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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA K174ХА42 - ricevitore radio FM a chip singolo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica I microcircuiti K174XA42A e K174XA42B sono progettati per funzionare in ricevitori economici di trasmissione e comunicazione di segnali a modulazione di frequenza. I microcircuiti contengono tutte le unità funzionali di un ricevitore FM supereterodina (dall'ingresso dell'antenna all'uscita AF) e richiedono un minimo di accessori per la sua implementazione: un circuito LC risonante, diversi condensatori e un resistore. La regolazione di un tale ricevitore si riduce all'impostazione del circuito dell'oscillatore locale, l'impostazione dei limiti di portata. Ciò è diventato possibile grazie alla bassa frequenza intermedia - 70 kHz, che consente l'uso di filtri RC non sintonizzabili per la selezione del segnale, abbandonando i filtri LC risonanti passa-banda critici. Valori elevati della deviazione del segnale di ingresso - 50 e 75 kHz - a bassa IF portano alla distorsione del segnale AF. Per eliminarli, è stato utilizzato un sistema di feedback in frequenza, che riduce ("comprime") la deviazione di un fattore cinque, rispettivamente fino a 10 e 15 kHz. Il microcircuito è dotato di un sistema di correlazione di soppressione del rumore altamente efficiente (sintonizzazione silenziosa - BSN). Sopprime il segnale audio durante la sintonizzazione imprecisa, l'ingresso di rumore vicino e quando si è sintonizzati su un canale immagine. Il dispositivo K174XA42A è progettato per funzionare in ricevitori radio di comunicazione. e K174XA42B - nei ricevitori broadcast per uso domestico. Il microcircuito K174XA42 può essere utilizzato anche nei percorsi radio di apparecchiature televisive, nei telefoni con canale radio, nei sistemi di comunicazione radio personali e aziendali, nei dispositivi cercapersone, nei dispositivi di sicurezza e nelle apparecchiature di telecontrollo. Il piccolo numero di elementi esterni richiesti, la facilità di configurazione e il basso costo lo rendono altamente attraente per un uso diffuso nei progetti di radioamatori. Questo microcircuito è prodotto in una custodia in plastica di due versioni: K174XA42A - in una custodia a diciotto pin 2104.18-4 (238.18-3) e K174XA42B - in una custodia a sedici pin 2103.16-9 (238.16-2). I disegni dell'alloggiamento sono mostrati in Fig. 1. Il peso del dispositivo non supera i 2,5 g Un analogo completo del K174XA42A è il microcircuito TDA7000; K174ХА42Б e TDA7010 differiscono solo per il tipo di alloggiamento.
I circuiti tipici per l'accensione dei microcircuiti K142XA42A e K174XA42B sono mostrati in fig. 2a e b, rispettivamente. Pinout K174XA42A: pin. 1 - collegamento del condensatore del filtro correlatore; spillo. 2 - Uscita amplificatore AF (open collector); spillo. 3 - collegamento del condensatore del generatore di rumore; spillo. 4 - connessione del condensatore del filtro dell'anello OS per frequenza; spillo. 5 - uscita di potenza positiva; spillo. 6 - collegamento del circuito LC dell'oscillatore locale; spillo. 7-12 - collegamento di condensatori di filtro passa-banda IF; spillo. 13,14 - ingresso dell'amplificatore del segnale a radiofrequenza; spillo. 15 - collegamento del condensatore del circuito di ingresso dell'amplificatore limitatore 1; spillo. 16 - conclusione generale; potenza negativa: pin. 17 - collegamento del condensatore dello sfasatore del rilevatore di frequenza; spillo. 18-connessione del condensatore sfasatore correlatore.
Il chip K174XA42B, rispetto al K174XA42A, non ha pin 3 e 10, motivo per cui la numerazione dei pin nella sua piedinatura è di conseguenza spostata. Caratteristiche elettriche di base alla Tacr. cfr ° 25±10°С Tensione di alimentazione nominale, V....4,5
* Questi parametri sono misurati alle seguenti condizioni: tensione di alimentazione 4,5 V, frequenza di ingresso RF 69 MHz, deviazione di frequenza -+50 kHz, frequenza di base 1 kHz; quando si misura il rapporto di reiezione AM, la profondità di modulazione è del 30%. Valori massimi consentiti dei parametri Tensione di alimentazione, V....2,7...9
Uno schema funzionale semplificato del dispositivo K174XA42A è mostrato in fig. 3. Il ricevitore FM è costruito secondo uno schema supereterodina con una singola conversione di frequenza. Il segnale di ingresso dopo l'amplificazione viene miscelato con il segnale dell'oscillatore locale. A causa della frequenza intermedia (IF) relativamente bassa del segnale prelevato dall'uscita del mixer, l'ampiezza delle componenti lato conversione è così piccola da essere praticamente assenti all'ingresso dell'amplificatore del segnale a frequenza intermedia.
