Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

В нашей стране повсеместно получает все большее распространение стереофоническое радиовещание по системе с пилот-тоном. Используемая для приема передач по этой системе зарубежная аппаратура имеет стереодекодеры (СД) ключевого типа в микросхемном исполнении. Они удобны в технологическом отношении для массового повторения, но, однако, уступают, по мнению автора, стереодекодерам матричного типа. Радиолюбителям, желающим улучшить работу своих стереофонических радиоприемников предлагается построить стереодекодер системы с пилот-тоном (ПТ) с разделением спектров, также иногда называемых суммарно-разностными или матричными, довольно редко используемых в данной системе стереовещания.

В нашей стране, где, как известно, принята система стереовещания с полярно-модулированными колебаниями (ПМК) [1], матричные стереодекодеры (СД) получили широкое распространение. Объясняется это тем, что подавленная при передаче на 14 дБ поднесущая может быть относительно легко восстановлена в СД. При этом надтональный сигнал с "нормальным" отношением поднесущей и ее боковых полос детектируется диодным двухполупериодным детектором. Продетектированный разностный сигнал складывается (вычитается) с суммарным на резистивной матрице, где и происходит разделение каналов.

За рубежом (а в последнее время и в России при работе радиостанций в диапазоне 88... 108 МГц) повсеместно применяется так называемая система с пилот-тоном (ПТ), равным половине значения поднесущей частоты, т.е. 19 кГц. Поднесущая в этой системе подавляется при передаче практически полностью, остаются лишь боковые полосы надтонального сигнала, которые обычными диодными детекторами без искажений продетектированы быть не могут. По этой причине подавляющее число СД для системы с ПТ относится к ключевым.

В первых моделях таких СД на дискретных элементах для получения импульсов, управляющих ключами (обычно диодными), использовалось удвоение частоты ПТ [2]. В появившихся позднее СД в микросхемном исполнении управляющие импульсы получают делением частоты опорного генератора, управляемого напряжением (ГУН), который охвачен системой ФАПЧ. ПТ сравнивается в системе ФАПЧ с поделенной до 19 кГц частотой ГУН и обеспечивает стабилизацию частоты и фазы управляющих импульсов.

В последнее время подобные ключевые СД в микросхемном исполнении (микросхемы А290, ТА7342, ТА7343 и др.) появились и на отечественном рынке. Это позволяет радиолюбителям создавать несложные СД для приема стереопередач в диапазоне 88... 108 МГц, вещание в котором началось 5 - 6 лет назад и получает у нас все большее распространение.

Однако при известных преимуществах ключевых СД, таких как простота схемотехнической реализации (особенно в микросхемном исполнении), хорошее разделение каналов - этот класс СД, по глубокому убеждению автора, все же не может обеспечить по-настоящему высококачественный прием стереопе-редач. Дело в том, что в реальном музыкальном сигнале преобладает суммарная информация - в [1] указывается, что коэффициент модуляции поднесущей редко превосходит 30% при максимально возможных 80%, и в первом приближении сигнал, проходящий через СД, можно считать монофоническим. Постоянная коммутация сигнала, имеющая место в ключевых СД, вызывает, по сути дела, дискретизацию низкочастотной составляющей с весьма низкой частотой (38 или 31,25 кГц), в то время как согласно [3], для исключения влияния частоты дискретизации на низкочастотный сигнал она должна быть больше высшей частоты низкочастотного сигнала (15 кГц для системы с полярно-моду-лированными колебаниями) минимум в 4 - 5 раз, т.е. составлять 60...75 кГц. Следствием такой "обработки" низкочастотного сигнала является ухудшение звучания на высших частотах, при этом формальные качественные показатели СД, полученные на синусоидальном испытательном сигнале, могут быть очень высокими - коэффициент нелинейных искажений 0,2...0,3% и менее.

В матричных СД суммарный сигнал не дискретизируется, разностный же сигнал, величина которого, как указывалось выше, мала, при двухполупериодном детектировании оказывается "дискретизированным" с частотой, вдвое большей поднесущей, т.е. 76 или 62,5 кГц.

При этом повышается качество восстановленного разностного сигнала и соответственно сигналов на выходе СД.

Изложенные соображения были экспериментально проверены автором при сравнении звучания матричного [4] и ключевого [5] СД.

Несмотря на весьма примитивную схемотехнику и элементную базу матричного СД, его звучание, по мнению автора, значительно превосходило звучание ключевого СД, которое отличалось нечеткостью, размытостью высоких частот. Единственным плюсом ключевого СД было, пожалуй, лишь несколько более высокое качество разделения каналов.

Слабым звеном известных матричных СД является диодный детектор поднесущей, который выполняется с использованием высокочастотного трансформатора с большим числом витков вторичной обмотки, так как для получения приемлемого уровня искажений при диодном детектировании входное напряжение детектора должно составлять несколько вольт [1]. Паразитные емкости высокочастотного трансформатора получаются значительными, что вызывает амплитудные и фазовые искажения высших частот и ухудшает разделение каналов.

Существенно снизить искажения разностного сигнала можно применением синхронных детекторов, в частности, на КМОП-ключах. Такие детекторы позволяют детектировать (в отличие от диодных) сигналы минимальной амплитуды, в том числе с полностью подавленной несущей, что имеет место в системе с ПТ. Они вносят чрезвычайно малые искажения, определяемые практически отношением сопротивления открытого канала ключа к входному сопротивлению следующего каскада, который целесообразно выполнить в виде эмиттерного (истокового) повторителя. Для формирования управляющих КМОП-ключами импульсов могут быть использованы абсолютно те же схемотехнические решения, что и в "стандартных" ключевых СД, т.е. ГУН с ФАПЧ и делителем частоты.

С учетом изложенных соображений и был разработан предлагаемый СД для системы с ПТ, принципиальная схема которого приведена ниже.

Основные технические характеристики СД

• Входное напряжение КСС, мВ......60...90
• Коэффициент передачи......3
• Разделение каналов, дБ, не менее......25

Устройство состоит из четырех функциональных блоков:

• усилителя комплексного стереосигнала (КСС) с ключевым детектором и резистивными матрицами А1 (рис. 1);
• формирователя управляющих импульсов А2 (рис. 2);
• фильтра нижних частот A3 (рис. 3);
• блока стереоиндикации и стереоавтоматики А4 (рис. 4).

Входной сигнал (непосредственно с выхода ЧМ-демодулятора приемника или тюнера), имеющий, как правило, величину 60...90 мВ, поступает на усилитель блока А1, выполненный на транзисторах VT1, VT2 (рис. 1). С выхода усилителя КСС поступает на цепочку R11 С6, которая осуществляет коррекцию предыскажений суммарного сигнала (т = 50 мкс). Надтональная часть сигнала (боковые полосы поднесущей плюс ПТ) через конденсатор С5, который совместно с резисторами R12 и R14 образует ФВЧ, частично подавляющий суммарный сигнал, поступает на базу транзистора VT5. Транзисторы VT5 и VT6 усиливают про модулированные разностным сигналом боковые полосы поднесущей 38 кГц, которые выделяются на низкодобротном колебательном контуре (Q=6), состоящим из обмотки трансформатора Т1 и конденсатора С8, и поступают на двухполупериодныи ключевой детектор на ключах микросхемы DD1.

(нажмите для увеличения)

Выделенный разностный сигнал положительной и отрицательной полярности с выходов эмиттерных повторителей VT7, VT8 и VT9, VT10 через подстроечные резисторы R21 и R26 (регулируют разделение каналов) поступает на матрицах R24R25, R28R29. Сюда же через резистор R11 поступает суммарный сигнал. Выделенные на матрицах сигналы каналов А и В поступают на активный фильтр нижних частот (ФНЧ), выполненный по распространенной для подобных устройств схеме (рис. 3), и далее на выход СД.

(нажмите для увеличения)

Формирователь управляющих импульсов А2 (рис. 2) состоит из ГУН на транзисторах VT1, VT2 (f=76 кГц) с ФАПЧ на ключе DD1.1 и ОУ DA1 [6] и делителя частоты на триггерах микросхемы DD2, вырабатывающего импульсы формы "меандр" с частотой 38 кГц для управления ключами детектора и меандр с частотой 19 кГц для системы ФАПЧ. Необходимо отметить, что примененный RС-генератор имеет очень высокую термостабильность, определяемую практически лишь ТКЕ конденсатора С9, однако весьма чувствителен к нестабильности питающего напряжения, которая должна быть минимально возможной.

Для принудительного перевода СД в режим "Моно" переключателем SA2 (рис.5), например в случае неуверенного приема, предусмотрен транзисторный ключ VT4 (рис.1), запирающий вход разностного канала при подаче на его базу положительного (открывающего) напряжения. Второй ключ на транзисторе VT3 позволяет "выключать" суммарный канал переключателем SA1, установленным непосредственно на плате блока А1 (это может потребоваться при регулировании устройства). При этом на выход СД проходит только разностный сигнал, который удобно контролировать "на слух" при настройке декодера или для субъективного контроля качества принимаемого сигнала, так как неудовлетворительные условия приема сказываются в первую очередь на разностном сигнале.

Узел стереоиндикации и стереоавтоматики А4 собран по схеме, изображенной на рис. 4. Принцип действия прототипа этого устройства, представляющего собой синхронный детектор ПТ с пороговым элементом (компаратором), подробно описан в [6]. От исходного предлагаемое устройство отличается наличием усилителя входного сигнала на транзисторе VT1 и усилителя-инвертора выходного сигнала на транзисторе VT2. Вместо специализированного компаратора К521СА1, как показала практика, вполне могут быть использованы ОУ общего назначения с биполярными транзисторами на входе (UCM = 5...10 мВ), скорректированные для единичного усиления.

Детали. Конденсаторы С6, С8 блока А1 и С9 блока А2 должны быть слюдяными, полистирольными или стеклоэмале-выми с допуском ±5 %. Такой же допуск должен иметь резистор R11 блока А1. Вместо примененных транзисторов КТЗ102В можно использовать другие этой же серии, а также КТ315Б, КТ342А с h21э>200. Транзисторы КТ209 могут быть с любым буквенным индексом. Заменять их высокочастотными р-n-р транзисторами нежелательно. Если такие транзисторы (КТ3107, КТ361, и т.п.) все же придется использовать, то между их базой и коллектором следует установить конденсаторы емкостью 68 - 100 пФ.

Трансформатор Т1 блока А1 намотан на стандартном четырехсекционном каркасе с подстроечником из феррита 400НН от гетеродинных катушек радиоприемников СВ и ДВ диапазонов. Обмотки наматываются одновременно тремя проводами: двумя ПЭВ 0.1 и одним ПЭЛШО 0,09. Количество витков - 410. Обмотка из провода ПЭЛШО 0,09 - первичная, вторичная обмотка (провода ПЭВ 0,1) с отводом от середины получается соединением конца одной обмотки с началом другой.

Конструкция устройства некритична - при макетировании блоки соединялись между собой неэкранированными проводниками длиной до 20 см без каких-либо нежелательных эффектов в работе СД. При установке в приемник СД необходимо разместить по возможности дальше от цепей выходных блоков звуковой частоты или поместить в экран во избежание высокочастотных наводок от ГУН и делителей частоты.

Налаживание. В случае использования для изготовления устройства исправных деталей режимы элементов по постоянному току устанавливаются автоматически. Если напряжение питания отличается от номинального (в пределах 12...15 В), номинал резистора R1 блока А2 подбирают так, чтобы напряжение в точке соединения резисторов R1 и R2 составляло 3...3.3 В. Подбором резистора R1 блока А4 устанавливают напряжение на коллекторе транзистора VT1 равным половине напряжения питания.

Трансформатор Т1 блока А1 настраивают на частоту 38 кГц подачей напряжения этой частоты от внешнего генератора (15...20 мВ) на вход СД. Напряжение контролируется на вторичной обмотке трансформатора Т1. Необходимая добротность (Q=6) устанавливается подстроечным резистором R15.

Далее СД подключают к выходу детектора приемника с диапазоном 88...108 МГц (до цепей коррекции, если они есть) и настраивают приемник на уверенно принимаемую станцию. Суммарный канал выключают переключателем SA1 блока А1. Блок стереоавтоматики, естественно, должен быть отключен. Подстройкой резистора R14 (а также при необходимости R13 - грубо) устройства формирователя управляющих импульсов А2 добиваются появления на выходе СД продетектированного разностного сигнала - это несложно сделать "на слух".

Затем проверяют устойчивость приема разностного сигнала (т.е. четкость работы системы ФАПЧ) при перестройке по диапазону.

