Приемник УКВ стереофонических сигналов

                      Рисунок 6-Назначение выводов К174ХА34АМ 

 

1,2-подключения фильтра  нижних частот;3-общий (-Un); 4-напряжение питания (+Un); 5-подключения контура гетеродина;6-подключения контура гетеродина и блокировочного конденсатора;7,8,12,13-подключение конденсатора активного фильтра промежуточной частоты;9,10-не используются; 11-вход сигнала уровня напряженности поля; 14,15-входы усилителя высокой частоты; 16-выход сигнала звуковой частоты; 17-вход

сигнала обратной связи усилителя звуковой частоты (не инвертирующий вход дифференциального каскада УНЧ); 18-подключение блокировочного конденсатора инвертирующий вход дифференциального входа УНЧ

2.1.1Описание работы микросхем ВЧ части приёмника

Сигнал с антенны поступает на широкополосный контур L1,C2,C3,котрый выделяет все полосы частот, отведённую для УКВ ЧМ - радиовещания.

     Этот контур  подключен не посредственно ко входу усилителя высокой частоты в составе ИС (выводы 14 и 15). Настройка на частоту принимаемой радиостанции осуществляется только перестройкой контура гетеродина L2,С12,С14,С15 с помощью переменного конденсатора  C15.

     Для индикации  точной настройки на частоту  принимаемой радиостанции служит  светоизлучающий диод VD1.

     Если приёмник  не настроен на станцию, то  напряжения на выводе 11 максимально, транзистор VT1 открыт, а VT2 закрыт, диод не светится. В момент точной настройки на принимаемую радиостанцию напряжение на выводе 11 снижается до 0,1В и транзисторы переключаются, а диод начинает светится.

    Выходной сигнал  низкой частоты с вывода 16 поступает  на эмитерный

повторитель на транзисторе VT3 и далее на разделительный фильтр, который формирует псевдостереофонический  сигнал. В приёмники может быть применена настройка гетеродна при помощи варикапов, как это показано на рисунке(4). Для этого в схему надо ввести стабилизатор напрежения.

    Для создания  разнообразных радиоприёмников, тюнеров, кассетных, CD и MINIDISC плееров, магнитол, мультимедийных акустических систем и дугой радиоаппаратуры может применяться комплект микросхем включающий в себя: КР174ХА34АМ-однокристальный ЧМ- радиоприёмник и КР174ХА51-двухсистемный стереодекодер. На основе К174ХА34АМ может быть монофонический ЧМ – радиоприёмник с выходом на наушники  для индивидуального прослушивания радиопередачи. Добавление микросхемы

КР174ХА51 превращает радиоприёмник в стереофонический с аналоговым управлением настройкой на станцию и громкостью.   

                                   

 

Рисунок 7 –структурная схема К174ХА51

 

     КР174ХА51-интегральная схема предназначена для применения в радиоприёмниках различных групп сложности, от малогабаритных до сетевых тюнеров, и обеспечивает декодирования комплексного стереосигнала как по системе с полярной модуляцией в диапазоне УКВ, так и по системе с пилот-тоном в диапазоне  FM. ИМС реализует схему декодирования с переключением каналов. Синхронизация переключающих импульсов осуществляется с помощью петли ФАПЧ, синхронизированной несущей (для ПМ) или пилот-тоном (для ПТ). Наличие двух постоянных времени интегрирования в петле ФАПЧ повышает помехоустойчивость и точность разделения стереофонических каналов.

                       Рисунок 8 - тип корпуса К174ХА51

 

Рисунок 9- располжения вводов К174ХА51

 

 

 

 

             Таблица 1-Описание выводов ИМС  К174ХА51

 

Микросхема представляют собой двухсистемный стереодекодер стереофонического  радиовещания и предназначена для низковольтной звуковоспроизводящей  аппаратуры, в том числе с кнопочным управлением: радиоприёмников, плееров, магнитол, мультимедийных и иных активных акустических систем; для построения различных радиоприёмных и аудиоустройств при совместном применении с ИС радиоприёмника К174ХА34АМ.     

     

   Она обеспечивает декодирования комплексного стереосигнала как по системе с полярной модуляции в диапазоне УКВ, так и по системе с пилот-тоном в диапазоне FM и реализует схему декодирования по методу с временным разделением (переключением) каналов.

Имеется возможность как автоматического опознавания, так и принудительного задания системы декодирования, индикации текущей системы декодирования, принудительного «МОНО» режима. Имеется драйвер светодиодного индикатора «СТЕРЕО» текущего режима работы. При использование частотнозадающих элементов с жёсткими допусками настройки частоты свободных колебаний ГУН не требуется. 

 

2.2 Предварительный расчет тракта ПЧ

 

2.2.1 Обоснование выбора типа избирательной системы тракта ПЧ

 

       В тракте ПЧ в качестве избирательной системы могут применяться полосовые фильтры, одиночные контура, пьезокерамические фильтры (ПКФ), фильтры сосредоточенной селекции (ФСС). В приемниках наибольшее применение нашли ПКФ и ФСС, которые обычно является нагрузкой смесителя и обеспечивает практически всю требуемую избирательность по соседнему каналу. Основным достоинством ПКФ перед другими избирательными системами является обеспечение высокой прямоугольности резонансной характеристики приемника, обеспечивающей высокую избирательность по соседнему каналу при требуемой полосе пропускания, минимальные габариты, легко согласуется с транзисторными схемами и схемами на ИМС.

