Меню English Ukrainian російська Головна

Безкоштовна технічна бібліотека для любителів та професіоналів Безкоштовна технічна бібліотека


Стереодекодер із вхідним фільтром КСС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок

Коментарі до статті Коментарі до статті

Як простими засобами підвищити якість стереофонічних програм звукового радіомовлення, що приймаються, цікавить багатьох радіоаматорів. Автор статті аналізує спосіб формування частотних і фазових характеристик радіотракту та визначає ланки, в яких з невеликими витратами можливе введення елементів, що коригують, що дозволяють поліпшити виділення сигналу на виході стереодекодера.

Якість стереофонічного радіоприймання залежить не тільки від реального співвідношення сигнал/шум на вході приймача, але і від роботи декодуючого пристрою. Як відомо, у стереодекодері (ЦД) комплексний стереосигнал (КСС) перетворюється на полярно-модульовані коливання (ПМК), а потім у вихідні низькочастотні сигнали лівого та правого каналів. Перетворення, що відбуваються при цьому, визначають, зокрема, такий важливий параметр, як перехідне згасання між каналами. Найкращого поділу каналів дозволяє досягти тимчасової спосіб декодування, при якому виключається відновлення піднесе і пов'язані з цим нелінійні і фазові спотворення. На цьому принципі працює більшість сучасних інтегральних ЦД.

На якість декодування також істотно впливає спектр вхідного КСС. Верхня модульована частота, необхідна для передачі звукової частоти в 15 кГц, при системі стереомовлення з полярною модуляцією (ПМ) і 31,25 кГц, що піднесе, становить 46,25 кГц, а при системі з пілот-тоном (ПТ) і піднесе 38 кГц - 53 кГц. Обов'язковою умовою відсутності спотворень і хорошого поділу каналів є горизонтальна (без завалу) АЧХ і лінійна ФЧХ надтональної області частот, аж до зазначених.

У той самий час найбільш типовим є радіоприймальний тракт, має спад АЧХ на верхніх частотах КСС.

Цей спад утворюється через обмежену смугу пропускання тракту ПЧ і ЧС детектора. Якщо частоту зрізу КСС за рівнем - 3 дБ позначити Fcp, а частоту піднесе - Fпід, то перехідне згасання між каналами можна розрахувати за наближеною формулою р=20 log (2 Fcp/Fпід).

Неважко підрахувати, що для отримання поділу стереоканалів 30 дБ необхідна смуга сигналів з ПМ до 88 кГц, а сигналів з ПТ - до 107 кГц. Зрозуміло, ці дані є приблизними та не враховують особливостей того чи іншого способу декодування. Для корекції АЧХ КСС у моделях декодерів застосовують ті чи інші коригувальні ланцюги, як правило, найпростішого RC-типу.

З іншого боку, надмірне розширення спектра КСС призводить до різкого зростання шумів та перешкод від перетворення позасмугових сигналів. Якщо смуга КСС нічим не обмежена, то погіршення співвідношення сигнал/шум прийому віддалених станцій може становити 20 дБ і більше проти монофонічним режимом. І навпаки: звуження смуги КСС є ефективним шумопонижувальним прийомом.

Суперечливим вимогам до КСС якнайкраще задовольняє АЧХ максимально плоска до частоти 70...80 кГц з подальшим різким спадом, організованим фільтрами високих порядків. Така характеристика дозволяє наблизитися до гранично досяжних параметрів конкретного ЦД шумів і перехідного загасання між каналами.

Зазначені положення знайшли повне підтвердження при випробуваннях двостандартного стереодекодера на мікросхемі КР174ХА51. У типовій схемі включення [1] на його вході застосований найпростіший ФНЧ першого порядку із частотою зрізу близько 10 кГц. Спад 6 дБ/окт на частотах вище 10 кГц забезпечує прийнятні шумові характеристики, але зменшує перехідне згасання між каналами з 43 дБ (типове значення без вхідного фільтра) до 24 дБ для сигналів ПМ і 20 дБ для сигналів з ПТ. Крім того, фільтром зрізається верхня частина тонального сигналу в ділянці 10...15 кГц, що робить звучання "глухим".

В цілому, незважаючи на прогресивні конструкторські рішення - тимчасовий спосіб поділу каналів з подвійною дискретизацією, додаткове придушення пілот-тону і т. д. -згаданий ЦД працював гірше, ніж декодер на застарілій мікросхемі ВА1320. Ще один недолік КР174ХА51 – неприємні клацання у звуковому тракті при включенні індикатора стереорежиму. Заміна мікросхеми на інший екземпляр принципових змін не дала.

Для покращення якості роботи пропонований декодер доповнений вхідним фільтром КСС, що формує необхідний вид АЧХ з можливостями ручного та автоматичного коригування. До переваг нового ЦД відноситься також роздільна індикація системи стереомовлення, що працює безшумно.

Основні технічні характеристики

  • Перехідне згасання між каналами, дБ, не гірше.....34
  • Співвідношення сигнал/шум у режимі "Стерео", дБ .....50...70
  • Рівень вхідного сигналу, мВ......до 150
  • Коефіцієнт передачі......1,2
  • Споживаний струм, ма......7

Функціонально пристрій складається з трьох блоків (рис. 1): вхідного фільтра KCC, комутатора на мікросхемі DD1 і власне декодера на мікросхемі DA1.

Стереодекодер із вхідним фільтром КСС
(Натисніть для збільшення)

Фільтр КСС є подальшою модернізацією пристрою [2]. Його параметри покращені комп'ютерним моделюванням - зменшено нерівномірність АЧХ у тональній області та збільшено крутість зрізу у надтональній. Фільтр складається з регульованої ланки R1, R2, C1, C2 і ФНЧ 3-го порядку C3, L1, С4 з частотою зрізу, що перемикається в залежності від системи стереовимищення. АЧХ фільтра – у режимі прийому з ПТ (показані на рис. 2).

Стереодекодер із вхідним фільтром КСС

Ланка R1, R2, C1, C2 - мостовий регулятор верхніх частот КСС. У ньому за допомогою змінного резистора R2 можна збільшувати або зменшувати рівень надтональних (і частково тональних) складових, що призводить до пропорційного розширення або звуження стереобази за рахунок зміни затухання між каналами [2]. У середньому положенні регулятора R2 фільтра АЧХ горизонтальна аж до частоти зрізу (див. рис.2, крива 1), у двох крайніх положеннях - нерівномірність її в звуковому діапазоні не перевищує 2 дБ. Регулювання захоплює лише верхню частину звукового спектру – вище 10 кГц, що дозволяє при впевненому прийомі підкреслити найвищі частоти і тим самим покращити якість звучання.

Одночасно змінюється і рівень шуму, він мінімальний у нижньому положенні двигуна резистора R2, коли надтональна частина КСС фактично зрізається і звучання близько монофонічного. Таким чином, регульована ланка фільтра дозволяє отримувати адаптивну якість вихідного сигналу в залежності від вхідного - від розширеного "Стерео" для потужних сигналів РЧ до "Моно" - для зашумлених та спотворених, зокрема, багатопроменевим прийомом.

П-подібний ФНЧ 3 порядку зібраний на елементах C3, L1, С4. Цей фільтр призначений для ефективного придушення шумів та перешкод від перетворення сигналів, що лежать за основною інформаційною смугою КСС. ФНЧ синтезовано програмою Design програми MicroCap6.0. Його параметри: частота зрізу в системі з ПТ – 75 кГц, у системі з ПМ – 60 кГц, крутість спаду за смугою прозорості – 15...17 дБ/окт, характеристичний опір – 4,7 кОм. Частота зрізу конструктивно змінюється перемиканням числа витків котушки L1 електронним комутатором DD1. Завдяки комп'ютерному моделюванню фільтр має гладку АЧХ (див. рис.2) та досить лінійну ФЧХ (рис. 3).

Стереодекодер із вхідним фільтром КСС

Фільтр КСС підключено до стереодекодеру (мікросхема DA1) замість віддаленого вхідного ланцюга R1C1 [1]. Згасання, яке він вносить (12 дБ), компенсується великим запасом посилення мікросхеми DA1 (до 14 дБ). При прийомі сигналів з ПМ на виведенні мікросхеми 8 DA1 встановлюється низький логічний рівень, близький до нуля. На керуючих входах 5 і 6 комутатора DD1 є високий логічний рівень, що подається із середньої точки дільника R4, R5. При цьому ключ К2 за висновками 4 і замкнутий 3, висновок 3 котушки L1 з'єднаний з конденсатором С4. Фільтр налаштований на частоту зрізу 60 кГц. Одночасно відкритий ключ КЗ і через його висновки 8 і 9 напруга індикації з 7 виведення мікросхеми DA1 подається на світлодіод HL1, що індикує режим "ПМ".

