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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 KSS 입력 필터가 있는 스테레오 디코더. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
간단한 방법으로 수신된 입체음향 방송 프로그램의 품질을 향상시키는 방법은 많은 라디오 아마추어들의 관심 대상입니다. 이 기사의 저자는 무선 경로의 주파수 및 위상 특성을 형성하는 방법을 분석하고 스테레오 디코더의 출력에서 신호 추출을 개선하기 위해 저렴한 비용으로 수정 요소를 도입할 수 있는 링크를 결정합니다. 스테레오 라디오 수신 품질은 수신기의 안테나 입력에서의 실제 신호 대 잡음비뿐만 아니라 디코딩 장치의 작동에 따라 달라집니다. 알려진 바와 같이, 스테레오 디코더(SD)에서 복잡한 스테레오 신호(CSS)는 극 변조 발진(PMC)으로 변환된 다음 왼쪽 및 오른쪽 채널의 저주파 출력 신호로 변환됩니다. 이 경우에 발생하는 변환은 특히 채널 간의 누화 감쇠와 같은 중요한 매개변수를 결정합니다. 최상의 채널 분리를 통해 부반송파 복구 및 관련 비선형 및 위상 왜곡을 제거하는 임시 디코딩 방법을 얻을 수 있습니다. 대부분의 최신 통합 LED는 이 원리에 따라 작동합니다. 디코딩 품질은 또한 입력 CSS의 스펙트럼에 의해 크게 영향을 받습니다. 15kHz의 오디오 주파수를 전송하는 데 필요한 상위 변조 주파수는 폴라 변조(PM) 및 부반송파가 31,25kHz인 스테레오 방송 시스템의 경우 46,25kHz이고 파일럿 톤(PT) 및 부반송파가 38kHz인 시스템의 경우 53입니다. XNUMXkHz.kHz. 왜곡이 없고 채널 분리가 양호하기 위한 전제 조건은 수평(막힘 없는) 주파수 응답과 초음속 주파수 범위에서 표시된 것까지의 선형 위상 응답입니다. 동시에 가장 일반적인 것은 CSS의 상위 주파수에서 주파수 응답이 떨어지는 라디오 수신 경로입니다. 이 롤오프는 IF 및 FM 검출기 경로의 제한된 대역폭 때문입니다. 해당 레벨에서 CSS의 컷오프 주파수를 3dB로 Fcp로 하고 부반송파 주파수를 Fsub로 하면 채널 간 누화 감쇠량은 대략적인 공식 p = 20 log(2 Fcp/Fsub)를 사용하여 계산할 수 있습니다. 30dB의 스테레오 채널 분리를 얻으려면 최대 88kHz의 PM 신호 대역폭과 최대 107kHz의 FET 신호 대역폭이 필요하다는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. 물론 이러한 데이터는 근사치이며 특정 디코딩 방법의 기능을 고려하지 않습니다. 디코더 모델에서 CSS의 주파수 응답을 수정하기 위해 일반적으로 가장 단순한 RC 유형의 특정 수정 회로가 사용됩니다. 한편, CSS의 스펙트럼을 과도하게 확장하면 대역 외 신호 변환으로 인한 노이즈 및 간섭이 급격히 증가합니다. CSS의 대역폭이 어떤 식으로든 제한되지 않으면 원격 스테이션을 수신할 때 신호 대 잡음비의 저하가 모노 모드에 비해 20dB 이상일 수 있습니다. 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. KSS 대역을 좁히는 것은 효과적인 노이즈 감소 기술입니다. KSS에 대한 상충되는 요구 사항은 최대 70 ... 80 kHz의 주파수까지 최대 평탄한 주파수 응답에 의해 가장 잘 충족되며 고차 필터로 구성된 추가 급강하가 있습니다. 이 특성으로 인해 채널 간 노이즈 및 누화 측면에서 특정 LED의 달성 가능한 최대 매개변수에 접근할 수 있습니다. 이러한 조항은 KR174XA51 칩을 기반으로 하는 1개 표준 스테레오 디코더 테스트 중에 완전히 확인되었습니다. 일반적인 스위칭 회로[10]에서 약 6kHz의 차단 주파수를 가진 간단한 10차 저역 통과 필터가 입력에 사용됩니다. 43kHz 이상에서 24dB/oct 롤오프는 허용 가능한 잡음 성능을 제공하지만 채널 간 누화를 20dB(입력 필터가 없는 경우 일반적)에서 PM 신호의 경우 10dB, DET 신호의 경우 15dB로 줄입니다. 또한 필터는 XNUMX ~ XNUMXkHz 영역에서 톤 신호의 상단 부분을 차단하여 사운드를 "음소거"시킵니다. 일반적으로 진보적 인 디자인 솔루션에도 불구하고 이중 샘플링을 통한 일시적인 채널 분리 방법, 파일럿 톤의 추가 억제 등 - 언급 된 SD는 구형 BA1320 칩의 디코더보다 더 나빴습니다. KR174XA51의 또 다른 단점은 스테레오 모드 표시기가 켜져 있을 때 오디오 경로에서 불쾌한 클릭이 발생한다는 것입니다. 마이크로 회로를 다른 사본으로 교체해도 근본적인 변화는 없었습니다. 작업 품질을 향상시키기 위해 제안된 디코더는 KSS의 입력 필터로 보완되어 수동 및 자동 수정 가능성과 함께 필요한 유형의 주파수 응답을 형성합니다. 새로운 LED의 장점은 또한 조용히 작동하는 스테레오 방송 시스템의 별도 표시를 포함합니다. 주요 기술 특성
기능적으로 장치는 KCC 입력 필터, DD1 칩의 스위치 및 DA1 칩의 실제 디코더의 세 블록으로 구성됩니다(그림 1).
KSS 필터는 장치의 추가 업그레이드입니다[2]. 그 매개변수는 컴퓨터 시뮬레이션으로 개선되었습니다. 음조 영역의 주파수 응답 불균일성이 감소하고 배음 영역의 컷오프 경사도가 증가했습니다. 필터는 조정 가능한 링크 R1, R2, C1, C2와 스테레오 방송 시스템에 따라 전환될 수 있는 차단 주파수가 있는 3차 저역 통과 필터 C3, L1, C4로 구성됩니다. 필터의 주파수 응답 - FET의 수신 모드에서(그림 2 참조).
링크 R1,R2, C1,C2 - 고주파 브리지 레귤레이터 KSS. 여기에서 가변 저항 R2를 사용하여 오버톤(및 부분적으로 톤) 구성 요소의 레벨을 높이거나 낮출 수 있으며, 채널 간 누화 감쇠를 변경하여 스테레오 베이스를 비례적으로 확장하거나 좁힐 수 있습니다[2]. 레귤레이터 R2의 중간 위치에서 필터의 주파수 응답은 두 극단 위치에서 차단 주파수까지 수평입니다(그림 2, 곡선 1 참조). 오디오 범위의 불균일성은 2dB를 초과하지 않습니다. 이 조정은 사운드 스펙트럼의 상위 부분(10kHz 이상)만 캡처하므로 자신감 있는 수신으로 더 높은 주파수를 강조하여 음질을 향상시킬 수 있습니다. 동시에 소음 수준도 변경되며 KSS의 배음 부분이 실제로 차단되고 사운드가 모노에 가까워지면 R2 저항 슬라이더의 하단 위치에서 최소가 됩니다. 따라서 조정 가능한 필터 요소를 사용하면 강력한 RF 신호를 위한 확장된 "스테레오"에서 "모노"까지의 입력에 따라 출력 신호의 적응형 품질을 얻을 수 있습니다. 3차 U자형 저역 통과 필터는 요소 C3, L1, C4에 조립됩니다. 이 필터는 CSS의 주요 정보 대역을 벗어나는 신호의 변환으로 인한 잡음과 간섭을 효과적으로 억제하도록 설계되었습니다. 저역 통과 필터는 MicroCap6.0 프로그램의 Design 응용 프로그램에 의해 합성되었습니다. 매개변수는 다음과 같습니다. FET 시스템의 컷오프 주파수 - 75kHz, PM 시스템의 경우 - 60kHz, 투명 대역 뒤의 기울기 - 15...17dB/oct, 특성 임피던스 - 4,7kOhm. 컷오프 주파수는 전자 스위치 DD1에 의해 코일 L1의 권수를 스위칭함으로써 구조적으로 변경된다. 컴퓨터 시뮬레이션 덕분에 필터는 부드러운 주파수 응답(그림 2 참조)과 상당히 선형적인 위상 응답(그림 3)을 갖습니다.
KSS 필터는 원격 입력 회로 R1C1[1] 대신 스테레오 디코더(DA1 칩)에 연결됩니다. 그것에 의해 도입된 감쇠(12dB)는 DA1 칩의 큰 이득 마진(최대 14dB)으로 보상됩니다. PM으로부터 신호를 수신할 때 DA8 칩의 핀 1은 5에 가까운 낮은 논리 레벨로 설정됩니다. 스위치 DD6의 제어 입력 1 및 4은 분배기 R5, R2의 중간점에서 공급되는 높은 논리 레벨을 갖습니다. 이 경우 키 K4는 핀 3와 3에서 닫히고 코일 L1의 핀 4은 커패시터 C60에 연결됩니다. 필터는 8kHz의 컷오프 주파수로 설정됩니다. 동시에 단락 키가 열리고 핀 9과 7를 통해 DA1 칩의 핀 1의 표시 전압이 "PM"모드를 나타내는 HLXNUMX LED에 공급됩니다. FET의 신호를 인식할 때 DA8 칩의 핀 1의 전압 레벨이 실제로 공급 전압과 동일한 하이로 변경됩니다. 이 신호는 제어 입력 12 및 13 키 K1 및 K4 스위치 DD1에 공급됩니다. 개방 키 K4는 분배기 R4R5 중간 지점의 전압을 낮은 수준으로 낮춥니다. 키 K2와 단락이 동시에 비전도 상태로 전환되어 코일의 출력 3이 커패시터 C4에서 분리되고 HL1 LED가 꺼집니다. 동시에 코일 L1의 출력 2를 커패시터 C1에 연결하는 키 K4이 열립니다. 코일의 인덕턴스가 감소하여 저역 통과 필터의 차단 주파수가 75kHz로 조정됩니다. 또한 HL2 LED의 음극은 핀 11과 10에서 열린 K4 키를 통해 공통 와이어에 연결되고 양극에는 DA7 칩의 핀 1에서 오는 전압이 있습니다. 이 경우 HL2 LED는 "PT" 모드를 나타냅니다. 스위치 SA1은 강제로 "모노" 모드를 켤 수 있습니다. 이 경우 DA7 칩의 핀 1에 전압이 없기 때문에 두 LED가 모두 꺼져 있습니다. KR174XA51 마이크로 회로의 허용 공급 전압은 2,7 ... 7V입니다. 스테레오 모드 표시기가 켜질 때 특성 클릭이 공급 전압이 4V를 초과하는 경우에만 발생한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 이 경우 전압은 DA15 마이크로 회로의 핀 1는 레벨 1, 3,9V에서 VD1 제너 다이오드에 의해 제한됩니다. 동시에 표시기 HL2, HLXNUMX는 거의 자동으로 켜지고 마이크로 회로의 매개 변수는 높게 유지됩니다. 스테레오 디코더는 고정 저항 MLT-0,125, 세라믹 커패시터 - KM 유형, 전해 - 수입품을 사용합니다. SA1 - P2K 버튼을 전환합니다. 가변 저항 R2 - 예를 들어 유형 A 특성을 가진 SDR-4b와 같은 작은 크기 DA1 마이크로 회로의 공급 전압 감소로 인해 이미 터 HL1, HL2는 낮은 전류에서 높은 광 출력을 가져야합니다. KIPD05A LED는 이 조건을 만족하지만, 수입품을 포함해 글로우의 최대 밝기를 가진 다른 제품을 선택할 수 있습니다. 코일 L1은 페라이트 등급 20NM의 페라이트 링 K10x5x2000mm에서 만들어집니다. 권선 1 - 2에는 PEV 110-2 와이어의 3-30 - 2권 권선이 0,2권 포함되어 있습니다. 코일의 품질 계수가 높기 때문에 저역 통과 필터 매개 변수는 L1 코일과 직렬로 연결된 DD270 마이크로 회로의 개방 채널(약 1옴)의 저항을 실질적으로 악화시키지 않습니다. KSS 필터 및 DD1 스위치와 같은 장치 노드는 구성이 필요하지 않습니다. 스테레오 디코더 DA1에서 트리머 저항 R8만이 해당 LED HL1 또는 HL2를 켜서 스테레오 "PM" 또는 "PT" 모드의 안정적인 인식을 달성해야 합니다. 그런 다음 저항 R2의 핸들을 돌려 조정 가능한 필터 요소의 작동을 확인합니다. 사운드는 확장된 "스테레오"에서 "모노"로 변경되어야 합니다. 이 조정의 주관적 효과는 [2]에 잘 설명되어 있습니다. KSS(그림 2 참조)의 수평 주파수 응답과 일반 "스테레오" 모드에 해당하는 R2 레귤레이터의 중간 위치에 주목하는 것이 좋습니다. 3차 저역 통과 필터의 효과는 일시적으로 P2K 스위치(고정 버튼)를 켜서 전환하면 쉽게 확인할 수 있습니다. 버튼을 누르면 접점 P2K의 한 그룹이 코일 L1의 단자 3-1을 단락시키고 다른 접점 그룹은 공통 와이어에서 커패시터 C3, C4의 단자를 분리합니다. 버튼을 눌러 필터를 끄면 그다지 약하지 않은 신호를 수신하는 경우에도 노이즈와 간섭이 급격히 증가합니다. 멀리 떨어져 있거나 약한 신호를 스테레오로 수신하는 것은 전혀 불가능합니다. 반대로 저역 통과 필터를 켜면 채널 분리가 높게 유지되는 동안 노이즈, 간섭 휘파람 등의 신호가 제거됩니다. 일반적으로 제안된 SD의 품질은 원본보다 훨씬 높았습니다[1]. 물론 CSS 필터는 다른 디코더에도 적용할 수 있습니다. 저역 통과 필터의 상대적으로 낮은 특성 임피던스로 인해 그 출력은 거의 모든 LED의 입력과 잘 일치합니다. 단일 표준 SD의 경우 스위치 DD1이 필요하지 않으며 회로가 크게 단순화됩니다(그림 4).
코일 L1의 회전 수는 PT가 있는 스테레오 방송 시스템의 경우 110, PM의 경우 140으로 선택됩니다. 그러나 특정 SD의 경우 실험적으로 다듬는 것이 좋습니다. 이 경우 L1 코일은 여러 탭(10-15회 회전 후)으로 만들어지며 튜닝 중에 전환되어 노이즈를 최소화하고 스테레오 채널을 잘 분리합니다. 이 작업은 스테레오 폰으로 소리를 들을 때 가장 잘 수행됩니다. 문학
저자: A.Pakhomov, Zernograd, Rostov 지역
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