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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 파일럿 톤 시스템을 위한 고품질 스테레오 디코더. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
우리나라에서는 파일럿 톤 시스템의 스테레오 방송이 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 이 시스템을 통해 전송을 수신하는 데 사용되는 외부 장비에는 마이크로 회로 설계의 핵심 유형인 스테레오 디코더(SD)가 있습니다. 대량 반복에는 기술적으로 편리하지만 저자에 따르면 매트릭스 유형의 스테레오 디코더보다 열등합니다. 스테레오 리시버의 성능을 향상시키려는 라디오 아마추어는 스펙트럼 분리가 있는 파일럿 톤(PT)이 있는 스테레오 디코더 시스템을 구축하는 것이 좋습니다. 이 시스템은 이 스테레오 방송 시스템에서 거의 사용되지 않는 차분 또는 매트릭스라고도 합니다. 알려진 바와 같이 PMC(Polar Modulated Oscillations)[1]를 이용한 스테레오 방송 시스템이 채택된 우리나라에서는 스테레오 매트릭스 디코더(SD)가 널리 사용되고 있다. 이는 전송 중에 14dB 억제된 부반송파를 SD에서 비교적 쉽게 복원할 수 있다는 사실에 의해 설명됩니다. 이 경우 부반송파와 그 측파대의 비율이 "정상"인 오버톤 신호는 전파 다이오드 검출기에 의해 검출됩니다. 감지된 차이 신호는 채널이 분리된 저항성 매트릭스의 전체 신호와 더해집니다(뺄셈). 해외에서(그리고 최근에 라디오 방송국이 88 ~ 108MHz 범위에서 작동하는 러시아에서는) 부반송파 주파수 값의 절반에 해당하는 소위 파일럿 톤(PT) 시스템이 널리 사용됩니다. 19kHz. 이 시스템의 부반송파는 전송 중에 거의 완전히 억제되어 수퍼톤 신호의 측파대만 남기 때문에 기존의 다이오드 검출기로는 왜곡 없이 검출할 수 없습니다. 이러한 이유로 PT가 있는 시스템의 대부분의 SD는 핵심 SD로 분류됩니다. 개별 요소를 기반으로 하는 이러한 LED의 첫 번째 모델에서는 스위치(일반적으로 다이오드)를 제어하는 펄스를 얻기 위해 FET 주파수를 두 배로 늘렸습니다[2]. 이후 등장한 마이크로칩 기반의 LED는 PLL 방식으로 덮힌 전압 제어 기준 발진기(VCO)의 주파수를 분주해 제어 펄스를 얻는다. FET는 VCO 주파수가 최대 19kHz로 분할된 PLL 시스템에서 비교되며 제어 펄스의 주파수 및 위상 안정화를 제공합니다. 최근에는 마이크로 칩 설계(마이크로 회로 A290, TA7342, TA7343 등)의 유사한 핵심 LED가 국내 시장에도 등장했습니다. 이를 통해 라디오 아마추어는 88 ~ 108MHz 대역에서 스테레오 전송을 수신하기 위한 간단한 LED를 만들 수 있습니다. 이 방송은 5 ~ 6년 전에 시작되어 우리나라에서 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 그러나 회로 구현의 단순성(특히 마이크로 회로 설계에서), 우수한 채널 분리와 같은 주요 LED의 잘 알려진 장점으로 인해 작성자의 깊은 확신에 따르면 이 등급의 LED는 여전히 진정한 고품질 스테레오 수신을 제공할 수 없습니다. 사실은 전체 정보가 실제 음악 신호에서 우세하다는 것입니다. [1]에는 부반송파의 변조 계수가 가능한 최대 30%에서 80%를 거의 초과하지 않으며 첫 번째 근사치에서 LED를 통과하는 신호는 모노포닉으로 간주될 수 있음이 표시됩니다. 실제로 키 LED에서 발생하는 일정한 신호 스위칭은 저주파 성분이 매우 낮은 주파수(38 또는 31,25kHz)에서 샘플링되는 반면 [3]에 따르면 저주파 신호에 대한 샘플링 주파수의 영향을 배제하기 위해 저주파 신호의 최고 주파수(극 변조 발진 시스템의 경우 15kHz)보다 적어도 4~5배 높아야 합니다. 60 ... 75kHz입니다. 저주파 신호의 이러한 "처리"의 결과는 고주파수에서 사운드의 열화이며 정현파 테스트 신호에서 얻은 LED의 공식적인 품질 표시기는 매우 높을 수 있습니다. 비선형 왜곡 계수는 0,2 ~ 0,3% 이하입니다. 매트릭스 LED에서 합계 신호는 샘플링되지 않는 반면, 위에서 언급한 바와 같이 값이 작은 차 신호는 전파 감지를 통해 부반송파의 두 배 주파수로 "샘플링"됩니다. 76 또는 62,5kHz. 이렇게 하면 복원된 차이 신호의 품질이 향상되고 그에 따라 LED 출력의 신호도 향상됩니다. 위의 고려 사항은 매트릭스 [4]와 키 [5] LED의 사운드를 비교할 때 작성자가 실험적으로 확인했습니다. 매트릭스 LED의 매우 원시적 인 회로와 기본 기반에도 불구하고 그 사운드는 저자의 의견으로는 흐릿하고 흐릿한 고주파수로 구별되는 키 LED의 사운드를 훨씬 능가했습니다. 키 LED의 유일한 장점은 아마도 약간 더 높은 채널 분리 품질이었습니다. 알려진 매트릭스 LED의 약한 링크는 다이오드 감지 중에 허용 가능한 수준의 왜곡을 얻으려면 감지기의 입력 전압이 몇 볼트여야 하기 때문에 1차 권선의 회전 수가 많은 고주파수 변압기를 사용하여 수행되는 다이오드 부반송파 감지기입니다[XNUMX]. 고주파 트랜스포머의 기생 커패시턴스가 중요한 것으로 판명되어 더 높은 주파수의 진폭 및 위상 왜곡을 유발하고 채널 분리를 악화시킵니다. 차이 신호 왜곡은 동기식 검출기, 특히 CMOS 스위치를 기반으로 하는 검출기를 사용하여 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 감지기는 다이오드와 달리 FET 시스템에서 발생하는 캐리어가 완전히 억제된 신호를 포함하여 최소 진폭의 신호를 감지할 수 있게 합니다. 그들은 이미 터 (소스) 추종자의 형태로 수행하는 것이 바람직한 다음 단계의 입력 저항에 대한 키의 개방 채널 저항의 비율에 의해 실질적으로 결정되는 매우 작은 왜곡을 도입합니다. 절대적으로 동일한 회로 솔루션을 사용하여 "표준" 키 LED에서와 같이 CMOS 키를 제어하는 펄스를 형성할 수 있습니다. PLL 및 주파수 분배기가 있는 VCO. 위의 고려 사항을 고려하여 FET가 있는 시스템에 대해 제안된 SD가 개발되었으며 그 개략도가 아래에 나와 있습니다. SD의 주요 기술적 특성
이 장치는 네 가지 기능 블록으로 구성됩니다.
일반적으로 60 ... 90 mV의 값을 갖는 입력 신호(수신기 또는 튜너의 FM 복조기 출력에서 직접)는 트랜지스터 VT1, VT1에서 만들어진 증폭기 블록 A2에 공급됩니다(그림 1). 증폭기의 출력에서 KSS는 전체 신호의 사전 왜곡을 수정하는 R11 C6 회로로 이동합니다(t = 50μs). 저항 R5 및 R12와 함께 전체 신호를 부분적으로 억제하는 고역 통과 필터를 형성하는 커패시터 C14를 통한 신호의 배음 부분(부반송파 + FET의 측파대)은 트랜지스터 VT5의 베이스에 공급됩니다. 트랜지스터 VT5 및 VT6은 변압기 T38 및 커패시터 C6의 권선으로 구성된 저품질 발진 회로(Q = 1)에 할당되고 DD8 마이크로 회로의 키에서 전파 키 검출기에 공급되는 차이 신호에 의해 변조된 1kHz 부반송파 측파대를 증폭합니다.
이미 터 팔로워 VT7, VT8 및 VT9, VT10의 출력에서 트리머 저항 R21 및 R26 (채널 분리 조정)을 통해 선택된 양극 및 음극의 차동 신호가 매트릭스 R24R25, R28R29에 공급됩니다. 여기에서 저항 R11을 통해 전체 신호가 공급됩니다. 매트릭스에서 선택된 채널 A와 B의 신호는 이러한 장치에 공통된 구성표(그림 3)에 따라 만들어진 능동 저역 통과 필터(LPF)에 공급된 다음 LED 출력에 공급됩니다.
