سد کلام الکترونیکی – بخش 1

.

.

پیش از هر چیز لازم است یادآوری کنم که چون عملاً در زمینه‌ی ادبیات موسیقی هیچ فرهنگ واژگان فارسی وجود ندارد (یا من نیافتم) و اصطلاحات موسیقی در ایران عمدتاً به همان شکل لاتین مورد استفاده قرار می‌گیرند، من به سلیقه‌ی خودم برای اصطلاحات و واژه‌های فرهنگ موسیقی، که در اصل آلمانی این مقاله به کار برده شده بودند، معادل‌هایی به فارسی انتخاب کردم. من به خود چنین اجازه‌ای دادم زیرا در این‌جا نه مستقیماً با موسیقی، بلکه با یک «موضوع فنی» در حوزه‌ی صدا و موسیقی سر و کار داریم، و ترجیح دادم که در توضیحات فنی خود برای درک بهتر مطلب از واژه‌های فارسی استفاده کنم.

.

طرح مسأله و راه‌حل‌ها

گوش‌فرادادن به موسیقی منتشره از ایستگاه‌های فرستنده به عنوان «صدای زمینه» هنگامی آرامش‌بخش است که چُرت شنونده دایم توسط کلمات و گفتارهای گویندگان و آگهی‌های تجارتی پاره نشود! بدین جهت، تمایل به داشتن یک «سد کلام خودکار»، عمری به درازای خود سخن‌پراکنی رادیویی دارد. برای تشخیص و تفکیک کلام از موسیقی راه‌حل‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری وجود دارند. در این‌جا یک راه الکترونیکی خالص بررسی می‌شود.

اما پیش از ورود به موضوع، چند نمونه از جداسازی کلام و موسیقی به عنوان نمونه ارایه می‌شود:

.

نوع قطعه	کامل	کلام	موسیقی
ترانه	بیا زندگی کنیم	سینا حجازی	آهنگ پاپ
سرود	ای ایران	غلامحسین بنان	مارش
دکلمه شعر	از آب‌ها به بعد	خسرو شکیبایی	موسیقی زمینه‌ای
ترانه سرود دو صدایی	بوی جوی مولیان	بانو مرضیه و غلامحسین بنان	ارکستر
ترانه	عروس	محمد نوری	آهنگ پاپ

.

از مدت‌ها پیش معیارها و شاخص‌هایی شناخته شده‌اند که به وسیله‌ی آن‌ها کلام و موزیک از طریق تحلیل منحنی‌های مشخصه (Intrinsic Curve, Envelope) تا حد قابل قبولی از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند.

دو تا از این ملاک‌ها، یعنی روش وقفه یا مکث (Pause) و روش ناهمواری (Roughness)، در مداری که در ادامه تشریح می‌شود، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ترکیب این دو روش موجب مقداری پیچیدگی در ساختمان مدار شده، اما نرخ جداسازی را تا حد مطلوبی بالا برده است. تنظیم و کالیبراسیون سطح یا دامنه‌ی هر سیگنال ورودی آسان است، چرا که نمایش بصری با یک دیود نوری در مدار پیش‌بینی شده است. هنگام حضور کلام خالص، مدار یک سد کلامی با دقت 99% به دست می‌دهد، و در برابر وضعیتی که روی صدای آرام موسیقی صحبت شده باشد، کلام تا 90% به درستی تشخیص داده می‌شود. خطای عملکردی ممکن است روی قطعه‌های شعاری مانند موسیقی «بحر طویل» فرنگی یا «رپ» (Rap) و اجراهایی که تعداد زیادی وقفه دارند، بروز کند. در قطعات معمول موسیقی خطای عملکرد به فقط حدود 2% محدود می‌باشد.

