Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Eliminator trzasków do czułego wzmacniacza mikrofonowego

Majmak 10 Mar 2010 00:40 4618 21
  • #1 10 Mar 2010 00:40
    Majmak
    Poziom 8  

    Witam Wszystkich Użytkowników Forum.

    Projektuję dosyć wyrafinowany wzmacniacz mikrofonowy do celów wzmacniania słabych dźwięków z większych odległości. Na wejściu jest dwukońcówkowy mikrofon elektretowy. Po wstępnych próbach okazało się, że nie są problemem szumy, ale trzaski jakie odbiera mikrofon. Trzaski te poczynając od słabych , pochodzących np z szeleszczących materiałów, do silniejszych powodują przesterowania, które w efekcie brzmią nieciekawie. Nie eliminuje ich limiter nawet jeśli ustawię minimalny czas ataku.
    Wszelkie limitery wobec trzasków są bezradne, bo trzask ma znacznie krótszy czas narastania, z kolei proste ograniczniki na diodach nie umożliwiają regulacji, i wymagają już sporych sygnałów, a więc muszą znajdować się przynajmniej za pierwszym wzmacniaczem, a to jest juz za daleko. Sądzę, że eliminacja trzasków powinna następować bezpośrednio na wyjściu tranzystora polowego mikrofonu. Dzięki temu będzie można zareagować szybciej niż nawet za kondensatorem separującym mikrofon. Układ takiego eliminatora powinien zablokować przepływ sygnału do wzmacniacza na pewien krótki czas w ułamku milisekundy, bez względu czy mamy do czynienia z wzrastającym czy z opadającym charakterem napięcia na drenie tranzystora polowego. Jednocześnie układ nie powinien być źródłem szumów, ani zniekształceń, ani ograniczać pasma przenoszenia. Głowię się nad tym od tygodnia. Oczywiście mam pewne przemyślenia i pomysły. Niestety wydają mi się wciąż zbyt rozbudowane, a tu potrzeba czegoś prostego działającego prawie tylko na prawach fizyki. Nie chciałbym jednak tu na początku nikomu sugerować mojej drogi, bo może ktoś z Was wpadnie na jakiś bardziej genialny sposób. Bardzo proszę o Wasze pomysły koledzy.

    Majmak

    0 21
  • #2 10 Mar 2010 11:42
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Majmak napisał:
    Głowię się nad tym od tygodnia. Oczywiście mam pewne przemyślenia i pomysły. Niestety wydają mi się wciąż zbyt rozbudowane, a tu potrzeba czegoś prostego działającego prawie tylko na prawach fizyki. Nie chciałbym jednak tu na początku nikomu sugerować mojej drogi, bo może ktoś z Was wpadnie na jakiś bardziej genialny sposób. Bardzo proszę o Wasze pomysły koledzy.

    Proponuję jednak pokazać "swoją drogę" (szczególnie dlatego, że jest ona oparta nie tylko "na prawach fizyki" :?: ).
    Poza tym - opis tego działu mówi m. in.:
    "Posiadasz nowy pomysł na układ? Zaprezentuj swój pomysł lub niedokończoną konstrukcję."

    Dlatego też jakiekolwiek porady będą miały sens po przedstawieniu Twoich przemyśleń (wynikających - mam nadzieję -także z lektury podobnych tematów). Uniknie się w ten sposób powtarzania znanych Ci już pomysłów i rozwiązań.
    Pozdrawiam.

    0
  • #3 10 Mar 2010 13:55
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Nieśmiało przypomnę, że ze 30 lat temu, bodaj Blaupunkt wymyślił dla odbiorników samochodowych układ eliminacji trzasków pochodzących z układu zapłonowego i instalacji samochodowej. Podobne rozwiązanie stosuje się w studiach odtwarzających nagrania ze starych płyt.
    Rozwiązanie jest dość proste - śledzący wzmacniacz z pamięcią (czytaj: kondensator i klucz na wejściu) oraz układ wykrywający szybko narastający sygnał o dowolnej polaryzacji. Po wykryciu szybkiego zbocza klucz odłącza wejście wzmacniacza od sygnału na arbitralnie określony czas rzędu kilkunastu mikrosekund.

    0
  • #4 11 Mar 2010 00:03
    Majmak
    Poziom 8  

    Witam Koledzy ponownie,

    Zrozumiałem sugestie, i zamieszczam schemat wzmacniacza wstępnego.

    Eliminator trzasków do czułego wzmacniacza mikrofonowego

    Pomijam wartości elementów, bo nietrudno je wyznaczyć. chodzi tutaj o zasadę. Opis działania. Sygnał z mikrofonu jest wzmacniany przez wzmacniacz różnicowy na T1iT2 i wzmacniacz OP, dzięki temu minimalizujemy szumy. T3 to źródło prądowe. Wzmocnienie , przez zmianę parametrów pętli sprzężenia reguluje przełącznik "przełącznik - wiadomo chodzi o szumy". Sprzężenie jest podpięte do plusa zasilania - można tak zrobić ze względu na blokowanie sygnałów zmiennych przez kondensatory filtrujące. Zaczerpnąłem to z jednego z art. w EdW. W pętli sprzężenia pracuje polowy T4, który jest normalnie otwarty. Wówczas wzmacniacz ma wzmocnienie maksymalne ok 150 razy. T4 jest sterowany przez komparator okienkowy K1+K2. Jeśli "trzask" wywoła duży skokowy wzrost lub spadek na drenie tranzystora polowego zawartego w strukturze mikrofonu, to komparator porówna go z nastawionym zakresem za pomocą potencjometru, i wygeneruje impuls ujemny, który mam nadzieję zdąży zmniejszyć wzmocnienie wzmacniacza przez zblokowanie T4.
    Liczę na to, że wzmacnianie sygnału jest nieco opóźnione przez pojemność separującą mikrofon i impedancje wejściową wzmacniacza w stosunku do mam nadzieję szybszej pętli z komparatorami i T4. Inaczej mówiąc mam nadzieję, że komparator niejako "przygotuje" wzmacniacz do nie-wzmacnianiu skokowego dużego sygnału. Z kolei mam nadzieję, że czas trwania impulsu z komparatora będzie dłuższy niż czas narastania (opadania) napięcia na wyjściu mikrofonu, dzięki temu sprzężenie zwrotne powróci do stanu silnego wzmacniania w bardzo krótkim czasie nie wycinając prawie nic prócz trzasku.

    Co sądzicie ?
    Samego wzmacniacza zmieniać bym nie chciał bo parametry są niezłe. Natomiast przyglądam się temu schematowi, i nie potrafię ocenić jego skuteczności pod względem eliminacji trzasków.
    Dodam tylko, że może i lepiej byłoby poeksperymentować, ale ja najpierw lubię wszystko maksymalnie przewidzieć.
    Liczę na c.d z Waszej strony.

    0
  • #5 11 Mar 2010 09:55
    -RoMan-
    Poziom 42  

    1. Szeregowy kondensator niczego nie opóźnia.

    2. Potrzebujesz układu śledząco-pamiętającego a nie zmiany wzmocnienia. Układ śledząco pamiętający zapewni opóźnienie, którego potrzebujesz i utrzymanie chwilowego poziomu w czasie blokowania trzasku.

    3. Konieczne jest wykrywanie obu polaryzacji zboczy a nie tylko jednego.

    4. Nie mam pojęcia, po co dodałeś parę różnicową.

    0
  • #6 11 Mar 2010 23:59
    Majmak
    Poziom 8  

    OK. Liczyłem na dyskusję.

    Do kolegi "RoMan"

    Ad1 Istotnie sam szeregowy kondensator niczego nie opóźni. Myślę, że muszę dodać jeszcze mały szeregowy rezystor, oraz równoległy mały kondensator do któregoś z polaryzujących T1 rezystorów. Wówczas będę miał filtr dolnoprzepustowy, co może się przydać dla zakłóceń radiowych, a oprócz tego dla skokowego sygnału wejściowego uzyskam małe przesunięcie.

    Ad3

    Układ komparatora okienkowego wykrywa obydwa zbocza. Jeśli zewrę potencjometr w dzielniku, przesuwając suwak w dół, to napięcie na nim powinno być identyczne z napięciem stałym na wyjściu mikrofonu. Ustawię to odpowiednimi rezystorami w tym dzielniku, może nawet będę musiał zastosować jeden z nich jako potencjometr wieloobrotowy. Potem suwakiem środkowego potencjometru wprowadzę niewielką rezystancję, tak by spadek napięcia miał ok 10mV. Będą to progi komparatora. Myślę, że 10mV wystarczy. Sygnał użyteczny będzie ok max 3mV, więc granice +/-5mV dla trzasków powinny wystarczyć. Problem może być jednak w tym, że może być trudno utrzymać progi komparatorów względem mikrofonu. Mamy tu małe wartości napięć, a zmiany cieplne, stabilność zasilania itd.
    To może być główny problem.

    Ad4
    Dalsze stopnie tego układu (regulowane filtry, limiter, bramka szumu, wzmacniacz mocy do słuchawek ) zamierzam zrealizować za pomocą układów zasilanych napięciem 5V. Zresztą całość ma być zasilana z baterii.
    Dlatego też w roli wzmacniacza operacyjnego w moim stopniu wejściowym musi pracować układ "low voltage", a do tego najlepiej by miał miano "low noise". Układy takie mają np LT1014 mają tę właściwość, że dla wzmocnień powyżej 30dB pasmo przenoszenia już spada do ok 10kHz. Ja potrzebuję min 12kHz oraz wzmocnienie ok 46dB. Dlatego właśnie para różnicowa niejako odciąża wzmocnieniem wzmacniacz operacyjny, przez co zyskuję szersze pasmo, a do tego zmniejszam szumy, jeśli zastosuję dobre tranzystory.

    Ad2
    Byłbym wdzięczny za choćby odręczny schemat tej idei układu śledząco-pamiętającego, oraz ewentualnie układu blokującego wejście wzmacniacza.
    Ważne jest też to, że jakikolwiek element w obwodach wejściowych może wprowadzić spore szumy.

    I bardzo dziękuję za dyskusję. Wyczuwam w koledze duże pokłady wiedzy.

    Dodano po 5 [minuty]:

    A i jeszcze jedno. O ile dobrze zapamiętałem lekcje z marketingu podczas studiów uzupełniających, to "Blaupunkt" wymyślili dwaj czy trzej studenci.
    Najpierw przez rok promowali samo słowo "Blaupunkt", a potem sprzedali to jako markę. Dopiero po tym fakcie pod tę markę podczepiono sprzęt RTV różnych producentów. Spryciarze Ci studenci, prawda ?

    0
  • #7 16 Mar 2010 02:15
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A może wzmacniacz z diodami w sprzężeniu zwrotnym? Coś takiego: bierzesz dwie diody ustawione w przeciwne strony i opornik np. 1M,
    to wszystko łączysz równolegle; szeregowo z tym kondensator (nie elektrolit, nie może mieć upływności, a pojemność parę µF się przyda
    - a może tantalowy, ale lepiej, żeby miał małe ESL, więc raczej ceramiczny) i to między kolektor a bazę tranzystora.

    Pojedynczy tranzystor daje wzmocnienie około 46dB (to jest wzmocnienie napięciowe 200 razy).

    0
  • #8 16 Mar 2010 23:40
    Majmak
    Poziom 8  

    Dziękuję "_jta_" za zainteresowanie moim zagadnieniem. Oczywiście brałem już pod uwagę wzmacniacz z diodami w sprzężeniu zwrotnym. "Sęk" w tym, że zależy mi na regulacji wzmocnienia. Na moim schemacie widać szereg rezystorów przełączanych przełącznikiem. Celowo nie chcę zastosować potencjometru, ponieważ rezystory mniej szumią (metalizowane). Diody w sprzężeniu - jak to diody mają stałe napięcie przełączenia, a więc w zależności od mojego oczekiwanego wzmocnienia obcinałyby amplitudę trzasku w różnej odległości od sygnału użytecznego. W rezultacie w zależności od ustawionego wzmocnienia ewentualne trzaski pochodzące z otoczenia i tak bym słyszał.

    Mnie zależy na "nie przepuszczeniu" trzasku przez wzmacniacz wstępny.
    Dla przykładu gdyby wziąć jakiś wzmacniacz mikrofonowy zakończony słuchawkami, a następnie zgniatać folię - taką szeleszczącą - w jaką pakują kwiaty. Folia taka wydaje wyjątkowo silne trzaski. Właśnie coś takiego chcę zablokować, a nie tylko tłumić.

    Ostatnio , za sugestią "RoMan" -a (też w tym wątku) próbuję zrobić jakąś dodatkową pętlę ze wzmacniaczem całkującym (pamiętającym) i wzmacniaczem różniczkującym (reakcja na szybkie zbocza). Napotkałem jednak trudności wynikające z jednobiegunowego zasilania (układ ma być zasilany z baterii), a także z niewielkimi wartościami napięć jakie pojawiają się na wyjściu mikrofonu na tle wartości stałej.

    Teraz nurtuje mnie zagadnienie, czy "trzask" - np uderzenie łyżką w stół daje na wyjściu mikrofonu elektretowego zawsze jednokierunkowy charakter impulsu? Inaczej - w wyniku takiego trzaśnięcia napięcie na wyjściu mikrofonu zawsze najpierw wzrasta ? , czy zawsze najpierw maleje ?, czy zależy to od kierunku z którego pochodzi źródło trzasku w stosunku do mikrofonu?

    Gdyby okazało się, że akustyczne trzaski dają zawsze jednakowy kierunek - tylko narastanie lub tylko opadanie - łatwiej byłoby je wyciąć.

    Co sądzisz "_jta_" ?
    Co sądzą inni?

    Na razie problem wydaje się nie do rozgryzienia na drodze analogowej, a za DSP wciąż nie mam zamiaru się zabierać.
    Mój pierwotny układ oczywiście raczej nie zdąży "wyciąć" trzasku, więc codziennie kreślę na kolejnych kartkach różne koncepcje. Nie mam się jednak czym pochwalić.

    Ech żeby tak znalazł się ktoś, kto już to przerobił.

    0
  • #9 17 Mar 2010 01:34
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Stopień wzmocnienia z takim układem sprzężenia zwrotnego będzie odporny na przesterowanie;
    wszystkie stopnie przedwzmacniacza trzeba tak zrobić - niezależnie od wzmocnienia, masz sygnał obcięty
    na około 0.7V na wyjściu - im cichszy ma być sygnał, tym cichsze trzaski wycinasz.

    Można jeszcze pomyśleć o tym, żeby zrobić (ale nie na pierwszym stopniu, bo to znacznie zwiększy szumy
    - raczej na ostatnim) dwa układy wzmacniające, o różnym wzmocnieniu, które dostaną ten sam sygnał
    (z przedostatniego stopnia wzmocnienia), i obydwa będą tak samo obcinać - bierzesz z tego różnicę,
    wtedy jak sygnał przesteruje oba, to na wyjściu dostaniesz zero, czyli trzask nie przejdzie.

