werden, um die Phasenfrequenzeigenschaften des Verstärkers und die Verstärkung des Operationsverstärkers zu erhalten. Um die Gleichstromversorgung von Elektretmikrofonen nicht zu stören, ist eine RC-Kette aus einem in Reihe geschalteten variablen Widerstand mit einem Widerstandswert von 10...100 kOhm und einem Kondensator ausreichend großer Kapazität (mehrere Mikrofarad) parallel geschaltet ihnen.

Eine akustische Entstöreinrichtung funktioniert nur dann effektiv, wenn das Störsignal in beiden Kanälen zeitlich übereinstimmt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen in der Atmosphäre beträgt bei Normaldruck etwa 330 m/s. Wie Sie sehen, macht es keinen Sinn, Mikrofonrauschen einem Nutzsignal eines Mikrofons zuzuordnen, zumal die Wellenlänge mit zunehmender Frequenz abnimmt. Daher ist es besser, zwei Richtmikrofone koaxial nebeneinander zu montieren und dabei in unterschiedliche Richtungen auszurichten (z. B. in einem Winkel von 180°). Indem Sie ein Hilfsmikrofon auf die Quelle des Störsignals richten, können Sie den Störanteil im Nutzsignal deutlich reduzieren und durch eine einfache Amplitudenregelung im Störkanal nahezu vollständig unterdrücken.

Oft wird ein Funkamateur durch das „langweilige“ Summen der Gerätekühlventilatoren gestört. Sein Lärm kann mit dem vorgeschlagenen Gerät reduziert werden (Abb. 3). Das Gerät wird auf einer Leiterplatte aus einseitigem 4-lagigem Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1...1,5 mm und den Abmessungen 35x17 mm platziert, deren Zeichnung in Abb. 4 dargestellt ist, und deren Lage Teile ist in Abb. 5 dargestellt. Die Platte kann auch aus doppelseitigem Fiberglas gefertigt werden, dann dient die Folie auf der Teilseite als Sichtschutz.

Als Mikrofone können Sie jedes Elektretmikrofon (z. B. MKE-3, MKE-84-1) oder jedes dynamische Mikrofon (für das R1 und R2 nicht benötigt werden) verwenden, das zumindest eine gewisse Richtwirkung aufweist. Ihre Körper sind koaxial aneinander befestigt und in unterschiedliche Richtungen (zum Signal und zur Störung) gerichtet. Für eine genauere Ausrichtung auf die Störquelle ist eine gelenkige Verbindung der Mikrofone wünschenswert. Mikrofonkapseln werden in einem gemeinsamen Abschirmgehäuse untergebracht. Bei Bedarf werden Entkopplungskondensatoren (mit einer Kapazität von bis zu 1000 pF) oder LC-Kreise parallel zu den Kapseln geschaltet. Ist eine Amplitudenanpassung erforderlich, wird ein Potentiometer parallel zum Mikrofon des Störkanals angeschlossen. Dies wird jedoch, wie oben erwähnt, den Frequenzgang des Interferenzkanals verändern.

Die Schaltung verwendet sowohl herkömmliche Kleinteile (MLT-0,125-Widerstände, Kondensatoren mit einem Abstand zwischen den Leitungen von 5 mm) als auch SMD (R6, R7, C3). Letztere werden seitlich an den gedruckten Schienen angebracht. Das Gerät kann den Operationsverstärker KR140UD708 oder den Niederspannungsverstärker KR140UD1208 verwenden (hier müssen Sie einen Widerstand mit einem Widerstand von 8...180 kOhm von Pin 360 des IC an den gemeinsamen Draht anschließen). Durch Ändern des Widerstands R5 wird die Verstärkung des Operationsverstärkers angepasst (wobei die Verstärkung des Operationsverstärkers im Diagramm gleich 1 ist).

Literatur

1. V. Besedin. Wir bekämpfen Störungen. - KB und UKW, 2008, Nr. 8.9.
2. Von Klaus Spies, WB9YBM und Rolf Spies, N9BRL. Geräuschunterdrückung mit Elektret-Kondensatormikrofonen. - QST. Dezember 2000, S. 38...39.
3. John Buche (G8SEQ). Ein Noise-Cancelling-Mikrofon. - SPRAT 95.

Autor: V.Besedin, UA9LAQ, Tjumen

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