Hardware DSP-Filter

Mit dem Fortschreiten der Experimente, immer mehr in Richtung digitale Bearbeitung der Signale, fing ich an verschiedene Hard- wie auch Software-Filter zu testen.

DSP-Filter (Digital-Signal-Processing) sind digitale Signalverarbeitungs-Module mit einem Mikrocontroller. Dieser übernimmt sämtliche Funktionen die nötig sind, so dass z.B. ein Nutzsignal von einem Störsignal unterschieden wird, um danach die Filterung zu übernehmen.

Unter anderem experimentiere ich viel mit dem Sprachextraktor. Diese Hardware ist nicht ein Filter im eigentlichen Sinn, sondern es versucht Sprache, die im Rauschen und in Störungen eingebettet ist, zu "extrahieren" (darum auch der Name). Die Sprache klingt nach der "Filterung" leicht metallisch, aber zumindest wird sie verständlich aus den Störungen gehoben wo vor der Filterung nichts hörbar war.

Da ich viel mit Software zur Audiofilterung arbeite, fand ich im Internet die fantastische Filter-Software Clearvoice Denoiser von der Firma Speechpro. Die gleiche Firma vertreibt unter anderem auch ein Hardware-Modul des Denoisers (Denoiser DSP Board) mit unterschiedliche Ausbaustufen. Die Resultate sind gut bis sehr gut, fast mit der gleichen Qualität wie die Software.

Da ich auch ein Funkamateur bin, ist das alljärlichen Besuch der HAM-Radio in Friedrichshafen (Internationale Amaterfunkaustellung) ein Muss und so, fand ich einen Anbieter der einen DSP-Filter-Modul verkaufte. Der Anbieter ist die britische Firma BHI und das Filter heisst ANEM (Amplified Noise Eliminating Modul). Diese Module sind rechteckige Platinen, gedacht zum nachträglichen Einbau in Amateurfunkgeräte oder Empfänger. Dieser Filter hat mich etwas enttäusch denn, es eliminiert unter anderem auch einen grossen Teil des Nutzsignals und erzeugt starke Artefakte. Da aber die Produktepalette immer ergänzt und verbessert wird ist es gut möglich, dass weitere Nachfolger der DSP´s doch noch für unsere Experimente geeignet sind. Wenn jemand diese Filter einsetzt, wäre ich dankbar für weitere Informationen.

Das Internet ist eine wahre Fundgrube für den Elektroniker und Praktiker. Nach stundenlangem Stöbern, fand ich einige interessante Schaltungen was das Filtern angeht.

Unter anderem habe ich einen integrierten Schaltkreis gefunden und zwar den LM1894 (Dynamic Noise Reduction System). In diesem IC ist ein kompletter Audio-Filter-System eingebaut ist. Mit wenigen externen Bauteile konnte ich so ein Filter aufbauen, in dem das Audio-Signal nicht komprimiert wird wie bei einem DSP-Filter. Das Resultat war gar nicht mal so schlecht, wenn man den Aufwand für den Aufbau berücksichtigt. Für "einfache" und "leichte" Filterung (Unterdrückung von Interferenzstörungen im AM/KW-Band, etc.) ist das Filter sehr gut geeignet.

Experimentiert habe ich auch mit einem selbstgebauten SSB-Audio Filter. Diese Filter werden vielfach im Amateurfunk eingesetzt, in der Regel in der Betriebsart SSB (Seitenband). Die Resultate ware in etwa gleich wie beim LM1894-DNR Filter, aber bei diesem Filter werden Signale in der Betriebsart SSB (USB oder LSB) besser gefiltert und verständlicher hervorgehoben als beim LM1894-DNR Filter.

Schlussendlich ist mein Ziel, aus all diesen einzelne Filter-Module eine Einheit zu bilden, vereint z.B. in einem 19" - Rack, die sogenannte Filter-Unit. Es interessiert mich, wie weit ein Audio-Signal mit den unterschiedlichen Filtermethoden gefiltert werden kann und was danach rauskommt. Interessant deshalb, weil wir nicht wissen wie sich die Stimmen manifestieren und wie sie bis zu uns gelangen. Was wäre z.B wenn ein Signal im Ultraschallbereich durch mehrere Filterstufen gefiltert wird und danach eine weitere Bearbeitung im Computer durchgeführt wird?