Схема 1
Предлагаю схему подключения компьютерной гарнитуры к трансиверу FT-840. Все дискретные элементы (R) размещены в корпусе разъема гарнитуры, напаиваются непосредственно на выводы стандартного разъема для трансиверов FT (родной микрофонный разъем гарнитуры можно отрезать), а блочная часть микрофонного разъема, установленная в трансивере, доработана следующим образом: Освобождаем вывод 2 разъема (в трансивере он соединен с массой) для этого аккуратно подрезаем скальпелем печатный проводник и подаем на него напряжение 9 вольт, которое снимаются с вывода 2 разъема JP7201 (движок резистора VR7201-1 VR-B-UNIT).
Рис. 1 Схема подключения (вариант 1)
Резисторы R1 и R2 подбираются таким образом, что бы на выводе плюс электретного микрофона было напряжение примерно 1–1,5 в. Желательно, указанные резисторы выдержать одинаковыми по величине. Что бы трансивер мог после переделки работать и со штатным микрофоном, необходимо в разъеме штатного микрофона (мыльницы) проводник, идущей к контакту 2 перепаять на контакт 5 или 7. (масса) Указанный способ переделки подходит и для других аналогичных трансиверов, например FT-990.
По отзывам корреспондентов в эфире, сигнал с подавляющем большинством опробованных мной современных компьютерных гарнитур получал высокие оценки. В процессе эксплуатации, из стандартного разъема трансивера, мной был сконструирован переходник для микрофонного входа, после чего отпала необходимость отрезать стандартный разъем при смене гарнитуры. Для телефонного разъема переходник можно приобрести в радиомагазине.
Схема 2
Рис. 2 Схема подключения (вариант 2)
Часто при работе в эфире необходимо, чтобы руки были свободными. Например, использование компьютера. К тому же, при долгой работе в эфире рука устает держать стандартный микрофон-"мыльницу". Поэтому предлагаю такую схему подключения гарнитуры, которая используется для компьютерных мультимедиа и продается в компьютерных салонах. Все дискретные элементы (R, C) размещены в корпусе разъема гарнитуры (старый разъем отрезан), а блочная часть микрофонного разъема доработана. Освободив вывод 2 (подрезав скальпелем печатный проводник) и подав на нее 9 вольт, которые снимаются с вывода 2 разъема JP7201 (движок резистора VR7201-1 VR-B-UNIT).
В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Документ написан для людей, способных читать простейшие электрические схемы.
- Введение
- Введение в электретные микрофоны
- Основные схемы питания электретных микрофонов
- Звуковые карты и электретные микрофоны
- Plug-in power
- Фантомное питание в профессиональной аудиотехнике
- T-Powering
- Другая полезная информация
1. Введение
Микрофонам большинства видов для работы требуется электропитание, как правило это конденсаторное микрофоны, а так же микрофоны сходные с ними по принципу действия. Электропитание необходимо для работы внутреннего предусилителя и поляризации мембран микрофонного капсюля. В случае, если встроенного источника питания (батареи, аккумулятора) в микрофоне нет, напряжение к микрофону подается по тем же проводам что и сигнал от микрофона к предусилителю.
Бывают случаи, когда микрофон принимают за сломанный только потому, что не знают о необходимости подать на него фантомное питание или вставить батарейку.
2. Введение в электретные микрофоны
Электретные микрофоны обладают наилучшим соотношением цена/качество. Эти микрофоны могут быть очень чувствительными, достаточно прочными, предельно компактными, а так же обладать малым энергопотреблением. Электретные микрофоны находят широчайшее применение, в силу компактных размеров их часто встраивают в готовые изделия, сохраняя при этом высокие рабочие характеристики. Согласно некоторым оценкам, электретный микрофон используется в 90% случаев, что, учитывая вышеизложенное, более чем оправданно. Большинство петличных микрофонов, микрофонов используемых в любительских видеокамерах и микрофонов применяемых совместно с компьютерными звуковыми картами, являются электретными микрофонами.
Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Конденсаторные микрофоны преобразуют механические колебания в изменение емкости конденсатора, получаемого при подаче напряжения на мембраны микрофонного капсюля. Изменение емкости, в свою очередь, ведет к изменению напряжения на обкладках пропорционально звуковым волнам. В то время как капсюль конденсаторного микрофона нуждается во внешнем (фантомном) питании, мембрана капсюля электретного микрофона имеет свой заряд в несколько вольт. Питание ему необходимо для встроенного буферного предусилителя , а не для поляризации мембран.
Типичный электретный микрофонный капсюль (Рис.01) имеет два пина (бывает три) для подключения к источнику тока 1-9 вольт и, как правило, потребляет менее 0,5мА. Эта мощность расходуется на питание миниатюрного буферного предусилителя, встроенного в микрофонный капсюль, и служащего для согласования высокого сопротивления микрофона и подключенного кабеля. Следует помнить, что кабель обладает собственной емкостью, и на частотах более 1кГц его сопротивление может достигать несколько 10-ков кОм.
Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Это, как правило, 1-10кОм. Нижний предел определяется шумом усилителя по напряжению, в то время как верхний - шумом усилителя по току. В большинстве случаев напряжение 1,5-5В подается на микрофон через резистор в несколько кОм.
В связи с тем, что электретный микрофон имеет в своем составе буферный предусилитель, который добавляет к полезному сигналу собственный шум, он и определяет отношение сигнал/шум (обычно в районе 94дБ), что эквивалентно акустическому отношению сигнал/шум 20-30дБ.
Электретные микрофоны нуждаются в напряжении смещения для встроенного буферного предусилителя. Это напряжение должно быть стабилизировано, не содержать пульсаций, так как в противном случае они поступят на выход в составе полезного сигнала.
3. Основные схемы питания электретных микрофонов
3.1 Принципиальная схема
На рисунке Рис.02 представлена основная схема питания электретного микрофона, на нее следует ссылаться при рассмотрении подключения любого электретного микрофона. Выходное сопротивление определяется резисторами R1 и R2. Практически выходное сопротивление можно принять R2.
3.2 Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)
Эта схема (Рис.04) может быть использована совместно с бытовыми магнитофонами и звуковыми картами, изначально предназначенными для работы с динамическими микрофонами. Когда вы соберете эту схему внутри корпуса микрофона (или в небольшом внешнем боксе), ваш электретный микрофон найдет универсальное применение.При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона значительно выше уровня, получаемого при использовании динамического микрофона, так что необходимо контролировать усиление на входе звуковой карты (усилителя/микшерного пульта/магнитофона и т.д.). Если этого не сделать, высокий уровень входного сигнала может привести к перемодуляции. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. В противном случае он может сработать как фильтр нижних частот (несколько метров не окажет сильного влияния).
3.3 Простейшая схема питания электретного микрофона
В большинстве случаев допустимо использовать одну/две батарейки 1,5В (в зависимости от используемого микрофона) для питания микрофона. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05).Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. Это случается, но далеко не всегда. Обычно предусилитель работает только как усилитель переменного тока, и постоянная компонента не оказывает на него никакого влияния.
Если вы не знаете правильную полярность батарейки, попробуйте включить ее в двух направлениях. В подавляющем большинстве случаев неправильная полярность при низком напряжении не вызывает никаких повреждений микрофонного капсюля.
4. Звуковые карты и электретные микрофоны
В данном разделе рассматриваются варианты подачи питания на микрофоны от звуковых карт.
