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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un sistema de sintonización simple para un receptor VHF FM. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio El sistema de sintonización analógica propuesto se puede integrar en casi cualquier receptor FM VHF. No contiene un sintetizador de frecuencia y un microprocesador, lo que lo hace simple y accesible para la repetición. El sistema busca automáticamente la siguiente estación cuando presiona el botón "ARRIBA" o "ABAJO", luego se enciende el sistema AFC, lo que admite la sintonización fina. Recientemente, la transmisión de radio FM en la banda VHF se ha desarrollado a un ritmo muy rápido. En nuestro país, la transmisión se realiza en dos bandas: 65.8 - 73 MHz (estándar OIRT) y 88 - 108 MHz (estándar CCIR). El primero de estos rangos se suele llamar "VHF", y el segundo - "FM", aunque esto no es del todo cierto: ambos rangos se encuentran en la región de onda ultracorta, y ambos usan modulación de frecuencia (FM, o FM - Modulación de frecuencia ). La principal diferencia en la transmisión en estas bandas es la forma en que se transmite la señal estéreo. El estándar "nuestro" usa un sistema de modulación polar, mientras que el estándar "importado" usa un sistema de tono piloto. Además, la desviación máxima de la frecuencia portadora es diferente: ±50 kHz y ±75 kHz, respectivamente. En un sistema de modulación polar, la subportadora de 31.25 kHz se modula mediante la señal de diferencia de amplitud AB y se suma a la señal de suma A+B. El resultado es una señal con modulación polar. Al modular el transmisor, la subportadora se suprime en 14 dB utilizando un circuito de muesca con un factor Q de 100±5. Para decodificar tal señal en el receptor, es suficiente tener una etapa de recuperación de subportadora y dos detectores de diodos, a cuya salida se obtienen las señales de los canales izquierdo (A) y derecho (B). Por lo tanto, este sistema se centró inicialmente en un decodificador estéreo simple. Sin embargo, al intentar crear un decodificador estéreo de alta calidad, aparecen algunas desventajas del sistema. En primer lugar, esta es la necesidad de una reconstrucción precisa de la subportadora (en exactamente 14 dB y un bucle con un factor Q de exactamente 100). La desviación de estos parámetros empeora la separación de los canales estéreo. Además, el sistema no se centró en el uso de la detección síncrona y un detector de amplitud convencional ha aumentado las distorsiones no lineales. La selección de la frecuencia de referencia para el detector síncrono de la subportadora modulada en amplitud es difícil. El sistema con tono piloto [1] se centró inicialmente en el uso de decodificadores estéreo de detección síncrona y suma-diferencia (matriz). En este sistema, la subportadora de 38 kHz se modula con una señal de diferencia de amplitud AB. Los decodificadores estéreo de matriz utilizan la parte tonal de la señal del detector de frecuencia del receptor como la señal de suma A+B. Se transmite un tono piloto especial de 19 kHz para obtener la frecuencia de referencia del detector síncrono. Cuando se modula el transmisor, el tono piloto se suprime en 20 dB y la subportadora se suprime por completo, dejando solo las bandas laterales. Por lo tanto, debido al uso de la detección síncrona, las distorsiones no lineales se reducen drásticamente. Además, no se requiere recuperación de subportadora de alta precisión. El sistema es generalmente insensible a la desviación del nivel e incluso de la fase de la subportadora. El sistema de modulación polar existe solo gracias a una gran flota de radios antiguas. Con el tiempo, se está reemplazando cada vez más por un sistema con un tono piloto. Se sabe que con la recepción estéreo, la relación señal/ruido en la salida del receptor es mucho peor (en 20 dB o más) que con la recepción mono. El ruido principal está contenido en la señal diferencia AB. Por lo tanto, los decodificadores estéreo modernos, para mejorar la relación señal-ruido, estrechan automáticamente la banda y reducen el nivel de la señal AB en la entrada de la matriz cuando las condiciones de recepción empeoran. En este caso, en lugar de aumentar el nivel de ruido, se empeora algo la separación de canales estéreo, lo que subjetivamente se nota menos [2]. Este principio se utiliza, por ejemplo, en los sintonizadores de algunos modelos de autorradios de Pioneer. Volvamos al sistema de sintonización del receptor. A diferencia de un sistema basado en un sintetizador de frecuencia, el sistema de afinación propuesto puede operar en cualquier rango. No está directamente vinculado a ninguna frecuencia de recepción en particular. Debido al hecho de que el sistema no contiene un microprocesador ni circuitos digitales de conmutación, no hay interferencia de la parte digital. Esto asegura la mejor relación señal-ruido y la máxima sensibilidad del receptor. Alguna desventaja del dispositivo es la falta de indicación del número de la estación recibida. Un requisito previo para integrar el sistema en el receptor es la presencia de sintonización electrónica y una señal AFC. La sintonización electrónica generalmente se lleva a cabo utilizando varicaps, que se alimentan con un voltaje de control de 3 - 24 V, dependiendo de la frecuencia de sintonización. Las unidades receptoras de alta frecuencia modernas a menudo tienen un rango de voltaje de sintonización más estrecho, aproximadamente 1 - 9 V. El sistema propuesto le permite trabajar con cualquier rango de voltaje de sintonización, el rango deseado lo proporciona la elección adecuada del voltaje de suministro de la op- amplificador U4 (Fig. 1). La señal AFC es la salida de CC del detector de frecuencia y se puede obtener utilizando un filtro de paso bajo. Es posible que esta señal tenga una polaridad inversa (es decir, con una desafinación de frecuencia descendente, la señal AFC aumenta). La polaridad deseada se puede obtener utilizando un amplificador operacional, en el que se debe ensamblar un amplificador con una ganancia de -1.