Полосу захвата (и удержания) системы ФАПЧ можно регулировать в некоторых пределах изменением номинала резистора R8. После этого включают суммарный канал и с помощью подстроеч-ных резисторов R21 и R26 блока А1 добиваются максимального разделения каналов. Легче всего эту операцию проделать при приеме записей рок-групп 60-70-х годов, когда практиковалось практически полное разделение инструментов по каналам. Дополнительно улучшить разделение каналов можно изменением в некоторых пределах добротности трансформатора Т1 блока А1 подбором резистора R15, что позволяет в известной степени скомпенсировать частотно-фазовые искажения, вносимые конкретным ЧМ трактом. Однако необходимо отметить, что такая регулировка взаимозависима с описанной выше регулировкой разделения каналов. Определить выходы каналов СД (левый-правый) можно с помощью "эталонного" стереоприемника (магнитолы).

Следует заметить, что точно настроить трансформатор Т1 по принимаемому сигналу на частоту 38 кГц затруднительно, поскольку, как уже отмечалось, поднесущая в системе с ПТ подавлена полностью и в паузах передачи отсутствует. Здесь можно использовать следующий прием: при настроенном на станцию приемнике (есть режим захвата системы ФАПЧ) временно отпаять конденсатор С5 от базы транзистора VT5 блока А1. Затем на базу этого транзистора через конденсатор емкостью 10...15 пФ подать с вывода 1 или 2 микросхемы DD2 блока А2 импульсы с частотой 38 кГц и, контролируя напряжение на Т1 осциллографом, настроить трансформатор Т1 по максимуму сигнала. В этом случае трансформатор Т1 будет точно настроен на частоту 38 кГц.

В последнюю очередь налаживают блок стереоиндикации/стереоавтоматики А4 (если он установлен). Резистором R8 этого блока регулируют порог срабатывания компаратора так, чтобы при наличии стереосигнала светодиод HL1 четко светился. В отсутствие сигнала и при перестройке по диапазону свечения (и "помигивания") светодиода быть не должно.

Если напряжение на входе СД отличается от рекомендованного (60...90 мВ), может потребоваться регулировка усиления каскада на транзисторе VT1 подбором резистора R4 (при этом снова нужно будет установить режим по постоянному току этого транзистора).

Качество звучания любительского приемника с описанным СД сравнивалось с качеством звучания приемных стереотрактов с СД на микросхемах ТА7342 и ТА7343. Прослушивание проводилось с использованием лампового усилителя с выходной мощностью 2x15 Вт и акустических систем 25АС-033, а также стереотелефонов. Отмечена более высокая прозрачность, естественность звучания предлагаемого СД. Разделение каналов практически не отличалось от такового у "эталонных" СД.

Литература

1. Жмурин П.М. Стореодекодеры. - М.: Связь, 1980.
2. Годинар К. Стереофоническое радиовещание. Пер. с чешского. - М.: Энергия, 1974.
3. Лукьянов Д. Дискретно-аналоговые элементы в тракте звуковой частоты. - Радио, 1984, №1, с. 37-40.
4. Коновалов В. Стереодекодер. - Радио, 1974, №3, с. 36-38.
5. Болотников N1. Стереодекодер. - Радио, 1982, №12, с. 41,42.
6. Карцев Е., Чулков Б. Стереодекодер с кварцевым генератором. - Радио, 1986, №2, с. 38-42.

Автор: А.Киселев, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Искусственные метеоритные дожди 15.04.2023 Японская компания-стартап ALE планирует устраивать искусственные "метеоритные дожди". Она использует проект Sky Canvas, который будет сбрасывать со своих спутников материал, имитируя падение звезд. ALE сможет создавать космические шоу по заказу в любой точке Земли. Шоу будет видно на 100 километров в каждую сторону от эпицентра сброса рукотворных метеоров. Первое коммерческое шоу будет проведено в 2025 году, когда Sky Canvas запустит на орбиту третий спутник. В компании уверяют, что искусственные метеоры будут двигаться медленнее и светить ярче настоящих, поэтому ученые смогут лучше исследовать это явление. Также стартап отметил безопасность таких "метеоритных дождей" для других космических аппаратов, окружающей среды и людей.

Другие интересные новости:

▪ Волоконно-оптические передатчики на 10 гигабит/с

▪ Сверхминиатюрные катушки индуктивности без намотки

▪ Мощный универсальный сверхбыстрый лазерный импульс

▪ Пластырь для измерения кровотока без инъекций

▪ Санитарки будут драить медяшку

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Низкого пошиба. Крылатое выражение

▪ статья Кто такие патриции? Подробный ответ

▪ статья Печатник офсетной машины. Должностная инструкция

▪ статья Зарядка аккумуляторов асимметричным током. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадка платка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026