4.1 Вариант Sound Blaster
Звуковые карты Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) от Creative Labs используют 3,5мм stereo jack-и для подключения электретных микрофонов. Распиновка jack-а представлена на Рисунке 06.Creative Labs на своем сайте приводит характеристики. которыми должен обладать микрофон, подключаемый к звуковым картам Sound Blaster:
- Тип входа: небалансный (несимметричный), низкоомный
- Чувствительность: около -20дБВ (100 мВ)
- Входное сопротивление: 600-1500 Ом
- Разъем: 3,5 мм stereo jack
- Распиновка: Рисунок 07
 |
| Рис.07 - Распиновка разъема с сайта Creative Labs |
 |
| Рис.08 - Микрофонный вход звуковой карты Sound Blaster |
4.2 Другие варианты подключения микрофона к звуковой карте
Звуковые карты других моделей/производителей могут использовать метод рассмотренный выше, а могут иметь собственный вариант. Звуковые карты, которые используют 3,5мм разъем mono jack для подключения микрофонов, как правило имеют перемычку, позволяющую в случае необходимости подать питание на микрофон, либо его отключить. Если перемычка находится в положении при котором осуществляется подача напряжения к микрофону (обычно +5В через резистор 2-10кОм), то это напряжение подается по тому же проводу что и сигнал от микрофона к звуковой карте (Рис.09).
Входы звуковой карты в этом случае имеют чувствительность около 10мВ.
Это подключение также используется в компьютерах Compaq, выпускаемых со звуковой картой Compaq Business Audio (микрофон Sound Blaster хорошо работает с Compaq Deskpro XE560). Напряжение смещения, измеренное на выходе Compaq, 2,43В. Ток короткого замыкания 0,34мА. Это говорит о том, что напряжение смещения подается через резистор около 7кОм. Кольцо 3,5мм jack-а не используется, и ни к чему не присоединяется. Руководство пользователя Compaq говорит, что этот микрофонный вход используется только для подключения электретного микрофона с фантомным питанием, например микрофона поставляемого самим Compaq. Если верить Compac, этот метод подачи питания называется фантомным питанием, однако не следует путать этот термин с тем, что используется в профессиональной аудио технике. Согласно заявленным техническим характеристикам входное сопротивление микрофона 1кОм, а максимально допустимый уровень входного сигнала 0,013В.
4.3 Подача напряжения смещения к трех- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты
Эта схема (Рис.10) подходит для подключения трех- проводного капсюля электретного микрофона к звуковой карте Sound Blaster, которая поддерживает подачу напряжения смещения (НС) к электретному микрофону.
4.4 Подача напряжения смещения к двух- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты
Эта схема (Рис.11) подходит для сопряжения двух- проводного электретного капсюля со звуковой картой (Sound Blaster), которая поддерживает подачу напряжения смещения. |
| Рис.12 - Простейшая схема, работающая с SB16 |
4.5 Питание электретных микрофонов с 3,5 мм mono jack-ом от SB16
Приведенная ниже схема питания (Рис.13) может применяться с микрофонами, напряжение смещение которым подается по тому же проводу, по которому передается аудио сигнал.4.6 Подключение микрофона телефонной трубки к звуковой карте
Согласно некоторым новостным статьям на портале comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, этаже схема может использоваться для подключения к звуковой карте Sound Blaster электретного капсюля телефонной трубки. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Если это так, то необходимо отсоединить трубку, открыть ее и найти плюс микрофонного капсюля. После этого капсюль подключается как показано на рисунке выше (Рис.13). Если вы хотите использовать разъем RJ11 телефонной трубки, то микрофон подключен к проводам внешней пары. Различные трубки имеют разные уровни сигнала на выходе, и уровня некоторых может быть недостаточно для использования со звуковой картой Sound Blaster.Если вы хотите использовать динамик трубки, то подключите его к Tip и вставьте в звуковую карту. Перед этим убедитесь что он имеет сопротивление более 8Ом, в противном случае усилитель на выходе звуковой карты может сгореть.
4.7 Питание мультимедийного микрофона от внешнего источника
Основная идея питания мультимедийного (ММ) микрофона приведена ниже (Рис.14).
Общая схема питания компьютерного микрофона, предназначенная для работы с Sound Blaster и другими подобными звуковыми картами приведена на рисунке ниже (Рис.15):
 |
| Рис.15 - Общая схема питания компьютерного микрофона |
Примечание 2: обычно напряжение питания микрофонов, подключаемых к звуковой карте составляет около 5 вольт, подаваемых через резистор 2,2кОм. Микрофонные капсюли обычно не восприимчивы к к постоянному току от 3 до 9 вольт, и будут работать (хотя уровень подаваемого напряжения может повлиять на выходное напряжение микрофона).
4.8 Подключение мультимедийного микрофона к обычному микрофонному входу
Напряжение +5В может быть получено из большего с помощью стабилизатора напряжения, такого как 7805. В качестве альтернативы можно использовать последовательное включение трех батареек 1,5В, а можно использовать и одну на 4,5В. Включать ее следует как показано на рисунке выше (Рис.16).
4.9 Plug-in power
Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал. В характеристиках устройств, которые обеспечивают питание капсюлей через микрофонный вход, этот вход называется "Plug-in power".
Для устройств, которые используют подключение Plug-in power для электретных микрофонов, схема приведена ниже (Рис.17):
Технология подключения микрофонов Plug-in power с точки зрения схемотехники записывающего устройства (Рис.18):
 |
| Рис.18 - Схемотехника разъема Plug-in power |
Примечания
Буферный предусилитель электретного микрофона - это также просто предусилитель, преобразователь напряжения, повторитель, полевой транзистор, согласователь сопротивления.
Давно витала в голове. Собравшись с силами, приступил к поиску схем усилителей. Большинство схем, просмотренных мною, что не нравилось. Хотелось собрать проще, лучше и меньше (для ноутбука, ибо встроенный делали, видимо, только для галочки – качество плохое). И вот после недолгого поиска, была найдена и протестирована схема усилителя микрофонного сигнала с фантомным питанием. Фантомное питание (это когда питание и передача информации осуществляется по одному проводу) – огромный плюс этой схемы, ведь оно избавляет нас от сторонних источников питания и проблем связанных с ними. Например: если мы будем питать усилитель от простой батарейки, то она рано или поздно сядет, что приведет к неработоспобности схемы в данный момент; если будем питать от аккумулятора, то его придется рано или поздно заряжать, что тоже приведет к некоторым трудностям и ненужным движениям; если будем питать от БП, то здесь есть два минуса, которые, по моему мнению, отбрасывают вариант его использования – это провода (для питания нашего УМ) и помехи. От помех можно избавится многими способами (поставить стабилизатор, всяческие фильтры и т.д.), то от проводов избавиться не так уж и просто (можно, правда, сделать передачу энергии на расстоянии, но зачем городить целый комплекс устройств, для питания какого-то микрофонного усилителя?) к тому же это снижает практичность устройства. Перейдем к схеме:
Вариант схемы усилителя для динамического микрофона
Схема отличается своей супер-простотой и мега-повторяемостью, в схеме два резистора (R1, 2), два конденсатора (C2, 3), штекер 3,5 (J1), один электретный микрофон и транзистор. Конденсатор С3 работает в качестве фильтра микрофона. Емкостью С2 на пренебрегать, то есть не надо ставить ни больше, ни меньше от номинала, указанного в схеме, иначе это повлечет за собой кучу помех. Транзистор Т1 ставим отечественный кт3102
. Для уменьшения размеров устройства, использовал SMD транзистор с маркировкой «1Ks». Если ты вообще незнаешь как паять – вперед на форум.
При замене Т1 особых изменений в качестве не последовало. Все остальные детали тоже в SMD корпусах, в том числе и конденсатор С3. Вся плата получилась довольно-таки маленькая, правда можно сделать ее еще меньше, используя технологию изготовления печатных плат ЛУТ. Но обошелся и простым полумиллиметровым перманентным маркером. Вытравил плату в хлорном железе за 5 минут. Получилась вот такая плата усилителя микрофона, которая крепится к штекеру 3,5.
Все это неплохо помещается внутрь кожуха от штекера. Если тоже будете так делать, то советую делать плату как можно меньше, так как у меня она деформировала кожух и поменяла его форму. Плату желательно промыть растворителем или ацетоном. В итоге получилось такое полезное устройство, с хорошей чувствительностью:
Прежде чем подключать микрофон к компьютеру, проверь все контакты и есть ли на входе микрофона питание +5v (а оно должно быть), во избежание комментариев типа: «Я собрал точно как в схеме а оно не работает!». Это можно сделать так: подключаешь новый штекер к разъему микрофона и меряешь напряжение вольтметром между массой (большим отводом) и двумя короткими отводами для пайки. Постарайся на всякий случай не закоротить между собой выводы штекера, когда будешь измерять напряжение. Что тогда будет, не знаю и проверять не хочу. У меня микрофонный усилитель работает уже 3 месяца, качеством и чувствительностью полностью доволен. Собирайте и отписывайтесь на форуме о своих результатах, вопросах, и, может быть даже о доработках корпуса, схемы и методах их изготовления. С вами был BFG5000 , удачи!
Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ ЭЛЕКТРЕТНОГО МИКРОФОНА
Подключение динамического микрофона к компьютеру.
Микрофонный вход звуковых карт предназначен для подключения электретных(разновидность конденсаторных) микрофонов . Конденсаторный микрофон имеет встроенный усилитель и поэтому на выходе достаточно сильный сигнал.
Рис.1 Схема конденсаторного микрофона.
В большинстве случаев электретные микрофоны имеют худшие характеристики чем динамические. Имеет смысл при необходимости качественной звукозаписи использовать более качественный (в сравнении с тем что устанавливается, например, в гарнитурах) динамический микрофон , который мог остаться со времен СССР, например от магнитофона, или микрофон шел от комплекта DVD с караоке. На фото нескольких примеров динамических микрофонов.
Рис.2 Динамический микрофон от DVD плеера с караоке.
Рис.3 Динамический микрофон Октава МД-47. Год выпуска 1972. Замечательный звук.
Рис.4 Динамический микрофон. Капсюль ДЭМШ-1А.
Рис.5 Стильная ретро гарнитура с динамическим микрофоном.
Подключив к микрофонному входу звуковой карты динамический микрофон , не возможно получить нормальный уровень сигнала, по крайней мере, если не кричать в этот микрофон. Необходимо усиление.
В отличие от динамических микрофонов, все конденсаторные микрофоны требуют питания усилителя. Для работы встроенного в конденсаторный микрофон усилителя на средний контакт подается питание примерно 3 вольта - Vbias(на рис.8 - +V ). Схема усилителя для динамического микрофона аналогична встроенному усилителю конденсаторного микрофона.
Рис.7 Схема усилителя для динамического микрофона.
Рис.8 Штекер микрофона.
Номиналы деталей варьируются очень широко.
Транзистор V1 n-p-n типа. Например С945, КТ315Б, КТ3102. Резистор R1 в пределах 47..100кОм, желательно поставить подстроечный, и вывести транзистор в оптимальный режим, а затем измерить сопротивление построечного резистора и поставить постоянный близкого номинала. Хотя работать схема будет сразу с любым транзистором и резистором с номиналом в этих пределах. Конденсаторы С1,С2 от 10 мкф и до 100 мкф, оптимально 47 мкф на 10 В. Резистор R2 1..4,7кОм
Схему желательно разместить в самом корпусе микрофона, как можно ближе к капсюлю, чтобы избежать усиления шумов, которые могут проникнуть в кабель. Если же микрофон должен использоваться по прежнему назначению или нужна возможность подключать разные динамические микрофоны, то схему можно смонтировать в отдельном экранированном корпусе с гнездом для подключения микрофонов и кабелем для подключения к звуковой карте.
Построение основных каскадов приёмо-передающего тракта трансивера KENWOOD TS-990S.
DSP – обработчик сигнала второго приёмника построен на микросхеме DSP фирмы Analog Devices ADSP-21369 .
Вот что пишет* производить про чип ADSP-21363:
«Третье поколение процессоров SHARC ®, включает в себя следующие чипы: ADSP-21261, ADSP-21262, ADSP-21266, ADSP-21363, ADSP-21364, ADSP-21365 и ADSP-21366. Они имеют повышенную производительность и ориентированы для аудио приложений и программно-ориентированных приложений. Конфигураций памяти процессора, способна поддерживать алгоритмы обработки объемного звука. Все устройства являются совместимыми друг с другом и полностью имеют совместимый код со всеми предыдущими процессорами SHARC - архитектуры. Семейство процессоров SHARC основано на ядре типа "одна команда много данных", которое поддерживает как 32-разрядные инструкции с фиксированной запятой, так и 32/40-битную арифметику с плавающей запятой, что делает этот процессор особенно хорошо подходящим для высокопроизводительных аудио приложений.
Чип ADSP-21363 имеет высокую производительность – тактовая частота процессора 333 МГц имеет производительность 2 GFLOPs, присущую всем SHARC процессорам семейства третьего поколения. Такой уровень производительности делает ADSP-21363 особенно хорошо подходящим для решения всё возрастающих потребностей и многих приложений общего назначения для обработки сигнала.
Процессоры третьего поколения с SHARC архитектурой предназначены для интегрированных приложений периферийных устройств, и могут использоваться для упрощения проектирования аппаратного обеспечения, минимизировать риски при проектировании устройств и в конечном итоге сократить время выпуска устройств на рынок»
*(Вольный перевод)
И вот что пишется* про чип ADSP-21369:
«Третье поколение процессоров SHARC ® имеют повышенную производительность и новую конфигурации памяти. Они предназначены для периферийных устройств и аудио-ориентированных приложений.Чип ADSP-21369 имеет увеличенную производительность и тактовые частоты до 400 МГц. Для упрощения разработки алгоритмов и интеграции чип имеет очень гибкий интерфейса внешней памяти с высокой пропускной способностью.Чип ADSP-21369 совместим с семейством процессоров SHARC, основанном на ядре типа "одна команда много данных", которое поддерживает как 32-разрядные инструкции с фиксированной запятой, так и 32/40-битную арифметику с плавающей запятой, что делает этот процессор особенно хорошо подходящим для высокопроизводительных аудио приложений.
Чип ADSP-21369 имеет увеличенное количество памяти до 2 МБ SRAM и 6 МБ ПЗУ.Чип имеет следующие периферийные устройства: полностью цифровой S/PDIF-передатчик/приемник, 8-канальный асинхронный преобразователь частоты дискретизации, 8 высокоскоростных последовательных порта, 4 генератора точного времени, а также несколько последовательных интерфейсов, в совокупности позволяющих обеспечить максимальную пропускную способность системы и минимизировать затраты на разработку приложений»
*(Вольный перевод)
Что мы видим из приведённого выше текста? Если начать мерять производительность по частоте, получается, что в Sub-приёмнике стоит более мощный чип, чем в тракте основного приёмного тракта. Нелогично как то, правда? Или логично? Узнаем ниже…
Зато, глаз зацепился за цену. При максимальной стоимости чипа ADSP-21369 38 долларов, разница с чипом ADSP-21363 составляет целых 10 долларов. Что можно предположить? Что всё же, чип DSP с максимальной производительностью поставили в тракт, где заранее характеристики всего тракта второго приёмника чуть-чуть, но хуже, чем у главного приёмного тракта. Тем самым вроде как перестраховались. А дальше – всё качество определяется алгоритмами обработки сигналов. Тем более, что оба DSP-чипа работают не на максимально заявленных частота, а немного меньших и работают в тандеме с главным процессором управления.
Отрисовкой панорамы спектра диапазонов, а так же «водопада», занимается такой же чип DSP, что и чип обработчика основного приёмного тракта – ADSP-21363. Он же занимается декодированием RTTY и PSK сигналов.
Взглянув на схему построения DSP блока, см. рисунок 36, становится понятно, почему в трансивере применены DSP-чипы разной мощности. DSP-чип главного приёмного тракта занимается только обработкой поступившего сигнала. В это же время, DSP-чип второго приёмного тракта несёт на себе помимо функций обработки сигнала Sub-приёмника, ещё и функции интерфейса со всеми внешними и внутренними устройствами. Таким образом, оба чипа DSP работают в паре.
