|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Микросхемы серии К174. Справочные данные
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы ДВУСТАНДАРТНЫЙ СТЕРЕОДЕКОДЕР КР174ХА51 В ОАО "Ангстрем" (г. Москва) разработана и освоена в производстве микросхема КР174ХА51 - стереодекодер, предназначенный для декодирования стереосигнала как по отечественному стандарту с полярной модуляцией (OIRT), так и по зарубежному - с пилоттоном (CCIR) в бытовых радиоприемниках. В микросхеме использованы новые технические решения, которые зафиксированы в ГК по изобретениям. Микросхема оформлена в корпусе 2104.18-В (рис. 1). Масса - не более 3 г. Технология выполнения - планарно-эпитаксиальная 2 мкм БиКМОП с комбинированной изоляцией окислом и p-n-переходом.
Стереодекодер КР174ХА51 реализует декодирование по методу временного разделения каналов с двукратной передискретизацией для эффективного подавления надтональных составляющих, обеспечивает дополнительное подавление пилот-тона, подавление сдвига по постоянному уровню между каналами при декодировании полярно-модулированного стереосигнала для снижения помех при переключении "Стерео" - "Моно" и расширения динамического диапазона, а также возможность как автоматического опознавания системы декодирования, так и принудительного ее задания, индикации выбранной системы. В случае необходимости стереодекодер может быть переведен в постоянный режим "Моно". При использовании частотозадающих элементов с жесткими допусками микросхема не требует настройки частоты свободных колебаний ГУН. Стереодекодер имеет выход контроля частоты ГУН (62,5/76 кГц), содержит усилитель тока для подключения светодиодного индикатора режима "Стерео". (Здесь и далее через косую черту указаны значения частоты для двух систем декодирования - с полярной модуляцией и пилот-тоном соответственно). Для работы стереодекодера необходим минимум внешних навесных элементов. Цоколевка микросхемы: выв. 1 - вход сигнала обратной связи; вывод подключения интегрирующих конденсаторов фильтра ФАПЧ; выв. 2 - вход сигнала обратной связи; вывод подключения резистора и интегрирующего конденсатора фильтра ФАПЧ; выв. 3 - выход фазового детектора; вывод подключения резистора и интегрирующего конденсатора фильтра ФАПЧ; выв. 4 - общий; минусовой вывод питания; выв. 5 - вывод для подключения частотозадающего конденсатора ГУНа; выв. 6 - вывод для подключения частотозадающего резистора и блокирующего конденсатора ГУНа; управляющий вход ГУНа; выв. 7 - выход сигнала индикации режима "Стерео"; выход сигнала контроля частоты ГУНа; выв. 8 - вход сигнала управления переключателем выбора системы декодирования; выв. 9 - выход сигнала ЗЧ канала Б; выв. 10 - выход сигнала ЗЧ канала А; выв. 11 - выход предусилителя сигнала ЗЧ канала Б; выв. 12 - инвертирующий вход усилителя ФНЧ коррекции предыскажений в режиме полярной модуляции; выв. 13 - неинвертирующий вход усилителя ФНЧ коррекции предыскажений в режиме полярной модуляции; выв. 14 - выход предусилителя сигнала ЗЧ канала А; выв. 15 - плюсовой вывод питания; выв. 16 - вход комплексного стереосигнала; выв. 17 - вывод блокировки, установки коэффициента усиления масштабирующего усилителя комплексного стереосигнала; инвертирующий вход масштабирующего усилителя; выв. 18 - выход амплитудного детектора поднесущей/пилот-тона; вход триггера Шмитта канала выбора режима "Стерео"-"Моно". Функциональная схема стереодекодера представлена на рис. 2, а типовая схема его включения - на рис. 3.
