Module de filtre pour lutter contre le feedback acoustique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Dans l'article, l'auteur propose un simple bloc de filtres coupe-bande, conçu pour fonctionner dans le cadre d'une console de mixage modulaire ("Radio", 2003, n° 2, 3) d'un système de sonorisation. Ce bloc permet de supprimer les couplages acoustiques parasites entre les microphones et le système d'enceintes sans dégradation notable de la qualité. Comme déjà indiqué dans le premier article, un ensemble variable de modules élargit considérablement le champ d'application de cette console de petite taille pour l'enregistrement sonore et la sonorisation.

Le plus gros problème en matière de sonorisation est généralement l'apparition du feedback acoustique (« feedback »), et un grand nombre de publications sont consacrées à sa lutte. Pour supprimer cet effet, il existe de nombreux appareils qui présentent leurs propres inconvénients et avantages. Mais il serait étrange de recommander l’installation de filtres numériques coûteux ou de décaleurs de spectre de fréquences dans une simple console amateur [1]. Par conséquent, nous nous concentrerons sur des options plus simples.

On pense que le « clampage » acoustique se produit le plus souvent dans la gamme de fréquences de 125 Hz... 4 kHz, principalement à des fréquences de sensibilité accrue des microphones et des systèmes de haut-parleurs lorsqu'ils sont mal positionnés ou qu'il y a des réflexions sonores dans la pièce. Il est clair que pour perturber la génération dans un système de sonorisation, il faut soit réduire le gain, soit changer la phase du signal. Lorsque le gain global est réduit, le sens même de l’amplification sonore est perdu. Vous pouvez utiliser un simple noise gate à seuil et réduire le gain uniquement des signaux de faible niveau, mais cette méthode est utile si vous souhaitez uniquement amplifier la voix d'une seule personne. Mais les sons dont les sources sont plus éloignées du microphone seront supprimés ; Ce n'est pas toujours acceptable. Cela signifie qu'il est nécessaire de réduire le gain du signal uniquement à la fréquence à laquelle le « lien » s'est produit. Cela peut être fait en utilisant des filtres coupe-bande réglables. Afin de ne pas introduire de distorsions de fréquence notables dans le signal, les filtres de réjection doivent être à bande étroite.

On pense que « couper » une bande de fréquences du spectre du signal d'une largeur inférieure à 0,1 octave est totalement imperceptible même lors de l'écoute de musique symphonique, et dans la parole, il est tout à fait acceptable d'augmenter cette bande à 0,2...0,3. octaves. En pratique, les égaliseurs graphiques d'un tiers d'octave s'acquittent avec succès de cette tâche, mais ils sont très encombrants. Il est beaucoup plus pratique d'utiliser des égaliseurs paramétriques ou des filtres coupe-bande accordables à bande étroite. Généralement, les filtres à bande étroite ont une très grande atténuation à la fréquence d'accord, mais d'après leurs caractéristiques amplitude-fréquence (AFC), il s'ensuit (courbe 1 sur la Fig. 1) qu'une diminution du gain de 4...5 dB se produit sur une bande assez large, ce qui cause déjà des dommages importants à la qualité sonore.

Il n’est pas nécessaire d’introduire beaucoup d’atténuation pour éliminer la « cravate ». Par conséquent, lors du travail, il serait possible de ne pas utiliser une partie de la réponse en fréquence du filtre coupe-bande : si dans la partie supérieure de la réponse en fréquence du filtre vous « coupez » 20...30 dB, alors la bande coupe-bande deviendra très étroite et l'atténuation introduite par le filtre restera tout à fait suffisante. Le moyen le plus simple de résoudre ce problème consiste à utiliser un amplificateur à bande étroite accordable au lieu d'un filtre et à mélanger (sommer) le signal du filtre en antiphase avec le signal principal dans la proportion requise. Cette « proportion » assurera la formation de la partie requise de la réponse en fréquence. Courbe 2 sur la Fig. La figure 1 montre la réponse en fréquence d'un amplificateur bande étroite accordé sur une fréquence de 100 Hz, et la courbe 3 correspond à la caractéristique du filtre prise en sortie de l'additionneur.

