К174ХА42 - однокристальный ЧМ радиоприемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиоприем

 Комментарии к статье

Микросхемы К174ХА42А и К174ХА42Б предназначены для работы в экономичных радиовещательных и связных приемниках частотно-модулированных сигналов. Микросхемы содержат все функциональные узлы супергетеродинного ЧМ приемника (от антенного входа до выхода ЗЧ) и требуют для его реализации минимум навесных элементов: резонансный LC-контур, несколько конденсаторов и один резистор.

Регулировка такого приемника сводится к настройке контура гетеродина - установке границ диапазона. Это стало возможным благодаря низкой промежуточной частоте - 70 кГц, что позволяет использовать для селекции сигнала ненастраиваемые RC-фильтры, отказавшись от критичных полосовых резонансных LC-фильтров.

Большие значения девиации входного сигнала - 50 и 75 кГц - при низкой ПЧ приводят к появлению искажений сигнала ЗЧ. Для их устранения использована система обратной связи по частоте, которая уменьшает ("сжимает") девиацию в пять раз - до 10 и 15 кГц соответственно. Микросхема оснащена высокоэффективной корреляционной системой подавления шума (бесшумной настройки - БШН). Она подавляет звуковой сигнал при неточной настройке, входном сигнале с уровнем, близким к уровню шума, и при настройке на зеркальный канал.

Прибор К174ХА42А рассчитан для работы в связных радиоприемных устройствах. а К174ХА42Б - в радиовещательных приемниках бытового назначения. Микросхема К174ХА42 может также найти применение и в радиотрактах телевизионной аппаратуры, в телефонах с радиоканалом, в системах личной и служебной радиосвязи, устройствах поискового вызова, охранных устройствах, в аппаратуре телеуправления. Небольшое число требуемых внешних элементов, простота настройки и низкая стоимость делают ее весьма привлекательной для широкого использования в радиолюбительских конструкциях.

Выпускают эту микросхему в пластмассовом корпусе двух вариантов: К174ХА42А - в восемнадцативыводном корпусе 2104.18-4(238.18-3), а К174ХА42Б-в шестнадцативыводном 2103.16-9 (238.16-2). Чертежи корпусов показаны на рис. 1. Масса прибора не превышает 2,5 г. Полный аналог К174ХА42А - микросхема TDA7000; К174ХА42Б и TDA7010 отличаются лишь типом корпуса.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

Типовые схемы включения микросхем К142ХА42А и К174ХА42Б представлены на рис. 2,а и б соответственно. Цоколевка К174ХА42А: выв. 1 - подключение конденсатора фильтра коррелятора; выв. 2 - выход усилителя ЗЧ (с открытым коллектором); выв. 3 - подключение конденсатора генератора шума; выв. 4 - подключение конденсатора фильтра петли ОС по частоте; выв. 5 - плюсовой вывод питания; выв. 6 - подключение LC-контура гетеродина; выв. 7-12 - подключение конденсаторов полосового фильтра ПЧ; выв. 13,14 - вход усилителя сигнала радиочастоты; выв. 15 - подключение конденсатора входной цепи усилителя-ограничителя 1; выв. 16 - общий вывод; минусовый вывод питания: выв. 17- подключение конденсатора фазовращателя частотного детектора; выв. 18-подключение конденсатора фазовращателя коррелятора.

Рис.2 (нажмите для увеличения)

У микросхемы К174ХА42Б по сравнению с К174ХА42А отсутствуют выводы 3 и 10, из-за чего нумерация выводов в ее цоколевке соответственно сдвинута.