Комплексный стереосигнал поступает на вход масштабирующего усилителя DA1, служащего для приведения входного напряжения к номинальному уровню декодера 200...250 мВ. Далее сигнал проходит на вход фазового детектора и вход декодера стереосигнала. На второй вход фазового детектора поступает образцовый сигнал с формирователя управляющих импульсов. Образцовый сигнал имеет частоту либо поднесущей, либо пилот-тона. Выходной сигнал фазового детектора пропорционален фазовому сдвигу между входным и образцовым сигналами фазового детектора; в нем присутствуют и другие комбинационные составляющие в широком частотном спектре. Для выделения полезной составляющей используют пропорционально-интегрирующий фильтр ФАПЧ, выполненный на операционном усилителе DA2 с внешними интегрирующими конденсаторами (С5, С6 на рис. 3) в цепи ОС. Кроме того, фильтр формирует частотно-фазовую характеристику петли ФАПЧ, обеспечивая ее устойчивость и необходимые параметры полосы захвата. Проинтегрированное напряжение фазовой ошибки, снятое с фильтра ФАПЧ с помощью дифференциального усилителя DA3 с токовым выходом, подано на вход управления ГУН. Выходные импульсы ГУН с номинальной частотой 500/608 кГц поступают на формирователь управляющих импульсов, который после пересчета и дешифрирования формирует сигналы управления декодером и образцовый сигнал для фазового детектора, замыкая, таким образом, петлю ФАПЧ. Декодер стереосигнала выполнен на четырех блоках выборки/хранения - по два на канал. Формирователь управляющих импульсов обеспечивает фазовый сдвиг импульсов выборки, синхронизируя их с максимумами и минимумами напряжения поднесущей частоты, для детектирования огибающих каналов А и Б соответственно. Декодер содержит также аналоговые мультиплексоры-интерполяторы каналов А и Б, выполняющие передискретизацию сигнала. Кроме этого, они обеспечивают переход в режим "Моно" подачей сигнала с входа декодера на его выходы в обход декодирующих блоков. Декодированный сигнал принимает форму ступеней частотой 31,25/38 кГц. Передискретизация состоит в добавлении промежуточных точек между соседними выборками сигнала, так что амплитуда ступеней уменьшается вдвое, а их частота вдвое возрастает (до 62,5/76 кГц). Таким образом, после фильтрации выходными RC-фильтрами R6C12 и R7C13 достигнуто четырехкратное снижение уровня надтональных помех в выходном сигнале. С выходов декодера сигналы А и Б поступают на входы буферных повторителей напряжения DA4, DA6 (рис. 2) и далее через усилители-сумматоры DA7, DA8 на выход микросхемы. Фильтры R6C12 и R7C13 служат для компенсации высокочастотных предыскажений сигнала с постоянной времени tвч=R6C12=R7C13=50 мкс. Для получения tвч=75 мкс необходимо скорректировать номиналы конденсаторов, либо, если необходимо, ввести элементы электронной коммутации постоянной времени. При декодировании полярномодулированного стереосигнала коррекцию низкочастотных предыскажений разностного канала (А-Б) выполняет фильтр НЧ с дифференциальными входом и выходом, состоящий из внешней RC-цепи R3C10R4 и внутреннего усилителя DA5 с токовым выходом. Усилитель DA5 автоматически включается в режиме полярной модуляции и "Стерео". Постоянная времени tнч =(R3+R4)C10=1,0186 мс. Коэффициент передачи усилителя U1-3/U10-9=4, где U1-3 и U10-9 - напряжение на соответствующей паре выводов микросхемы. Амплитудный синхронный детектор преобразует пилот-тон/поднесущую в постоянное напряжение и интегрирует их на внешнем конденсаторе С2 (рис. 3), отфильтровывая звуковые составляющие. Проинтегрированное постоянное напряжение используется для компенсации практически до нуля пилот-тона/поднесущей в цепи сигнала с помощью отрицательной ОС. Выходной сигнал амплитудного детектора поступает также на вход триггера Шмитта, который при достаточном уровне сигнала переводит весь стереодекодер КР174ХА51 из режима "Моно" в режим "Стерео". Переключатель систем декодирования выполнен на основе инфранизкочастотного генератора с RS-триггером. При отсутствии опознавания стереосигнала происходит периодическое переключение стереодекодера с работы на полярной модуляции (ПМ) на работу с пилот-тоном (ПТ) и обратно. После захвата частоты поднесущей/пилот-тона и формирования триггером Шмитта сигнала "Стерео" инфранизкочастотный генератор останавливается и RS-триггер удерживает стереодекодер в опознанном стандарте декодирования. Таким образом происходит "автоматическая настройка" на принимаемый сигнал. Усилитель тока индикатора обеспечивает возможность непосредственного подключения к стереодекодеру светодиода, индицирующего работу в режиме "Стерео". Выход усилителя - вывод 7 - используют для контроля частоты свободных колебаний ГУНа. На время настройки ГУНа светодиод отключают. Основные характеристики при Токр.ср=25+5°С и частоте модуляции 1 кГц
