Как работает микросхема SSM2167. Какие функции выполняет SSM2167 в микрофонных предусилителях. Каковы основные особенности и преимущества SSM2167. Где применяется SSM2167 и как ее настроить.
Что такое SSM2167 и для чего она используется
SSM2167 — это специализированная микросхема, разработанная компанией Analog Devices для обработки микрофонных сигналов. Она выполняет следующие основные функции:
- Предварительное усиление микрофонного сигнала
- Компрессия динамического диапазона
- Шумоподавление (гейт)
- Ограничение максимального уровня сигнала
Благодаря этому набору функций SSM2167 позволяет значительно улучшить качество звука при записи речи или вокала с микрофона. Она особенно полезна в таких применениях, как:
- Системы громкой связи
- Конференц-системы
- Компьютерные аудиоинтерфейсы
- Караоке-системы
- Радиосвязь
Основные особенности и преимущества SSM2167
Микросхема SSM2167 обладает рядом важных особенностей, делающих ее удобной для применения:
- Работа от однополярного питания 3-5В
- Низкое энергопотребление
- Регулируемый порог шумоподавления
- Настраиваемая степень компрессии (от 1:1 до 10:1)
- Автоматическое ограничение для предотвращения перегрузки АЦП
- Низкий уровень шумов и искажений (THD+N = 0.2%)
- Полоса пропускания до 20 кГц
Все эти функции реализованы в компактном 10-выводном корпусе MSOP. Какие преимущества дает применение SSM2167 в микрофонных трактах?
Преимущества использования SSM2167
Применение SSM2167 позволяет решить сразу несколько задач по улучшению качества микрофонного сигнала:
- Компрессия увеличивает разборчивость речи, делая тихие звуки громче, а громкие — тише.
- Шумоподавитель убирает фоновые шумы в паузах между словами.
- Ограничитель предотвращает перегрузку и искажения при слишком громком сигнале.
- Предусилитель согласует уровни микрофона и последующих каскадов.
В результате получается более «плотный» и разборчивый звук без шумов и искажений. Это особенно важно при записи речи или вокала в сложных акустических условиях.
Как работает компрессор в SSM2167
Компрессор в SSM2167 работает по следующему принципу:
- Входной сигнал подается на управляемый напряжением усилитель (VCA)
- Детектор уровня анализирует амплитуду сигнала
- Схема управления изменяет коэффициент усиления VCA
- При увеличении входного сигнала усиление уменьшается
- При уменьшении сигнала усиление увеличивается
Степень компрессии задается внешним резистором и может варьироваться от 1:1 (компрессия отключена) до более чем 10:1. Чем выше степень компрессии, тем сильнее сужается динамический диапазон сигнала.
Настройка порога и степени компрессии
Для настройки компрессора в SSM2167 используются следующие параметры:
- Порог компрессии (rotation point) — уровень, с которого начинает работать компрессия
- Степень компрессии (compression ratio) — определяет, насколько сильно будет сжиматься динамический диапазон
Порог компрессии задается выбором одного из двух фиксированных значений через вывод микросхемы. Степень компрессии определяется номиналом внешнего резистора. Как правильно выбрать эти параметры?
Рекомендации по выбору параметров компрессии
При настройке компрессора в SSM2167 рекомендуется придерживаться следующих правил:
- Для речи оптимальная степень компрессии обычно составляет 2:1 — 4:1
- Для вокала можно использовать более сильную компрессию до 8:1
- Порог лучше устанавливать примерно на уровне средней громкости речи
- Слишком низкий порог приведет к подавлению тихих звуков
- Слишком высокий порог оставит динамический диапазон слишком широким
Оптимальные настройки подбираются экспериментально под конкретный микрофон и условия применения. Важно найти баланс между сжатием динамического диапазона и естественностью звучания.
Принцип работы шумоподавителя в SSM2167
Шумоподавитель (гейт) в SSM2167 работает по следующему алгоритму:
- Анализируется уровень входного сигнала
- Если уровень ниже порога, сигнал подавляется
- При превышении порога сигнал пропускается без изменений
- Есть регулируемое время атаки и восстановления
Это позволяет эффективно убирать фоновые шумы в паузах между словами, не затрагивая полезный сигнал. Как правильно настроить шумоподавитель для получения оптимального результата?
Настройка порога и времени срабатывания шумоподавителя
При настройке шумоподавителя в SSM2167 нужно учитывать следующие моменты:
- Порог должен быть выше уровня фонового шума, но ниже уровня полезного сигнала
- Слишком высокий порог может привести к «обрезанию» тихих звуков речи
- Время атаки обычно устанавливается минимальным для быстрого открывания
- Время восстановления подбирается так, чтобы шумоподавитель не «дребезжал» на паузах
Оптимальные настройки зависят от уровня и характера фонового шума, а также особенностей речи или вокала. Рекомендуется экспериментальный подбор параметров для конкретных условий применения.
