Bezpłatna biblioteka techniczna ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Wysokiej jakości dekoder stereo dla systemu tonów pilotujących. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Cywilna łączność radiowa W naszym kraju nadawanie stereofoniczne w systemie z tonem pilota staje się coraz bardziej rozpowszechnione. Obcy sprzęt używany do odbioru transmisji przez ten system ma dekodery stereo (SD) typu klucza w konstrukcji mikroukładu. Są one technicznie wygodne do masowego powtarzania, jednak ustępują, zdaniem autora, matrycowym dekoderom stereo. Radioamatorów, którzy chcą poprawić wydajność swoich odbiorników stereo, zachęca się do zbudowania systemu dekodera stereo z tonem pilota (PT) z separacją widma, czasami nazywaną także różnicą sumy lub macierzą, dość rzadko stosowaną w tym stereofonicznym systemie nadawczym. W naszym kraju, gdzie, jak wiadomo, przyjęto stereofoniczny system rozgłoszeniowy z oscylacjami modulowanymi biegunowo (PMC) [1], szeroko stosowane są dekodery matrycy stereofonicznej (SD). Wyjaśnia to fakt, że podnośna wytłumiona podczas transmisji o 14 dB może być stosunkowo łatwo przywrócona w SD. W tym przypadku sygnał nadtonowy o „normalnym” stosunku podnośnej do jej wstęg bocznych jest wykrywany przez pełnofalowy detektor diodowy. Wykryty sygnał różnicowy jest dodawany (odejmowany) od sygnału całkowitego na matrycy rezystancyjnej, gdzie kanały są rozdzielone. Za granicą (a ostatnio w Rosji, gdzie stacje radiowe działają w zakresie 88…108 MHz) szeroko stosowany jest tzw. system z tonem pilota (PT), równym połowie wartości częstotliwości podnośnej, tj. 19kHz. Podnośna w tym systemie jest prawie całkowicie wytłumiona podczas transmisji, pozostawiając jedynie pasma boczne sygnału supertonowego, których nie można wykryć bez zniekształceń przez konwencjonalne detektory diodowe. Z tego powodu zdecydowana większość SD dla systemu z PT jest klasyfikowana jako kluczowa. W pierwszych modelach takich diod opartych na elementach dyskretnych, w celu uzyskania impulsów sterujących przełącznikami (najczęściej diodowymi) stosowano podwojenie częstotliwości FET [2]. W diodach LED opartych na mikroczipach, które pojawiły się później, impulsy sterujące uzyskuje się przez podzielenie częstotliwości sterowanego napięciem oscylatora odniesienia (VCO), który jest objęty układem PLL. FET jest porównywany w systemie PLL z częstotliwością VCO podzieloną do 19 kHz i zapewnia stabilizację częstotliwości i fazy impulsów sterujących. Ostatnio na rynku krajowym pojawiły się również podobne kluczowe diody LED w konstrukcji mikroczipów (mikroukłady A290, TA7342, TA7343 itp.). Pozwala to radioamatorom tworzyć proste diody LED do odbioru transmisji stereo w paśmie 88 ... 108 MHz, w którym nadawanie rozpoczęło się 5 - 6 lat temu i jest coraz bardziej rozpowszechnione w naszym kraju. Jednak przy dobrze znanych zaletach kluczowych diod LED, takich jak prostota realizacji układu (zwłaszcza w konstrukcji mikroukładu), dobra separacja kanałów - ta klasa diod LED, zgodnie z głębokim przekonaniem autora, nadal nie może zapewnić prawdziwie wysokiej jakości stereo przyjęcie. Faktem jest, że w rzeczywistym sygnale muzycznym przeważa informacja całkowita – w [1] wskazano, że współczynnik modulacji podnośnej rzadko przekracza 30% przy maksymalnie możliwych 80%, a w pierwszym przybliżeniu sygnał przechodzący przez diodę LED można uznać za monofoniczne. Ciągłe przełączanie sygnału, które ma miejsce w diodach klawiszy, w rzeczywistości powoduje próbkowanie składowej niskoczęstotliwościowej z bardzo niską częstotliwością (38 lub 31,25 kHz), podczas gdy zgodnie z [3], w celu wyeliminowania wpływu częstotliwość próbkowania sygnału niskiej częstotliwości musi być większa od najwyższej częstotliwości sygnału niskiej częstotliwości (15 kHz dla systemu z oscylacjami modulowanymi biegunowo) co najmniej 4 - 5 razy, tj. wynosić 60 ... 75 kHz. Konsekwencją takiego „przetworzenia” sygnału niskoczęstotliwościowego jest pogorszenie dźwięku przy wyższych częstotliwościach, podczas gdy formalne wskaźniki jakości diod LED uzyskane na sinusoidalnym sygnale testowym mogą być bardzo wysokie – współczynnik zniekształceń nieliniowych wynosi 0,2. 0,3% lub mniej. W matrycowych diodach LED sygnał sumaryczny nie jest próbkowany, natomiast sygnał różnicowy, którego wartość, jak wspomniano powyżej, jest niewielka, przy detekcji pełnej fali okazuje się być „próbkowany” z częstotliwością dwa razy większą niż częstotliwość podnośnej, tj. 76 lub 62,5 kHz. Poprawia to jakość przywróconego sygnału różnicowego i odpowiednio sygnałów na wyjściu diody LED. Powyższe rozważania autor zweryfikował doświadczalnie porównując dźwięk diod LED matrycy [4] i klawiszy [5]. Pomimo bardzo prymitywnego układu i elementarnej podstawy matrycy LED, jej dźwięk w opinii autora znacznie przewyższał dźwięk klawiszowej diody, która wyróżniała się rozmytymi, rozmytymi wysokimi częstotliwościami. Jedyną zaletą kluczowej diody LED była chyba tylko nieco wyższa jakość separacji kanałów. Słabym ogniwem znanych matrycowych diod LED jest diodowy detektor podnośnych, który realizowany jest za pomocą transformatora wysokiej częstotliwości z dużą liczbą zwojów uzwojenia wtórnego, gdyż w celu uzyskania akceptowalnego poziomu zniekształceń podczas detekcji diody, wejście napięcie detektora musi wynosić kilka woltów [1]. Pojemności pasożytnicze transformatora wysokiej częstotliwości okazują się znaczne, co powoduje zniekształcenia amplitudowe i fazowe wyższych częstotliwości oraz pogarsza separację kanałów. Różnicowe zniekształcenia sygnału można znacznie zmniejszyć stosując detektory synchroniczne, w szczególności oparte na przełącznikach CMOS. Takie detektory umożliwiają wykrywanie (w przeciwieństwie do diody) sygnałów o minimalnej amplitudzie, w tym z całkowicie wytłumionym nośnikiem, co ma miejsce w układzie FET. Wprowadzają one niezwykle małe zniekształcenia, które są praktycznie zdeterminowane stosunkiem rezystancji otwartego kanału klucza do rezystancji wejściowej kolejnego stopnia, który zaleca się wykonać w postaci wtórnika emitera (źródła). Do formowania impulsów sterujących klawiszami CMOS można zastosować absolutnie te same rozwiązania obwodów, co w „standardowych” diodach klawiszy, tj. VCO z PLL i dzielnikiem częstotliwości. Biorąc pod uwagę powyższe rozważania, opracowano proponowany SD dla układu z FET, którego schemat ideowy przedstawiono poniżej. Główne cechy techniczne SD
Urządzenie składa się z czterech bloków funkcjonalnych:
