Hallo, die angehängt Schaltung scheint ja eine der bekannten und einfachen Sprachinverter Schaltungen zu sein.Leider verstehe ich nicht wo in der Schaltung eine Modulation um einen Träger stattfindet. IC3A und B sind ein Verstärker und Invertierer, danach geht das Signal auf IC2A der als Differenzverstärker arbeitet. Über den Analogschalter kann die Phasenlage des Differenzsignals umgeschaltet werden. Danach folgt ein Tiefpass mit R14 und C8 und ein über einen Tief- und einen Hochpass angesteuerter Impedanzwandler. Wo findet hier die Modulation um ein Träger statt?
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Der Träger kommt von Pin 4 des Connector links und schaltet das Audiosignal wechselnd auf invertiert. Das ist wie die Multiplikation mit einem Rechteck der zwischen -1 und 1 wechselt. Liegt der Träger z.B. bei 4000 Hz dann wird das Band 300-3000 Hz auf 1000-3700 Hz spiegelverkehrt umgesetzt. Das ist die Invertierung. Zusätzlich entstehen 4300-7000 Hz die weggefiltert werden.
Ja, Umschalter Y und Z bilden einen Polwendeschalter, oder Kreuzschalter, auch ein Dioden-Ringmischer macht nichts anderes. Umschalter X kann nur das Signal abschalten. Wenn man X1 noch beschalten würde, könnte man zwischen normal und invertiert umschalten. Der Oszillator ist im Bild nicht gezeigt, er schaltet Y und Z gleichzeitig um.
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Bernhard schrieb: > Der Träger kommt von Pin 4 des Connector So ist es. Wozu der Steuereingang Pin 3 da ist, ist mir ein Rätsel. (Muting? Ohne auf Masse zu schalten?) Unsinn ist allerdings der Filter. Er sollte möglichst steilflankig bei ca. 4 kHz liegen, tut er aber nicht. Es ist ein 3-poliger SK-Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von ca. 1400 Hz und einer Charakteristik, die annähernd Butterworth entspricht. Real und ideal 3-polig im Anhang. Noch idealer wäre ein noch viel steilerer Filter.
Danke an alle, mit bisschen Denkanregung (der Differenzverstärker als Modulator) und Neuanordnung der Bauteile (Sallen-Key-Tiefpass) macht das Teil plötzlich Sinn... @Eins der drei ???: Was wäre deine alternative für den Tiefpass?
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Trex schrieb: > @Eins der drei ???: Was wäre deine alternative für den Tiefpass? Ich muss zugeben, keine praktische Erfahrung mit Sprachinvertern zu haben. Aber ich stelle mir vor, dass z. B. bei ein 4 kHz Träger, bei dem 4,3 kHz Frequenzanteil ebenso wie 3,7 kHz auf 300 Hz gespiegelt wird, ein recht unsauberes Ergebnis liefert. Bei einem idealen 3-poligen Butterworth-Filter werden die 4,3 kHz gerade einmal 2 dB mehr als die 3,7 kHz gedämpft. Mehr Filter ist nicht nur mehr Aufwand - es gilt auch, mit geringeren Toleranzen zu arbeiten. Ich würde es aus dem Bauch heraus mal mit einem 7-poligen Filter, also zwei Op-Ammps mehr, versuchen. Siehe Anhang. Der lässt sich ganz gut mit http://www.beis.de/Elektronik/Filter/Filter.html dimensionieren. 4,5 statt 2 dB bei Δf = 600 Hz - auch nicht toll, aber schon besser. Besser wäre wohl noch ein elliptischer bzw. Cauer-Filter, aber dafür weiß ich jetzt keine schnelle Dimensionierungshilfe. Auch statt Butterworth ein Chebycheff mit 1 bis 2 dB Ripple könnte schon eine weitere Verbesserung bringen.
> Ich muss zugeben, keine praktische Erfahrung mit Sprachinvertern zu > haben. Aber ich stelle mir vor, dass z. B. bei ein 4 kHz Träger, bei dem > 4,3 kHz Frequenzanteil ebenso wie 3,7 kHz auf 300 Hz gespiegelt wird, > ein recht unsauberes Ergebnis liefert. Bei einem idealen 3-poligen > Butterworth-Filter werden die 4,3 kHz gerade einmal 2 dB mehr als die > 3,7 kHz gedämpft. Diese Problematik ist durchaus beherrschbar. So arbeitete etwa ein analoger Profi-Voice-Scrambler mit mehreren unterschiedlichen Invertierungs-Frequenzen, die in schneller Folge (20ms) gewechselt wurden. Die Abhörsicherheit war dadurch weitaus höher als bei einer simplen Sprachband-Invertierung mit Festfrequenz (Sprachverschleierung). Der Schaltungsaufwand zur Filterung des Trägers war wohl beträchtlich. Man erzielte damit aber trotzdem eine deutlich bessere Sprachqualität als bei digitalen Sprachschlüsselgeräten, wie sie im schmalbandigen FM- Betriebsfunk eingesetzt wurden.
Moin, Eins der drei ??? schrieb: > Besser wäre wohl noch ein elliptischer bzw. Cauer-Filter, aber dafür > weiß ich jetzt keine schnelle Dimensionierungshilfe. Auch statt > Butterworth ein Chebycheff mit 1 bis 2 dB Ripple könnte schon eine > weitere Verbesserung bringen. Naja, ich kann auch an einen 30 Jahre alten Golf Diesel noch neue Alufelgen schrauben. Dann sieht er vielleicht schoener aus. Aber bringts das wirklich? Gruss WK
Moin Weka, wie viel ein besserer Filter bringt, weiß ich nicht. Ich schrieb deshalb: > Ich muss zugeben, keine praktische Erfahrung mit Sprachinvertern zu > haben. Ich mache mir so meine Gedanken. Wenn Frequenzanteile bei der Invertierung falsch (bzw. alias-)gespiegelt und dann das Gleiche bei der Rück-Invertierung passiert, kann ein besserer Filter nicht von Nachteil sein. Ein idealer Filter würde ein perfektes Ergebnis liefern, gar kein Filter würde vielleicht auch funktionieren. Man könnte jetzt mal die fehlerhaften Energieinhalte bzw. deren Unterschied abschätzen. Was den Filter vielleicht wirklich weniger wichtig macht, dürfte die Tatsache sein, dass bei Sprache die höheren Frequenzanteile hauptsächlich aus Zischlauten besteht und weniger aus Formanten. Zischlaute sind weitgehend Rauschen, und ob man das ein bzw. zwei mal nicht richtig filtert ist - zumindest bei echtem Rauschen - vollkommen egal. Deshalb könnte ein hochpoliges Filter bei Sprache doch recht wenig Vorteile haben. Ja, Nachdenken hilft, um zu anderen Erkenntnissen zu kommen. Letztendlich muss der Versuch entscheiden. Vermutlich wird es ein Plug-In "Laplace Filter" für Audacity geben und die Möglichkeit einer Modulation auch, damit könnte man mal spielen. Das Ergebnis interessiert mich schon.
Es hat mir keine Ruhe gelassen und ich war neugierig. Ich habe den Versuch mit Audacity gemacht. Originalsignal mit 4 kHz multipliziert, Tiefpass-gefiltert, wieder mit 4 kHz multipliziert und wieder Tiefpass-gefiltert. Der Unterschied zwischen einem 3-poligen (24dB/Oktave) und einem 6-poligen (48dB/Oktave) Tiefpass ist schon sehr deutlich, aber für Versuche reicht ein 3er. Im Anhang 3 Files, alle mit 4 kHz Trägerfrequenz und Tiefpass: Das invertierte Test-File mit 48 kHz Tiefpass: SpecInvert_Tagesschau_InvLPF48dB.mp3 Versucht mal, 'rauszukriegen, was das Original ist. In der Mitte der Sequenz habt ihr eine Chance. Das mit 24 dB/Oktave sowohl erzeugte als auch demodulierte Signal: SpecInvert_Tagesschau_LPF24dB.mp3 Das mit 48 dB/Oktave sowohl erzeugte als auch demodulierte Signal: SpecInvert_Tagesschau_LPF48dB.mp3
Moin, Klar sind da steilflankige Tiefpassfilter eine gute Idee. Und klar sind die mit Audacity auch g'schwind gemacht. Und vor dem Modulator braucht's die eigentlich auch. Speziell, wenn ich mit einem Rechteck als LO arbeite. Da mischt's mir ja die Oberwellen des Rechtecks auch noch mit in mein Signal. Muss man aber alles in Relation zur "echten" Schaltung sehen. Wenn du versuchst, Filter mit 48 dB/Oct. - also achter Ordnung (=4 Teilfilter mit je einem OpAmp), in analog aufzubauen, kriegst du echten Spass mit Bauteiltoleranzen. Und ganz schnell kanns dir passieren, dass du irgendwelche Beulen oder Loecher im Durchlassbereich hast, die du eigentlich nicht haben willst - oder dein Cauerfilter keine 0.5dB Ripple hat wie berechnet, sondern 10dB; dafuer aber nochmal irgendwas im Sperrbereich hochkommt... Daher meine Bedenken gegenueber gepimpten Filtern. Gruss WK
Hi Weka, du hast recht, wir sind uns einig. Ich schrieb ja auch schon: > Mehr Filter ist nicht nur mehr Aufwand - es gilt auch, mit geringeren > Toleranzen zu arbeiten. Für einen Versuch braucht man es nicht so genau zu nehmen, aber wenn die Ansprüche etwas höher sind, sollte auch ein 7-poliger Filter (3 Op-Amps) bei 4 kHz mit 1%-Bauelementen ausreichend genau realisierbar sein. (1%-Kondensatoren gibt's bei Bürklin.) Ein bisschen Ripple oder eine schwächer ausgeprägter Übergang ist ja auch nicht so tragisch. Könnte man auch schnell mit Monte Carlo simulieren. Ich muss noch etwas korrigieren: Ich schrieb oben, dass die Sound-Beispiele mit 3- bzw. 6-poligen Filtern gemacht wurden, es sind aber 4- und 8-polige Filter. Grüße, ein ?
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