Основные электрические характеристики при Токр. ср ° 25±10°С

Номинальное напряжения питания, В....4,5
Потребляемый ток, мА, не более....8
Частота входного ВЧ сигнала, МГц....5...150
Чувствительность (входное напряжение ограничения по уровню -3 дБ), мкВ....6
Выходное напряжение ЗЧ, м....100
Коэффициент нелинейных искажений, %, не более....0,5
Сопротивление нагрузочного резистора в цепи открытого коллектора усилителя 34, кОм, не более, при напряжении питания
4,5 В...22
9 В....47
Отношение сигнал/шум*, дБ, не менее....50
Коэффициент подавления составляющей AM*,дБ,не менее....50

* Значения этих параметров измерены при следующих условиях: напряжение питания 4,5 В, входная частота РЧ сигнала 69 МГц, девиация частоты -+50 кГц, модулирующая частота 1 кГц; при измерении коэффициента подавления AM глубина модуляции равна 30%.

Предельно допустимые значения параметров

Напряжение питания, В....2,7...9
Наибольшее входное напряжение РЧ, мВ....200
Рабочий температурный интервал, С....-10...+55

Упрощенная функциональная схема прибора К174ХА42А изображена на рис. 3.

ЧМ приемник построен по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты. Входной сигнал после усиления смешивается с сигналом гетеродина. Благодаря относительно низкой промежуточной частоте (ПЧ) сигнала, снимаемого с выхода смесителя, амплитуда побочных составляющих преобразования настолько мала, что они практически отсутствуют на входе усилителя сигнала промежуточной частоты.

Рис.3 (нажмите для увеличения)

Для подавления внеполосных сигналов предусмотрен активный полосовой фильтр ПЧ четвертого порядка. Выходной сигнал фильтра усилитель-ограничитель 1 нормирует по амплитуде. Усилитель-ограничитель 1 имеет большие коэффициент усиления (более 90 дБ) и динамический диапазон. Преобразованный сигнал ПЧ поступает на вход частотного детектора и одновременно на вход коррелятора.

Частотный детектор представляет собой преобразователь частота-напряжение. Демодулированное напряжение низкой частоты поступает, во-первых, на второй усилитель-ограничитель и далее на гетеродин, замыкая в системе петлю обратной связи по частоте, и, во-вторых, на вход коммутатора системы бесшумной настройки (БШН) и затем на предусилитель ЗЧ и выход приемника.

Выходной сигнал коррелятора используют для управления коммутатором системы БШН, подавляющей межстанционные помехи.

Кроме указанных узлов, микросхема содержит внутренний стабилизатор питающего напряжения (на схеме не показан), выходной усилитель ЗЧ (он изображен на схеме в виде транзистора VT1) и генератор шума, входящий в систему БШН. Генератор шума имитирует ЧМ шум и подключается коммутатором к входу предусилителя ЗЧ при переходах от одной принимаемой станции к другой или при неточной настройке. Шумовой сигнал в этих случаях свидетельствует о работоспособности приемно-усилительного тракта. В микросхеме К174ХА42Б управление генератором шума не предусмотрено.

В приемнике применена частотная демодуляция с обратной связью по частоте - выходной ЗЧ сигнал демодулятора использован для соответствующего смещения частоты гетеродина в противофазе с сигналом ПЧ. Этим достигнуто уменьшение девиации частоты сигнала ПЧ и, как следствие, практически полное отсутствие гармонических искажений выходного сигнала. Необходимая степень "сжатия девиации" получается, если емкость колебательного контура гетеродина Со = Ск+Cпар+Свар выбрать из эмпирического соотношения: Со = Fo/2 (Ск - емкость контурного конденсатора, Спар - паразитная емкость контура, Свар - емкость варикапа - элемента перестройки, емкость везде в пикофарадах; Fo - частота настройки контура, в мегагерцах). Это выражение, применимое для всех значений частоты в диапазонах УКВ-1 и УКВ-2, позволяет определить параметры контура гетеродина - емкость конденсатора, а затем индуктивность катушки.

Активный полосовой фильтр ПЧ микросхемы состоит из трех звеньев: ФВЧ второго порядка, полосового фильтра первого порядка и ФНЧ первого порядка (см. фрагмент схемы на рис. 4; нумерация конденсаторов соответствует рис. 2,а).