فوت‌وفن کاری این مدار، قطع‌کردن ارتباط ورودی به خروجی در لحظات تشخیص کلام است. این روش را که به آن «کلیدگری» نام می‌نهیم، توسط ظاهرشدن و محوشدن عمل کلید با سرعت کم صورت می‌گیرد. کل مدار با 9 ولت کار می‌کند و به راحتی می‌تواند به یک رادیو اضافه و در داخل آن جاسازی شود. تبدیل از حالت «مسدودکن» به «اجرای عادی» موسیقی امکان‌پذیر هست. هنگام کار به عنوان سد کلام، مدار تشخیص به رادیو ملحق می‌شود، با پخش یک قطعه موسیقی نامطلوب قطع می‌گردد. سپس دستگاه به طور خودکار، پس از وقفه‌ی متعاقب آن، دوباره کار خود را از سر می‌گیرد.

.

معیارهای تشخیص

از لحاظ فنی ساده‌ترین روشی که برای تشخیص و تمییز میان کلام و موسیقی وجود دارد، بر فراوانی و تعدّد بروز وقفه‌ها استوار است. در موسیقی چنین وقفه‌هایی به ندرت اتفاق می‌افتد، اما در کلام و گفتار پس از حتی ادای هر واژه مکث و وقفه‌ای صورت می‌گیرد. ارزیابی و تشخیص این وقفه‌ها با استفاده از یک مدار «کلیدزنی آستانه» (Threshold Switching) و با تحلیل شکل‌موج مشخصه‌ی سیگنال صوتی امکان‌پذیر است. این مدار در آغاز یا پایان هر وقفه یک پالس کوتاه (از نظر زمانی) تولید می‌کند. با انتگرال‌گیری از این پالس یک ولتاژ مستقیم به دست خواهد آمد که مقدار آن با فراوانی وقفه‌ها رابطه‌ی مستقیم دارد و به وسیله‌ی همین ولتاژ است که تقطیع سیگنال صدا و حذف کلام از آن کنترل و اجرا می‌شود.

این سامانه موسیقی را فقط هنگامی به درستی تشخیص می‌دهد که آستانه‌ی کلیدزنیِ مدارِ آشکارسازوقفه پایین‌تر از سطح اجرایی که در موسیقی به آن «خیلی نرم» (Pianissimo) می‌گویند، صورت پذیرد. در این صورت، کلام فقط وقتی تشخیص داده می‌شود که سطح نویزهای زمینه‌ای متناسباً در سطح پایینی قرار داشته باشد. در گزارش‌های خبری که همراه با سروصدای خیابان تهیه می‌شوند، یا در میدان‌های ورزشی با همراهی موسیقی با گفتار، نویزها و اختلالات صوتی دیگر، این روشِ تشخیص از عهده‌ی انجام وظیفه‌ی خود برنخواهد آمد.

در «روش ناهمواری» بر «فرآیند طنین» (Reverbration Process) یا به عبارت دیگر «میرایی صوت» موسیقی تمرکز می‌شود که بخشی در آلات موسیقایی (میرایی در تارهای مرتعش و سطوح تشدیدگر)، و بخشی در محیط و فضای اجرا (ساختار سالن کنسرت) اتفاق می‌افتد و با این ویژگی‌ها از کلامی که مستقیم جلوی میکروفن بیان می‌گردد، متمایز می‌شود. نظر به این که این فرآیندِ طنین و میرایی روندی نمایی (به معنای ریاضی آن) دارد، در کاربردهای فنی باید ابتدا منحنی مشخصه‌ی آن را توسط یک تقویتکننده‌ی لگاریتمی به حالت خطی (Linear) درآورد و سپس باید از فرآیندهای نوسانی مشتق گرفته شود و حاصل آن طوری فرآوری شود که به محض تجاوز از یک سرعت نزول تعریف شده، پالسی تولید شود. با انتگرال‌گیری از پالسی که به این صورت ایجاد شده است، دوباره یک ولتاژ مستقیم به دست می‌آید که با افزایش «ناهمواری» اجرا، بالا می‌رود و با آن فرمان کلیدزنی و قطع صادر می‌شود.