Le module utilise deux de ces filtres (Fig. 2), assemblés sur des microcircuits DA2 et DA3.

(cliquez pour agrandir)

Les circuits de filtrage sont exactement les mêmes et ne diffèrent que par les valeurs des condensateurs C15, C17 et C20, C21. Le premier d'entre eux peut être réglé dans la bande de fréquences 50...750 Hz et le second dans la bande 0,5...7 kHz. Si vous le souhaitez, vous pouvez modifier le facteur de qualité et le gain de l'amplificateur passe-bande [2]. Ces paramètres déterminent les rapports suivants de résistances dans les filtres :

Q=R17/R18 ;

K = R17/R16.

Il faut garder à l’esprit qu’avec une bande très étroite de fréquences coupées, il est difficile de s’accorder sur la fréquence « de départ » et il est très facile de perdre l’accord. Avec une large bande de filtre, les distorsions de fréquence qu’elle introduit sont perceptibles à l’oreille. Les résistances ajustables R15 et R27 (SPZ-19a) vous permettent de sélectionner la partie utilisée de la réponse en fréquence en définissant la proportion de sommation des signaux. Il ne faut pas oublier que lors du réglage de la fréquence de filtrage, le gain de l'amplificateur passe-bande change légèrement. Chacun des filtres est activé, si nécessaire, par des interrupteurs à bascule SA1, SA2. Parfois, il devient nécessaire d'activer les deux filtres.

Le module fournit en outre un filtre de phase accordable avec l'ampli opérationnel DA1.3. Son circuit est beaucoup plus simple, mais en changeant la phase du signal, il est fort probable que la génération se produise à une fréquence différente. En pratique, pour éliminer le « lien » haute fréquence, il vaut mieux choisir un condensateur C6 d'une capacité de 2200 pF, et pour un condensateur basse fréquence, l'augmenter à 0,01 µF. De plus, l'ampli opérationnel DA1.4, inclus comme inverseur de phase, vous permet de changer la phase dans le chemin d'amplification de 3° à l'aide de l'interrupteur à bascule SA180. Les amplificateurs opérationnels restants (DA1.1, DA1.2) fonctionnent respectivement dans les étages d'entrée et de sortie. L'ampli-op de l'étage de sortie remplit simultanément la fonction d'un additionneur.

Lorsque vous connectez le bloc filtre à la télécommande après la ligne d'entrée, vous devez envoyer un signal directement à la broche 13 de DA1. Au lieu des éléments C1, R1, des cavaliers sont installés, puisqu'une chaîne similaire existe déjà à la sortie de la ligne d'entrée.

Sur le schéma, on peut voir que les interrupteurs à bascule vous permettent d'activer et de désactiver n'importe quel lien à volonté. Les filtres de phase sont désactivés par l'interrupteur à bascule SA4 (en position « OFF », mode « bypass »), et l'interrupteur à bascule SA3 commute le signal soit sur l'inversion de la phase du signal, soit sur l'ajustement en douceur du changement de phase.

La conception du module de filtre est similaire à la conception des modules d'une console de mixage amateur [1].

Le dessin du circuit imprimé est présenté sur la Fig. 3, et la disposition du panneau avant du module est illustrée à la Fig. 4.

La conception utilise des microcircuits TL084 (TL074, K1401UD4). Tous les condensateurs de filtrage doivent être à film, par exemple K73-17

En pratique, un tel bloc permet presque toujours d'éliminer de manière stable le larsen acoustique. Le réglage du filtre doit être effectué pendant le processus de vérification du fonctionnement du système avant le début de l'événement, et après cela, les systèmes de haut-parleurs et les microphones ne doivent pas être déplacés. À propos, dans les équipements dotés de filtres numériques beaucoup plus complexes, si vous modifiez la position relative du microphone et des haut-parleurs, les filtres sont automatiquement reconfigurés.

littérature

1. Kuznetsov E. Console de mixage modulaire amateur. - Radio, 2003, n°2, p. 12-15 ; N° 3, p. 10-12.
2. Horowitz P., Hill W. L'art des circuits. - M. : Mir, 1993.

Auteur : E.Kuznetsov, Moscou

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