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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Le filtre KSS est un suppresseur de bruit. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Améliorer la qualité de réception des programmes VHF FM à des niveaux de signal faibles n'est pas une tâche facile. Très souvent, des appareils non moins complexes que les récepteurs eux-mêmes sont utilisés pour le résoudre. L'article propose un moyen simple de réduire le niveau de bruit lors de la réception des signaux d'une station de radio distante. On sait que dans les systèmes adoptés de diffusion stéréo VHF, à la fois nationaux - avec modulation polaire (PM) et étrangers - avec une tonalité pilote (PT), la bande de fréquences du signal stéréo complexe (CSS) est beaucoup plus large que la 3 bande passante d'une heure. En conséquence, le bruit "harmonique" accompagnant le CSS est décodé avec le signal stéréo et apparaît dans la région audible du spectre audio, aggravant ainsi le rapport signal sur bruit de 10...18 dB par rapport au mono mode. Afin de maintenir une qualité sonore acceptable, il est nécessaire de forcer le décodeur stéréo à passer en mode "Mono" dès la réception des signaux, auquel cas le rapport signal/bruit initial de la réception mono tombe à 40.. .48 dB. Le commutateur automatique disponible "Mono - Stéréo" ne résout pas ce problème, car il ne réagit qu'à la présence de sous-porteuses du CSS, et non au rapport signal sur bruit réel. Pour réduire le bruit des transmissions stéréo, les radioamateurs ont proposé plusieurs dispositifs [1, 2] qui fonctionnent sur le principe de mise en parallèle des voies de sortie gauche et droite du décodeur tout en réduisant le signal reçu à un certain niveau. Cela utilise le fait que les composantes de bruit dans les canaux sont déphasées et, lorsqu'elles sont converties en mode monophonique, elles sont mutuellement compensées. Malheureusement, la qualité de fonctionnement de tels suppresseurs de bruit dans toute la gamme dynamique est faible ; ils peuvent plutôt être considérés comme des dispositifs à seuil qui réduisent la visibilité du bruit dans les pauses, ce qui est noté dans [1]. Je propose une manière fondamentalement différente de résoudre le problème, dont la solution de circuit ne nécessite pas de consommation d'énergie (elle peut être utilisée dans des équipements portables) et n'introduit pas de distorsions non linéaires supplémentaires. Il est basé sur la dépendance du niveau de bruit et du degré de séparation des canaux stéréo sur la non-linéarité de la réponse en fréquence du CSS dans la bande de fréquence supratonale - de 20 à 50...70 kHz. Ainsi, une coupure dans cette région de 6 dB par octave, obtenue à l'aide du filtre passe-bas à liaison unique le plus simple dans un décodeur basé sur le microcircuit K174XA51, réduit fortement le niveau de bruit, mais en même temps aggrave la séparation réelle des canaux de 34 ... 43 dB à 24 dB pour PM et 20 dB pour PT [3]. L'inverse est également vrai - l'augmentation de la réponse en fréquence dans la zone spécifiée contribue à une meilleure séparation des canaux stéréo avec une certaine détérioration du rapport signal sur bruit. De plus, la correction de fréquence du KSS est également nécessaire pour compenser les pertes dans le détecteur FM. Dans les récepteurs de la catégorie de complexité la plus élevée, il est même recommandé d'inclure des fréquences ultrasonores préliminaires après celle-ci, qui fournissent une augmentation de la réponse en fréquence aux fréquences supérieures du CSS [4]. Ainsi, en ajustant la réponse en fréquence du CSS devant le décodeur stéréo, vous pouvez obtenir différentes qualités finales des signaux 3H à ses sorties : de très bonne, avec une atténuation maximale de la diaphonie entre les canaux - pour les stations puissantes, à satisfaisante, proche de "Mono" - pour les distants. Ce principe sous-tend le dispositif proposé (Fig. 1), composé d'une liaison réglable R1R2R3C1 et d'un filtre passe-bas non régulé R4C2R5C3. Le fonctionnement de la liaison réglable dépend de la position du curseur de la résistance variable R3. Dans sa position supérieure selon le schéma (max), une élévation se forme dans les zones supratonales et, partiellement, dans les zones tonales en raison de l'action du R2C1 HPF (Fig. 2). Lorsque le curseur descend, la fréquence d'inflexion augmente, l'augmentation dans la zone spécifiée diminue et, de plus, le filtre passe-bas R1C1 commence à fonctionner. Dans la position la plus basse du curseur de la résistance R3 (min), le filtre passe-haut est exclu et le filtre passe-bas actuel fournit la baisse nécessaire de la réponse en fréquence.