Рисунок 36. Общая схема блока DSP
Общая цепочка АРУ выполняется совместно аналогово-цифровым методом и выполнена всё на тех же DSP-чипах. См рисунок 34.
Рисунок 37. Структурная схема блока АРУ и взаимодействие его с DSP.
Вторым, и на этот раз объективным параметром качества работы всего цифрового DSP-блока, является частота оцифровки сигнала и разрядность микросхем АЦП, применяемых в цифровом блоке. Разрядность АЦП будет определять динамический диапазон сигналов, которые сможет обработать DSP-блок. В последние 10-15 лет, практически во всех трансиверах всех фирм в основном применяются 24-битные АЦП. В трансивере KENWOOD TS-990S оцифровывается последняя промежуточная частота 24кГц.
Для сравнения, это не самая высокая цифра последней ПЧ. У трансивера ICOM IC-7800 и IC-7700 она составляет 36кГц. И в этом месте обычно возникают споры между фанатами ICOM-а и противниками KENWOOD-а. В народе считается, что чем выше цифра последней ПЧ – тем лучше.
В этом месте мы сразу бы задали обоим сторонам вопрос: «А чем же, собственно, лучше?» Думается, объективно, вопрос может остаться без ответа, т.е. риторическим, по причине того, что людей программирующих DSP-чипы на программном уровне среди радиолюбительской братии по пальцам можно пересчитать и те, себя не особо афишируют, ибо заняты.
Но, нам удалось найти настоящих специалистов со светлыми головами, которые пишут программы под DSP-чипы и проконсультироваться с ними по этому, весьма щекотливому вопросу. Для того, что бы окончательно, раз и навсегда расставить все точки над i, приводим в этой статье пояснения программистов DSP по вопросу, какая ПЧ всё же лучше - высокая или низкая.
«По сути, в приложении к радиолюбительской связи и трансиверу в частности, нет абсолютно ни какой разницы, какую промежуточную частоту применил производитель. Полоса, которую обрабатывает DSP-модуль, составляет максимум 5кГц. В случае обработки звука, речь не идёт об отрисовки панорамы или «водопада», где полоса оцифровки играла бы решающую роль, а потому, нет ни какой разницы, используется ПЧ=24кгц или 36кГц.
На что может влиять, а точнее, что влечёт за собою увеличение частоты оцифровки ПЧ в плане написания программы DSP? В первую очередь увеличение частоты оцифровки ПЧ влияет на сложность построения алгоритма работы программы DSP. В случае применения DSP-чипа как фильтра нижних частот, обычно используемых в связной аппаратуре – увеличение частоты оцифровки ПЧ влечёт увеличение порядка применяемого программного фильтра.
Так, приблизительно, на частоте 24кГц порядок фильтра будет 500-ым, в то время как на ПЧ=36кГц для достижения тех же параметров фильтра, потребуется увеличение порядка фильтра в 1.5-2 раза. Это, в свою очередь, требует увеличение мощности процессора и привлечения бОльших вычислительных ресурсов. Если, применяемый в трансивере DSP-чип обладает соответствующими ресурсами для больших вычислений, то опять приходим к выводу, что разницы ни какой нет.
Частота ядра на которой работает DSP-чип в настоящее время, так же является слабым показателем производительности. Для сравнения, производительность чипов DSP фирмы А* практически в 5-10 раз меньше чем производительность фирмы Б* при тех же скоростях частоты вычислительного ядра.
Тут вопрос скорее экономический, при проектировании модуля DSP, экономисты фирмы производителя просчитывают, что заложить в проект ТОП-трансивера будет рентабельнее, мощный DSP-процессор фирмы А ценою 50 долларов, а в трансивер среднего класса менее мощный DSP-процессор фирмы Б, но ценою 20 долларов. Программисты же фирмы напишут эффективную программу, как на первый, так и на второй процессор.»
