EW1CA Вячеслав Сергейчук
г.Минск
Скачать принципиальную схему. (gif 40кб.)
Предлагаемый НЧ ограничитель является
модернизированным вариантом
НЧ speech - процессора, первоначально
опубликованного ew1mm в журнале "Радиолюбитель
КВ и УКВ" нр.9 1995г.
Устройство предназначено для повышения
эффективности передачи в режиме SSB, однако с
успехом может быть использовано и при работе FM.
Для изготовления НЧ ограничителя не требуется
каких-либо специальных знаний или навыков,
достаточно лишь правильно выполнить монтаж и
подключить устройство к трансиверу.
Использовать микрофонный усилитель трансивера
не следует, так как данное устройство его
полностью заменяет.
В сущности, это высококачественный микрофонный
усилитель, развернутая схема которого с
использованием дискретных элементов дали
возможность довести каждый из каскадов до
высоких параметров, предполагая легкую
повторяемость конструкции и качественный сигнал
на передачу.
Некоторое назначение элементов.
DA1,VD1,VD2 - АРУ входного сигнала
DA2, VT1 - микрофонный усилитель (МУ) с подъемом АЧХ
DA3 - активный фильтр 300-3000 гц
DA4, VT2, VD3 - усилитель ограничитель
DA5 - активный фильтр 300-3000 гц
VT3 - эмиттерный повторитель
Одна из последних доработок конструкции - это
введение АРУ входного сигнала.
За основу была взята часть схемы опубликованной
в [1,2] .
Отказавшись от дефицитных импортных
транзисторов и питания +24 в, мы использовали
операционный усилитель К140УД7 и питание +12 в, что
не повлияло на качество работы схемы.
Полученные результаты дали возможность
использовать схему АРУ входного сигнала в
составе любых микрофонных усилителей, как их
неотемлемой части.
Для чего необходима АРУ входного сигнала?
Известно, что при произнесении перед микрофоном
на расстоянии 10-15см раскатистого а-а-а-а,
милливольтметр подключенный к микрофону
зарегистрирует напряжение звуковой частоты
порядка 1- 2 мв.
Однако в нашей речи присутствует много шипящих
звуков и глухих согласных, мгновенно развивающих
гораздо большую амплитуду, которая в зависимости
от типа микрофона достигает 0,5 - 1 в, и это без
каких-либо усилительных каскадов.
Сказанное выше справедливо для всех типов
микрофонов, лишь с той разницей, что в отличие от
динамических микрофонов - электретные,
кристалические и керамические имеют гораздо
большие пиковые выбросы.
Это легко проверить, достаточно посвистеть перед
микрофоном или сказать фразу содержащую
большее колличество шипящих звуков.
При подключении микрофона к трансиверу
выясняется,что первый каскад МУ на пиках
перекачивается входным сигналом, получая на
шипящих звуках большую амплитуду, в отличие от
амплитуды среднего уровня.
Даже если трансивер имеет хорошо
зарекомендовавшую себя систему ALC проблема не
решается, так как искажения и перекачка в НЧ
тракте попали в полосу пропускания сигнала и
скажутся на окраске передающего сигнала в целом.
Краткое описание работы схемы:
Входной сигнал с микрофона уровнем
приблизительно 1мв (среднее значение) поступает
на каскад, собранный на DA1 - АРУ входного сигнала,
работа которого полностью устраняет
вышеописанные проблемы.
НЧ сигнал усиливается до уровня около 80 мв, затем
аттеньюируется с помощью диодов VD1 и VD2 до уровня
равного входному сигналу.
Здесь не происходит никакого ограничения
сигнала.
Сигнал в контрольной точке КТ1 будет имеет
синусоидальную форму, а напряжение практически
равно входному, т.е. сигналу развиваемому
микрофоном, но при этом мгновенные пиковые
выбросы отсутствуют.
В случае если напряжение в КТ1 слегка выше
входного (пиковые выбросы при этом также будут
отсутствовать), его уменьшают до уровня входного
с помощью подстроечного резистора R10.
Далее сигнал усиливается с помощью малошумящего
усилителя на VT1.
Здесь задается качество будующего НЧ
ограничителя, в частности отношение сигнал-шум.
При настройке позже, следует установить
указанные на схеме напряжения на выводах
транзистора.
Следующий каскад на DA2 - это усилитель с подъемом
АЧХ в области высоких частот.
Все резисторы в этом каскаде за исключением тех,
что в цепи питания имеют разброс по номиналу плюс/минус
5%.
Конденсаторы С14, С15 желательно пленочные, так же
5%.
Выходное напряжение снимается через
потенциометр R23.
Важный вопрос это фильтрация НЧ сигнала перед
тем как он подвергнется ограничению.
Эту роль выполняет активный фильтр собранный на
DA3 c полосой пропускания 300 - 3000 гц.
Конденсаторы С20, С21, С23 (желательно пленочные), а
также резисторы в этом каскаде с разбросом 5%.
Регулируемый Усилитель-Ограничитель собран на
операционном усилителе DA4.
Потенциометр R30 "Уровень Ограничения "
выносится на переднюю панель устройства и имеет (желательно)
логарифмическую зависимость. Соединение
потенциометра с платой ограничителя
производится экранированным проводом, причем
оплетка заземляется с обоих сторон.
Следует отметить, что все остальные подстроечные
резисторы в конструкции расположены на печатной
(монтажной) плате и на переднюю панель не
выводятся.
Если потенциометра с логарифмической
зависимостью нет, а показательные изменения
уровня ограничения в эфире производиться не
будут, то можно применить потенциометр с любой
зависимостью.
Ограничение производится по выходу DA4, причем
одна полуволна ограничивается с помощью диода VD3,
другая переходом база - эммитер транзистора VT2.
Как ни странно, окраска сигнала, и его объемность
немного зависят и от типа диода VD3.
Мы использовали диод Д311 (Д311А), затем применили
импортный 1N4148 не являющийся дефицитным.
Светодиод VD4 в цепи коллектора VT2 - индикатор
уровня ограничения.
Чем больше уровень ограничения, тем больше
интенсивность свечения светодиода.
После узла ограничения следует активный фильтр с
полосой 300 - 3000 гц - DA5.
Конденсаторы С26, С27, С29 (желательно пленочные), а
так же резисторы в этом каскаде имеют расброс по
номиналу 5%.
Эммитерный повторитель собран на транзисторе VT3.
Конденсаторы С31 и С34 неполярные, желательно
пленочные.
Общим требованием при изготовлении подобных
устройств является применение заведомо
исправных электролитических конденсаторов, а
так же изготовление качественного
стабилизированного источника питания с
минимальной пульсацией выходного напряжения.
Настройка НЧ ограничителя сводится к подбору
напряжений на выводах VT1 в указанной
последовательности:
Путем подбора резистора R11 добиваются на
коллекторе +1,5 в.
Подбирая номинал резистора R13 устанавливают на
эммитере +0,3 в.
Затем устанавливают +0,8 в на базе подбирая R12.
После этого следует повторно проверить
напряжения на выводах транзистора, т.к. изменение
напряжения в одной точке ведет к небольшому
изменению в другой.
Затем на вход схемы НЧ ограничителя подается
низкочастотный сигнал частотой 1000 гц c
амплитудой 1мв и убеждаемся с помощью
осциллографа, что на подвижном контакте R23 "Выход
МУ" сигнал имеет синусоидальную форму.
Затем потенциометр R30 "Уровень ограничения"
ставят до упора против часовой стрелки, что
соответствует минимуму ограничения, а
осциллограф переносится в базу транзистора VT2.
Движок R23 cтавим в такое положение, чтобы сигнал в
базе VT2 был не ограничен, а имел синусоидальную
форму.
Затем ставим R30 в положение 80% от полного поворота
движка потенциометра,
это положение будет рабочим и соответствует 16 дБ
ограничения.
Идентичность ограничения одной полуволны и
другой проверяем осциллографом.
При 100% повороте по часовой стрелке движка R30
ограничение составляет 20 дБ и может быть
использовано при работе в Pile up (Pile up - англ.- "Свалка"
на частоте).
При отсутствии НЧ генератора, но имея
осциллограф достаточно подключить микрофон ко
входу устройства и произнести раскатистое а-а-а-а
на расстоянии 10-15 см от микрофона. Устанавливаем
необходимый уровень напряжения с движка R23
контролируя сунусоидальный сигнал в базе VT2, при
этом R30 "Уровень ограничения" находится в
положении минимума ограничения.
Затем увеличиваем уровень ограничения,
контролируя осциллографом форму ограниченного
сигнала продолжая произносить перед микрофоном
раскатистое а-а-а-а.
Процесс настройки закончен.
Тем, кто собирается использовать НЧ ограничитель
в составе р/станции Р143 рекомендуется произвести
некоторую замену емкостей, установив следующие
номиналы :
С9- 0,68 мк; С12- 0,068 мк; C17- 0,22 мк; C34- 0,1 мк.
Для "стошестидесятников", имеющих связной
приемник Р160П в трансиверном режиме и
собирающихся использовать НЧ ограничитель в
составе заводского формирователя телефонных
видов работ Б4-24 от Возбудителя "Лазурь"
рекомендуется установить следующие емкости:
C9- 0,047 мк, С12- 0,068, С17- 0,15 мк, С34- 0,1 мк.
Желательно в качестве этих емкостей
использовать пленочные конденсаторы.
Уровень выхода на Балансный Модулятор
устанавливают с помощью R39 "Уровень выхода".
Желательно использовать микрофоны МД80 или МД380А
применяемые в служебной радиосвязи.
P.S. Если у Вас нет 5% резисторов и пленочных
конденсаторов, а есть желание иметь НЧ
ограничитель, не отчаивайтесь.
Используйте те компоненты, какие у Вас имеются.
Все будет хорошо. Разница между "Хорошо" и
"Отлично" как правило не заметна на слух, а
уловима лишь измерительными приборами.
2002г.
Литература: 1. Radio-Electronics, 1972, March
2. Радио нр.4, 1974г., стр.57