Звуковые FET компрессоры — лимитеры для трансиверов, музыкальных
инструментов, певцов-вокалистов и прочих, нуждающихся в компрессии.
— Что мешает плохому танцору?
— Да ладно вам, девчонки! . Тут же всё и ёжику понятно.
— Причём тут ёжик, и что ему должно быть понятно?
— Нет смысла вдаваться в подробности. Ясно с ним, короче, всё — с танцором этим. А вот, что мешает плохому певцу тире вокалисту?
— .
— А плохому певцу-вокалисту ничего не мешает. Поёт себе и поёт. Он сам всем окружающим мешает!
Хотя можно попытаться и подкорректировать ситуацию с подобным малосимпатичным, вялым и неубедительным вокалом.
Спрашиваете, как? Отвечу — различными электронными прибамбасами, в частности, компрессором.
Компрессор (Compressor) — это электронное устройство, выполняющее сжатие динамического диапазона звукового сигнала, а по сути — уменьшающее разницу между тихими и громкими звуками, приводя их приблизительно к одному уровню в оптимальном для каждого конкретного случая коридоре.
Понятно, что при таком раскладе от дурных привычек, таких как: чавкать в микрофон, причмокивать, громко дышать между словами и т.д., придётся решительно отказаться. Всё это без разбора будет усилено компрессором и зазвучит в едином лирическом миноре с основной линией акапеллы.
Гитарный компрессор ничем не отличается от вокального и занимает достаточно почётное место в недрах многочисленного разнообразия гитарных примочек.
Нелишним окажется компрессор и в радиосвязи. Сжатие динамического диапазона речи для SSB, AM и FM передатчиков позволяет достичь большей разборчивости голосового сигнала среди шумов и помех в месте приёма, а также более полно использовать энергетические возможности усилителя мощности передающего устройства.
Приведём основные параметры, характеризующие свойства компрессора.
• Пороговый уровень срабатывания (Threshold) — определяет уровень входного сигнала, выше которого компрессор начинает ослаблять сигнал.
• Степень сжатия (Ratio, Slope) — определяет интенсивность ослабления (степень сжатия) сигнала. Показывает, насколько сильно будет скомпрессирован сигнал, который перешёл границу порога срабатывания компрессора.
• Время атаки (Attack) — это время, которое проходит между превышением входным сигналом порогового значения и моментом достижения заданного уровня компрессии. Символизирует скорость реакции компрессора на поступающий сигнал.
• Время спада, восстановления (Release) — это время, которое проходит между тем, как уровень входного сигнала упал ниже порогового уровня срабатывания, и моментом, когда компрессор перестаёт ослаблять сигнал.
Итак, каким должен быть хороший универсальный компрессор?
1. Обладать малым КНИ (THD), чтобы не вносить собственных нелинейных гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
2. Обеспечивать минимальное время срабатывания (Attack), чтобы гарантированно отрабатывать быстрые ноты и избегать при этом щелчков (особенно при высоких уровнях степени компрессии).
3. Позволять производить регулировку всех основных параметров с целью достижения оптимальной для конкретной задачи динамических характеристик устройства.
А ещё, как водится в нашем радиолюбительском деле, немаловажным критерием отбора окажется и радующая глаз простота реализации компрессора, и непринуждённость его настройки.
Об «оптике» в роли универсального компрессора забываем сразу! Несмотря на его популярность в музыкантской среде и устойчивое мнение о том, что оптический компрессор придаёт «теплоту» электрогитаре и мягкий, натуральный оттенок вокальной партии — устройства эти являются довольно медлительными и непроворными. Связано это с инерционностью светочувствительного резистора, которая составляет десятки, а то и сотни миллисекунд. Результат — неспособность поймать и отработать переходные пиковые значения.
VCA-компрессоры значительно быстрее оптических. Они представляют собой управляемый напряжением усилитель и строятся, как правило, на биполярных транзисторах, с тщательно подобранными сходными характеристиками. Эта требовательность к подбору комплектующих, а также сложность настройки является минусом данных типов устройств. Именно поэтому в дешёвых и не сильно качественных VCA-компрессорах наблюдается эффект подглушки высоких частот при повышении уровня компрессии.