Режим "Стерео" (А+Б) характеризуется наличием в комплексном стереосигнале обоих ЗЧ составляющих - и в канале А, и в канале Б. Запись "Стерео" (А+Б), А, Б означает, что по условиям измерений сначала подают на стереодекодер полный стереосигнал, а затем поочередно обнуляют составляющую Б и потом А соответственно. В режиме "Стерео" (А+Б), 0 сначала подают полный стереосигнал, после чего обнуляют обе составляющие; при этом поднесущая остается. Такие условия испытания стереодекодеров продиктованы особенностями работы петли ФАПЧ и необходимы для обеспечения надежного захвата стереосигнала. Следует отметить, что электрически микросхема в состоянии выдержать без негативных последствий напряжение питания до 8 В, напряжение комплексного стереосигнала до 0,5 В и выходной ток ЗЧ по каналам А и Б до 5 мА, но работоспособность стереодекодера в этом режиме не гарантируется. Для минимизации шумов, особенно при приеме слабых станций, на входе стереодекодера рекомендуется включать ФНЧ с частотой среза 70...80 кГц (хотя бы простейший пассивный R1C1, показанный на типовой схеме включения). Наиболее эффективны активные ФНЧ 2-4-го порядка. Подавление шумов и паразитных внеполосных сигналов позволяет предотвратить их преобразование при декодировании в область звукового спектра и тем самым приблизиться к предельно-достижимым шумовым параметрам. Поскольку частотная полоса КСС значительно шире полосы ЗЧ (притом ограниченной ФНЧ с постоянной времени tвч = 50 мкс, что соответствует 3,2 кГц), сопутствующий КСС и декодированный вместе со стереосигналом шум оказывается на 10...18 дБ выше, чем при монофоническом приеме. Поэтому при приеме сигналов ниже уровня, при котором исходное отношение сигнал/шум моноприема падает до 48...40 дБ, необходимо переводить стереодекодер принудительно в режим "Моно" для сохранения приемлемого качества звучания. Для этого следует использовать сигнал индикатора напряженности поля (уровня сигнала), имеющийся в большинстве микросхем радиоприемного тракта. При использовании входного фильтра разделение каналов ухудшается тем сильнее, чем выше неравномерность АЧХ и группового времени запаздывания в полосе КСС от 20 Гц до 53 кГц. Так, при работе с простейшим фильтром R1С1 (рис. 3) реальное разделение каналов ухудшается до 24 дБ для ПМ и до 20 дБ для ПТ. Кроме того, следует минимизировать неравномерность АЧХ не только в верхней (надтональная частота), но и в нижней частях частотного спектра. Избыточно большие с точки зрения полосы пропускания номиналы входного разделительного (С4 на рис. 3) и блокировочного (C3) конденсаторов необходимы для обеспечения высокого разделения каналов. Подстройку уровня выходного сигнала до номинального значения 200...250 мВэфф выполняют включением дополнительного резистора последовательно с конденсатором C3. При этом коэффициент передачи масштабирующего усилителя DA1 (рис. 2) меняется в пределах 1...5 в соответствии с формулой: Кп=1+20/(5+Rдоп), где Rдоп - сопротивление в килоомах дополнительного резистора. Элементы С8, R5 задают частоту свободных колебаний ГУН системы ФАПЧ. При постоянной времени tвч=R5C8=0,94 мкс +1 % подстройки частоты, как правило, не требуется. При худшей точности номиналов этих элементов рекомендуется выполнять резистор R5 в виде последовательного соединения постоянного резистора сопротивлением 4,3 кОм и переменного - 1 кОм. При подстройке частоты ГУНа контролируют частоту сигнала на выводе 7 микросхемы. Светодиод на это время отключают, а вывод 8 соединяют с общим проводом. Частота контролируемого сигнала должна быть равна 62,5 кГц. Конденсатор С9 несколько уменьшает влияние помех на стабильность частоты и фазовые искажения сигнала и может быть при необходимости исключен. При использовании источника питания с напряжением, отличным от 6 В, рекомендуется скорректировать номинал резистора R5 в соответствии с графиком зависимости отклонения частоты ГУН от напряжения питания (рис. 4).
Значение и знак коррекции резистора (в процентах) должны быть равны отклонению частоты (в процентах) в соответствующей точке графика. ДВУСТАНДАРТНЫЙ СТЕРЕОДЕКОДЕР КР174ХА51 Требуемое значение постоянной времени tвч может быть получено и при других номиналах элементов R3, C10, R4. Следует лишь исходить из того, что суммарное сопротивление R3+R4 должно быть в пределах 20...50 кОм. При погрешности tВЧ, большей 2 %, ухудшается разделение каналов в режиме полярной модуляции на ЗЧ ниже 1 кГц, что до определенных пределов субъективно незаметно на слух. Неравенство значений сопротивления резисторов R3, R4 практически не оказывает влияния на выходные параметры, что можно использовать при подборке номиналов из типового ряда или настройке tвч по максимуму разделения. Конденсатор С11 задает временной интервал, в течение которого поочередно проверяется наличие сигнала того или иного стандарта кодирования. Принудительно задают стандарт декодирования соединением вывода 8 микросхемы с общим проводом для полярной модуляции и с плюсовым проводом питания для пилот-тона. В режиме автоматического определения системы декодирования высокий и низкий уровни напряжения на этом выводе могут быть использованы для индикации выбранной системы декодирования принимаемого сигнала. Для этого необходимо обеспечить высокое входное сопротивление индикатора - более 1 МОм. Конденсатор С2 задает постоянную времени интегрирования амплитудного детектора. Его уменьшение может приводить к ухудшению разделения каналов на ЗЧ в системе с полярной модуляцией и ошибочным определениям стереосигнала, а увеличение - к увеличению времени опознавания. Время опознавания, в свою очередь, должно быть меньше временного интервала, отведенного на опознавание. Стереодекодер может быть принудительно переведен в монофонический режим путем соединения вывода 18 с общим проводом через резистор сопротивлением 68 кОм. Практически удобнее реализовать эту функцию с помощью узла, схема которого показана на рис. 5. Если выходное напряжение ЗЧ установлено на уровне более 250 мВэфф, то номинал резистора R2 следует уменьшить.
Светодиод HL1 должен обладать минимальным прямым падением напряжения. Здесь подходят только светодиоды красного свечения с приемлемой яркостью при токе 0,5 мА. В противном случае светодиод придется включать через буферный усилитель тока по схеме на рис. 6. Такую же буферную ступень можно использовать для формирования логического ТТЛ/КМОП сигнала "Стерео". Его снимают с коллектора транзистора VT1 (резистор R2 следует заменить другим, сопротивлением 100 кОм). Наличию сигнала "Стерео" соответствует низкий логический уровень на выходе буферной ступени (на коллекторе транзистора VT1).
При монтаже микросхемы на плату следует учитывать высокую чувствительность фазового детектора к токам утечки и избегать заливки выводов 1 и 2 микросхемы флюсом. Хорошие результаты в этом плане дает применение защитного кольца, выполненного печатным проводником, соединенным с выводом 3. Кольцо должно окружать выводы 1 и 2, а также выводы элементов R2, C5, C6 (рис. 3). роме того, для минимизации излучаемых микросхемой помех фильтровый конденсатор С7 питания должен быть расположен как можно ближе к ее выводам 4 и 15, а элементы R5, C8, C9 - к выводам 4, 5 и 6. На рис. 7 показана зависимость минимального уровня выходного сигнала, при котором стереодекодер переключается в режим "Стерео", от напряжения питания для обоих стандартов декодирования. Выходная вольт-амперная характеристика индикатора режима "Стерео" (по выводу 7 стереодекодера) изображена на рис. 8. Здесь на участке Uинд=1,4...2 В выходной вытекающий ток частотой 62,5/76 кГц имеет импульсную форму, близкую к меандру. При дальнейшем увеличении напряжения индикатора амплитуда импульсов тока уменьшается и при Uинд=2,2 В и более ток индикатора становится постоянным и вытекающим.
Зависимости коэффициента нелинейных искажений и потребляемого стереодекодером тока от напряжения питания представлены на рис. 9 и 10 соответственно.
Автор: С.Аленин, г.Москва
Кратковременное голодание и работа мозга
25.11.2025 Умная розетка TP-Link Tapo P410M
25.11.2025 Игровой монитор Sony PlayStation Gaming Monitor
24.11.2025
▪ Toshiba покупает завод Sony за $835 млн. ▪ Поезд на магнитной подвеске со скоростью до 1000 км/ч
▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей ▪ статья Гони природу в дверь, она влетит в окно. Крылатое выражение ▪ статья Как можно сделать облако внутри помещения? Подробный ответ ▪ статья Работа с ручным деревообрабатывающим инструментом. Типовая инструкция по охране труда ▪ статья Вертящаяся спираль. Физический эксперимент
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: