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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ring-Stereo-Decoder in VHF-FM-Empfängern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang In einfachen UKW-FM-Empfängern mit Direktumwandlung und Phasenregelkreis, die in [1] beschrieben werden, gibt es keine Stereo-Empfangsanzeigen und Mono-Stereo-Modusschalter, was zu gewissen Unannehmlichkeiten während ihres Betriebs führt. Wir stellen unseren Lesern einen einfachen Stereo-Decoder vor, der das Radio automatisch in den „Stereo“-Modus schaltet, wenn an seinem Eingang ein Stereosignal anliegt. Das schematische Diagramm des Stereo-Decoders ist in Abb. dargestellt. 1. Vom Funktionsprinzip her ähnelt es dem einst von S. Novikov [2] vorgeschlagenen Gerät, verfügt jedoch im Gegensatz dazu nicht über einen separaten Pfad zum Trennen und Wiederherstellen des Unterträgerfrequenzsignals (SFC). Es wurden keine Maßnahmen ergriffen, um die Frequenz- und Phaseneigenschaften der tonalen und supratonalen Teile eines komplexen Stereosignals (CSS) im Bereich niedrigerer Audiofrequenzen zu harmonisieren [3]. Aus diesem Grund werden tieffrequente Anteile des Tonsignals (bis ca. 300 Hz) monophon wiedergegeben, was durchaus akzeptabel ist, da, wie bereits mehrfach festgestellt, der Stereoeffekt bei diesen Frequenzen nicht auftritt.
Das am Eingang des Decoders empfangene CSS wird durch eine Kaskade am Transistor VT1 verstärkt. Um Verzerrungen zu vermeiden, muss der Widerstand seiner Last (Widerstand R1 und Schaltung L1C2) viel geringer sein als der des Ausgangs. Diese Anforderung wird dadurch erfüllt, dass im linearen Modus der Kollektorstrom des Transistors VT1 durch den Basisstrom bestimmt wird. Die VLF-Spannung wird durch den darauf abgestimmten Schaltkreis L1C2 isoliert und gelangt dann zu einem „Ring“-Diodenmischer, der auf den Dioden VD1-VD4 aufgebaut ist. Unter dem Einfluss eines Signals öffnet beispielsweise das linke (VD1, VD2) Diodenpaar und das rechte (VD3, VD4) Diodenpaar schließt und umgekehrt und somit wird das am Widerstand R1 freigesetzte CSS erkannt. Beim Empfang monophoner Signale liegt am Schaltkreis L1C2 keine Steuerspannung des VLF an und das Signal vom Widerstand R1 wird über die entsprechenden Diodenpaare VD1-VD4 dem Ausgang des Stereodecoders zugeführt. Um in diesem Modus nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden, muss die Eingangsimpedanz des Stereoverstärkers des NF-Empfängers mehr als 10 kOhm betragen. Somit schaltet der Stereo-Decoder automatisch vom „Mono“-Modus in den „Stereo“-Modus um, wenn im L1C2-Kreis ein Tiefpassfilter vorhanden ist. In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm eines Geräts, das für den Empfang von Sendungen auf Stereotelefonen ausgelegt ist. Die Eingangsstufe besteht aus einem der Transistoren der DA1-Mikrobaugruppe und ist ein Direktumwandlungsgerät mit direkter Synchronisation mit dem empfangenen Signal.
