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无线电电子与电气工程百科全书 K174 系列的微电路。 参考数据
双标准立体声解码器 KR174XA51 JSC“Angstrem”（莫斯科）开发并掌握了芯片 KR174XA51 的生产能力 - 一种立体声解码器，设计用于解码立体声信号，既符合国内标准的极化调制（OIRT），又符合国外标准 - 具有导频音（ CCIR）在家用收音机中的应用。 该微电路采用了新的技术方案，这些方案已被记录在《民法发明法典》中。 该微电路采用 2104.18-B 封装（图 1）。 重量 - 不超过 3 g 实施技术 - 具有组合氧化物绝缘和 pn 结的平面外延 2 µm BiCMOS。
KR174XA51立体声解码器实现XNUMXx过采样时分解码，有效抑制泛音，提供额外的导频音抑制，解码极化调制立体声信号时通道之间的恒定电平移动抑制，以减少切换“立体声”-“单声道”和扩展时的干扰。动态范围，以及自动识别解码系统及其强制设置的可能性，所选系统的指示。 如有必要，立体声解码器可以切换到永久的“单声道”模式。 当使用具有严格公差的频率设定元件时，微电路不需要调整 VCO 的自由振动频率。 立体声解码器具有 VCO 频率控制输出（62,5/76 kHz），包含一个电流放大器，用于连接“立体声”模式的 LED 指示灯。 （在这里和下面，通过斜线，表示两个解码系统的频率值 - 分别具有极性调制和导频音）。 对于立体声解码器的操作，需要最少的外部附件。 微电路的引脚排列：引脚。 1——反馈信号输入； 连接PLL滤波器积分电容的端子； 别针。 2——反馈信号输入； 连接PLL滤波器的电阻和积分电容的端子； 别针。 3——鉴相器的输出； 连接PLL滤波器的电阻和积分电容的端子； 别针。 4 - 一般； 负功率输出； 别针。 5——输出端，用于连接VCO频率设定电容； 别针。 6-输出用于连接频率设置电阻和VCO隔直电容； VCO控制输入； 别针。 7 - 用于指示“立体声”模式的信号输出； VCO频率控制信号输出； 别针。 8——解码系统选择开关控制信号输入； 别针。 9——AF通道B输出信号； 别针。 10——AF通道A输出信号； 别针。 11——AF通道B信号前置放大器的输出； 别针。 12-极性调制模式下用于预失真校正的低通滤波放大器的反相输入； 别针。 13-极性调制模式下用于预失真校正的低通滤波放大器的同相输入； 别针。 14——AF通道A信号前置放大器的输出； 别针。 15——正电源输出； 别针。 16 - 复杂立体声信号的输入； 别针。 17-阻塞输出，设置复杂立体声信号的缩放放大器的增益； 缩放放大器的反相输入； 别针。 18-副载波/导频音幅度检测器的输出； “立体声”-“单声道”模式选择通道的施密特触发器输入。 立体声解码器的功能框图如图2所示。 3，其包含的典型电路如图XNUMX所示。 XNUMX.
复杂的立体声信号被馈送到缩放放大器 DA1 的输入，该放大器用于将输入电压带到解码器的标称电平 200...250 mV。 此外，信号传递到相位检测器的输入和立体声信号解码器的输入。 相位检测器的第二输入接收来自控制脉冲整形器的示例性信号。 示例性信号具有子载波频率或导频音频率。 鉴相器的输出与鉴相器的输入信号和参考信号之间的相移成正比； 它还包含宽频谱中的其他组合组件。 为了隔离有用的组件，使用了比例积分 PLL 滤波器，该滤波器在 OS 电路中的运算放大器 DA2 上以及外部积分电容器（图 5 中的 C6、C3）上制成。 此外，滤波器形成 PLL 环路的频率相位响应，确保其稳定性和捕获带宽的必要参数。 使用具有电流输出的 DA3 差分放大器从 PLL 滤波器获取的积分相位误差电压应用于 VCO 控制输入。 标称频率为 500/608 kHz 的 VCO 输出脉冲被馈送到控制脉冲整形器，控制脉冲整形器在重新计算和解码后生成解码器控制信号和相位检测器的示例信号，从而闭合 PLL 环路。 立体声信号解码器由四个获取/保持块组成 - 每个通道两个。 控制脉冲整形器提供采样脉冲的相移，将它们与副载波电压的最大值和最小值同步，以分别检测通道 A 和 B 的包络。 解码器还包含通道 A 和 B 的模拟多路复用器-内插器，用于执行信号重采样。 此外，它们通过将来自解码器输入的信号应用于其输出，绕过解码块，提供到“单声道”模式的转换。 解码信号采用 31,25/38 kHz 步长的形式。 过采样包括在相邻信号样本之间添加中间点，以便阶跃的幅度减半，频率加倍（高达 62,5/76 kHz）。 因此，经过输出RC滤波器R6C12和R7C13滤波后，输出信号中的泛音噪声水平降低了四倍。 信号A和B从解码器的输出被馈送到缓冲器电压跟随器DA4、DA6（图2）的输入，然后通过加法放大器DA7、DA8到达微电路的输出。 滤波器R6C12和R7C13用于补偿高频信号预失真，时间常数tf=R6C12=R7C13=50 µs。 为了获得tf=75 µs，需要校正电容器的值，或者如有必要，引入时间常数的电子开关元件。 解码极性调制立体声信号时，差分通道（A-B）的低频预失真通过具有差分输入和输出的低通滤波器进行校正，该低通滤波器由外部 RC 电路 R3C10R4 和内部放大器 DA5 组成，电流输出。 DA5 放大器在极性调制和“立体声”模式下自动打开。 时间常数tnch =(R3+R4)C10=1,0186 ms。 放大器增益U1-3/U10-9=4，其中U1-3和U10-9是对应的一对微电路引脚上的电压。 幅度同步检测器将导频音/副载波转换为直流电压，并将它们集成在外部电容器 C2 上（图 3），滤除音频分量。 集成的直流电压用于通过负反馈消除信号链中几乎为零的导频音/副载波。 幅度检测器的输出信号也进入施密特触发器的输入，施密特触发器具有足够的信号电平，将整个KR174XA51立体声解码器从“单声道”模式切换到“立体声”模式。 解码系统开关基于带有 RS 触发器的次低频发生器。 在没有立体声信号识别的情况下，立体声解码器会定期从极性调制 (PM) 工作切换到导频音 (PT) 工作，反之亦然。 捕获副载波/导频音并使用施密特触发器生成“立体声”信号后，低频发生器停止，RS 触发器将立体声解码器保持在公认的解码标准。 因此，对接收到的信号存在“自动调谐”。 指示器电流放大器提供了直接连接到 LED 的立体声解码器的可能性，指示“立体声”模式下的操作。 放大器的输出（引脚 7）用于控制 VCO 的自由振动频率。 在 VCO 调谐期间，LED 关闭。 Tacr.av=25+5°С 和调制频率 1 kHz 时的主要特性
“立体声”(A + B) 模式的特点是复杂立体声信号中同时存在两个 AF 分量 - 通道 A 和通道 B 中。记录“立体声”(A + B)、A、B 表示： ，根据测量条件，它们首先被馈送到立体声解码器，即完整的立体声信号，然后交替地分别将B分量和A分量清零。 在“立体声”(A+B) 模式下，0 首先应用完整的立体声信号，之后两个分量都重置为零； 而副载波仍然存在。 立体声解码器的此类测试条件由 PLL 环路的特性决定，并且对于确保可靠捕获立体声信号是必要的。 应该注意的是，微电路在电气方面能够承受高达 8 V 的电源电压、高达 0,5 V 的复杂立体声信号电压以及通过通道 A 和 B 的 AF 输出电流高达 5 mA，而不会产生负面影响。 ，但该模式下立体声解码器的性能无法保证。 为了最大限度地减少噪声，特别是在接收弱电台时，建议在立体声解码器的输入端打开一个截止频率为 70 ... 80 kHz 的低通滤波器（至少是典型典型中所示的最简单的无源 R1C1）。开关电路）。 最有效的是二阶至四阶有源低通滤波器。 噪声和杂散带外信号的抑制可防止它们在解码期间转换到音频频谱区域，从而接近可实现的最大噪声参数。 由于 CSS 的频带比 AF 的带宽宽得多（此外，时间常数 tf = 50 μs 的有限低频滤波器，相当于 3,2 kHz），因此伴随的 CSS 和噪声一起解码立体声信号比单声道接收高 10 ... 18 dB。 因此，当接收到的信号低于原始单声道信噪比降至 48 ... 40 dB 的水平时，有必要强制立体声解码器进入“单声道”模式以保持可接受的音质。 为此，请使用场强指示器的信号（信号电平），该信号在无线电接收路径的大多数微电路中都可用。 当使用输入滤波器时，通道分离度恶化得越多，KSS频段从20 Hz到53 kHz的频率响应和群延迟的不均匀性就越高。 因此，当使用最简单的 R1C1 滤波器（图 3）时，PM 的实际通道分离度会恶化至 24 dB，FET 的实际通道分离度会恶化至 20 dB。 此外，不仅在频谱的上部（泛音频率）而且在频谱的下部，有必要最小化频率响应的不均匀性。 输入隔离（图 4 中的 C3）和隔直（C3）电容器的值在带宽方面过大，对于确保高通道分离是必要的。 通过将一个附加电阻器与电容器 C200 串联，将输出信号电平调整为标称值 250...3 mVeff。 在这种情况下，定标放大器 DA1（图 2）的传输系数根据以下公式在 1...5 范围内变化：Кп=1+20/(5+Rdop)，其中 Rdop 为千欧姆电阻附加电阻。 元件 C8、R5 设置 PLL VCO 的自由振荡频率。 时间常数 tf=R5C8=0,94 µs +1% 频率调整通常不需要。 由于这些元件的额定值精度最差，建议将电阻器 R5 采用电阻为 4,3 kOhm 的恒定电阻器和电阻为 1 - 7 kOhm 的可变电阻器串联的形式。 调节VCO的频率时，控制微电路8脚信号的频率。 此时 LED 关闭，引脚 62,5 连接到公共线。 受控信号的频率应等于 9 kHz。 电容器CXNUMX在一定程度上减少了干扰对信号频率稳定性和相位失真的影响，如有必要可以将其消除。 当使用非6V电压的电源时，建议根据VCO频率与电源电压的偏差图调整电阻R5的值（图4）。
电阻校正的值和符号（以百分比表示）必须等于图表上相应点的频率偏差（以百分比表示）。 双标准立体声解码器 KR174XA51 所需的时间常数tph值可以用元件R3、C10、R4的其他值来获得。 仅应假设总电阻 R3 + R4 应在 20 ... 50 kOhm 范围内。 当tHF的误差大于2%时，极坐标调制模式下的通道分离度会恶化到1kHz以下的AF，在一定限度内人耳主观感觉不到。 电阻器R3、R4的电阻值的不等式实际上对输出参数没有影响，可以在从典型范围选择额定值或将tf设置为最大分离时使用。 电容器C11设置时间间隔，在该时间间隔期间逐一检查一种或另一种编码标准的信号的存在。 通过将芯片的引脚 8 连接到用于极性调制的公共线和用于导频音的正极电源线来强制执行解码标准。 在自动解码系统检测模式下，该引脚上的高电平和低电平可用于指示接收信号所选择的解码系统。 为此，必须为指示器提供高输入电阻 - 超过 1 MΩ。 电容器C2 设置幅度检测器的积分时间常数。 它的减少可能会导致在具有极性调制和立体声信号的错误定义的系统中通道分离到 AF 中的恶化，而增加可能会导致识别时间的增加。 反过来，识别时间必须小于分配给识别的时间间隔。 通过 18 kΩ 电阻将引脚 68 连接到地，可以强制立体声解码器进入单声道模式。 在实际应用中，使用节点来实现该功能更为方便，其示意图如图5所示。 250. 如果 AF 的输出电压设置为大于 2 mVeff，则应减小电阻器 RXNUMX 的值。
LED HL1 必须具有最小的正向压降。 只有在 0,5 mA 电流下具有可接受亮度的红色 LED 才适合此处。 否则，必须根据图 6 中的电路通过电流缓冲放大器来打开 LED。 1. 相同的缓冲级可用于生成逻辑TTL/CMOS“立体声”信号。 将其从三极管VT2的集电极上取下（电阻R100应换成另一电阻，阻值为1kOhm）。 “立体声”信号的存在对应于缓冲级输出处（晶体管VTXNUMX的集电极上）的低逻辑电平。
在电路板上安装微电路时，应考虑鉴相器对漏电流的高灵敏度，并避免磁通淹没微电路的引脚 1 和 2。 在这方面，通过使用由连接到引脚 3 的印刷导体制成的保护环可以获得良好的结果。该环应围绕引脚 1 和 2，以及元件 R2、C5、C6 的引脚（图 3）。 此外，为了最大限度地减少微电路发出的干扰，电源滤波电容器C7应尽可能靠近其端子4和15，元件R5、C8、C9应尽可能靠近端子4、5和6 。 上图。 图7示出了立体声解码器切换到“立体声”模式的最小输出信号电平对两种解码标准的电源电压的依赖性。 “立体声”模式指示灯的输出电流-电压特性（根据立体声解码器的引脚7）如图8所示。 1,4. 这里，在 Uind × 2 ... 62,5 V 部分，频率为 76 / 2,2 kHz 的输出漏电流具有接近曲折的脉冲形状。 随着指示器电压的进一步增加，电流脉冲的幅度减小，并且在 Uind = XNUMX V 或更高时，指示器电流变得恒定并且有泄漏。
非线性失真系数和立体声解码器消耗的电流对电源电压的依赖性如图 9 所示。 分别是10和XNUMX。
作者：S.Alenin，莫斯科
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