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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Filtermodul zur Bekämpfung akustischer Rückkopplungen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Lautsprecher In dem Artikel schlägt der Autor einen einfachen Block von Kerbfiltern vor, der als Teil eines modularen Mischpults („Radio“, 2003, Nr. 2, 3) eines Tonverstärkungssystems dienen soll. Mit diesem Block können Sie die störende akustische Kopplung zwischen den Mikrofonen und dem Lautsprechersystem unterdrücken, ohne dass die Qualität spürbar beeinträchtigt wird. Wie bereits im ersten Artikel erwähnt, erweitert ein wechselbarer Modulsatz den Einsatzbereich dieser kompakten Konsole für Tonaufnahme und Beschallung deutlich. Das größte Problem bei der Verstärkung ist meist das Auftreten von akustischen Rückkopplungen („Feedback“), deren Bekämpfung sich zahlreiche Veröffentlichungen widmen. Um diesen Effekt zu unterdrücken, gibt es viele Geräte, die ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Es wäre jedoch seltsam, den Einbau teurer digitaler Filter oder eines Frequenzspektrumschiebers in eine einfache Amateurkonsole zu empfehlen [1]. Daher konzentrieren wir uns auf einfachere Optionen. Es wird angenommen, dass akustische „Unentschieden“ am häufigsten im Frequenzbereich von 125 Hz ... 4 kHz auftreten, vor allem bei Frequenzen mit erhöhter Empfindlichkeit von Mikrofonen und akustischen Systemen aufgrund ihrer ungünstigen Lage oder dem Vorhandensein von Schallreflexionen im Raum. Es ist klar, dass es zur Unterbrechung der Erzeugung im Tonverstärkungssystem notwendig ist, entweder die Verstärkung zu reduzieren oder die Phase des Signals zu ändern. Mit einer Verringerung der Gesamtverstärkung geht die Bedeutung der Klangverstärkung selbst verloren. Sie können einen einfachen Squelch anwenden und die Verstärkung nur für Signale mit niedrigem Pegel reduzieren. Diese Methode ist jedoch nützlich, wenn Sie nur die Stimme einer Person verstärken müssen. Aber Geräusche, deren Quellen weiter vom Mikrofon entfernt sind, werden unterdrückt; Dies ist nicht immer akzeptabel. Dies bedeutet, dass die Signalverstärkung nur bei der Frequenz reduziert werden muss, bei der der „Unentschieden“ aufgetreten ist. Dies kann mit abstimmbaren Notch-Filtern erfolgen. Um keine merklichen Frequenzverzerrungen in das Signal einzubringen, sollten die Sperrfilter schmalbandig sein. Es wird angenommen, dass das „Abschneiden“ eines Frequenzbandes aus dem Signalspektrum mit einer Breite von weniger als 0,1 Oktaven selbst beim Hören symphonischer Musik völlig unmerklich ist, und in der Sprache ist es durchaus akzeptabel, dieses Band auf 0,2 ... 0,3 Oktaven zu erhöhen . In der Praxis meistern grafische Terz-Equalizer diese Aufgabe erfolgreich, sind aber sehr umständlich. Wesentlich bequemer ist es, parametrische Equalizer oder schmalbandige abstimmbare Notch-Filter zu verwenden. Normalerweise weisen Schmalbandfilter eine sehr große Dämpfung bei der Abstimmfrequenz auf, aber aus ihrer Amplituden-Frequenz-Charakteristik (AFC) folgt (Kurve 1 in Abb. 1), dass es zu einer Verstärkungsabnahme um 4 ... 5 dB kommt ein ziemlich breites Band, und das wirkt sich bereits negativ auf die Klangqualität aus.
Es ist nicht erforderlich, eine große Dämpfung einzuführen, um die „String“ zu eliminieren. Daher wäre es im Betrieb möglich, einen Teil des Frequenzgangs des Sperrfilters nicht zu nutzen: Wenn im oberen Teil des Frequenzgangs des Filters 20 ... 30 dB „abgeschnitten“ werden, wird das Sperrband sehr schmal und die durch den Filter eingeführte Dämpfung bleibt völlig ausreichend. Der einfachste Weg, dieses Problem zu lösen, besteht darin, anstelle eines Filters einen abstimmbaren Schmalbandverstärker zu verwenden und das Signal des Filters im erforderlichen Verhältnis gegenphasig zum Hauptsignal zu mischen (summieren). Dieses „Verhältnis“ sorgt für die Bildung des gewünschten Teils des Frequenzgangs. Kurve 2 in Abb. 1 zeigt den Frequenzgang eines Schmalbandverstärkers, der auf eine Frequenz von 100 Hz abgestimmt ist, und Kurve 3 entspricht dem Filtergang am Ausgang des Addierers Das Modul verwendet zwei solcher Filter (Abb. 2), die auf den Mikroschaltungen DA2 und DA3 montiert sind.
Die Filterschaltungen sind exakt gleich und unterscheiden sich lediglich in den Werten der Kondensatoren C15, C17 und C20, C21. Der erste von ihnen kann im Frequenzbereich von 50 bis 750 Hz eingestellt werden, der zweite im Bereich von 0,5 bis 7 kHz. Bei Bedarf können Sie den Gütefaktor und die Verstärkung des Bandpassverstärkers [2] ändern. Diese Parameter bestimmen die folgenden Verhältnisse der Widerstände der Widerstände in den Filtern: Q=R17/R18; K = R17/R16. Es muss berücksichtigt werden, dass es bei einem sehr schmalen Band von Grenzfrequenzen schwierig ist, sich auf die „Unentschieden“-Frequenz einzustellen, und dass es sehr leicht ist, die Abstimmung zu verfälschen. Bei einem breiten Filterband ist die dadurch verursachte Frequenzverzerrung für das Gehör wahrnehmbar. Mit den Trimmerwiderständen R15 und R27 (SDR-19a) können Sie den verwendeten Teil des Frequenzgangs auswählen, indem Sie den Anteil der Summe der Signale einstellen. Es ist zu beachten, dass sich die Verstärkung des Bandpassverstärkers etwas ändert, wenn die Filterfrequenz angepasst wird. Jeder der Filter wird bei Bedarf durch die Kippschalter SA1, SA2 eingeschaltet. Manchmal ist es notwendig, beide Filter zu aktivieren. Das Modul bietet zusätzlich einen abstimmbaren Phasenfilter mit Operationsverstärker DA1.3. Seine Schaltung ist viel einfacher, aber durch eine Änderung der Phase des Signals ist es sehr wahrscheinlich, dass die Erzeugung bei einer anderen Frequenz erfolgt. Um den Hochfrequenz-„Unentschieden“ zu beseitigen, ist es in der Praxis besser, einen Kondensator C6 mit einer Kapazität von 2200 pF zu wählen und ihn für einen Niederfrequenz-Kondensator auf 0,01 μF zu erhöhen. Darüber hinaus ermöglicht der als Phasenwender integrierte Operationsverstärker DA1.4 mit dem SA3-Kippschalter eine sofortige Phasenänderung im Verstärkungspfad um 180°. Die übrigen Operationsverstärker (DA1.1, DA1.2) arbeiten jeweils in der Eingangs- und Ausgangsstufe. Der Operationsverstärker der Ausgangsstufe übernimmt gleichzeitig die Funktion eines Addierers. Wenn Sie die Filtereinheit in der Konsole nach der Eingangsleitung einschalten, müssen Sie ein Signal direkt an Pin 13 von DA1 anlegen. Anstelle der Elemente C1, R1 werden Jumper installiert, da sich am Ausgang der Eingangsleitung bereits eine ähnliche Kette befindet. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass Sie mit den Kippschaltern jeden Link nach Belieben ein- und ausschalten können. Phasenfilter werden durch den SA4-Kippschalter ausgeschaltet (in der Position „OFF“, dem „Bypass“-Modus), und der SA3-Kippschalter schaltet das Signal entweder um, um die Signalphase umzukehren oder um die Phasenänderung sanft anzupassen. Der Aufbau des Filtermoduls ähnelt dem Aufbau der Amateurmischpultmodule [1].
Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. Die Anordnung der Frontplatte des Moduls ist in Abb. 3 dargestellt. 4.
Das Design verwendet TL084-Chips (TL074, K1401UD4). Alle Filterkondensatoren müssen Folienkondensatoren sein, zum Beispiel K73-17 In der Praxis ermöglicht ein solcher Block fast immer, akustische Rückkopplungen stabil zu eliminieren. Die Filteranpassung muss während der Systemleistungsprüfung vor der Veranstaltung erfolgen. Bewegen Sie danach die Lautsprecher und Mikrofone nicht mehr. Übrigens: Bei Geräten mit wesentlich komplexeren digitalen Filtern werden die Filter automatisch neu konfiguriert, wenn man die relative Position von Mikrofon und Lautsprechern ändert. Literatur
Autor: E.Kuznetsov, Moskau
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