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干货|HAM台式话筒DIY一例—基于LM324运放电路的台式话筒 [复制链接]

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离线现代通信
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2016-05-26
干货|HAM台式话筒DIY一例—基于LM324运放电路的台式话筒
作者:BG1HAS BG3UWY
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  这期介绍的DIY台式话筒选用了LM324运算放大集成电路,使得调整更方便,语音压缩效果更明显。这种集成块可能是最普遍的器件之一了,还有一个最重要的特性就是工作电压较低,适合使用内置电池驱动。

面板功能

背光功能
面板上各部件介绍  

1.与电台联接线缆插口、音频线路输入端子(RCA座)、脚踏开关接口(BNC座);
2.信号电平指示表、MIC输出电平调整(压缩拐点辅助调节)、VOL 总输出电平调整;
3.三挡位开关(语音压缩拐点选择分别为低、无、高)、COMP语音压缩量调整;
4.LOCK键(锁定发射)、电源开关、PTT键;
5.充电端子口在底部。
值得一提的是,这部台式话筒增加了指针夜光功能,在光线暗甚至无光的地方可以打开背光灯,轻松读取信号报告。

制作完成的LM324电路板

电路介绍
  采用LM324电路后调整简单,但相应的元器件数量和安装密集度有所增加,用刀刻线路板的方法已经不适用。我的好朋友孟耐强(BG3UWY)为我设计并制作了线路板,这样提高了话筒抗干扰性能,也方便了元器件安装。元器件选取1/8W金属膜电阻,1μF以上的电解电容,以及其他高频旁路的瓷片电容。驻极体话筒的选用很重要,因为不同品牌的产品音色和输出电平差异很大。在对比试验几种产品后我选用了松下产品。这款产品的一致性和品质比较好,音色比较适合在语音通信中使用。这样所有的线路板都焊好后,只需有一块经试验确认的做样板,包括增益、表头指示的调整都可以参照样板电阻值参数。

驻极体话筒


可充电锂电池组
  电源部分还是遵循独立供电原则,尽量减少与电台部分的电气联系,减少干扰源。整机总电流约为30mA,采用手机锂电池容量为600mAh两节串联,配专用充电器使用方便。

其余部件
  采用全铝材质上下分体型外壳,安装比较方便。话筒杆采用金属软管,可弯曲,方便调整话筒头角度。海绵防风话筒罩可有效防止使用时气流对拾音的干扰。  

语音压缩部分
  在SSB模式通信中语音压缩功能有积极辅助作用,它可以提高射频的平均功率和接收方的语言可懂性,这在短波设备中被普遍采用。在本机中设置了两级压缩,在试验中经过反复测试后,确定压缩拐点高压缩、低压缩挡位的具体值。COMP调整电位器可以调整拐点后的放大增益斜率(压缩比),使用者可以根据实际情况自由调整压缩两挡拐点和压缩程度。

语音频带部分
  在语音通信中为提高射频功率利用率和语言传输可懂性,把音频带宽设置在300~3 000Hz范围内,本机没有单独设计语言滤波电路,但是在话筒入口、放大器电路中加入相应的简单衰减、提升配置,利用输入300~3 000Hz的单音信号调整器件参数,达到对语言中频信号的放大,同时兼顾人声还原度,得到比较好的语言传输效果。

语音线路部分
  新话筒保留了语音线路功能,但改为单声道输入接口。在输入音乐信号测试时,还原度很好。可以循环播放呼叫信号,为比赛提供便利。

输出电平指示
  因为不同品牌电台的话筒输入电平要求有差别,所以加入电平指示表有一定的参考作用,可以避免语音过调制或不足。

抗干扰部分
  台式话筒的抗干扰性能是最重要的,在这次DIY中绝大部分工作就是围绕对干扰信号的处理。在最初的实验中干扰信号在台式话筒电路中形成自激,无法使用。并发现在SSB模式下,不同波段产生的自激状况有所不同,甚至不同机型、不同天馈系统都会有差异。为此我采取最笨拙的方法,逐一对几种常用机型、不同的天馈系统解决问题,再进行互换试验,被朋友们戏称“台咪巡演”。
  最终再连续分别调整5部台式话筒,对各个接口、连线都做了屏蔽和高频旁路,经反复测试、修改下干扰问题终于解决。在与成品MFJ-299台式话筒的使用比对中,语音还原度主观感觉优于MFJ-299,在抗干扰能力上也没有差别。

辅助连接线及其他
  脚踏开关为自己DIY,其连接线缆采用屏蔽线,加装L、C滤波元件,并在线缆外部套磁环,意在减小射频共模干扰,在实际使用中并未引起新的干扰问题。充电器为8.4V锂电池充电,充满自停。


脚踏开关

换用不同的DIY转接线就可以配合不同的电台使用

测试及结果
  我邀请了几位HAM朋友分别测试了这部台式话筒,在经过几款不同机型的设备测试使用后,得出结论,这次实验的台式话筒兼容性很好,语音输出电平与电台的输入匹配可以自由调节,话音的还原度在VHF、UHF、HF都有不错的表现。

不足及改进设想
1.话筒电平的调节与压缩挡位和压缩率调节之间有很大的关联,这会给初次使用的用户带来困惑。这种无级调整方式在实验中是必要的,但控制环节过多,使用很不方便。

2.采纳BG1QQT的建议,增加输出控制端子(预计3个),这样可以最多同时或分别控制3部电台,进一步提高使用灵活性。
3.加入语音均衡电路,扩展U/V段频响范围,使音频还原度更高,听感更舒适。4.在试验中我换用了一款更高性能的运放电路,发现语音还原效果优于LM324,音色圆润。且8.4V的电压完全能够正常工作。在下款台式话筒试验中会全部更换此电路。

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