过滤器模块来对抗声反馈。方案、说明

用于消除声反馈的滤波器模块。无线电电子电气工程百科全书

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在文章中，作者提出了一个简单的陷波滤波器块，旨在作为扩声系统的模块化混音控制台（“Radio”，2003 年，第 2、3 期）的一部分。该块允许您抑制麦克风和扬声器系统之间的杂散声学耦合，而不会导致质量明显下降。正如第一篇文章中已经提到的，一组可更换的模块显着扩展了这款紧凑型控制台的录音和扩声范围。

放大中最大的问题通常是声反馈（“反馈”）的发生，大量出版物致力于解决这个问题。为了抑制这种效应，有许多装置，它们各有优缺点。但建议在简单的业余控制台中安装昂贵的数字滤波器或频谱移位器会很奇怪[1]。因此，我们将重点关注更简单的选项。

据信，声学“平局”最常发生在 125 Hz ... 4 kHz 的频率范围内，主要是在麦克风和声学系统的灵敏度增加的频率处，因为它们的位置不幸或房间中存在声音反射。显然，为了干扰声音放大系统中的生成，有必要降低增益或改变信号的相位。随着总增益的降低，声音放大本身的意义就消失了。可以应用简单的静噪并仅减少低电平信号的放大，但如果您只需要放大一个人的声音，则此方法很有用。但距离麦克风较远的声音会被抑制；这并不总是可以接受的。这意味着有必要仅在出现“平局”的频率处降低信号增益。这可以通过可调谐陷波滤波器来完成。为了不给信号引入明显的频率失真，陷波滤波器应该是窄带的。

据信，从信号频谱中“切掉”宽度小于0,1个八度的频带，即使在听交响乐时也是完全感觉不到的，而在语音中，将该频带增加到0,2...0,3个八度是完全可以接受的。在实践中，三分之一八度图形均衡器成功地应对了这项任务，但它们非常麻烦。使用参数均衡器或窄带可调谐陷波滤波器要方便得多。通常，窄带滤波器在调谐频率处具有非常大的衰减，但从其幅频特性 (AFC) 可以看出（图 1 中的曲线 1），增益下降 4 ... 5 dB相当宽的频带，这已经损害了音质。

用于对抗声反馈的滤波器模块

无需引入较大的衰减来消除“串”。因此，在操作期间，可以不使用陷波滤波器的部分频率响应：如果滤波器频率响应的上部“截止”20 ... 30 dB，则抑制带将变为非常窄，并且滤波器引入的衰减将保持相当足够。解决这个问题最简单的方法是使用可调谐窄带放大器代替滤波器，并将滤波器的信号与主信号按所需比例反相混合（求和）。这个“比例”将确保形成频率响应的所需部分。图 2 曲线图 1 显示了调谐到 100 Hz 频率的窄带放大器的频率响应，曲线 3 对应于加法器输出处的滤波器响应

该模块使用两个这样的滤波器（图 2），组装在 DA2 和 DA3 微电路上。

（点击放大）

滤波电路完全相同，仅电容器C15、C17和C20、C21的值不同。第一个可以在 50...750 Hz 频段进行调谐，第二个可以在 0,5...7 kHz 频段进行调谐。如果需要，您可以更改带通放大器的品质因数和增益 [2]。这些参数决定了滤波器中电阻器的以下电阻比：

Q=R17/R18；

K = R17/R16。

必须记住，截止频率带非常窄，很难调谐到“束缚”频率，并且很容易破坏调谐。由于滤波器频带很宽，因此引起的频率失真是人耳可以察觉的。微调电阻器 R15 和 R27 (SDR-19a) 允许您通过设置信号总和的比例来选择频率响应的使用部分。应该记住，当调谐滤波频率时，带通放大器的增益会发生一些变化。如有必要，可通过拨动开关 SA1、SA2 打开每个滤波器。有时有必要启用两个过滤器。

该模块还提供了一个带运算放大器 DA1.3 的可调相位滤波器。它的电路要简单得多，但是通过改变信号的相位，很可能会以不同的频率发生生成。实际上，为了消除高频“束缚”，最好选择容量为6 pF的电容器C2200，而对于低频电容器，则将其增加到0,01 μF。此外，作为反相器包含的运算放大器 DA1.4 允许使用 SA3 切换开关将放大路径中的相位立即改变 180°。其余运算放大器（DA1.1、DA1.2）分别在输入和输出级运行。输出级运算放大器同时执行加法器的功能。

当您在输入线之后打开控制台中的滤波器单元时，您需要将信号直接施加到DA13的引脚1。安装跳线代替元件 C1、R1，因为输入线的输出处已存在类似的链。

从图中可以看出，拨动开关允许您随意打开和关闭任何链接。相位滤波器由 SA4 拨动开关关闭（在“OFF”位置，“旁路”模式），SA3 拨动开关切换信号以反转信号相位，或平滑调整相位变化。

滤波器模块的设计与业余调音台模块的设计类似[1]。

用于对抗声反馈的滤波器模块

印刷电路板图如图所示。 3、模块前面板布局如图4所示。 XNUMX.

用于对抗声反馈的滤波器模块

本设计采用TL084芯片（TL074、K1401UD4）。所有滤波电容必须为薄膜电容，例如K73-17

在实践中，这样的模块几乎总是能够稳定地消除声反馈。滤波器调整必须在活动前的系统性能检查期间进行，之后请勿移动扬声器和麦克风。顺便说一句，在具有更复杂的数字滤波器的设备中，如果更改麦克风和扬声器的相对位置，滤波器会再次自动重新配置。

文学

Kuznetsov E. 业余模块化调音台。 - 广播，2003 年，第 2 期，第 12 页15-3；第 10 页，第 12 页。 XNUMX-XNUMX。
Horowitz P., Hill W. 电路的艺术。 - M.：和平号，1993 年。

作者：E.Kuznetsov，莫斯科

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