用于导频系统的高质量立体声解码器。方案、说明

用于导频音系统的高质量立体声解码器。无线电电子电气工程百科全书

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在我国，带有导频音的系统上的立体声广播正变得越来越普遍。用于通过该系统接收传输的外国设备具有微电路设计中关键类型的立体声解码器（SD）。它们在技术上方便大规模重复，但据作者称，它们不如矩阵型立体声解码器。鼓励希望提高立体声接收器性能的业余无线电爱好者构建一个具有带频谱分离的导频音 (PT) 的立体声解码器系统，有时也称为和差或矩阵，在该立体声广播系统中很少使用。

在我国，众所周知，采用了极性调制振荡（PMC）[1]的立体声广播系统，立体声矩阵解码器（SD）被广泛使用。这是因为在传输过程中被抑制 14 dB 的子载波可以在 SD 中相对容易地恢复。在这种情况下，具有副载波及其边带的“正常”比率的泛音信号由全波二极管检波器检测。检测到的差异信号与电阻矩阵上的总信号相加（相减），其中通道是分开的。

在国外（最近在俄罗斯，无线电台在 88 ... 108 MHz 范围内运行），广泛使用所谓的导频音 (PT) 系统，其等于副载波频率值的一半，即19 kHz。该系统中的子载波在传输过程中几乎被完全抑制，仅留下超音信号的边带，而传统二极管检波器无法在不失真的情况下检测到该边带。因此，具有 PT 的系统的绝大多数 SD 都被归类为关键 SD。

在此类基于分立元件的 LED 的第一个模型中，为了获得控制开关（通常是二极管）的脉冲，使用了双倍 FET 的频率 [2]。在后来出现的基于微芯片的LED中，控制脉冲是通过对压控参考振荡器（VCO）进行分频来获得的，该振荡器由PLL系统覆盖。 FET 在 PLL 系统中与 VCO 频率分频高达 19 kHz 进行比较，并提供控制脉冲的频率和相位稳定性。

近期，国内市场上也出现了类似微芯片设计的关键LED（微电路A290、TA7342、TA7343等）。这使得业余无线电爱好者能够创建简单的 LED，用于接收 88 ... 108 MHz 频段的立体声传输，该频段的广播始于 5 - 6 年前，并且在我国变得越来越普遍。

然而，尽管关键LED具有众所周知的优点，例如电路实现简单（特别是在微电路设计中）、良好的通道分离度，但作者深信此类LED仍然无法提供真正高质量的立体声。接待。事实上，真实音乐信号中的总信息占主导地位 - 在[1]中表明，子载波的调制系数很少超过 30%，最大可能为 80%，并且在第一个近似中，通过 LED 的信号可以被认为是单声道的。实际上，关键 LED 中发生的恒定信号切换会导致低频分量以非常低的频率（38 或 31,25 kHz）进行采样，同时根据[3]，为了消除低频信号的采样频率，必须大于低频信号的最高频率（对于具有极性调制振荡的系统为15 kHz）至少4-5倍，即为 60 ... 75 kHz。对低频信号进行这种“处理”的结果是高频声音的恶化，而在正弦测试信号上获得的 LED 的形式质量指标可能非常高 - 非线性失真系数为 0,2 .. .0,3%以下。

在矩阵LED中，和信号不被采样，而差信号（如上所述，其值很小）通过全波检测结果被“采样”，频率是子载波频率的两倍，即76 或 62,5 kHz。

这提高了恢复的差分信号的质量，并相应地提高了 LED 输出端的信号的质量。

上述考虑是作者在比较矩阵[4]和按键[5]LED的声音时通过实验验证的。

尽管矩阵 LED 的电路和基本基础非常原始，但根据作者的说法，它的声音明显超过了按键 LED 的声音，后者的特点是模糊、模糊的高频。按键 LED 的唯一优点也许只是通道分离质量稍高一些。

已知矩阵 LED 的薄弱环节是二极管副载波检测器，该检测器使用具有大量次级绕组匝数的高频变压器来执行，因为为了在二极管检测期间获得可接受的失真水平，输入检测器的电压必须为几伏[1]。高频变压器的寄生电容非常大，会导致较高频率的幅度和相位失真，并使通道分离恶化。

通过使用同步检测器，特别是基于 CMOS 开关的同步检测器，可以显着减少差分信号失真。此类检测器可以检测（与二极管不同）最小振幅信号，包括 FET 系统中发生的具有完全抑制载波的信号。它们引入了极小的失真，这实际上是由按键的开放通道的电阻与下一级的输入电阻的比率决定的，建议以发射极（源极）跟随器的形式执行。为了形成控制 CMOS 键的脉冲，可以使用与“标准”键 LED 完全相同的电路解决方案，即带 PLL 和分频器的 VCO。

