VHF FM 接收器的简单调谐系统。方案、说明

用于 VHF FM 接收机的简单调谐系统。无线电电子电气工程百科全书

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所提出的模拟调谐系统可以内置到几乎所有 VHF FM 接收器中。它不包含频率合成器和微处理器，这使得它简单且易于重复。当您按下“UP”或“DOWN”按钮时，系统自动搜索下一站，然后AFC系统打开，支持微调。

近年来，VHF频段的FM无线电广播发展迅速。在我国，广播在两个频段进行：65.8 - 73 MHz（OIRT 标准）和 88 - 108 MHz（CCIR 标准）。第一个范围通常称为“VHF”，第二个范围称为“FM”，尽管这并不完全正确：两个范围都位于超短波区域，并且它们都使用频率调制（FM，或 FM - 频率调制））。这些频段广播的主要区别在于立体声信号的传输方式。 “我们的”标准使用极性调制系统，而“进口”标准使用导频音系统。此外，最大载波频率偏差也不同：分别为±50 kHz和±75 kHz。

在极化调制系统中，31.25kHz副载波由幅度差信号AB调制并添加到和信号A+B中。结果是极性调制信号。调制发射机时，使用 Q 因子为 14±100 的陷波电路将副载波抑制 5 dB。为了在接收器中解码这样的信号，具有子载波恢复级和两个二极管检测器就足够了，在其输出处获得左(A)和右(B)通道的信号。因此，该系统最初专注于简单的立体声解码器。然而，当尝试创建高质量立体声解码器时，系统出现了一些缺点。首先，需要精确重建副载波（精确重建 14 dB，并且环路的 Q 因子恰好为 100）。这些参数的偏差使立体声通道的分离度恶化。此外，该系统并未专注于同步检测的使用，并且传统的幅度检测器增加了非线性失真。从调幅副载波中选择同步检波器的参考频率是很困难的。

具有导频音的系统 [1] 最初侧重于同步检测和和差（矩阵）立体声解码器的使用。在该系统中，38 kHz 副载波用幅度差信号AB 进行调制。矩阵立体声解码器使用来自接收器的频率检测器的信号的音调部分作为和信号A+B。传输特殊的 19 kHz 导频音以获得同步检波器的参考频率。当发射机被调制时，导频音被抑制20dB，并且子载波被完全抑制，仅留下边带。因此，由于使用同步检测，非线性失真被大大减少。此外，不需要高精度的子载波恢复。系统一般对子载波的电平甚至相位的偏差不敏感。

极坐标调制系统的存在要归功于大量的旧收音机。随着时间的推移，它越来越多地被带有导频音的系统所取代。

众所周知，立体声接收时，接收器输出的信噪比比单声道接收时要差得多（20 dB 或更多）。主要噪声包含在差值信号AB中。因此，现代立体声解码器为了提高信噪比，会在接收条件恶化时自动收窄频带并降低矩阵输入处的AB信号电平。在这种情况下，立体声通道的分离度并没有增加，而是有些恶化，主观上不太明显[2]。例如，先锋汽车收音机某些型号的调谐器就采用了这一原理。

让我们回到接收机调谐系统。与基于频率合成器的系统不同，所提出的调谐系统可以在任何范围内运行。它不直接与任何特定的接收频率相关。由于系统不包含微处理器和开关数字电路，因此不存在来自数字部分的干扰。这确保了最佳的信噪比和最大的接收器灵敏度。该设备的一些缺点是缺乏接收站号码的指示。

将系统嵌入接收器的先决条件是存在电子调谐和 AFC 信号。电子调谐通常使用变容二极管进行，根据调谐频率，变容二极管提供 3 - 24 V 的控制电压。现代高频接收器单元通常具有较窄的调谐电压范围，大约 1 - 9 V。建议的系统允许您在任何调谐电压范围内工作，所需的范围是通过适当选择运算器的电源电压来提供的。放大器 U4（图 1）。 AFC 信号是频率检测器的直流输出，可以使用低通滤波器获得。该信号可能具有相反的极性（即，随着频率向下失谐，AFC 信号增加）。可以使用一个运算放大器获得所需的极性，在该运算放大器上应组装增益为-1的放大器。

图 1. VHF FM 接收器示意图。

上图。图 1 显示了 VHF FM 接收机的完整框图。使用现成的 VHF-I-2C 块作为输入块。相反，可以成功使用外国制造的汽车收音机的输入块或自制的输入块。应该注意的是，通过更换外差和输入电路的线圈，任何输入块都可以轻松转换到所需的范围。

从 VHF 单元的输出，10.7 MHz 的中频信号被馈送到装配在晶体管 VT1 - VT3 上的非周期放大器。信号从放大器的输出馈送到压电陶瓷带通滤波器F1，形成接收器的带宽。滤波器输出的信号被馈送到专用的 U1 微电路，其中包含 IF 限幅放大器、频率检测器和音频前置放大器。内置频率检测器基于平衡调制器。使用 L1C9 振荡电路获得其操作所需的信号（相对于输入发生相位偏移）。该电路的品质因数决定了转换的陡度。所需的品质因数由电阻器 R13 设置。音频前置放大器（引脚8）的输出，信号进入VT5晶体管的放大级，然后进入立体声解码器。 R19C14 链补偿高频路径的不均匀频率响应。预失真校正电路必须是立体声解码器的一部分。作为

用于 VHF FM 接收器的简易调谐系统
图 2. 向上频率 (a) 和向下频率 (b) 搜索电台的过程。

考虑一下调谐系统在搜索频率较高的无线电台时的操作（图 2a）。当接收器未调谐到某个电台时，AFC 电压具有某个平均值（在本例中约为 3 V）。应使用+E 点处的微调器 R51 设置大致相同的电压。要开始搜索过程，请按“向上”按钮。在这种情况下，触发器U5B被复位，并且U5A被复位。模拟多路复用器U6接收地址=1。多路复用器通过电阻器R31将略小于+E的电压连接到积分器U4的输入端。积分器的输出电压（即调谐电压）开始增加。与此同时，接收器的调谐频率增加（图2a中箭头R所示的区域）。当调谐频率开始低于正在运行的无线电台之一的载波频率时，AFC 电压下降。当达到微调器 R28 设置的阈值时，比较器 U3 切换并复位触发器 U5A 和 U5B。在这种情况下，地址 = 0 被提供给多路复用器，多路复用器将 AFC 电压连接到积分器的输入，从而微调频率。积分器输出端的电压（以及接收器的调谐频率）发生变化，直到 AFC 的电压等于电压 +E。这对应于微调（图2a中箭头AFC指示的区域）。此时，比较器的输出处于逻辑高状态，由迟滞链VD3-VD5、R25-R27提供。该电路的构建方式是，当比较器被触发时，阈值将升至略高于 +E 电压。上图。在图2中，比较器阈值电压用Utrh表示。

要搜索频率较低的广播电台，请按“向下”按钮。在这种情况下，触发器U5B被复位，并且U5A被置位。模拟多路复用器U6接收地址=2。多路复用器通过电阻器R34将略大于+E的电压连接到积分器U4的输入端。然后积分器的输出电压开始下降。与此同时，调谐频率降低（图2b中箭头R所示的区域）。当调谐频率开始接近其中一个无线电台的载波频率时，AFC电压首先增加。如果比较器 U3 之前已打开，则它会关闭。 AFC电压达到最大值，然后开始下降，微调时等于+E，然后进一步下降。当达到设定阈值时，比较器 U3 切换并重置两个触发器。在这种情况下，多路复用器将 AFC 电压连接到积分器的输入，积分器返回调谐电压，从而提供频率微调（图 2b 中箭头 AFC 指示的部分）。如果比较器没有滞后链，那么它会在微调时重置，并且尝试向下搜索将导致重新获取同一站点。

多路复用器 U6 的第二通道用于驱动 LED。向上搜索时，“UP”LED 亮，向下搜索时，“DOWN”LED 亮。当找到电台且 AFC 工作时，“LOCK”LED 亮起。

搜索期间，接收器输出静音（实施静音调谐）。为此，U1芯片的输出电压由晶体管VT4分流。该晶体管由 VT9 上的级联控制，当“LOCK”LED 亮起时，VT4 会锁定 VT48。 R21C9VDXNUMX 链为 AFC 系统捕获频率所需的时间提供信号开启延迟。

调音系统按以下顺序进行调整。首先，设置所需的电压值+E。为此，将 VHF 装置的电压输入接地并测量 AFC 的电压。 +E 的调谐电阻设置相同的值。如果接收器的 IF 路径以不同方式实现，则下面的 +E 调整限制可能不够。在这种情况下，应安装额外的分隔器，或使用不同类型的合适稳定器代替 U2。然后，通过微调电阻器 R28，您应该设置比较器阈值，以便系统自信地捕获电台。如果该阈值太接近+E，则调谐系统将因干扰而停止。如果阈值离+E太远，系统将跳过电台。当接收机调谐到电台并且AFC工作时，需要细化电压调整+E以获得最佳接收效果（此调整使频率检测器处于线性部分的中间）。

调谐系统由两个电压供电：+9 V 和 +30 V。第一个电压可以在 +5..+12 V 范围内，第二个电压取决于所应用的输入模块的调谐电压范围，并且可以在很宽的范围内变化。您可以使用 KR311CA554 或 LM3 (LM393) 的一半来代替 LM2903。 TL061可替代KR544UD1、KR140UD8。国产类似4013-K561TM2或K176TM2，4052-K561KP1。您可以使用任何低功率 npn 晶体管来代替 DTC144E 晶体管，方法是将电阻为 10..47 K 的相同电阻器添加到基极电路。IF 路径可以根据不同的方案进行制作或准备好。最主要的是它提供AFC电压。立体声解码器可以根据任何方案来制作。 [2] 中描述了一种用于极坐标调制系统的良好立体声解码器。

用于 VHF FM 接收器的简易调谐系统

图 3. 带有导频的立体声解码器系统示意图。

专用立体声解码器芯片也可用于极性调制系统。甚至还有Angstrem JSC 制造的双系统立体声解码器K174XA51 芯片。对于导频音系统，有许多专门的国外制造的微电路。举个例子，如图所示。图 3 显示了基于松下 AN7421 芯片的简单立体声解码器的框图。

文学

V·波利亚科夫。带导频音的立体声广播系统。广播，第4期，1992年
K·菲拉托夫。具有自适应带宽控制的立体声解码器。广播，第11期，1986年

作者：Ridiko Leonid Ivanovich，电子邮件：wubblick@yahoo.com

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