|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Високоякісний стереодекодер для системи із пілот-тоном. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок У нашій країні повсюдно набуває все більшого поширення стереофонічне радіомовлення системою з пілот-тоном. Зарубіжна апаратура, що використовується для прийому передач по цій системі, має стереодекодери (СД) ключового типу в мікросхемному виконанні. Вони зручні в технологічному відношенні для масового повторення, але проте поступаються, на думку автора, стереодекодерам матричного типу. Радіоаматорам, які бажають покращити роботу своїх стереофонічних радіоприймачів, пропонується побудувати стереодекодер системи з пілот-тоном (ПТ) з поділом спектрів, також іноді званих сумарно-різницевими або матричними, що досить рідко використовуються в даній системі стереовові. У нашій країні, де, як відомо, прийнята система стереомовлення з полярно-модульованими коливаннями (ПМК) [1], матричні стереодекодери (ЦД) набули широкого поширення. Пояснюється це тим, що пригнічена під час передачі на 14 дБ піднесуча може бути відносно легко відновлена в ЦД. При цьому надтональний сигнал з "нормальним" ставленням піднесучої та її бічних смуг детектується діодним двонапівперіодним детектором. Продетектований різницевий сигнал складається (віднімається) із сумарним на резистивній матриці, де відбувається поділ каналів. За кордоном (а останнім часом і в Росії при роботі радіостанцій в діапазоні 88 ... 108 МГц) повсюдно застосовується так звана система з пілот-тоном (ПТ), що дорівнює половині значення частоти, що піднесе, тобто. 19 кГц. Піднесе в цій системі пригнічується при передачі практично повністю, залишаються лише бічні смуги надтонального сигналу, які звичайними діодними детекторами без спотворень продетектовані не можуть. З цієї причини переважна кількість ЦД для системи з ПТ відноситься до ключових. У перших моделях таких ЦД на дискретних елементах для отримання імпульсів, що управляють ключами (зазвичай діодними), використовувалося подвоєння частоти ПТ [2]. У ЗД, що з'явилися пізніше, в мікросхемному виконанні керуючі імпульси отримують розподілом частоти опорного генератора, керованого напругою (ГУН), який охоплений системою ФАПЧ. ПТ порівнюється у системі ФАПЧ з поділеною до 19 кГц частотою ГУН та забезпечує стабілізацію частоти та фази керуючих імпульсів. Останнім часом подібні ключові ЦД у мікросхемному виконанні (мікросхеми А290, ТА7342, ТА7343 та ін) з'явилися і на вітчизняному ринку. Це дозволяє радіоаматорам створювати нескладні ЦД для прийому стереопередач в діапазоні 88...108 МГц, мовлення в якому почалося 5 - 6 років тому і набуває у нас все більшого поширення. Однак при відомих перевагах ключових ЦД, таких як простота схемотехнічної реалізації (особливо в мікросхемному виконанні), хороший поділ каналів - цей клас ЦД, на глибоке переконання автора, все ж таки не може забезпечити по-справжньому високоякісний прийом стереопередач. Справа в тому, що в реальному музичному сигналі переважає сумарна інформація - в [1] вказується, що коефіцієнт модуляції піднесе рідко перевищує 30% при максимально можливих 80%, і в першому наближенні сигнал, що проходить через ЦД, можна вважати монофонічним. Постійна комутація сигналу, що має місце в ключових ЦД, викликає, по суті, дискретизацію низькочастотної складової з дуже низькою частотою (38 або 31,25 кГц), у той час як згідно [3], для виключення впливу частоти дискретизації на низькочастотний сигнал повинна бути більшою за вищу частоту низькочастотного сигналу (15 кГц для системи з полярно-модульованими коливаннями) мінімум у 4 - 5 разів, тобто. становити 60...75 кГц. Наслідком такої "обробки" низькочастотного сигналу є погіршення звучання на вищих частотах, при цьому формальні якісні показники ЦД, отримані на синусоїдальному випробувальному сигналі, можуть бути дуже високими - коефіцієнт нелінійних спотворень 0,2...0,3% і менше. У матричних ЦД сумарний сигнал не дискретизується, різницевий сигнал, величина якого, як зазначалося вище, мала, при двухполуперіодному детектуванні виявляється "дискретизованим" з частотою, вдвічі більшою піднесе, тобто. 76 чи 62,5 кГц. При цьому підвищується якість відновленого сигналу різниста і відповідно сигналів на виході ЦД. Викладені міркування були експериментально перевірені автором при порівнянні звучання матричного [4] та ключового [5] ЦД. Незважаючи на вельми примітивну схемотехніку та елементну базу матричного СД, його звучання, на думку автора, значно перевершувало звучання ключового СД, яке вирізнялося нечіткістю, розмитістю високих частот. Єдиним плюсом ключового ЦД було, мабуть, лише трохи вищу якість поділу каналів. Слабкою ланкою відомих матричних СД є діодний детектор піднесучої, який виконується з використанням високочастотного трансформатора з великою кількістю витків вторинної обмотки, так як для отримання прийнятного рівня спотворень при діодному детектуванні вхідна напруга детектора повинна становити кілька вольт [1]. Паразитні ємності високочастотного трансформатора виходять значними, що спричиняє амплітудні та фазові спотворення вищих частот та погіршує поділ каналів. Істотно зменшити спотворення різницевого сигналу можна застосуванням синхронних детекторів, зокрема, на КМОП-ключах. Такі детектори дозволяють детектувати (на відміну від діодних) сигнали мінімальної амплітуди, у тому числі з повністю пригніченою несучою, що має місце в системі з ПТ. Вони вносять надзвичайно малі спотворення, які визначаються практично ставленням опору відкритого каналу ключа до вхідного опору наступного каскаду, який доцільно виконати у вигляді емітерного (джерельного) повторювача. Для формування управляючих КМОП-ключами імпульсів можна використовувати абсолютно самі схемотехнічні рішення, як у " стандартних " ключових ЦД, тобто. ГУН з ФАПЧ та дільником частоти. З урахуванням викладених міркувань був розроблений пропонований ЦД для системи з ПТ, принципова схема якого наведена нижче. Основні технічні характеристики ЦД
Пристрій складається з чотирьох функціональних блоків:
Вхідний сигнал (безпосередньо з виходу ЧС-демодулятора приймача або тюнера), що має, як правило, величину 60...90 мВ, надходить на підсилювач блоку А1, виконаний на транзисторах VT1, VT2 (рис. 1). З виходу підсилювача КСС надходить на ланцюжок R11 С6 який здійснює корекцію попередніх викривлень сумарного сигналу (т = 50 мкс). Надтональна частина сигналу (бічні смуги піднесе плюс ПТ) через конденсатор С5, який спільно з резисторами R12 і R14 утворює ФВЧ, що частково пригнічує сумарний сигнал, надходить на базу транзистора VT5. Транзистори VT5 і VT6 підсилюють про модуловані різницевим сигналом бічні смуги піднесучої 38 кГц, які виділяються на низькодобротному коливальному контурі (Q=6), що складається з обмотки трансформатора Т1 і конденсатора С8, і надходять на двухполуперіодні ключовий детектор на ключ.
Виділений різницевий сигнал позитивної та негативної полярності з виходів емітерних повторювачів VT7, VT8 і VT9, VT10 через підстроювальні резистори R21 і R26 (регулюють поділ каналів) надходить на матрицях R24R25, R28R29. Сюди через резистор R11 надходить сумарний сигнал. Виділені на матрицях сигнали каналів А і поступають на активний фільтр нижніх частот (ФНЧ), виконаний за поширеною для подібних пристроїв схемою (рис. 3), і далі на вихід ЦД.
Формувач керуючих імпульсів А2 (рис. 2) складається з ГУН на транзисторах VT1, VT2 (f=76 кГц) з ФАПЧ на ключі DD1.1 та ОУ DA1 [6] та дільника частоти на тригерах мікросхеми DD2, що виробляє імпульси форми "меандр" з частотою 38 кГц для керування ключами детектора та меандр із частотою 19 кГц для системи ФАПЧ. Необхідно відзначити, що застосований RС-генератор має дуже високу термостабільність, що визначається практично лише ТКЕ конденсатора С9, проте дуже чутливий до нестабільності напруги живлення, яка повинна бути мінімально можливою.
Для примусового переведення ЦД в режим "Моно" перемикачем SA2 (рис.5), наприклад, у разі невпевненого прийому, передбачений транзисторний ключ VT4 (рис.1), що замикає вхід різницевого каналу при подачі на його базу позитивного (відкриває) напруги. Другий ключ на транзисторі VT3 дозволяє "вимикати" сумарний канал перемикачем SA1, встановленим безпосередньо на платі блоку А1 (це може знадобитися при регулюванні пристрою). При цьому на вихід ЦД проходить тільки різницевий сигнал, який зручно контролювати "на слух" при налаштуванні декодера або для суб'єктивного контролю якості сигналу, що приймаються, так як незадовільні умови прийому позначаються в першу чергу на різницевому сигналі.
Вузол стереоіндикації та стереоавтоматики А4 зібраний за схемою, зображеною на рис. 4. Принцип дії прототипу цього пристрою, що є синхронним детектором ПТ з пороговим елементом (компаратором), докладно описаний в [6]. Від вихідного пропонований пристрій відрізняється наявністю підсилювача вхідного сигналу на транзисторі VT1 та підсилювача-інвертора вихідного сигналу на транзисторі VT2. Замість спеціалізованого компаратора К521СА1, як показала практика, можуть бути використані ОУ загального призначення з біполярними транзисторами на вході (UCM = 5...10 мВ), скориговані для одиничного посилення.
Деталі. Конденсатори С6, С8 блоку А1 і С9 блоку А2 повинні бути слюдяними, полістирольними або склоемалевими з допуском ±5%. Такий самий допуск повинен мати резистор R11 блоку А1. Замість застосованих транзисторів КТЗ102В можна використовувати інші цієї серії, а також КТ315Б, КТ342А з h21е>200. Транзистори КТ209 можуть бути з будь-яким літерним індексом. Замінювати їх високочастотними р-n-р транзисторами небажано. Якщо такі транзистори (КТ3107, КТ361, і т.п.) все ж таки доведеться використовувати, то між їх базою та колектором слід встановити конденсатори ємністю 68 - 100 пФ. Трансформатор Т1 блоку А1 намотаний на стандартному чотирисекційному каркасі з підстроєчником з фериту 400НН від гетеродинних котушок радіоприймачів СВ та ДВ діапазонів. Обмотки намотуються одночасно трьома проводами: двома ПЕВ 0.1 та одним ПЕЛШО 0,09. Кількість витків - 410. Обмотка з дроту ПЕЛШО 0,09 - первинна, вторинна обмотка (проводи ПЕВ 0,1) з відведенням від середини виходить з'єднанням кінця однієї обмотки з початком іншої. Конструкція пристрою некритична - при макетуванні блоки з'єднувалися між собою неекранованими провідниками завдовжки до 20 см без будь-яких небажаних ефектів у роботі ЦД. При установці в приймач ЦД необхідно розмістити по можливості далі від ланцюгів вихідних блоків звукової частоти або помістити в екран, щоб уникнути високочастотних наведень від ГУН та дільників частоти. Налагодження. У разі використання для виготовлення пристрою справних деталей режими елементів постійного струму встановлюються автоматично. Якщо напруга живлення відрізняється від номінального (в межах 12...15 В), номінал резистора R1 блоку А2 підбирають так, щоб напруга в точці з'єднання резисторів R1 і R2 становила 3...3.3 В. Підбором резистора R1 блоку А4 встановлюють напругу колектор транзистора VT1 дорівнює половині напруги живлення. Трансформатор Т1 блоку А1 налаштовують частоту 38 кГц подачею напруги цієї частоти від зовнішнього генератора (15...20 мВ) на вхід ЦД. Напруга контролюється на вторинній обмотці трансформатора Т1. Необхідна добротність (Q=6) встановлюється підстроювальним резистором R15. Далі ЦД підключають до виходу детектора приймача з діапазоном 88...108 МГц (до ланцюгів корекції, якщо вони є) і налаштовують приймач на станцію, що впевнено приймається. Сумарний канал вимикають перемикачем SA1 блоку А1. Блок стереоавтоматики, природно, має бути вимкнений. Підстроюванням резистора R14 (а також при необхідності R13 - грубо) пристрої формувача імпульсів керуючих А2 домагаються появи на виході ЦД продетектованого різницевого сигналу - це нескладно зробити "на слух". Потім перевіряють стійкість прийому разностного сигналу (тобто чіткість роботи системи ФАПЧ) при перебудові діапазону. Смугу захоплення (і утримання) системи ФАПЧ можна регулювати в деяких межах зміною номіналу резистора R8. Після цього включають сумарний канал і за допомогою підстроювальних резисторів R21 і R26 блоку А1 домагаються максимального розділення каналів. Найлегше цю операцію виконати прийому записів рок-груп 60-70-х років, коли практикувалося практично повне поділ інструментів каналами. Додатково поліпшити поділ каналів можна зміною деяких межах добротності трансформатора Т1 блоку А1 підбором резистора R15, що дозволяє певною мірою компенсувати частотно-фазові спотворення, що вносяться конкретним ЧМ трактом. Однак необхідно відзначити, що таке регулювання взаємозалежне з описаним вище регулюванням поділу каналів. Визначити виходи каналів ЦД (лівий-правий) можна за допомогою "еталонного" стереоприймача (магнітоли). Слід зазначити, що точно налаштувати трансформатор Т1 по сигналу, що приймається на частоту 38 кГц важко, оскільки, як вже зазначалося, піднесуча в системі з ПТ пригнічена повністю і в паузах передачі відсутня. Тут можна використовувати наступний прийом: при налаштованому станцію приймачі (є режим захоплення системи ФАПЧ) тимчасово відпаяти конденсатор С5 від бази транзистора VT5 блоку А1. Потім на базу цього транзистора через конденсатор ємністю 10...15 пФ подати з виведення 1 або 2 мікросхеми DD2 блоку А2 імпульси з частотою 38 кГц і, контролюючи напругу на осцилографом Т1, налаштувати трансформатор Т1 по максимуму сигналу. У цьому випадку трансформатор Т1 точно налаштований на частоту 38 кГц. В останню чергу налагоджують блок стереоіндикації/стереоавтоматики А4 (якщо він встановлений). Резистором цього блоку R8 регулюють поріг спрацювання компаратора так, щоб при наявності стереосигналу світлодіод HL1 чітко світився. У відсутність сигналу і при перебудові по діапазону світіння (і "поморгування") світлодіода не повинно бути. Якщо напруга на вході ЦД відрізняється від рекомендованого (60...90 мВ), може знадобитися регулювання посилення каскаду на транзисторі VT1 підбором резистора R4 (при цьому знову потрібно буде встановити режим постійного струму цього транзистора). Якість звучання аматорського приймача з описаним ЦД порівнювалося з якістю звучання приймальних стереотрактів з ЦД на мікросхемах ТА7342 та ТА7343. Прослуховування проводилося з використанням лампового підсилювача з вихідною потужністю 2x15 Вт та акустичних систем 25АС-033, а також стереотелефонів. Відзначено більш високу прозорість, природність звучання пропонованого ЦД. Поділ каналів практично не відрізнявся від такого у "еталонних" ЦД. література
Автор: А.Кисельов, м.Москва
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ Жорсткі вітрила зі сталі та композитного скла ▪ Ергономічні компоненти Samsung для LED-світильників ▪ Компактні підводні радіопередавачі ▪ IP-ядра 8051 працюють у 15 разів швидше
▪ розділ сайту Електрик у будинку. Добірка статей ▪ стаття Катерина II. Знамениті афоризми ▪ стаття Як використовувати метеорити? Детальна відповідь ▪ стаття Мертве море. Диво природи ▪ стаття Два підсилювачі потужності ЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page