제어 펄스 셰이퍼 A2(그림 2)는 트랜지스터 VT1, VT2(f = 76kHz)의 VCO와 키 DD1.1 및 연산 증폭기 DA1[6]의 PLL 및 DD2 마이크로 회로의 트리거에 대한 주파수 분배기로 구성되며, 이는 검출기 키를 제어하기 위해 38kHz의 주파수로 "사행" 펄스를 생성하고 PLL 시스템용으로 19kHz의 주파수로 사행을 생성합니다. 적용된 RC 발전기는 실제로 커패시터 C9의 TKE에 의해서만 결정되는 매우 높은 열 안정성을 갖지만 가능한 한 낮아야하는 공급 전압의 불안정성에 매우 민감합니다.
예를 들어 불확실한 수신의 경우 스위치 SA2(그림 5)를 사용하여 LED를 "모노" 모드로 강제 전환하기 위해 베이스에 양(개방) 전압이 가해질 때 차동 채널의 입력을 잠그는 트랜지스터 키 VT4(그림 1)가 제공됩니다. 트랜지스터 VT3의 두 번째 키를 사용하면 A1 장치의 보드에 직접 설치된 SA1 스위치로 전체 채널을 "끄기"할 수 있습니다(장치를 조정할 때 필요할 수 있음). 이 경우 불만족스러운 수신 조건이 주로 차이 신호에 영향을 미치기 때문에 디코더를 설정할 때 "귀로"제어하거나 수신 신호 품질을 주관적으로 제어하는 데 편리한 차이 신호 만 LED 출력으로 전달됩니다.
스테레오 표시 및 스테레오 자동화 장치 A4는 그림에 표시된 구성표에 따라 조립됩니다. 4. 임계값 요소(비교기)가 있는 동기식 FET 검출기인 이 장치의 프로토타입 작동 원리는 [6]에 자세히 설명되어 있습니다. 제안된 장치는 VT1 트랜지스터에 입력 신호 증폭기가 있고 VT2 트랜지스터에 출력 신호 인버터 증폭기가 있다는 점에서 원래 장치와 다릅니다. 실습에서 알 수 있듯이 특수 비교기 K521CA1 대신 입력에 바이폴라 트랜지스터가있는 범용 연산 증폭기 (UCM = 5 ... 10mV)를 사용하여 단위 이득에 대해 보정 할 수 있습니다.
세부. 블록 A6의 커패시터 C8, C1 및 블록 A9의 C2는 허용 오차가 ± 5%인 운모, 폴리스티렌 또는 유리 에나멜이어야 합니다. 블록 A11의 저항 R1은 동일한 공차를 가져야 합니다. 적용된 트랜지스터 KTZ102V 대신 동일한 시리즈의 다른 제품과 h315e> 342의 KT21B, KT200A를 사용할 수 있습니다. KT209 트랜지스터는 모든 문자 인덱스를 사용할 수 있습니다. 고주파 p-n-p 트랜지스터로 교체하는 것은 바람직하지 않습니다. 이러한 트랜지스터 (KT3107, KT361 등)를 계속 사용해야하는 경우 68-100pF 용량의 커패시터를베이스와 컬렉터 사이에 설치해야합니다. 블록 A1의 변압기 T1은 MW 및 LW 라디오 수신기의 헤테로다인 코일에서 400NN 페라이트로 만든 트리머가 있는 표준 0.1 섹션 프레임에 감겨 있습니다. 권선은 PEV 0,09 410개와 PELSHO 0,09 0,1개의 XNUMX개 와이어로 동시에 감깁니다. 회전 수는 XNUMX입니다. PELSHO XNUMX 와이어의 권선은 한 권선의 끝을 다른 권선의 시작 부분에 연결하여 중간에서 탭이 있는 XNUMX차, XNUMX차 권선(PEV XNUMX 와이어)입니다. 장치의 설계는 중요하지 않습니다. 시제품 제작 중에 블록은 LED 작동에 바람직하지 않은 영향을 미치지 않고 최대 20cm 길이의 차폐되지 않은 도체로 서로 연결되었습니다. 수신기에 설치할 때 LED는 오디오 주파수의 출력 장치 회로에서 가능한 멀리 배치하거나 VCO 및 주파수 분배기의 고주파 간섭을 피하기 위해 화면에 배치해야 합니다. 설립. 장치 제조를 위해 서비스 가능한 부품을 사용하는 경우 직류 요소의 모드가 자동으로 설정됩니다. 공급 전압이 공칭 전압과 다른 경우(12 ... 15 V 이내) A1 블록의 저항 R2 값이 선택되어 저항 R1 및 R2의 접합점 전압이 3 ... 