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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 VHF FM 수신기를 위한 간단한 튜닝 시스템. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
제안된 아날로그 튜닝 시스템은 거의 모든 VHF FM 수신기에 내장될 수 있습니다. 주파수 합성기나 마이크로프로세서가 포함되어 있지 않아 복제가 간단하고 쉽습니다. "UP" 또는 "DOWN" 버튼을 누르면 시스템이 자동으로 다음 방송국을 검색하며, AFC 시스템이 활성화되어 미세 조정을 지원합니다. 최근 VHF 대역의 FM 라디오 방송이 매우 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 우리나라에서는 65.8~73MHz(OIRT 표준)와 88~108MHz(CCIR 표준)의 두 가지 대역으로 방송이 이루어집니다. 이 범위 중 첫 번째 범위는 일반적으로 "VHF"이고 두 번째 범위는 "FM"입니다. 완전히 정확하지는 않지만 두 범위 모두 초단파 영역에 있고 둘 다 주파수 변조(FM 또는 FM - 주파수)를 사용합니다. 조정). 이들 대역에서 방송할 때의 주요 차이점은 스테레오 신호를 전송하는 방법입니다. "우리" 표준은 극성 변조 시스템을 사용하고 "수입" 표준은 파일럿 톤 시스템을 사용합니다. 또한 반송파 주파수의 최대 편차는 각각 ±50kHz와 ±75kHz로 다릅니다. 극 변조 시스템에서 31.25kHz 부반송파는 진폭 차이 신호 AB에 의해 변조되고 합산 신호 A+B에 추가됩니다. 결과는 극성 변조 신호입니다. 송신기를 변조할 때 품질 계수가 14 ± 100인 노치 회로를 사용하여 부반송파가 5dB 억제됩니다. 수신기에서 이러한 신호를 디코딩하려면 부반송파 복구 단계와 두 개의 다이오드 감지기를 갖는 것으로 충분하며, 그 출력은 왼쪽(A) 및 오른쪽(B) 채널의 신호입니다. 따라서 이 시스템은 처음에는 단순한 스테레오 디코더에 중점을 두었습니다. 그러나 고품질 스테레오 디코더를 만들려고 할 때 시스템의 몇 가지 단점이 나타납니다. 우선, 이는 부반송파(정확히 14dB 및 품질 계수가 정확히 100인 회로)의 정확한 복원이 필요합니다. 이러한 매개변수의 편차는 스테레오 분리를 악화시킵니다. 또한, 시스템은 동기 검출을 사용하도록 설계되지 않았으며 기존 진폭 검출기는 비선형 왜곡이 증가했습니다. 진폭 변조된 부반송파에서 동기 검출기에 대한 기준 주파수를 선택하는 것은 어렵습니다. 파일럿 톤 시스템[1]은 초기에 동기 감지 및 합차(행렬) 스테레오 디코더의 사용에 중점을 두었습니다. 이 시스템에서 38kHz 부반송파는 진폭 차이 신호 AB에 의해 변조됩니다. 매트릭스 스테레오 디코더는 수신기의 주파수 감지기에서 나오는 신호의 톤 부분을 전체 A+B 신호로 사용합니다. 동기 검출기의 기준 주파수를 얻기 위해 19kHz 주파수의 특수 파일럿 톤이 전송됩니다. 송신기를 변조할 때 파일럿 톤은 20dB만큼 억제되고 부반송파는 완전히 억제되어 측파대만 남습니다. 따라서 동기 검출을 사용하면 비선형 왜곡이 크게 줄어듭니다. 또한 고정밀 서브캐리어 재구성이 필요하지 않습니다. 시스템은 일반적으로 서브캐리어의 레벨 및 위상 편차에 둔감합니다. 극 변조 시스템은 수많은 오래된 라디오 덕분에 존재합니다. 시간이 지남에 따라 점점 더 파일럿 톤 시스템으로 대체되고 있습니다. 스테레오 수신의 경우 수신기 출력의 신호 대 잡음비는 모노 수신보다 훨씬 나쁜 것으로 알려져 있습니다(20dB 이상). 주요 노이즈는 차신호 AB에 포함되어 있습니다. 따라서 최신 스테레오 디코더는 신호 대 잡음비를 개선하기 위해 수신 상태가 악화될 때 자동으로 대역을 좁히고 매트릭스 입력에서 AB 신호 레벨을 줄입니다. 이 경우 소음 수준을 높이는 대신 스테레오 채널의 분리도가 다소 저하되어 주관적으로 눈에 띄지 않습니다 [2]. 예를 들어, 이 원리는 일부 Pioneer 자동차 라디오 모델의 튜너에 사용됩니다. 수신기 튜닝 시스템으로 돌아가 보겠습니다. 제안된 튜닝 시스템은 주파수 합성기에 기반한 시스템과 달리 모든 대역에서 작동할 수 있다. 특정 수신 주파수와 직접적으로 연결되지 않습니다. 시스템에는 마이크로프로세서와 스위칭 디지털 회로가 포함되어 있지 않기 때문에 디지털 부분의 간섭이 없습니다. 이는 최고의 신호 대 잡음비와 최대 수신기 감도를 보장합니다. 장치의 일부 단점은 수신된 스테이션 번호가 표시되지 않는다는 것입니다. 시스템을 수신기에 통합하기 위한 전제 조건은 전자 튜닝과 AFC 신호가 있어야 한다는 것입니다. 전자 튜닝은 일반적으로 튜닝 주파수에 따라 3~24V의 제어 전압이 공급되는 바리캡을 사용하여 수행됩니다. 최신 고주파수 수신기 장치의 튜닝 전압 범위는 약 1~9V로 더 좁은 경우가 많습니다. 제안된 시스템을 사용하면 모든 튜닝 전압 범위에서 작업할 수 있으며 원하는 범위는 연산 증폭기 U4 공급 전압을 적절하게 선택하여 제공됩니다( 그림 1). AFC 신호는 주파수 검출기 출력 신호의 상수 성분이며 저역 통과 필터를 사용하여 얻을 수 있습니다. 이 신호는 반대 극성을 가질 수 있습니다(즉, 주파수가 하향 조정되면 AFC 신호가 증가함). 단일 연산 증폭기를 사용하여 원하는 극성을 얻을 수 있으며, 여기에 전달 계수가 -1인 증폭기를 조립해야 합니다.
그림에서. 그림 1은 VHF FM 수신기의 전체 다이어그램을 보여줍니다. 기성품 VHF-I-2C 장치가 입력 블록으로 사용되었습니다. 대신 외국산 자동차 라디오의 입력 장치나 집에서 만든 입력 장치를 성공적으로 사용할 수 있습니다. 모든 입력 블록은 헤테로다인 코일과 입력 회로를 교체하여 원하는 범위로 쉽게 변환할 수 있습니다. VHF 장치의 출력에서 10.7MHz의 중간 주파수 신호가 트랜지스터 VT1 - VT3에 조립된 비주기 증폭기에 공급됩니다. 증폭기의 출력에서 신호는 수신기 통과대역을 형성하는 압전세라믹 대역통과 필터 F1로 이동합니다. 필터 출력의 신호는 IF 제한 증폭기, 주파수 검출기 및 오디오 주파수 전치 증폭기를 포함하는 특수 마이크로 회로 U1에 공급됩니다. 내장된 주파수 검출기는 평형 변조기를 기반으로 합니다. 입력에 대해 위상 편이된 작동에 필요한 신호는 발진 회로 L1C9를 사용하여 얻습니다. 이 회로의 품질 요소는 변환의 가파른 정도를 결정합니다. 필요한 품질 계수는 저항 R13에 의해 설정됩니다. 오디오 주파수 전치 증폭기(핀 8)의 출력에서 신호는 트랜지스터 VT5의 증폭기 단계로 이동한 다음 스테레오 디코더로 이동합니다. R19C14 체인은 고주파수에서 경로의 고르지 않은 주파수 응답을 보상합니다. 스테레오 디코더에는 전치 왜곡 보정 회로가 포함되어야 합니다. 처럼
주파수가 높은 라디오 방송국을 검색할 때 튜닝 시스템의 작동을 고려해 보겠습니다(그림 2a). 수신기가 방송국에 맞춰지지 않은 경우 AFC 전압은 특정 평균값(이 경우 약 3V)을 갖습니다. +E 지점에서 트리밍 저항 R51을 사용하여 거의 동일한 전압을 설정해야 합니다. 검색 과정을 시작하려면 "UP" 버튼을 눌러야 합니다. 이 경우 트리거 U5B가 설정되고 U5A가 재설정됩니다. 아날로그 멀티플렉서 U6은 주소=1을 수신합니다. 멀티플렉서는 저항 R31을 통해 +E보다 약간 낮은 전압을 적분기 U4의 입력에 연결합니다. 튜닝 전압인 적분기의 출력 전압이 증가하기 시작합니다. 이와 함께 수신기 튜닝 주파수가 증가합니다(그림 2a에서 화살표 R로 표시된 영역). 튜닝 주파수가 작동 중인 라디오 방송국 중 하나의 반송파 주파수 아래에서 접근하기 시작하면 AFC 전압이 감소합니다. 트리머 R28에 의해 설정된 임계값에 도달하면 비교기 U3은 플립플롭 U5A와 U5B를 모두 전환하고 재설정합니다. 이 경우 멀티플렉서는 주소 = 0을 수신하고 멀티플렉서는 AFC 전압을 적분기 입력에 연결하여 주파수를 미세 조정합니다. 적분기 출력의 전압(및 수신기 튜닝 주파수)은 AFC 전압이 +E 전압과 같아질 때까지 변경됩니다. 그리고 이는 미세 조정(그림 2a에서 AFC 화살표로 표시된 영역)에 해당합니다. 이때 비교기 출력은 히스테리시스 체인 VD3-VD5, R25-R27에 의해 보장되는 하이 로직 레벨 상태에 있습니다. 이 체인은 비교기가 트리거될 때 임계값이 +E 전압보다 약간 높아지는 방식으로 구성됩니다. 그림에서. 도 2에서, 비교기 문턱전압은 Utrh로 지정된다. 주파수가 낮은 라디오 방송국을 검색하려면 "DOWN" 버튼을 눌러야 합니다. 이 경우 트리거 U5B가 재설정되고 U5A가 설정됩니다. 아날로그 멀티플렉서 U6은 주소=2를 수신합니다. 멀티플렉서는 저항 R34를 통해 +E보다 약간 큰 전압을 적분기 U4의 입력에 연결합니다. 적분기의 출력 전압이 감소하기 시작합니다. 이와 함께 튜닝 주파수가 감소합니다 (그림 2b의 화살표 R로 표시된 영역). 튜닝 주파수가 라디오 방송국 중 하나의 반송파 주파수에 접근하기 시작하면 AFC 전압이 먼저 증가합니다. 비교기 U3이 이전에 켜져 있었다면 꺼집니다. AFC 전압은 최대에 도달한 후 감소하기 시작하고 미세 조정 순간 +E와 동일해지며 이후 더 감소합니다. 설정된 임계값에 도달하면 비교기 U3는 두 플립플롭을 모두 전환하고 재설정합니다. 이 경우 멀티플렉서는 AFC 전압을 적분기 입력에 연결하고 적분기 입력은 튜닝 전압을 다시 반환하여 정확한 주파수 조정을 제공합니다(그림 2b에서 AFC 화살표로 표시된 섹션). 비교기에 히스테리시스 체인이 없으면 미세 조정 중에 자체적으로 재설정되고 검색을 시도하면 동일한 스테이션을 다시 획득하게 됩니다. 멀티플렉서 U6의 두 번째 채널은 LED를 제어하는 데 사용됩니다. 상향 검색 중에는 "UP" LED가 켜지고, 하향 검색 중에는 "DOWN" LED가 켜집니다. 스테이션이 발견되고 AFC가 작동 중이면 "LOCK" LED가 켜집니다. 검색 중에는 수신기 출력 신호가 꺼집니다(무음 설정이 구현됨). 이를 위해 U1 마이크로 회로의 출력 전압은 트랜지스터 VT4에 의해 분류됩니다. 이 트랜지스터는 "LOCK" LED가 켜질 때 VT9를 잠그는 VT4의 캐스케이드에 의해 제어됩니다. R48C21VD9 체인은 AFC 시스템이 주파수를 고정하는 데 필요한 시간 동안 신호를 켜는 데 지연을 제공합니다. 튜닝 시스템은 다음 순서로 조정됩니다. 먼저 원하는 전압 값 +E를 설정해야 합니다. 이를 위해 VHF 장치의 전압 입력을 접지하고 AFC 전압을 측정합니다. +E에 대한 트리밍 저항을 사용하여 동일한 값이 설정됩니다. 수신기 IF 경로가 다르게 구현되면 +E 조정 한계가 아래에서 충분하지 않을 수 있습니다. 이 경우에는 별도의 칸막이를 설치하거나 U2 대신에 적합한 다른 종류의 안정 장치를 사용해야 합니다. 그런 다음 트리밍 저항 R28을 사용하여 시스템이 자신있게 스테이션을 캡처할 수 있도록 비교기의 임계값을 설정해야 합니다. 이 임계값이 +E에 너무 가까우면 튜닝 시스템이 간섭으로 인해 정지됩니다. 임계값이 +E에서 너무 멀면 시스템이 스테이션을 건너뜁니다. 수신기가 방송국에 맞춰져 있고 AFC가 작동 중이면 최상의 수신 상태에 따라 +E 전압 조정을 조정해야 합니다(이 조정은 주파수 감지기를 선형 섹션의 중앙으로 가져옵니다). 튜닝 시스템은 +9V와 +30V의 두 가지 전압으로 구동됩니다. 첫 번째 전압은 +5..+12V 범위에 있을 수 있고, 두 번째 전압은 적용된 입력 장치의 튜닝 전압 범위에 따라 달라지며 크게 달라질 수 있습니다. . LM311 대신 KR554CA3 또는 LM393(LM2903)의 절반을 사용할 수 있습니다. TL061은 KR544UD1, KR140UD8로 대체 가능합니다. 4013의 국내 아날로그는 K561TM2 또는 K176TM2, 4052 - K561KP1입니다. DTC144E 트랜지스터 대신 기본 회로에 저항이 10..47K인 동일한 저항의 분배기를 추가하여 저전력 npn 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. IF 경로는 다른 회로에 따라 만들거나 준비할 수 있습니다. 만들어진. 가장 중요한 것은 AFC에 전압을 제공한다는 것입니다. 스테레오 디코더는 어떤 방식으로든 만들 수 있습니다. 극성 변조 시스템을 위한 우수한 스테레오 디코더는 [2]에 설명되어 있습니다.
그림 3. 파일럿 톤이 있는 스테레오 디코더 시스템의 개략도. 극성 변조 시스템을 위한 특수 스테레오 디코더 칩도 생산됩니다. Angstrem JSC에서 제조한 듀얼 시스템 스테레오 디코더 칩 K174XA51도 있습니다. 파일럿 톤이 있는 시스템의 경우 전문적으로 수입된 마이크로 회로가 많이 있습니다. 그림의 예로서 그림 3은 Matsushita의 AN7421 칩을 기반으로 한 간단한 스테레오 디코더의 다이어그램을 보여줍니다. 문학
저자: Ridiko Leonid Ivanovich, 이메일: wubblick@yahoo.com
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