Viene fornito un filtro IF attivo del quarto ordine per sopprimere i segnali fuori banda. Il segnale di uscita del filtro amplificatore-limitatore 1 normalizza l'ampiezza. L'amplificatore limitante 1 ha un grande guadagno (oltre 90 dB) e una gamma dinamica. Il segnale IF convertito viene inviato all'ingresso del rilevatore di frequenza e contemporaneamente all'ingresso del correlatore. Il rilevatore di frequenza è un convertitore di frequenza-tensione. La tensione a bassa frequenza demodulata viene fornita, in primo luogo, al secondo amplificatore limitatore e quindi all'oscillatore locale, chiudendo l'anello di feedback in frequenza nel sistema e, in secondo luogo, all'ingresso dell'interruttore del sistema di sintonia senza rumore (BSN) e poi all'uscita del preamplificatore AF e del ricevitore. Il segnale di uscita del correlatore viene utilizzato per controllare l'interruttore del sistema BSNH, che sopprime le interferenze tra gli uffici. Oltre a questi nodi, il microcircuito contiene uno stabilizzatore di tensione di alimentazione interno (non mostrato nel diagramma), un amplificatore di uscita AF (è mostrato nel diagramma come un transistor VT1) e un generatore di rumore incluso nel sistema BSNH. Il generatore di rumore imita il rumore FM ed è collegato tramite un interruttore all'ingresso del preamplificatore AF quando si passa da una stazione ricevuta all'altra o quando la sintonizzazione è imprecisa. Il segnale di rumore in questi casi indica l'operabilità del percorso di ricezione-amplificazione. Il chip K174XA42B non controlla il generatore di rumore. Il ricevitore utilizza la demodulazione di frequenza con feedback di frequenza: il segnale AF di uscita del demodulatore viene utilizzato per spostare corrispondentemente la frequenza dell'oscillatore locale in antifase con il segnale IF. Ciò ha ottenuto una riduzione della deviazione di frequenza del segnale IF e, di conseguenza, la quasi completa assenza di distorsione armonica del segnale di uscita. Il grado richiesto di "compressione della deviazione" si ottiene se la capacità del circuito oscillante dell'oscillatore locale Co = Sk + Cpar + Svar viene selezionata dalla relazione empirica: Co = Fo / 2 (Sk - la capacità del condensatore del circuito, Spar - la capacità parassita del circuito, Svar - la capacità del varicap - l'elemento di sintonizzazione, capacità ovunque in picofarad; Fo - frequenza di sintonizzazione del circuito, in megahertz). Questa espressione, applicabile a tutti i valori di frequenza nelle gamme VHF-1 e VHF-2, consente di determinare i parametri del circuito dell'oscillatore locale: la capacità del condensatore e quindi l'induttanza della bobina. Il filtro passa-banda attivo del microcircuito IF è costituito da tre sezioni: un filtro passa-alto del secondo ordine, un filtro passa-banda del primo ordine e un filtro passa-basso del primo ordine (vedi un frammento del circuito in Fig. 4, la numerazione dei condensatori corrisponde alla Fig. 2, a).
I punti in grassetto indicano i pin del microcircuito. I valori nominali dei condensatori esterni e i valori della frequenza di taglio dei collegamenti a un IF di 70 kHz sono determinati per la funzione di trasferimento del sistema secondo le relazioni note [1]: Collegamento LPF-II: C9 = 3300 pF, C13 = 180 pF, fo = 94 kHz; collegamento PF-I: DO4 = 330 pF, DO1 = 3300 pF, fv = 103 kHz, fn = 10,3 kHz; Collegamento LPF-I: C2 = 150 pF, fo = 88,4 kHz. Il design del circuito applicato del filtro passa-banda offre un'elevata selettività, un consumo energetico minimo e una buona gamma dinamica. La caratteristica ampiezza-frequenza del filtro passa-banda è mostrata in fig. 5.