Рис.4 (нажмите для увеличения)

Жирными точками обозначены выводы микросхемы. Номиналы внешних конденсаторов и значения частоты среза звеньев при ПЧ 70 кГц определяют для передаточной функции системы по известным соотношениям [1]:

звено ФНЧ-II: С9 = 3300 пФ, С13 = 180 пФ, fo = 94 кГц;

звено ПФ-I: С4 = 330 пФ, С1 = 3300 пФ, fв = 103 кГц, fн = 10,3 кГц;

звено ФНЧ-I: С2 = 150 пФ, fo = 88,4 кГц.

Использованное схемотехническое решение полосового фильтра обеспечивает высокую избирательность, минимальную потребляемую мощность и хороший динамический диапазон. Амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра изображена на рис. 5.

Рис.5

Для подавления сигналов паразитных каналов приема служит система БШН. Работа системы основана на корреляции сигнала ПЧ и того же сигнала, задержанного и инвертированного. Оба сигнала подводят к входу коррелятора. Если прямой сигнал Uпч представляет собой последовательность когерентных импульсов постоянного периода (как это и бывает в случае приема радиовещательной станции), то задержка сигнала U'пч должна быть равна периоду следования. Такой сигнал получают инвертированием прямого сигнала.

Инвертирование и задержку сигнала выполняет фазовый фильтр (на схеме рис. 3 не показан). При точной настройке на станцию формы обоих сигналов идентичны и имеют высокую степень корреляции (рис. 6,а). При расстройке фаза сигнала и'пч смещается относительно прямого (рис. 6,6) - корреляция мала. В результате действия помех или шума возникают значительные изменения периода и формы сигнала U'пч (рис. 6,в); в этих случаях корреляции практически нет.

Рис.6

По результату сравнения этих сигналов коррелятор вырабатывает сигнал управления коммутатором, плавно включающим усилитель ЗЧ при высокой корреляции или генератор шума при слабой. Этим исключается прохождение на выход приемника различных щелчков, помех и резких звуков.

Образцовое напряжение, необходимое для работы частотного демодулятора и коррелятора, формируют внутренние активные фазовращатели, выполненные на операционных усилителях с единичным коэффициентом усиления, фазовращатель (фазовый фильтр) обеспечивает сдвиг фазы сигнала на п/2 на частоте fпч = К/Сф, где Сф - емкость конденсатора, подключенного к выв. 17 микросхемы (см. рис. 3). При сопротивлении резисторов R2 и R3 микросхемы, указанном на этой схеме, и емкости конденсатора Сф, равной 330 пФ (С7 на рис. 2,а), fпч = 70 кГц. Входной и выходной сигналы Uпч и U'пч остаются равными по напряжению при любой частоте.

В корреляторе внутренний фазовращатель с внешним конденсатором, подключенным к выв. 18, сдвигают фазу еще на п/2. Таким образом, общий сдвиг фазы сигналов будет равным 180°. После инвертирования одного из сигналов происходит их сравнение.

Корреляционная система БШН с обратной связью по частоте в конечном счете обеспечивает единственный канал приема и точную настройку на станцию. Выходной сигнал коррелятора (с вывода 1) может быть использован для управления индикатором настройки.

Конденсатор С16 (см. рис. 2,а) определяет постоянную времени системы бесшумной настройки. Фильтр R1C12 задает постоянную времени цепи коррекции предыскажений сигнала ЗЧ. От емкости конденсатора С11 зависит уровень шума, поступающего в ЗЧ тракт; чем больше емкость, тем громче шум. Если необходимо обеспечить абсолютно бесшумную настройку, этот конденсатор не подключают.

Конденсатор С10 входит в состав фильтра петли ОС по частоте. Он устраняет побочные составляющие сигнала ПЧ на выходе частотного детектора и определяет постоянную времени цепи ОС; влияет также на форму амплитудно-частотной характеристики тракта.