روش ناهمواری به نظر تردید برانگیز می‌رسد، زیرا اغلب دیده می‌شود که برخی از هنرمندان از دیگران بسیار نزدیک‌تر به میکروفن صحبت می‌کنند یا می‌خوانند. همچنین، تعداد کمی از سازهای طنین‌دار از قبیل فلوت، ابوا، و سازدهنی در نزدیکی میکروفن نواخته می‌شوند، و در سازهای الکترونیکی که اصولاً نه میکروفنی در کار است و نه طنینی.

پس روش ناهمواری فقط وقتی قابل استفاده است که از پیش دقت شده باشد که آیا این «ناهمواری موسیقایی» در عمل همراه با نویز زمینه‌ای واقعاً شدید همراه است. یعنی، کافیست که هنگام معاینه‌ی ناهمواری سیگنال صوتی، محدودیت تا حدی اِعمال شود که ناهمواری فقط بتواند از مقداری پایین‌تر از یک سطح سیگنال تشخیص داده شود.

چون ناهمواری فقط وقتی کلیدزنی و قطع را به راه می‌اندازد که به دفعات اتفاق بیفتد، این روش در زمان حضور طنین خیلی قوی و در برابر کلامی که دارای وقفه‌های زیادی باشد، بی‌اثر و غیرقابل استفاده می‌شود. در اینجا استفاده‌ی کمکی از روش وقفه به انجام مقصود کمک خواهد کرد. با چنین کاربرد ترکیبی می‌توان آستانه‌ی کلیدزنی آشکارساز وقفه را پایین‌تر قرار داد و بدین وسیله از بروز عمل قطع، در حالی که صدای موزیک خیلی کم شده باشد، پیش‌گیری کرد. تنظیم دقیق حساسیت به وقفه و ناهمواری وقتی ساده‌تر می‌شود که حالت کار کلیدزنی مدار توسط یک دیود نوری نمایش داده شود.

.

مدار با روش وقفه یا مکث

سد کلامی که در بالا تشریح شد به این شکل به کار گرفته می‌شود: این دستگاه بین خروجی آشکارساز صدای یک دستگاه معمولی سخن‌پراکنی (مانند گیرنده رادیو) و ورودی یک تقویت‌کننده‌ی صوتی وصل می‌شود. چون قله‌ی ولتاژ سیگنال در خروجی آشکارساز فقط چند صد میلی‌ولت است، و در ارتباط با موسیقی باید روی دینامیکی در حدود 40 دسی‌بل حساب کرد، بایستی در این مدار ضریب تقویتی در حدود 50 دسی‌بل پیش‌بینی شود، زیرا در غیر این صورت ولتاژ سیگنال موسیقی‌های خیلی آرام (از نظر بلندی صدا) همچنان زیر ولتاژ پیشروی دیودهایی که در بخش منظم‌کننده‌ی منحنی مشخصه به کار برده شده‌اند، قرار می‌گیرد.

تصویر 1 نشان می‌دهد که برای تقویت اولیه‌ی سیگنال ورودی یک تقویت‌کننده‌ی عملیاتی به کار برده شده است. فرکانس مرزی پایین از طریق انتخاب مقدار ظرفیتی صحیح برای خازنهای 1 و 2 و 3  روی 100 هرتز قرار داده شده است، و همزمان روی همین تقویت‌کننده‌ی عملیاتی شبکه‌ی جبران فرکانس موجود، افت تقویت را از فرکانس تقریباً 3 کیلوهرتز آغاز می‌کند. این محدود‌کردن بازه‌ی فرکانسی، تشخیص وقفه‌ها را در شرایطی که فرکانس‌های نامطلوب خیلی بم (مثلاً 50 هرتز برق شهر) یا خیلی زیر (صداهای سوت‌مانندِ هم‌پوشانی‌شده با موزیک) حضور داشته باشند، بهبود می‌بخشد. در حالت کارکرد عادی، به نظر می‌رسد که سیگنال خروجی تقویت‌کننده‌ی عملیاتی به شدت بر اثر «فرا-رانش»  یا اوور درایو (Over Drive) دچار اعوجاج و شکستگی شده باشد. اما جای نگرانی نیست، چرا که در این‌جا فقط باید وقفه‌ها تمیز داده شوند، و اعوجاج‌های ناشی از وقفه‌ها در سیگنال ورودی اهمیتی ندارند و قابل چشم‌پوشی هستند.