Применение SSM2167 в радиолюбительской аппаратуре
SSM2167 нашла широкое применение среди радиолюбителей для улучшения качества передачи речи в различных конструкциях:
- Микрофонные предусилители для трансиверов
- Компрессоры речи для повышения дальности связи
- Устройства обработки звука для цифровых видов связи
Многие радиолюбители отмечают значительное улучшение разборчивости и «пробиваемости» сигнала при использовании SSM2167. Какие есть особенности применения этой микросхемы в самодельных конструкциях?
SSM2167 кто делал компрессор или гейт?
Vladimir74
Well-Known Member
- #1
SSM2167 заказал с Алиэкспресс десяток. Хочу поэкспериментировать с динамической обработкой. Кто уже пробовал? Как Вам результат?
[DOUBLEPOST=1489419821][/DOUBLEPOST]http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=152096 Вот статья по этой микросхеме интересная.
[DOUBLEPOST=1489419908][/DOUBLEPOST]http://guitar-gear.ru/forum/index.php?app=core&module=attach§ion=attach&attach_rel_module=post&attach_id=7447 Вот схемка где отдельно порог Гейта и компрессора устанавливаются.
digilab2
Well-Known Member
- #2
-не надо на этом шмурдяке компрессоры делать , если не в телефон только , для этого есть that4301 или that4305, или that4305 ( rms детектор)+that2181
есть тема pico compressor на 4301, плату правда ключники разводили но все работает
Vladimir74
Well-Known Member
- #3
Спасибо.
Погляжу эту микросхемку.
Long
Well-Known Member
- #4
Цитата:
The SSM2167 is a complete and flexible solution for conditioning microphone inputs in personal electronics and
It is also excellent for improving vocal clarity in communications and public address systems. (выделение моё).
Переводим: для Скайпа и типа того, и объявлений на вокзалах…
digilab2
Well-Known Member
- #5
-там еще — для улучшения разборчивости вокала по телефону
Микрофонный усилитель с компрессией на микросхеме SSM2167.
\ По следам последних комментариев.
Для усиления речевого сигнала в системах радиосвязи полезно применение компрессии. В этом случае отсутствует привязка к микрофону (электретному, а также динамическому), и можно разговаривать на некотором удалении от него, свободно перемещаясь по комнате, а попытка крикнуть в микрофон не заставит вздрогнуть собеседника от болевого порога на другом конце провода. В этом усилителе отсутствуют нелинейные искажения при больших уровнях звукового сигнала, а при низких уровнях звука срабатывает пороговый шумоподавитель. Использование микросхемы упрощает конструкцию, сокращая количество радиокомпонентов.
Простой вариант компрессии я описал в статье «Малошумящий микрофонный усилитель». Эта та самая схема из прошлого, которую я сравнивал с усилителем на микросхеме SSM2167.
Чтобы добиться минимального
уровня шума и внятного звучания электретного микрофона при использовании
микросхемы-компрессора SSM2167
не обошлось без дополнительного входного усилителя звука, имеющего небольшой
коэффициент усиления и обеспечивающего минимальное соотношение сигнал/шум, благодаря
использованию ООС.
| Рис. 1. Предварительный усилитель. Плата монтажная. |
Предварительный усилитель на биполярном транзисторе Т1 имеет коэффициент передачи К = 20, (26 дБ). Каскад охвачен двумя ООС (отрицательными обратными связями), это резистор в цепи эмиттера, не заблокированный конденсатором, и резистор, включённый между базой и коллектором транзистора, что в целом уменьшает усиление каскада, но обеспечивает стабильный режим по постоянному току и уменьшает уровень собственных шумов транзистора. Эта схема уже использовалась для усиления динамического микрофона в статье «Самодельная прослушка из микрофона караоке».
Рис. 2. |
Никакой дополнительной настройки не требуется, всё заработает сходу. Звучание достаточно комфортное, «рюмочный» эффект, связанный со временем восстановления и проявляющийся в щелчках, незаметен. Проверка на слух осуществлялась с использованием оконечного усилителя на микросхеме МС34119, который аналогичен тому, что использовался в «Малошумящем микрофонном усилителе». Следует отметить, что в нём используется коррекция, уменьшающая усиление ниже частоты 300 Гц, снижающая, таким образом, бубнёное звучание, а также обеспечен спад частотной характеристики после 6 кГц, что заметно выделяет речь и убирает собственный шум всего тракта, похожий на шум закипающего чайника. Применение готовых активных акустических компьютерных колонок, например, для проверки микрофонного усилителя, добавляют собственный шум, поскольку имеют широкий диапазон усиления вплоть до 20 кГц и больше годятся для воспроизведения музыкальных программ.
Ну а если не
доверяете ушам своим, поверьте осциллографу.
Его надо подключить к выходу
микросхемы SSM2167.
Плотно закрыть дверь в комнате, чтобы не беспокоить посторонних, присесть в полуметре
от микрофона и тянуть напевом букву А, смотреть на экран осциллографа. Увидев,
что синусоиды, изображающие первую букву алфавита, не ограничиваются, вы,
скорее всего не поверите и будете повторять и повторять эту букву, вот почему надо сначала плотно
закрыть дверь!
Учитывая большое входное сопротивление первого каскада, микрофон устанавливается и распаивается в непосредственной близости от транзистора, что устраняет наводку при использовании длинных соединительных проводов. Использовался электретный микрофон от видеокамеры-мыльницы. Эта же схема работает с динамическим микрофоном от караоке с сопротивлением звуковой катушки 600 Ом. В этом случае резистор R1 не нужен.
Следует отметить некоторые особенности применения данной микросхемы, благодаря которым возможно получить удовлетворительное звучание.
1.
Интервал рабочих напряжений должен быть в
пределах 2,7 – 3 вольт.
2. Конденсатор номинала 4,7 мкФ, 6-го вывода микросхемы должен быть неполярным, неэлектрическим, не танталовым. Я применил керамический чип-конденсатор. В настоящий момент их габариты доходят до размеров 0,4 -0,2 мм.
3. Необходимо наличие малошумящего предварительного усилителя с усилением около К =10 – 20, (20 – 26) дБ.
Применение элементов
схем с динамической нагрузкой из предыдущей статьи «Малошумящего микрофонного усилителя» в сочетании с микросхемой-компрессором было бы перебором, так как
первые схемы обладают большим усилением. В тоже время сам электретный микрофон
с динамической нагрузкой в виде перехода полевого транзистора оставить можно,
так как по сравнению с резистивной нагрузкой пророст усиления от микрофона
составит 4 – 5 дБ. В отличие от
предыдущей схемы усилителя на биполярном транзисторе предварительный усилитель
на полевом транзисторе имеет меньшее усиление К = 10, (20 дБ), поэтому в этой схеме просто напрашивается
включение каскада с динамической нагрузкой.
В целом всё в конечном итоге будет
зависеть от типа используемого микрофона.
| Рис. 3. |
Такое включение или сочетание я ещё и сам не пробовал, скорее всего, потому, что ухо не прочувствует эту разницу.
| Ритс. 4. |
Правда, сегодня попробовал добавить дополнительный фильтр ФНЧ, выполненный на операционном усилителе LMV821 и имеющий частоту среза около 6 кГц (с ёмкостью конденсатора в цепи обратной связи 9100 пФ). Фильтр на ОУ поставил в разрыв между SSM2167 и МС34119, заметил улучшение. Полностью пропал высокочастотный собственный шум активных элементов, рождающийся в тракте усиления. Теперь выход с микросхемы LMV821 можно использовать для линейного входа компьютера или других устройств.
С полевыми
транзисторами на входе пробовал давно, правда микросхема тогда называлась SSM2166, но она в настоящее
время снята с производства.
Но ведь кто-то должен
это проверить!
Статью
помог подготовить Павел Игоревич.
SSM2167 Техническое описание и информация о продукте
SSM2167 Техническое описание и информация о продукте | Аналоговые устройства- Продукты
- Аудио продукты
- Аудио усилители
- Микрофонный предусилитель Аудиоинтерфейсы
- SSM2167
- Особенности и преимущества
- Информация о продукте
Особенности и преимущества
|
|
2% THD + NProduct Details
SSM2167 — это комплексное и гибкое решение для настройки микрофонных входов в персональных электронных и компьютерных аудиосистемах. Он также отлично подходит для улучшения разборчивости речи в системах связи и громкой связи. Малошумящий усилитель, управляемый напряжением (VCA), обеспечивает усиление, которое динамически регулируется контуром управления для поддержания заданной характеристики сжатия. Коэффициент сжатия задается одним резистором и может варьироваться от 1:1 до более чем 10:1 относительно фиксированной точки вращения. Сигналы выше точки вращения ограничиваются для предотвращения перегрузки и устранения хлопков. Нисходящий расширитель (нойзгейт) предотвращает усиление фонового шума или гула. Это приводит к оптимизированным уровням сигнала перед оцифровкой, тем самым устраняя необходимость в дополнительном усилении или затухании в цифровой области. Гибкость настройки коэффициента сжатия и постоянной времени детектора уровня в сочетании с двумя значениями точки поворота позволяют легко интегрировать SSM2167 в самые разные приложения для обработки микрофонов.
