Микросхемы серии К174. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

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

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Прикосновение на расстоянии 02.02.2023 Японские исследователи представили систему, позволяющую пользователям передавать физические ощущения и тактильную информацию между устройствами. Японский оператор мобильной сети NTT Docomo вместе с проектом Embodied Media Project Университета Кейо и лабораторией Haptics Нагойского технологического института разработали платформу Feel Tech, которая "сделает возможным обмениваться ощущениями, которые обычно трудно передать с помощью изображений, звука, текста или слова". Технологию изобретатели планируют использовать в различных случаях использования, включая здравоохранение, спорт, образование и электронную коммерцию. В частности, они планируют фокусироваться на медицине и искусстве. Кроме того, они предлагают использовать платформу, чтобы "испытать тонкое ощущение ткани одежды, среди других богатых впечатлений, которые невозможно получить с помощью других передовых технологий, таких как 3D или дополненная реальность". Система определяет сенсорное состояние человека и помогает делиться тактильными ощущениями, определяя вибрации от прикосновения человека с помощью устройства, похожего на пьезоэлектрический датчик и других устройств, подключенных к платформе, которые затем воспроизводят эти вибрации для других пользователей. По словам исследователей, ожидается, что для достижения важной синхронизации передаваемых тактильных и видеоданных платформа полностью будет использовать сверхнизкую задержку, которая будет предложена в будущих мобильных сетях 6G.

Другие интересные новости:

▪ Чехол для смартфона с надувными подушками безопасности

▪ Электрический мусоровоз Volvo FE Electric

▪ Коже наиболее вредит курение и ультрафиолет

▪ Музыка, кофе и запахи улучшают работу мозга

▪ Пайка без нагрева

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Шариковый пробойник для кожи. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему мы ходим кругами, когда заблудимся? Подробный ответ

▪ статья Капуста полевая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Занимательные эксперименты: динамическая головка - игрушечная танцплощадка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Морковный пульверизатор. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026