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スピーチプロセッサー、マイクコンプレッサー考。SSBの波を綺麗に :技術工学

逐次 追加予定。

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スピーチプロセッサー、マイクコンプレッサー等で呼称されているが、商標、特許手続き上から呼称が派生しているのもあるの故に大まかに整理してみる。通信向け限定で考える。

まず予備知識として、

欧州:フィードバック等による制御が入るのはVOGA(voice operated gain adjusting)。VOGAで有名なデバイスはSL6270、SSM2166、NJM2783等になる。VCAはvoltage controlled amplifierになる。

亜細亜:フィードバック等による制御が入るのをALCと呼ぶ。デンスケ/テレコで使われだした録音用ALC ICにはTA2011,LA3220等。 LA3220は廉価だったのでオイラが働いていた会社の製品ではSANYO LA3220で録音回路にしていた。 TX側でもALCがあるので紛らわしい。

Clipper 方式:プロ機器では、peak cutterとも呼ばれ、アマチュア無線の世界ではスピーチプロセッサーと呼ばれる。作動は、英語peak cutterが示すようにピークをダイオードでカットするだけの回路だ。active clipperで検索するとclipper diodeの望ましい特性も判るよい時代になった。

IC使用:音が良いと云われる回路はICレスが多い。ICだと動作点のアンバランス補正ができない上に、多回路入りでは信号リークもある。ウエハ上での抵抗生成を知れば、オペアンプ等を使った回路で「音が良い」とは中々云えない。「比較対象を明示して音が良い」と述べるのがおそらく良いと思う。プロ仕様ではオペアンプ多数使われている。しかしノイズ選別・特性選別品を使用しているはずだ。

◇業務用では過変調による電波質低下を防ぐことが主眼とされている。FMラジオでは6つの音域で処理されているようだ。

ここではHAM RADIO向けに考察する。また、SSM2166,NJM2783等my自作品でSNは70dB確保できており、SN70dBを目安にする。

1,制御方式:目的信号へ時間遅れ あるいは 時間進みで制御を行う。

①フィードバック式 :市販品のほぼ100%はこの方式。時間遅れの制御ゆえに応答時間の長短が話題になる。評価が高いプロ仕様もこの方式。

②フィードフォワード式:市場流通品はないようだ。 アマチュアでの自作例がJA CQ誌等で1例公開された記憶だ。時間進み過ぎるとngだ。

③リアルタイム制御 :半導体通過により信号は遅延し、基板パターン通過でも遅延する。リアリタイム制御は不能に近い。

2,圧縮方式

①出力上限有方式 :diode clipper(ダイオードクリッパー)にみられるように上限あり。

 ・peak cutter と呼ばれ、 音声信号中数パーセントの確率で発生するピークを押さえる回路もある。時間遅れはダイオード特性による処であり、CRの影響が少ないので、1ms以下のような瞬間入力に対して有効。 1μSEC程度で応答処理終了するpeak cutter 回路も公開されている。

  入力信号をdiode clipするレベルまで増幅する必要がある。

  ・プロ仕様では、peak cutterとは別なリミッター回路(フィードバック制御)は標準だ。

②出力上限方無式 :コンパイダーIC採用では上限なし。過変調を防止できないので通信向けではない。また現瞬間流通しているコンパンダーICはSN50~60dB(SPEC上)と見事にSNが悪いので、コンパンダータイプであればOP-AMPで構成する必要がある。

③音声をエンベローブ成分に分けて、圧縮するものがUSAで紹介され、JAではJA7SSB氏が再現した製作記事がある。ham journalに記載されMC1495を使っている。この後にも記事があったように思う。

 オイラはこれをそのままに製作したのが30年前、結果は分解して再変換しただけでcomp作用は??だった。聴感上でも変化なくoverseaからのレポートも効果がはっきりしない。

3,時間軸考

・アタックタイムは1ms以下、リリースは20msが目安。アタックタイムの1msと1.5msの差異をヒトの耳は聴き分けできる。

・入力信号の速いものは上記アタックタイムで対応できないので、peak cutter回路で対応するのがプロ仕様。

Dsc_00061  

・feed forward制御では早すぎる処理に陥らぬように注意すること。0.256~2.56msあたりがよいように思う。

4,処理周波数

①AF

②RF: ケンプロKP-12等。 国産無線機メーカーの初号機は八重洲のFL-101. 後続したトリオ。

5,仕様(使用)デバイス

プロ仕様はOPアンプで構成されたものが多い。

 ・変化分をダイオードにより電圧で取り出すが、このダイオード特性は重要。ham jornalに研究記事があったように記憶している。

・VOGAでは電圧可変させるデバイスの特性で性能優劣がきまる。JA CQ誌にはデバイスを実測研究した記事が記載されたことがある。大方FETの方が特性が良い。欧州でもあえてfetにて行う作例が多い。

・cliiper ではdiodeの電流値が重要らしい。詳細は確認中。diodeアイドリング電流も必須。

6,フォルマント

SSBでは、ヒトの声を特徴つけるフォルマントがかなり帯域外になる。結果、似たような声に為ってくる。FM放送局の機器ではその辺りは巧く生成されている。

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SSB波の質: もっとも現代に近い印刷物ではこれがお薦め。

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エンジニアの関根氏の寄稿による。

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一番左の(A)が望まれるSSB波形。 右に行くほど質が劣る。

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(c)の波形は過去に遭遇している。クリピング機能内蔵のTA7358で 体験ずみ

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下写真の波形程度に綺麗なことが必要になる。先端部の尖形状でDBM優劣が判る。これはMC1496による波形。内部トランジスタのアンバンラスを外部抵抗にて補正する回路でオイラが設計した。意匠権はオイラに帰属する。

公開されたデータシート回路では、ここまでの波形は無理だったので、独自回路にした。

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この回路基板は領布中。 

中波のワイヤレスマイク向け(oscはコイル) RK-13,

アマチュア無線向け(oscはcrystal) RK-16.

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