|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Приемник сигналов RDS. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиоприем Сервисные функциональные возможности радиоэлектронных устройств с внедрением цифровых методов передачи сообщений расширяются и в звуковом радиовещании. Попросить приемник самостоятельно настроиться на любую местную радиостанцию, передающую новости спорта, рассказать о местной дорожной ситуации ( для водителей автомобиля это чрезвычайно важная информация), выбрать частоту, на которой прием интересующей программы менее подвержен действиям помех, в любой момент узнать точное время, метеорологические сводки синоптиков - сегодня это уже не фантазии. Это RDS! С недавних пор московская радиостанция "Серебряный дождь" (100,1 МГц) одновременно с вещательной программой передает и буквенно-цифровую информацию. На табло приемника, имеющего соответствующее оборудование, можно увидеть текущее время, сведения о погоде на сегодняшний день, курс валют, новости спортивных событий, названия передаваемых данной радиостанцией музыкальных произведений и другие полезные сведения. Эта система носит название Radio Broadcast Data System - R(B)DS или, как принято во многих странах, более просто - RDS. Первое упоминание о существовании такой системы за рубежом содержалось в книге [1], появившейся в 1986 г. Информацию о свойствах и возможностях RDS публиковал и журнал "Радио" [2], а несколько позже новые сведения о системе были приведены в [3]. Сегодня имеется достаточно много литературных источников, в которых приведены схемы приемников сигналов RDS. Это, в первую очередь, - многотомный сборник "AUDIO. Альбом схем зарубежной аудиотехники". В выпусках 2 - 6, 9 - 11 этого издания приведены схемы изделий фирм SONY, GRUNDIG, PIONEER, PANASONIC, позволяющих принимать такие сигналы. К сожалению, эти схемы не сопровождаются описаниями. Несомненно, существуют и другие источники информации о системе RDS, но они, кроме [2], мало доступны основной массе радиолюбителей. Постараемся восполнить имеющийся пробел и несколько подробнее рассказать об этой новой системе радиовещания. Системы передачи данных по радио одновременно с вещательной информацией разрабатывались в семидесятые годы ведущими фирмами разных стран. После испытаний лучшим был признан вариант RDS, разработанный в Швеции. Он используется теперь в большинстве европейских стран и, как уже было сказано, пришел в Россию. Система RDS обеспечивает возможность передачи радиослушателю большого потока разнообразной буквенноцифровой информации, которая группируется по следующим основным признакам:
Предусмотрена еще одна функция - AF (Alternative Freguence) - перечень резервных частот радиостанции, но в стационарной бытовой радиоаппаратуре она не воспроизводится. Перечень возможностей RDS этим не ограничивается. Система в состоянии также передавать сообщения дорожной информации:
Наиболее совершенные модели автомобильной радиоаппаратуры принимают сигналы дорожной информации даже после их выключения и запоминают передаваемую информацию в объеме до 4 минут. Сигналы RDS для передачи дорожных сообщений у нас пока что не используются, но этот пробел, несомненно, будет скоро ликвидирован. Существует расширенный вариант системы, называемый EON (Enhanced Other Networks). Он включает в себя функцию, представляющую собой команду автоматического переключения радиоустройства на другой канал, в котором передается срочное важное сообщение. Кроме того, в этом варианте расширена возможность функции ТА - введена дополнительная функция PTY. Первая обеспечивает (для желающих) автоматическое переключение приемника на другой канал, если по выбранному основному каналу передается реклама или текстовые сообщения. Дополнительная функция PTY (Program Type) позволяет выбрать желаемый характер информации (музыка, новости, спорт) и автоматически переключает каналы для поиска передач выбранного типа. Таковы возможности современной приемной аппаратуры. Возможности же отечественных передающих радиостанций пока остаются скромными. Так, радиостанция "Серебряный дождь" в 1998 г. передавала лишь сигналы PI, RT, CT. Сигналы RDS передаются только в диапазоне УКВ-2 в составе комплексного стереосигнала SAP, включающего, как известно, тональный сигнал L+R, пилот-сигнал с частотой 19 кГц, две боковые полосы сигнала L-R с подавленной поднесущей 38 кГц (рис. 1). Сигналы RDS в этом спектре передаются путем фазовой модуляции поднесущей 57 кГц. Модулирующий сигнал представляет собой последовательность двоичных импульсов с частотой следования 1187,5 бит/с. Эта последовательность передается нерегулярно, по мере надобности, группами объемом по 104 бита. В группе передаются очередные 8 байт данных, являющиеся электронным отображением восьми буквенно-цифровых символов информации, и 40 бит, содержащих код защиты ее от искажений.
Структурная схема радиоприемника, принимающего сигналы радиовещания и RDS, показана на рис. 2. Она проста. Собственно приемная часть, состоящая из тюнера, УПЧ и ЧМ демодулятора, является общей для этих сигналов и построена по обычным схемам. С выхода демодулятора ЧМ сигнал SAP подается на стереодекодер для формирования низкочастотных стереосигналов L и R, а также в блок RDS, который демодулирует сигналы RDS, обнаруживает и исправляет ошибки в них, вызванные помехами. Как показано на рис. 2, в него входят два устройства: демодулятор и декодер.
Демодулятор - это первое звено блока RDS. В нем сигналы RDS выделяются из SAP и преобразуются в две параллельные последовательности импульсных сигналов: RDA - с данными информации и RCL - с сигналами синхронизации. Наличие этих двух последовательностей необходимо для декодирования RDA. Упрощенная структурная схема демодулятора показана на рис. 3. Он имеет внешний кварцевый резонатор Z с частотой 0,456 или 4,332 МГц, которая затем делится соответственно на 8 или 76, а затем еще на 48. В результате формируются последовательности импульсов с частотами 57 и 1,1875 кГц. Первая совпадает с частотой поднесущей сигналов RDS, вторая - с частотой ее модуляции.
Сигнал SAP, полученный от ЧМ демодулятора приемной части, подается в демодулятор RDS на полосовой фильтр с центральной частотой 57 кГц. Это позволяет устранить нежелательные помехи. Затем он передается на фазовый демодулятор сигналов RDS, в качестве которого используется устройство фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) особой конструкции. В результате сигнал RDS превращается в последовательность импульсов напряжения RDA, несущих информацию. Импульсы частотой 1,1875 кГц выводятся из демодулятора в виде последовательности импульсов синхронизации RCL. Декодер RDS - это микроконтроллер со специализированным программным обеспечением (ПО), позволяющим обнаруживать ошибки в сигналах RDA и исправлять их, определять код передаваемой информации. Производить проверку, а тем более корректировку сигнала, представленного последовательностью импульсов, затруднительно. Поэтому в декодере поток битов RDA разбивается на блоки по 26 бит в каждом. Биты блока переводятся в форму параллельного кода, и в этом виде осуществляется их анализ. Состав блока таков: слово данных длиной 16 бит (2 байта) и слово контроля - 10 бит. Слово контроля содержит код защиты. Что касается кода защиты, то тип его в доступной литературе не сообщается. Но судя по длине слова контроля его возможности по обнаружению и исправлению ошибок достаточно велики. Согласно [3] декодеры RDS могут обнаруживать до 5 и исправлять до 4 битов из 16, составляющих слово данных. По окончании обработки блока он снова переводится в форму последовательного кода, но уже без слова контроля, поскольку оно выполнило свое назначение и в дальнейшем больше не используется. Результатом работы декодера являются потоки импульсов DATA, CLC, START и ключевые сигналы TA, TP, M/S и др., передаваемые в драйвер - микросхему, управляющую функционированием табло. В драйвер поступают также сигналы из микроконтроллера о состоянии и режимах работы других блоков приемника. Все они из драйвера передаются на табло по линиям SEGM1 - SEGMn. Зарубежные фирмы вводят блоки RDS в самые разнообразные радиоустройства: радиоприемники, музыкальные центры, автомобильную радиоаппаратуру. Такие блоки вместе с радиоприемниками УКВ диапазона устанавливают даже в проигрыватели компакт-дисков. Примером этого являются аппараты "SONY MDX-U1RDS" и "PIONEER DEH-605 RDS". Только переносная и дешевая стационарная аппаратура обходится без устройств RDS. Рассмотрим конкретные варианты построения блоков RDS. Все их разнообразие сводится к трем основным схемам. Примером реализации структуры, показанной на рис. 2, является блок RDS автомагнитолы "SONY XR-U300 RDS". В нем использована схема, представленная в упрощенном виде на рис. 4. Полностью она приведена в [4]. Функции демодулятора выполняет микросхема TDA7330BD, декодера - LC7071NM. Сформированные ими сигналы DATA и CLC (сигналы индикации ТА и ТР данный декодер не формирует) поступают в микроконтроллер UPD755106GF-123389, который одновременно управляет по цифровой шине остальными блоками магнитолы: тюнером, магнитофонной декой, эквалайзером, УЗЧ. Все сигналы от них и от блока RDS, подлежащие выводу на табло, микроконтроллер передает в драйвер ТС9240F, который реализует эту операцию. Микроконтроллер использует энергонезависимую перепрограммируемую микросхему памяти EEPROM Х24164SIC. Он сложен по конструкции, имеет развитое программное обеспечение (ПО) и большое количество портов для входных и выходных сигналов; смонтирован в корпусе с 80 выводами.
