מערכת כוונון פשוטה למקלט VHF FM. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מערכת הגדרה פשוטה עבור מקלט VHF FM. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / קליטת רדיו

ניתן לבנות את מערכת הכוונון האנלוגית המוצעת כמעט בכל מקלט FM VHF. הוא אינו מכיל סינתיסייזר תדרים או מיקרו-מעבד, מה שהופך אותו לפשוט וקל לשכפול. המערכת מחפשת אוטומטית את התחנה הבאה כאשר אתה לוחץ על כפתור "UP" או "DOWN", ואז מערכת AFC מופעלת, התומכת בכוונון עדין.

לאחרונה, שידורי רדיו FM ברצועת VHF מתפתחים בקצב מהיר מאוד. בארצנו השידור מתבצע בשני פסים: 65.8 - 73 מגה-הרץ (תקן OIRT) ו-88 - 108 מגה-הרץ (תקן CCIR). הראשון מבין הטווחים הללו נקרא בדרך כלל "VHF", והשני - "FM", אם כי זה לא לגמרי נכון: שני הטווחים נמצאים באזור הגל האולטרה-קצר, ושניהם משתמשים באפנון תדר (FM, או FM - Frequency וויסות). ההבדל העיקרי בשידור בלהקות אלו הוא שיטת העברת אות הסטריאו. התקן "שלנו" משתמש במערכת עם אפנון קוטבי, והתקן "מיובא" משתמש במערכת עם צליל פיילוט. בנוסף, הסטייה המקסימלית של תדר הנשא שונה: ±50 קילו-הרץ ו-±75 קילו-הרץ, בהתאמה.

במערכת אפנון קוטבית, תת-הנשא של 31.25 קילו-הרץ מאופנן על-ידי אות הפרש המשרעת AB ומתווסף לאות הסכום A+B. התוצאה היא אות מאופנן קוטבי. בעת אפנון המשדר, תת-הנשא מדוכא ב-14 dB באמצעות מעגל חריץ עם מקדם איכות של 100 ± 5. כדי לפענח אות כזה במקלט, מספיק שיהיה שלב התאוששות של תת-נשא ושני גלאי דיודות, שהפלט שלהם הוא האותות של הערוצים השמאלי (A) והימני (B). לפיכך, מערכת זו התמקדה בתחילה במפענח סטריאו פשוט. עם זאת, כאשר מנסים ליצור מפענח סטריאו באיכות גבוהה, מופיעים כמה חסרונות של המערכת. קודם כל, זה הצורך בשחזור מדויק של הספק המשנה (בדיוק 14 dB ומעגל עם מקדם איכות של 100 בדיוק). סטייה של פרמטרים אלה מחמירה את הפרדת הסטריאו. בנוסף, המערכת לא תוכננה לשימוש בזיהוי סינכרוני, וגלאי משרעת קונבנציונלי הגדיל את העיוותים הלא ליניאריים. קשה לבחור תדר ייחוס עבור גלאי סינכרוני מתת-נשא מאופנן משרעת.

מערכת ה-pilot-tone [1] התמקדה בתחילה בשימוש במפענחי סטריאו של זיהוי סינכרוני והפרשי סכום (מטריקס). במערכת זו, תת-הנשא של 38 קילו-הרץ מאופנן על ידי אות הפרש משרעת AB. מפענחי סטריאו מטריקס משתמשים בחלק הטונאלי של האות מגלאי התדרים של המקלט כסה"כ האות A+B. כדי לקבל את תדר הייחוס של הגלאי הסינכרוני, משודר צליל טייס מיוחד בתדר של 19 קילו-הרץ. בעת אפנון המשדר, צליל הפיילוט מדוכא ב-20 dB, והספק המשנה מדוכא לחלוטין, ומשאיר רק את פסי הצד. לפיכך, הודות לשימוש בזיהוי סינכרוני, עיוותים לא ליניאריים מופחתים בחדות. בנוסף, אין צורך בשחזור נושא-משנה ברמת דיוק גבוהה. המערכת בדרך כלל לא רגישה לסטיות ברמה ובשלב האחיד של הספק המשנה.

מערכת המודולציה הקוטבית קיימת רק הודות לצי גדול של מכשירי רדיו ישנים. עם הזמן, הוא מוחלף יותר ויותר במערכת טייס-טון.

ידוע שבקליטה סטריאו, יחס האות לרעש ביציאת המקלט גרוע בהרבה (20 dB או יותר) מאשר בקליטה מונו. הרעש העיקרי כלול באות ההפרש AB. לכן, מפענחי סטריאו מודרניים, כדי לשפר את יחס האות לרעש, מצמצמים אוטומטית את הפס ומפחיתים את רמת האות AB בכניסת המטריצה כאשר תנאי הקליטה מתדרדרים. במקרה זה, במקום להגביר את רמת הרעש, ההפרדה בין ערוצי הסטריאו מתדרדרת במקצת, מה שבאופן סובייקטיבי פחות מורגש [2]. עיקרון זה משמש, למשל, בטיונרים של כמה דגמים של מכשירי רדיו לרכב פיוניר.

נחזור למערכת כוונון המקלט. בניגוד למערכת המבוססת על סינתיסייזר תדרים, מערכת הכוונון המוצעת יכולה לפעול בכל פס. הוא אינו קשור ישירות לתדר קליטה ספציפי. בשל העובדה שהמערכת אינה מכילה מיקרו-מעבד ומיתוג מעגלים דיגיטליים, אין הפרעות מהחלק הדיגיטלי. זה מבטיח את יחס האות לרעש הטוב ביותר ואת רגישות המקלט המקסימלית. חסרון מסוים של המכשיר הוא היעדר חיווי של מספר התחנה המתקבלת.

תנאי מוקדם לשילוב המערכת במקלט הוא נוכחות של כוונון אלקטרוני ואות AFC. הכוונון האלקטרוני מתבצע בדרך כלל באמצעות varicaps, אשר מסופקים עם מתח בקרה של 3 - 24 V בהתאם לתדר הכוונון. ליחידות מקלט בתדר גבוה מודרניות יש לעתים קרובות טווח מתח כוונון צר יותר, בערך 1 - 9 V. המערכת המוצעת מאפשרת לך לעבוד עם כל טווח מתח כוונון; הטווח הרצוי מסופק על ידי הבחירה המתאימה של מתח האספקה op-amp U4 ( איור 1). אות AFC הוא מרכיב קבוע של אות המוצא של גלאי התדר וניתן להשיגו באמצעות מסנן מעביר נמוך. יתכן שלאות זה יש קוטביות הפוכה (כלומר, כאשר התדר מבוטל כלפי מטה, אות AFC גדל). ניתן לקבל את הקוטביות הרצויה באמצעות מגבר הפעלה בודד, עליו יש להרכיב מגבר עם מקדם העברה של -1.

איור 1. תרשים סכמטי של מקלט FM VHF.

באיור. איור 1 מציג תרשים שלם של מקלט VHF FM. יחידת VHF-I-2C מוכנה שימשה כבלוק קלט. במקום זאת, ניתן להשתמש בהצלחה ביחידת קלט מרדיו רכב מתוצרת חוץ או ביחידת קלט תוצרת בית. יש לציין כי ניתן להמיר בקלות כל בלוק קלט לטווח הרצוי על ידי החלפת הסלילים של מעגלי ההטרודין והקלט.

מהפלט של יחידת ה-VHF, אות תדר ביניים של 10.7 מגה-הרץ מוזן למגבר א-מחזורי המורכב על טרנזיסטורים VT1 - VT3. מהפלט של המגבר, האות עובר למסנן הפס-פס הפיאזוקרמי F1, שיוצר את פס המעבר של המקלט. האות מיציאת המסנן מוזרם למיקרו-מעגל מיוחד U1, המכיל מגבר מגביל IF, גלאי תדר וקדם-מגבר תדר שמע. גלאי התדרים המובנה מבוסס על אפנן מאוזן. האות הדרוש לפעולתו, מוזז פאזה ביחס לכניסה, מתקבל באמצעות מעגל הנדנוד L1C9. גורם האיכות של מעגל זה קובע את תלילות הטרנספורמציה. גורם האיכות הנדרש נקבע על ידי הנגד R13. מהפלט של קדם-מגבר תדר האודיו (פין 8), האות עובר לשלב המגבר בטרנזיסטור VT5, ואז למפענח הסטריאו. שרשרת R19C14 מפצה על תגובת התדרים הלא אחידה של הנתיב בתדרים גבוהים. יש לכלול מעגלי תיקון עיוותים מראש במפענח הסטריאו. כפי ש

מערכת כוונון קלה למקלט FM VHF
איור 2. תהליך חיפוש תחנה למעלה בתדר (א) ולמטה בתדר (ב).

הבה נשקול את פעולת מערכת הכוונון בעת חיפוש תחנת רדיו בתדר גבוה (איור 2א). כאשר המקלט אינו מכוון לתחנה, למתח AFC יש ערך ממוצע מסוים (במקרה זה, כ-3 V). יש להגדיר את אותו המתח בקירוב באמצעות נגד חיתוך R51 בנקודה +E. כדי להתחיל בתהליך החיפוש, עליך ללחוץ על כפתור "UP". במקרה זה, הדק U5B מוגדר, ו-U5A מאופס. המרבב האנלוגי U6 מקבל כתובת=1. המרבב, דרך הנגד R31, מחבר מתח מעט פחות מ-+E לכניסה של האינטגרטור U4. מתח המוצא של האינטגרטור, שהוא מתח הכוונון, מתחיל לעלות. יחד עם זה, תדר כוונון המקלט עולה (האזור המצוין על ידי החץ R באיור 2a). כאשר תדר הכוונון מתחיל להתקרב מלמטה לתדר הנשא של אחת מתחנות הרדיו הפועלות, מתח ה-AFC יורד. כאשר הוא מגיע לסף שנקבע על ידי גוזם R28, המשווה U3 מחליף ומאפס את שני הכפכפים U5A ו-U5B. במקרה זה, המרבב מקבל כתובת = 0, המרבב מחבר את מתח ה-AFC לכניסת האינטגרטור, אשר מבצע התאמה עדינה של התדר. המתח ביציאת האינטגרטור (ותדר כוונון המקלט) משתנה עד שמתח AFC הופך שווה למתח +E. וזה מתאים לכוונון עדין (האזור המצוין על ידי חץ AFC באיור 2a). בשלב זה, פלט ההשוואה נמצא במצב רמה לוגית גבוהה, אשר מובטחת על ידי שרשרת ההיסטרזיס VD3-VD5, R25-R27. שרשרת זו בנויה באופן שכאשר המשווה מופעל, הסף עולה מעט מעל המתח +E. באיור. 2, מתח סף ההשוואה מסומן Utrh.

כדי לחפש תחנת רדיו כלפי מטה בתדר, עליך ללחוץ על כפתור "DOWN". במקרה זה, הדק U5B מאופס, ו-U5A מוגדר. המרבב האנלוגי U6 מקבל כתובת=2. המרבב, דרך הנגד R34, מחבר מתח מעט יותר מ-+E לכניסה של האינטגרטור U4. מתח המוצא של האינטגרטור מתחיל לרדת. יחד עם זה, תדר הכוונון פוחת (האזור המצוין על ידי החץ R באיור 2b). כאשר תדר הכוונון מתחיל להתקרב לתדר הנשא של אחת מתחנות הרדיו, מתח ה-AFC עולה תחילה. אם המשווה U3 הופעל בעבר, הוא כבוי. מתח AFC מגיע למקסימום, ואז מתחיל לרדת, הופך שווה ל-+E ברגע הכוונון העדין, ואז יורד עוד יותר. כאשר הוא מגיע לסף שנקבע, המשווה U3 עובר ומאפס את שני הכפכפים. במקרה זה, המרבב מחבר את מתח ה-AFC לכניסת האינטגרטור, אשר מחזיר את מתח הכוונון בחזרה, ומספק כוונון תדר מדויק (הקטע המצוין על ידי חץ AFC באיור 2b). אם למשוואה לא הייתה שרשרת היסטרזיס, הוא היה מתאפס על עצמו במהלך כוונון עדין, וניסיון חיפוש למטה יביא לרכישה מחדש של אותה תחנה.

הערוץ השני של מרבב U6 משמש לשליטה על הנוריות. במהלך חיפוש כלפי מעלה, נורית "UP" נדלקת, ובמהלך חיפוש כלפי מטה, נורית "DOWN" נדלקת. כאשר נמצאה תחנה וה-AFC פועל, נורית "LOCK" נדלקת.

במהלך החיפוש, אות הפלט של המקלט כבוי (ההגדרה שקטה מיושמת). לשם כך, מתח המוצא של המיקרו-מעגל U1 מנותק על ידי טרנזיסטור VT4. טרנזיסטור זה נשלט על ידי מפל ב-VT9, הנועל את VT4 כאשר נורית "LOCK" נדלקת. שרשרת R48C21VD9 מספקת עיכוב בהפעלת האות למשך הזמן הנדרש למערכת AFC לנעול את התדר.

מערכת הכוונון מותאמת ברצף הבא. ראשית עליך להגדיר את ערך המתח הרצוי +E. לשם כך, הארקה את כניסת המתח של יחידת ה-VHF ומדוד את מתח ה-AFC. אותו ערך נקבע עם נגד חיתוך עבור +E. אם נתיב ה-IF של המקלט מיושם בצורה שונה, ייתכן שמגבלות ההתאמה של +E לא יהיו מספיקות מלמטה. במקרה זה, כדאי להתקין חוצץ נוסף, או להשתמש במייצב מתאים מסוג אחר במקום U2. לאחר מכן, באמצעות נגד חיתוך R28, עליך להגדיר את הסף של המשווה כך שהמערכת תופסת תחנות בביטחון. אם סף זה קרוב מדי ל-+E, מערכת הכוונון תתקע מהפרעה. אם הסף רחוק מדי מ-+E, המערכת תדלג על תחנות. כאשר המקלט מכוון לתחנה וה-AFC פועל, צריך להתאים את התאמת מתח +E לפי הקליטה הטובה ביותר (התאמה זו מביאה את גלאי התדרים לאמצע הקטע הליניארי).

מערכת הכוונון מופעלת על ידי שני מתחים: +9 V ו +30 V. הראשון יכול להיות בטווח של +5..+12 V, השני תלוי בטווח מתח הכוונון של יחידת הקלט המופעלת ויכול להשתנות מאוד . במקום LM311, אתה יכול להשתמש ב-KR554CA3 או בחצי אחד של LM393 (LM2903). ניתן להחליף את TL061 ב-KR544UD1, KR140UD8. האנלוג הביתי של 4013 הוא K561TM2 או K176TM2, 4052 - K561KP1. במקום טרנזיסטורי DTC144E, ניתן להשתמש בכל טרנזיסטורי npn בהספק נמוך ע"י הוספת מחלק של נגדים זהים עם התנגדות של 10..47 K למעגל הבסיס. ניתן לעשות את נתיב ה-IF לפי מעגל אחר או לקחת אותו מוכן- עָשׂוּי. העיקר שהוא מספק מתח ל-AFC. ניתן לייצר את מפענח הסטריאו לפי כל סכמה. מפענח סטריאו טוב עבור מערכת אפנון קוטבי מתואר ב-[2].

מערכת כוונון קלה למקלט FM VHF

איור 3. תרשים סכמטי של מערכת מפענח סטריאו עם צליל פיילוט.

כמו כן מיוצרים שבבי מפענח סטריאו מיוחדים למערכות עם אפנון קוטבי. יש אפילו שבב מפענח סטריאו כפול K174XA51 המיוצר על ידי Angstrem JSC. עבור מערכת עם טון טייס, ישנם מיקרו-מעגלים מיובאים מיוחדים רבים. כדוגמה באיור. איור 3 מציג תרשים של מפענח סטריאו פשוט המבוסס על שבב AN7421 מבית Matsushita.

ספרות

ו' פוליאקוב. מערכת שידור רדיו סטריאו עם צליל טייס. רדיו, מס' 4, 1992
ק' פילטוב. מפענח סטריאו עם רוחב פס משתנה בצורה אדפטיבית. רדיו, מס' 11, 1986

מחבר: רידיקו ליאוניד איבנוביץ', דואר אלקטרוני: wubblick@yahoo.com

ראה מאמרים אחרים סעיף קליטת רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סדקי מתכת יכולים להחלים 27.10.2013

מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) גילו תגלית בלתי צפויה: בתנאים מסוימים, מתכת יכולה "לרפא" את עצמה על ידי סגירת סדקים. גילוי זה יכול להוביל ליצירת חומרים לריפוי עצמי שיכולים לעבוד בתנאים הקשים ביותר.

לגילוי של מדענים מ-MIT יש פוטנציאל גדול. כפי שהתברר, במקרים מסוימים, הכוחות היוצרים סדקים אינם מרחיבים אותם, אלא "מרפאים", ומשחזרים את שלמות המתכת. החוקרים בטוחים שניתן יהיה ליצור מתכות שבסידוקן יוכלו לתקן את עצמם וכך לשמור על חוזק מבני גם בתנאים הקשים ביותר. ניתן להשתמש במתכות כאלה במגוון רחב של יישומים, כגון להבי טורבינה וכלי קידוח.

סוד התכונה החריגה של המתכת טמון באינטראקציה בגבולות של גרגירים גבישיים זעירים של המתכת, שגודלם וכיוונם משפיעים על חוזק ומאפיינים נוספים של המתכת.

במהלך ניסויים בניקל, שהוא הבסיס לסגסוגות בטמפרטורה גבוהה, נמצא כי בתנאים מסוימים, גבולות התבואה נודדים ומאפשרים למתכת להחלים מעצמם.

עצם הרעיון של נדידת גבול התבואה בתוך מתכת מוצקה נחקר בעשור האחרון. לא ניתן היה לזהות את תופעת הריפוי העצמי במהלך מחקרים אלה מכיוון שהיא נצפית רק עם נדידה מסוימת של גבולות, מה שנקרא דיסקלינציה, כאשר שינויים משפיעים על הדגן באופן חלקי בלבד. במהלך דיסקלינציה, לפגמים במתכת יש שדות מתח עזים כל כך, עד שקצוות הסדקים אינם מתפצלים, אלא להיפך, מתקרבים זה לזה, ממש "המסה" את המתכת השבורה.

המדענים מתכננים לחקור בפירוט את מנגנון הריפוי העצמי של המתכת על מנת לתכנן סגסוגות מתכת המסוגלות לאטום סדקים הנפוצים בתנאי הפעלה שונים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טיסה במהירות של 68 טרה-ביטומטר לשנייה

▪ לציפורים יש גם קליפת מוח

▪ הקובייה החדשה של רוביק תלמד את עצמה איך לפתור

▪ המכונית תחזה את מצב התנועה

▪ מקלדת נשלטת על ידי ראייה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מקורות אנרגיה חלופיים. מבחר מאמרים

▪ מאמר תולדות המדינה והמשפט של רוסיה. עריסה

▪ מאמר איזו עיר הייתה הגדולה ביותר בשנת 1500? תשובה מפורטת

▪ מאמר מצפן מולוקני. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר שמנים וקרמים לשיער. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר מסננים פעילים על טרנזיסטורי אפקט שדה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר