Der klassische Rauschsperre funktioniert nach dem Prinzip des empfangenen Signalpegels. Wenn das Signal den festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird der Audioweg geöffnet. Dieses Prinzip ist besonders bei FM praktisch, kann jedoch bei KV problematisch sein. Der Geräuschpegel, QRM und QRN können erheblich variieren, und ein Anstieg der Energie bedeutet daher nicht unbedingt, dass der Empfänger gerade ein brauchbares Sprachsignal empfangen hat.
Genau dieses Problem löst das Projekt Sprachgesteuertes Rauschsperre VAS V4 von YO3HJVDer Autor suchte ursprünglich nach einer Möglichkeit, den Lautsprecher beim Überwachen von KV-Frequenzen stumm zu halten und ihn nur zu öffnen, wenn menschliche Sprache im empfangenen Audio erscheint. Inspiriert wurde er auch von Codan-Radios und der im DSP prijímača Icom IC-7000.
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Spracherkennung statt Signalpegel
VAS V4 verwendet nicht das klassische Prinzip „Signal über dem Schwellenwert = Rauschsperre öffnen“. Die analoge Schaltung bewertet die Anwesenheit eines charakteristischen Sprachsignals im Audio. Laut Dokumentation ist es für die Spracherkennung bei AM, FM und SSB vorgesehen. Ein Vorteil bei SSB ist, dass eine schwache Station nicht genügend Anstieg der Gesamtenergie im Vergleich zum Rauschen haben muss, damit der klassische Rauschsperre zuverlässig reagiert.
Bei der Sprachdetektion wird daher nicht nur das absolute Signalniveau bewertet. VAS V4 ist so konzipiert, dass gewöhnliche Geräusche und störende Impulse den Ausgang nicht so leicht auslösen wie ein klassisches Pegel-Rauschsperre. Die Dokumentation weist jedoch auch darauf hin, dass eine vollständige Trennung der menschlichen Stimme von störenden Signalen nicht möglich ist. Falsche Erkennungen können bei Signalen mit variabler Amplitude auftreten, die ihrem Verlauf der Sprachenergie ähneln.
Anschluss an die Amateurfunkstation
VAS V4 kann entweder als eigenständiges Modul verwendet oder direkt in den Empfänger eingebaut werden. Bei der Installation in die Funkstation wird das Audiosignal vor dem Lautstärkeregler an den AUDIO_IN-Eingang angelegt. Die Dokumentation geht davon aus, dass VAS mit Audio arbeitet, bevor es im Empfänger geregelt wird.
Bei eigenständiger Verwendung kann es Teil einer eigenen Lautsprecherbox sein. Der Autor des Projekts verwendete VAS in seiner Schaltung zusammen mit einem Audioverstärker, einem Lautsprecher, einer Lautstärkeregelung und einem MUTE-Schalter. Bei der Integration in den Empfänger ist der interne Audioverstärker möglicherweise nicht erforderlich; die Dokumentation beschreibt die Möglichkeit, ihn über den APWR-Jumper zu trennen.
Die Stromversorgung ist für übliche Amateurfunkspannungen geeignet. Die technischen Daten geben eine Betriebsspannung von 11 bis 14,8 V an, wobei der Mindestwert 10,5 V und das absolute Maximum 16 V beträgt. Der Ruheverbrauch beträgt laut Dokumentation weniger als 20 mA, typischerweise etwa 17 mA.
Einstellung der Empfindlichkeit VAS V4
Die wichtigste Einstellung ist der Potentiometer CONFIDENCE. Die Einstellung erfolgt auf der KV-Frequenz, auf der sich gerade kein Sprachverkehr befindet. Zuerst wird die Einstellung im Uhrzeigersinn gedreht, bis ein Rauschen im Lautsprecher hörbar wird und die Erkennungsanzeige leuchtet. Anschließend wird das Potentiometer in die entgegengesetzte Richtung gedreht, bis das Rauschen verschwindet und die CONFIDENCE-Anzeige erlischt. Die Dokumentation empfiehlt, noch etwa drei bis vier Umdrehungen fortzufahren.
Ziel ist es, VAS so einzustellen, dass es auch das schwächste gewünschte Sprachsignal erkennen kann. Wenn während des Betriebs falsche Erkennungen aufgrund kurzfristiger Störungen auftreten, kann die Empfindlichkeit weiter leicht verringert werden. Die Dokumentation gibt an, dass eine zusätzliche Einstellung von etwa ein bis drei Umdrehungen vorgenommen werden kann.
Falsche Erkennungen können nicht vollständig ausgeschlossen werden. Signale mit variabler Amplitude im Bereich von etwa 5 bis 10 Hz können in ihrer Natur Sprachenergie ähneln.
Technische Parameter
VAS V4 arbeitet mit einem Eingangsaudiopegel von 250 bis 800 mV Spitze. Die Standardverstärkung des Audioausgangs beträgt das 20-fache. Mit externen Bauteilen kann sie auf etwa das 200-fache erhöht werden. In den technischen Daten ist die Erkennungszeit angegeben, also die Zeit, die benötigt wird, um den Squelch zu öffnen, etwa 25 ms. Die Hangzeit beträgt etwa 1200 ms.
Das Modul hat auch einen galvanisch getrennten Steuerausgang, der durch einen Optokoppler realisiert wird. Dieser ermöglicht die Verwendung der Spracherkennung zur Steuerung eines externen Geräts. Die Dokumentation gibt maximale Werte für den Optokopplerausgang von 35 V und 50 mA an.
Anwendungsmöglichkeiten in der Amateurfunkpraxis
Die einfachste Anwendung ist ein eigenständiger Lautsprechermodul, das an den Audioausgang des Transceivers angeschlossen ist. VAS lässt dann den Lautsprecher während des Rauschens stumm und öffnet ihn bei Spracherkennung. Dies ist beispielsweise interessant beim langfristigen Monitoring von KW-Frequenzen, bei denen wir den Lautsprecher nicht ständig eingeschaltet haben möchten.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Modul direkt in den Empfänger einzubauen. Die kleinen Abmessungen der Platine ermöglichen auch eine interne Montage. Aufgrund des geringen Stromverbrauchs ist die Verwendung im Portable-Betrieb interessant, wo VAS aus derselben Quelle wie das Funkgerät gespeist werden kann.
Audio muss nicht ausschließlich von einem klassischen Transceiver stammen. Das Projekt YO3HJV berücksichtigt auch andere Audioquellen einschließlich PC. SDR. Modul tak môže byť zaujímavým doplnkom pri experimentovaní so SDR prijímačmi a vlastnými audio cestami.
Der Optokopplerausgang ermöglicht zudem die Verwendung der Spracherkennung als Steuersignal für ein weiteres Gerät. Der Autor des Projekts erwähnt beispielsweise die Aktivierung von Aufzeichnungen oder externen Programmen. Eine interessante experimentelle Anwendung ist auch ein SSB-Repeater, bei dem die Spracherkennung auf der Empfangsseite als logisches Signal zur Aktivierung des PTT-Senders dienen könnte.
VAS V4 ist kein Ersatz für FM-Rauschsperre
Bei der Verwendung von VAS V4 ist es wichtig, seinen Verwendungszweck zu respektieren. Der Autor des Projekts empfiehlt ausdrücklich nicht, diese Schaltung als Ersatz für den klassischen Squelch-Detektor bei FM-Kommunikation zu verwenden. Obwohl die Dokumentation die Spracherkennung für AM, FM und SSB angibt, ist das Projekt nicht als universeller Ersatz für den Standard-FM-Squelch konzipiert.
VAS V4 ist daher besonders interessant als experimentelle Ergänzung für den Sprachbetrieb, insbesondere dort, wo der klassische Squelch, der nur auf dem Signalniveau basiert, bei Rauschen und schwachen SSB-Signalen das gewünschte Verhalten nicht bietet. Sein analoges Konzept, der niedrige Stromverbrauch, der eigenständige Betrieb und der Optokopplerausgang eröffnen auch Raum für eigene Amateurfunkkonstruktionen.