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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice sistema di sintonizzazione per un ricevitore FM VHF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica Il sistema di sintonizzazione analogico proposto può essere integrato in quasi tutti i ricevitori VHF FM. Non contiene un sintetizzatore di frequenza e un microprocessore, il che lo rende semplice e accessibile per la ripetizione. Il sistema cerca automaticamente la stazione successiva quando si preme il pulsante "SU" o "GIÙ", quindi il sistema AFC si accende, supportando la sintonizzazione fine. Recentemente, le trasmissioni radiofoniche FM nella banda VHF si sono sviluppate a un ritmo molto rapido. Nel nostro Paese la trasmissione avviene in due bande: 65.8 - 73 MHz (standard OIRT) e 88 - 108 MHz (standard CCIR). Il primo di questi intervalli è solitamente chiamato "VHF" e il secondo - "FM", sebbene ciò non sia del tutto vero: entrambi gli intervalli si trovano nella regione delle onde ultracorte ed entrambi utilizzano la modulazione di frequenza (FM o FM - Modulazione di frequenza ). La principale differenza nella trasmissione su queste bande è il modo in cui viene trasmesso il segnale stereo. Il "nostro" standard utilizza un sistema di modulazione polare, mentre lo standard "import" utilizza un sistema di tono pilota. Inoltre, la deviazione massima della frequenza portante è diversa: ±50 kHz e ±75 kHz, rispettivamente. In un sistema di modulazione polare, la sottoportante a 31.25 kHz è modulata dal segnale di differenza di ampiezza AB e aggiunta al segnale di somma A+B. Il risultato è un segnale a modulazione polare. Quando si modula il trasmettitore, la sottoportante viene soppressa di 14 dB utilizzando un circuito notch con un fattore Q di 100±5. Per decodificare tale segnale nel ricevitore, è sufficiente disporre di uno stadio di recupero della sottoportante e di due rivelatori a diodi, all'uscita dei quali si ottengono i segnali dei canali sinistro (A) e destro (B). Pertanto, questo sistema era inizialmente focalizzato su un semplice decoder stereo. Tuttavia, quando si tenta di creare un decoder stereo di alta qualità, compaiono alcuni svantaggi del sistema. Prima di tutto, questa è la necessità di un'accurata ricostruzione della sottoportante (esattamente di 14 dB e un loop con un fattore Q di esattamente 100). La deviazione di questi parametri peggiora la separazione dei canali stereo. Inoltre, il sistema non era focalizzato sull'uso del rilevamento sincrono e un rilevatore di ampiezza convenzionale ha aumentato le distorsioni non lineari. La selezione della frequenza di riferimento per il rivelatore sincrono dalla sottoportante modulata in ampiezza è difficile. Il sistema con un tono pilota [1] era inizialmente incentrato sull'uso di decodificatori stereo a rilevamento sincrono e somma-differenza (matrice). In questo sistema, la sottoportante a 38 kHz è modulata con un segnale di differenza di ampiezza AB. I decodificatori stereo a matrice utilizzano la parte tonale del segnale proveniente dal rilevatore di frequenza del ricevitore come segnale somma A+B. Viene trasmesso uno speciale tono pilota a 19 kHz per ottenere la frequenza di riferimento del rivelatore sincrono. Quando il trasmettitore è modulato, il tono pilota viene soppresso di 20 dB e la sottoportante viene completamente soppressa, lasciando solo le bande laterali. Pertanto, grazie all'uso del rilevamento sincrono, le distorsioni non lineari vengono drasticamente ridotte. Inoltre, non è richiesto il recupero della sottoportante ad alta precisione. Il sistema è generalmente insensibile alla deviazione del livello e persino alla fase della sottoportante. Il sistema di modulazione polare esiste solo grazie a una vasta flotta di vecchie radio. Nel corso del tempo, viene sempre più sostituito da un sistema con tono pilota. È noto che con la ricezione stereo, il rapporto segnale-rumore all'uscita del ricevitore è molto peggiore (di 20 dB o più) rispetto alla ricezione mono. Il rumore principale è contenuto nel segnale differenziale AB. Pertanto, i moderni decoder stereo, al fine di migliorare il rapporto segnale/rumore, restringono automaticamente la banda e riducono il livello del segnale AB all'ingresso della matrice quando le condizioni di ricezione peggiorano. In questo caso, invece di aumentare il livello di rumore, la separazione dei canali stereo viene in qualche modo peggiorata, il che è soggettivamente meno evidente [2]. Questo principio viene utilizzato, ad esempio, nei sintonizzatori di alcuni modelli di autoradio Pioneer. Torniamo al sistema di sintonizzazione del ricevitore. A differenza di un sistema basato su un sintetizzatore di frequenza, il sistema di accordatura proposto può operare su qualsiasi gamma. Non è direttamente legato a nessuna particolare frequenza di ricezione. A causa del fatto che il sistema non contiene un microprocessore e circuiti digitali di commutazione, non vi è alcuna interferenza dalla parte digitale. Ciò garantisce il miglior rapporto segnale/rumore e la massima sensibilità del ricevitore. Uno svantaggio del dispositivo è la mancanza di indicazione del numero della stazione ricevuta. Un prerequisito per incorporare il sistema nel ricevitore è la presenza di sintonizzazione elettronica e un segnale AFC. La sintonizzazione elettronica viene solitamente eseguita utilizzando varicap, che vengono forniti con una tensione di controllo di 3 - 24 V, a seconda della frequenza di sintonizzazione. Le moderne unità riceventi ad alta frequenza hanno spesso un intervallo di tensione di sintonizzazione più ristretto, circa 1 - 9 V. Il sistema proposto consente di lavorare con qualsiasi intervallo di tensione di sintonizzazione, l'intervallo desiderato è fornito dalla scelta appropriata della tensione di alimentazione dell'OA U4 (Fig. 1). Il segnale AFC è l'uscita CC del rilevatore di frequenza e può essere ottenuto utilizzando un filtro passa-basso. È possibile che questo segnale abbia una polarità inversa (cioè, con una desintonizzazione di frequenza verso il basso, il segnale AFC aumenta). La polarità desiderata può essere ottenuta utilizzando un amplificatore operazionale, sul quale deve essere assemblato un amplificatore con un guadagno di -1.
