Un système de configuration simple pour un récepteur FM VHF. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le système de réglage analogique proposé peut être intégré à presque tous les récepteurs FM VHF. Il ne contient pas de synthétiseur de fréquence ni de microprocesseur, ce qui le rend simple et facile à reproduire. Le système recherche automatiquement la station suivante lorsque vous appuyez sur le bouton « UP » ou « DOWN », puis le système AFC est activé, prenant en charge le réglage fin.

Récemment, la radiodiffusion FM dans la bande VHF s'est développée à un rythme très rapide. Dans notre pays, la diffusion s'effectue dans deux bandes : 65.8 - 73 MHz (norme OIRT) et 88 - 108 MHz (norme CCIR). La première de ces gammes est généralement appelée "VHF" et la seconde - "FM", bien que ce ne soit pas tout à fait correct : les deux gammes se situent dans la région des ondes ultracourtes et toutes deux utilisent la modulation de fréquence (FM, ou FM - Fréquence Modulation). La principale différence entre la diffusion sur ces bandes réside dans la méthode de transmission du signal stéréo. « Notre » norme utilise un système à modulation polaire, et la norme « importée » utilise un système à tonalité pilote. De plus, l'écart maximal de la fréquence porteuse est différent : respectivement ±50 kHz et ±75 kHz.

Dans un système de modulation polaire, la sous-porteuse de 31.25 kHz est modulée par le signal de différence d'amplitude AB et ajoutée au signal somme A+B. Le résultat est un signal modulé polaire. Lors de la modulation de l'émetteur, la sous-porteuse est supprimée de 14 dB à l'aide d'un circuit coupe-bande avec un facteur de qualité de 100 ± 5. Pour décoder un tel signal dans le récepteur, il suffit de disposer d'un étage de récupération de sous-porteuse et de deux détecteurs à diodes dont la sortie sont les signaux des canaux gauche (A) et droit (B). Ainsi, ce système était initialement axé sur un simple décodeur stéréo. Cependant, lorsque l'on tente de créer un décodeur stéréo de haute qualité, certaines lacunes du système apparaissent. Tout d'abord, il s'agit de la nécessité d'une restauration précise de la sous-porteuse (exactement 14 dB et un circuit avec un facteur de qualité d'exactement 100). La déviation de ces paramètres aggrave la séparation stéréo. De plus, le système n'a pas été conçu pour l'utilisation d'une détection synchrone et un détecteur d'amplitude conventionnel a augmenté les distorsions non linéaires. La sélection d'une fréquence de référence pour un détecteur synchrone à partir d'une sous-porteuse modulée en amplitude est difficile.

Le système à tonalité pilote [1] était initialement axé sur l'utilisation de décodeurs stéréo à détection synchrone et à différence de somme (matrice). Dans ce système, la sous-porteuse de 38 kHz est modulée par un signal de différence d'amplitude AB. Les décodeurs stéréo matriciels utilisent la partie tonale du signal du détecteur de fréquence du récepteur comme signal total A+B. Pour obtenir la fréquence de référence du détecteur synchrone, une tonalité pilote spéciale d'une fréquence de 19 kHz est transmise. Lors de la modulation de l'émetteur, la tonalité pilote est supprimée de 20 dB et la sous-porteuse est complètement supprimée, ne laissant que les bandes latérales. Ainsi, grâce à l'utilisation de la détection synchrone, les distorsions non linéaires sont fortement réduites. De plus, une reconstruction de haute précision des sous-porteuses n’est pas nécessaire. Le système est généralement insensible aux écarts de niveau et même de phase de la sous-porteuse.

Le système de modulation polaire n'existe que grâce à un parc important de radios anciennes. Au fil du temps, il est de plus en plus remplacé par un système à tonalité pilote.

On sait qu'avec une réception stéréo, le rapport signal sur bruit à la sortie du récepteur est bien pire (20 dB ou plus) qu'avec une réception mono. Le bruit principal est contenu dans le signal de différence AB. Par conséquent, les décodeurs stéréo modernes, pour améliorer le rapport signal/bruit, rétrécissent automatiquement la bande et réduisent le niveau du signal AB à l'entrée matricielle lorsque les conditions de réception se détériorent. Dans ce cas, au lieu d'augmenter le niveau de bruit, la séparation des canaux stéréo se détériore quelque peu, ce qui est subjectivement moins perceptible [2]. Ce principe est utilisé par exemple dans les tuners de certains modèles d'autoradios Pioneer.

Revenons au système de réglage du récepteur. Contrairement à un système basé sur un synthétiseur de fréquence, le système d'accord proposé peut fonctionner sur n'importe quelle bande. Il n’est directement lié à aucune fréquence de réception spécifique. Étant donné que le système ne contient pas de microprocesseur ni de circuits numériques de commutation, il n'y a aucune interférence de la part de la partie numérique. Cela garantit le meilleur rapport signal/bruit et une sensibilité maximale du récepteur. Un inconvénient de l'appareil est le manque d'indication du numéro de la station reçue.