Il sistema BSHN viene utilizzato per sopprimere i segnali dei canali di ricezione spuri. Il funzionamento del sistema si basa sulla correlazione del segnale IF e del segnale stesso, ritardato e invertito. Entrambi i segnali vengono inviati all'ingresso del correlatore. Se il segnale diretto Upf è una sequenza di impulsi coerenti di periodo costante (come nel caso della ricezione di un'emittente), allora il ritardo del segnale U'f dovrebbe essere uguale al periodo di ripetizione. Tale segnale si ottiene invertendo il segnale diretto. Il segnale è invertito e ritardato da un filtro di fase (non mostrato nel diagramma di Fig. 3). Con la messa a punto della stazione, le forme di entrambi i segnali sono identiche e hanno un alto grado di correlazione (Fig. 6a). Quando è detuned, la fase del segnale u'pch si sposta rispetto alla linea retta (Fig. 6,6) - la correlazione è piccola. A seguito di interferenza o rumore, si verificano cambiamenti significativi nel periodo e nella forma del segnale U'pch (Fig. 6, c); in questi casi non c'è praticamente alcuna correlazione.
Sulla base del risultato del confronto di questi segnali, il correlatore genera un segnale di controllo per l'interruttore, che accende senza problemi l'amplificatore AF ad alta correlazione o il generatore di rumore a bassa correlazione. Ciò elimina il passaggio di vari clic, rumore e suoni aspri all'uscita del ricevitore. La tensione di riferimento necessaria per il funzionamento del demodulatore e correlatore di frequenza è formata da sfasatori interni attivi realizzati su amplificatori operazionali a guadagno unitario, lo sfasatore (filtro di fase) prevede uno sfasamento del segnale di p/2 alla frequenza fpch = K/Sph, dove Sph è la capacità del condensatore collegato al pin. 17 microcircuiti (vedi Fig. 3). Con la resistenza dei resistori R2 e R3 del microcircuito indicata in questo schema e la capacità del condensatore Cf pari a 330 pF (C7 in Fig. 2a), fp = 70 kHz. I segnali di ingresso e di uscita Uppch e U'pch rimangono uguali in tensione a qualsiasi frequenza. Nel correlatore, uno sfasatore interno con un condensatore esterno collegato al pin. 18, spostare la fase di un altro n/2. Pertanto, lo sfasamento totale dei segnali sarà di 180°. Dopo aver invertito uno dei segnali, vengono confrontati. Il sistema di correlazione BSNH con feedback di frequenza fornisce in definitiva un singolo canale di ricezione e la sintonizzazione fine su una stazione. L'uscita del correlatore (dal pin 1) può essere utilizzata per controllare l'indicatore di sintonia. Il condensatore C16 (vedi Fig. 2, a) determina la costante di tempo del sistema di sintonizzazione silenziosa. Il filtro R1C12 imposta la costante di tempo del circuito di correzione della pre-distorsione AF. Il livello di rumore che entra nel percorso AF dipende dalla capacità del condensatore C11; maggiore è la capacità, maggiore è il rumore. Se è necessario garantire una sintonizzazione assolutamente silenziosa, questo condensatore non è collegato. Il condensatore C10 fa parte del filtro di loop OS in frequenza. Rimuove l'IF spurio all'uscita del rilevatore di frequenza e determina la costante di tempo dell'anello di retroazione; influisce anche sulla forma dell'ampiezza-frequenza caratteristica del percorso. Il condensatore C15 è un filtro nel circuito di alimentazione del microcircuito. Il condensatore C5 trasforma l'ingresso RF bilanciato del microcircuito in uno sbilanciato. Quando si installa il condensatore C5, è necessario accorciarne il più possibile i conduttori e adottare misure per ridurre l'accoppiamento induttivo e capacitivo con il circuito dell'oscillatore locale. Il condensatore C6 è un condensatore di filtro nel circuito di feedback locale dell'amplificatore-limitatore 1, e C7 e C8 sono condensatori di sfasamento dei filtri di fase del rilevatore di frequenza e del correlatore, rispettivamente. Riso. La Figura 7 illustra la dipendenza della tensione di uscita AF Uext dalla tensione di alimentazione Upat a valori fissi della frequenza del segnale RF di ingresso fin, della deviazione e della frequenza di modulazione Fm e della tensione di ingresso nominale del segnale RF Uin.
Sulla fig. 8 mostra le dipendenze della tensione di uscita dell'AF, in fig. 9 - rapporti segnale-rumore, e in fig. 10 - coefficiente di armoniche dalla tensione del segnale RF in ingresso.
Letteratura
Autore: P.Polyatykin, Mosca; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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