1.5.2. Компрессоры и экспандеры.
Устранение искажений речевого сигнала.
Проходя через цепь преобразований в высокочастотных трактах радиотелефона, речевой сигнал претерпевает изменения, ухудшающие его разборчивость (искажения). Эти искажения обусловлены широким динамическим диапазоном и большой величиной пиковых значений речевого сигнала. Для компенсации таких влияний в речевой сигнал на стадии обработки вводят так называемые предыскажения.
АЧХ нормального речевого сигнала имеет спад на верхнем участке полосы частот. Подъем АЧХ на этом участке перед подачей речевого сигнала на вход модулятора обеспечивает увеличение соотношения сигнал/шум. Это происходит, т.к. при подъеме верхнего участка АЧХ до модулятора в спектре речевого сигнала помехи отсутствуют, а при приеме присутствуют, и оказывают наиболее сильное влияние именно на верхнем участке спектра сигнала. После демодулятора осуществляют завал верхнего участка АЧХ речевого сигнала до нормального уровня и, тем самым, увеличивают соотношение сигнал/шум принятого сигнала.
Дополнительно, речевой сигнал, как в базовом, так и в носимом блоке подвергается специальной обработке. Динамический диапазон (ДД) речевых сигналов, принятых из ТЛ в ББ, и полученных от микрофона в НБ, сжимается перед модуляцией передатчика и расширяется после приема. Устройство, осуществляющее сжатие ДД, называется компрессором, а расширение — экспандером.
Назначение компрессора и экспандера.
Компрессор и экспандер являются авторегуляторами коэффициента усиления. Основное различие этих авторегуляторов видно на структурной схеме (рис. 1.25): в компрессоре (рис. 1.25.а) применяется : -5ратная регулировка, а в экспандере (рис. 1.25.6) — прямая. Это означает, что сигнал на регулятор компрессора подается с выхода основного усилителя ЗЧ (так же, как и в автоматическом регуляторе уровня записи АРУЗ) магнитофона). В экспандере один и тот же сигнал подается как на вход основного канала усиления, так и в канал регулирования.
Сжатие динамического диапазона.
Сжатие ДД — это снижение максимальных уровней сильных сигналов, приводящих к перегрузкам усилительного и передающего трактов, и одновременное повышение уровня слабых сигналов, которые могут быть заглушены шумами и помехами. Таким образом, компрессор уменьшает разность уровней громких и тихих звуков (слогов), улучшая разборчивость речи.
Инерционность компрессора в РТ должна быть малой (tсp = 0,5...I мс), а время восстановления значительно большим (tвос = 50..,IOO мс). Такое время восстановления соответствует длительности слогов, а сам авторегулятор носит название “слогового компрессора”. При этом нелинейные искажения сигнала невелики в широких пределах изменения входных напряжений.
 
Рис. 1.25. Структурные схемы а) компрессора б) экспандера
Расширение динамического диапазона.
Обратное преобразование сигнала — расширение ДД — требует регулятора с амплитудной характеристикой, противоположной характеристике компрессора. В экспандере уровень громких сигналов повышается, а тихих — понижается. Для улучшения разборчивости речи в экспандере может применяться частотная коррекция.
Схемотехника авторегуляторов хорошо известна. Сигнал с входа или выхода основного канала усиления подается на усилитель или буферный каскад канала регулятора (см. рис. 1.24). Далее, через разделительный конденсатор сигнал поступает на диодный выпрямитель (часто — с удвоением напряжения). Выпрямленное напряжение заряжает конденсатор, определяющий инерционность регулятора. Это напряжение управляет регулируемым сопротивлением, включенным в одно из плеч метрического делителя или в цепь ООС операционного усилителя.
Регулируемые элементы.
В качестве регулируемых сопротивлений могут использоваться несколько видов приборов: биполярные и полевые транзисторы, диоды, фоторезисторы. Чаще всего в регуляторах встречаются транзисторы, благодаря легкости управления и широким пределам изменения проводимости (рис. 1.24.а, б, в). Воздействуя на базу или затвор транзистора малым напряжением управления, можно изменять сопротивление между коллектором и эмиттером или стоком и истоком. В таком режиме транзисторы работают без постоянного напряжения на коллекторе или истоке.
Если регулируемый элемент включен в нижнее плечо делителя (рис. 1.24.а), то увеличение управляющего напряжения на базе или затворе транзистора приводит к уменьшению входного сигнала УЗЧ. На рис. 1.24. в полевой транзистор включен в верхнее плечо делителя, а на его затвор подается запирающее отрицательное напряжение. В этом случае при возрастании сигнала на выходе УЗЧ увеличивается сопротивление канала ПТ и, как следствие, напряжение ЗЧ на входе операционного усилителя А1 падает.
Специализированные микросхемы компрессоров и экспандеров.
Развитие интегральной схемотехники привело к появлению специализированных МС компрессоров и экспандеров. Обычно они совмещаются в одной МС, называемой компандером (компрессор-экспандер), Каждая масть схемы содержит ограничитель напряжения, ОУ с изменяемым коэффициентом усиления, двухполупериодный выпрямитель, цепи питания и смешения (рис.1.26).
Наиболее простая структурная схема у компандера МС33110 (рис. 1.26.а). Он выпускается в корпусах DIP-14 и SO-14, содержит все элементы компрессора и экспандера, рассмотренные выше (см. рис. 1.25), а также вспомогательные цени питания: стабилизатор напряжения, источники Ucм и Uгeт.
 
Рис. 1.26. Микросхемы компандеров а) структурная схема и цоколевка МС33110 в) цоколевка LA8632/33
 
б) структурная схема и цоколевка LA8630 г) цоколевка AN6165
Микросхема хорошо работает при низком напряжении питания (2,1—7,0В).
Более сложная структура у микросхем LA8630 (SO-16), LA8632/33 (SO-24), показанных на рис. 1.26.6, в. В них имеются ключевые элементы для коммутации речевых сигналов (SW) и дополнительные усилители 34 для организации низкочастотных фильтров с внешними RC-цепями (LA8632/33, AN6165).
Компандеры фирмы Matsushita AN6I65 (рис. 1.26.г) используется в РТ Panasonic КХ-Т3855Н и других моделях. В радиотелефоне Sosy SPP-320 применяется компандер Toko TK10651, имеющий 20 выводов.
Комбинированные микросхемы радиоприемников AN6147/85, рассмотренные в 1.3.4, включают в себя компандеры, что позволяет сократить число корпусов на печатной плате радиотелефона.
| 
