Dinamikakompresszor

A dinamikakompresszió alapjai

Az egyoldalsávos jelek esetén a kisugárzott jel amplitúdója változik. A jel pillanatnyi értéke arányos a modulálójel pillanatnyi értékével. A modulálójel nagysága széles határok között változik. A változás jellemzésére vezették be a csúcstényezőt és a dinamikatartományt. A csúcstényező nem más, mint a beszédjelben előforduló legnagyobb amplitúdó aránya az átlagértékhez. A legerősebb jelek annál ritkábban fordulnak elő, minél erősebbek. A telefontechnikából ismeretes, hogy a csúcstényező beszéd esetén 3.3. ( vagyis 10-11 dB a teljesítményre vonantoztatva. A beszéd dinamikatartománya körülbelül 40 dB, vagyis legerősebb hangok és a leghalkabbak viszonya 100. A rádióamatőrök gyakran figyelik az anódáram, vagy kollektoráram mérő műszert, és megtanulnak úgy artikulálni, hogy a műszer lehetőleg minél nagyobb értéket mutasson, mert ilyenkor az átlagos kimenőteljesítmény nagyobb. Igy a beszéd dinamikatartománya jelentősen csökken, de így is nagy. A kisugárzott átlagteljesítmény és a csúcsteljesítmény között a "p" csúcstényező ( píkfaktor) határozza meg az összefüggést:

[math] \bar{P} = \frac {2\cdot\hat{P}} {p^2}[/math]

ahol [math]P_k[/math] a közepes teljesítmény, [math]P_m[/math] a csúcsteljesítmény. Ha az egyoldalsávos jel átlagteljesítményét egy olyan M tényezőn keresztül akarjuk kifejezni mely 0 és 1 közötti értéket vehet fel amikor a teljesítmény nulla és maximális teljesítmény között változik, akkor ez a tényező p=3.3 csúcstényező esetén:

[math] M=\frac{\sqrt{2}}{p}=0.43[/math]

A közepes teljesítmény így már kiszámolható M segítségével:

[math]\bar{P_{0}}=\bar{M} \cdot \hat{P_{0}}[/math]

ahol [math]\bar{P_{0}}[/math] a bevezetett átlagteljesítmény, [math]\hat{P_{0}}[/math] a maximális bevezetett teljesítmény, és [math] \bar{M}[/math] a közepes átlagteljesítmény az adás alatt.

Az M segítségével a hatásfok is kiszámolható:

[math]\bar{\eta}=\bar{M} \cdot \hat{\eta}[/math]

Ha például egy lineárba 1 kW teljesítményt vezetünk be, és a hatásfok 70 %, akkor távíróban 700W kimenőt kapunk, a csőben marad 300W. Ha ssb-ben p=3.3, akkor [math]\bar{M}[/math] 0.43, és így a bemenő teljesítmény: 0.43x1000=430W. Ha ebben a végfokban a maximális teljesítményhez például 1 A maximális áram tartozik, akkor az anódárammérő 0.43 A-t fog mutatni. ( ha elég nagy az időállandója)

Ebből egy nagyon fontos következtetést levonhatunk. Mivel az átlagáram 0.43 a tápegységet elegendő kb 500W-ra méretezni a tartós üzemhez. Mert csak a csúcsokban veszünk ki belőle 1 kW-ot. A lineárunk átlagos ( vagy valóságos) hatásfoka:

[math]\bar{\eta}=\bar{M} \cdot \hat{\eta} = 0.43 \cdot 70% = 30%[/math]

Ez azt jelenti, hogy a terhelésre átlag 430x0.3= 130W jut. Ez a csúcsteljesítménynek alig heted része. A bevezetett átlagteljesítmény nem változott, a csövön tehát 430-130=300W marad. Az idő jelentős részében tehát, a nagy csúcstényező miatt a cső kihasználása sem jó. Ha a csúcstényezőt ennek a lineárnak a meghajtójelében 2-re váltanánk, akkor ez a 130W megnőne 350W-ra, ami majdnem háromszoros teljesítmény. Látható tehát, hogy a csúcstényezőt érdemes lehet csökkenteni. Erre két lehetőség van. Lehet csökkenteni a moduláló jel dinamikatartományát, és lehet az ssb jel csúcstényezőjét csökkenteni. Az első módszer a dinamikakompresszorokban valósul meg, a második az úgynevezett nagyfrekvenciás vágókban.

A dinamikakompresszorokban nem megengedhető a hangfrekvenciás jel eltorzulása, mert az itt keletkező idegen spektrális komponensek bennmaradnak a kisugárzott jelben. A megformált ssb jel amplitudója határolható, mert ennek harmonikusait az ezt követő keverők és szűrők eredményesen elnyomják.