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マイクコンプレッサー基板(自作) TA2011S Feed

2017年11月 4日 (土)

スピーチプロセッサー 考。「KP-12等 クリッパー方式」 VS「自動ゲインコントロール方式」

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アマチュア無線局向けにコンプレッサーの基本を解説した書として、「1976-11 臨時増刊」は読んでおくべきだ。詳細に書かれており後続でもこれを超えるものはないだろう。455メカフィルタでのARA回路も紹介されている。

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実際に製作するにあたり回路参考として、スピーチプロセッサーの製作記事の掲載本(入手しやすい)として、以下2冊は持っていたほうがよいだろう。

左のは「JA7SSB氏製作のハーモニックスピーチプロセッサー」の記事があり、これが日本で初めてのエンベロープ成分を考慮した製作記事だ。刺激を受けて高校の先輩に頼んでプリント基板製作会社にプリント基板を3枚興してもらい、その内1枚でオイラも自作した。往時は大町市内に1社・松川村に1社、計2社のプリント基板製作会社が大町・北安曇があった。エルナーが元気だった頃のお話。

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FL-101のスピーチプロセッサーは別途、紹介記事がある。

①クリッパー方式

クリッパー方式は真空管全盛期でも充分に採用されており、「2極管をつかったクリッパー(制限増幅器でない方式)搭載したAM送信機製作記事」はCQ誌に掲載ある。AFでのクリッパー製作は簡単なので、現代風には「トランジスタ2個+ダイオード2個」で自作できる。

ケンプロのKP-12はこのクリッピング方式をRFで行なっている。ダイオードでクリップさせているので、スピーチプロセッサーでは無く 「RFクリッパー」だろうと、、。広告には「クリッピング開始入力は2mVrms以下」と明示されている。

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KP-12は上記のように24,000円だった。クリッパーなので波形は綺麗ではない。副次の歪も発生する。高次歪は水晶フィルターで遮断するが、例えば音声500Hzの2次・3次・4次・5次の歪はSSBの音声帯域内にしっかりと残る。正確に述べると帯域内歪の除去方法(簡便)はない。SSB帯域を12分割してそれぞれで「クリッパー+フィルター」する手立てもあるが、費用の点で??になる。

逓倍技術でダイオードを使うことは公知だ。

「入力0.02mVあたりからの特性が載っているが、この微小をどうやって測ったのか?」ってがオイラの興味。

「ハム局アクセサリー製作」には、AFクリッパーの製作が載っている。高次歪はAFのLPFで減衰させる。後工程でSSB送信機に掛かるのであれば、送信機の水晶フィルターで高次歪は制限される。AFでは音声帯域内に歪みが残る。

積極的に歪んで使う前提ゆえに音質を気にしてはダメだ。 音声帯域内の残った「高次歪み」プラス「歪んだやや耳障りな音質」によってパイルUPを抜け出すのも手立ての一つである。

KP-12はダイオード利用であったが、後継種KP-12Aでは、FM-IFリミッター用ICで作動させている。

自動ゲインコントロール方式

放送局においては、 クリッパー方式でなく、「自動ゲインコントロール方式」が採用されていた。 おそらく現行もそのままだと想う。 幾つかのメーカー製品がWEB上でも見つかる。値段もわかるんじゃないかな? 。放送局向けのプロ製品は簡単には検索で見つからない。

メーカー製品の心臓部中身がトランジスタ構成とは思えないので、量産型ICが載っているだろう。その量産型ICの型式を探るのも手立ての一つだ。市場が狭いので10万個とか50万個のIC製造で終わりのようにも思う。 業界では制限増幅器とよばれ、応答時間が数ms程度で設定されているようだ。 その辺りは放送局の音声担当プロにお聴きするのが正しい。放送局と云えば東芝のテレトリーだ。

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以下、3種類のicで マイクコンプレッサー(自動ゲインコントロール式)を自作した。皆、KP-12同様に2mV入力以下でCOMP開始する。COMP開始点より大きな入力はすべてCOMPされるので、計測上COMP100%も可能だ。 程よく「上手な使い方」でお願いしいます。

製作順に

①SSM2166(アナログデバイス)  基板キット。 2017年10月  製作記事

comp開始点(1.3mV入力)の80倍である100mV入力にも追従するので COMP量は34dB?

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②NJM2783(JRC)  2018年3月25日 製作 

これもCOMP量は30dB以上取れる。データシートによると「時間遅れ」に対して最も優秀なIC.

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③TA2011S(東芝)  2018年3月29日  製作

DIP7なので最も半田しやすいし、最も廉価だ。

WEB上で云われるほどは悪くない。おそらく時定数を的確に選べないことをICのせいにしている可能性が強い。 動画のように違和感を感じ難い。概ね5dBほどCOMP動作させたのがこの動画。


YouTube: MIC-COMP ,useing TA2011s

COMP量は30dB以上とれる。

④ 軍用IC   [voice operated gain adjusting device]の SL6270.

英国海軍での実績評価が高い SL6270。 軍用で開発され現在も入手しやすいICだ。

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性能は優秀。

⑤ 開発中

2018年3月29日 (木)

東芝IC, TA2011Sをマイクコンプレッサーに使おう。通電し作動確認。

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人気のあったTA2011Sが市場から消えて久しかったが、祐徳電子さんから先々月に販売されていたので使ってみた。

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回路はWEB上で時定数に言及したものを踏襲してみた。 「データシート記載の嘘」にいつも苦労しているので、今回もWEB上の情報は話半分で、「其の通りならば幸運」程度でスタート。

回路は、

1,RF廻り込み対策の「LPF+フェライトビーズ」

2,TA2011S後段にLPF(F=3.3KC)

3,メーター回路

端的には、NJM2783回路基板を、NJM2783⇒TA2011Sに置換したものになった。。

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  ◇通電すると波形が出た。

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◇ COMPが掛かり出す入力(出力)を見ていくと、方形波形になって明らかな歪み点でCOMPスタートになった。(下写真の左側)。この動作が標準らしい。  

信号を弱めるといきなり出力がガツンと減る。 所謂シャックリ状態になることが判った。 、、とCOMPスタート点、アタックタイム、リカバータイムの見直しも必要らしい。

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◇データシートの推奨回路上の「とある抵抗」を不使用にすればCOMP中も波形歪みが軽くてすむことに気ついた。メーカーの推奨回路のままじゃ駄目らしいことも判った。

下写真の左側波形が出力。入力量がCOMPスタート点より大きければ、おおよそ0.5V位のOUTで一定になる。

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このように歪み少なく使うのがよいように想う。(データシート推奨回路だと方形になった)

◇メーターも振らしてみた。

おお、そこそこ振れる。

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続きます。

東芝IC, TA2011Sをマイクコンプレッサーに使おう。通電し動画で作動確認。

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 ◇前記のようにメーターも振れたので、 アタックタイム(入力小⇒大)の確認をしたいが、信号源と測定器のトリガーの掛け合いがオイラには難しいので、COMPが掛かかり出す少し上の信号強さの方形波を入れてみることにした。

 上のラインがta2011sの出力。下のラインが基板への入力(オシロは1目盛り5mV)

 データシートでは「立ち上がりの遅れ0.05秒(50ms)」とあるので、何かそれらしいものがあるか? or ないか?

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増幅段数に応じて相が廻るので180度あるいは360度の時間差は発生し、さらに50msほど遅れた何かを見つけたいな。 入力レベルは十二分にcompが掛かるレベル量の6倍強さ。立ち上がりはやや遅れるが立下りの遅れは弱い。横軸1目盛り1msなので、上写真の立ち上がりの遅れは1目盛り(1ms)もない。 

あまりも出来すぎだが簡便な計測方法としてはこれしか思いつかない。

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下写真では、Cによる放電時間の影響は10μ秒あるかないか程度。充電時で50μ秒(0.05m秒?)

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この方法では 確認したいものが判らない。 すでにデータシートとは異なる時定数にしてしまったからだろうか??

◇ もういちどcompスタート点を確認する。

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入力1.5mV近傍から出力(黒指針)が停止する。

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3mVも入ればしっかりCOMP状態だ。

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上のように1.5mV近傍の信号INでCOMPするのがわかったので、音を入れて耳で聞いてみる。

VTVMの針の動きをみるとCOMPしているのが判る。 赤指針(入力)が大きくて右に振れても黒指針(出力)がほぼ中央までしかいかない。この値の差がCOMP量になる。


YouTube: MIC-COMP ,useing TA2011s


YouTube: COMP-METER,USEING TA2011

◇ 「さほど違和感なくCOMPが掛かっている]のが判れば幸いだ。

通算244作目。

データシートと同様に、compスタート点を固定抵抗にしたのが本基板。 外部VRで可変したい場合には回路図中のR11をVR20KBに換えればOK.

上記のように TA2011S基板はCOMPが掛かりメーターも振れる。時定数をデータシートとは異なるようにしたが、データシート通りに製作したい方も居られるだろう。、、、とそれ用の取り付け穴は残しておく。

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データシートには「立ち上がりの遅れが50msある」旨が明示されているが、往時のセンサーの応答時間だと「信号in⇒out」で3ms程度は必要だったので、 入力信号の検出遅れについての疑念は非常に残る。ハイスピードカメラでの撮像も 誉められたようなものでは無かった。

2018年3月30日 (金)

TA2011Sをマイクコンプレッサーに使おう。部品レイアウト。

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昨日の此れ此処で紹介したように程よい感じでCOMPできたTA2011基板のレイアウト図を上げておく。(メーター回路あり)

RFストッパー⇒TA2011S⇒LPF(3.4KC)⇒OUT

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COMPスタート点は、R11の値で変えられる。 これを可変抵抗にすれば使いやすくはなるが、MICからの信号レベルが判っていないと、COMP過多の音になる。 少なくともMICからの信号レベルは実測して、程よくCOMPが掛かる値にしてほしい。(オシロで読むと苦しいので VTVMで確認推奨)

人気あるALC IC のNJM2783の場合、データシートによれば1.5mV近傍からCOMPスタートなので、このTA2011基板R11=3.3KΩだとそれ(NJM2783)に近い動作になる。(無測定器時の目安にはなるだろう)

TA2011は祐徳電子さんで継続販売中。すでに製造終了なので必要な方はお早めに、、、、。


YouTube: MIC-COMP ,useing TA2011s

COMPーMETERの振れ具合


YouTube: COMP-METER,USEING TA2011

LOW NOISEの2SC1815Lはsold outだった。 ローノイズのTRは入荷難しいので次ロットが手に入るかどうかだ、、。

◇NJM2783の動作例もあげておく。 (基板ナンバーRK-14)


YouTube: Useing NJM2783 , mic-comp P.C.B

自作マイクコンプレッサーの第3弾でした。

第1弾第2弾のP,C.B基板。

2018年4月 5日 (木)

マイクコンプレッサー基板(TA2011)のブロック図。

マイクコンプレッサーのブロック構成。データシートをみるとTA2011Sはそのままだと3.5mV近傍からCOMPスタートさせる作動が推奨作動らしい。

オイラの作動確認では SSM2166では1.5mV。    NJM2783も1.5mV近傍からCOMPスタートなので1段増幅(8dB)をTA2011Sの前に入れ、1.5mV近傍でCOMPスタートするように工夫した。 時定数も推奨値とは異なる。

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5dBほど掛かる作動具合は、動画のようになった。


YouTube: MIC-COMP ,useing TA2011s

オイラの記憶通りなら、アマチュア向けでは50年前からCOMP6dB程度が指針とされてきたと想う。業務用機器は性能も優秀だが価格もそれ相応になる。

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このコンプレッサー基板(TA2011)は基板ナンバーRK-15になる。COMPスタートは「固定R11 または VRによる可変」をジャンパーソケットで選択できる。R11が回路図値だと1.5mV近傍でCOMPスタートになる。ブロック図で示すように2SC1815の増幅度を上げると もっと小さい信号でCOMPスタートになる。

出品中の商品はこちら

2018年4月 8日 (日)

マイクコンプレッサーキット(自作派むけ)。 TA2011とNJM2783それにSSM2166。

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mic-compキット。

1, NJM2783キット

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 半田実装はやや技術が求められるが 0402よりは楽だ。 アマチュア無線技士で半田実装できる人は数人??だろう。アマチュア無線通信士が主流だ。

ICは3個あるので、総数3setで終了になる。

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2, TA2011Sキット

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共にyahooに出品中。

ICを多くは持っていないので、あと2SETで終了になる。

基板データは祐徳さんに渡っているので、キット希望者は問い合わせすると道が開ける可能性がある。

出品中の商品はこちら

3, SSM2166キット。

「上のSSOP14(NJM2783)の半田付けはちょっとレベルが高いなあ」と想う方々には、SSM2166.

性能はこちらの方がよい。 「ICが1000円する」のがやや難点。 高い為りに性能は優秀。 

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 このキット品は終了ですが、基板ならまだ数枚あります。現行ICでは一番良好な性能。

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キットはyahooにて出品中。

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