О частотах звукового диапазона.Для удобства общения введем понятие о частотах передаваемого сигнала, разобьем весь частотный диапазон сигнала на три части:
1. Низкая частота – частоты от 60 до 200 Гц;
2. Средняя частота – частоты от 200 до 1500 Гц;
3. Высокая частота – частоты от 1500 до 3000 Гц.
Во всем звуковом спектре частот есть очень важные участки и отдельные частоты, которые отвечают за качественную передачу речи и наоборот вносят в голосовое вещание ненужный нам призвук глухоты, неразборчивости, скрежетания, подзвона и так далее. Вообще по большому счету одна из наших главных задач, это задача сформировать сигнал с «правильными» уровнями на определенных частотах. В противном случае и происходят все неприятности.
Итак, обращаем особое внимание на следующие частоты:
- Низкая частота. Здесь хочется остановиться поподробнее. Очень важные частоты, это диапазон 80-130 Гц. Именно эти частоты в голосе оператора создают приятный теплый «домашний» призвук. Но при этом, забегая вперед, отмечу, что одна из главных встречающихся ошибок, это чрезмерное усиление этих частот. Этого делать нельзя, иначе при слабых уровнях на приемной стороне будет слышаться только уханье, при практически полном отсутствии информативности в сигнале. Как показывают эксперименты, уровень сигнала на этих частотах не должен превышать 15-20 дБ по отношению к другим частотам однополосного сигнала. К тому же большая часть энергетики передатчика расходуется именно на передачу этих частот. Что получиться при неправильном формировании – качаем мощность, а в итоге нас не принимают!
Далее очень важная частота 160 Гц. Именно в этом участке голосового спектра скрыта глухое звучание сигнала или как говорят «подушечный» звук. 160 Гц стараются сразу же вырезать доступными методами, для этого как правило применяют соответствующий фильтр в эквалайзере с высокой добротностью, скажем 1/3 октавы.
Очень важный момент. Чтобы низкие частоты красиво и глубоко звучали в эфире, необходимо формировать сигнал до модулятора передатчика как минимум с двойным запасом по полосе частот. То есть, если мы хотим качественно передать частоты 60-130 Гц, то спектр частот в формирующем АЧХ эквалайзере должен начинаться как минимум с частоты 30- 75 Гц. В противном случае неестественное звучание по низким частотам обеспечено. То же самое относиться и к высоким частотам, качественное звучание на частотах 2500-3000 Гц должно быть обеспечено соответствующей полосой эквалайзера в области 5000-6000 Гц, иначе высокие частоты будут звучать безжизненно, неярко и весь сигнал будет звучать «плоско» и невыразительно. В литературе это объясняется таким понятием, как фазовые искажения звука, но мы не будем сейчас обсуждать эти серьезные вопросы.
- Средняя частота. Очень важный диапазон в речевом спектре, который отвечает за разборчивость, информативность и индивидуальность голоса. Естественность и основу голосового спектра формируют частоты 250-500 Гц. Звукооператоры называют эти частоты голосовой базой.
Здесь нужно конечно стремиться выдержать достаточно ровную характеристику АЧХ. Частоты 700-1200 Гц еще один очень важный диапазон. Как показывает статистика, у большинства людей имеется характерный провал в голосе на частоте примерно 700-900 Гц. Этот недостаток придется компенсировать эквалайзером. При наличии больших провалов на этих частотах (15-20 дБ) голос оператора становиться, как отмечают многие радиолюбители «гундявым», это особенно заметно при прослушивании такого сигнала при включенной узкой полосе приемника (2400 Гц и ниже). Однако надо отметить, что при больших уровнях (10 дБ и более) по отношению к соседним частотам в АЧХ сигнала частот 1000-1500 Гц создадут неприятный «металлический» звук.
- Высокие частоты. Эти частоты практически не влияют на разборчивость речи, но придают ей характерное сочное и яркое звучание согласных и шипящих звуках в голосе оператора. Здесь все достаточно просто, при относительно ровной АЧХ в диапазоне 1500-3000 Гц формируем небольшой подъем (2-3 дБ) на частотах 2400-2700 Гц.
Примерно так.
О передатчиках.
Учитывая вышесказанное, определяем требование к передающей аппаратуре. А их собственно два основных.
Первое - передатчик должен обеспечивать в режиме SSB необходимую полосу передаваемых частот 60- 3000 Гц.
Второе – не вносить дополнительные нелинейные искажения в сигнал, при отключенном компрессоре, возникающие при неправильной работы смесителей и оконечного каскада передатчика.
По первому требованию все решается относительно просто. Современные цифровые трансиверы имеют, как правило, достаточно широкую допустимую полосу передаваемых частот. Заявленные полосы передаваемых частот в режиме передачи как правило составляют 100- 3000 Гц ( у разных фирм производителей этот параметр несущественно отличается). Но особенность работы цифровых фильтров основной селекции современных передатчиков заключается в том, что при использовании эквалайзера легко можно сформировать на передачу по уровню -6 дБ сигнал с низкой частотой вплоть до 50 Гц без заметных нелинейных искажений. Немного сложнее стоит вопрос с передачей высоких частот. Исходя их тех же особенностей, надо отметить, что у большей части выпускаемых трансиверов, цифровые фильтры очень подвержены к формированию искажений на высоких частотах при даже незначительной перекачки сигнала в этой области. Особенно это заметно на трансиверах, выпускаемых фирмами YAESU и KENWOOD. Вывод – сформированный сигнал должен иметь с этой точки зрения соответствуюшую АЧХ.
Для выполнения второго требования, необходимо убедиться, что выходной каскад и драйвер платы PA работают в стандартном для SSB модуляции режиме АВ. Как показывает практика, это требование для большого числа выпускаемых трансиверов фирмами производителями не соблюдается. Иногда приходиться увеличивать значения начальных токов в выходных каскадах передатчика в 2-3 раза. И здесь безусловный лидер фирма YAESU. Честно говоря, мне не очень понятна эта политика экономии электроэнергии. Гораздо реже возникает проблема с неправильной работой смесителей передатчиков. На их оптимальную работу прежде всего влияют уровни подаваемых сигналов с гетеродинов и опорных генераторов. При наличии соответствующей измерительной техники и квалификации радиолюбителя эти вопросы решаются относительно просто.
С аналоговыми трансиверами задача усложняется только тем, что не во всех трансиверах имеется возможность включить в режиме передачи качественный широкополосный кварцевый фильтр. По понятным причинам не обсуждается в рамках данной темы применение пьезокерамических фильтров и фильтров ЭМФ в аналоговых трансиверах для формирования качественного SSB, так как требования эти очень высоки. Это прежде всего коэффициент прямоугольности фильтра (не хуже 1.5), полоса пропускания (не менее 2.8 кГц по уровню -6 дБ) и неравномерности в полосе прозрачности (не более 3 дБ). Учитывая все это можно остановиться на применении таких кварцевых фильтров, как:
ICOM FL-96, FL-257 (на 455 кГц).
INRAD (под конкретный трансивер INRAD выпускает соответствующий фильтр с полосой 2800 Гц).
Приведу примерный перечень трансиверов, ведущих фирм производителей, которые можно рекомендовать без значительных доработок для решения наших задач:
- KENWOOD TS-850, TS-870S, TS-950SDX, TS-2000
- ICOM IC-746PRO, IC-756PROII, IC-756PROIII, IC-7600, IC-7700, IC-7800
-YAESU FT-1000MP, FT-1000MARKV, FT-1000FIELD, FT-950, FT-2000, FT-5000, FT-9000.
- FlеxRadio Systems SDR.
