Klasický squelch pracuje na princípe úrovne prijímaného signálu. Ak signál prekročí nastavený prah, audio cesta sa otvorí. Tento princíp je praktický najmä pri FM, ale na KV môže byť problematický. Úroveň šumu, QRM a QRN sa môže výrazne meniť a samotný nárast energie preto ešte neznamená, že prijímač práve zachytil použiteľný hlasový signál.
Práve tento problém rieši projekt Voice Activated 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 prijímača Icom IC-7000.
V článku sa dočítate
Detekcia hlasu namiesto úrovne signálu
VAS V4 nepoužíva klasický princíp „signál nad prahom = otvoriť squelch“. Analógový obvod vyhodnocuje prítomnosť charakteristického hlasového signálu v audiu. Podľa dokumentácie je určený na detekciu hlasu pri AM, FM aj SSB. Výhodou pri SSB je, že slabá stanica nemusí mať dostatočný nárast celkovej energie oproti šumu na to, aby klasický squelch spoľahlivo zareagoval.
Pri hlasovej detekcii sa preto nehodnotí iba absolútna úroveň signálu. VAS V4 je navrhnutý tak, aby bežný šum a rušivé impulzy nespúšťali výstup tak ľahko ako klasický úrovňový squelch. Dokumentácia však zároveň upozorňuje, že úplné oddelenie ľudského hlasu od rušivých signálov nie je možné. Falošné detekcie sa môžu objaviť pri signáloch s premenlivou amplitúdou, ktoré sa svojím priebehom podobajú hlasovej energii.
Zapojenie do rádioamatérskej stanice
VAS V4 možno použiť ako samostatný modul alebo ho zabudovať priamo do prijímača. Pri inštalácii do rádiostanice sa audio signál privádza na vstup AUDIO_IN pred potenciometer hlasitosti. Dokumentácia teda počíta s tým, že VAS bude pracovať s audiom ešte pred jeho reguláciou v prijímači.
Pri samostatnom použití môže byť súčasťou vlastného reproduktorového boxu. Autor projektu vo svojom zapojení použil VAS spolu s audio zosilňovačom, reproduktorom, reguláciou hlasitosti a vypínačom MUTE. Pri zabudovaní do prijímača nemusí byť interný audio zosilňovač potrebný; dokumentácia opisuje možnosť jeho odpojenia cez prepojku APWR.
Napájanie je vhodné pre bežné rádioamatérske napätie. Technické údaje uvádzajú napájacie napätie 11 až 14,8 V, pričom minimálna hodnota je 10,5 V a absolútne maximum 16 V. Pokojový odber je podľa dokumentácie menší ako 20 mA, typicky približne 17 mA.
Nastavenie citlivosti VAS V4
Najdôležitejším nastavením je potenciometer CONFIDENCE. Nastavenie sa vykonáva na KV frekvencii, kde sa práve nenachádza hlasová prevádzka. Najprv sa nastavenie otáča v smere hodinových ručičiek, až sa v reproduktore objaví šum a rozsvieti sa indikácia detekcie. Následne sa potenciometer otáča opačným smerom, až šum zmizne a zhasne indikácia CONFIDENCE. Dokumentácia odporúča pokračovať ešte približne o tri až štyri otáčky.
Cieľom je nastaviť VAS tak, aby dokázal detegovať aj najslabší požadovaný hlasový signál. Ak sa počas prevádzky objavujú falošné detekcie spôsobené krátkodobým rušením, citlivosť možno ďalej mierne znížiť. Dokumentácia uvádza dodatočné nastavenie približne o jednu až tri otáčky.
Falošné detekcie nemožno úplne vylúčiť. Signály s premenlivou amplitúdou približne v rozsahu 5 až 10 Hz môžu svojím charakterom pripomínať hlasovú energiu.
Technické parametre
VAS V4 pracuje so vstupnou audio úrovňou 250 až 800 mV peak. Predvolené zosilnenie audio výstupu je 20-násobné. Pomocou externých súčiastok ho možno zvýšiť až na približne 200-násobok. Priamo v technických údajoch je uvedený čas detekcie, teda čas potrebný na otvorenie squelchu, približne 25 ms. Hang time je približne 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 využitia v rádioamatérskej 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 nie je 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.