    0
  • #10 18 Mar 2010 22:40
    Majmak
    Poziom 8  

    Przemyślałem Twój pomysł skorzystania z odejmowania sygnałów . Z jednej strony to ciekawy pomysł, bo jeśli poruszamy się w zakresie napięć sygnału użytecznego nie-przesterowanego, i np. jeden wzmacniacz ma wzmocnienie=1, a drugi 2, to np 1xsinA - 2xsinA = -1xsinA. Tutaj wszystko jest OK. Natomiast jeśli obydwa wzmacniacze zostaną przesterowane, wówczas różnica faktycznie da zero, bo napięcia na wyjściach przesterowanych wzmacniaczy mają tę samą wartość. Problem jednak w tym, że w trakcie narastania (opadania) napięcia w chwili trzasku, dopóki nie dojdzie do przesterowania obu wzmacniaczy jednocześnie wystąpi impuls na wyjściu o amplitudzie mimo wszystko większej niż zakres sygnału użytecznego, co przejawi się "trzaskiem". Potem jak amplituda drugiego "słabszego" wzmacniacza osiągnie wartość przesterowania napięcie opadnie do zera, i będzie to również zbocze w przeciwnym kierunku, które również da energie na wyjściu objawiające się sygnałem trzasku.

    Myślę, że kluczem jest (zgodnie z sugestią) "RoMan"-a wczesne wykrycie "szybkich" zboczy.
    Sygnał trzasku charakteryzuje się szybkim narastaniem lub opadaniem napięcia. To narastanie lub opadanie ma szybkość większą niż szybkość zmian napięcia sygnału użytecznego, Jeśli zatem wykryjemy takie zbocze zanim jego amplituda przekroczy wartość z zakresu amplitud sygnału użytecznego, wówczas możemy zdążyć przerwać taki sygnał.
    Wykrycie zdaje się być proste.
    W kolejności łączymy mikrofon - wtórnik -wzmacniacz różniczkujący-wzmacniacz liniowy.

    Wtórnik - aby odseparować obwody
    Wzmacniacz różniczkujący reaguje większym napięciem wyjściowym im szybsze jest narastanie napięcia na wejściu.
    Wzmacniacz liniowy - wzmacnia napięcie wyjściowe układu różniczkującego by można było go w ogóle wykorzystać.

    Mamy więc układ, który dość wcześnie jest w stanie zauważyć, że jakiś sygnał ze względu na dużą szybkość zmian ma znamiona trzasku.
    Problem tylko w tym, że na jego wyjściu mamy szybki skok z poziomu sztucznego zera do napięcia "plus zasilania", lub do "zera zasilania" - w zależności oczywiście od kierunku zbocza wejściowego.
    Zaopatrując wzmacniacz różniczkujący w potencjometr będziemy mogli uczulać go na szybsze lub wolniejsze sygnały. Natomiast zaopatrując wzmacniacz końcowy liniowy w potencjometr będziemy mogli regulować czułość względem amplitudy sygnału użytecznego.

    Jak teraz tym opadającym lub narastającym (może wystąpić takie lub takie ) zboczem zamknąć zawór np.CD4066 włączony szeregowo w tor sygnału na np. 1msek ?

    0
  • #11 19 Mar 2010 00:52
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Na wejściu wzmacniacz - o stałym wzmocnieniu i małych szumach, z zabezpieczeniem przed przesterowaniem; za nim następny,
    o regulowanym wzmocnieniu, najlepiej elektronicznie, i też z takim zabezpieczeniem - na wyjściu sygnał użyteczny ma ustaloną
    amplitudę; stąd można podać sygnał na układ różniczkujący + wzmacniacz + prostownik (poszukaj hasła prostownik idealny, musi
    być dwupołówkowy), i na koniec przerzutnik z grubsza monostabilny, ale z możliwością podtrzymania stanu metastabilnego - ma
    on zmienić stan na metastabilny, jak dostanie sygnał trzasku, i trzymać go do końca trzasków + milisekundę - może na NE555, albo
    kondensator + Schmitt; ten przerzutnik ma sterować układem wyciszania, żeby na czas trwania trzasków nie podawać ich na wyjście
    (ale tylko na wyjście - cały układ detekcji trzasków ma dostawać sygnał, żeby przedwcześnie nie uznał, że trzaski się skończyły).

    0
  • #12 20 Mar 2010 23:13
    Majmak
    Poziom 8  

    Zasymulowałem układ , który tutaj poruszam. w odległości kilku metrów od mikrofonu znajdował się odtwarzacz przenośny. Na tym tle zakłócałem dźwięk uderzając w różne przedmioty, a wszystko rejestrowałem w programie POWER SOUND EDTIOR FREE. Szkoda , że program nie pozwala prezentować wyników w sposób graficzny. Nie pozostaje mi nic innego jak to opiosać. Na szczęście trzaski (stuki ) mają znacznie większą amplitudę. Co ciekawe mimo obracania mikrofonu zawsze miały początkowy ten sam kierunek zmian. (Najpierw sygnał miał zbocze narastające). Nie mam pewności co do tej sytuacji, więc nie chcę rezygnować z prostownika. Dźwięk mógł się np. odbijać od ściany. Ale to ciekawe. Być może wystarczy reagować na jedno zbocze.

    Byłbym wdzięczny za Twoje wyjaśnienia.
    Dlaczego sugerujesz podwójny stopień wzmocnienia. Ja najpierw sugeruje wtórnik odseparowujący tę część układu od toru sygnału. ?
    Dlaczego sugerujesz wzmacniacz małoszumny ?

    Dlaczego sugerujesz prostownik elektroniczny. Wydaje mi się, że zwykły mostek Greatza zrealizowany na szybkich diodach może dodatkowo eliminować słabe nieznaczące sygnały ?

    Będę wdzięczny za odpowiedzi.

    Aktualnie również zastanawiam się nad faktyczną realizacją układu wyciszenia. W torze sygnału np. mam SSM2167, który ma wejście Shoutdown. Niestety według karty katalogowej reakcja tego wejścia jest zbyt wolna. Na razie nie pozostaje mi nic innego jak klucz CD4066. Tylko jak go najlepiej włączyć, by przypadkiem nie spowodować jakiegoś impulsu, który mógłby zostać wzmocniony w torze sygnału?

    Byłbym wdzięczny za jakiekolwiek sugestie. Do tej pory nie realizowałem żadnego układu z kluczem analogowym.

    0
  • #13 21 Mar 2010 01:16
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Myślę, że po prostu nie trafiłeś na takie źródło "trzasków", które daje przeciwny znak - zresztą mogą wtedy
    być słabsze, bo fala nadciśnienia rozchodzi się jako nagły skok, fala podciśnienia rozciąga się w czasie.

    Dobrze byłoby wiedzieć, jaką amplitudę ma sygnał z mikrofonu, podejrzewam że niewielką, nawet kiedy
    dźwięk jest całkiem głośny, a przy cichym to może będzie jakiś mikrowolt - więc przyda się wzmocnić.

    Jeśli wzmacniacz będzie miał zabezpieczenie przed przesterowaniem przy użyciu diód, to amplituda
    napięcia na jego wyjściu będzie co najwyżej równa napięciu przewodzenia diody, więc prostownik na
    diodach nie zadziała; ale może w zabezpieczeniu ostatniego stopnia wzmacniacza łączyć po dwie
    diody szeregowo, i wtedy napięcie będzie mogło osiągnąć taką wartość, że prostownik zadziała?

    Z tym układem wyciszenia - są jakieś układy scalone podobne do CD4066, ale z gwarantowanymi
    małymi zakłóceniami przy przełączaniu. I można pomyśleć o wykorzystaniu np. 2 kluczy, podczas
    normalnego działania 1-szy przepuszcza sygnał, a przy wyciszaniu 2-gi zwiera do masy; można
    jeszcze skomplikować, zrobić dwa takie układy, na drugi podać sygnał w odwróconej fazie, i za
    kluczem dać wzmacniacz z wejściem różnicowym - jeśli dwa klucze dają przy wyłączaniu jakiś
    przesłuch do toru sygnału, ale oba taki sam, to ten wzmacniacz może to odjąć.

    0
  • #14 09 Cze 2010 03:22
    c_04
    Poziom 21  

    Witam
    Przylacze sie do dyskusji bo zainteresowal mnie temat:)
    Ja zrozumialem to o czym koledzy piszecie, ze wlasciwie taki eliminator trzaskow to taki limiter z bardzo szybkim czasem ataku i odpuszczenia ale za to z duzym ratio. Tj gdyby ustalac poziom ratio daloby sie ustawic glebokosc ciecia. Prog zadzialania jak w kazdym kompresorze ustalalby poziom ciecia. Hmm wiec tak na moj rozum regulacje ataku moznaby w ogole pominac. Odpuszczenie dac tez bardzo krotkie - rzedu paru us, a pozostale 2 parametry regulowac tj prog zadzialania i glebokosc wyciecia. Elementem sterujacym moglby byc tranzystor FET - chociaz nie jestem pewien co do jego szybkosci w takim ukladzie. Uklad sumowania sinusoidy zrobilbym na 2 opampach tj pierwszy nieodwracajacy i moze pracowalby tu jako szybki wzmacniacz calkujacy/wtornik obwiedni... drugi wzmacniacz za nim bylby wpiety jako odwracajacy. Z obu wzmacniaczy sygnal pobrany diodami i zsumowany. To by zalatwilo sprawe podtrzymania i wyprostowania sygnalu. Teraz tylko kondensator - ustalenie czasu odpuszczenia i chyba od razu na tranzystor FET przez jakis potencjometr. Wydaje mi sie jeszcze, ze na wejsciu takiego declickera trzeba by chyba dac jakis filtr np zeby urzadzenie dzialalo od 3,5kHz. Ew jeszcze bardziej skomplikowac sprawe i troche zaczerpujac z pomyslu bodajze kol. jta dolaczac do oryginanego sygnalu audio ten sam sygnal tylko odwrocony w fazie. Ale to samo chyba prosciej zalatwia FET.
    Pozdrawiam

    0
  • #15 09 Cze 2010 09:28
    _jta_
    Specjalista elektronik

    FET może dawać przesłuch z bramki na dren/źródło, więc raczej 2 FET-y i układ różnicowy.

