Схемы компрессоров для микрофона (8 видео)

Три схемы компрессоров аудиосигнала на полевых транзисторах

Звуковые FET компрессоры — лимитеры для трансиверов, музыкальных
инструментов, певцов-вокалистов и прочих, нуждающихся в компрессии.

— Что мешает плохому танцору?
— Да ладно вам, девчонки! . Тут же всё и ёжику понятно.
— Причём тут ёжик, и что ему должно быть понятно?
— Нет смысла вдаваться в подробности. Ясно с ним, короче, всё — с танцором этим. А вот, что мешает плохому певцу тире вокалисту?
— .
— А плохому певцу-вокалисту ничего не мешает. Поёт себе и поёт. Он сам всем окружающим мешает!
Хотя можно попытаться и подкорректировать ситуацию с подобным малосимпатичным, вялым и неубедительным вокалом.
Спрашиваете, как? Отвечу — различными электронными прибамбасами, в частности, компрессором.

Компрессор (Compressor) — это электронное устройство, выполняющее сжатие динамического диапазона звукового сигнала, а по сути — уменьшающее разницу между тихими и громкими звуками, приводя их приблизительно к одному уровню в оптимальном для каждого конкретного случая коридоре.

Понятно, что при таком раскладе от дурных привычек, таких как: чавкать в микрофон, причмокивать, громко дышать между словами и т.д., придётся решительно отказаться. Всё это без разбора будет усилено компрессором и зазвучит в едином лирическом миноре с основной линией акапеллы.

Гитарный компрессор ничем не отличается от вокального и занимает достаточно почётное место в недрах многочисленного разнообразия гитарных примочек.

Нелишним окажется компрессор и в радиосвязи. Сжатие динамического диапазона речи для SSB, AM и FM передатчиков позволяет достичь большей разборчивости голосового сигнала среди шумов и помех в месте приёма, а также более полно использовать энергетические возможности усилителя мощности передающего устройства.

Приведём основные параметры, характеризующие свойства компрессора.

• Пороговый уровень срабатывания (Threshold) — определяет уровень входного сигнала, выше которого компрессор начинает ослаблять сигнал.
• Степень сжатия (Ratio, Slope) — определяет интенсивность ослабления (степень сжатия) сигнала. Показывает, насколько сильно будет скомпрессирован сигнал, который перешёл границу порога срабатывания компрессора.
• Время атаки (Attack) — это время, которое проходит между превышением входным сигналом порогового значения и моментом достижения заданного уровня компрессии. Символизирует скорость реакции компрессора на поступающий сигнал.
• Время спада, восстановления (Release) — это время, которое проходит между тем, как уровень входного сигнала упал ниже порогового уровня срабатывания, и моментом, когда компрессор перестаёт ослаблять сигнал.

Итак, каким должен быть хороший универсальный компрессор?

1. Обладать малым КНИ (THD), чтобы не вносить собственных нелинейных гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
2. Обеспечивать минимальное время срабатывания (Attack), чтобы гарантированно отрабатывать быстрые ноты и избегать при этом щелчков (особенно при высоких уровнях степени компрессии).
3. Позволять производить регулировку всех основных параметров с целью достижения оптимальной для конкретной задачи динамических характеристик устройства.

А ещё, как водится в нашем радиолюбительском деле, немаловажным критерием отбора окажется и радующая глаз простота реализации компрессора, и непринуждённость его настройки.

Об «оптике» в роли универсального компрессора забываем сразу! Несмотря на его популярность в музыкантской среде и устойчивое мнение о том, что оптический компрессор придаёт «теплоту» электрогитаре и мягкий, натуральный оттенок вокальной партии — устройства эти являются довольно медлительными и непроворными. Связано это с инерционностью светочувствительного резистора, которая составляет десятки, а то и сотни миллисекунд. Результат — неспособность поймать и отработать переходные пиковые значения.

VCA-компрессоры значительно быстрее оптических. Они представляют собой управляемый напряжением усилитель и строятся, как правило, на биполярных транзисторах, с тщательно подобранными сходными характеристиками. Эта требовательность к подбору комплектующих, а также сложность настройки является минусом данных типов устройств. Именно поэтому в дешёвых и не сильно качественных VCA-компрессорах наблюдается эффект подглушки высоких частот при повышении уровня компрессии.

Практически не имеют недостатков звуковые компрессоры с регулировкой уровня звукового сигнала при помощи широтно-импульсной модуляции (Pulse Width Modulator Сompressor). В данных типах устройств наряду с быстротой атаки удаётся избежать перегрузок при высоких мощностях звукового сигнала, независимо от уровня компрессии. Несмотря на то, что подобные устройства недёшевы и используются в основном в профессиональной деятельности, с появлением недорогих и массовых микросхем шим-контроллеров представляется возможным произвести на свет данный продукт без особых сложностей и затрат.
В рамках данной статьи ШИМ-компрессоры мы рассматривать не будем, но сделаем это обязательно в одной из последующих передовиц.

Про разные ламповые, цифровые, ВЧ и фазовые компрессоры забываем также легко, как и про оптические и оставляем в сухом остатке FET-компрессоры, в которых в качестве управляющего элемента используется полевой транзистор.
Атака у данных типов устройств куда более быстрая, чем у оптических компрессоров и даже быстрее многих VCA приборов, что даёт возможность использовать их не только в качестве компрессоров со значительным временем спада, но в качестве лимитеров, в которых практически отсутствует понятие атаки (как правило: Attack=0.1-2мсек), а время спада (восстановления) составляет 20-60мсек.
Грубо говоря, работа лимитера подобна действию диодного ограничителя, с той лишь разницей, что он не должен вносить гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.

Читайте также: Компрессор egu 130 hlr характеристики

Интересно, что при помощи подобных электронных устройств, становится возможным не отправлять шепелявого горе-вокалиста к дантисту или логопеду, а почистить вокал от шипящих и свистящих подручными средствами.
Для этого достаточно произвести предварительную частотную коррекцию входного сигнала — поднять высокие частоты (свыше 4-5кГц), прибрать низы и середину, а далее направить это всё это хозяйство на лимитер.
Как только появится шипяще-свистящий выхлоп, детектор воспримет его громче, чем он есть на самом деле, и компрессор стремительно снизит усиление сигнала. При минимальном времени атаки и времени восстановления 50-60 мсек, компрессор должен мгновенно погасить шипящие звуки, при этом оставив незатронутым основной голос. Несомненно, что порог срабатывания в этом случае должен быть установлен чуть выше среднего уровня громкости вокальной партии.

Итак, тезисы, как отдельная форма научного письменного труда, выдвинуты, а чтобы у посетителя, открывшего эту страницу, не возникало ощущение лироэпического жанра, сдобрю-ка я её схемой электрической принципиальной звукового FET-компрессора.

Приведённая схема компрессора с управляющим элементом на полевом транзисторе — самая универсальная, а соответственно и самая сложная из трёх схем, с которыми я хочу Вас познакомить. Как она работает, какими характеристиками обладает и как её можно упростить — подробно рассмотрим на следующей странице.

Содержание

Микрофонный усилитель-компрессор для УКВ ЧМ-передатчика
Тема: IC SSM2166 и другое железо обработки сигнала по микрофону
IC SSM2166 и другое железо обработки сигнала по микрофону
Схемы компрессоров для микрофона
Ниже показана распиновка под разные трансиверы
🔍 Видео

Видео:Правильный ли компрессор вы используете?Скачать

Микрофонный усилитель-компрессор для УКВ ЧМ-передатчика

При конструировании радиопередатчиков с ЧМ-модуляцией многие радиолюбители используют простейшие НЧ, сигнал с которых поступает непосредственно на варикап, установленный в контуре задающего генератора передатчика. Таким образом, на варикап воздействует не только частотная, но и амплитудная составляющая НЧ-сигнала. Высокочастотный сигнал такого передатчика обогащается ненужными гармониками, которые не только уменьшают КПД в режиме передачи, но и при слабых уровнях делают такой сигнал менее разборчивым при приеме.

При использовании микрофонного усилителя с компрессией (рис. 1) сжимается динамический диапазон низкочастотного сигнала, и на выход передатчика при той же выходной мощности передается больше полезной информации, несущей в себе частотную составляющую исходного колебания.

Схема, приведенная на рисунке, неоднократно описывалась в радиолюбительской литературе и при повторении показала очень хорошие результаты. Сигнал с микрофона поступает на вход операционного усилителя DA1. При однополярном питании ОУ на входе необходимо создать искусственное смещение, которое задается цепочкой R1, R2, R3. В цепи обратной связи ОУ включена комбинированная цепь связи по постоянному току. При слабом и нормальном сигнале коэффициент усиления ОУ определяется, в основном, величиной сопротивления резистора R4. При увеличении входного сигнала до определенного порога открываются диоды VD1, VD2 и подключают резистор R5, который изменяет коэффициент усиления ОУ. Таким образом, происходит коррекция амплитуды входного сигнала. Частотно-зависимая цепь на элементах R6. R8 и С4. С6 формирует частотную характеристику усилителя, выделяя частоты от 400 до 2400 Гц.

В схеме можно применить любые ОУ с малым уровнем собственных шумов. Резисторы типа МЛТ 0,125, конденсаторы КМ, К50-35 или любые другие. Питание усилителя от любого источника с минимальным уровнем пульсаций. Настройка заключается в установке чувствительности усилителя подбором резистора R4.

Автор статьи — С. Новиков. Статья опубликована в PЛ, №5,2001 г.

Видео:ЧТО ТАКОЕ КОМПРЕССОР И КАК ЕГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ? Подробный гайдСкачать

Тема: IC SSM2166 и другое железо обработки сигнала по микрофону

Опции темы

Поиск по теме

Видео:НЧ компрессор с малым К гармоник. МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ КОМПРЕССОР. Microphone amplifier COMPRESSOR.Скачать

IC SSM2166 и другое железо обработки сигнала по микрофону

Цель данной темы — объединить усилия всех желающих по созданию качественного микрофонного усилителя-компрессора на микросхеме SSM2166.
Тема микрофонного усилителя знакома многим.
Можно иметь хороший трансивер, но плохо работающий микрофонный тракт и как результат — некачественный сигнал в эфире.
Если лет 20-30 назад приходилось делать компрессоры и ограничители на транзисторах и даже на лампах, то сегодня, применяя всего одну многофункциональную микросхему можно собрать достаточно качественный микрофонный тракт трансивера.

Речь идет о микросхеме компании Analog Devices – SSM2166.
Все больше и больше радиолюбителей, с кем мне приходится работать в эфире, уже применяют или хотели бы иметь МУ на этой микросхеме.

Читайте также: Шкив для компрессора зил 130 своими руками

Немного истории:
В декабре 2003 г. на СКР появился упрощенный вариант включения микросхемы SSM2166, предложенный ES4MF (А. Семичев), Эстония.
http://www.cqham.ru/comp4.htm
При всей простоте этой конструкции, получился достаточно качественный микрофонный усилитель трансивера.

Более полное включение SSM2166 предложил Marv Gonsior, W6FR в своей статье
“MikeMaster — A Microphone Preamplifier with Noise Gating and Compression”, QST, 1998, N3.
W6FR оттолкнулся от полного включения этой микросхемы компанией Analog Devices, выложенной в Интернете, уменьшив лишь номиналы пару конденсаторов в сигнальных цепях с 10 мк до 4,7 мк и уменьшив уровень компрессии, что больше подходит для такой области, как радиосвязь.

Мне приходилось повторять конструкцию W6FR MikeMaster
http://www.cqham.ru/mike_master.htm (см. Рис.7), который я использовал несколько лет, пока не стал применять цифровую обработку сигнала по микрофону.

Тема SSM2166 широко освещена в сборнике Радио-Дизайн под редакцией Бориса Родина, RW3AY.
В частности, RW3AY написал очень большую статью
«Сжатие против ограничения», (РД №18, Стр. 20…40 . ), в которой не только подробно освещается данная тема, но и даны четкие установки как настраивать компрессор на SSM2166, однотипный со схемами W6FR и компании Analog Devices.
Другая статья RW3AY: «Рекомендации по работе с микрофонным компрессором SSM2166», (РД №20, Стр. 41…55 . ).
Комментарии излишни. Само название и объем статей говорят за себя.
Cпасибо Борис!
Тем, кто собирается изготавливать компрессор на SSM2166 рекомендую изучить эти статьи.

Сейчас, я решил снова вернуться к теме SSM2166.
Собрал новые и старые идеи и доработки, некоторые из которых пришли сами в ходе практических экспериментов, другие в результате большого обмена опыта с другими людьми.
Дело в том, что SSM2166 это микросхема широкого применения, которая используется не только радиолюбителями, но и в профессиональной аппаратуре.
Мир, в части выполнения устройств на SSM2166 ушел далеко вперед.
Микросхема SSM2166 в настоящее время выпускается только в планарном корпусе.

Если есть желающие модернизировать свой микрофонный усилитель или построить новый, то я, в рамках обмена информацией на форуме готов выложить эти модернизации.
Имею конкретные схемы, печатные платы, фотографии.
Для начала прилагаю некоторые файлы на источники информации, которые я здесь упоминал.
С наилучшими пожеланиями,
EW1MM, Игорь.

Видео:Дискретный компрессор WARM AUDIO WA76Скачать

Схемы компрессоров для микрофона

Микрофонный усилитель эквалайзер компрессор для трансивера

без корпуса v.1 (версия 1)

Сразу хочу заметить, что данное устройство существует в трёх версиях:

Первое ориентировано больше на радиолюбителей желающих подержать в руке паяльник. Если это самодельный трансивер плата устройства устанавливается внутри, один раз настроил и спрятал. Также подойдёт для владельцев импортных трансиверов, которые хотят сделать её в красивом корпусе, вывести все ручки для регулировки, в общем подобрать дизайн на свой вкус (либо спрятать её внутри трансивера, если позволяет место).

Второй вариант — аналогичен первому с той лишь разницей что плата не устанавливается внутри трансивера, а предназначена для установки пользователем в корпус.

Третий вариант — больше ориентирован на радиолюбителей, которые в свое время уже достаточно наигрались паяльником и хотят просто получать от жизни удовольствие. Взял коробочку, подключил одним «шнурком» к своему любимому другу и крути себе ручки не думая какой провод куда припаять. В этом случае думать придётся мне, ибо трансиверов большое количество и распиновка микрофонного разъёма далеко не одинаковая. Но решение принято, отступать поздно. Единственный нюанс, изделие в корпусе, появится чуть позже чем готовая плата (что было раньше, яйцо или курица?), нужно больше времени на отработку схемы и проверку с разными «Буржуа TRX «. Хочу подчеркнуть, шнурок в устройстве будет один (и конечно разъём под тангенту), не будет даже лишних проводов для блока питания (и всё это ещё и будет работать))). Какой из вариантов выбрать — решать Вам.

Вся информация об устройстве » в корпусе с внешними ручками регулировки» будет размещена на странице там ⇒ НАЖАТЬ СЮДА

Устройство в виде готовой, настроенной платы показано на рисунке ниже.

Плата двухсторонняя, имеет размеры 40х50мм (высота 15мм). Все регулировочные элементы (подстроечные резисторы) находятся с одной стороны платы. Питание от +8 до +15В. Потребляемый ток около 15мА. Прикидка на глаз, говорит, что в роли источника питания можно использовать батарейку типа «крона» и хватит её при непрерывной работе на 30 часов (но кто будет применять эту «крону», если в любом трансивере есть источник 12-14В). На входе по питанию стоит стабилизатор, его второстепенная роль стабилизировать напряжение, а главная — фильтрация (кстати, не все это знают, никакой RC фильтр не даст такой фильтрации как стабилизатор)! Схема устройства представлена ниже:

Читайте также: Может ли не включаться компрессор кондиционера из за датчика температуры

Рекомендации по настройке устройства. Установить уровень усиления микрофона на минимум (R10 до упора по часовой стрелке) , резисторы эквалайзера и компрессора в среднем положении. Постепенно добавляя усиление микрофона резистором R10, контролируем загорание светодиода VD1 (при этом микрофон нужно держать в рабочем положении). Настроить нужно так, что бы светодиод не горел всё время, а загорался при более громких звуках. Когда светодиод загорается, это говорит о том, что превышен порог срабатывания компрессора, другими словами, сигнал начинает сжиматься.

Как настраивать эквалайзер — дело сугубо личное и рекомендовать здесь что либо занятие неблагодарное. По этому просто напишу как делал я. Цель ставилась следующая — приблизить АЧХ своего сигнала максимально близко к АЧХ розового шума ( — 3дб на октаву, например, если у Вас на частоте 300гц уровень «0дб», то на частоте 600гц уровень будет «-3дб», смотри рисунки ниже). Подстроечные резисторы были выставлены следующим образом:

R12-«80-100%»; R13-«0-20%» ; R14-«0%»; R15 -«0%»; R16-«100%» (0% означает до упора по часовой стрелке, то есть минимум) . Так было оптимально для моего голоса, трансивера и тангенты. Скорее всего у Вас получатся совсем другие значения, крутите, настраивайте не бойтесь экспериментировать. Если в Вашем сигнале получается сильно много нижних частот, рекомендуется на выходе устройства установить конденсатор 0,47мкФ (если всё равно много — 0,22мкФ и т.д.). Если же наоборот — низов маловато, нужно посмотреть свою основную плату, скорей всего там установлен конденсатор с малой емкостью — увеличьте её. Так же мало/много низов будет если не правильно настроен опорный генератор смесителя.

Обязательно! После настроек эквалайзера еще раз настроить уровни компрессии и усиления микрофона, по методике указанной вначале рекомендаций!

Ниже представлен рисунок с позиционным изображением элементов и габаритными размерами платы:

Ниже показана распиновка под разные трансиверы

Ниже приведена запись моего сигнала на самодельном бюджетном TRX (трансивер STEP с одним преобразованием и ПЧ 8,8Мгц). Вначале файла — стандартный сигнал без обработки, которым я отработал около 2-х лет на этом аппарате, применяется тангента. Ближе к середине файла запись с того же трансивера, с той же тангентой, но уже с применением платы «Компрессор+эквалайзер» и в конце файла запись с того же трансивера, но вместо тангенты применяется электретный микрофон. Рекомендуется слушать на хорошую акустику, дабы в полноте оценить преимущества (или недостатки)). На записи не видно одного из главнейших преимуществ — без компрессора, при громких звуках, перегружается смеситель — как результат полоса трансивера здорово разъезжается, с компрессором этого почти не происходит (зависит от степени компрессии и уровня сигнала на входе микрофона).

Ниже показаны рисунки 3-х АЧХ сигналов запись которых приведена выше ( На каждый сигнал наложена АЧХ розового шума.

Сигнал без обработки с тангентой (первый сигнал на записи 0-1.18с )

Сигнал с обработкой с тангентой (второй сигнал на записи 1.18-2.22с)

Сигнал с обработкой с электретным микрофоном (третий сигнал на записи 2.22-5.22с)

Сравним графики. Голубым цветом показана АЧХ розового шума (напомню, я старался настроить эквалайзер так, что бы АЧХ моего сигнала, повторяла АЧХ розового шума). Фиолетовым цветом показана АЧХ моего сигнала. На первом графике видно, что ниже частоты 300гц начинается завал и на частоте 100гц он достигает около -20дб. Естественно нижних частот при таком раскладе слышно не будет. Приблизительно подобную АЧХ имеет ряд импортных трансиверов с фильтром 2.4-2.7кгц со штатной тангентой (то есть начиная с 300-250гц идёт завал в сторону нижних частот). В моем случае такой завал был вызван малой переходной емкостью с выхода микроф. усилителя на смеситель, около 0.22мкф. Если я увеличивал эту емкость то подъём частот 100гц был не значительный, за то частоты в районе 200-300гц увеличивались в разы и сигнал начинал просто бубнеть. Применив эквалайзер стало возможным поднять частоты 100гц, завалив при этом 200-300гц, результат показан на 2-м и 3-м графиках. Максимально приближённая АЧХ сигнала к АЧХ розового шума получилась на 3-м графике, на нём так же видно легкий подъём частот 2-2.5кгц, который добавит сигналу яркости.

Позже будет добавлена запись сигнала ICOM-746