Микрофонный усилитель оборудования дуплексной громкоговорящей связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?астота сигналов громкоговорящей связи - 10кГц. Поэтому можно использовать кабели с верхней частотой 32125кГц;
2.2 Инструментальные способы
Единственным средством защиты микрофонного сигнала, особенно при длинных линиях, может быть симметричный (балансный) провод, у которого аудиосигнал идет по внутренним проводам, закрытым экранной оплеткой. Присоединяемый к корпусу пульта или усилителя, экран защищает слабый микрофонный сигнал от сопоставимых по уровню внешних наводок.
Симметричные линии широко используются в профессиональной аудиотехнике, в схемах усиления малых сигналов и при необходимости передавать сигнал на большие расстояния. Как правило, организация балансных линий сопряжена с большими затратами, поскольку требует либо качественных трансформаторов, либо дифференциальных усилителей и хитрых инверторов, способных работать на реактивную нагрузку. Главное их достоинство - способность подавлять синфазную помеху, т.е. любые наводки извне при очень большой длине кабеля. Это важно, но в условиях, где расстояние между компонентами не превышает нескольких десятков сантиметров, больше привлекает другое преимущество симметричного соединения. Дело в том, что изначально стандарт на него разрабатывался для звуковых студий, где сопротивление линии составляет 600 Ом. Столь малая величина обуславливает некритичность к индуктивности и емкости кабеля. При таких исходных данных реализация балансного соединения может быть проведена на соответствующей элементной базе.
В спецификациях на такие микросхемы Burr-Brown и Analog Devices так и написано: "transformer like driver". Основная их особенность - высокая точность "встроенных" сопротивлений, задающих коэффициент усиления. Она достигается лазерной подгонкой в процессе изготовления микросхем и составляет 0,005%, что абсолютно недостижимо при построении схемы на дискретных элементах. Благодаря этому подавление синфазной помехи в среднем составляет 100 дБ, а искажения в диапазоне частот 10 Гц - 100 кГц не превышают 0,0008%. Примечательно, что оба чипа обеспечивают все заявленные характеристики при амплитудах входного сигнала до 10 В.
Фирма Maxim предлагает набор микросхем семейства MAX4060 для реализации балансного подключения микрофона (рис.3).
Рис. 3 Балансный микрофонный усилитель.
Микрофонный вход - малошумящий, дифференциальный. Это - существенный элемент, когда сталкивающийся с увеличением аналогового сигнала низкой амплитуды в интенсивных шумовых средах. Микрофон и предварительный усилитель могут быть помещеныфизически далее узлов и компонентов, наводящих шум.
2.3 Методические способы
Суть любого метода заключается в дополнительной обработке измерений с целью повышения точности окончательного результата. Интеллектуализация первичных преобразователей (ПП) измерительных сигналов дает возможность расширить перечень операций предварительной обработки непосредственно на выходе чувствительного элемента, в нашем случае - микрофоне.
Дополнительная обработка чаще всего подразумевает предварительное преобразование аналогового сигнала в цифровую форму [3]. Ряд современных методов обработки аудиосигналов представлены в патентах:
№2163032. СИСТЕМА АДАПТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ АУДИОСИГНАЛОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ РАЗБОРЧИВОСТИ РЕЧИ ПРИ НАЛИЧИИ ШУМА;
- №2002103863. КОДИРОВАНИЕ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА;
№2074516. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПОМЕХ;
№2169992. СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ШУМА В СИСТЕМЕ СВЯЗИ;
№2003102578. УСТРОЙСТВО РАЗРЕШЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ПОМЕХИ
Беглый взгляд на структурные схемы предлагаемых решений позволяет сделать вывод о большом объеме вычислений для DSP процессора и соответственно большом периоде внедрения подобных технологий. В рамках данной пояснительной записки кратко в разделе 3.2.3. представлены алгоритмы современных методов шумоподавления.
3. Предлагаемые варианты шумоподавления для ОДГС и их реализация
В рамках данной пояснительной записки решено было представить два варианта, представляющие собой предельные случаи возможной реализации микрофонного усилителя. Один из вариантов рассматривается как разработка, доведенная до реального макета, реализующего оригинальную идею о дифференциальном микрофоне. Второй вариант - рассмотрен с точки зрения реализуемости на настоящий момент. В случае принятия решения о конкретной реализации опытного образца, номенклатура комплектующих будет пересмотрена под требования конкретной эксплуатации ОДГС.
3.1 Дифференциальный микрофон
Данная идея базируется на технологии балансного подключения и предполагает наличие двух микрофонов в ОДГС.
Для повышения помехозащищенности от вносимых аддитивных шумов микрофоны подключают в паре таким образом, что их выходные сигналы вычитаются один из другого (см. рис. 4). Такой способ можно назвать дифференциальным методом подключения микрофонов. Один из микрофонов, называемый основным, направлен на оператора, в то время как другой, базовый микрофон, направлен от оператора.
Рис. 4. Дифференциальное подключение микрофонов
Предполагается, что на оба микрофона действуют одинаковые вносимые станционные шумы, называемые здесь синфазными помехами. Это значит, что шумы, действующие на микрофоны, имеют одинаковую фазу и амплитуду, поэтому при вычитании сигналов они будут взаимно уничтожены. Такая комбинация микрофонов может быть называна двойным или ди?/p>