Une condition préalable à l'intégration du système dans le récepteur est la présence d'un réglage électronique et d'un signal AFC. Le réglage électronique est généralement effectué à l'aide de varicaps, alimentés par une tension de commande de 3 à 24 V en fonction de la fréquence de réglage. Les récepteurs haute fréquence modernes ont souvent une plage de tension d'accord plus étroite, d'environ 1 à 9 V. Le système proposé vous permet de travailler avec n'importe quelle plage de tension d'accord, la plage souhaitée est fournie par le choix approprié de la tension d'alimentation de l'ampli opérationnel U4 ( Fig. 1). Le signal AFC est une composante constante du signal de sortie du détecteur de fréquence et peut être obtenu à l'aide d'un filtre passe-bas. Il est possible que ce signal ait une polarité inversée (c'est-à-dire que lorsque la fréquence est désaccordée vers le bas, le signal AFC augmente). La polarité souhaitée peut être obtenue à l'aide d'un seul ampli-op, sur lequel doit être assemblé un amplificateur avec un coefficient de transfert de -1.

Figure 1. Schéma de principe d'un récepteur VHF FM.

En figue. La figure 1 montre un schéma complet d'un récepteur FM VHF. Une unité VHF-I-2C prête à l'emploi a été utilisée comme bloc d'entrée. Au lieu de cela, une unité d'entrée provenant d'un autoradio fabriqué à l'étranger ou une unité d'entrée faite maison peut être utilisée avec succès. Il convient de noter que n'importe quel bloc d'entrée peut être facilement converti dans la plage souhaitée en remplaçant les bobines des circuits hétérodyne et d'entrée.

A la sortie de l'unité VHF, un signal de fréquence intermédiaire de 10.7 MHz est envoyé à un amplificateur apériodique monté sur les transistors VT1 - VT3. De la sortie de l'amplificateur, le signal va au filtre passe-bande piézocéramique F1, qui forme la bande passante du récepteur. Le signal de la sortie du filtre est envoyé à un microcircuit spécialisé U1, qui contient un amplificateur limiteur FI, un détecteur de fréquence et un préamplificateur audiofréquence. Le détecteur de fréquence intégré est basé sur un modulateur équilibré. Le signal nécessaire à son fonctionnement, déphasé par rapport à l'entrée, est obtenu à l'aide du circuit oscillant L1C9. Le facteur de qualité de ce circuit détermine la pente de la transformation. Le facteur de qualité requis est défini par la résistance R13. Depuis la sortie du préamplificateur audiofréquence (broche 8), le signal va à l'étage amplificateur sur le transistor VT5, puis au décodeur stéréo. La chaîne R19C14 compense la réponse en fréquence inégale du chemin aux hautes fréquences. Des circuits de correction de prédistorsion doivent être inclus dans le décodeur stéréo. Comme

Figure 2. Processus de recherche d'une station en fréquence supérieure (a) et en fréquence inférieure (b).

Considérons le fonctionnement du système de syntonisation lors de la recherche d'une station de radio dont la fréquence est élevée (Fig. 2a). Lorsque le récepteur n'est pas réglé sur une station, la tension AFC a une certaine valeur moyenne (dans ce cas, environ 3 V). Environ la même tension doit être réglée en utilisant la résistance d'ajustement R51 au point +E. Pour démarrer le processus de recherche, vous devez appuyer sur le bouton "UP". Dans ce cas, le déclencheur U5B est activé et U5A est réinitialisé. Le multiplexeur analogique U6 reçoit l'adresse = 1. Le multiplexeur, à travers la résistance R31, connecte une tension légèrement inférieure à +E à l'entrée de l'intégrateur U4. La tension de sortie de l'intégrateur, qui est la tension d'accord, commence à augmenter. Parallèlement, la fréquence d'accord du récepteur augmente (la zone indiquée par la flèche R sur la figure 2a). Lorsque la fréquence d'accord commence à s'approcher du dessous de la fréquence porteuse de l'une des stations de radio en fonctionnement, la tension AFC diminue. Lorsqu'il atteint le seuil fixé par le trimmer R28, le comparateur U3 commute et réinitialise les deux bascules U5A et U5B. Dans ce cas, le multiplexeur reçoit l'adresse = 0, le multiplexeur connecte la tension AFC à l'entrée de l'intégrateur, qui effectue un réglage fin de la fréquence. La tension à la sortie de l'intégrateur (et la fréquence d'accord du récepteur) change jusqu'à ce que la tension AFC devienne égale à la tension +E. Et cela correspond à un réglage fin (la zone indiquée par la flèche AFC sur la figure 2a). A ce moment, la sortie du comparateur est dans un état de niveau logique haut, assuré par la chaîne d'hystérésis VD3-VD5, R25-R27. Cette chaîne est construite de telle sorte que lorsque le comparateur est déclenché, le seuil monte légèrement au-dessus de la tension +E. En figue. Sur la figure 2, la tension de seuil du comparateur est désignée Utrh.

Pour rechercher une station de radio en fréquence inférieure, vous devez appuyer sur le bouton « DOWN ». Dans ce cas, le déclencheur U5B est réinitialisé et U5A est activé. Le multiplexeur analogique U6 reçoit l'adresse = 2. Le multiplexeur, à travers la résistance R34, connecte une tension légèrement supérieure à +E à l'entrée de l'intégrateur U4. La tension de sortie de l'intégrateur commence à diminuer. Parallèlement, la fréquence d'accord diminue (la zone indiquée par la flèche R sur la figure 2b). Lorsque la fréquence d'accord commence à se rapprocher de la fréquence porteuse de l'une des stations radio, la tension AFC augmente d'abord. Si le comparateur U3 était précédemment allumé, il est éteint. La tension AFC atteint un maximum, puis commence à diminuer, devient égale à +E au moment du réglage fin, puis baisse encore. Lorsqu'il atteint le seuil fixé, le comparateur U3 commute et réinitialise les deux bascules. Dans ce cas, le multiplexeur connecte la tension AFC à l'entrée de l'intégrateur, qui renvoie la tension d'accord, permettant un réglage précis de la fréquence (la section indiquée par la flèche AFC sur la figure 2b). Si le comparateur n'avait pas de chaîne d'hystérésis, il se réinitialiserait lors du réglage fin et une tentative de recherche aboutirait à la réacquisition de la même station.

Le deuxième canal du multiplexeur U6 sert au contrôle des LED. Lors d'une recherche vers le haut, la LED "UP" s'allume, et lors d'une recherche vers le bas, la LED "DOWN" s'allume. Lorsqu'une station est trouvée et que l'AFC fonctionne, la LED « LOCK » s'allume.

Pendant la recherche, le signal de sortie du récepteur est désactivé (un réglage silencieux est implémenté). Pour ce faire, la tension de sortie du microcircuit U1 est shuntée par le transistor VT4. Ce transistor est contrôlé par une cascade sur VT9, qui verrouille VT4 lorsque la LED « LOCK » s'allume. La chaîne R48C21VD9 retarde l'activation du signal pendant le temps nécessaire au système AFC pour se verrouiller sur la fréquence.

Le système de réglage est ajusté dans l’ordre suivant. Vous devez d’abord définir la valeur de tension souhaitée +E. Pour ce faire, mettez à la terre l'entrée de tension de l'unité VHF et mesurez la tension AFC. La même valeur est définie avec une résistance d'ajustement pour +E. Si le chemin FI du récepteur est implémenté différemment, les limites d'ajustement +E peuvent être insuffisantes par le bas. Dans ce cas, vous devez installer un séparateur supplémentaire ou utiliser un stabilisateur approprié d'un type différent à la place de U2. Ensuite, à l'aide de la résistance d'ajustement R28, vous devez définir le seuil du comparateur afin que le système capture les stations en toute confiance. Si ce seuil est trop proche de +E, le système de réglage calera à cause des interférences. Si le seuil est trop éloigné de +E, le système sautera des stations. Lorsque le récepteur est accordé sur la station et que l'AFC fonctionne, vous devez ajuster le réglage de la tension +E en fonction de la meilleure réception (ce réglage amène le détecteur de fréquence au milieu de la section linéaire).

Le système de réglage est alimenté par deux tensions : +9 V et +30 V. La première peut se situer dans la plage de +5 à +12 V, la seconde dépend de la plage de tension de réglage de l'unité d'entrée appliquée et peut varier considérablement. . Au lieu du LM311, vous pouvez utiliser le KR554CA3 ou la moitié du LM393 (LM2903). TL061 peut être remplacé par KR544UD1, KR140UD8. L'analogue domestique du 4013 est le K561TM2 ou K176TM2, 4052 - K561KP1. Au lieu des transistors DTC144E, vous pouvez utiliser n'importe quel transistor npn de faible puissance en ajoutant au circuit de base un diviseur de résistances identiques avec une résistance de 10..47 K. Le chemin IF peut être réalisé selon un circuit différent ou pris tout prêt. fait. L'essentiel est qu'il fournisse une tension à l'AFC. Le décodeur stéréo peut être réalisé selon n'importe quel schéma. Un bon décodeur stéréo pour un système de modulation polaire est décrit dans [2].

Figure 3. Schéma de principe d'un système de décodeur stéréo avec une tonalité pilote.

Des puces de décodeur stéréo spécialisées pour les systèmes à modulation polaire sont également produites. Il existe même une puce de décodeur stéréo double système K174XA51 fabriquée par Angstrem JSC. Pour un système avec tonalité pilote, il existe de nombreux microcircuits importés spécialisés. A titre d'exemple sur la Fig. La figure 3 montre un schéma d'un simple décodeur stéréo basé sur la puce AN7421 de Matsushita.

littérature

1. V. Polyakov. Système de diffusion radio stéréo avec tonalité pilote. Radio, n°4, 1992
2. K. Filatov. Décodeur stéréo avec bande passante variable de manière adaptative. Radio, n°11, 1986

Auteur : Ridiko Leonid Ivanovich, e-mail : wubblick@yahoo.com

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