Устройство доступно в 10-выводном корпусе MSOP и гарантирует работу в расширенном диапазоне промышленных температур от −40°C до +85°C.
Применение
{{#каждый список}}
{{/каждый}}
Оценочная плата SSM2167
Сторонние решенияMIKROE-4136, Click Board, MIC 3 Click, с SSM2167
11.
06.2020
06.2020SSM2167: Низковольтный микрофонный предусилитель с переменной компрессией и шумоподавлением. Лист технических данных (версия G)
02.07.2008
AN-1326: малошумящий аналоговый MEMS-микрофон и предусилитель с компрессией и шумоподавлением (Rev.
01.11.2014 A)AN-938: Цифровые и аналоговые измерительные блоки для цифровых КМОП-микрофонных предусилителей ASIC (Rev. 0)
27.03.2008AN-583: Оценка низковольтного микрофонного предусилителя SSM2167 с переменной компрессией и шумоподавлением
01. 01.2000
A)
01.2000Компания ADI всегда уделяла самое пристальное внимание поставке продукции, отвечающей максимальным уровням качества и надежности. Мы достигаем этого путем включения проверок качества и надежности во все области проектирования продуктов и процессов, а также в производственный процесс. «Ноль дефектов» для поставляемой продукции всегда является нашей целью.
Выберите модельЗапрос уведомлений об изменении продукта/процесса
Закрыть
- Сохранить в myAnalog Войти в myAnalog
length 0}}
{{еще}}{{../labels.pcn}} | {{../labels.title}} | {{../labels.publicationDate}} |
| {{число}}
{{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}}
| {{название}} | {{Дата публикации}} |
length 0}}
{{еще}}{{../labels.pdn}} | {{../labels.title}} | {{../labels.publicationDate}} |
| {{число}}
{{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}}
| {{название}} | {{Дата публикации}} |
Часто задаваемые вопросы по оформлению заказа
См.
раздел часто задаваемых вопросов по оформлению заказа, где вы найдете ответы на вопросы об онлайн-заказах, способах оплаты и многом другом.
Цена «Купить сейчас»
(**) Отображаемая цена «Купить сейчас» и диапазон цен основаны на заказах небольшого количества.
Прейскурантная цена
(*) Указанная прейскурантная цена 1Ku предназначена ТОЛЬКО ДЛЯ БЮДЖЕТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, указана в долларах США (FOB США за единицу для указанного объема) и может быть изменена. Международные цены могут отличаться из-за местных пошлин, налогов, сборов и обменных курсов. Для получения информации о ценах или условиях доставки обращайтесь к местному авторизованному дистрибьютору Analog Devices, Inc. Цены, отображаемые для оценочных плат и комплектов, основаны на цене за 1 штуку.
Время выполнения заказа
Пожалуйста, ознакомьтесь с последним сообщением нашего CCO относительно времени выполнения заказа.
Выборка
При нажатии кнопки «Образец» выше выполняется перенаправление на сторонний образец сайта ADI.
Выбранная часть будет перенесена в вашу корзину на этом сайте после входа в систему. Пожалуйста, создайте новую учетную запись там, если вы никогда раньше не использовали сайт. Обращайтесь по адресу [email protected] по любым вопросам, касающимся этого Образца сайта.
Справка по таблице цен
Цена указана за 1 шт.
На сайте Analog.com можно приобрести до двух плат. Чтобы заказать более двух, пожалуйста, сделайте покупку через одного из наших зарегистрированных дистрибьюторов.
Указанные цены основаны на 1 шт. Указанная прейскурантная цена для США предназначена только для бюджетного использования, указана в долларах США (FOB США за единицу) и может быть изменена. Международные цены могут варьироваться в зависимости от местных пошлин, налогов, сборов и обменных курсов.
SSM2167 – uBitx
Опубликовано
Брэд N8YG с большим интересом читает сообщения о компрессионном предварительном усилителе ssm2167. Так что он, наконец, интегрировал плату в свой ubitx v5.
Поставил триммер на выход платы, и потенциометры на компрессию, и нойзгейты. Проблема, с которой он столкнулся, заключалась в том, что в эфире вращение потенциометра сжатия 100K практически не давало эффекта. Однако он получал сжатие, которое было отчетливо слышно в эфире.
