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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA El filtro KSS es un supresor de ruido. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles Mejorar la calidad de recepción de los programas de VHF FM a bajos niveles de señal no es una tarea fácil. Muy a menudo, se utilizan dispositivos no menos complejos que los propios receptores para resolverlo. El artículo propone una forma sencilla de reducir el nivel de ruido al recibir señales de una estación de radio remota. Se sabe que en los sistemas adoptados de radiodifusión estéreo VHF, tanto domésticos - con modulación polar (PM) como extranjeros - con tono piloto (PT), la banda de frecuencia de la señal estéreo compleja (CSS) es mucho más ancha que las 3 -hora de ancho de banda. Como resultado, el ruido "sobretono" que acompaña al CSS se decodifica junto con la señal estéreo y aparece en la región audible del espectro de audio, lo que empeora la relación señal-ruido en 10...18 dB en comparación con el sonido mono. modo. Para mantener una calidad de sonido aceptable, es necesario obligar al decodificador estéreo a cambiar al modo "Mono" ya durante la recepción de señales, en el que la relación señal-ruido inicial de la recepción mono cae a 40. 48 dB. El cambio automático disponible "Mono - Estéreo" no resuelve este problema, ya que reacciona solo a la presencia de subportadoras del CSS, y no a la relación real de señal a ruido. Para reducir el ruido de las transmisiones estéreo, los radioaficionados han propuesto varios dispositivos [1, 2] que funcionan según el principio de conexión en paralelo de los canales de salida izquierdo y derecho del decodificador mientras reducen la señal recibida a un cierto nivel. Esto utiliza el hecho de que los componentes de ruido en los canales están desfasados y, cuando se convierten al modo monofónico, se compensan mutuamente. Desafortunadamente, la calidad de operación de tales supresores de ruido en todo el rango dinámico es baja; más bien pueden considerarse como dispositivos de umbral que reducen la visibilidad del ruido en las pausas, lo cual se observa en [1]. Propongo una forma fundamentalmente diferente de resolver el problema, cuya solución de circuito no requiere consumo de energía (se puede usar en equipos portátiles) y no introduce distorsiones no lineales adicionales. Se basa en la dependencia del nivel de ruido y el grado de separación de los canales estéreo de la no linealidad de la respuesta de frecuencia del CSS en la banda de frecuencia supratonal, de 20 a 50...70 kHz. Por lo tanto, un corte en esta región de 6 dB por octava, obtenido utilizando el filtro de paso bajo de enlace único más simple en un decodificador basado en el microcircuito K174XA51, reduce drásticamente el nivel de ruido, pero al mismo tiempo empeora la separación real del canal de 34 ... 43 dB a 24 dB para PM y 20 dB para PT [3]. Lo contrario también es cierto: el aumento de la respuesta de frecuencia en el área especificada contribuye a una mejor separación de los canales estéreo con cierto deterioro en la relación señal-ruido. Además, la corrección de frecuencia del KSS también es necesaria para compensar las pérdidas en el detector de FM. En receptores de la más alta categoría de complejidad, incluso se recomienda incluir frecuencias ultrasónicas preliminares después de esto, proporcionando un aumento en la respuesta de frecuencia en las frecuencias superiores del CSS [4]. Por lo tanto, al ajustar la respuesta de frecuencia del KSS frente al decodificador estéreo, puede obtener diferentes calidades finales de señales 3H en sus salidas: desde muy buena, con atenuación máxima de diafonía entre canales, para estaciones potentes, hasta satisfactoria, cerca de "Mono" - para los remotos. Este principio subyace en el dispositivo propuesto (Fig. 1), que consiste en un enlace ajustable R1R2R3C1 y un filtro de paso bajo no regulado R4C2R5C3. El funcionamiento del enlace ajustable depende de la posición del control deslizante de la resistencia variable R3. En su posición superior según el esquema (max), se forma una elevación en las zonas supratonal y, parcialmente, en las tonales por acción del R2C1 HPF (Fig. 2). A medida que el control deslizante se mueve hacia abajo, la frecuencia de inflexión aumenta, el aumento en el área especificada disminuye y, además, el filtro de paso bajo R1C1 comienza a operar. En la posición más baja del control deslizante de la resistencia R3 (min), se excluye el filtro de paso alto y el filtro de paso bajo actual proporciona la caída necesaria en la respuesta de frecuencia.