    Trzaski raczej są seriami, i po wykryciu pierwszego impulsu powyżej progu zadziałania należałoby wyciszyć całą serię,
    nawet jak pod koniec serii impulsy będą znacznie cichsze? Pewnie to powinno być jakoś regulowane: próg pierwszego
    zadziałania, czas podtrzymania i próg następnego zadziałania, czy wyciszać w czasie między impulsami serii...

    I jeszcze jedno - wykrywanie trzasków - impulsy mają szybkie narastanie, i po tym należy je rozpoznawać na tle sygnału;
    poza tym układ mógłby mierzyć, jaki jest sygnał, i dostosowywać próg tak, by powoli narastający sygnał go nie wyzwalał.

    0
  • #16 09 Cze 2010 10:09
    c_04
    Poziom 21  

    Nie wiem czy dobrze kombinuje ale wydaje mi sie, ze przepuszczenie calosci przez wzmacniacz calkujacy powinno zalatwic sprawe stepiajac narastanie sygnalow czyli zamienic szpilki na czestotliowsc. Przy zastosowaniu FETa zwierajacego sygnal do masy chyba nie ma znaczenia czy on ma przesluchy czy tez nie bo i tak wszystko leci do masy.

    0
  • #17 09 Cze 2010 10:41
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Po rozciągnięciu szpilek w czasie trudniej je wykryć, i trudniej usunąć - trzeba najpierw eliminować trzaski, a potem można całkować.

    Jest czas między podaniem napięcia na bramkę, a włączeniem FET-a - w tym czasie to napięcie generuje dodatkowe trzaski. Poza tym
    zwarcie nie jest idealne. No i wyłączać trzeba łagodnie, bo po wyłączeniu już nie ma zwarcia, a jeszcze są drgania po skoku napięcia.

    0
  • #18 09 Cze 2010 12:06
    c_04
    Poziom 21  

    Zrobilem sobie taka mala symulacje. Wzialem fragment nagrania w ktorym pojawily sie trzaski tj wlasciwie kliki po czym przestawialem filtr gornoprzepustowy tak zeby podgladac jak wyglada pasmo na roznych czestotliwosciach tj coraz wyzej. no i okazalo sie, ze kliki sa najlepiej widoczne w okolicach 17-19khz. Mysle ze tutaj trzeba by postawic jakis detektor ustawiajacy sie na sredni przebieg po czym wystajace kliki moglby wklejac w reszte. Kiedys usuwalem recznie trzaski w ten sposob i nawet to sie sprawdzalo. Ale najlepiej jednak bylo ciac do 0. Tylko jak wyprzedzic trzask zeby nie wyciac go gwaltownie?

    A moze by tak po prostu dac 2 wzmacniacze operacyjne ustawione na rozne poziomy np - 20db i -10db i zebrac ich wyjscia na bramke AND, a z bramki wysterowac juz wzmacniacz calkujacy zeby uzyskac lagodnosc opadania i lagodnosc narastania... i na koniec fet z ustawianiem poziomu ciecia. Nie wiem czy to jta mial podobny pomysl. W kazdym razie jeszcze przydaloby sie zeby uklad nie ruszal zdrowych czesci pasma ale to juz chyba ostra jazda;)

    0
  • #19 11 Cze 2010 18:17
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Obawiam się Panowie, że nie doceniacie rozmiaru problemu(-ów).

    Po pierwsze trzask trzaskowi nierówny. Każdy ma inny przebieg czasowy, inne czasy narastania i opadania poszczególnych fragmentów więc nie da się zrobić prostego detektora trzasków obejmującego swoim działaniem przynajmniej sporą część dźwięków z kategorii "trzask".

    Po drugie, do mikrofonu dochodzi suma przebiegów: sygnału użytecznego i zakłóceń (w tym trzasków). Proporcje są zależne od wzajemnego położenia źródła użytecznego i źródła zakłóceń a także od przestrzeni akustycznej w jakiej odbywa się rejestracja dźwięku (np. czy występuje pogłos, wielokrotne odbicia).

    Po trzecie , trzaski mają to do siebie, że są przeważnie nieprzewidywalne, a ze względu na następstwa czasowe, reakcja detektora będzie zawsze spóźniona względem zjawiska, bo sam układ detekcji wnosi opóźnienie przez co działanie układu jest spóźnione i tnie sygnał użyteczny zostawiając cały początkowy ostry (a przez to szerokopasmowy) transjent nie tknięty. Aby układ działał poprawnie, w układzie musi być linia opóźniająca dźwięk tak by zsynchronizować czasowo przebieg czyszczony z opóźnioną reakcją detektora.

    Po czwarte, sygnał z mikrofonu zawiera też tło szumowe (np. hałas otoczenia ale nie o charakterze trzaskowym), przeważnie niestacjonarne w swym charakterze. Tło to, może bardzo utrudnić pracę detektora, który będzie musiał rozróżnić pomiędzy szumem, trzaskiem i sygnałem użytecznym.