При розпізнаванні сигналів з ПТ рівень напруги на виведенні мікросхеми 8 DA1 змінюється на високий, фактично рівний напрузі живлення. Цей сигнал надходить на керуючі входи 12 і ключів 13 К1 і К4 комутатора DD1. Ключ К4, відкриваючись, зменшує напругу на середній точці R4R5 дільника до низького рівня. Ключі К2 і КЗ при цьому перемикаються в непровідний стан, внаслідок чого виведення котушки 3 від'єднується від конденсатора С4, а світлодіод HL1 гасне. Одночасно відкривається ключ К1, який з'єднує виведення 2 котушки L1 з конденсатором С4. Індуктивність котушки зменшується, що призводить до розбудови частоти зрізу ФНЧ до 75 кГц. Крім того, катод світлодіода HL2 виявляється з'єднаним із загальним дротом через відкритий за висновками 11 і 10 ключ К4, а на його аноді є напруга, що надходить з виведення 7 мікросхеми DA1. При цьому світлодіод HL2 відображає режим "ПТ". Перемикачем SA1 можна увімкнути режим "Моно". В цьому випадку обидва світлодіоди погашені, так як напруга на виведенні 7 мікросхеми DA1 буде відсутня.

Допустима напруга живлення мікросхеми КР174ХА51 - 2,7...7 В. Експериментально встановлено, що характерні клацання при включенні індикатора стереорежиму виникають тільки при напрузі живлення понад 4 В. У даному випадку напруга виведення 15 мікросхеми DA1 обмежена стабілітроном VD1 3,9 У. При цьому індикатори HL1, HL2 включаються практично безшумно, параметри мікросхеми залишаються високими.

У стереодекодері використані постійні резистори МЛТ-0,125, керамічні конденсатори – типу КМ, електролітичні – імпортні. Перемикач SA1 – кнопка П2К. Змінний резистор R2 - будь-який малогабаритний, наприклад, СПЗ-4б, з характеристикою типу А. У зв'язку зі зниженою напругою живлення мікросхеми DA1 випромінювачі HL1, HL2 повинні мати високу світловіддачу при малому струмі. Світлодіоди КИПД05А задовольняють цю умову, але можна підібрати й інші з максимальною яскравістю свічення, у тому числі й імпортні. Котушка L1 виконана на феритовому кільці К20х10х5 мм із фериту марки 2000НМ. Обмотка 1 - 2 містить 110 витків, обмотка 2-3 - 30 витків дроту ПЕВ 2-0,2. Добротність котушки велика, тому параметри ФНЧ практично не погіршують опору відкритого каналу мікросхеми DD1 (близько 270 Ом), послідовно включеного з котушкою L1.

Такі вузли пристрою, як фільтр КСС та комутатор DD1, налаштування не вимагають. У стереодекодері DA1 слід лише підстроювальним резистором R8 домогтися стійкого розпізнавання режиму стерео "ПМ" або "ПТ" за включенням відповідного світлодіода HL1 або HL2. Після цього перевіряють роботу регульованої ланки фільтра обертанням рукоятки резистора R2: звучання повинно змінюватися від розширеного "Стерео" до "Моно". Суб'єктивний ефект цього регулювання добре описаний у [2]. Рекомендується відзначити середнє положення регулятора R2 якому відповідає горизонтальна АЧХ КСС (див. рис.2] і звичайний режим "Стерео".

Ефективність ФНЧ 3-го порядку легко перевірити, тимчасово включивши перемикач П2К (кнопка, що фіксується) для його комутації. При натисканні кнопки одна група контактів П2К повинна закорочувати висновки 1 - 3 котушки L1, а інша відключати висновки конденсаторів C3, С4 від загального дроту. Відключення фільтра натисканням кнопки супроводжується різким зростанням шумів та перешкод навіть при прийомі не дуже слабких сигналів. Прийом віддалених і слабких сигналів у стереорежимі стає неможливим взагалі. Включення ФНЧ, навпаки, очищає сигнал від шумів, інтерференційних свистів тощо, при цьому поділ каналів залишається високим.

У цілому нині якість роботи запропонованого СД виявилося значно вище, ніж вихідного [1]. Фільтр КСС, зрозуміло, може бути використаний і в інших декодерах. Завдяки відносно низькому характеристичному опору ФНЧ, його вихід добре узгоджується з входом практично будь-якого ЦД. Для одностандартних ЦД комутатор DD1 не потрібен і схема спрощується (рис. 4).

Стереодекодер із вхідним фільтром КСС

Число витків котушки L1 вибирають рівним 110 - для системи стереомовлення з ПТ або 140 - для ПМ. Однак для конкретного ЦД його краще уточнити експериментально. При цьому котушку L1 виконують з декількома відводами (через 10-15 витків) і при налаштуванні перемикають їх, домагаючись мінімуму шумів та хорошого поділу стероканалів. Цю роботу краще проводити під час прослуховування звуку стереотелефонами.

література

  1. Аленін С. Мікросхеми серії К174. Двостандартний стереодекодер КР174ХА51. – Радіо, 1999, № 5, с. 43-45.
  2. Пахомов А. Фільтр КСС – шумоподавлювач. – Радіо, 2002, № 2, с. 13, 14.

Автор: А.Пахомов, м.Зерноград Ростовської обл.

Дивіться інші статті розділу Цивільний радіозв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Четвертий сигнал світлофора 23.05.2024

Протягом останніх десятиліть наукові дослідження та технологічні інновації призвели до значних змін у транспортній сфері. Однак, з розвитком автопілотованих автомобілів, чи варто вжити нових кроків у модернізації дорожньої інфраструктури? Вчені пропонують переглянути стандарти світлофорів, запропонувавши впровадити четвертий сигнал, адаптований для автомобілів з автопілотом. Згідно з дослідженнями, автономні автомобілі можуть значно змінити парадигму роботи світлофорів, що ґрунтуються на принципах, закладених понад сто років тому. Генрі Лю, професор цивільної інженерії з університету Мічігану, разом зі своєю командою впровадив пілотну програму в Бірмінгемі, передмісті Детройта. Використовуючи дані від автомобілів General Motors, вони адаптували час роботи світлофорів, що спричинило поліпшення потоку транспорту. Традиційно більшість світлофорів працюють за фіксованим графіком, не враховуючи актуальної ситуації на дорозі. Дорогі і сло ...>>

Метод повного очищення річок від сміття 23.05.2024

З моменту виявлення проблеми забруднення водойм пластиком, зосередженість досліджень була в основному на поверхневих відкладах, ігноруючи більш приховані і менш помітні частинки, які можуть становити серйозну загрозу для довкілля та здоров'я людини. Проте, вчені оголосили про розробку нового методу виявлення навіть найпомітніших пластикових забруднень у річках. Команда дослідників з Кардіффського університету, Технологічного інституту Карлсруе та компанії Deltares спільно розробила інноваційний підхід до кількісної оцінки таких невидимих ​​забруднювачів. Головний автор дослідження Джеймс Лофті з Університету Кардіффа заявив, що цей метод може перевернути наше уявлення про те, як пластик переміщається в річковому середовищі. За допомогою більш ніж 3000 типових пластикових об'єктів, розміщених у контрольованих умовах, вчені змогли відстежити їх рух із високою точністю. Дослідження показало, що пластикові частинки ведуть себе не та ...>>

Еволюційні аспекти теплолюбності у жінок 22.05.2024

Непросте питання про те, якій температурі воліють люди, особливо гостро стоїть у сімейних стосунках. Суперечки про те, де має бути тепло чи прохолодно, часто виникають між чоловіками та жінками. Однак, на думку дослідників, коріння цієї проблеми сягає глибше, до еволюційних механізмів. Вчені з Ізраїлю провели дослідження, вивчивши 13 птахів та 18 кажанів, щоб виявити можливі відмінності у температурних уподобаннях між самцями та самками. Їх спостереження показали, що самці воліють нижчі температури, тоді як самки воліють тепліші умови. Це феноменальне відкриття дало новий погляд на питання про температурні уподобання у тваринному світі. Аналогічні відмінності сприйняття температури було помічено серед людей. Жінки, згідно з припущеннями, відчувають холод сильніше, що може бути обумовлено їх особливостями метаболізму та виробництва тепла. Ці спостереження підтверджують гіпотезу про те, що переваги в температурі можуть бути частковими. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Через глобальне потепління птиці стають агресивнішими. 15.01.2020

Вчені з Університету Гронінгена заявили про незвичайний вплив глобального потепління на поведінку птахів. За їхніми словами, деякі види пернатих стали жорстокішими і почали вбивати своїх родичів.

Мухолівки-рябинки почали повертатися до Європи трохи раніше через глобальне потепління, що змушує їх все більше конфліктувати з синицями у розпал сезону розмноження.

Зараз кожен десятий самець строкаток стає жертвою синиць внаслідок цієї "гніздової війни". Причина в тому, що раннє повернення строкатів почало збігатися з періодом, коли синиці відкладають яйця. Зазначається, що раніше, коли сезони розмноження не збігалися, синиці та рябинки дуже рідко конфліктували один з одним.

За словами вчених, така ж ситуація складається і з іншими видами птахів, що в результаті може сильно вплинути на їхнє подальше виживання та еволюцію.

Інші цікаві новини:

▪ Релятивістський стиск електричного поля

▪ Комахи здатні генерувати електрику

▪ Шолом для ранньої діагностики інсульту

▪ Робот-коник

▪ Онлайн-навчання ефективніше традиційного

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

 

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей

▪ стаття Стриги під Котовського! Крилатий вислів

▪ статья Яке традиційне уявлення про давньогрецькі статуї помилково? Детальна відповідь

▪ стаття Секретар-стенографіст. Посадова інструкція

▪ стаття Логічні елементи та таблиці істинності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Повітряне колесо. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

ім'я:


E-mail (не обов'язково):


коментар:





All languages ​​of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024