Он перечитал технические характеристики ssm2167 более внимательно и обнаружил, что входное напряжение должно быть достаточно низким, от -20 до -30 дБВ. Быстрая проверка выхода электретного микрофона с помощью осциллографа показала, что выход его микрофона намного выше.
Это привело к тому, что он добавил еще один потенциометр для регулировки входного напряжения. Ему все еще нужно было 5 В, чтобы добраться до электрета, поэтому он хотел подстроечный резистор после конденсатора для поверхностного монтажа 0,1 мкФ на плате.
Брэд модифицировал плату, удалив конденсатор 0,1 мкФ, и подключил триммер после конденсатора 0,1 мкФ.
В итоге получается плата с тремя дополнительными потенциометрами и одним триммером. Триммер регулирует выходное напряжение, а потенциометры управляют входным напряжением платы, компрессией и гейтом.
В эфире… при понижении потенциометра компрессии установка звучит так, как будто в ней нет компрессии… при поднятии потенциометра сильно меняется звук в эфире. У буровой установки теперь ОЧЕНЬ много мощности, и индикатор мощности идет вверх.
Брэд полагает, что произошло то, что уровень входного сигнала был слишком высоким, что заставило чип попасть в предельный участок кривой передачи. Теперь, когда чип снова работает в линейной части, все в порядке!
Ссылка
Опубликовано
Джон, VK2ETA, использовал небольшую печатную плату «SSM2167 Плата микрофонного предусилителя Preamp COMP Compression Module DC 3V-5V», доступную на eBay или Aliexpress в качестве компрессионного и микрофонного предусилителя.
.
Он просто подключил вход к микрофону, добавил резистор 4,7 кОм между микрофонным входом и 5 В постоянного тока (взятым от Raduino) для смещения электрета и поставил потенциометр 10 кОм на выходе, чтобы отрегулировать уровень мощности до этап микрофонного предусилителя.
Он не модифицировал свою плату uBitx, а просто вставил плату перед микрофонным входом. Усиление 20 дБ уменьшается с помощью выходного потенциометра. Джон удалил резистор «R1» и заменил его резистором 51 кОм, чтобы получить коэффициент сжатия 4:1, по сравнению с 2:1, как было доставлено, но это изменение еще предстоит проверить «в эфире».
Джон не получил никаких негативных отзывов о компрессоре, за исключением случаев, когда я слишком сильно нажал выходной потенциометр.
№ по каталогу
Simon VK3ELH использовал такую же плату и аналогичную схему для питания модуля от регулируемой линии 5В на Raduino. Он также установлен отдельно от основной платы и встроен в микрофонный вход.
Саймон использовал резистор на 75 кОм для компрессии и резистор на 1 кОм для гейта и потенциометр на 100 кОм на выходе. При полной мощности его звук был читаемым, но искаженным из-за проверки звука QSO, поэтому выход был отключен.
Он поставил радиатор большего размера на IRF510, чтобы обеспечить более высокую среднюю мощность, так как штатный нагревался!
Побочным эффектом постоянно включенного микрофона является утечка звука через динамик, и это вызывает некоторую обратную связь, если микрофон находится в пределах 2 дюймов или около того от динамика.
Опубликовано
Хеннинг Веддиг DK5LV говорит, что он использует операционный усилитель и SSM2166 на своем «оригинальном» BITX40, чтобы реализовать функцию аудио АРУ.
Этот операционный усилитель имеет коэффициент усиления 10 (20 дБ) и аудиосистему АРУ.
Много лет назад он купил печатную плату ZL1CVD с чипом DIL через ebay. К сожалению, ZL1CVD больше не продает эту плату…
SSM2166 имеет динамический диапазон 60 дБ, операционный усилитель перед ним предназначен для замены первого дискретного усилителя после демодулятора и будет усиливать звук до диапазона, с которым может работать SSM2166. SSM2166 имеет возможность вывода напряжения АРУ (выход среднеквадратичного значения), и его можно использовать для управления S-метром.
Другие думают так же. Например, Гленн VK3PE говорит:
«Я думаю примерно так же. Я собрал версию микрофонного усилителя, используя SSM2167, и подумал, что он может подойти и для ресивера. По сути, это тот же модуль, что и на ebay, но я добавил регулятор уровня на выходной стороне».
Тем временем Alex PA1FOX комментирует:
«Я использую АРУ из оригинальной конструкции uBitx, но обнаружил, что постоянная времени 1 мкФ и 100 кОм слишком мала.