.

تصویر 1: مدار یک سد کلام بر اساس روش وقفه

مقادیر ولتاژی نوشته شده روی این شماتیک در حالت بدون سیگنال ورودی اندازه‌گیری شده است

.

یکسوسازهای سیگنال شامل دیودهای 1 و 2 روی خازن 9 یک ولتاژ منفی ایجاد می‌کنند که ترانزیستور 2 را به حالت قطع می‌برد. فقط در حضور یک وقفه در سیگنال، ولتاژی که از پیش، روی مقاومت 9 قرار دارد، می‌تواند فعال شده و ترانزیستور 2 را به حالت هدایت ببرد. همچنین ترانزیستور 4 از طریق مقاومت 11 جریان بیس دریافت می‌کند و سبب روشن‌شدن دیود نوری 1 می‌شود. برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌توان این دیود نوری را توسط کلید 1 بیکار کرد. تغییر ولتاژی که در پایان وقفه روی مقاومت 11 باقی می‌ماند، پس از مشتق‌گیری و یکسوسازی (توسط خازن 10 و دیودهای 3 و 4) به یک ایمپالس تبدیل می‌گردد که در خازن 13 ذخیره می‌شود.

ابتدا وقتی که هیچ وقفه‌ی دیگری پیدا نشود، بار ذخیره شده در خازن 13 می‌تواند در مقاومت 15 تخلیه شود. در مقابل، در صورت بروز پالس‌های وقفه‌ی مداوم و متراکم، خازن 13 همچنان شارژشده باقی می‌ماند.

پس از صاف‌کردن نویز صوتی ناشی از کلیدزنی توسط مدار فیلتر شامل خازن 12 و تریمر 14، ولتاژ کلیدزنی به پایه‌ی گیت ترانزیستور 1 می‌رسد. پایه‌ی «چشمه» (Source) این ترانزیستور از طریق مقاومت‌های مقسّم ولتاژ 5، 6 و 7 یک ولتاژ اولیه دریافت می‌کند که با حضور آن ترانزیستور مذکور فقط وقتی هادی می‌شود که ولتاژ گیت آن نسبت به زمینِ مدار به حدود مثبت 5 ولت رسیده باشد. ولتاژ متناوب ورودی از طریق مقاومت 4، خازن 5 و مقاومت 8 به پایه‌ی «منفذ» (Drain) ترانزیستور 1 می‌رسد. با تنظیم مقاومت 8 روی صفر اهم سرکوب کلام به بیش‌ترین حد خواهد رسید، زیرا در این وضعیت فقط مقاومت داخلی این ترانزیستور (مقاومت اشباع) با مقاومت 4 یک شبکه‌ی مقسم ولتاژ ایجاد می‌کند. تا موقعی که ترانزیستور 1 مسدود باقی بماند، این مقاومت داخلی عملاً بینهایت است و سیگنال صوتی می‌تواند بدون تضعیف قابل اعتنایی از طریق خازن های 5 و 8 به بیس مدار مبدل امپدانس (ترانزیستور 3) و از امیتر آن به خروجی برود. با پدیدار شدن وقفه‌های فراوان، ولتاژ گیت ترانزیستور 1 کم‌کم بالا می‌رود (این ولتاژ توسط خازن 12 صاف می‌شود). مقاومت داخلی ترانزیستور 1 به همین نسبت به آرامی پایین می‌آید تا به حدود 100 اهم می‌رسد و سیگنال صوتی تا تقریباً 50- دسی‌بل تضعیف می‌شود. تضعیف کمتر از این (شنیدن صدای ضعیف کلام) هم امکان‌پذیر هست، در صورتی که مقاومت 8 متناسباً تنظیم شده باشد. ممکن است عجیب به نظر برسد که تحت هیچ شرایطی ولتاژ مستقیم روی ترانزیستور 1 قرار نمی‌گیرد: اما به علت ساختار قرینه‌ی ترانزیستور اثر میدان، کارکرد با یک ولتاژ متناوب خالص کاملاً ممکن می‌باشد. اعوجاج در سیگنال صوتی در صورتی ممکن است بوجود آید که دامنه‌ی سیگنال ورودی خیلی زیاد باشد. بنابراین، مقدار قله‌ای ولتاژ ورودی باید کمتر از 1 ولت باشد.