Более простое схемотехническое построение (рис. 5) имеют блоки RDS в автомагнитолах "SONY XR-5600 RDS" и "SONY XR-5601 RDS". В них также применены демодулятор TDA7330BD и драйвер TC9240F. Но функции декодера RDS наряду с управлением блоками магнитолы выполняет микроконтроллер mPD17006GF с соответствующим ПО. В других моделях фирмы SONY, в которых использована данная схема, устанавливают демодулятор SAF7579T и микроконтроллер MN18824175NU1.
По схеме рис. 5 выполнена и автомагнитола "PHILIPS CCR520", с кратким описанием можно ознакомиться в [3]. В ней применены демодулятор SAA65797, микроконтроллер Р83С528 с микросхемой памяти РСF8582 и драйвер PCF8576. По аналогичной схеме собран блок RDS автомагнитолы "PANASONIC CQRD50" с использованием демодулятора YEAMLA233OM, микроконтроллера YEAM17006518, драйвера YEAMHD44780A, памяти YEAM3517L15 и табло YEXDCM1025. В других моделях этой фирмы устанавливают микроконтроллеры YEAM78014517 или YEAM78014532 с сокращенным до 64 числом выводов, а также драйвер YEAMPCF8576Т. Принципиальные схемы этих аппаратов приведены в [4]. Несколько другая схема использована в тюнере "TECHNICS ST-CH 530EG" музыкального центра фирмы TECHNICS (рис. 6). Ее особенность состоит в том, что микроконтроллер тюнера одновременно выполняет функции драйвера табло. Принципиальная схема блока RDS этого тюнера показана на рис. 5 и 6 в [5].
Все названные микросхемы не имеют отечественных аналогов. Наиболее распространенными являются TDA7330, LC7071 и LC7073 с различными индексами. Применяя их, можно собрать блок RDS по схеме, использованной в уже упоминавшейся автомагнитоле "SONY XR-U300 RDS". Соответствующая часть принципиальной схемы этого аппарата (полностью она приведена на с. 68, 69 в [4]) показана на рис. 7. Блок состоит из демодулятора на TDA7330BD и декодера на микросхеме LC7071NM (может быть заменена полным аналогом LC7073MTLM).
На вывод 1 микросхемы DD1 подается сигнал SAP с выхода ЧМ модулятора радиоприемника УКВ диапазона. Транзистор VT1 при включении питания формирует сигнал RESET, устанавливающий микросхему DD2 в исходное состояние. С выводов 14-16 DD2 снимаются выходные сигналы DATA, CLC, START, которые передаются в микроконтроллер приемника или непосредственно в драйвер. Выводы DD1 и DD2, не показанные на рис. 7, остаются свободными. Схема является развитием той, что показана на рис. 4, и дополнительных пояснений не требует. Подводя итоги, можно сказать, что система RDS в нашей стране только начинает подавать признаки жизни. Ассортимент элементной базы, предлагаемый на рынке, пока недостаточен, поэтому пора создания радиолюбительских конструкций устройств RDS, по-видимому, еще не наступила. Эта ситуация в самое короткое время может кардинальным образом измениться - во многих странах Европы сервисные возможности системы RDS стали заметным явлением в технике радиовещательного приема. Литература
Автор: И.Мелешко, г.Реутов Московской обл.
Питомцы как стимулятор разума
06.10.2025 Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1
06.10.2025 Глазные капли, возвращающие молодость зрению
05.10.2025
▪ Органические лазеры для цветных дисплеев и проекторов ▪ 28-дюймовый монитор ViewSonic VX2880ml разрешением 4К ▪ Модули памяти DDR4 RDIMM 64 ГБ от Samsung
▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей ▪ статья Охрана труда отдельных категорий работников. Справочник ▪ статья Лук скальный. Легенды, выращивание, способы применения
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: