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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Supressor de ruído acústico externo para o transceptor. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Ao trabalhar no ar, o fundo acústico externo da sala (ruído do ventilador, zumbido de um transformador de potência na fonte de alimentação etc.), entrando no microfone, é amplificado junto com o sinal de fala do operador e piora sua visibilidade para o correspondente. Isso é especialmente perceptível ao conduzir conexões próximas. Para suprimi-lo, são utilizados os chamados identificadores de ruído, que, analisando a situação de ruído na sala, são capazes de distinguir o sinal de fala do ruído de fundo, que possui um nível relativamente constante. Os identificadores de ruído estão se tornando cada vez mais comuns e são usados, por exemplo, na telefonia para suprimir o ruído acústico externo e o ruído da linha elétrica. Um diagrama funcional simplificado explicando o princípio de operação do supressor de ruído acústico usando o identificador de ruído de fundo é mostrado na Figura 1.
O sinal do microfone é amplificado e enviado para um atenuador controlado e um detector de nível. Do detector de nível, o sinal vai para o identificador de ruído de fundo, que reduz o nível de atenuação do atenuador controlado na presença de um sinal de fala e o aumenta quando apenas ruído de fundo é recebido. Da saída do atenuador controlado, o sinal de fala é enviado para o amplificador de saída. É essa estrutura do supressor de ruído acústico que é implementada no microcircuito linear multifuncional Motorola MC34118 (analógico doméstico 1436XA2), projetado para uso em telefones de alta qualidade (viva-voz). Uma descrição deste microcircuito pode ser encontrada na folha de referência em "Radio", 2003, nº 10, p. 47-49. No projeto proposto a seguir, é utilizado apenas o canal de transmissão do microcircuito, contendo um amplificador de microfone, um detector de nível de sinal, um identificador de ruído de fundo, uma unidade de controle do atenuador, um atenuador de transmissão e uma das saídas de um par-fase amplificador. Além disso, o dispositivo pode usar cascatas de filtros para corrigir a resposta de frequência do amplificador, que também estão incluídos no microcircuito. O diagrama do circuito elétrico do supressor de fundo acústico no transceptor é mostrado na fig. 2.
Considere a operação do dispositivo. O sinal do microfone através do capacitor C5 e do resistor R4 é alimentado na entrada do amplificador de microfone do chip DA1 (pino 11), cujo ganho é definido selecionando o resistor R1. Da saída do amplificador de microfone (pino 10) através do capacitor C3 e resistor R8, o sinal amplificado é alimentado na entrada do detector de nível (pino 17), e através do capacitor C6 o mesmo sinal é alimentado na entrada de o atenuador controlado (pino 9). O detector de nível compreende um amplificador operacional com um grande ganho dinâmico e um circuito com um curto tempo de carga e um longo tempo de descarga. A saída do detector de nível é conectada internamente ao identificador de ruído de fundo, que, por sua vez, regula a atenuação do atenuador de transmissão através da unidade de controle do atenuador, dependendo do tipo de espectro do sinal de entrada. Com um sinal de fala, o ganho do atenuador é de +6 dB, com um sinal de fundo - -20 dB. Quando um identificador de sinal é recebido na entrada, que é formado apenas por ruído acústico e não apresenta mudanças bruscas de amplitude, uma tensão constante se acumula no circuito R11C14 com um tempo de subida significativo e um tempo de queda curto. O capacitor C12 do detector de nível define o tempo de subida do sinal de entrada e o circuito R11C14 determina o tempo de resposta do identificador a uma mudança no nível de ruído de fundo (de acordo com o esquema, é 4,7 s). A tensão de "ruído" aplicada à entrada não inversora do comparador de identificador é mais positiva do que a entrada inversora, que é fornecida com uma tensão limite de referência para garantir que o comparador opere quando o nível do sinal de fala exceder o nível de ruído de fundo em 3 ... .4 dB. Quando um sinal de fala aparece, devido a mudanças bruscas em sua amplitude, a tensão na entrada não inversora aumentará mais rapidamente, o que causará o aparecimento de tensão na saída do identificador, o que reduz a atenuação do atenuador. Da saída do atenuador (pino 8 DA1), o sinal de fala através do resistor R5 e do capacitor de acoplamento C1 vai para o amplificador de saída (pino 7), e dele através do capacitor C4 e do divisor R2R6 - para a saída de o dispositivo. A chave SA1 é usada para desligar o identificador fechando a saída 16 do microcircuito para o gabinete. O LED VD1 serve como um indicador da inclusão do silenciador. O dispositivo é alimentado por +5 V, que está disponível no conector do microfone de muitos transceptores estrangeiros ou de uma bateria externa. O consumo de corrente do circuito não excede 10 mA. A instalação é realizada em uma placa de circuito impresso feita de textolite de folha dupla face. Sua topologia é mostrada na Fig. 3 e 4. Quaisquer capacitores e resistores podem ser usados. O capacitor eletrolítico C12 deve ter a menor corrente de fuga possível, sendo ideal o uso de capacitores do tipo K53-4 ou K52-1. A placa é instalada em uma caixa de metal (metalizada) de tamanho 55x80x25 mm. O fio comum da placa deve ser conectado ao gabinete, próximo ao conector do microfone.
Se a potência de saída do transceptor for superior a 100 W no circuito de alimentação de +5 V, é necessário instalar adicionalmente um filtro de um capacitor de passagem ou referência com capacidade de 1000-4700 pF e uma bobina de 100 μH. Configurando e conectando ao transceptor Um milivoltímetro, um osciloscópio e, preferencialmente, um medidor de distorção não linear com entrada de alta resistência são conectados à saída do dispositivo, no ponto de conexão do capacitor C4 e do resistor R2. Uma tensão com frequência de 1000 Hz a uma amplitude de 1 mV é aplicada à entrada do microfone do dispositivo a partir de um gerador de som. A amplitude do sinal na saída do dispositivo deve ser de cerca de 300 mV e o coeficiente de distorção não linear não deve exceder 0,8%. Então a tensão de entrada é aumentada até que o início do corte do sinal seja obtido. Deve ocorrer com uma tensão de saída de 1,3 ... 1,5 V. Todas essas medições são realizadas com o identificador de ruído desligado (o pino 16 do chip DA1 é fechado a um fio comum pela chave SA1). Depois disso, os resistores R2 e R6 definem o ganho do caminho de amplificação como um todo. Se o dispositivo for conectado entre o microfone e a entrada de microfone do transceptor, é recomendável definir o coeficiente geral de transferência de tensão para 1...1.5 (os valores dos resistores R2 e R6 são indicados para esta opção) . No caso de usá-lo como amplificador de microfone principal, a tensão de saída é aumentada reduzindo o valor do resistor R2. Depois de verificar o caminho de amplificação, a supressão do ruído de fundo é verificada em relação ao sinal de fala. A melhor maneira de fazer isso é com um gerador de ruído especial que possui um emissor acústico calibrado e um microfone de medição. No entanto, a operação do dispositivo pode ser estimada com precisão suficiente da seguinte forma. Um osciloscópio e um milivoltímetro são conectados à saída do dispositivo no ponto de conexão do capacitor C4 e do resistor R2. Um microfone de eletreto "Pine" ou similar em sensibilidade é conectado à entrada do microfone do dispositivo, após o que alguma frase é dita na frente dele. Tendo notado a amplitude do sinal de saída na tela do osciloscópio, leve o microfone a uma fonte de ruído uniforme (por exemplo, a um ventilador do transceptor em funcionamento ou transformador de energia da fonte de alimentação) e obtenha aproximadamente a mesma amplitude do sinal de ruído. Depois disso, o identificador de ruído é ativado (abrindo a chave SA1). O ruído de fundo deve ser suprimido em média 26 dB (20 vezes), e a sensibilidade ao sinal de fala com o identificador ligado ou desligado deve permanecer inalterada. Autor: V.Khmartsev (RW3AIV), Moscou
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