При работе в эфире внешний акустический фон помещения (шум вентилятора, гудение силового трансформатора в блоке питания и г. д.), попадая в микрофон, усиливается вместе с речевым сигналом оператора и ухудшает его различимость у корреспондента. Особенно это заметно при проведении ближних связей. Для его подавления используют так называемые идентификаторы шума, которые, анализируя шумовую обстановку в помещении, способны отличить речевой сигнал от фонового шума, имеющего относительно постоянный уровень.
Идентификаторы шума находят все большее распространение и применяются, например, в телефонии для подавления внешних акустических шумов и электрических шумов линии.
Рис.1.
Упрощенная функциональная схема, поясняющая принцип работы подавителя акустического шума с использованием идентификатора фонового шума, приведена на рис 1. Сигнал с микрофона усиливается и подается на управляемый аттенюатор и детектор уровня.
С детектора уровня сигнал поступает на идентификатор фонового шума, который уменьшает уровень затухания управляемого аттенюатора при наличии речевого сигнала и увеличивает его при поступлении только фонового шума. С выхода управляемого аттенюатора речевой сигнал подается на выходной усилитель.
Именно такая структура акустического шумоподавителя реализована в многофункциональной линейной микросхеме Motorola MC34118 (отечественный аналог 1436ХА2 ), предназначенной для применения в высококачественных громкоговорящих телефонных аппаратах (speakerphone). Описание этой микросхемы можно найти в справочном листке [1].
Рис.2.
В предлагаемой ниже конструкции используется только передающий канал микросхемы, содержащий микрофонный усилитель, детектор уровня сигналов, идентификатор фонового шума, узел управления аттенюаторами, передающий аттенюатор и один из выходов парафазного усилителя.
Кроме этого, в устройстве можно применить каскады фильтров коррекции АЧХ усилителя, также имеющиеся в составе микросхемы.
Электрическая принципиальная схема подавителя акустического фона в трансивере приведена на рис. 2.
Рассмотрим работу устройства. Сигнал с микрофона через конденсатор С5 и резистор R4 поступает на вход микрофонного усилителя микросхемы ОА1 (вывод 11), коэффициент усиления которого устанавливают подбором резистора R1.
С выхода микрофонного усилителя (вывод 10) через конденсатор СЗ и резистор R8 усиленный сигнал подается на вход детектора уровня (вывод 17), а через конденсатор С6 этот же сигнал поступает на вход управляемого аттенюатора (вывод 9).
Детектор уровня содержит операционный усилитель, имеющий большой динамический коэффициент усиления, и цепь, имеющую небольшое время зарядки и значительное время разрядки. Выход детектора уровня по внутренним связям микросхемы подключен к идентификатору фонового шума, который, в свою очередь, через блок управления аттенюаторами регулирует затухание передающего аттенюатора в зависимости от вида поступающего спектра сигнала.
Рис.3.
При речевом сигнале коэффициент передачи аттенюатора составляет +6 дБ, при фоновом - 20 дБ. При поступлении на вход идентификатора сигнала, образованного только акустическим шумом и не имеющего резких изменений амплитуды, на цепи R11C14 накапливается постоянное напряжение со значительным временем нарастания и небольшим временем спада.
Конденсатор С12 детектора уровня задает время нарастания входного сигнала, а цепь R11C14 определяет время отклика идентификатора на изменение уровня фонового шума (по схеме оно составляет 4,7 с).
“Шумовое” напряжение, приложенное к не инвертирующему входу компаратора идентификатора, более положительно по отношению к инвертирующему входу, на который подано образцовое пороговое напряжение для обеспечения срабатывания компаратора, когда уровень речевого сигнала превысит уровень фонового шума на 3.. .4 дБ.
При появлении речевого сигнала, вследствие резких изменений его амплитуды, напряжение на не инвертируем входе будет нарастать быстрее, что и вызовет появление напряжения на выходе идентификатора, уменьшающего затухание аттенюатора.
С выхода аттенюатора (вывод 8 DA1) речевой сигнал через резистор R5 и разделительный конденсатор С1 поступает на выходной усилитель (вывод 7), а с него через конденсатор С4 и делитель R2R6 — на выход устройства.
Рис.4.
Переключатель SA1 служит для выключения идентификатора замыканием вывода 16 микросхемы на корпус. Светодиод VD 1 служит индикатором включения шумоподавителя.
Устройство питают напряжением +5В, которое имеется на микрофонном разъеме у многих зарубежных трансиверов, или от внешней батареи. Потребляемый ток схемы не превышает 10 мА.
Монтаж производят на печатной плате из двусторонне фольгированного текстолита. Ее топология приведена на рис. 3 и 4. Конденсаторы и резисторы можно применять любые.
Электролитический конденсатор С12 должен иметь, возможно малый ток утечки, идеальное использование конденсаторов типа К53-4 или К52-1. Плата устанавливается в металлический (метализированный) корпус размерами 55x80x25 мм. Общий провод платы должен соединяться с корпусом, рядом с микрофонным разъемом.
При выходной мощности трансивера более 100 Вт в цепи питания +5В дополнительно необходимо установить фильтр из проходного или опорного конденсатора емкостью 1000—4700 пф и дросселя 100 мкГн.