Sygnał wejściowy (bezpośrednio z wyjścia demodulatora FM odbiornika lub tunera), który z reguły ma wartość 60 ... 90 mV, jest podawany do bloku wzmacniacza A1, wykonanego na tranzystorach VT1, VT2 (Rys. 1). Z wyjścia wzmacniacza KSS trafia do obwodu R11 C6, który koryguje wstępne zniekształcenie sygnału całkowitego (t = 50 μs). Nadtonowa część sygnału (pasma boczne podnośnej plus FET) przez kondensator C5, który wraz z rezystorami R12 i R14 tworzy filtr górnoprzepustowy, który częściowo tłumi całkowity sygnał, wchodzi do podstawy tranzystora VT5. Tranzystory VT5 i VT6 wzmacniają pasma boczne podnośnej 38 kHz modulowane przez sygnał różnicowy, które są przydzielone do obwodu oscylacyjnego niskiej jakości (Q = 6), składającego się z uzwojenia transformatora T1 i kondensatora C8, i podawane do pełnego detektor klucza falowego na klawiszach mikroukładu DD1. Wybrany sygnał różnicowy o polaryzacji dodatniej i ujemnej z wyjść wtórników emiterów VT7, VT8 i VT9, VT10 przez rezystory trymerowe R21 i R26 (regulacja separacji kanałów) jest podawany na matryce R24R25, R28R29. Tutaj przez rezystor R11 dostarczany jest całkowity sygnał. Sygnały kanałów A i B wybranych na matrycach są podawane na aktywny filtr dolnoprzepustowy (LPF), wykonany zgodnie ze schematem wspólnym dla takich urządzeń (ryc. 3), a następnie na wyjście diody LED. Układ kształtowania impulsów sterujących A2 (rys. 2) składa się z VCO na tranzystorach VT1, VT2 (f = 76 kHz) z PLL na kluczu DD1.1 i wzmacniaczu operacyjnym DA1 [6] oraz dzielnika częstotliwości na wyzwalaczach Mikroukład DD2, który generuje impulsy „meandrowe” o częstotliwości 38 kHz do sterowania klawiszami detektora oraz falę prostokątną o częstotliwości 19 kHz dla układu PLL. Należy zauważyć, że zastosowany generator RC ma bardzo dużą stabilność termiczną, determinowaną praktycznie tylko przez TKE kondensatora C9, jest jednak bardzo wrażliwy na niestabilność napięcia zasilania, które powinno być jak najniższe. Aby wymusić przejście diody LED w tryb „Mono” za pomocą przełącznika SA2 (ryc. 5), na przykład w przypadku niepewnego odbioru, przewidziano klucz tranzystorowy VT4 (ryc. 1), który blokuje wejście kanał różnicowy, gdy do jego podstawy przyłożone jest napięcie dodatnie (otwierające). Drugi klucz na tranzystorze VT3 pozwala „wyłączyć” cały kanał za pomocą przełącznika SA1 zainstalowanego bezpośrednio na płytce jednostki A1 (może to być wymagane podczas regulacji urządzenia). W tym przypadku tylko sygnał różnicowy przechodzi na wyjście diody LED, co jest wygodne do kontrolowania „na ucho” podczas konfigurowania dekodera lub do subiektywnej kontroli jakości odbieranego sygnału, ponieważ niezadowalające warunki odbioru wpływają przede wszystkim na różnicę sygnał. Jednostka wskazująca stereo i automatyka stereo A4 jest montowana zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 4. Zasada działania prototypu tego urządzenia, będącego synchronicznym detektorem FET z elementem progowym (komparatorem), została szczegółowo opisana w [6]. Proponowane urządzenie różni się od pierwotnego obecnością wzmacniacza sygnału wejściowego na tranzystorze VT1 oraz wzmacniacza sygnału wyjściowego z inwerterem na tranzystorze VT2. Zamiast wyspecjalizowanego komparatora K521CA1, jak pokazuje praktyka, można zastosować wzmacniacze operacyjne ogólnego przeznaczenia z tranzystorami bipolarnymi na wejściu (UCM = 5 ... 10 mV), skorygowane o wzmocnienie jedności. Szczegóły. Kondensatory C6, C8 bloku A1 i C9 bloku A2 muszą być wykonane z miki, polistyrenu lub emalii szklanej z tolerancją ± 5%. Rezystor R11 bloku A1 musi mieć taką samą tolerancję. Zamiast zastosowanych tranzystorów KTZ102V można zastosować inne z tej samej serii, a także KT315B, KT342A o h21e>200. Tranzystory KT209 mogą mieć dowolny indeks literowy. Niepożądane jest zastępowanie ich tranzystorami p-n-p o wysokiej częstotliwości. Jeśli takie tranzystory (KT3107, KT361 itp.) nadal muszą być używane, to między ich podstawą a kolektorem należy zainstalować kondensatory o pojemności 68 - 100 pF. Transformator T1 bloku A1 jest uzwojony na standardowej ramie czterosekcyjnej z trymerem wykonanym z ferrytu 400NN z cewek heterodynowych odbiorników radiowych MW i LW. Uzwojenia nawijane są jednocześnie trzema drutami: dwoma PEV 0.1 i jednym PELSHO 0,09. Liczba zwojów wynosi 410. Uzwojenie z drutu PELSHO 0,09 jest pierwotne, uzwojenie wtórne (przewody PEV 0,1) z odczepem od środka uzyskuje się łącząc koniec jednego uzwojenia z początkiem drugiego. Konstrukcja urządzenia nie jest krytyczna - podczas prototypowania bloki zostały połączone ze sobą nieekranowanymi przewodami o długości do 20 cm bez niepożądanych efektów w działaniu diody LED. Po zainstalowaniu w odbiorniku dioda LED musi być umieszczona jak najdalej od obwodów jednostek wyjściowych częstotliwości audio lub umieszczona w ekranie, aby uniknąć zakłóceń o wysokiej częstotliwości ze strony VCO i dzielników częstotliwości. Ustanowienie. W przypadku użycia części serwisowalnych do produkcji urządzenia, tryby elementów prądu stałego są ustawiane automatycznie. Jeżeli napięcie zasilania różni się od nominalnego (w granicach 12 ... 15 V), wartość rezystora R1 bloku A2 jest dobierana tak, aby napięcie w punkcie połączenia rezystorów R1 i R2 wynosiło 3 ... 3.3 V. Wybierając rezystor R1 bloku A4, ustawia się napięcie na kolektorze tranzystora VT1 równe połowie napięcia zasilania. Transformator T1 bloku A1 jest dostrojony do częstotliwości 38 kHz poprzez przyłożenie napięcia o tej częstotliwości z zewnętrznego generatora (15 ... 20 mV) na wejście diody LED. Napięcie jest kontrolowane na uzwojeniu wtórnym transformatora T1. Wymagany współczynnik jakości (Q=6) jest ustawiany przez rezystor dostrajający R15. Następnie dioda LED jest podłączona do wyjścia detektora odbiornika o zakresie 88 ... 108 MHz (do obwodów korekcyjnych, jeśli występują) i odbiornik jest dostrojony do pewnie odbieranej stacji. Kanał sumy jest wyłączany przez przełącznik SA1 bloku A1. Jednostka automatyki stereo powinna być oczywiście wyłączona. Dostosowując rezystor R14 (a także, jeśli to konieczne, R13 - z grubsza), urządzenia kształtujące impulsy sterujące A2 osiągają pojawienie się wykrytego sygnału różnicowego na wyjściu SD - łatwo to zrobić „na ucho”. Następnie sprawdź stabilność odbioru sygnału różnicowego (tj. przejrzystość PLL) podczas zmiany zakresu. Pasmo przechwytywania (i utrzymywania) PLL można regulować w pewnych granicach, zmieniając wartość rezystora R8. Następnie kanał sumy jest włączony i za pomocą rezystorów trymera R21 i R26 bloku A1 osiąga się maksymalną separację kanałów. Najłatwiej wykonać tę operację przy odbiorze nagrań zespołów rockowych z lat 60-tych i 70-tych, kiedy praktykowano niemal całkowitą separację instrumentów według kanałów. Możliwa jest dalsza poprawa separacji kanałów poprzez zmianę współczynnika jakości transformatora T1 bloku A1 w pewnych granicach poprzez dobór rezystora R15, co umożliwia kompensację w pewnym stopniu zniekształceń częstotliwościowo-fazowych wprowadzanych przez określony FM ścieżka. Należy jednak zauważyć, że ta regulacja jest współzależna z regulacją separacji kanałów opisaną powyżej. Możesz określić wyjścia kanałów LED (lewo-prawo) za pomocą „referencyjnego” odbiornika stereo (radio). Należy zauważyć, że trudno jest dokładnie dostroić transformator T1 zgodnie z odebranym sygnałem do częstotliwości 38 kHz, ponieważ, jak już wspomniano, podnośna w systemie FET jest całkowicie tłumiona i nieobecna w przerwach w transmisji. Tutaj możesz użyć następującej sztuczki: z odbiornikiem dostrojonym do stacji (jest tryb przechwytywania PLL), tymczasowo odlutuj kondensator C5 od podstawy tranzystora VT5 bloku A1. Następnie do podstawy tego tranzystora, poprzez kondensator o pojemności 10 ... 15 pF, przyłóż impulsy o częstotliwości 1 kHz z wyjścia 2 lub 2 mikroukładu DD2 bloku A38 i kontrolując napięcie na T1 za pomocą oscyloskopu wyreguluj transformator T1 na maksymalny sygnał. W takim przypadku transformator T1 zostanie dokładnie dostrojony do częstotliwości 38 kHz. Na koniec ustawiany jest wskaźnik stereo A4 / jednostka automatyki stereo (jeśli jest zainstalowana). Rezystor R8 tego bloku reguluje próg komparatora tak, że w obecności sygnału stereo dioda HL1 świeci wyraźnie. W przypadku braku sygnału i zmiany zakresu świecenia (i „migania”) dioda LED nie powinna być. Jeśli napięcie na wejściu LED różni się od zalecanego (60 ... 90 mV), może być konieczne dostosowanie wzmocnienia kaskady na tranzystorze VT1 poprzez wybranie rezystora R4 (w takim przypadku konieczne będzie ponowne ustawienie tryb DC tego tranzystora). Jakość dźwięku odbiornika amatorskiego z opisaną diodą LED porównano z jakością dźwięku odbieranych torów stereo z diodą LED na mikroukładach TA7342 i TA7343. Odsłuchy przeprowadzono przy użyciu wzmacniacza lampowego o mocy wyjściowej 2x15 W i systemów akustycznych 25AC-033 oraz słuchawek stereofonicznych. Odnotowano wyższą przejrzystość, naturalne brzmienie proponowanej diody LED. Separacja kanałów praktycznie nie różniła się od separacji diod „referencyjnych”. literatura
Autor: A.Kiselev, Moskwa Zobacz inne artykuły Sekcja Cywilna łączność radiowa. Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu. Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika: Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024 Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego
01.05.2024 Zestalanie substancji sypkich
30.04.2024
Inne ciekawe wiadomości: ▪ Zewnętrzna macierz RAID NewerTech Guardian MAXimus 5 TB ▪ Dysk zewnętrzny Fujitsu RE25U300J ▪ Grenlandczycy przybyli z Syberii Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika
Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej: ▪ sekcja serwisu Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia. Wybór artykułu ▪ artykuł Kwiaty niewinnego humoru. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Co to jest jadeit? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Kanał falowy pasma 1296 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Niesforne ręce i nogi. Sekret ostrości
Zostaw swój komentarz do tego artykułu: Wszystkie języki tej strony Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn www.diagram.com.ua |