El segundo filtro de paso bajo está diseñado para suprimir el ruido y las señales fuera de banda fuera del espectro de frecuencia del KSS. Ayuda a reducir las interferencias y el ruido a la salida del decodificador, y sin degradar la calidad real de la separación de canales estéreo, ya que la región tonal del CSS no se ve afectada. Como puede verse en los gráficos de la Fig. 2, en la posición superior, se logra un aumento de aproximadamente 5 dB en una banda de frecuencia bastante amplia de 5 ... 70 kHz. En la posición media del regulador, la respuesta de frecuencia es casi lineal hasta 60 kHz, con una disminución adicional más allá de los límites del CSS. Y finalmente, en la posición inferior, aparece un roll-off a frecuencias superiores a 19 kHz, atenuando la parte supratonal de la señal estéreo. Las características obtenidas son aceptables para los decodificadores estéreo PT y PM. En ambos casos se proporciona el rango necesario de regulación de los parámetros de las señales de salida 3H en términos de atenuación de ruido y diafonía entre los canales. Debido a su simplicidad, el filtro se puede aplicar fácilmente en cualquier dispositivo listo para usar: un receptor estéreo o de radio, con la excepción, quizás, de los más pequeños. Por supuesto, no se excluye su uso en nuevos desarrollos, por ejemplo, decodificadores estéreo de dos estándares. En la versión del autor, se utilizaron las siguientes partes: una resistencia variable de TELPOD (análoga a SPZ-4M), constantes - MLT 0,125, condensadores - tipo KM-4. La resistencia variable R3 (ver Fig. 1) en este dispositivo realiza las funciones de un interruptor suave "Mono - Estéreo". Por lo tanto, al refinar un receptor estéreo, el interruptor de paso "Mono - Estéreo" existente se vuelve innecesario. Se puede quitar, el circuito conmutado por él se fija en la posición correspondiente al modo "Estéreo". En lugar del interruptor remoto, debe instalarse una resistencia variable R3 con un mango de diseño adecuado. También es posible otra opción: dejar el interruptor "Mono - Estéreo" existente y colocar el control suave R3 junto a él.
Incrustar el filtro se reduce a desmantelar el circuito de entrada existente del decodificador estéreo (a excepción de los condensadores de transición) e instalar los elementos del filtro propuesto en su lugar. Montado, arbitrario, el único requisito es conectar la parte montada del circuito con una resistencia variable R3 con un cable blindado para evitar interferencias. La atenuación que introduce el filtro a una frecuencia de 1000 Hz es la suma de las pérdidas en el enlace regulado (5 dB) y la reducción de la señal por el divisor formado por la resistencia total de las resistencias R4, R5 y la impedancia de entrada del chip decodificador estéreo. Este último puede ser diferente, lo que afecta el coeficiente de transferencia global. Dado que el filtro no contiene elementos de sintonización especiales (su introducción aumentaría la atenuación a un nivel inaceptable), se recomienda el siguiente método de combinación con un tipo específico de microcircuito. Antes de la alteración, se aplica un voltaje sinusoidal de 50 mV (valor efectivo) con una frecuencia de 1000 Hz a la entrada del circuito estándar inmediatamente después del detector de FM y la señal de salida de cualquier canal del decodificador estéreo se mide después de la baja correctiva. -pasar filtro. Luego, el filtro se integra como se describe anteriormente y, con la misma señal de prueba aplicada a su entrada, el voltaje de salida se verifica nuevamente en el mismo punto. Si ha cambiado significativamente, entonces se seleccionan los valores de las resistencias R4, R5, acercando el nivel de la señal de salida al valor original, y luego las capacitancias de los condensadores C2 y C3 se cambian proporcionalmente según la condición. de la constante de tiempo τ = R4C2 = R5C3. Se puede realizar una operación similar con el filtro de paso bajo de salida para la corrección de la distorsión previa de frecuencia, manteniendo su tiempo constante 50...70 µs. La técnica asegura que el volumen de recepción no cambie después de configurar el filtro. El autor aplicó el filtro en la radio "SHARP GF-6363" con un decodificador estéreo en el chip BA1320. Subjetivamente, la calidad de su trabajo se puede evaluar de la siguiente manera. Al recibir estaciones potentes y colocar el control R3 en la posición superior según el esquema, el efecto estéreo mejora significativamente y se enfatizan las frecuencias superiores del espectro de sonido, ya que el filtro de paso alto R2C1 ya opera desde una frecuencia de 4 kHz. , es decir, también funciona como control de tono. Al mismo tiempo, la imagen del sonido parece volverse más clara (en comparación con la posición media del regulador), los instrumentos se localizan con mayor claridad y se crea un excelente panorama estéreo. El aumento de ruido depende de la calidad inicial del programa recibido, y para las estaciones más potentes (en el punto de recepción - "Radio Rusa") apenas se nota, incluso durante las pausas. En la posición media del control, el sonido corresponde al modo "Estéreo" habitual con un nivel de ruido ligeramente reducido. A medida que el control deslizante del regulador se acerca a la posición inferior según el esquema, el efecto estéreo empeora, las frecuencias superiores se silencian, pero al mismo tiempo disminuye el nivel de ruido, lo que permite recibir estaciones lejanas en este modo. En la posición extrema, el sonido es casi monofónico y, para señales débiles, el decodificador estéreo cambia automáticamente al modo "Mono", como lo indica la extinción del indicador estéreo. De lo anterior se desprende que el filtro KSS propuesto es un elemento de ajuste muy conveniente y flexible que permite obtener una calidad de señal adaptativa en casi cualquier condición de recepción. El filtro funciona sin problemas y en todo el rango dinámico, lo que lo distingue favorablemente de los interruptores de paso monoestéreo y los supresores de ruido de umbral. No se excluye su posterior automatización, así como el uso compartido con los dispositivos mencionados. Literatura
Autor: D.Pakhomov
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