Kompresor dynamiki w jesiennej odsłonie

[George]

Dziś krótki opis działania przełączników w kompresorze i opcji regulacyjnych.
S3 - załączenie podbicia wysokich tonów.  Podbicie wynosi około 20dB dla częstotliwości 2500Hz w stosunku do 300Hz. Jest to  pewien rodzaj preemfazy, dzięki któremu w trudnych warunkach i przy robieniu DX następuje znaczne podniesienie zrozumiałości. Dzięki temu, że podbicie wysokich tonów jest przed kompresorem to amplituda wzmocnionych wysokich tonów jest wyrównywana w kompresorze i nie wystąpi przesterowanie modulatora dając czystą zrozumiałą i klarowną modulację. Zastosowanie preemfazy a nie np. filtru prezencyjnego daje łagodny stopniowy przyrost wzmocnienia dla coraz wyższych częstotliwości i przez to również łagodne zmiany fazy co nie zniekształca dźwięku zachowując jego naturalne brzmienie pomimo podbicia wysokich tonów.
Wyłączenie S3 daje równe wzmocnienie w całym paśmie. Poszczególne zgłoski mowy wyrównywane są jedynie przez kompresor.

Wcześniej przed załączaną preemfazą umieszczony jest filtr górnoprzepustowy 300Hz wykonany na pierwszym wzmacniaczu operacyjnym. Jakby to pasmo było za wąskie od dołu można je poszerzyć wymieniając kondensatory filtru z 4,7nF na 10nF. Ten filtr likwiduje niepotrzebne dźwięki z pomieszczenia oraz podmuchy powietrza występujące na niskich częstotliwościach oraz odseparowuje częstotliwość regulacyjną od częstotliwości akustycznych. Zbyt niska częstotliwość tego filtru przepuści sygnały zakłócające proces regulacji wzmocnienia w kompresorze. Może to spowodować charakterystyczne kwakanie lub inne podobne efekty. Ustawienie częstotliwości tego filtru jest więc kompromisowe - każdy może to sam sprawdzić. Na upartego można też dodatkowo dodać jeszcze jeden przełącznik regulujący pasmo od dołu. Najprościej wtedy jest dać ciut większe kondensatory filtru np. 10-22nF i zrobić przełączany rezystor 33k (równolegle dołączać mniejsze rezystory) lub nawet wstawić dodatkowy potencjometr 100K z szeregowym rezystorem 10k.

Te dwa układy wstępnego kształtowania widma przed kompresją są bardzo ważne. Większość dostępnych schematów kompresorów jest pozbawiona tych układów. Spotkałem się także z przesadą w tym względzie polegającą na zastosowaniu wielopunktowego korektora częstotliwości (Equalizer). Nie jest on w tym miejscu potrzebny, gdyż dobrze ustawiony kompresor sam wyrównuje częstotliwości (tylko w opcji szybkiej kompresji) W opcji powolnej regulacji, która nie jest już kompresją tylko regulacją ARW lub ALC mikrofonu automatyczne wyrównywanie widma zgłosek nie występuje. Daje to najbardziej naturalne brzmienie głosu operatora przy łącznościach lokalnych.

W związku z powyższym kompresor ma dodatkowym przełącznikiem S2 zmienianą stałą czasową odpuszczania. Po załączeniu S2 tworzy się układ regulacji z podwójną stałą czasową, która sprawia, że czas zadziałania jest maksymalnie szybki, a czas odpuszczania przy załączonym S2 długi, a przy wyłączonym szybki.
Szybka kompresja jest lepsza do łączności dalekich i w trudnych warunkach. Do lokalnych łączności może być lepsza zwykła regulacja ARW mikrofonu - załączony S2.
Bardzo ważne jest przy załączonej szybkiej kompresji jednoczesne wyłączenie bramki szumów. Układ SSM2165 nie ma w swojej aplikacji wyłącznia bramki szumów. W celu uzyskania wyłączenia bramki szumów zmieniam punkt pracy układu regulacji poprzez podanie dodatkowego napięcia na nogę nr3 układu SSM 2165. Do wyłączenia bramki szumów służy przełącznik S1.
Wyłączenie bramki szumów przy szybkiej kompresji jest absolutnie konieczne. Niewyłączenie bramki szumów i jednoczesna szybka kompresja generuje nieakceptowalne zniekształcenia i nie ma wtedy zupełnie sensu stosowanie takiego kompresora. Lepszy byłby wówczas zwykły ogranicznik.
Jak ktoś chce, to może zrobić jakiś chytry wyłącznik z kilkoma stykami, który nie pozwoli użyć szybkiej kompresji i bramki szumów jednocześnie. Mój układ tego kompresora był doświadczalny i wszystkie opcje miałem osobno.

Kolejny element regulacyjny to potencjometr P2. Ustawia się nim głębokość kompresji. Należy zauważyć, że głębokość kompresji można też ustawiać potencjometrem P1 regulując poziom wysterowania z mikrofonu. Oba potencjometry działają podobnie, ale różnica polega na tym, że ich proporcje ustawienia wpływają na stosunek sygnału do szumu. Przy maksymalnym ustawieniu kompresji za pomocą P2 uzyskujemy regulację kompresji przy pomocy P1, ale zmniejszając wysterowanie pogarszamy stosunek sygnału do szumu. P1 daje możliwość zapobiegania przesterowania kompresora na wejściu, gdy mikrofon ma przedwzmacniacz. Jest to ważne bo układ SSM2165 toleruje maksymalną amplitudę do 1V. W przypadku przekroczenia tej amplitudy regulacja P2 już nic nie pomoże i powstaną zniekształcenia pomimo minimalnej kompresji ustawione przy pomocy P2.

Potencjometr P3 służy do ustawienia poziomu wyjściowego dla modulatora tak, aby nawet przy maksymalnym wysterowaniu z mikrofonu nie przesterować modulatora. Tu jest pewien niuans. Jeśli ktoś chce zastosować ten kompresor do niskoomowego modulatora, np. diodowego to regulacja wysokoomowym potencjometrem będzie kiepsko działać, nie można też obciążać wyjścia kompresora niskoomowo. W związku z tym, aby kompresor był bardziej uniwersalny można dodać na jego wyjściu za P3 jeszcze wtórnik napięciowy najlepiej na pojedynczym wzmacniaczu operacyjnym np. TL 071, lub w przypadku zasilania baterią TL 061.
Jeśli kompresor będzie integralną częścią TRXa korzystnie jest też dać tranzystor blokujący modulację podczas pracy RX. Tranzystor blokujący najlepiej włączyć między rezystor a P3. Rezystor wtedy powinien mieć około 10k.

Tak rozbudowana płytka kompresora będzie najbardziej uniwersalna i będzie mogła mieć zastosowanie do każdego TRXa i każdego rodzaju mikrofonu.

P.S.
Jakby ktoś zamawiał układy SSM2165 nie wiem skąd to chętnie się podłączę do wspólnego zamówienia.
Reflektuję też na płytki wykonane w/g powyższych wskazówek. Proszę o info jak ktoś będzie zamawiał.

Jestem ciekaw czy wartość dokładna  kondensatora 47nF jest w tym rozwiązaniu istotna? Jeśli tak, to z jaką tolerancją?