speech processor

EEN EENVOUDIGE SPEECH
PROCESSOR
Een systeem gebaseerd op DSB begrenzing met één 455 kHz
filter.
INLEIDING
Deze speech processor is ontstaan omdat de DSB begrenzer in mijn
oorspronkelijke artikel (zie verder) bij sommige buitenlandse nabouwers
problemen gaf. Waarschijnlijk door het gebruik van een ander type
TBA120. Bovendien zijn zij steeds moeilijker te verkrijgen. Verder vind ik
het microfoonversterker systeem van mijn Ten Tec Corsair II met zijn
omschakelbare AF clipper als geheel niet goed klinken. Reden om aan een
andere speech processer te denken.
HET OORSPRONKELIJKE ARTIKEL
SPRAAKBEGRENZER
Het zal wel bekend zijn dat het gemiddelde spraakniveau verhoogd kan
worden door compressie of door begrenzen (clippen) van een LF of HF
signaal. Met HF clippen kan men het gemiddelde vermogen van een zender
zodanig vermeerderen dat het lijkt alsof er een 6 dB HF versterker
ingeschakeld wordt. Beide systemen zijn eigenlijk niet lineaire bewerkingen
waarbij vervorming ontstaat door het opwekken van veelvouden van de
aangeboden frequenties. Bij LF vallen de veelvouden in het spraakgebied
en met HF valt het erbuiten door het opschonen met één of meer smalle
kristal of keramische filters.
Bewerking van een HF signaal is het effectiefste. Daarom ziet men vaak
een systeem (fig») waarbij het middenfrequent signaal (IF) geclipt wordt
en dan is een extra filter toegevoegd. Begrenzen van een dubbel zijband
(DSB) signaal werkt net zo goed en kost geen tweede filter. Er ontstaat
meer vervorming dat echter door het al aanwezige filter onderdrukt wordt.
Als men het clipniveau niet tot het uiterste instelt, is er in de praktijk geen
verschil tussen beide systemen te horen.
Mijn idee was dat als het begrensde DSB signaal zonder HF filter weer naar
LF getransformeerd wordt, een eenvoudig LF filter ervoor kan zorgen dat
de geconverteerde nevenproducten van het DSB signaal voldoende
onderdrukt worden. De uitgang wordt op de microfooningang van een
transceiver aangesloten. Door verdere bewerking in de set zal vervorming
nauwelijks te onderscheiden zijn van een HF clipper met al zijn dure filters.
Een bijkomende eigenschap van een begrenzer vind ik eigenlijk nog het
grootste voordeel, namelijk dat met een juiste instelling een eindtrap van
een zender nooit overstuurd kan worden en een schoon signaal behouden
blijft.
PROBEERSELS
Experimentele schakelingen met onder andere NE612A, CA3028A and TBA120A.
Jaren
geleden
heeft
een
dergelijke
schakeling
van
mij al in Electron
gestaan.
Momenteel wordt
er weer met dat
idee
gespeeld.
Omdat hier nog
niet met een NE612A gestoeid werd, leek het oppakken van dat oude
ontwerp een goed begin om ervaring op te doen. Na het testen van diverse
probeersels van NE612 in combinatie met TBA120A en, of, CA3028A
ontstond het volgende eenvoudige ontwerp met zo min mogelijk
componenten. Dit schema leek aantrekkelijk om er verder mee te
experimenteren.
SIMPEL EN EFFECTIEF
Deze eenvoudige processor heeft geen dure keramische of kristalfilters.
In een NE612A mixer wordt HF opgewekt door het mengen van signalen
uit microfoon en interne oscillator. Er ontstaat een HF dubbel zijband
signaal dat via pin 4 gevoerd wordt naar twee emitter gekoppelde
transistors in een TBA120. Zij zorgen voor het begrenzen en een interne
mixer mengt weer omlaag naar LF. De van buiten toegankelijke
halfgeleiders zitten jammer genoeg niet in het mixersysteem van een
NE612A, anders kon het ontwerp beperkt worden tot één type IC. Het
kristal van 6.4 MHz is niet kritisch, er waren hier genoeg in voorraad. Elke
andere frequentie van 3 - 10.7 MHz is bruikbaar omdat de interne oscillator
gemakkelijk op gang komt en er geen filters zijn. Bij het inbouwen in een
set kan de oscillator vervallen als van een aanwezige klokoscillator het
(verzwakte) signaal op pin 6 geïnjecteerd wordt.
De
mate
van
begrenzing
wordt
bepaald door de
sterkte
van
het
microfoonsignaal.
De begrenzer van
Uit de zender met
Tweetoon signaal op pin 8 van TBA120.
ahhh…
in
de
Links: lineair, rechts: symmetrisch
een TBA120A was
microfoon.
begrensd.
eigenlijk teveel van
het goede en daarom wordt het gebruikt als buffer voor het signaal van de
kristaloscillator. De versterking werd verder getemperd door
respectievelijk: diverse pinnen niet te ontkoppelen, montage van een kleine
koppelcondensator (10 - 22 pF) en pin 12 via 2.2 k met pin 13 en 14 te
verbinden. In eerste instantie werd het dubbel zijband signaal in tegenfase
aangeboden aan pin 7 en 9, maar dan was het begrenzen minder
symmetrisch en de mixerversterking onnodig groter.
Hoewel een TBA120A uit de productie genomen is, blijkt dat zij nog steeds
nieuw (oude voorraad) te koop aangeboden worden.
EXTRA TERUGREGELING
Meermaals vroeg ik mij af hoe een speech processor zo werken als
begrenzen en comprimeren gecombineerd werden. Er zijn wel ontwerpen
waarbij dat gebeurt, maar dan wordt eerst op LF gecomprimeerd en
daarna op HF geclipt. Een omgekeerde volgorde ben ik nog niet
tegengekomen, maar met een TBA120 is dat mogelijk als pin 5 geregeld
wordt. Hoewel het goed werkte, werd dat idee los gelaten omdat de
instelling daarvan nogal kritisch was en bij het nabouwen een probleem
kan worden.
EXTERNE PROCESSOR
Voor transceivers zonder
speech processor kan men
een externe eenheid (fig»)
bouwen zodat moeilijke en
dure modificaties in het
apparaat niet nodig zijn. De
transistor T (b.v. BC547) met
een vaste weerstand in de
collector werd ontworpen
voor een Heil HC5 microfoon
element. Er hoefde bij mij
niets geregeld te worden
want in combinatie met mijn stem ontstaat voldoende en niet te veel
begrenzing. In het schema werd een potmeter ingetekend om toch een
regelmogelijkheid te bieden. Eventueel kan men naar eigen smaak een
andere regelbare microfoon versterker toepassen.
Frequenties hoger dan 3000 Hz worden onderdrukt door een interne
weerstand en de twee condensatoren die pin 8 van de TBA120A
ontkoppelen. De smoorspoel houdt resten van het HF signaal tegen.
Het totale stroomverbruik bij 8 Volt is kleiner dan 20 mA, TBA120 en
NE612 samen 17 mA en met voorversterker erbij 18.5 mA. Als het ontwerp
compact gebouwd wordt, past het zelfs in veel bestaande microfoon
behuizingen.
GEDACHTENKRONKELS
De charme van dit ontwerp is zijn eenvoud en als zodanig werkt het goed
en zal het onder andere in mijn ATLAS 210x transceiver gebouwd worden.
U kunt zelf de schakeling verder uitbreiden of naar smaak perfectioneren.
Hier volgen enige ideeën die u op weg kunnen helpen.
Eventueel een afgestemde kring.
Een eenvoudig LF filter aan de uitgang.
(1)
(2)
(1) Een eenvoudig filter met een opamp of transistor kan als toevoeging
ervoor zorgen dat het spraakspectrum nog beter geselecteerd wordt.
(2) Een NE612A heeft ook een balans ingang op pin 1 en 2. Een schakeling
om dat te benutten ziet u in de tweede figuur gecombineerd met hetzelfde
filter dat achter de TBA120A staat.
(3) Voor andere toepassingen kan men bij een NE612A de stabiliteit van de
oscillator verbeteren met een Darlington systeem. Een extra transistor
gekoppeld aan de interne oscillator schakeling vermindert de invloed op
het kristal of VFO omdat grotere capaciteiten in het circuit mogelijk zijn.
Bovendien werkt het als buffer om het signaal eventueel elders te
injecteren.
Dit is niet uitgebreid getest.
Ook kan men andere (modernere) IC's voor dit ontwerp gebruiken of een
ouder type zoals CA3028A inzetten of dit IC vervangen door discrete
componenten. Tegenwoordig krijg ik vrijwel geen informatie meer over
nieuwe IC's, maar wellicht zijn er inmiddels typen die dit ontwerp nog
eenvoudiger kunnen maken.
(3)