考虑到上述考虑，我们开发了带有 FET 的系统的 SD，其原理图如下所示。

SD的主要技术特点

输入电压KSS，mV......60...90
传动比...... 3
通道分离，dB，不少于......25

该设备由四个功能块组成：

带有按键检测器和电阻矩阵 A1 的复杂立体声信号 (CSS) 放大器（图 1）；
控制脉冲整形器 A2（图 2）；
低通滤波器 A3（图 3）；
立体声指示块和立体声自动装置 А4（图 4）。

输入信号（直接来自接收器或调谐器的 FM 解调器的输出）通常值为 60 ... 90 mV，被馈送到由晶体管 VT1、VT1 构成的放大器模块 A2 （图。1）。 KSS 从放大器的输出进入 R11 C6 电路，该电路校正总信号的预失真 (t = 50 µs)。信号的泛音部分（副载波加 FET 的边带）通过电容器 C5，与电阻器 R12 和 R14 一起形成高通滤波器，部分抑制总信号，馈送到晶体管 VT5 的基极。晶体管 VT5 和 VT6 放大由差值信号调制的 38 kHz 副载波边带，该信号分配在低质量振荡电路（Q = 6）上，该电路由变压器 T1 的绕组和电容器 C8 组成，并馈送到全DD1 微电路按键上的波键检测器。

（点击放大）

射极跟随器VT7、VT8和VT9、VT10的输出经微调电阻R21和R26(调整通道间隔)选定的正负极性差分信号馈送到矩阵R24R25、R28R29。这里，通过电阻器R11提供总信号。在矩阵上选择的通道 A 和 B 的信号被馈送到有源低通滤波器 (LPF)（根据此类设备的通用方案制作）（图 3），然后馈送到 LED 的输出。

（点击放大）

控制脉冲整形器 A2（图 2）由晶体管 VT1、VT2（f = 76 kHz）上的 VCO、按键 DD1.1 上的 PLL 和运算放大器 DA1 [6] 以及触发器触发器上的分频器组成。 DD2微电路，它产生频率为38 kHz的“曲折”脉冲来控制探测器的按键，并产生频率为19 kHz的方波用于PLL系统。应该注意的是，所应用的 RC 发生器具有非常高的热稳定性，实际上仅由电容器 C9 的 TKE 决定，但是，它对电源电压的不稳定性非常敏感，电源电压应尽可能低。

用于导频系统的高品质立体声解码器

为了用开关 SA2（图 5）强制 LED 切换到“单声道”模式，例如在接收不确定的情况下，提供了晶体管键 VT4（图 1），它锁定 LED 的输入。当正（开路）电压施加到其基极时，差分通道。晶体管VT3上的第二个按键允许您使用直接安装在A1单元板上的SA1开关来“关闭”总通道（调整设备时可能需要这样做）。在这种情况下，只有差异信号传递到LED的输出，这便于在设置解码器时“用耳朵”控制或对接收信号的质量进行主观控制，因为不令人满意的接收条件主要影响差异信号。

用于导频系统的高品质立体声解码器

立体指示和立体自动单元A4按照图4所示的方案组装。 6. 该器件原型是带有阈值元件（比较器）的同步 FET 检测器，其工作原理在[1]中有详细描述。所提出的器件与原始器件的不同之处在于，VT2 晶体管上有一个输入信号放大器，VT521 晶体管上有一个输出信号反相放大器。正如实践所示，可以使用输入端带有双极晶体管 (UCM = 1 ... 5 mV) 并针对单位增益进行校正的通用运算放大器，而不是专用比较器 K10CAXNUMX。

用于导频系统的高品质立体声解码器

Детали。 A6 块的电容器 C8、C1 和 A9 块的 C2 必须是云母、聚苯乙烯或玻璃瓷漆，公差为±5%。 A11 块的电阻器 R1 必须具有相同的容差。您可以使用同系列的其他晶体管，以及h102e > 315的KT342B、KT21A来代替所应用的晶体管KTZ200V。 KT209晶体管可以采用任何字母索引。用高频 p-n-p 晶体管代替它们是不可取的。如果仍需使用此类晶体管（KT3107、KT361等），则应在其基极和集电极之间安装容量为68 - 100 pF的电容器。

A1 块的变压器 T1 缠绕在标准四节框架上，并带有由 MW 和 LW 无线电接收器的外差线圈制成的 400NN 铁氧体制成的微调器。绕组同时用三根线绕制：两根 PEV 0.1 和一根 PELSHO 0,09。匝数为 410。PELSHO 0,09 线的绕组是初级、次级绕组（PEV 0,1 线），中间有一个抽头，通过将一个绕组的末端连接到另一个绕组的开头来获得。

该设备的设计并不重要 - 在原型设计过程中，这些块通过长达 20 厘米的非屏蔽导体相互连接，不会对 LED 的运行产生任何不良影响。当安装在接收器中时，LED必须尽可能远离音频输出单元的电路或放置在屏幕中，以避免来自VCO和分频器的高频干扰。

设立。在使用可维修部件来制造设备的情况下，自动设置直流元件的模式。如果电源电压与标称电压不同（12 ... 15 V 以内），则选择 A1 块的电阻器 R2 的值，以便电阻器 R1 和 R2 的连接点处的电压为 3 ... 3.3V。通过选择A1块的电阻R4，将晶体管VT1集电极的电压设置为等于电源电压的一半。

通过将外部发生器 (1 ... 1 mV) 的电压施加到 LED 的输入，将 A38 块的变压器 T15 调谐到 20 kHz 的频率。电压由变压器 T1 的次级绕组控制。所需的品质因数 (Q=6) 由微调电阻 R15 设置。

接下来，LED 连接到接收器的检测器输出，范围为 88 ... 108 MHz（连接到校正电路，如果有），并将接收器调谐到可靠接收的电台。和通道由块 A1 的开关 SA1 关闭。当然，应该禁用立体声自动化单元。通过调整电阻器 R14（如果需要，还可以粗略地调整 R13），控制脉冲整形器 A2 的器件可以在 SD 的输出处实现检测到的差异信号的出现 - 这很容易“通过耳朵”完成。

然后检查改变量程时差分信号接收的稳定性（即PLL的清晰度）。

通过改变电阻器 R8 的值，可以在一定范围内调整 PLL 的捕获（和保持）频带。之后，打开和通道，并在A21块的微调电阻R26和R1的帮助下，实现最大通道分离。执行此操作的最简单方法是在接收 60 年代和 70 年代摇滚乐队的录音时，此时乐器几乎完全按通道分离。通过选择电阻R1在一定范围内改变A1块变压器T15的品质因数，可以进一步改善通道分离度，从而可以在一定程度上补偿特定FM引入的频率相位失真。小路。然而，应当注意的是，该调整与上述的通道分离调整是相互依赖的。您可以使用“参考”立体声接收器（无线电）确定 LED 通道（左右）的输出。

应当注意，很难根据接收到的信号将变压器T1精确地调谐到38kHz的频率，因为如已经指出的，FET系统中的子载波被完全抑制并且在传输暂停中不存在。这里你可以使用以下技巧：将接收器调谐到电台（有PLL捕获模式），暂时从A5块的晶体管VT5的基极上拆下电容器C1。然后，通过容量为 10 ... 15 pF 的电容器，从 A1 块的 DD2 微电路的输出 2 或 2 施加频率为 38 kHz 的脉冲到该晶体管的基极，并控制 T1 处的电压用示波器将变压器T1调至最大信号。在这种情况下，变压器 T1 将被微调到 38 kHz 的频率。

最后，调整 A4 立体声指示/立体声自动化单元（如果已安装）。该模块的电阻器 R8 调节比较器的阈值，以便在存在立体声信号时，HL1 LED 清晰亮起。在没有信号且改变照明范围（和“闪烁”）时，LED 不应如此。

如果 LED 输入端的电压与推荐电压 (60 ... 90 mV) 不同，则可能需要通过选择电阻器 R1 来调整晶体管 VT4 上的级联增益（在这种情况下，您将再次需要设置该晶体管的直流模式）。

将使用所述 LED 的业余接收器的音质与使用 TA7342 和 TA7343 微电路上的 LED 接收立体声路径的音质进行比较。使用输出功率为 2x15 W 的电子管放大器和音响系统 25AC-033 以及立体声电话进行收听。所提议的 LED 具有更高的透明度和自然的声音。通道分离实际上与“参考”LED 没有什么不同。

文学

日穆林 P.M. 存储解码器。 - M.：通讯，1980。
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Kartsev E.，Chulkov B. 带晶体振荡器的立体声解码器。 - 广播，1986 年，第 2 期，第 38 页42-XNUMX。

作者：A.Kiselev，莫斯科

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