Le deuxième filtre passe-bas est conçu pour supprimer le bruit et les signaux hors bande en dehors du spectre de fréquences du KSS. Il permet de réduire les interférences parasites et le bruit en sortie du décodeur, et sans dégrader la qualité réelle de la séparation des canaux stéréo, puisque la région tonale du CSS n'est pas affectée. Comme on peut le voir sur les graphiques de la Fig. 2, en position haute, une montée d'environ 5 dB est obtenue dans une bande de fréquence assez large de 5 ... 70 kHz. En position médiane du régulateur, la réponse en fréquence est presque linéaire jusqu'à 60 kHz, avec une baisse supplémentaire au-delà des limites du CSS. Et enfin, en position basse, un roll-off apparaît aux fréquences supérieures à 19 kHz, atténuant la partie supratonale du signal stéréo. Les caractéristiques obtenues sont acceptables pour les décodeurs stéréo PT et PM. Dans les deux cas, la plage nécessaire de régulation des paramètres des signaux de sortie 3H en termes de bruit et d'atténuation diaphonique entre les canaux est assurée. En raison de sa simplicité, le filtre peut être facilement appliqué dans n'importe quel appareil prêt à l'emploi - un récepteur stéréo ou radio, à l'exception peut-être des plus petits. Bien sûr, son utilisation dans de nouveaux développements, par exemple des décodeurs stéréo à deux normes, n'est pas exclue. Dans la version de l'auteur, les pièces suivantes ont été utilisées: une résistance variable de TELPOD (analogue à SPZ-4M), des constantes - MLT 0,125, des condensateurs - de type KM-4. La résistance variable R3 (voir Fig. 1) de cet appareil remplit les fonctions d'un interrupteur lisse "Mono - Stéréo". Par conséquent, lors du raffinement d'un récepteur stéréo, le commutateur pas à pas "Mono - Stéréo" existant devient inutile. Il peut être retiré, le circuit commuté par celui-ci est fixé dans la position correspondant au mode "Stéréo". À la place de l'interrupteur à distance, une résistance variable R3 avec une poignée de conception appropriée doit être installée. Une autre option est également possible - laisser le commutateur "Mono - Stéréo" existant et placer le contrôle lisse R3 à côté.
L'encastrement du filtre revient à démonter le circuit d'entrée existant du décodeur stéréo (à l'exception des condensateurs de transition) et à installer à sa place les éléments du filtre proposé. Monté, arbitraire, la seule exigence pour cela est de connecter la partie montée du circuit avec une résistance variable R3 avec un fil blindé pour éviter les interférences. L'atténuation introduite par le filtre à une fréquence de 1000 Hz est la somme des pertes dans la liaison régulée (5 dB) et la réduction du signal par le diviseur formé par la résistance totale des résistances R4, R5 et l'impédance d'entrée du puce de décodeur stéréo. Ce dernier peut être différent, ce qui affecte le coefficient de transfert global. Étant donné que le filtre ne contient pas d'éléments d'accord spéciaux (leur introduction augmenterait l'atténuation à un niveau inacceptable), la méthode suivante d'adaptation à un type spécifique de microcircuit est recommandée. Avant modification, une tension sinusoïdale de 50 mV (valeur efficace) avec une fréquence de 1000 Hz est appliquée à l'entrée du circuit standard immédiatement après le détecteur FM et le signal de sortie de n'importe quel canal du décodeur stéréo est mesuré après le bas correctif -filtre passe. Le filtre est ensuite intégré comme décrit ci-dessus et, avec le même signal de test appliqué à son entrée, la tension de sortie est à nouveau contrôlée au même point. S'il a changé de manière significative, les valeurs des résistances R4, R5 sont sélectionnées, rapprochant le niveau du signal de sortie de la valeur d'origine, puis les capacités des condensateurs C2 et C3 sont modifiées proportionnellement en fonction de la condition. de la constante de temps τ = R4C2 = R5C3. Une opération similaire peut être effectuée avec le filtre passe-bas de sortie pour la correction de pré-distorsion de fréquence, tout en maintenant leur constante de temps de 50 ... 70 μs. La technique garantit que le volume de réception ne change pas après le réglage du filtre. Le filtre a été appliqué par l'auteur dans la radio "SHARP GF-6363" avec un décodeur stéréo sur la puce BA1320. Subjectivement, la qualité de son travail peut être appréciée comme suit. Lors de la réception de stations puissantes et du réglage de la commande R3 sur la position supérieure selon le schéma, l'effet stéréo est considérablement amélioré et les fréquences supérieures du spectre sonore sont accentuées, car le filtre passe-haut R2C1 fonctionne déjà à partir d'une fréquence de 4 kHz , c'est-à-dire qu'il fonctionne également comme un contrôle de tonalité. Dans le même temps, l'image sonore semble devenir plus claire (par rapport à la position médiane du régulateur), les instruments sont localisés plus clairement et un excellent panorama stéréo est créé. L'augmentation du bruit dépend de la qualité initiale du programme reçu, et pour les stations les plus puissantes (au point de réception - "Radio russe"), elle est à peine perceptible, même pendant les pauses. En position médiane de la commande, le son correspond au mode "Stéréo" habituel avec un niveau de bruit légèrement réduit. Lorsque le curseur du régulateur s'approche de la position inférieure selon le schéma, l'effet stéréo s'aggrave, les fréquences supérieures sont assourdies, mais en même temps le niveau de bruit diminue, ce qui permet de recevoir des stations éloignées dans ce mode. En position extrême, le son est quasiment monophonique, et pour les signaux faibles, le décodeur stéréo passe automatiquement en mode "Mono", comme l'indique l'extinction de l'indicateur stéréo. De ce qui précède, il ressort clairement que le filtre KSS proposé est un élément de réglage très pratique et flexible qui permet d'obtenir une qualité de signal adaptative dans presque toutes les conditions de réception. Le filtre fonctionne en douceur et sur toute la plage dynamique, ce qui le distingue favorablement des commutateurs mono-stéréo et des suppresseurs de bruit de seuil. Son automatisation supplémentaire, ainsi que le partage avec les appareils mentionnés, ne sont pas exclus. littérature
Auteur : D.Pakhomov
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