Практически не имеют недостатков звуковые компрессоры с регулировкой уровня звукового сигнала при помощи широтно-импульсной модуляции (Pulse Width Modulator Сompressor). В данных типах устройств наряду с быстротой атаки удаётся избежать перегрузок при высоких мощностях звукового сигнала, независимо от уровня компрессии. Несмотря на то, что подобные устройства недёшевы и используются в основном в профессиональной деятельности, с появлением недорогих и массовых микросхем шим-контроллеров представляется возможным произвести на свет данный продукт без особых сложностей и затрат.
В рамках данной статьи ШИМ-компрессоры мы рассматривать не будем, но сделаем это обязательно в одной из последующих передовиц.
Про разные ламповые, цифровые, ВЧ и фазовые компрессоры забываем также легко, как и про оптические и оставляем в сухом остатке FET-компрессоры, в которых в качестве управляющего элемента используется полевой транзистор.
Атака у данных типов устройств куда более быстрая, чем у оптических компрессоров и даже быстрее многих VCA приборов, что даёт возможность использовать их не только в качестве компрессоров со значительным временем спада, но в качестве лимитеров, в которых практически отсутствует понятие атаки (как правило: Attack=0.1-2мсек), а время спада (восстановления) составляет 20-60мсек.
Грубо говоря, работа лимитера подобна действию диодного ограничителя, с той лишь разницей, что он не должен вносить гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
Интересно, что при помощи подобных электронных устройств, становится возможным не отправлять шепелявого горе-вокалиста к дантисту или логопеду, а почистить вокал от шипящих и свистящих подручными средствами.
Для этого достаточно произвести предварительную частотную коррекцию входного сигнала — поднять высокие частоты (свыше 4-5кГц), прибрать низы и середину, а далее направить это всё это хозяйство на лимитер.
Как только появится шипяще-свистящий выхлоп, детектор воспримет его громче, чем он есть на самом деле, и компрессор стремительно снизит усиление сигнала. При минимальном времени атаки и времени восстановления 50-60 мсек, компрессор должен мгновенно погасить шипящие звуки, при этом оставив незатронутым основной голос. Несомненно, что порог срабатывания в этом случае должен быть установлен чуть выше среднего уровня громкости вокальной партии.
Итак, тезисы, как отдельная форма научного письменного труда, выдвинуты, а чтобы у посетителя, открывшего эту страницу, не возникало ощущение лироэпического жанра, сдобрю-ка я её схемой электрической принципиальной звукового FET-компрессора. 
Приведённая схема компрессора с управляющим элементом на полевом транзисторе — самая универсальная, а соответственно и самая сложная из трёх схем, с которыми я хочу Вас познакомить. Как она работает, какими характеристиками обладает и как её можно упростить — подробно рассмотрим на следующей странице.
Звуковые FET компрессоры — лимитеры для трансиверов, музыкальных
инструментов, певцов-вокалистов и прочих, нуждающихся в компрессии.
— Что мешает плохому танцору?
— Да ладно вам, девчонки! . Тут же всё и ёжику понятно.
— Причём тут ёжик, и что ему должно быть понятно?
— Нет смысла вдаваться в подробности. Ясно с ним, короче, всё — с танцором этим. А вот, что мешает плохому певцу тире вокалисту?
— .
— А плохому певцу-вокалисту ничего не мешает. Поёт себе и поёт. Он сам всем окружающим мешает!
Хотя можно попытаться и подкорректировать ситуацию с подобным малосимпатичным, вялым и неубедительным вокалом.
Спрашиваете, как? Отвечу — различными электронными прибамбасами, в частности, компрессором.
Компрессор (Compressor) — это электронное устройство, выполняющее сжатие динамического диапазона звукового сигнала, а по сути — уменьшающее разницу между тихими и громкими звуками, приводя их приблизительно к одному уровню в оптимальном для каждого конкретного случая коридоре.
Понятно, что при таком раскладе от дурных привычек, таких как: чавкать в микрофон, причмокивать, громко дышать между словами и т.д., придётся решительно отказаться. Всё это без разбора будет усилено компрессором и зазвучит в едином лирическом миноре с основной линией акапеллы.
Гитарный компрессор ничем не отличается от вокального и занимает достаточно почётное место в недрах многочисленного разнообразия гитарных примочек.
Нелишним окажется компрессор и в радиосвязи. Сжатие динамического диапазона речи для SSB, AM и FM передатчиков позволяет достичь большей разборчивости голосового сигнала среди шумов и помех в месте приёма, а также более полно использовать энергетические возможности усилителя мощности передающего устройства.
Приведём основные параметры, характеризующие свойства компрессора.
• Пороговый уровень срабатывания (Threshold) — определяет уровень входного сигнала, выше которого компрессор начинает ослаблять сигнал.
• Степень сжатия (Ratio, Slope) — определяет интенсивность ослабления (степень сжатия) сигнала. Показывает, насколько сильно будет скомпрессирован сигнал, который перешёл границу порога срабатывания компрессора.
• Время атаки (Attack) — это время, которое проходит между превышением входным сигналом порогового значения и моментом достижения заданного уровня компрессии. Символизирует скорость реакции компрессора на поступающий сигнал.
• Время спада, восстановления (Release) — это время, которое проходит между тем, как уровень входного сигнала упал ниже порогового уровня срабатывания, и моментом, когда компрессор перестаёт ослаблять сигнал.
Итак, каким должен быть хороший универсальный компрессор?
1. Обладать малым КНИ (THD), чтобы не вносить собственных нелинейных гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
2. Обеспечивать минимальное время срабатывания (Attack), чтобы гарантированно отрабатывать быстрые ноты и избегать при этом щелчков (особенно при высоких уровнях степени компрессии).
3. Позволять производить регулировку всех основных параметров с целью достижения оптимальной для конкретной задачи динамических характеристик устройства.
А ещё, как водится в нашем радиолюбительском деле, немаловажным критерием отбора окажется и радующая глаз простота реализации компрессора, и непринуждённость его настройки.
Об «оптике» в роли универсального компрессора забываем сразу! Несмотря на его популярность в музыкантской среде и устойчивое мнение о том, что оптический компрессор придаёт «теплоту» электрогитаре и мягкий, натуральный оттенок вокальной партии — устройства эти являются довольно медлительными и непроворными. Связано это с инерционностью светочувствительного резистора, которая составляет десятки, а то и сотни миллисекунд. Результат — неспособность поймать и отработать переходные пиковые значения.
VCA-компрессоры значительно быстрее оптических. Они представляют собой управляемый напряжением усилитель и строятся, как правило, на биполярных транзисторах, с тщательно подобранными сходными характеристиками. Эта требовательность к подбору комплектующих, а также сложность настройки является минусом данных типов устройств. Именно поэтому в дешёвых и не сильно качественных VCA-компрессорах наблюдается эффект подглушки высоких частот при повышении уровня компрессии.
Практически не имеют недостатков звуковые компрессоры с регулировкой уровня звукового сигнала при помощи широтно-импульсной модуляции (Pulse Width Modulator Сompressor). В данных типах устройств наряду с быстротой атаки удаётся избежать перегрузок при высоких мощностях звукового сигнала, независимо от уровня компрессии. Несмотря на то, что подобные устройства недёшевы и используются в основном в профессиональной деятельности, с появлением недорогих и массовых микросхем шим-контроллеров представляется возможным произвести на свет данный продукт без особых сложностей и затрат.
В рамках данной статьи ШИМ-компрессоры мы рассматривать не будем, но сделаем это обязательно в одной из последующих передовиц.
Про разные ламповые, цифровые, ВЧ и фазовые компрессоры забываем также легко, как и про оптические и оставляем в сухом остатке FET-компрессоры, в которых в качестве управляющего элемента используется полевой транзистор.
Атака у данных типов устройств куда более быстрая, чем у оптических компрессоров и даже быстрее многих VCA приборов, что даёт возможность использовать их не только в качестве компрессоров со значительным временем спада, но в качестве лимитеров, в которых практически отсутствует понятие атаки (как правило: Attack=0.1-2мсек), а время спада (восстановления) составляет 20-60мсек.
Грубо говоря, работа лимитера подобна действию диодного ограничителя, с той лишь разницей, что он не должен вносить гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
Интересно, что при помощи подобных электронных устройств, становится возможным не отправлять шепелявого горе-вокалиста к дантисту или логопеду, а почистить вокал от шипящих и свистящих подручными средствами.
Для этого достаточно произвести предварительную частотную коррекцию входного сигнала — поднять высокие частоты (свыше 4-5кГц), прибрать низы и середину, а далее направить это всё это хозяйство на лимитер.
Как только появится шипяще-свистящий выхлоп, детектор воспримет его громче, чем он есть на самом деле, и компрессор стремительно снизит усиление сигнала. При минимальном времени атаки и времени восстановления 50-60 мсек, компрессор должен мгновенно погасить шипящие звуки, при этом оставив незатронутым основной голос. Несомненно, что порог срабатывания в этом случае должен быть установлен чуть выше среднего уровня громкости вокальной партии.
Итак, тезисы, как отдельная форма научного письменного труда, выдвинуты, а чтобы у посетителя, открывшего эту страницу, не возникало ощущение лироэпического жанра, сдобрю-ка я её схемой электрической принципиальной звукового FET-компрессора.
Приведённая схема компрессора с управляющим элементом на полевом транзисторе — самая универсальная, а соответственно и самая сложная из трёх схем, с которыми я хочу Вас познакомить. Как она работает, какими характеристиками обладает и как её можно упростить — подробно рассмотрим на следующей странице.
Как известно, в связи с небольшим рабочим интервалом напряжения ламп накаливания в ЦМУ и СДУ приходится искусственно сжимать динамический диапазон звукового сигнала. Достигают этого применением компрессора ЗЧ сигнала.
Один из вариантов компрессора, эффективно сжимающего динамический диапазон ЗЧ сигнала, описан ниже. Он прост по схеме, содержит малое число деталей, не требует налаживания. Кроме того, амплитуда выходного сигнала компрессора мало зависит от напряжения питания, изменяясь не более чем на 1 % при изменении питающего напряжения в пределах 9. 30 В.
Компрессор выполнен по схеме инвертирующего усилителя на ОУ с терморезистором в цепи отрицательной обратной связи (им. схему на рис. 1). При увеличении тока, протекающего через терморезистор RK1, он разогревается, его сопротивление уменьшается, что приводит к соответствующему уменьшению коэффициента передачи компрессора.
Коэффициент передачи компрессора можно определить по приближенной формуле: К=R4(1+Rt/R5)/R1, где Rt — сопротивление терморезистора RK1. “Холодное” сопротивление терморезистора Т8Е равно 2. 3 кОм. В процессе работы компрессора сопротивление терморезистора может изменяться в 15. 20 раз, что и обеспечивает эффект компрессии. Анализ выражения в скобках показывает, что при уменьшении сопротивления резистора R5 глубина компрессии увеличивается из-за увеличения относительного изменения коэффициента передачи К, соответствующего полному интервалу изменения сопротивления терморезистора. Однако при этом необходимо увеличивать емкость конденсатора С3 для сохранения линейности АЧХ компрессора на нижних частотах.
Амплитудная характеристика компрессора, снятая на частоте 1000 Гц, изображена на рис. 2. Ослабление сигнала на граничных частотах рабочей полосы (20 Гц и 20 кГц) не превышает 3 дБ. Искажения, вносимые компрессором при уровнях входного сигнала до 300 мВ, в рабочей полосе частот практически незаметны.
Чувствительность компрессора можно изменять в широких пределах путем изменения отношения R4/R1. При необходимости ограничить полосу рабочих частот сверху между выходом и инвертирующим входом ОУ включают конденсатор емкостью 270. 1000 пф (подбирают экспериментально). Это позволяет также снизить чувствительность компрессора к импульсным помехам.
Для питания компрессора использован источник нестабилизированного напряжения 9. 30 В. Потребляемый ток не превышает 10 мА.
Терморезистор Т8Е можно заменить любым из серий Т8, Т9, ТВ2-250, ТК2-50. Кроме К140УД8Б в компрессоре могут быть также использованы ОУ К140УД8А, К140УД8В, К140УД6, К544УД1 и другие (желательно быстродействующие) с соответствующими цепями коррекции.
Описанный компрессор может быть также использован в генераторах синусоидального напряжения для стабилизации амплитуды, в устройствах компандирования речевого сигнала в звукозаписывающей и радиопередающей аппаратуре. При использовании быстродействующего ОУ К574УД1 компрессор можно применить в РЧ тракте приемника в качестве усилителя с АРУ.