Конденсатор С15 - фильтр в цепи питания микросхемы. Конденсатор С5 превращает симметричный РЧ вход микросхемы в несимметричный. При монтаже конденсатора С5 необходимо максимально укоротить его выводы и принять меры к уменьшению индуктивной и емкостной связи с контуром гетеродина. Конденсатор С6 - фильтровый в цепи местной обратной связи усилителя-ограничителя 1, а С7 и С8 - фазосдвигающие конденсаторы фазовых фильтров частотного детектора и коррелятора соответственно. Рис. 7 иллюстрирует зависимость выходного напряжения ЗЧ Uвыхзч от напряжения питания Uпит при фиксированных значениях частоты входного РЧ сигнала fвх, девиации и модулирующей частоты Fm и номинальном входном напряжении РЧ сигнала Uвх.

Рис. 7

На рис. 8 показаны зависимости выходного напряжения ЗЧ, на рис. 9 - отношения сигнал/шум, а на рис. 10 - коэффициента гармоник от напряжения входного РЧ сигнала.

Рис.8

Литература

1. 1. F. de Dieuleveult. Recepteur FM. - Radio Plans Electronlque, 1984, Ns 44.
2. 2. Дж. Клэппер, Дж. франка. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты (пер. с англ.) - М.: Энергия, 1977,
3. 3. One-Chip-FM-Radio. -Elector, 1983,т. 14, № 6, с. 6-25.
4. 4. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника (пер. сангл.)-М.: Мир, 1982, 512с.
5. 5. D. Kasperkovitz. An inteoraled FM receiver - Microelectron Reliab, 1981, т. 21, № 2, с. 183-189.

Автор:  П.Полятыкин г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиоприем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Создан прототип 96-слойной флэш-памяти QLC NAND 22.07.2018 Компания Toshiba Memory сообщила о создании 96-слойного кристалла. Совместно с Western Digital она создала прототип 96-слойной флэш-памяти BiCS FLASH, способной хранить 4 бита данных в каждой ячейке (QLC NAND). Едва ли стоит говорить, что путем наращивание слоев обеспечивается дальнейшее повышение плотности флэш-памяти. В Toshiba подчеркивают, что новые кристаллы самые емкие на рынке - 1,33 Тбит. Упаковав 16 кристаллов 96-слойной памяти QLC 3D NAND, можно получить микросхему рекордно большого объема - 2,66 ТБ. Производитель обещает показать ее на мероприятии 2018 Flash Memory Summit, которое пройдет в Санта-Кларе с 6 по 9 августа. Отметим, что в большинстве современных SSD используются 32-слойные микросхемы, а в наиболее передовых моделях - 64-слойные. Так что массовое распространение 96-слойная память получит еще очень нескоро. Поставки ознакомительных образцов микросхем новой памяти разработчикам SSD и контроллеров для SSD должны начаться в первых числах сентября, а появлений серийных продуктов с этой памятью ожидается в следующем году. В конце прошлого года Toshiba продала свой полупроводниковый бизнес, куда входит Toshiba Memory, за $18 млрд консорциуму во главе с Western Digital.

Другие интересные новости:

▪ Глаза моли помогут рентгенологии

▪ Котлеты из воздуха

▪ Утвержден единый стандарт зарядных устройств для всех гаджетов

▪ Один укол избавит от никотиновой зависимости

▪ Карты памяти Transcend объемом 512 ГБ и скоростью 510 МБ/с

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Истории из жизни радиолюбителей. Подборка статей

▪ статья Как у Христа за пазухой. Крылатое выражение

▪ статья В какой религии святыми считаются Ленин, Шекспир и Жанна д'Арк? Подробный ответ

▪ статья Секретарь руководителя предприятия. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1515, 2х12 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перекладывание карточек. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026