Sulla fig. 1 mostra uno schema completo di un ricevitore VHF FM. Come blocco di input, è stato utilizzato un blocco VHF-I-2C già pronto. Invece, è possibile utilizzare con successo un blocco di input da un'autoradio di fabbricazione straniera o un blocco di input fatto in casa. Va notato che qualsiasi blocco di ingresso può essere facilmente convertito nell'intervallo desiderato sostituendo le bobine dei circuiti eterodina e di ingresso. Dall'uscita dell'unità VHF, un segnale a frequenza intermedia di 10.7 MHz viene inviato ad un amplificatore aperiodico montato su transistor VT1 - VT3. Dall'uscita dell'amplificatore, il segnale viene inviato al filtro passa banda piezoceramico F1, che costituisce la larghezza di banda del ricevitore. Il segnale dall'uscita del filtro viene inviato a un microcircuito U1 specializzato, che contiene un amplificatore limitatore IF, un rilevatore di frequenza e un preamplificatore di frequenza audio. Il rilevatore di frequenza integrato si basa su un modulatore bilanciato. Il segnale necessario al suo funzionamento, sfasato rispetto all'ingresso, è ottenuto utilizzando il circuito oscillatorio L1C9. Il fattore qualità di questo circuito determina la pendenza della conversione. Il fattore di qualità richiesto è impostato dal resistore R13. Dall'uscita del preamplificatore della frequenza audio (pin 8), il segnale va allo stadio di amplificazione sul transistor VT5, quindi al decoder stereo. La catena R19C14 compensa la risposta in frequenza irregolare del percorso alle alte frequenze. I circuiti di correzione della pre-distorsione devono far parte del decoder stereo. COME
Considerare il funzionamento del sistema di sintonizzazione durante la ricerca di una stazione radio in frequenza (Fig. 2a). Quando il ricevitore non è sintonizzato su una stazione, la tensione AFC ha un valore medio (in questo caso, circa 3 V). All'incirca la stessa tensione va impostata agendo sul trimmer R51 al punto +E. Per avviare il processo di ricerca, premere il pulsante "SU". In questo caso, il trigger U5B viene ripristinato e U5A viene ripristinato. Il multiplexer analogico U6 riceve indirizzo=1. Il multiplexer, attraverso il resistore R31, collega una tensione leggermente inferiore a + E all'ingresso dell'integratore U4. La tensione di uscita dell'integratore, ed è la tensione di sintonia, inizia ad aumentare. Insieme ad esso, aumenta la frequenza di sintonizzazione del ricevitore (l'area indicata dalla freccia R in Fig. 2a). Quando la frequenza di sintonizzazione inizia ad avvicinarsi dal basso alla frequenza portante di una delle stazioni radio operative, la tensione AFC diminuisce. Quando raggiunge la soglia impostata dal trimmer R28, il comparatore U3 commuta e resetta entrambi i flip-flop U5A e U5B. In questo caso, viene fornito indirizzo = 0 al multiplexer, il multiplexer collega la tensione AFC all'ingresso dell'integratore, che regola finemente la frequenza. La tensione all'uscita dell'integratore (e la frequenza di sintonia del ricevitore) cambiano fino a quando la tensione dell'AFC diventa uguale alla tensione +E. E questo corrisponde alla regolazione fine (l'area indicata dalla freccia AFC in Fig. 2a). In questo momento, l'uscita del comparatore è in uno stato logico alto, che è fornito dalla catena di isteresi VD3-VD5, R25-R27. Questo circuito è costruito in modo tale che quando il comparatore viene attivato, la soglia sale appena sopra la tensione +E. Sulla fig. 2, la tensione di soglia del comparatore è indicata con Utrh. Per cercare una stazione radio in frequenza inferiore, premere il pulsante "DOWN". In questo caso, il trigger U5B viene ripristinato e viene impostato U5A. Il multiplexer analogico U6 riceve indirizzo=2. Il multiplexer, attraverso il resistore R34, collega una tensione di poco superiore a + E all'ingresso dell'integratore U4. La tensione di uscita dell'integratore inizia quindi a diminuire. Insieme ad esso, la frequenza di sintonia diminuisce (l'area indicata dalla freccia R in Fig. 2b). Quando la frequenza di sintonizzazione inizia ad avvicinarsi dall'alto alla frequenza portante di una delle stazioni radio, la tensione AFC aumenta prima. Se il comparatore U3 era precedentemente acceso, si spegne. La tensione AFC raggiunge un massimo, poi inizia a diminuire, diventa uguale a +E al momento della regolazione fine, quindi scende ulteriormente. Quando raggiunge la soglia impostata, il comparatore U3 commuta e resetta entrambi i flip-flop. In questo caso, il multiplexer collega la tensione AFC all'ingresso dell'integratore, che restituisce la tensione di sintonia, fornendo la sintonia fine della frequenza (la sezione indicata dalla freccia AFC in Fig. 2b). Se il comparatore non avesse una catena di isteresi, si resetterebbe già alla sintonizzazione fine e un tentativo di ricerca verso il basso comporterebbe una riacquisizione della stessa stazione. Il secondo canale del multiplexer U6 è utilizzato per pilotare i LED. Durante la ricerca in alto si accende il LED "UP", durante la ricerca in basso si accende il LED "DOWN". Quando la stazione viene trovata e l'AFC funziona, il LED "LOCK" è acceso. Durante la ricerca, l'uscita del ricevitore viene disattivata (sintonia silenziosa implementata). Per fare ciò, la tensione di uscita del chip U1 viene deviata dal transistor VT4. Questo transistor è controllato da una cascata su VT9, che blocca VT4 quando si accende il LED "LOCK". La catena R48C21VD9 fornisce un ritardo di attivazione del segnale per il tempo richiesto dal sistema AFC per acquisire la frequenza. Il sistema di accordatura viene regolato nella seguente sequenza. Innanzitutto, imposta il valore di tensione desiderato +E. Per fare ciò, l'ingresso di tensione dell'unità VHF viene messo a terra e viene misurata la tensione dell'AFC. Lo stesso valore è impostato con un resistore di sintonia per +E. Se il percorso IF del ricevitore è implementato in modo diverso, i limiti di regolazione +E potrebbero non essere sufficienti dal basso. In questo caso è opportuno installare un divisore aggiuntivo oppure utilizzare uno stabilizzatore idoneo di tipo diverso al posto di U2. Quindi, con il resistore di trimming R28, dovresti impostare la soglia del comparatore in modo che il sistema acquisisca con sicurezza le stazioni. Se questa soglia è troppo vicina a +E, il sistema di sintonizzazione verrà interrotto dall'interferenza. Se la soglia è troppo lontana da +E, il sistema salterà le stazioni. Quando il ricevitore è sintonizzato sulla stazione e l'AFC funziona, è necessario affinare la regolazione della tensione + E per la migliore ricezione (questa regolazione porta il rilevatore di frequenza al centro della sezione lineare). Il sistema di sintonizzazione è alimentato da due tensioni: +9 V e +30 V. La prima può essere compresa tra +5..+12 V, la seconda dipende dall'intervallo di tensione di sintonizzazione del blocco di ingresso applicato e può variare in un ampio intervallo . Invece di LM311, puoi usare KR554CA3 o metà di LM393 (LM2903). TL061 può sostituire KR544UD1, KR140UD8. Analogo domestico 4013 - K561TM2 o K176TM2, 4052 - K561KP1. Invece dei transistor DTC144E, è possibile utilizzare qualsiasi transistor npn a bassa potenza aggiungendo al circuito di base un divisore da resistori identici con una resistenza di 10..47 K. Il percorso IF può essere realizzato secondo uno schema diverso o preparato. La cosa principale è che fornisce la tensione AFC. Il decoder stereo può essere realizzato secondo qualsiasi schema. Un buon decodificatore stereo per un sistema di modulazione polare è descritto in [2].
Figura 3. Diagramma schematico di un sistema di decodifica stereo con tono pilota. Sono disponibili anche chip di decodifica stereo specializzati per il sistema di modulazione polare. C'è anche un chip per un decodificatore stereo a doppio sistema K174XA51 prodotto da Angstrem JSC. Per il sistema del tono pilota, ci sono molti microcircuiti specializzati di fabbricazione straniera. A titolo di esempio, in fig. La Figura 3 mostra un diagramma di un semplice decodificatore stereo basato sul chip AN7421 di Matsushita. Letteratura
Autore: Ridiko Leonid Ivanovich, e-mail: wubblick@yahoo.com
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