اگر یک تون صوتی یکنواخت را به ورودی مدار بدهیم و خروجی آن به یک آمپلی‌فایر رفته باشد، نحوه‌ی کار مدار را می‌توان به خوبی ملاحظه کرد. وقفه‌ها را می‌توان با اتصال سریع و لحظه‌ای ورودی مدار یکسوساز سیگنال به زمین، شبیه‌سازی کرد: در پی این عمل، نمایشگر بصریِ وقفه روشن خواهد شد. اما پخش سیگنال ابتدا هنگامی قطع خواهد شد که اتصال زمین‌کردن دو بار به سرعت پشت سر هم اتفاق بیفتد.

حساسیت مدار با پتانسیومتر 1 تنظیم می‌شود، طوری که با صحبت‌کردن در میکروفن تا جای ممکن نمایشگرِ وقفه هر چه بیشتر چشمک بزند. سپس همین وضعیت با موزیک خالص امتحان می‌شود: حتی با صدای خیلی کم هم نباید وقفه‌ای توسط مدار تشخیص داده شود. طبعاً برای رسیدن به این مقصود پتانسیومتر 1 باید بازتنظیم شود. این مدار به ویژه برای دریافت موج اف.ام. ایستگاه‌های محلی مناسب است، زیرا با دریافت سیگنال‌های رادیویی که فش‌فش و نویز فراوانی دارند، هیچ وقفه‌ای تشخیص داده نخواهد شد. در چنین حالتی البته می‌توان پتانسیومتر 1 را طوری تنظیم کرد که آستانه‌ی وقفه بالای سطح نویز قرار گیرد، اما با موزیک با صدای کم، مدار انتقال صدا را قطع می‌کند.

.

کاربرد روش ناهمواری

اصول کار این مدار ابتدا در مدار بلوکی زیر (تصویر 2) نشان داده شده است و بلوک‌های کاری 1 و 2 با طبقاتی که در تصویر 1 نامگذاری شده‌اند تطابق دارند. در این‌جا پتانسیومتر 8 همان عملی را انجام می‌دهد که پتانسیومتر 2 در تصویر 2.

.

تصویر 2: دیاگرام بلوکی یک سد کلام با روش ناهمواری

.

آماده‌سازی سیگنال ناهمواری با یک طبقه تقویتکننده – محدودکننده‌ی لگاریتمی آغاز می‌شود. چون در موسیقی اغلب چند فرآیند صوتی یکدیگر را پوشش می‌دهند، و ارتفاع صدای آن‌ها با روندی تقریباً نمایی (اکسپوننشیال) میرا می‌شود، استفاده از یک تقویت‌کننده‌ی لگاریتمی خالص هیچ بهبودی ایجاد نمی‌کند.

در تصویر زیر (تصویر 3) سیگنال ضروری برای تعیین سرعت میرایی نمایش داده شده است. تصویر از یک شکل موجی که به صورت نمایی میرا می‌شود (شکل موج 3-الف)، آغاز شده، که با محدودکردن لگاریتمی به صورت خطی درمی‌آید (شکل موج 3-ب). قلّه‌های تیز انتهای موجها به واسطه‌ی این محدودسازی انحنا پیدا می‌کنند و گِرد و پَهن می‌شوند. برای تعیین سرعت نزول منحنی مشخصه حالا باید این سیگنال یکسوسازی شود. مدار فیلتر صاف‌کننده، که بلافاصله به دنبال مدار یکسوساز قرار دارد، باید دارای ثابت‌زمانی (du/dt) کوچکی باشد تا ولتاژ خروجی آن واقعاً و در عمل با قله‌های سیکل‌های موج هماهنگ باشد و آن‌ها را نمایندگی کند. با چنین ثابت‌زمانی کوتاهی در مدار صافی، یکسوسازی نیم موج (تصویر 3-پ)، حداقل در فرکانس‌های پایین و بم، ولتاژ ریپلی (Uw) ایجاد می‌شود که در حضور یک تُن صوتی دایمی می‌تواند شبهه‌ی وجود یک ناهمواری شدید را به وجود آورد. در نتیجه، لازم است که یکسوسازی به صورت تمام موج صورت پذیرد (تصویر 3-ت). دامنه‌ی ریپل در خروجی این مدار ولتاژ بسیار کمتری دارد و فرکانس آن دو برابر است که با امکانات ساده قابل صاف کردن می‌باشد.

.

تصویر 3: در روش ناهمواری ثابت‌زمانی شبکه‌های صافی باید به دقت تعیین شوند، زیرا در غیر این صورت ریپل باقی‌مانده به عنوان ناهمواری ارزیابی می‌شود

.

این تصویر همچنین نشان می‌دهد بهتر آن است که ابتدا موج را به صورت لگاریتمی محدود کرد و سپس منحنی مشخصه را ساخت. اگر این مسیر وارونه انجام شود (یکسوسازی گروه موج تصویر 3-الف) حتی ثابت‌زمانی کوتاه‌تری لازم خواهد آمد.

ولتاژهای دارای اختلاف فاز 180 درجه‌ای که برای یکسوسازی تمام‌موج ضروری هستند، در طبقه‌ی قرینه‌ساز (طبقه‌ی 4 در تصویر 2) تولید می‌شوند و طوری در جریان فرا-رانش قرار داده شده‌اند که عمل محدودسازی آن از نقطه‌ای در حدود 30درصدِ بیشینه‌ی ارتفاع آن آغاز شود. به این ترتیب ناهمواری فقط هنگامی می‌تواند تشخیص داده شود که: متناسباً نویز زمینه کمی وجود داشته باشد. کلامی که در نزدیکی میکروفن بیان می‌شود، با همراهی موسیقی قوی روی هم به عنوان «موسیقی» تشخیص داده خواهد شد، اما گفتار روی زمینه‌ی موسیقایی با صدای کم به عنوان «کلام» دیده خواهد شد.

به دنبال مدار یکسوساز تمام‌موج در تصویر 2، یک فیلتر فعال برای صاف‌کردن منحنی مشخصه آمده است. از ولتاژ منحنی مشخصه در مدار آشکارساز ناهمواری مشتق گرفته می‌شود که در نتیجه‌ی آن، در صورتی که زمان میرایی سیگنالی کمتر از 20 میلی‌ثانیه طول بکشد، تغییرات ولتاژی منفی ناشی از یکسوسازی و تقویت به ایمپالس‌هایی تغییر شکل می‌یابند. با پتانسیومتر 3 می‌توان حساسیت بخش آشکارساز ناهمواری را در بازه‌ی مشخصی حفظ کرد. بدین وسیله امکان جداسازی بهینه حاصل می‌شود و یا حتی امکان تنظیم به صورت مقطعی برای بهتر شنیده‌شدن کلام و گفتاری که روی موسیقی آرامی بیان می‌شود را به دست می‌دهد. این نوع تنظیم‌ها با وجود نمایشگر دیود نوری که ایمپالس‌های ناهمواری را نشان می‌دهد، آسان می‌شود.

فرآوری این ایمپاس‌ها با انتگرال‌گیری از آن‌ها ادامه پیدا می‌کند که اثر آن با یک «شمارش حافظه» قابل قیاس است، طوری که طبقه‌ی مسدودکننده باز هم تنها وقتی فرمان می‌گیرد که ناهمواری با فراوانی کافی بروز کند.

.

مدار با روش ناهمواری

در تصویر زیر (تصویر 4) مدار شماتیکی آن بلوک‌های مداری که در تصویر 2 ترسیم شده بودند، در درون خط‌چین‌هایی مشخص شده‌اند. عمل محدودسازی لگاریتمی را یک تقویت‌کننده‌ی عملیاتی بر عهده دارد که در مسیر بازخور آن دو دیود 1 و 2 به صورت «ضدموازی» (آنتی‌پارالل)  قرار دارند. به علت ظرفیت پایین خازن‌های کوپلاژ و دکوپلاژ (خازن‌های 1، 3 و 6) فرکانس‌های بم تا آن‌جا تضعیف می‌شوند که نتوانند به اشتباه به عنوان ناهمواری ارزیابی شوند.

.

تصویر 4: در این مدار روش ناهمواری برای تشخیص کلام به کار رفته است

.

میزان تقویت‌کنندگی و بازه‌ی فرا-رانش توسط مقادیر مقاومت‌های مقسّم ولتاژ 7 و 8 در مدار تقویت‌کننده‌ی پوش-پول شامل ترانزیستورهای 2 و 3 تعیین می‌شود. به دنبال مدار یکسوساز منحنی مشخصه (دیودهای 3 و 4) یک مدار «فیلتر فعال» قرار دارد که در ساختمان آن، به‌کارگیری تنها یک مدار تعقیب‌کننده‌ی امیتر یا «امیتر پِیرو» (Emitter Follower) کفایت کرد. افزاره‌هایی که تولرانسی معادل یا بهتر از 10± درصد داشته باشند در این مدار نتیجه‌ی مطلوب را به دست خواهند داد.

آشکارساز ناهمواری (ترانزیستور 6) توسط پتانسیومتر 3 و مقاومت 25 در حالت «آستانه‌ی تحریک» قرار می‌گیرد، طوری که در حالت بیکاری در محدوده‌ی اشباع قرار داشته باشد. هنگامی که از طریق خازن 12 یک تغییر مثبت در منحنی مشخصه‌ی به آشکارساز می‌رسد، ترانزیستور 6 فقط مقداری بیش‌تر اشباع می‌شود؛ پس ولتاژ کلکتور آن عملاً برابر صفر باقی می‌ماند. اما با ورود یک تغییر منفی در منحنی مشخصه (روند خاتمه‌ی صوت، پایین رفتن دامنه‌ی صدا)، بر خلاف حالت قبل، ترانزیستور 6 برای مدت کوتاهی به حالت قطع می‌رود و مسدود می‌شود. در این میان، پالس مثبتی که روی کلکتور پیدا می‌شود، خازن 16 را شارژ می‌کند و سپس، همان طور که در تصویر 1 نشان داده شده است، برای فرمان و کنترل به ترانزیستور 1 فرستاده می‌شود. این پالس، همزمان، دیود نوری را نیز از طریق ترانزیستور 5 به راه می‌اندازد. پس از مدار امیترپِیرو ترانزیستور 7 یک مسیر کم‌اهم برای عبور سیگنال صوتی در اختیار قرار دارد.

در این‌جا تنظیم و کالیبراسیون دستگاه دشوارتر از مدار با روش وقفه است، زیرا پتانسیومترهای 1 و 3 و تریمر 14 همگی باید به درستی تنظیم شوند. به‌کار‌گیری یک اسیلوسکوپ و یک مولّد سیگنال، در بهترین حالت با خروجی موج مثلثی، در این‌جا ضروری است. برای ساده‌کردن روند تنظیم، ابتدا خازن 8 را در مدار لحیم نمی‌کنیم. پس از قرار‌دادن سیگنال مثلثی یا سینوسی (در حدود 2 کیلوهرتز و دامنه‌ی 1 ولت موثر) به ورودی مدار، می‌توانیم با چرخاندن کامل پتانسیومتر 1 در خروجی تقویت‌کننده‌ی عملیاتی محدودشدن لگاریتمی سیگنال را مشاهده کنیم. با مقایسه‌ی این سیگنال با سیگنال روی کلکتور ترانزیستور 2، می‌توان پتانسیومتر 1 را طوری تنظیم کرد که مدار متقارن‌کننده در آستانه‌ی ورود به حالت فرا-رانش قرار گیرد.

