Мягкое включение звука

[Инн]

Здешний невропатолог работает с индивидуальным батарейным (+5 V) устройством, носимым пациентом весь день. Ночью оно питается от сети.

Это устройсво проигрывает своему пациенту какие-то медицинские стерео звуки с линейного выхода встроенного твердотельного диктофона.

На диктофоне звук непрерывен, не фрагментирован.

А устройство круглые сутки апериодически подключает этот звук на несколько секунд, потом отсоединяет на другие несколько секунд.
Подключает звук днём -- к наушникам, а ночью к маленьким активным колонкам.
Апериодически -- по каким-то там своим алгоритмам.

И на сегодня там у врача такая вот 100%-ная амплитудная модуляция.
Но он предполагет на будущёе, что лучше не полностью отключать, а лишь ослаблять звук, оставляя в "паузах" 10-20% по амплитуде.
Он пока сам не знает эти проценты.
На сегодня можно и 0%, и 10%, и 20%: чтО получится, то и будет хорошо.

А пока что звук нерегулярно модулирован на 100%, и фронты модулирующего сигнала: от 0 до +5 V за микросекунду.
Т.е., управляющий сигнал для этой модуляции -- "идеальный" апериодический меандр размахом от 0 до +5 V.

Пациенту нравятся эти звуки, нравится их прерывистость.
Но не нравится резкость их появления -- пропадания в наушниках или динамиках.

Надо сгладить сгладить и нарастание, и спад.

До какой степени сгладить:
Передние и задние фронты огибающей слышимого звука должны быть примерно как для интегрирующей цепочки RC = 0.5-1 сек.
Врачу очень нравится такая осц-мма. Я ему даже апериодический меандр сгородил на лаб.генераторе.

При этом нет требований к совершенству такой RC формы.
Иными словами, если мы из его меандра получили свой сглаженный управляющий сигнал типа RC, а потом этот RC-сигнал сделал похожую огибающую его звука, то нелинейные искажения этой нашей модуляции могут быть практически любыми.
И, повторюсь, глубина модуляции -- не обязательно 100%..

Итак, наша задача -- "завалить", сгладить фронты огибающей.

• В студиях плавное нарастание и спад звука делают ручными потенциометрами. (А уважаемый сигнальщик здесь по ходу заметит, что это там зовётся называется "Fade In" и "Fade Out", и нынче делают это прогами.)

• Есть и аналоговые звуковые усилители, управляемые аналоговым напряжением (УУН). Их, однако, нет в нормальных лавках, а надо писать каким-то немцам, возиться с платежом, а там они, глядишь, и пришлют через месяц-другой.

• Есть звуковые усилители мощности с цифровой регулировкой громкости. Но врача не втравишь в совмещение его простых приборов с цифровыми "приставками". Нужно что-то простое.

• Есть целое семейство широкополосных УУНов для каких-то видео задач. Но цена 20-30 Долл врачу не подходит.

• Попробовал я слепить ему самодельный УУН на базе ОУ.
  Прилагаю небольшой букварь о них.
  Но там одно плечо делителя ООС -- это JFET. Для управления нужен отрицательный сигнал, а у врача всё питание железно 0 - +5V. Опять не подходит.

• Поставил я, было, между диктофоном и наушником резистивную оптопару.
  Но там настолько крутая экспонента проводимости фоторезисторов от тока светодиода, что получается всё то же резкое вкл/выкл.
  Надо на ушах стоять, чтобы получить жалкое подобие плавности 0,5-1 сек. От осц-фа хочется отвернуться.

• Нашёл ему оптопару на JFETе.
  Лучше поставить её в ООС ОУ, от инверт. входа к земле.
  Хоть может, сойдёт и прямо поставить в разрыв звука: не пробовал.
  Но врачу не нравится заметный ток СДа для открытия JFETа: порядка 10 мА. Батарею экономить хочет

Маета. Вымру весь -- как лошадь Пржевальского.
Как конь Пржевальского.

Коллеги, я, конечно, ещё поковыряюсь с самодельным УУНом.
Может, даже и помещусь в 2 мА СДа.

Но может, кто-то здесь знает какое-то простое решение для столь, казалось бы, простой задачи?!

Благодарю Вас!

[akegor]

Инн, а схемку того, что есть? Всё не надо, сам УМ, с входом, выходом, чем должен управляться звук?

[Signalshik2]

В студиях это делают ручными потенциометрами.

- В студиях это делают при помощи специализированного софта. Sound Forge и др. Эффект называется "Fade In" и "Fade Out".
В mp3-плеерах есть такой эффект, только его надо включить. Пусть врач технику изучает.

