Klasický squelch funguje na principu úrovně přijímaného signálu. Pokud signál překročí nastavený práh, audio cesta se otevře. Tento princip je praktický zejména při FM, ale na KV může být problematický. Úroveň šumu, QRM a QRN se může výrazně měnit a samotný nárůst energie tedy ještě neznamená, že přijímač právě zachytil použitelný hlasový signál.
Právě tento problém řeší projekt Hlasově aktivovaný squelch VAS V4 od YO3HJV. Autor pôvodne hľadal spôsob, ako pri monitorovaní KV frekvencií ponechať reproduktor stíšený a otvoriť ho iba vtedy, keď sa v prijímanom audiu objaví ľudská reč. K projektu ho inšpirovali aj rádiá Codan a hlasový squelch implementovaný v DSP přijímače Icom IC-7000.
V článku se dočtete
Detekce hlasu místo úrovně signálu
VAS V4 nepoužívá klasický princip „signál nad prahem = otevřít squelch“. Analogový obvod vyhodnocuje přítomnost charakteristického hlasového signálu v audiu. Podle dokumentace je určen na detekci hlasu při AM, FM i SSB. Výhodou při SSB je, že slabá stanice nemusí mít dostatečný nárůst celkové energie oproti šumu na to, aby klasický squelch spolehlivě zareagoval.
Při detekci hlasu se proto nehodnotí pouze absolutní úroveň signálu. VAS V4 je navržen tak, aby běžný šum a rušivé impulzy nespouštěly výstup tak snadno jako klasický úrovňový squelch. Dokumentace však zároveň upozorňuje, že úplné oddělení lidského hlasu od rušivých signálů není možné. Falešné detekce se mohou objevit při signálech s proměnlivou amplitudou, které se svým průběhem podobají hlasové energii.
Zapojení do rádioamatérské stanice
VAS V4 lze použít jako samostatný modul nebo jej integrovat přímo do přijímače. Při instalaci do rádiové stanice se audio signál přivádí na vstup AUDIO_IN před potenciometr hlasitosti. Dokumentace tedy počítá s tím, že VAS bude pracovat s audiem ještě před jeho regulací v přijímači.
Při samostatném použití může být součástí vlastního reproduktorového boxu. Autor projektu ve svém zapojení použil VAS spolu s audio zesilovačem, reproduktorem, regulací hlasitosti a vypínačem MUTE. Při integraci do přijímače nemusí být interní audio zesilovač potřebný; dokumentace popisuje možnost jeho odpojení přes propojení APWR.
Napájení je vhodné pro běžné rádiové amatérské napětí. Technické údaje uvádějí napájecí napětí 11 až 14,8 V, přičemž minimální hodnota je 10,5 V a absolutní maximum 16 V. Klidový odběr je podle dokumentace menší než 20 mA, typicky přibližně 17 mA.
Nastavení citlivosti VAS V4
Nejdůležitějším nastavením je potenciometr CONFIDENCE. Nastavení se provádí na KV frekvenci, kde se právě nenachází hlasová provoz. Nejprve se nastavení otáčí ve směru hodinových ručiček, až se v reproduktoru objeví šum a rozsvítí se indikace detekce. Následně se potenciometr otáčí opačným směrem, až šum zmizí a zhasne indikace CONFIDENCE. Dokumentace doporučuje pokračovat ještě přibližně o tři až čtyři otáčky.
Cílem je nastavit VAS tak, aby dokázal detekovat i nejslabší požadovaný hlasový signál. Pokud se během provozu objevují falešné detekce způsobené krátkodobým rušením, citlivost lze dále mírně snížit. Dokumentace uvádí dodatečné nastavení přibližně o jednu až tři otáčky.
Falešné detekce nelze zcela vyloučit. Signály s proměnlivou amplitudou přibližně v rozsahu 5 až 10 Hz mohou svým charakterem připomínat hlasovou energii.
Technické parametry
VAS V4 pracuje se vstupní audio úrovní 250 až 800 mV peak. Předvolené zesílení audio výstupu je 20-násobné. Pomocí externích součástek jej lze zvýšit až na přibližně 200-násobek. Přímo v technických údajích je uveden čas detekce, tedy čas potřebný k otevření squelchu, přibližně 25 ms. Hang time je přibližně 1200 ms.
Modul má aj galvanicky oddelený riadiaci výstup realizovaný optočlenom. Ten umožňuje použiť detekciu hlasu na ovládanie externého zariadenia. Dokumentácia uvádza maximálne hodnoty optočlenového výstupu 35 V a 50 mA.
Možnosti využití v rádioamatérské praxi
Najjednoduchším použitím je samostatný reproduktorový modul pripojený k audio výstupu transceivera. VAS potom ponechá reproduktor tichý počas šumu a otvorí ho pri detekcii hlasu. To je zaujímavé napríklad pri dlhodobom monitorovaní KV frekvencie, kde nechceme mať reproduktor neustále zapnutý.
Ďalšou možnosťou je zabudovanie modulu priamo do prijímača. Malé rozmery dosky umožňujú uvažovať aj o internej montáži. Vďaka nízkemu odberu je zaujímavé aj použitie pri portable prevádzke, kde môže byť VAS napájaný z rovnakého zdroja ako rádiostanica.
Audio nemusí pochádzať výhradne z klasického transceivera. Projekt YO3HJV počíta aj s inými zdrojmi audia vrátane PC SDR. Modul tak môže byť zaujímavým doplnkom pri experimentovaní so SDR prijímačmi a vlastnými audio cestami.
Optočlenový výstup navyše umožňuje použiť detekciu hlasu ako riadiaci signál pre ďalšie zariadenie. Autor projektu uvádza napríklad aktiváciu záznamu alebo externého programu. Zaujímavým experimentálnym použitím je aj SSB opakovač, kde by detekcia hlasu na prijímacej strane mohla slúžiť ako logický signál pre aktiváciu PTT vysielača.
VAS V4 není náhradou FM squelchu
Pri použití VAS V4 je dôležité rešpektovať jeho určenie. Autor projektu výslovne neodporúča používať tento obvod ako náhradu klasického squelch detektora pri FM komunikácii. Hoci dokumentácia uvádza detekciu hlasu pre AM, FM aj SSB, projekt nie je koncipovaný ako univerzálna náhrada štandardného FM squelchu.
VAS V4 je preto zaujímavý predovšetkým ako experimentálny doplnok pre hlasovú prevádzku, najmä tam, kde klasický squelch založený iba na úrovni signálu neposkytuje pri šume a slabých SSB signáloch požadované správanie. Jeho analógová koncepcia, nízky odber, samostatná prevádzka a optočlenový riadiaci výstup pritom otvárajú priestor aj pre vlastné rádioamatérske konštrukcie.