    Po piąte, układ działający na zasadzie wycinania fragmentów przebiegu będzie działał jak miecz obosieczny, wytnie i transjent ale i sygnał użyteczny co jest niepożądane. Do tego już samo wycięcie metodą kluczowania będzie powodowało trzaski, bo działa jak modulacja impulsami prostokątnymi, które mają szerokie widmo częstotliwościowe. Wycinanie analogowe powinno raczej działać na drodze mnożenia sygnału wejściowego przez jakiś przebieg o kształcie odwrotnym do typowego trzasku (ale co to jest typowy trzask :?: ) i regulowanej amplitudzie. Poza tym dobrze by było gdyby momenty włączania bramki wycinającej i wyłączania zachodziły w momentach przejść przez zero sygnału wejściowego.

    Po szóste, nie da się przy jednostopniowym wzmacniaczu o dużym wzmocnieniu uniknąć przytykania go (nasycania) stanami przejściowymi o dużej amplitudzie chociażby ze względu na stałe czasowe obwodu wejściowego RC. Jak damy za małą stałą czasową, to sygnał będzie miał pasmo podcięte od dołu. Jak damy za duże, to pasmo z dołu będzie nieruszone ale duży stan przejściowy i długa stała czasowa spowoduje długi czas nasycenia wejścia wzmacniacza.
    Ominąć to można (częściowo) budując wzmacniacz kilkustopniowy ale tu znów trzeba się napracować nad niskoszumnością wcześniejszych stopni (bo następne wzmacniają sygnał użyteczny i szumy wcześniejszych stopni.





    * * *

    W systemach profesjonalnych usuwanie trzasków odbywa się na drodze cyfrowej.
    Nie stosuje się wycinania fragmentów z trzaskiem (no chyba, że w zakresie pojedyńczych próbek ale to też przez modyfikację ich amplitudy a nie fizyczne wycięcie), by nie naruszać struktury nagrania

    Do systemu wgrywamy sygnał będący sumą zakłóceń i sygnału użytecznego, następnie przy pomocy odpowiednich algorytmów (których szczegóły są znane przeważnie tylko producentowi danego systemu) typowane są miejsca występowania trzasków (można też to robić ręcznie, przesłuchując nagranie i znajdując miejsca trzasków przez zawężanie obszaru poszukiwań). Po wytypowaniu miejsca z trzaskiem uruchamia się kolejny algorytm, który najczęściej analizuje widmowo sygnał przed i za zaznaczonym fragmentem (analiza Fouriera - algorytm FFT).

    Następnie uśrednia się te dwa widma (lub produkuje się, drogą interpolacji, kilka widm przejściowych - taki morphing widmowy) i liczy się odwrotną transformatę Fouriera by uzyskać przebieg czasowy beztrzaskowy, którym zastępuje się uszkodzony trzaskiem fragment.

    Oczywiście w prostszych wypadkach cały proces przebiega automatycznie (detekcja + poprawka) ale tak na prawdę, to każdą poprawkę (a już szczególnie te większe) trzeba przesłuchać, bo algorytmy jakkolwiek doskonałe, są wciąż dalekie od tego co słyszy ucho i jak interpretuje nadchodzącą falę dźwiękową.

    Podsumowując, najlepszą metodą jest nagranie danego dźwięku z możliwie dużą rozdzielczością bitową (16,20 lub 24 bity) przy stosunkowo małym wzmocnieniu wzmacniacza wejściowego, tak by był on odporny na przesterowanie a jednocześnie wykorzystać możliwie duży zakres przetwornika a następnie pastwić się nad zarejestrowanym sygnałem edytorem dźwięku. Ma to takie zalety, że:

    - mamy cały czas sygnał oryginalny,

    - możemy wypróbowywać różne metody odtrzaskiwania, z różnymi ustawieniami parametrów danego algorytmu (np. modyfikacja chwil czasowych, między którymi działa algorytm),

    - możemy stosować w różnych miejscach nagrania różne metody-algorytmy
    zależnie od charakteru trzasku czy zakłócenia (nie ma jednego uniwersalnego algorytmu pasującego do wszystkich typów trzasków i zakłóceń).

    - mamy dostęp do praktycznie nieograniczonych możliwości obróbki matematycznej sygnału.

    Co do rozwiązań zastosowanych do odtrzaskiwania radyj samochodowych, to takie rozwiązanie ma tę wadę, że nadaje się wyłącznie do trzasków występujących okresowo. Bramka wycinająca jest po prostu synchronizowania rozwarciami przerywacza (czy ogólnie układu synchronizującego pracę zapłonu).
    Detekcja tu nie odbywa się na podstawie ewolucji sygnału akustycznego tylko na podstawie "chamskich" impulsów taktujących, o częstotliwości zależnej od obrotów silnika. Poza tym układ wycinający zna w przybliżeniu kształt przebiegu zakłócającego, bo parametry jego źródła są w przybliżeniu stałe i przewidywalne i przez to sposób eliminacji może być tak ustawiony, by być jak najmniej słyszalnym dla użytkownika.