Для управления нужен отрицательный сигнал, а у врача всё питание это 0 - +5V.

- Ну а поменять полярность транзистора, что-то поменять в схеме. Подумайте.
Проблема в том, что Вы скачете по решениям, а надо взять одно решение и ковырять его до решения.

[Инн]

сам УМ, с входом, выходом, чем должен управляться звук?

У него для создания этих "феддингов", о которых говорит уважаемый Сигнальщик, -- просто ничего нет. Есть выходы каких-то там его rail-to-rail компараторов: резкий переход между нулём и +5 V.

Его источник звукового сигнала -- твердотельный диктофон, линейный выход. С него -- на наушники днём или на на маленькие активные колонки -- ночью. Вроде, каждый пациент спит в свое палате, звук никаким соседям не мешает.

Я зацепился, было, за УУНы, полагая, их недорогро купить, а тогда просто поставить RC на выходы компараторов, и пусть эти сглаженные фронты управляют УУНами, на вход которых я бы подал его звук, а на выходе получил бы мягкое вкл/выкл этого звука.

Но мне всё мерещится, что мой профессор ТОРа Генри Петрович Петин (яркий, талантливый был человек!) примостился бы на минутку с блокнотом на подоконнике и мгновенно изобразил бы тут какой-нить единственный транзистор...

А и в самом деле, не соорудить ли втупую делитель:

R верхнее -- резистор, а R нижнее -- транзистор или даже низкопороговый MOSFET.
И MOSFETу на затвор -- сглаженный выход компаратора.

Сигнал приходит на R верхнее, а снимается c MOSFET'а.

[Signalshik2]

Ну если есть обратная связь, можно и на одном транзисторе. Какие звуки нужно уменьшить? В течении всей музыки встречаются эти звуки? Я просто подумал, что вначале и в конце нужно плавный вход и выход сделать по громкости. Не так?
А вообще есть схема компрессора на паре ОУ и немного рассыпухи и звук становится одного уровня.

R верхнее -- резистор, а R нижнее -- транзистор или даже низкопороговый MOSFET.

- Да, да, смотрите схемы "система АРУ".

[Инн]

Ну, понятно, на R верхнее надо какое-то питание подать (через ещё один резистор) -- для MOSFETа.
Разделительные к-торы на входе звука и на выходе...

И где-то коггда-то я чью-то схемку видел с MOSFETом...
Щас...

Какие звуки нужно уменьшить? В течении всей музыки встречаются эти звуки? Я просто подумал, что вначале и в конце нужно плавный вход и выход сделать по громкости. Не так?

Да, именно так: всё, что там у него из диктофона выходит, надо просто включать-выключать.
Только немного смягчать эти вкл/выкл.
Насколько (по времени) смягчать -- он и сам пока не знает.
Скорее всего, RC = 0.5-1 сек.

[Signalshik2]

Лучше MOSFET в верхнюю схему воткнуть. n-канальный - так можно будет открывать его положительным напряжением.

[Инн]

смотрите схемы "система АРУ"

Я, наверно, плохо смотрел. Мне что-то кажется, что АРУ до какого-то уровня сигнала усиливают его с одним к-том усиления, а начиная с этого уровня -- с гораздо меньшим к-том усиления. Компрессия. Управляется она самим сигналом, не "посторонним" напряжением, а? Я неправ?

MOSFET в верхнюю схему воткнуть. n-канальный

Во-во: вот это ж мне и мерещилось в моём #6.
Только, конечно, порог MOSFETа скажется на этой "модуляции", да?
Потому, наверное, Хор.-Хилл и поставил туда JFET (без всякого питания!).

Правда я, к тому же, не нашёл ни одного JFETа, не зашунтированного внутренним диодом. И диоды те открываются что-то, по памяти, от -0,5 V. Т.е., для одной полуволны звукового сигнала такие JFET-диодные сборки всегда открыты...
НЕТ в жизни щассття...