En la fig. 1 muestra un diagrama completo de un receptor VHF FM. Se utilizó un bloque VHF-I-2C listo para usar como bloque de entrada. En su lugar, se puede utilizar con éxito un bloque de entrada de una radio de automóvil de fabricación extranjera o un bloque de entrada de fabricación casera. Cabe señalar que cualquier bloque de entrada se puede convertir fácilmente al rango deseado reemplazando las bobinas de los circuitos heterodinos y de entrada. Desde la salida de la unidad VHF, una señal de frecuencia intermedia de 10.7 MHz se alimenta a un amplificador aperiódico ensamblado en los transistores VT1 - VT3. Desde la salida del amplificador, la señal se envía al filtro de paso de banda piezocerámico F1, que forma el ancho de banda del receptor. La señal de la salida del filtro se alimenta a un microcircuito U1 especializado, que contiene un amplificador limitador de FI, un detector de frecuencia y un preamplificador de frecuencia de audio. El detector de frecuencia incorporado se basa en un modulador balanceado. La señal necesaria para su funcionamiento, desfasada con respecto a la entrada, se obtiene mediante el circuito oscilatorio L1C9. El factor de calidad de este circuito determina la inclinación de la conversión. El factor de calidad requerido lo establece la resistencia R13. Desde la salida del preamplificador de la frecuencia de audio (pin 8), la señal pasa a la etapa de amplificación en el transistor VT5, luego al decodificador estéreo. La cadena R19C14 compensa la respuesta de frecuencia desigual de la ruta a altas frecuencias. Los circuitos de corrección de distorsión previa deben formar parte del decodificador estéreo. Como
Considere la operación del sistema de sintonización al buscar una estación de radio en frecuencia (Fig. 2a). Cuando el receptor no está sintonizado con una estación, el voltaje AFC tiene un valor promedio (en este caso, alrededor de 3 V). Aproximadamente el mismo voltaje se debe configurar con el trimmer R51 en el punto +E. Para iniciar el proceso de búsqueda, presione el botón "ARRIBA". En este caso, el activador U5B se restablece y U5A se restablece. El multiplexor analógico U6 recibe la dirección = 1. El multiplexor, a través de la resistencia R31, conecta una tensión ligeramente inferior a +E a la entrada del integrador U4. El voltaje de salida del integrador, y es el voltaje de sintonización, comienza a aumentar. Junto con él, aumenta la frecuencia de sintonización del receptor (el área indicada por la flecha R en la Fig. 2a). Cuando la frecuencia de sintonización comienza a aproximarse por debajo de la frecuencia portadora de una de las estaciones de radio operativas, el voltaje AFC disminuye. Cuando alcanza el umbral establecido por el trimmer R28, el comparador U3 conmuta y restablece ambos flip-flops U5A y U5B. En este caso, la dirección = 0 se suministra al multiplexor, el multiplexor conecta el voltaje AFC a la entrada del integrador, que ajusta la frecuencia. El voltaje a la salida del integrador (y la frecuencia de sintonización del receptor) cambian hasta que el voltaje del AFC se vuelve igual al voltaje +E. Y esto corresponde al ajuste fino (el área indicada por la flecha AFC en la Fig. 2a). En este momento, la salida del comparador está en un estado lógico alto, que es proporcionado por la cadena de histéresis VD3-VD5, R25-R27. Este circuito está construido de tal manera que cuando se dispara el comparador, el umbral sube justo por encima del voltaje +E. En la fig. 2, el voltaje de umbral del comparador se denota por Utrh. Para buscar una estación de radio de baja frecuencia, presione el botón "ABAJO". En este caso, el gatillo U5B se restablece y se establece U5A. El multiplexor analógico U6 recibe la dirección = 2. El multiplexor, a través de la resistencia R34, conecta una tensión ligeramente superior a +E a la entrada del integrador U4. Entonces, el voltaje de salida del integrador comienza a disminuir. Junto con ello, la frecuencia de sintonización disminuye (el área indicada por la flecha R en la Fig. 2b). Cuando la frecuencia de sintonización comienza a aproximarse por encima de la frecuencia portadora de una de las estaciones de radio, primero aumenta el voltaje AFC. Si el comparador U3 se encendió previamente, entonces se apaga. El voltaje AFC alcanza un máximo, luego comienza a disminuir, se vuelve igual a +E en el momento del ajuste fino y luego cae aún más. Cuando alcanza el umbral establecido, el comparador U3 cambia y reinicia ambos biestables. En este caso, el multiplexor conecta el voltaje AFC a la entrada del integrador, que devuelve el voltaje de sintonización, proporcionando un ajuste fino de la frecuencia (la sección indicada por la flecha AFC en la Fig. 2b). Si el comparador no tuviera una cadena de histéresis, entonces ya se restablecería en el ajuste fino, y un intento de búsqueda resultaría en una readquisición de la misma estación. El segundo canal del multiplexor U6 se usa para controlar los LED. Al buscar hacia arriba, se enciende el LED "ARRIBA", al buscar hacia abajo, se enciende el LED "ABAJO". Cuando se encuentra la estación y el AFC está funcionando, el LED "LOCK" está encendido. Durante la búsqueda, la salida del receptor se silencia (sintonización silenciosa implementada). Para hacer esto, el transistor VT1 desvía el voltaje de salida del chip U4. Este transistor está controlado por una cascada en VT9, que bloquea VT4 cuando se enciende el LED "LOCK". La cadena R48C21VD9 proporciona un retraso en el encendido de la señal durante el tiempo requerido por el sistema AFC para capturar la frecuencia. El sistema de afinación se ajusta en la siguiente secuencia. Primero, establezca el valor de voltaje deseado +E. Para ello, se conecta a tierra la entrada de tensión de la unidad VHF y se mide la tensión del AFC. El mismo valor se establece con una resistencia de sintonización para +E. Si la ruta de FI del receptor se implementa de manera diferente, es posible que los límites de ajuste de +E no sean suficientes desde abajo. En este caso, se debe instalar un divisor adicional o se debe usar un estabilizador adecuado de un tipo diferente en lugar de U2. Luego, con la resistencia de recorte R28, debe configurar el umbral del comparador para que el sistema capture las estaciones con confianza. Si este umbral está demasiado cerca de +E, la interferencia detendrá el sistema de sintonización. Si el umbral está demasiado lejos de +E, el sistema omitirá estaciones. Cuando el receptor está sintonizado a la estación y el AFC está funcionando, es necesario refinar el ajuste de voltaje + E para la mejor recepción (este ajuste lleva el detector de frecuencia a la mitad de la sección lineal). El sistema de sintonización funciona con dos voltajes: +9 V y +30 V. El primero puede estar dentro de +5 a +12 V, el segundo depende del rango de voltaje de sintonización del bloque de entrada aplicado y puede variar en un amplio rango. . En lugar de LM311, puede usar KR554CA3 o la mitad de LM393 (LM2903). TL061 puede reemplazar KR544UD1, KR140UD8. Análogo doméstico 4013 - K561TM2 o K176TM2, 4052 - K561KP1. En lugar de los transistores DTC144E, puede usar cualquier transistor npn de baja potencia agregando al circuito base un divisor de resistencias idénticas con una resistencia de 10 a 47 K. La ruta IF se puede hacer de acuerdo con un esquema diferente o tomarla lista. Lo principal es que proporciona el voltaje AFC. El decodificador estéreo se puede hacer de acuerdo con cualquier esquema. En [2] se describe un buen decodificador estéreo para un sistema de modulación polar.
Figura 3. Diagrama esquemático de un sistema decodificador estéreo con tono piloto. Los chips decodificadores estéreo especializados también están disponibles para el sistema de modulación polar. Incluso hay un chip para un decodificador estéreo de sistema dual K174XA51 fabricado por Angstrem JSC. Para el sistema de tono piloto, existen muchos microcircuitos especializados de fabricación extranjera. Como ejemplo, en la fig. La Figura 3 muestra un diagrama de un decodificador estéreo simple basado en el chip AN7421 de Matsushita. Literatura
Autor: Ridiko Leonid Ivanovich, correo electrónico: wubblick@yahoo.com
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