音響フィードバックに対処するためのフィルターモジュール。スキーム、説明

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音響フィードバックに対抗するフィルターモジュール。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事の中で、著者は、音響増幅システムのモジュール式ミキシングコンソール (「Radio」、2003 年、No. 2、3) の一部として機能するように設計されたノッチフィルターの単純なブロックを提案しています。このブロックを使用すると、品質を目立った劣化させることなく、マイクとスピーカーシステム間のスプリアス音響結合を抑制できます。最初の記事ですでに述べたように、変更可能なモジュールのセットにより、このコンパクトなコンソールのサウンド録音とサウンド補強の範囲が大幅に拡張されます。

増幅における最大の問題は通常、音響フィードバック (「フィードバック」) の発生であり、これに対処するために多くの出版物が取り上げられています。この影響を抑制するために、独自の利点と欠点を備えた多くのデバイスが存在します。しかし、高価なデジタルフィルターや周波数スペクトルシフターを単純なアマチュアコンソールにインストールすることを推奨するのは奇妙です [1]。したがって、より単純なオプションに焦点を当てます。

ほとんどの場合、音響「タイ」は 125 Hz ～ 4 kHz の周波数範囲で発生すると考えられています。主に、マイクや音響システムの感度が高く、不運な場所に設置されたり、室内に音の反射が存在したりする周波数で発生します。音声増幅システムでの生成を中断するには、ゲインを下げるか、信号の位相を変更する必要があることは明らかです。全体のゲインが低下すると、音を増幅すること自体の意味が失われます。単純なスケルチを適用して、低レベル信号のみの増幅を抑えることもできますが、この方法は XNUMX 人の音声のみを増幅する必要がある場合に便利です。ただし、音源がマイクから遠い音は抑制されます。これは常に受け入れられるわけではありません。これは、「タイ」が発生した周波数でのみ信号ゲインを下げる必要があることを意味します。これは、調整可能なノッチフィルターを使用して実行できます。信号に顕著な周波数歪みが生じないようにするために、ノッチフィルターは狭帯域である必要があります。

0,1 オクターブ未満の幅の信号スペクトルから周波数帯域を「カット」することは、交響曲を聴いている場合でもまったく知覚できないと考えられており、スピーチではこの帯域を 0,2 ... 0,3 オクターブに増やすことはまったく問題ありません。。実際には、1/1 オクターブのグラフィックイコライザーでこのタスクにうまく対処できますが、非常に面倒です。パラメトリックイコライザーや狭帯域の調整可能なノッチフィルターを使用すると、はるかに便利です。通常、狭帯域フィルタは同調周波数で非常に大きな減衰を持ちますが、その振幅周波数特性 (AFC) から、ゲインの 4 ... 5 dB の低下が発生することがわかります (図 XNUMX の曲線 XNUMX)。かなり広い帯域であり、これはすでに音質に悪影響を及ぼします。

ハウリングと戦うためのフィルターモジュール

「ストリング」を除去するために大きな減衰を導入する必要はありません。したがって、動作中にノッチフィルターの周波数応答の一部を使用しないことも可能です。フィルターの周波数応答の上部で 20 ～ 30 dB が「カットオフ」されると、阻止帯域は次のようになります。非常に狭く、フィルターによって導入される減衰は非常に十分なままです。この問題を解決する最も簡単な方法は、フィルタの代わりに同調可能な狭帯域アンプを使用し、フィルタからの信号を主信号と逆位相で必要な比率で混合 (加算) することです。この「比率」により、周波数応答の望ましい部分が確実に形成されます。図の曲線 2。図 1 は、100 Hz の周波数に同調された狭帯域アンプの周波数応答を示し、曲線 3 は加算器の出力で得られるフィルター応答に対応します。

このモジュールは、DA2 および DA2 マイクロ回路上に組み立てられた 3 つのそのようなフィルター (図 XNUMX) を使用します。

（クリックして拡大）

フィルタ回路はまったく同じであり、コンデンサC15、C17とC20、C21の値が異なるだけです。それらの最初のものは50...750 Hzの周波数帯域で調整でき、0,5番目のものは7...2 kHzの帯域で調整できます。必要に応じて、バンドパスアンプの品質係数とゲインを変更できます [XNUMX]。これらのパラメータにより、フィルタ内の抵抗器の抵抗値の次の比率が決まります。

Q=R17/R18;

K = R17/R16。

カット周波数の帯域が非常に狭い場合、「タイ」周波数に同調するのが難しく、同調が非常に簡単にダウンしてしまうことに留意する必要があります。フィルター帯域が広いため、それによって生じる周波数歪みは耳で認識できます。トリマー抵抗器 R15 および R27 (SDR-19a) を使用すると、信号の合計の割合を設定することによって、周波数応答の使用する部分を選択できます。フィルタリング周波数を調整すると、バンドパスアンプのゲインが多少変化することに注意してください。各フィルタは、必要に応じてトグルスイッチ SA1、SA2 によってオンになります。場合によっては、両方のフィルターを有効にする必要があります。

このモジュールはさらに、オペアンプ DA1.3 を備えた調整可能な位相フィルターを提供します。回路は非常に単純ですが、信号の位相を変えることで、異なる周波数で発生する可能性が高くなります。実際には、高周波の「タイ」を排除するには、6 pF の容量を持つコンデンサ C2200 を選択し、低周波の場合は 0,01 μF に増やすのが良いでしょう。さらに、位相反転器として組み込まれたオペアンプ DA1.4 により、SA3 トグルスイッチを使用して増幅経路の位相を即座に 180 ° 変更することができます。残りのオペアンプ (DA1.1、DA1.2) はそれぞれ入力段と出力段で動作します。出力段のオペアンプは加算器の機能も同時に実行します。

入力ラインの後にコンソールのフィルターユニットをオンにする場合は、DA13 のピン 1 に信号を直接適用する必要があります。同様のチェーンが入力ラインの出力にすでにあるため、要素 C1、R1 の代わりにジャンパが取り付けられます。

この図から、トグルスイッチを使用すると、リンクを自由にオンまたはオフにできることがわかります。位相フィルターは SA4 トグルスイッチ (「オフ」位置、「バイパス」モード) によってオフになり、SA3 トグルスイッチは信号を切り替えて信号位相を反転するか、位相変化を滑らかに調整します。

フィルターモジュールの設計は、アマチュアミキシングコンソールモジュールの設計と似ています [1]。

ハウリングと戦うためのフィルターモジュール

プリント基板の図面を図に示します。モジュールのフロントパネルのレイアウトを図3に示します。 4.

ハウリングと戦うためのフィルターモジュール

この設計では TL084 チップ (TL074、K1401UD4) を使用します。すべてのフィルタコンデンサはフィルムコンデンサである必要があります (例: K73-17)。

実際には、このようなブロックにより、ほとんどの場合、音響フィードバックを安定して除去することが可能になります。フィルタの調整はイベント前のシステム性能チェック時に行う必要があり、イベント終了後はスピーカーやマイクを移動させないでください。ちなみに、より複雑なデジタルフィルターを備えた機器では、マイクとスピーカーの相対位置を変更すると、フィルターは自動的に再構成されます。

文学

クズネツォフ E. アマチュアモジュラーミキシングコンソール。 - ラジオ、2003 年、第 2 号、p. 12-15; No.3、p. 10-12。
Horowitz P.、Hill W.回路の芸術。 - M.: ミール、1993年。

著者: E.クズネツォフ、モスクワ

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- UART 経由で最後の文字を受信してからバッファを送信するまでの制御可能な遅延。
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