Да, да, смотрите схемы "система АРУ"

Смотрю.
Прилагаю.
Эта микра SSM2167 у меня даже на полке есть.
И там в ней есть УУН = VCA (Voltage Controlled Amplifier).
Только как же управлять его усилением? Хоть убей -- не пойму.
Вот перевод параграфа SIGNAL PATH на стр. 8:

СИГНАЛЬНЫЙ ПУТЬ
На рис. 16 показана блок-схема SSM2167. Входной звуковой сигнал обрабатывается входным буфером, а затем VCA. Входной буфер имеет входное сопротивление источника примерно 100 кОм. На входе (вывод 5) SSM2167 присутствует постоянное напряжение приблизительно 400 мВ, что требует использования блокировочного конденсатора (C1) для заземленных источников. Конденсатор емкостью 0,1 мкФ — хороший выбор для большинства аудиоприложений. Входной буфер представляет собой стабильный усилитель с единичным коэффициентом усиления, который может управлять низкоимпедансным входом VCA и внутренним среднеквадратичным детектором.
VCA представляет собой усилитель с низким уровнем искажений и регулируемым коэффициентом усиления, коэффициент усиления которого устанавливается схемой управления боковой цепью. Между выходом буфера и входом VCA необходимо использовать внешний блокировочный конденсатор (C2). Сопротивление 1 кОм между усилителями определяет емкость этого конденсатора, которая обычно составляет от 4,7 мкФ до 10 мкФ. Алюминиевый электролитический конденсатор является экономичным выбором. VCA усиливает ток входного сигнала, протекающего через C2, и преобразует этот ток в напряжение на выходном контакте (вывод 9) SSM2167. Чистое усиление от входа к выходу может достигать 40 дБ, в зависимости от усиления, установленного схемой управления.
-----------------------------
И что?
И куда тут управляющий ("модулирующий", вкл-выключающий) сигнал подавать?

Похоже, на 8-ю ногу можно подать управляющий сигнал.
Читаем, оннако, THEORY OF OPERATION на той же странице:

ТЕОРИЯ РАБОТЫ
Типичная передаточная характеристика для SSM2167 показана на рисунке 2, где выходной уровень в дБ представлен как функция входного уровня в дБ. Пунктирная линия показывает передаточную характеристику усилителя с единичным коэффициентом усиления. Для входных сигналов в диапазоне от VDE (расширение вниз) до VRP (точка поворота) изменение входного уровня на «r» дБ вызывает изменение выходного уровня на 1 дБ. Здесь r определяется как степень сжатия. Коэффициент сжатия может варьироваться от 1:1 (без сжатия) до 10:1 с помощью одного резистора RCOMP. Входные сигналы выше VRP сжимаются с фиксированным коэффициентом сжатия приблизительно 10:1. Эта область действия является ограничивающей областью. Изменение степени сжатия не влияет на область ограничения.
Точка разрыва между областью сжатия и областью ограничения называется предельным порогом или точкой поворота. Термин «точка вращения» происходит от наблюдения, что прямая линия в области сжатия поворачивается вокруг этой точки на входной/выходной характеристике при изменении степени сжатия.
Усиление системы с уровнем входного сигнала VRP является фиксированным усилением, 18 дБВ для SSM2167, независимо от степени сжатия.
Входные сигналы ниже VDE расширяются вниз; то есть изменение уровня входного сигнала на -1 дБ вызывает изменение уровня выходного сигнала примерно на -3 дБ. В результате коэффициент усиления системы невелик для очень малых уровней входного сигнала, даже если он может быть достаточно большим для малых входных сигналов выше VDE. Внешний резистор на выводе 7, RGATE, используется для установки порога расширения вниз (VDE).

[Yuri222]

как же управлять его усилением?

КМК - она сама (с помощью внешней обвязки - резисторов/конденсаторов) управляет своим усилением - в зависимости от уровня вх. сигнала.
Если смотреть рис 16 - напряжение на С3 вроде как этим и занимается.

The rms detector filter time constant is approximately given by 10 × CAVG milliseconds where CAVG is in μF.

может получится подбором емкости этого кондера + выбором сопротивлений к блоку control добиться желаемого поведения устройства...

[Инн]

она сама (...) управляет своим усилением - в зависимости от уровня вх. сигнала.

Дык, а нам-то надо, шоб мы управляли!
Шоб мы управляли своим управляющим (включающе-выключающим) напряжениём.

Ото ж я и предлагаю влезть ему в печень, см. рис.2 Справочного листка:

1. Точку VDE загнать влево по абсциссе (если б я знал, шо такое абсцисса ). И тогда микра будет передавать сигнал 1:1 в пределах от нуля до "точки поворота"

2. А на 7-ю ногу подать управляющее напряжение. И этим напряжением двигать "точку поворота".

• Когда она ушла до предела вправо по абсциссе, то сигнал передаётся 1:1.

• Когда мы её загнали влево, то микра будет ослаблять сигнал в 10 раз: вполне, себе, звук выключен.

И, очень даже возможно, что ему такое 10-кратное ослабление понравится даже больше, чем его теперешнее полное выключение.
Ибо неполное отключение -- это ведь тоже смягчение, а?