    -1
  • #20 11 Cze 2010 18:59
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Takie głupie pytanie: nie można po prostu zrobić układu regulowanego ręcznie, gdzie operator sam ustala progi działania tak, by eliminować sygnały za ciche(szumy tła) i sygnały za głośne(trzaski) pozostawiając to, co jest między nimi, czyli sygnał użyteczny?
    Drugą możliwością jest użycie dwóch mikrofonów, z czego jeden ma bardziej kierunkowy charakter, niż drugi, zaś oba mają taki sam wzmacniacz wstępny, zaś za nim są podłączone do wzmacniacza różnicowego, który odejmie sygnał z mikrofonu pomocniczego od sygnału z mikrofonu głównego. Regulując czułość i wzmocnienie obu mikrofonów można dostroić układ tak, by wyciąć jak najwięcej szumów i trzasków...

    0
  • #21 11 Cze 2010 22:32
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Częściowo można:

    - na ciche dźwięki to się nazywa bramka szumowa (noise gate)
    - a na mocne jest limiter,

    Ale te układy nie odróżniają sygnału użytecznego od zakłóceń i jak coś będzie poniżej progu zadziałania bramki szumowej, to zostanie wycięte nawet jak będzie użyteczne. Duży sygnały zostaną spłaszczone (zależnie od nachylenia krzywej limitera).

    Z mikrofonami, to nie wiem czy się uda, bo jak trzask będzie nie w osi mikrofonu kierunkowego, to po prostu doda się przy odejmowaniu z przeciwfazą z mikrofonu dookólnego (bo w kierunkowym go nie będzie i nie będzie się miało co z czym znosić).

    0
  • #22 12 Cze 2010 06:04
    c_04
    Poziom 21  

    Jezeli isc ta droga odejmowania to mozna zajrzec w datasheety przetwornikow do tel komorkowych. Jest tam dodawany sygnal z mikrofonu do sygnalu odbieranego z lini - ma to na celu poprawienie jakosci i np nienakladania sie tego co mowi rozmowca na mikrofon w naszym telefonie... ew jakos tak. Uklad mozna zaadaptowac owszem tak, ze podepnie sie 2 mikrofony i sygnal z jednego bedzie odejmowany od sygnalu z drugiego. Ale moim zdaniem to nie ma nic wspolnego z eliminacja trzaskow. Jest to po prostu odejmowanie dzwiekow tla od sygnalu uzytecznego i na wyjsciu otrzymujemy jakby sam sygnal uzyteczny. Mikrofony wcale nie sa kierunkowe i takie byc nie moga poniewaz dodawalby sie sygnal z jednego do sygnalu z drugiego w przeciwfazie. Dziala to bardziej tak ze 2 mikrofony sa ustawione w pomieszczeniu gdzie panuje halas, a tylko do jednego z nich sie mowi. Nie wiem czy jest tam wbudowany jakis algorytm usredniajacy zeby amplituda z obu mikrofonow byla mniej wiecej rowna... czy zostawione jest to tak sobie. Co do "chamskiego" wycinania to uwazam, ze uklad ktory caly czas czuwa tylko na wysokich czestotlowosciach i tak jak wczesniej ktorys z kolegow napisal na 2 opampach - moglby dzialac. Jednakze zeby przyspieszyc jego dzialanie trzeba by zastosowac jako element wykonawczy VCA i troche opoznic sygnal obrabiany wzgledem tego na ktorym odbywa sie detekcja. Reszta moglaby sie odbywac jak w zwyklym kompresorze czyli lagodne wyciszenie i plynne poglosnienie - te parametry moglyby byc ustawiane pod nazwa "glebokosc wyciszenia". Czasy moglyby byc stale dopasowane do np max czestotliowsci przenoszenia. Zreszta ta reczna obrobka (wycinanie trzaskow) to jest dokladnie ta sama procedura. Na nagranym materiale widzi sie trzaski tzn ja jeszcze posilkuje sie tym, ze odcinam dolne pasmo zeby latwiej bylo mi znalezc gdzie taki trzask dokladnie jest po czym kiedy juz wiem cofam filtrowanie dolnych czestotliwosci i juz na pelnym pasmie sciszam do 0 czyms w rodzaju FADE OUT i zaraz za trzaskiem FADE IN. Cala operacja obywa sie na pojedynczych probkach wiec nawet na widmie sygnalu jest niewidoczna. Dodatkowo dla zamaskowania mozna jezeli trzask nie wystepuje w obu kanalach skopiowac fragment z tego dobrego i domixowac do tego gdzie trzask byl eliminowany. Ale to tylko tak zeby zamaskowac, a nie na 100% jego glosnosci i bez jakiejkolwiek obroki (CUT i PASTE). Oczywiscie w przypadku preampa mikrofonowego nie za bardzo jest o czym mowic;)
    Ja bym jednak zaczal od konkretnej analizy "trzaskow" poniewaz w wiekszosci przypadkow "trzaski" pochodzace z mikrofonow dynamicznych to przesterowane niskie czestotliwosci (P, B, D) i lekarstwem tutaj bylyby duzo prostsze zabiegi: podciac np od 70Hz filtrem HP 1-2 rzedu zeby sygnal wyjsciowy nie byl razaco zdegradowany i nalozyc limiter. Taka zabawa ma oczywiscie wade - sygnal tak obrobiony juz niespecjalnie nadaje sie do nagran poniewaz ingerencja limitera stwarza problemy dla pozniejszych algorytmow np odszumiajacych.
    Pozdrawiam

    0
  Szukaj w 5mln produktów