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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA K174ХА42: receptor de radio FM de un solo chip. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Los microcircuitos K174XA42A y K174XA42B están diseñados para funcionar en receptores económicos de transmisión y comunicación de señales moduladas en frecuencia. Los microcircuitos contienen todas las unidades funcionales de un receptor de FM superheterodino (desde la entrada de antena hasta la salida de AF) y requieren un mínimo de accesorios para su implementación: un circuito LC resonante, varios condensadores y una resistencia. El ajuste de dicho receptor se reduce a configurar el circuito del oscilador local, estableciendo los límites de rango. Esto fue posible gracias a la baja frecuencia intermedia - 70 kHz, que hace posible el uso de filtros RC no sintonizables para la selección de la señal, abandonando los críticos filtros LC resonantes de paso de banda. Los valores grandes de desviación de la señal de entrada (50 y 75 kHz) a una FI baja provocan una distorsión de la señal AF. Para eliminarlos, se utilizó un sistema de retroalimentación de frecuencia, que reduce ("comprime") la desviación en un factor de cinco, hasta 10 y 15 kHz, respectivamente. El microcircuito está equipado con un sistema de correlación de supresión de ruido altamente eficiente (sintonización silenciosa - BSN). Suprime la señal de audio durante la sintonización imprecisa, la entrada cercana al ruido y cuando se sintoniza un canal de imagen. El dispositivo K174XA42A está diseñado para funcionar en receptores de radio de comunicación. y K174XA42B - en receptores de radiodifusión para fines domésticos. El microcircuito K174XA42 también se puede utilizar en rutas de radio de equipos de televisión, en teléfonos con un canal de radio, en sistemas de comunicación por radio personales y comerciales, dispositivos de buscapersonas, dispositivos de seguridad y equipos de telecontrol. La pequeña cantidad de elementos externos necesarios, la facilidad de configuración y el bajo costo lo hacen muy atractivo para su uso generalizado en los diseños de radioaficionados. Este microcircuito se produce en una caja de plástico en dos versiones: K174XA42A - en una caja de dieciocho pines 2104.18-4 (238.18-3) y K174XA42B - en una caja de dieciséis pines 2103.16-9 (238.16-2). Los dibujos de la carcasa se muestran en la Fig. 1. El peso del dispositivo no supera los 2,5 g. Un análogo completo del K174XA42A es el microcircuito TDA7000; K174ХА42Б y TDA7010 se diferencian únicamente en el tipo de carcasa.
Los circuitos típicos para encender los microcircuitos K142XA42A y K174XA42B se muestran en la fig. 2a yb, respectivamente. Asignación de pines K174XA42A: pin. 1 - conexión del condensador del filtro correlacionador; alfiler. 2 - Salida del amplificador AF (colector abierto); alfiler. 3 - conexión del condensador generador de ruido; alfiler. 4 - conexión del condensador de filtro de bucle OS por frecuencia; alfiler. 5 - salida de potencia positiva; alfiler. 6 - conexión del circuito LC del oscilador local; alfiler. 7-12 - conexión de condensadores de filtro de paso de banda IF; alfiler. 13,14 - entrada del amplificador de señal de radiofrecuencia; alfiler. 15 - conexión del condensador del circuito de entrada del amplificador limitador 1; alfiler. 16 - conclusión general; salida de potencia negativa: pin. 17 - conexión del condensador del desfasador del detector de frecuencia; alfiler. 18-Conexión del capacitor desfasador del correlador.
El chip K174XA42B, en comparación con el K174XA42A, no tiene los pines 3 y 10, por lo que la numeración de los pines en su configuración de pines se cambia en consecuencia. Características eléctricas básicas en Tacr. cf ° 25±10°C Tensión nominal de alimentación, V....4,5
* Estos parámetros se miden en las siguientes condiciones: tensión de alimentación 4,5 V, frecuencia de entrada RF 69 MHz, desviación de frecuencia -+50 kHz, frecuencia base 1 kHz; al medir la relación de rechazo de AM, la profundidad de modulación es del 30%. Valores máximos permisibles de parámetros Tensión de alimentación, V....2,7...9
Un diagrama funcional simplificado del dispositivo K174XA42A se muestra en la fig. 3. El receptor de FM está construido según un esquema superheterodino con una única conversión de frecuencia. La señal de entrada después de la amplificación se mezcla con la señal del oscilador local. Debido a la frecuencia intermedia (IF) relativamente baja de la señal tomada de la salida del mezclador, la amplitud de los componentes del lado de conversión es tan pequeña que prácticamente están ausentes en la entrada del amplificador de señal de frecuencia intermedia.