3.3 V가 됩니다. A1 블록의 저항 R4을 선택하면 트랜지스터 VT1의 콜렉터 전압이 공급 전압의 절반과 동일하게 설정됩니다. 블록 A1의 변압기 T1은 외부 발전기(38 ... 15mV)에서 LED 입력으로 이 주파수의 전압을 적용하여 20kHz의 주파수로 조정됩니다. 전압은 변압기 T1의 6차 권선에서 제어됩니다. 필요한 품질 계수(Q=15)는 트리밍 저항 RXNUMX에 의해 설정됩니다. 다음으로 LED는 88 ... 108 MHz 범위의 수신기 검출기 출력에 연결되고 (있는 경우 보정 회로에) 수신기는 자신있게 수신 된 스테이션에 맞춰집니다. 합계 채널은 블록 A1의 스위치 SA1에 의해 꺼집니다. 물론 스테레오 자동화 장치는 비활성화해야 합니다. 저항 R14(필요한 경우 R13도 대략적으로)를 조정하여 제어 펄스 셰이퍼 A2의 장치는 SD 출력에서 감지된 차이 신호의 모양을 얻습니다. 이는 "귀로" 쉽게 수행할 수 있습니다. 그런 다음 범위를 변경할 때 차이 신호 수신의 안정성(즉, PLL의 선명도)을 확인하십시오. PLL의 캡처(및 홀드) 대역은 저항 R8의 값을 변경하여 특정 제한 내에서 조정할 수 있습니다. 그런 다음 합계 채널이 켜지고 블록 A21의 트리머 저항 R26 및 R1을 사용하여 최대 채널 분리가 이루어집니다. 이 작업을 수행하는 가장 쉬운 방법은 채널별로 악기를 거의 완전히 분리하는 60-70 년대 록 밴드 녹음을 수신하는 것입니다. 특정 FM 경로에 의해 도입된 주파수-위상 왜곡을 어느 정도 보상할 수 있는 저항 R1를 선택하여 특정 제한 내에서 블록 A1의 변압기 T15의 품질 계수를 변경하여 채널 분리를 더욱 개선할 수 있습니다. 그러나 이 조정은 위에서 설명한 채널 분리 조정과 상호 의존적이라는 점에 유의해야 합니다. "참조" 스테레오 수신기(라디오)를 사용하여 LED 채널(왼쪽-오른쪽)의 출력을 결정할 수 있습니다. 이미 언급했듯이 FET 시스템의 부반송파가 완전히 억제되고 전송 일시 중지에 없기 때문에 수신 신호에 따라 변압기 T1을 38kHz의 주파수로 정확하게 조정하는 것은 어렵다는 점에 유의해야 합니다. 여기에서 다음과 같은 트릭을 사용할 수 있습니다. 수신기가 스테이션에 맞춰진 상태에서(PLL 캡처 모드가 있음) 블록 A5의 트랜지스터 VT5 베이스에서 커패시터 C1를 일시적으로 분리합니다. 그런 다음이 트랜지스터의베이스에 용량이 10 ... 15pF 인 커패시터를 통해 블록 A1의 DD2 마이크로 회로의 출력 2 또는 2에서 주파수 38kHz의 펄스를 적용하고 오실로스코프를 사용하여 T1의 전압을 제어하고 변압기 T1을 최대 신호로 조정합니다. 이 경우 변압기 T1은 38kHz의 주파수로 미세 조정됩니다. 마지막으로 A4 스테레오 표시/스테레오 자동화 장치(설치된 경우)가 조정됩니다. 이 블록의 저항 R8은 스테레오 신호가 있을 때 HL1 LED가 명확하게 켜지도록 비교기의 임계값을 조절합니다. 신호가 없고 조명 범위를 변경할 때(및 "깜박임") LED가 없어야 합니다. LED 입력의 전압이 권장 전압(60 ... 90 mV)과 다른 경우 저항 R1를 선택하여 트랜지스터 VT4의 캐스케이드 게인을 조정해야 할 수 있습니다(이 경우 이 트랜지스터의 DC 모드를 다시 설정해야 함). 설명된 LED가 있는 아마추어 수신기의 음질을 TA7342 및 TA7343 마이크로 회로에서 LED가 있는 수신 스테레오 경로의 음질과 비교했습니다. 청취는 출력이 2x15W 인 튜브 증폭기와 음향 시스템 25AC-033 및 스테레오 폰을 사용하여 수행되었습니다. 제안된 LED의 더 높은 투명도, 자연스러운 소리가 주목되었습니다. 채널 분리는 "참조" LED의 분리와 실질적으로 다르지 않았습니다. 문학
저자: A.Kiselev, 모스크바
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