حالت تنظیم‌شده‌ی تریمر 14 در اسیلوگرام تصویر 5 ملاحظه می‌شود.

.

تصویر 5: سیگنال مثلثی که به ورودی مدار داده شده، ابتدا محدود و سپس به یک یکسوساز تمام‌موج فرستاده می‌شود (وسط). این مدار، در صورت تنظیم ناقص، به صورت متقارن کار نمی‌کند و در نتیجه چرخه‌های موج به صورتی در‌می‌آید که در گراف زیرین دیده می‌شود

.

سیگنال مثلثی ورودی به مدار در اسیلوگرام بالایی نشان داده شده است. در زیر آن شکل ولتاژی که با تنظیم درست تریمر 14 در خروجی یکسوساز تمام‌موج (کاتود دیودهای 3 و 4، بدون خازن 8) به دست آمده است، مشاهده می‌شود. معمولاً پس از یکسوسازی یک سیگنال مثلثی، یک سیگنال مثلثی دیگر با فرکانس دو برابر به دست می‌آید، تصویر 5 دو برابرشدگی فرکانس را نشان می‌هد، اما فُرم مثلثیِ سیگنال به علت محدودشدگی لگاریتمی به شدت دچار تغییر شده است. در بخش پایین این تصویر حالتی نمایش داده شده که تنظیم تریمر 14 ناکافی بوده است. قله‌ی ولتاژ روی کلکتور ترانزیستورهای 2 و 3 دارای ارتفاعات متفاوت و مقداری اختلاف دامنه هستند. اساساً تنظیم این «آفست» توسط تریمر 14 با حضور خازن 8 هم امکان‌پذیر هست، اما بارگزاری ناشی از وجود این خازن، کالیبره‌کردن مدار تقارن را دشوار می‌کند.

تنظیم پتانسیومترهای 1 و 3 را بهتر است به زمانِ کاربرد عملی دستگاه موکول کرد. برای این کار ابتدا با کلام خالص آغاز می‌شود و پتانسیومترها در این وضعیت تنظیم می‌شوند، طوری که دیود نوری تا حد امکان در وقفه‌ها و مکث‌ها به فراوانی روشن شود و در بقیه‌ی اوقات خاموش باقی بماند. پس از آن، با ناهموارترین موزیکی که صدای یکنواخت بلندی داشته باشد (آواز با میکروفن نزدیک به دهان همراه با موسیقی بسیار پرتحرک) ادامه داده می‌شود. با به آرامی چرخاندن پتانسیومتر 1 دیده خواهد شد که ابتدا دیود نوری بیش‌تر اوقات، و بعد اما کم‌تر و کم‌تر (محدود‌شدن در مدار تقارن) روشن می‌شود. به چرخاندن پتانسیومتر 1 تا آن‌جا ادامه داده می‌شود که پخش صدا دیگر قطع نشود. در صورتی که این وضعیت قابل دستیابی نباشد، پتانسیومتر 2 وارد کارزار تنظیم می‌شود. با نظارت بر نتیجه‌ی کار و صدای دریافتی، می‌توان دقت تنظیم پتانسیومترها را بیش‌تر و بیش‌تر کرد. در برابر تغییر سطح سیگنال ورودی (در برخی گیرنده‌های رادیو اف.ام.، سیگنال دمدوله‌شده‌ی ایستگاه‌های مختلف فرستنده ولتاژهای متفاوتی دارند) فقط پتانسیومتر 1 متناسباً تنظیم می‌شود.

.

بقیه در بخش دوم

.

.

مطالب مرتبط:

به نجوای مرموز آب گوش فرا دهیم!

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2021-04-24 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.