      Одиночные  контура используются в качестве нагрузки усилителя промежуточной частоты (УПЧ), обеспечивающими согласование с входом детектора.

 

2.2.2  Расчет избирательности одиночного контура УПЧ

 

       Задаемся допустимым коэффициентом допустимых искажений одиночного контура УПЧ и определяем по формуле(11):

                                             Мупч = 1 дБ = 1,12 раз                                     (11)

       Определяем требуемую  эквивалентную добротность контура по формуле (12):

                                               Qэ =                                     (12)

где fпр – промежуточная частота (для диапазона УКВ 10,7 МГц);

П – полоса пропускания;

Мупч – допустимый коэффициент искажений одиночного контура УПЧ

  = 14,6      

Но так как в выбранной ИМС низкая fпр 70 кГц. То расчитаем формулу (12) занова:

  =95,6    

        Определяем максимальную эквивалентную добротность контура по формуле(13):

                                                        Qэ max = ψ * Qк                                       (13)                                                                                   

где   ψ – коэффициент шунтирования;

Qк – конструктивная добротность контура, заданная в п. 1.5    

                                                      Qэ max = 0,5 * 120 = 60                                                                                                                                                             

       Определяем избирательность по соседнему каналу, которую обеспечивает одиночный контур по формуле(14):

                                            δск упч =                               (14)      где f - расстрой-ка для соседней станции приемника;                                               Qэ – эквивалентная добротность контура

 

                                     δск упч = = 1,23                   

      Переводим рассчитанную избирательность в децибелы (дБ) по формуле (15):

                                    δск упч(дБ) = 20 lg 1,23= 1,79 дБ                                       (15)      

2.2.3 Расчет числа звеньев ФСС

       Определяем допустимый коэффициент частотных искажений, вносимых ФСС по формуле(16) :

                                    МфссдБдоп= МобщдБ – МвхдБ – Мупч – Мзч =               (16)

где Мобщ - общая величина коэффициента частотных искажений из ТЗ;

Мв - коэффициент частотных искажений входной цепи приемника;

Мзч - коэффициент частотных искажений тракта звуковой частоты (3дБ)

                                   МфссдБдоп= 26– 0,26 – 1 – 3 = 21,74 дБ        

       Определяем требуемую избирательность по соседнему каналу ФСС по формуле(17):

                               δск фсс дБ = δск тр дБ – δск вц дБ – δск урч дБ – δск упч дБ            (17)

где  δск тр дБ – требуемая избирательность по соседнему каналу из ТЗ;

δск вц дБ – избирательность контура входной цепи по соседнему каналу;

δск урч дБ – избирательность УРЧ по соседнему каналу;

δск упч дБ – избирательность УПЧ по соседнему канналу                                             δск вц дБ и δск урч дБ равны 0, т.к. входная цепь и УРЧ не обеспечивают избирательности по соседнему каналу.

                                            δск фсс дБ = 47 – 0 – 0 – 1,79 = 45,21 дБ 

       Определяем расчетную полосу пропускания:

                                                      Пр=                                                    (18)

где П – полоса пропускания, рассчитанная в п. 1.4;

αп – величина относительной расстройки на границе полосы пропускания, принимаем αп = 0,9

                                                      = 406,7 кГц

Определяем требуемую добротность контура ФСС по формуле(19) :

                                                      Q = =                                            (19)

где fпр – промежуточная частота (для диапазона УКВ 10,7 МГц);

Пр – расчетная полоса пропускания

                                                       Q = = 74,7                                                             

       Определяем величину относительной расстройки для частоты соседнего канала по формуле(20):

                                                          αс =                                                    (20)

 

где f – расстройка для соседнего канала;

Пр – расчетная полоса пропускания

                                                         αс= = 0,71                                                                                          

       Определяем величину обобщенного затухания по формуле(21):

                                             

                                                        β =                                                    (21)

где Qк – конструктивная добротность контура;

fпр – промежуточная частота;

Пр – расчетная полоса пропускания

                                         β = =  0,39                                                 

       Определяем число звеньев ФСС, необходимых для обеспечения требуемой избирательности по соседнему каналу ФСС по формуле(22):

                                                         m =                                                 (22)

где δск фсс дБ - требуемая избирательность по соседнему каналу ФСС;

δск I дБ – избирательность одиночного контура УПЧ

                                                                m = = 6                                                                                        

Определяем величину частотных искажений, вносимых ФСС смесителя на краях полосы пропускания:

                                                             Мфсс = m * Mфсс1                                    (23)

где m – число звеньев ФСС;

Мфсс1 - величина частотных искажений одиночного контура ФСС.

                                                               Мфсс = 6 * 2 = 12 дБ                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

                                                  Мфсс = 12 дБ >  Мфссдоп = 2,74 дБ                                                                     Вывод: т.к. количество звеньев больше 3 и ФСС не обеспечивает требуемой избирательности, выбираем пьезокерамический фильтр SFE10.7MS3A-1. Его параметры:

      - Полоса  пропускания П = 180 кГц;

      - Избирательность  по соседнему каналу δс.к = 40 – 45;

      - Затухание 4,5 – 7 дБ.

2.3 Расчет требуемого коэффициента усиления высокочастотной части радиоприемника

       Определяем требуемый коэффициент усиления высокочастотной части радиоприемного устройства: