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Dynamik-Kompressor

Dynamik-Kompressor.



Schon vor Jahrzehnten hat man festgestellt, dass ein schwaches Empfangssignal besser verständlich ist, wenn der mittlere Modulationsgrad angehoben wird. Praktisch kann man diese Anhebung des mittleren Modulationsgrades auf verschiedenen Wegen erreichen. Die beste aber auch aufwändigste Lösung ist die HF-Kompression. Das einfachste Verfahren ist eine starke Begrenzung der Modulation. Dabei werden aber viele Oberwellen im NF-Bereich erzeugt, welche die Sprache so sehr verfälschen, dass sie schlechter verständlich wird, so dass auch bei schwachen Signalen  kaum ein Gewinn zu erkennen ist.
Ich stelle hier eine Möglichkeit vor, die bei geringem Aufwand eine gute Kompression erreicht und in der Qualität nahezu der HF-Kompression gleichkommt und zusätzlich noch als automatischer Regelverstärker verwendet werden kann.
Auf dem Foto ist links etwas unbekanntes zu sehen. Es ist mein elektronischer Sensor-PTT-Schalter. Er ist fest mit dem Kompressor verbunden, daher habe ich Ihn einfach mit aufs Bild gebracht. Für Neugierige: Die untere Hälfte der Sensorfläche arbeitet beim Berühren wie ein normaler PTT-Schalter. Wenn die obere Fläche angetippt wird, schaltet der TX ein und erst durch erneutes Berühren wird der TX wieder ausgeschaltet.






Nun aber wieder zum eigentlichen Kompressor:
Eine komprimierte Modulation bring den größten Nutzen bei SSB-DX-Signalen, aber auch generell bei sehr schwachen und verrauschten Signalen. Bei starken Signalen ist es umgekehrt, dann hört sich so eine Modulation gequetscht und unnatürlich an und ist sogar schlechter verständlich, als ohne Kompression. Ideal ist also eine Regelmöglichkeit, um den Kompressionsgrad anzupassen. 

Das hier vorgestellte Prinzip beruht eigentlich auf einer Amplitudenregelung. Durch die Einstellmöglichkeit der Regelzeitkonstanten kann man zwischen langsam und extrem schnell wählen. Bei der schnellen Regelung wird praktisch jeder Buchstabe auf ein annähernd gleiches Niveau angehoben. Die langsamste Einstellung reagiert so, dass nicht zwischen jedem Wort das Atmen zu hören ist. Die langsame Regelung ist besonders bei FM-Relaisbetrieb von Nutzen. Jeder kennt die Ansagen: "gehe näher ans Mike, Du bist zu leise", bzw. "gehe weiter vom Mike weg Du bist zu laut".   Diese Unterschiede kann der Kompressor bei langsamer Einstellung perfekt automatisch ausregeln, ohne die Sprachqualität zu verschlechtern.

Nun zur Technik:
Bei meinem eigenen Gerät habe ich drei Eingänge vorgesehen, die ich über Schieberegler entsprechend einstellen kann. Im hier veröffentlichten Schaltbild habe ich nur 2 Eingänge gezeichnet. Einer für hochohmige Mikrofone bzw. Tonquellen, und ein Eingang für niederohmige Mikrofone. Nach Bedarf kann jeder, wie er möchte noch mehrere Vorverstärker hinzufügen, oder auch nur einen einzigen verwenden.






Die Drosseln am Eingang verhindern HF-Einstrahlung. Die Betriebsspannung für die Vorverstärker muss total brummfrei sein, daher das R-C-Glied 600 Ohm / 470 µF und beim hochohmigen Verstärker die 10 kOhm mit 100 µF. Der 100kOhm-Widerstand am Ausgang der Vorverstärker dient nur dazu, dass der 1µF-Elko mit einer Gleichspannung vorgespannt wird. Diese Spannung sollte auch absolut brummfrei sein, sie kann entfallen, wenn statt des Elkos ein bipolarer Kondensator benutzt wird (ist aber viel größer). Die Spannungen +- 6-10 Volt für den Operationsverstärker sind nicht so kritisch, denn ein leichter Brumm wird vom OP ignoriert.  Noch ein paar Worte zu dem 50µF-Elko (mit Ausrufezeichen markiert) am invertierenden Eingang des ÖP. Ein Elko möchte mit einer, zu seiner Polarität passenden Gleichspannung vorgespannt werden, um richtig arbeiten zu können. Bei diesem Elko ist dies nicht der Fall. Bei mir arbeitet der Elko aber trotzdem einwandfrei. Ein bipolarer Elko wäre aber sicherer.
Der Regelverstärker:
Eingangsspannungen zwischen 10 bis 500mVss  werden im OP auf 1,2 Vss  verstärkt und konstant gehalten. Die Regelung dazu wird am invertierenden Eingang mit einem Fet ausgeführt. Dazu wird die verstärkte NF am Ausgang des OP's gleichgerichtet und diese negative Gleichspannung im ersten PNP-Transistor verstärkt. Der 2. Transistor ist nur ein Emitterfolger, um den 4,7 µF-Kondensator aufzuladen. Dieser Elko bildet zusammen mit den beiden Potis 10kOhm und 1Mohm das Zeitglied. Die so gewonnene Regelspannung wird aufgeteilt und geht einmal über einen weiteren PNP-Transistor zu einem Drehspulinstrument, bzw. über eine Siliziumdiode zum Gate des Fet's.  Der Innenwiderstand des Fet's wird bei negativer Spannung am Gate hochohmiger. Dadurch wird der OP mehr gegengekoppelt, bzw. seine Verstärkung sinkt.
Zum Gleichrichten der Regelspannung würde eine Diode genügen. Die anderen zwei in der Regelstrecke dienen dazu, dass die Regelung erst bei 1,2 Volt Ausgangsspannung beginnt und ab hier die Spannung nahezu konstant gehalten wird. Das eigentliche NF-Ausgangssignal geht über 10µF und 120 Ohm auf einen 10kOhm Trimmpoti und von da weiter zum Poti oder Schieberegler. Am Trimmpoti stellt man die, zum TX-Eingang passende Maximal-Spannung ein, dann kann man mit dem Schieberegler zwischen dieser Spannung und Null nach Bedarf regeln.
Am Zeitglied ist auch eine Serienschaltung  10 kOhm mit 1 MOhm zu erkennen. Der 10 kOhm-Trimmer ist etwas aufwändig einzustellen. Und zwar dient er dazu, die kürzeste Regelzeit vorzuwählen. Würde dies nicht gemacht, und der 1 Mohm-Poti wird auf Masse gedreht, würde die Regelung ausfallen und der OP würde auf max. Verstärkung gehen.
Zur Einstellung des Trimmers ist ein Oszilloskop dringend anzuraten. Zuerst gleicht man aber die Anzeige am Instrument ab:  Man legt dazu ein Tonsignal von ca. 1-2 kHz und 500mVss über ca. 5µF an den Eingang "A". nun stellt man mit dem 50kOhm-Trimmer das Instrument auf max. Ausschlag.
Zum Abgleich der Regelung dreht man zuerst den 1 Mohm-Poti an den Masse-Anschlag. Dann gibt man an den Eingang  "A"  ein 50 Hz-Sinus-Signal mit ca. 100mVss und beobachtet die Kurve am Oszilloskop. Nun stellt man den 10 kOhm-Trimmer so ein, dass die Sinuskurve möglichst wenig verzerrt wird und die Amplitude am Ausgang nur wenig (ca. 20%) ansteigt. Damit ist der Kompressor optimal abgeglichen.
Im Betrieb kann man nun den 1Mohm-Poti entweder auf den Masseanschlag drehen, dann ist max. Kompression, oder man dreht an den anderen Anschlag, dann ist die Regelung so langsam, dass die Modulation voll naturgetreu verstärkt wird.
Am Drehspulinstrument kann man die Regelung beobachten. Der Zeiger sollte beim Sprechen immer ca. in der Mitte "zappeln".

Viel Erfolg beim Nachbau.

Vy 73 de Edi DC2NJ


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Das Schaltbild ist HIER in hoher Auflösung als PDF-File zu finden.
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Aktualisierung 15.06.2008 von DC2NJ
This page was created on 15.06.2008 by DC2NJ
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