Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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Quando si lavora in onda, il sottofondo acustico esterno della stanza (rumore della ventola, ronzio del trasformatore nell'alimentatore, ecc.), entrando nel microfono, viene amplificato insieme al segnale vocale dell'operatore e ne peggiora l'udibilità per il corrispondente. Ciò è particolarmente evidente quando si effettuano connessioni a corto raggio. Per sopprimerlo vengono utilizzati i cosiddetti identificatori di rumore che, analizzando la situazione del rumore nella stanza, sono in grado di distinguere il segnale vocale dal rumore di fondo, che ha un livello relativamente costante.

Gli identificatori di rumore stanno diventando sempre più diffusi e vengono utilizzati, ad esempio, nella telefonia per sopprimere il rumore acustico esterno e il rumore della linea elettrica.

Nella Fig. 1 è mostrato un diagramma funzionale semplificato che spiega il principio di funzionamento di un soppressore del rumore acustico utilizzando un identificatore del rumore di fondo.

Il segnale proveniente dal microfono viene amplificato e inviato a un attenuatore controllato e a un rilevatore di livello. Dal rilevatore di livello, il segnale viene inviato all'identificatore del rumore di fondo, che riduce il livello di attenuazione dell'attenuatore controllato in presenza di un segnale vocale e lo aumenta quando viene ricevuto solo rumore di fondo. Dall'uscita dell'attenuatore controllato, il segnale vocale viene alimentato all'amplificatore di uscita.

È questa struttura del soppressore del rumore acustico che è implementata nel microcircuito lineare multifunzionale Motorola MC34118 (analogo domestico del 1436XA2), destinato all'uso in telefoni con altoparlanti di alta qualità. Una descrizione di questo microcircuito si trova nella scheda informativa in Radio, 2003, n. 10, p. 47-49.

Il progetto proposto di seguito utilizza solo il canale di trasmissione del microcircuito, contenente un amplificatore microfonico, un rilevatore del livello del segnale, un identificatore del rumore di fondo, un'unità di controllo dell'attenuatore, un attenuatore di trasmissione e una delle uscite di un amplificatore parafase. Inoltre, il dispositivo può utilizzare cascate di filtri per correggere la risposta in frequenza dell'amplificatore, anch'essi inclusi nel microcircuito.

Lo schema elettrico del soppressore acustico di sottofondo nel ricetrasmettitore è mostrato in Fig. 2.

Consideriamo il funzionamento del dispositivo. Il segnale dal microfono attraverso il condensatore C5 e il resistore R4 viene fornito all'ingresso dell'amplificatore del microfono del chip DA1 (pin 11), il cui guadagno viene impostato selezionando il resistore R1. Dall'uscita dell'amplificatore del microfono (pin 10), attraverso il condensatore C3 e il resistore R8, il segnale amplificato viene fornito all'ingresso del rilevatore di livello (pin 17), e attraverso il condensatore C6 lo stesso segnale viene fornito all'ingresso del attenuatore controllato (pin 9).

Il rilevatore di livello contiene un amplificatore operazionale avente un ampio guadagno dinamico e un circuito avente un tempo di carica breve e un tempo di scarica lungo. L'uscita del rilevatore di livello è collegata tramite connessioni interne del microcircuito all'identificatore del rumore di fondo, che a sua volta, attraverso l'unità di controllo dell'attenuatore, regola l'attenuazione dell'attenuatore di trasmissione in base al tipo di spettro del segnale in ingresso. Per un segnale vocale, il coefficiente di trasmissione dell'attenuatore è +6 dB, per un segnale di fondo - -20 dB. Quando all'ingresso dell'identificatore viene ricevuto un segnale generato solo dal rumore acustico e senza improvvisi cambiamenti di ampiezza, sul circuito R11C14 si accumula una tensione costante con un tempo di salita significativo e un tempo di caduta breve. Il condensatore C12 del rilevatore di livello imposta il tempo di salita del segnale di ingresso e il circuito R11C14 determina il tempo di risposta dell'identificatore alle variazioni del livello del rumore di fondo (secondo il circuito è 4,7 s).

La tensione di "rumore" applicata all'ingresso non invertente del comparatore identificatore è più positiva rispetto all'ingresso invertente, a cui viene applicata una tensione di soglia di riferimento per garantire che il comparatore funzioni quando il livello del segnale vocale supera il livello del rumore di fondo di 3...4 dB. Quando appare un segnale vocale, a causa di improvvisi cambiamenti nella sua ampiezza, la tensione sull'ingresso non invertente aumenterà più velocemente, il che farà apparire una tensione all'uscita dell'identificatore, che riduce l'attenuazione dell'attenuatore.

Dall'uscita dell'attenuatore (pin 8 di DA1), il segnale vocale passa attraverso il resistore R5 e il condensatore di separazione C1 all'amplificatore di uscita (pin 7), e da esso attraverso il condensatore C4 e il divisore R2R6 all'uscita del dispositivo.

L'interruttore SA1 viene utilizzato per disattivare l'identificatore cortocircuitando il pin 16 del microcircuito con l'alloggiamento. Il LED VD1 funge da indicatore dell'attivazione del soppressore del rumore.

Il dispositivo è alimentato da +5 V, disponibile sul connettore del microfono di molti ricetrasmettitori stranieri o da una batteria esterna. Il consumo di corrente del circuito non supera i 10 mA.

L'installazione viene eseguita su un circuito stampato realizzato con un PCB a doppia faccia. La sua topologia è mostrata in Fig. 3 e 4. È possibile utilizzare qualsiasi condensatore e resistore. Il condensatore elettrolitico C12 dovrebbe avere la corrente di dispersione più bassa possibile, utilizzo ideale di condensatori come K53-4 o K52-1. La scheda è installata in una custodia metallica (metallizzata) con dimensioni di 55x80x25 mm. Il filo comune della scheda va collegato al case, vicino alla presa del microfono.

Quando la potenza di uscita del ricetrasmettitore è superiore a 100 W, nel circuito di alimentazione +5 V è inoltre necessario installare un filtro costituito da un condensatore di passaggio o di riferimento con una capacità di 1000-4700 pF e un induttore da 100 µH.

Impostazione e connessione al ricetrasmettitore

Un millivoltmetro, un oscilloscopio e, preferibilmente, un distorsore non lineare con ingresso ad alta impedenza sono collegati all'uscita del dispositivo, nel punto di connessione del condensatore C4 e del resistore R2. Una tensione con una frequenza di 1000 Hz e un'ampiezza di 1 mV viene fornita all'ingresso del microfono del dispositivo da un generatore di suoni. L'ampiezza del segnale all'uscita del dispositivo dovrebbe essere di circa 300 mV e il fattore di distorsione non lineare non dovrebbe essere superiore allo 0,8%. Quindi la tensione di ingresso viene aumentata fino a quando il segnale inizia a distorcersi. Dovrebbe verificarsi con una tensione di uscita di 1,3...1,5 V. Tutte queste misurazioni vengono eseguite con l'identificatore di rumore spento (il pin 16 del chip DA1 è collegato al filo comune con l'interruttore SA1). Successivamente, i resistori R2 e R6 impostano il coefficiente di trasmissione del percorso di amplificazione nel suo insieme. Se il dispositivo verrà collegato tra un microfono e l'ingresso microfono del ricetrasmettitore, si consiglia di impostare il guadagno di tensione complessivo su 1...1.5 (per questa opzione sono indicati i valori dei resistori R2 e R6). Se viene utilizzato come amplificatore microfonico principale, la tensione di uscita viene aumentata riducendo il valore del resistore R2.

Dopo aver controllato il percorso di amplificazione, viene verificata la soppressione del rumore di fondo rispetto al segnale vocale. Il modo migliore per farlo è utilizzare uno speciale generatore di rumore dotato di un emettitore acustico calibrato e di un microfono di misurazione. Tuttavia, il funzionamento del dispositivo può essere valutato con sufficiente precisione come segue. Un oscilloscopio e un millivoltmetro sono collegati all'uscita del dispositivo nel punto di connessione tra il condensatore C4 e il resistore R2. Un microfono elettrete "Sosna" o simile in sensibilità è collegato all'ingresso del microfono del dispositivo, dopo di che viene pronunciata una frase davanti ad esso.

Dopo aver notato l'ampiezza del segnale di uscita sullo schermo dell'oscilloscopio, portare il microfono a una fonte di rumore uniforme (ad esempio, alla ventola del ricetrasmettitore funzionante o al trasformatore di alimentazione dell'alimentatore) e ottenere approssimativamente la stessa ampiezza del segnale di rumore. Successivamente, l'identificatore di rumore viene attivato (aprendo l'interruttore SA1). Il rumore di fondo dovrebbe essere soppresso in media di 26 dB (20 volte) e la sensibilità al segnale vocale con l'identificatore attivato o disattivato dovrebbe rimanere invariata.

Autore: V. Khmartsev (RW3AIV), Mosca

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