KSS 滤波器是一种噪声抑制器。方案、说明

KSS 滤波器是一种噪声抑制器。无线电电子电气工程百科全书

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提高低信号电平下 VHF FM 节目的接收质量并不是一件容易的事。通常，使用不比接收器本身复杂的设备来解决这个问题。本文提出了一种简单的方法来降低从远程无线电台接收信号时的噪声水平。

众所周知，在采用的VHF立体声广播系统中，无论是国内的极坐标调制(PM)系统还是国外的导频音(PT)系统，复合立体声信号(CSS)的频带都比3频带宽得多。小时带宽。结果，伴随 CSS 的“泛音”噪声与立体声信号一起被解码，并出现在音频频谱的可听区域中，从而使信噪比比单声道恶化 10...18 dB模式。

为了保持可接受的音质，有必要在接收信号期间强制立体声解码器切换到“单声道”模式，此时单声道接收的初始信噪比下降到40.. .48 分贝。可用的自动切换“单声道-立体声”并不能解决这个问题，因为它仅对 CSS 子载波的存在做出反应，而不对实际信噪比做出反应。

为了降低立体声传输的噪声，无线电爱好者提出了几种设备[1, 2]，其工作原理是解码器左右输出通道并联，同时将接收信号降低到一定水平。这利用了通道中的噪声分量异相的事实，并且当转换为单声道模式时，它们被相互补偿。不幸的是，这种噪声抑制器在整个动态范围内的运行质量很低；它们可以被视为降低暂停时噪声可见性的阈值设备，这在[1]中指出。

我提出了一种根本不同的方法来解决该问题，其电路解决方案不需要能耗（可以在便携式设备中使用）并且不会引入额外的非线性失真。它基于噪声水平和立体声通道的分离度对超音频带（20 至 50...70 kHz）中 CSS 频率响应非线性的依赖性。因此，在基于 K6XA174 微电路的解码器中使用最简单的单链路低通滤波器获得的每倍频程 51 dB 的该区域的截止值大幅降低了噪声水平，但同时恶化了实际通道与PM 为 34 ... 43 dB 至 24 dB，PT 为 20 dB [3]。反之亦然 - 指定区域中频率响应的上升有助于更好地分离立体声通道，但信噪比会有所恶化。此外，KSS 的频率校正也是必要的，以补偿 FM 检波器中的损耗。在最复杂的接收器中，甚至建议在其后包含初步超声波频率，这会提高 CSS 较高频率的频率响应 [4]。

因此，通过调整立体声解码器前面 CSS 的频率响应，您可以在其输出处获得不同的 3H 信号最终质量：从非常好，通道间串扰衰减最大 - 对于强大的电台，到满意、接近“Mono” - 用于远程。这一原理是所提出的器件（图 1）的基础，该器件由可调链路 R1R2R3C1 和未调节低通滤波器 R4C2R5C3 组成。

可调连杆的操作取决于可变电阻器R3滑块的位置。根据方案（最大），在其上部位置，由于 R2C1 HPF 的作用，在音调区域和部分音调区域形成上升（图 2）。当滑块向下移动时，拐点频率增加，指定区域的上升减小，此外，R1C1 低通滤波器开始工作。在电阻器 R3 滑块的最低位置（最小值），排除高通滤波器，并且当前的低通滤波器提供必要的频率响应下降。

KSS 滤波器 - 噪声抑制器

第二个低通滤波器旨在抑制 KSS 频谱之外的噪声和带外信号。它有助于减少解码器输出处的干扰和噪声，并且不会降低立体声通道分离的实际质量，因为 CSS 的音调区域不受影响。

从图中的图表可以看出。如图2所示，在上部位置，在5 ... 5 kHz的相当宽的频带内实现了约70 dB的上升。在调节器的中间位置，频率响应在高达 60 kHz 时几乎呈线性，在 CSS 边界之外进一步下降。最后，在较低位置，频率高于 19 kHz 时会出现滚降，从而衰减立体声信号的音上部分。

所获得的特性对于 PT 和 PM 立体声解码器来说都是可接受的。在这两种情况下，都提供了通道间噪声和串扰衰减方面的 3H 输出信号参数的必要调节范围。

由于其简单性，该滤波器可以轻松应用于任何现成的设备 - 立体声或无线电接收器，也许最小的设备除外。当然，不排除它在新开发中的使用，例如两种标准立体声解码器。

在作者的版本中，使用了以下部件：TELPOD 的可变电阻器（类似于 SPZ-4M）、恒定电阻器 - MLT 0,125、电容器 - KM-4 型。

该器件中的可变电阻器R3（见图1）执行平滑切换“单声道-立体声”的功能。因此，在改进立体声接收器时，现有的“单声道-立体声”步进开关就变得不必要了。它可以拆下来，由它切换的电路固定在“立体声”模式对应的位置。应安装带有合适设计手柄的可变电阻器 R3 来代替远程开关。另一种选择也是可能的 - 保留现有的“单声道 - 立体声”开关，并将 R3 平滑控制放在它旁边。

KSS 滤波器 - 噪声抑制器

嵌入滤波器归结为拆除立体声解码器的现有输入电路（过渡电容器除外）并在其位置安装所提议的滤波器的元件。贴装，随意，唯一的要求就是电路的贴装部分与可变电阻R3用屏蔽线连接，以避免干扰。

滤波器在 1000 Hz 频率下引入的衰减是调节链路中的损耗 (5 dB) 以及由电阻器 R4、R5 的总电阻和滤波器的输入阻抗形成的分压器造成的信号衰减之和。立体声解码芯片。后者可能会有所不同，这会影响整体传输系数。由于滤波器不包含特殊的调谐元件（它们的引入会将衰减增加到不可接受的水平），因此建议采用以下方法与特定类型的微电路进行匹配。

改造前，在紧接FM检波器之后的标准电路的输入端施加50mV（有效值）、频率为1000Hz的正弦电压，并在校正低电平后测量立体声解码器任意通道的输出信号。 -通过过滤器。然后如上所述内置滤波器，并且将相同的测试信号施加到其输入，在同一点再次检查输出电压。如果变化较大，则选择电阻R4、R5的值，使输出信号电平更接近原值，然后根据情况按比例改变电容C2、C3的电容值时间常数 τ = R4C2 = R5C3。可以使用用于频率预失真校正的输出低通滤波器执行类似的操作，保持其时间常数 50...70 µs。该技术确保滤波器设置后接收音量不会改变。

该滤波器由作者应用在带有BA6363芯片上的立体声解码器的收音机“SHARP GF-1320”中。主观上，他的工作质量可以如下评估。当接收强大的电台并根据该方案将R3控制设置到上部位置时，立体声效果显着改善，并且声谱的上部频率得到强调，因为R2C1高通滤波器已经从4kHz的频率开始工作，即它也可以用作音调控制。同时，声音画面似乎变得更加清晰（与调节器的中间位置相比），乐器的定位更加清晰，并创建了出色的立体声全景。噪音的增加取决于接收节目的初始质量，对于最强大的电台（在接收点 - “俄罗斯广播电台”）来说，即使在暂停期间，也很难注意到。在控件的中间位置，声音对应于通常的“立体声”模式，噪音水平略有降低。根据该方案，当调节器滑块接近较低位置时，立体声效果会变差，较高频率会被静音，但同时噪声水平会降低，从而允许在此模式下接收较远的电台。在极限位置，声音几乎是单声道的，对于弱信号，立体声解码器会自动切换到“单声道”模式，如立体声指示灯熄灭所示。

从上文中可以清楚地看出，所提出的KSS滤波器是一种非常方便且灵活的调整元件，使得可以在几乎任何接收条件下获得自适应信号质量。该滤波器在整个动态范围内运行平稳，这使其有别于单立体声步进开关和阈值噪声抑制器。不排除其进一步的自动化以及与上述设备的共享。

文学

Bogdanov V. 减少立体声传输暂停中的噪音。 - 电台，1985 年，第 3 页，第 37 页。 XNUMX.
Churin S. 将立体声解码器自动切换到单声道模式。 - 广播，1991 年，第 10 页，第 72,73 页3。 174. Alenin S. K174 系列微电路。双标准立体声解码器 KR51XA1999.- 无线电，5 年，43，第 45 页6 - 47； XNUMX，p。 XNUMX.
无线电业余设计师的参考书。（A. 博格丹诺夫、N. 鲍里索夫等）。由 N. Chistyakov 编辑。 - M.：无线电和通信，1990 年。

作者：D.Pakhomov

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