Der Empfang erfolgt über eine 1...15 cm lange Peitschenantenne, die an die Buchse Der Diodenbegrenzer (VD25, VD1) erweitert den Dynamikbereich der Eingangssignale und reduziert die Überlastung des Empfängers. Von dort wird das empfangene Signal an die L2C1-Breitbandschaltung gesendet, die auf die durchschnittliche Frequenz (2 MHz) des Empfangsbereichs abgestimmt ist. Der lokale Oszillator ist im Bereich von 32,9 bis 36,5 MHz mit einem Varicap abstimmbar, der parallel geschaltete Kollektoranschlüsse der Transistoren VT1, VT2 verwendet. Die Weigerung, die KVS111-Varicap-Baugruppe zu verwenden, ist auf die Unmöglichkeit zurückzuführen, bei niedrigen Steuerspannungen (0,3 V) einen ausreichend guten Qualitätsfaktor zu erzielen. Der Kondensator C7 sorgt für die Selbsterregung des lokalen Oszillators bei der zweiten Harmonischen, C5 blockiert ihn bei Hochfrequenz und C6 erzeugt eine Phasenverschiebung, die für die Erkennung von FM-Signalen optimal ist. Die Ladefunktion des Synchrondetektors bei Audiofrequenzen übernimmt der Widerstand R2. Der Ring-Stereo-Decoder (VD3-VD6) erhält das Signal über einen feinkompensierten Lautstärkeregler R16C10L4R8. Die VLF-Spannung wird von der Schaltung L5C17 erzeugt. Der NF-Verstärker besteht aus VT3-VT6-Transistoren. Es verfügt über eine relativ hohe Eingangsimpedanz und stellt bei Kopfhörern mit einem Widerstand von 2x2...2 Ohm eine nominale Ausgangsleistung von 8x100 mW bereit. Der Ruhestrom der Transistoren der Endstufe des NF-Verstärkers beträgt 7...10 mA. Der Empfänger wird mit einer Spannung von 1,5 V versorgt (ein Element 316, A332 usw.). Die Spulen L1, L2 und L3 enthalten jeweils 12, 7 und 10 Windungen PEV-2 0,51-Draht. Sie sind auf 600NN-Ferritstäbe mit einer Länge von 12 und einem Durchmesser von 2,8 mm gewickelt (der Stab sollte nach dem Wickeln von der L2-Spule entfernt werden). Spule L4 ist auf einem Ring der Standardgröße K10x6x2 aus 2000NN-Ferrit platziert und enthält 1000 Windungen PEV-2 0,06-Draht, Spule L5 (260...280 Windungen PEV-2 0,12-Draht) ist auf einem beweglichen Rahmen montiert Stabstück mit einem Durchmesser von 8 und 15...20 mm Länge aus Ferrit 400NN. Die Einrichtung des Empfängers beginnt mit der Abstimmung auf den gewünschten Frequenzbereich. Am einfachsten gelingt dies mit einem industriellen UKW-Empfänger, der als Indikator für die Abstrahlung der zweiten Harmonischen des Lokaloszillators dient. Der lokale Oszillator wird durch Bewegen des L3-Spulentrimmers abgestimmt, der dann mit einem Tropfen geschmolzenem Paraffin fixiert wird. Da die Lokaloszillatorstrahlung sehr gering ist, müssen die Antennen beider Empfänger möglichst nahe beieinander platziert werden. Als nächstes erreichen sie durch Bewegen des Trimmers der L1-Spule und Ändern des Abstands zwischen den Windungen der L2-Spule das maximale Halteband der Signale der empfangenen Sender und stimmen dann den L5C8-Schaltkreis ab. Aufgrund der Nebenschluss- und Begrenzungswirkung Bei den VD3-VD6-Dioden ist ihre Resonanzcharakteristik ziemlich flach, daher sind sie beim Abstimmen (durch Ändern der Induktivitätsspulen L5) auf die maximale Ausprägung des Stereoeffekts ausgerichtet. Durch kurzzeitiges Kurzschließen des Widerstands R9 kann die Einstellgenauigkeit erhöht werden. Anschließend können Sie die Übergangsdämpfung zwischen den Kanälen leicht erhöhen, indem Sie den Jumper entfernen und seinen Widerstand auswählen (im Bereich von 100 bis 300 Ohm). Damit ist die Einrichtung abgeschlossen. Die Empfindlichkeit des Empfängers beträgt etwa 50 µV und ist beim Empfang von Mono- und Stereosignalen gleich, da sie durch die Synchronisation und nicht durch atmosphärisches und intrinsisches Rauschen begrenzt ist. Der Rauschpegel beim Stereoempfang erhöht sich bekanntlich [4] um etwa 20 dB, und damit die durch Rauschen begrenzte Empfindlichkeit mit der durch Synchronisation begrenzten übereinstimmt, ist es notwendig, einen HF-Verstärker in das Radio einzubauen Empfangspfad. In Abb. Abbildung 3 zeigt ein Diagramm eines einfachen Stereotuners zum Anschluss eines NF-Verstärkers mit einer Nenneingangsspannung von etwa 30 mV. Der „Ring“-Stereodecoder des Tuners verwendet Siliziumdioden VD1-VD4, daher war es notwendig, Widerstände R14, R15 einzuführen, über die den Dioden die Öffnungsspannung zugeführt wird.
Die Wicklungsdaten der Spulen L1-L3 sind die gleichen wie beim oben besprochenen Empfänger. Die L3-Spule kann auch auf einen einheitlichen vierteiligen Rahmen mit einem Trimmer mit einem Durchmesser von 2,8 mm aus 600NN-Ferrit gewickelt werden. Seine Wicklung sollte in diesem Fall etwa 400 Windungen PEV-2 0,12-Draht enthalten. Die Obergrenze des Empfangsfrequenzbereichs (73 MHz) wird durch den Trimmer der Spule L2 eingestellt, die Untergrenze (65,8 MHz) durch den Widerstand R6. Der Widerstand R8 regelt die Übergangsdämpfung zwischen den Tunerkanälen. Autor: A. Sacharow, Krasnodar Auf Wunsch der Redaktion der Zeitschrift Radio wurde der im Artikel beschriebene Empfänger von V. T. Polyakov, dem Autor einer Reihe von Artikeln und Büchern über FM-Empfänger mit phasenstarrer Frequenzsteuerung, getestet. Die Tests wurden in Moskau in einer Wohnung im neunten Stock eines Stahlbetongebäudes durchgeführt, aus dessen Fenstern man den etwa 20 km entfernten Fernsehturm des Fernsehzentrums Ostankino sehen kann. Dies sagte V. T. Polyakov über die Funktionsweise des Empfängers von A. Zakharov. „Tests haben gezeigt, dass die Empfindlichkeit des Empfängers von A. Zakharov mit bekannten Empfängern mit einer PLL mit einem symmetrischen Mischer, einem Gleichstromverstärker mit Operationsverstärker und einem einstufigen HF-Verstärker vergleichbar ist. Der ungefähre Wert der Empfindlichkeit von Der Empfänger von A. Zakharov hat eine Spannung von 100...150 µV. Aufgrund der geringen Schwingungsamplitude im Überlagerungskreis des Empfängers und der niedrigen Versorgungsspannung wurde eine hohe Empfindlichkeit erreicht. Bei optimaler Länge (25...30 cm) und Standort der Antenne wurde ein stabiler Empfang von UKW-Rundfunksendern mit sehr hoher Qualität gewährleistet. Der vom Autor vorgeschlagene „Ring“-Stereo-Decoder ermöglicht eine gute Trennung der Stereokanäle und verursacht nur sehr geringe Verzerrungen. Wie zu erwarten war, Die tatsächliche Selektivität und Störfestigkeit eines so einfachen Empfängers erwies sich als gering. Schon eine geringfügige, entgegen der optimalen Verlängerung der Antennenlänge führte zu Störungen durch frequenzmäßig benachbarte Stationen, was durch die direkte zeitliche Abstimmung ihrer Signale erklärt wird. Auch die direkte Erkennung von Signalen frequenzmäßig benachbarter Fernsehsender, die bei der Bildfrequenz als starker Hintergrund zu hören waren, störte den Empfang. Durch Verringern der Länge der Antenne im Vergleich zur optimalen Länge oder Drehen der Antenne, was zu einer Verringerung des Pegels des am Eingang des Empfängers ankommenden Signals führte, wurden Störungen erheblich eliminiert, aber das Erfassungs- und Halteband des Nutzsenders wurde schmaler. und der Empfang wurde instabil. Es scheint, dass der Empfänger in seiner jetzigen Form in Städten, in denen es einen, maximal zwei UKW-Sender gibt, einen guten Empfang bieten kann. VHF-PLL-Empfänger, die mit einem symmetrischen Mischer, einem separaten Lokaloszillator und einem Gleichstromverstärker in der Synchronisationsschleife aufgebaut sind, verfügen über einen deutlich größeren Dynamikbereich und eine bessere Selektivität. Beispielsweise lieferte der unter denselben Bedingungen getestete UKW-Tuner des Start 7104-Sets einen stabilen Empfang, ohne dass Störungen durch andere UKW-Radio- und Fernsehsender auftraten. Es scheint, dass die Parameter des Empfängers von L. Zakharov durch die Einführung eines HF-Verstärkers mit geringer Verstärkung und zwei drei Schaltkreisen, die gleichzeitig mit dem Überlagerungsverstärker abstimmbar sind, erheblich verbessert werden könnten. Bei einem Schaltungsgütefaktor von ca. 150, der problemlos im UKW-Bereich umgesetzt werden kann, würde die Bandbreite eines solchen Vorselektors 300...500 kHz betragen, was die Signale benachbarter Stationen deutlich dämpfen und die tatsächliche Selektivität des Empfängers verbessern würde. Die Komplexität des Schemas ist nicht so groß. Eine andere Möglichkeit, die Parameter des Empfängers zu verbessern (die erste nicht ausgenommen), besteht darin, einen symmetrischen synchronisierten Oszillator auf zwei Transistoren zu verwenden, bei dem das Signal den Transistoren in Phase zugeführt wird und ein symmetrischer Gegentakt-Lokaloszillator mit der Hälfte arbeitet Signalfrequenz. Ein solches Gerät soll die direkte Erkennung von Störsignalen reduzieren. Natürlich handelt es sich dabei nur um Annahmen und es bedarf eines Experiments, um sie zu überprüfen. Literatur
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