*(Умышленно не названы имена фирм, т. К. В контексте статьи это не имеет значение)
Что мы можем вынести для себя из этого пояснения? Что все споры на тему лучше или хуже высокая последняя ПЧ у трансиверов ICOM или низкая ПЧ у трансиверов KENWOOD являются пустыми. И что объективно, чем выше класс трансивера, будь то трансивер компании ICOM или KENWOOD – у более дорогих трансиверов DSP-тракт обработки сигнала АПРИОРИ будет более совершенным, чем в более дешевых моделях.
Потому, перейдём к следующему блоку – блоку АЦП и ЦАП.
В модуле АЦП последней ПЧ применяются микросхемы AK5385 . На сегодняшний день – это одна из самых популярных микросхем у производителей звуковой аппаратуры. С её параметрами вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке, нажав на название микросхемы мышкой. Если кратко, то это микросхема АЦП имеет максимальную полосу оцифровки сигнала 192кГц, с разрядностью 24 бита. Динамический диапазон и соотношение сигнал\шум составляют 114дБ.
Оцифровкой сигнала с микрофона осуществляется отдельной микросхемой кодеком - WM8782 .
Обратное преобразование сигнала из цифры в звук и формирование сигнал передачи осуществляется с помощью не менее известных микросхем-кодеков ЦАП – AK4387ET и AK4396VF .
На рисунке 38 и 39, ниже, показан путь прохождения сигнала обоих приёмников трансивера KENWOOD TS-990S от тракта последней ПЧ, до динамиков или наушников.
Рисунок 38. Структурная схема сквозного тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S
Рисунок 39. Структурная схема микрофонного тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S
Помимо звуковых каналов, непосредственно функционирующих с пользователем, таких как выходы на динамики, наушники или микрофон, в трансивере KENWOOD TS-990S предусмотрены несколько дополнительных аудио портов, взаимодействующих с внешним миром, посредствам USB – интерфейса, оптического интерфейса, линейных входа и выхода. Так же присутствует внутренний канал взаимодействия обоих приёмных трактов с магнитофоном. Все эти интерфейсы взаимодействуют между собою через свои чипы АЦП\ЦАП, которые в свою очередь висят на самом мощном DSP-чипе. См. Рисунок 40.
Рисунок 40. Структурная схема внутреннего и внешнего взаимодействия аналогового тракта DSP трансивера KENWOOD TS-990S
11. И в завершении...
После наброски основного текста стать мы долго думали, стоит ли сопоставлять в техническом плане трансивер KENWOOD TS-990S с его ближайшими конкурентами ICOM IC-7700 и ICOM IC-7800. В результате долгих обсуждений, мы решили всё же не сопоставлять их в силу того, что новый трансивер KENWOOD TS-990S имеет структуру построения главного приёмного тракта отличающуюся от того, что делали все производители трансиверов последние 15-20 лет. Плюс к этому, ещё ни одна из известных и авторитетных лабораторий не сделала достоверных обмеров параметров трансивера. А первые пользователи только-только осваивают новый трансивер и радуются новым возможностям…
Потому в этой статье мы ограничились обычным рассмотрением структурных блоков, из чего и как сделаны те или иные узлы трансивера KENWOOD TS-990S. Для особо интересующихся схемами, полный сервис-мануал на трансивер можно найти на просторах интернета. Он находится в свободном доступе. Для полноты картины, в конце статьи лежит полная структурная схема трансивера.
Хотим добавить, что по представленному в свободном доступе сервис-мануалу на трансивер KENWOOD TS-990S можно спокойно изучать технологию измерения параметров и настройки основных блоков любых трансиверов. Естественно, имея при этом некие общие базовые понятия о работе приёмо-передающих трактов.
До встрече в следующей части…
О чём она будет, пусть останется для всех секретом.
Вы можете скачать печатный вариант первой части статьи
Вы можете скачать печатный вариант второй части статьи