Se proporciona un filtro de FI activo de cuarto orden para suprimir las señales fuera de banda. La señal de salida del filtro amplificador-limitador 1 normaliza la amplitud. El amplificador limitador 1 tiene una gran ganancia (más de 90 dB) y un rango dinámico. La señal de FI convertida se alimenta a la entrada del detector de frecuencia y simultáneamente a la entrada del correlador. El detector de frecuencia es un convertidor de frecuencia-voltaje. El voltaje de baja frecuencia demodulado se suministra, en primer lugar, al segundo amplificador limitador y luego al oscilador local, cerrando el circuito de retroalimentación de frecuencia en el sistema, y, en segundo lugar, a la entrada del interruptor del sistema de sintonización sin ruido (BSN) y luego a la salida del preamplificador y receptor AF. La señal de salida del correlador se utiliza para controlar el interruptor del sistema BSHN, que suprime la interferencia entre oficinas. Además de estos nodos, el microcircuito contiene un estabilizador de voltaje de suministro interno (no se muestra en el diagrama), un amplificador de salida AF (se muestra en el diagrama como un transistor VT1) y un generador de ruido incluido en el sistema BSHN. El generador de ruido imita el ruido de FM y se conecta mediante un interruptor a la entrada del preamplificador AF cuando se cambia de una estación recibida a otra o cuando la sintonización no es precisa. La señal de ruido en estos casos indica la operatividad del camino receptor-amplificador. El chip K174XA42B no controla el generador de ruido. El receptor utiliza demodulación de frecuencia con retroalimentación de frecuencia: la señal AF de salida del demodulador se utiliza para desplazar correspondientemente la frecuencia del oscilador local en antifase con la señal IF. Con esto se logró una reducción en la desviación de frecuencia de la señal IF y, como consecuencia, la ausencia casi total de distorsión armónica de la señal de salida. El grado requerido de "compresión de desviación" se obtiene si la capacitancia del circuito oscilante del oscilador local Co = Sk + Cpar + Svar se selecciona de la relación empírica: Co = Fo / 2 (Sk - la capacitancia del capacitor de bucle, Spar - la capacitancia parásita del circuito, Svar - la capacitancia del varicap - el elemento de sintonización, capacidad en todas partes en picofaradios; Fo - frecuencia de sintonización del circuito, en megahercios). Esta expresión, aplicable a todos los valores de frecuencia en los rangos VHF-1 y VHF-2, le permite determinar los parámetros del circuito oscilador local: la capacitancia del condensador y luego la inductancia de la bobina. El filtro de paso de banda activo del microcircuito de FI consta de tres secciones: un filtro de paso alto de segundo orden, un filtro de paso de banda de primer orden y un filtro de paso bajo de primer orden (ver un fragmento del circuito en Fig. 4, la numeración de los condensadores corresponde a la Fig. 2, a).
Los puntos en negrita indican los pines del microcircuito. Los valores nominales de los condensadores externos y los valores de la frecuencia de corte de los enlaces a una FI de 70 kHz se determinan para la función de transferencia del sistema según las relaciones conocidas [1]: Enlace LPF-II: C9 = 3300 pF, C13 = 180 pF, fo = 94 kHz; enlace PF-I: C4 = 330 pF, C1 = 3300 pF, fv = 103 kHz, fn = 10,3 kHz; Enlace LPF-I: C2 = 150 pF, fo = 88,4 kHz. El diseño del circuito aplicado del filtro de paso de banda proporciona una alta selectividad, un consumo mínimo de energía y un buen rango dinámico. La característica de amplitud-frecuencia del filtro de paso de banda se muestra en la fig. 5.
El sistema BSHN se utiliza para suprimir las señales de canales de recepción espurios. El funcionamiento del sistema se basa en la correlación de la señal de FI y la misma señal, retardada e invertida. Ambas señales se alimentan a la entrada del correlador. Si la señal directa Upf es una secuencia de pulsos coherentes de un período constante (como es el caso de recibir una estación de radiodifusión), entonces el retardo de la señal U'f debería ser igual al período de repetición. Tal señal se obtiene invirtiendo la señal directa. La señal es invertida y retardada por un filtro de fase (no mostrado en el diagrama de la Fig. 3). Con una sintonización fina de la estación, las formas de ambas señales son idénticas y tienen un alto grado de correlación (Fig. 6a). Cuando se desafina, la fase de la señal hacia arriba cambia en relación con la línea recta (Fig. 6,6); la correlación es pequeña. Como resultado de la interferencia o el ruido, ocurren cambios significativos en el período y la forma de la señal U'pch (Fig. 6, c); en estos casos prácticamente no hay correlación.
Basado en el resultado de comparar estas señales, el correlador genera una señal de control para el interruptor, que enciende suavemente el amplificador AF con alta correlación o el generador de ruido con baja correlación. Esto elimina el paso de varios clics, ruidos y sonidos ásperos a la salida del receptor. El voltaje de referencia requerido para el funcionamiento del demodulador y correlador de frecuencia está formado por desfasadores activos internos fabricados en amplificadores operacionales con ganancia unitaria, el desfasador (filtro de fase) proporciona un desfasamiento de la señal en p/2 a la frecuencia fpch = K/Sph, donde Sph es el condensador de capacitancia conectado al pin. 17 microcircuitos (ver Fig. 3). Con la resistencia de las resistencias R2 y R3 del microcircuito indicada en este diagrama, y la capacitancia del capacitor Cf igual a 330 pF (C7 en la Fig. 2a), fp = 70 kHz. Las señales de entrada y salida Uppch y U'pch permanecen iguales en voltaje en cualquier frecuencia. En el correlador, un cambiador de fase interno con un capacitor externo conectado al pin. 18, cambie la fase por otro n/2. Por lo tanto, el cambio de fase total de las señales será de 180°. Después de invertir una de las señales, se comparan. El sistema de correlación BSHN con retroalimentación de frecuencia finalmente proporciona un solo canal de recepción y una sintonización fina a una estación. La señal de salida del correlador (del pin 1) se puede utilizar para controlar el indicador de sintonización. El condensador C16 (ver Fig. 2a) determina la constante de tiempo del sistema de sintonización silencioso. El filtro R1C12 establece la constante de tiempo del circuito de corrección de distorsión previa AF. El nivel de ruido que ingresa al camino AF depende de la capacitancia del capacitor C11; cuanto mayor sea la capacitancia, mayor será el ruido. Si es necesario garantizar una sintonización absolutamente silenciosa, este condensador no está conectado. El condensador C10 es parte del filtro de bucle OS en frecuencia. Elimina la FI espuria en la salida del detector de frecuencia y determina la constante de tiempo del circuito de retroalimentación; también afecta la forma de la característica de amplitud-frecuencia del camino. El condensador C15 es un filtro en el circuito de alimentación del microcircuito. El condensador C5 convierte la entrada de RF equilibrada del microcircuito en una desequilibrada. Al instalar el condensador C5, es necesario acortar sus cables tanto como sea posible y tomar medidas para reducir el acoplamiento inductivo y capacitivo con el circuito del oscilador local. El condensador C6 es un condensador de filtro en el circuito de retroalimentación local del amplificador-limitador 1, y C7 y C8 son condensadores de desplazamiento de fase de los filtros de fase del detector de frecuencia y del correlador, respectivamente. Arroz. La Figura 7 ilustra la dependencia del voltaje de salida de AF Uext del voltaje de suministro Upat a valores fijos de la frecuencia de la señal de RF de entrada fin, la desviación y la frecuencia de modulación Fm y el voltaje de entrada nominal de la señal de RF Uin.
En la fig. 8 muestra las dependencias del voltaje de salida del AF, en la fig. 9 - relaciones señal-ruido, y en la fig. 10 - coeficiente de armónicos del voltaje de la señal RF de entrada.
Literatura
Autor: P.Polyatykin, Moscú; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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