ЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР И СТЕРЕОГЕНЕРАТОР

May 19, 2010 by admin Комментировать »

Одним из наиболее сложных устройств стереофони­ческого радиоприемника является стереодекодер, от правильности настройки которого зависят основные показа­тели передачи и воспроизведения звука: достаточное разделение каналов, малые нелинейные искажения и низкий уровень шумов.

Для настройки стереодекодера предлагается прибор, позволяющий получить синусоидальный сигнал звуковых частот, поднесущую частоту 31,25 кГц, полярно-модули-рованные колебания (ПМК.) и комплексный стереосиг­нал (КСС), имитирующие передачу суммарного и раз­ностного стереофонических сигналов, а также сигналов левого (А) и правого (В) каналов в отдельности.

Технические характеристики прибора

Звуковой генератор: рабочий диапазон частот 10 Гц.., 200 кГц; выходное напряжение 2,0 В, регулируется плавно и с по­мощью ступенчатого аттенюатора ослабляется в 10 и 100 раз. Изме­нение амплитуды выходного напряжения при изменении частоты генератора не превышает 10 %. Коэффициент нелинейных искажений на частотах 50 Гц…200 кГц менее 0,3%. Индикация частоты на­стройки звукового сигнала — с помощью электронно-счетного часто­томера.

clip_image001

Рис. 1. Схема звукового генератора

Стереогенератор: обеспечивает формирование сигналов поднесущей КСС, ПМК с уровнем напряжения на выходе 1 В; пере­ходное затухание между каналами А и В на частоте 1000 Гц не хуже 30 дБ; коэффициент нелинейных искажений выходных сигналов не более 2 %. Кроме того, прибор вырабатывает высокочастотный сигнал КСС или ПМК в диапазоне УКВ на фиксированной частоте около 70 МГц. При этом высокочастотное напряжение на выходе прибора составляет около 10 мВ.

Звуковой генератор (рис. 1) собран на опе­рационном усилителе DA1. Частота настройки генератора регулируется плавно сдвоенным переменным резисто­ром R4, R5. Переключение поддиапазонов осуществля­ется переключателем SB1, который коммутирует конден­саторы С1С8 в мосте Вина — Робинсона. Стабилизация амплитуды звукового сигнала осуществляется термистором R2.

Синусоидальный сигнал с выхода операционного уси­лителя DA1 через переключатель SB2.1 поступает на составной змиттерный повторитель (VT2, VT3) и далее на выход прибора.

clip_image003

Рис. 2. Схема стереогенератора

Стереогенератор, принципиальная схема кото­рого показана на рис. 2, состоит из генератора звуковой частоты 1000 Гц, парафазного усилителя с сумматором, генератора поднесущей частоты, амплитудного модуля­тора и выходного усилителя.

Генератор звуковой частоты 1000 Гц выполнен на полевом транзисторе VT7 по схеме автогенератора с трансформаторной связью. Равные по амплитуде, но противоположные по фазе напряжения, снимаемые с эмиттерной и коллекторной нагрузок транзистора VT6, подаются на два сумматора, собранные на резисторах R35 — R42, R44, R45.

Особенностью этого прибора является кварцевая ста­билизация генератора поднесущей частоты 31,25 кГц, который состоит из кварцевого генератора частоты 4 МГц, делителя частоты на 128 и резонансного усили­теля.

Генератор частоты 4 МГц выполнен на микросхемах DD1.1 и DD1.2 и кварце ZQ1 по схеме мультивибратора в автоколебательном режиме. Прямоугольные импульсы через буферный каскад подаются на делитель, который выполнен на микросхемах DD2, DD3, представляющих собой двоичные четырехразрядные счетчики с коэффи­циентом деления соответственно на 16 и 8. Прямоуголь­ные импульсы частотой 31,25 кГц, снимаемые с вы­хода 11 микросхемы DD3, подаются на резонансный усилитель VT4, настроенный на частоту 31,25 кГц. Сину­соидальный сигнал с коллектора транзистора VT4 пода­ется на амплитудный модулятор поднесущей частоты, который выполнен на транзисторе VT5 и диоде VD1. На­пряжение звуковой частоты 1000 Гц поступает на модулятор с парафазного усилителя. Требуемая глубина амплитудной модуляции поднесущей частоты достига­ется подстроечным резистором R43, а минимум нели­нейных искажений амплитудно-модулированного сигнала определяется сопротивлением резистора R30. Частота настройки контура модулятора определяется индуктив­ностью катушки L2 и емкостью конденсатора С22. Сиг­нал поднесущей частоты с катушки связи L3 модуля­тора подается на суммирующее устройство. Просумми­рованные сигналы через переключатель SB4 поступают на выходной усилитель. При включении кнопок пере­ключателей SB3 и SB4.1 на выходной усилитель поступает напряжение, имитирующее суммарный сигнал с противофазной модуляцией. При включении кнопок пе­реключателей SB3 и SB4.2 на выходной усилитель . поступает напряжение, имитирующее суммарный сигнал в канале А и паузы в канале В, а при включении кнопок переключателей SB3 и SB4.3 — сигналы в кана­ле В и паузы в канале А. При выключенной кнопке SB3 и включенной кнопке переключателя SB4.1 на выходной усилитель подается сигнал поднесущей частоты 31,25 кГц без амплитудной модуляции. При выключенной кнопке SB3 и включенной кнопке переключателя SB4.2 или SB4.3 на выходной усилитель поступает напряжение, имитирующее суммарный сигнал с синфазной моду­ляцией.

Вместо кварца на частоту 4 МГц можно применять кварц на 2 или 1 МГц, но для этого необходимо изме­нить схему делителя частоты, который должен соответ­ственно делить на 64 или 32. При этом на частотомер сигнал частотой 1 МГц должен подаваться либо с вы­вода 12 микросхемы DD2, либо с вывода 8 микросхе­мы DDL

Выходной усилитель состоит из двух каскадов. Пер­вый каскад собран по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе VT8. Сигналы ПМК, выделенные на на­грузке транзистора VT8 (резистор R55), подаются на схему частичного подавления поднесущей частоты: кон­тур L4C37 и резисторы R56R58. Включение контура L4C37 осуществляется переключателем SB5.L Необходимое значение (14 дБ) подавления поднесущей часто­ты устанавливается резистором R57. Сигналы ПМК или КСС, выделенные на резисторе R57, поступают на вто­рой каскад, который выполнен на полевом транзисто­ре VT9. Оптимальный ток транзистора задается сопро­тивлением резистора R61. Усиленные сигналы ПМК или КСС, снимаемые с нагрузки R60 транзистора VT9, через переключатель SB2.1 (см. рис. 1) поступают на состав­ной эмиттерный повторитель (VT2, VT3) и далее на выход прибора (гнезда XW1XW4]. Значение сигнала на выходе прибора регулируется плавно с помощью по­тенциометра R17 или ступенчато через 20 дБ резисто­рами R18 — R21.

Выравнивание в приборе уровней выходных сигналов ПМК и КСС осуществляется следующим образом. В ре­жиме «ПМК» переключателем SB5.2 в цепь истока тран­зистора VT9 включается резистор R62, который умень­шает коэффициент усиления каскада на 14 дБ и тем самым обеспечивает на выходе прибора одинаковый раз­мах сигналов КСС и ПМК.

clip_image004

Рис. 3. Схема частотомера

Встроенный частотомер исключает необходи­мость применения градуированного лимба настройки частоты ЗГ. Принцип работы частотомера заключается в том, что счетный узел считает количество поступаю­щих на его вход импульсов, сформированных из входно­го измеряемого сигнала в течение определенного интер­вала времени измерения. Диапазон измеряемых частот от 1 Гц до 999 кГц разбит на четыре поддиапазона: 1…999 Гц, 10 Гц…9,99 кГц, 100 Гц…99,0 кГц, 1 кГц… 999 кГц. В зависимости от положения переключателя поддиапазонов SB1 показания на светодиодах умножа­ются на 1, 10, 100 и 1000.

На рис. 3 приведена принципиальная схема частото­мера, включающая в себя: формирователь входного сиг­нала, формирователь стробоимпульсов, счетчик импуль­сов, дешифраторы и индикаторы.

clip_image005

Рис. 4. Схема блока УКВ

Формирователь входного сигнала преобразует напря­жение синусоидальной формы в прямоугольные импуль­сы. Формирователь состоит из усилителя-ограничителя и триггера Шмитта. Усилитель-ограничитель выполнен по схеме резистивного усилителя на транзисторе VT1 (в сх. рис. 1). Прямоугольные сигналы с нагрузки R11 транзистора VT1 подаются на триггер Шмитта (микро­схема DD10), который вырабатывает логические прямоугольные сигналы звукового генератора, поступающие на счетчик импульсов.

Формирователь стробоимпульсов выполнен на тригге­рах DD4DD9. В качестве опорного сигнала использу­ются прямоугольные сигналы кварцованной частоты 1 МГц, снимаемые с вывода 12 DD3. Этот опорный сиг­нал поступает на делитель частоты, который преобра­зует частоту опорного сигнала до 1 Гц. Каждая микро­схема делителя частоты имеет коэффициент деления 10. Стробоимпульсы частотой 1000, 100, 10 или 1 Гц (в за­висимости от положения переключателя SB1) подаются на одновибратор (DD11]. Этот каскад осуществляет сброс счетчика импульсов (DD12, DD15, DD18) звуко­вого генератора. Частота импульсов сброса равна часто­те стробоимпульсов. Счетчик считает определенное ко­личество импульсов, поступающих на его вход (вывод 14 DD12) с триггера Шмитта.

Чтобы исключить мерцание показаний индикаторов в момент пересчета импульсов, применяются буферные регистры, выполненные на микросхемах DD13, DD16, DD19. Сигналы с выходов буферных регистров подаются на дешифраторы (DD14, DD17, DD20), которые преоб­разуют цифровые сигналы двоичного кода в сигналы «семисегментного» кода для управления полупроводни­ковыми цифровыми индикаторами с разъединенными анодами сегментов (HL1HL3).

Частота настройки звукового сигнала (в герцах) определяется по показаниям индикаторов частотомера, умноженным на значение множителя (1. 10, 100 или 1000).

Блок УКВ (рис. 4) выполнен в виде отдельного узла и состоит из автогенератора и выходного каскада,

В СССР радиовещание в диапазоне УКВ осуще­ствляется с частотной модуляцией. Поэтому в приборе применен автогенератор, у которого частота изменяется в зависимости от значения модулирующего сигнала КСС (ПМК).

Автогенератор выполнен на транзисторе VT10 по схеме «емкостная трехточка». Частота настройки гене­ратора регулируется изменением индуктивности катуш­ки L5. Модулирующий сигнал на автогенератор пода­ется через конденсатор С42 и резистор R65. Частотная модуляция несущей частоты сигнала УКВ осуществля­ется за счет изменения емкости варикапа VD2 при по­даче на него сигнала КСС (ПМК). Этот варикап под­ключен к контуру автогенератора через конденсатор С45. Для уменьшения амплитудной модуляции сигнала не­сущей емкость этого конденсатора выбрана очень малой. Максимальная глубина частотной модуляции (девиация несущей) составляет ±50 кГц. Девиация подбирается изменением сопротивления резисторов R64R66.

Частота настройки контура автогенератора определя­ется индуктивностью катушки L5 и емкостями конден­саторов С46, С47. Напряжение автогенератора, снимае­мое со вторичной обмотки контура L6, через конденса­тор С48 подается на выходной каскад, который собран по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе VT11. Сигнал, выделенный на нагрузке R72 транзистора VT11, поступает через конденсатор С51 и согласующее устрой­ство R73R75 на выход прибора (гнездо XS5)t

Блок питания, принципиальная схема которого показана на рис. 5, состоит из понижающего трансфор­матора Т2, выпрямителя VD3 и трех стабилизаторов напряжения +12 В, — 12 В, +5 В.

Стабилизатор напряжения +12 В выполнен по схеме активного фильтра на составных транзисторах VT12 VT13.

Стабилизатор напряжения +5 В выполнен на тран­зисторах VT14, VT15.

Стабилизатор напряжения — 12 В выполнен по самой простой схеме — на стабилитроне VD5 и балластном резисторе R78.

clip_image006

Рис. 5. Схема блока питания

Конструкция. Прибор собран на общем метал­лическом Г-образном шасси. Элементы прибора разме­щены на трех печатных платах. Плата блока УКВ, плата стереогенератора, силовой трансформатор и ра­диатор с мощными транзисторами стабилизатора рас­положены сверху на горизонтальной плоскости шасси. На передней панели прибора расположены: плата частотомера с индикаторными светодиодами, пять высокоча­стотных разъемов (XS1XS5) СР50-70Ф и все органы управления стереогенератора и звукового генератора, переключатели рода работ (SB 1.1SB1.5), ручка по­тенциометров «Частота», ручка потенциометра выходно­го напряжения «Плавно» и тумблер включения напря­жения питания «Сеть» (Q1).

К шасси крепится кронштейн, на котором размеще­ны: радиатор с предохранителями и разъем ХР1. Транс­форматор 77 намотан на ферритовом сердечнике 600НН К12Х6ХЗ. Обмотка 12 содержит 200 витков провода ПЭВ-2 0,12, а обмотка 34 — 40 витков того же про­вода. Силовой трансформатор намотан на сердеч­нике ШЛ20×25. Обмотка 12 содержит 1500 витков провода ПЭВ-2 0,27, обмотка 35 — 200 витков провода ПЭВ-2 0,68 с отводом от середины. Все контуры вы­полнены на броневых чашечных сердечниках БЗО из феррита марки 2000НМ-1. Катушки Lll, L12 имеют по 300 витков провода ПЭВ-2 0,15 с отводом от 60 витка, а катушка связи L3 — 50 витков. Разработку монтажа блоков стереогенератора, частотомера и других следует провести самостоятельно, ориентируясь на габариты де­талей. Соединение выводов микросхем на плате часто­томера было выполнено одножильным тонким проводом (для удобства монтажа составляется таблица соедине­ний).

В конструкции применены постоянные резисторы ОМЛТ, подстроечные резисторы СПЗ-9, переменные резисторы ППЗ-41, ППЗ-44, конденсаторы К50-6, К50-24, КТ, КМ, КД, переключатели П2К и предохранители ДПБ.

Настройку прибора начинают с проверки значе­ний постоянных напряжений питания на выходе стаби­лизаторов, которые должны быть -Ы2, +5 и — 12 В при подключенных эквивалентах сопротивлений нагрузок соответственно 56, 7,5 и 620 Ом.

Далее настраивают звуковой генератор. Для этого переключатель SB2.1 ставят в положение «ЗГ», а осцил­лограф подключают к выходу микросхемы DA1 (вы­вод 7). Ручку потенциометров R4, R5 «Настройка» ста­вят в крайнее левое положение (соответствует макси­мальному значению сопротивления). Нажимают кнопку переключателя SB 1.4 «1». На экране осциллографа дол­жен наблюдаться сигнал синусоидальной формы с ча­стотой менее 20 Гц и амплитудой около 4 В. Затем потенциометры R4, R5 ставят в крайнее правое положе­ние (соответствует минимальному значению сопротивле­ния). На экране осциллографа должен наблюдаться сигнал синусоидальной формы частотой более 200 Гц. В данном приборе на этом диапазоне минимальная частота звукового сигнала соответствует значению около 4 Гц, а максимальная — около 280 Гц. При этом во всем диапазоне частот амплитуда синусоидального сиг­нала должна быть практически постоянной. Затем ана­логично проверяют другие диапазоны частот звукового генератора. Для этого последовательно включают кноп­ки переключателя SB1 «10», «100», «1000» и проверяют параметры звукового сигнала. Амплитуда должна быть равной примерно 4 В и быть постоянной на всех диапа­зонах. Частота второго диапазона должна быть от 200 до 2000 Гц (в приборе 50 Гц…4 кГц). Частота третьего диапазона от 2 до 20 кГц (в приборе 800 Гц…65 кГц). Частота четвертого диапазона от 20 до 200 кГц (в при­бору 14…400 кГц). Если при переключении с диапазона на диапазон не происходит перекрытия звукового сиг­нала по частоте, то необходимо изменить в нужную сторону емкость конденсаторов С.1С8.

clip_image007

Рис. 6. Формы сигнала стерео-генератора

Далее осциллограф и ламповый вольтметр подклю­чают к гнезду XS1 и проверяют значение и форму зву­кового сигнала на выходе прибора, который должен быть синусоидальной формы и амплитудой около 3 В (действующее значение приблизительно 2 В). Если имеемся ограничение синусоидального сигнала сверху или снизу, то необходимо изменить соотношение рези­сторов R12, R13. Затем вольтметр и осциллограф под­ключают к гнезду XS2. Потенциометр R17 ставят в по­ложение, соответствующее максимальному значению напряжения (по шкале 1 В). Вращая движок потенцио­метра R16, выставляют звуковой сигнал на выходе при­бора равным 1,0 В (1,41 В — амплитудное значение). Далее ламповый вольтметр последовательно подключа­ют к гнездам XS3, XS4 и проверяют значения напряже­ния, которые должны быть соответственно равны 0,10 и 0,01 В.

В заключение с помощью измерителя нелинейных искажений С6-5 устанавливается минимум нелинейных искажений звукового сигнала и проверяется его значе­ние. Для этого прибор С6-5 подключается к гнезду XS1 и потенциометром R3 устанавливается минимум нели­нейных искажений звукового сигнала. Затем проверяется по всем диапазонам уровень нелинейных искажений, ко­торый должен быть не более значений, указанных в тех­нических характеристиках на прибор.

Далее осциллограф подключают к стоку транзисто­ра VT1 и проверяют сигнал, который должен быть пря­моугольной формы и амплитудой примерно 4 В.

Настройку стереогенератора начинают с проверки осциллографом формы и амплитуды прямоугольных им­пульсов на выходах микросхем DDLS, DD2, DD3, и сравнения их с осциллограммами, показанными на рис. 6.

Кнопку переключателя SB2 ставят в положение «Ст». При этом напряжение питания +12 В подается на все каскады стереогенератора.

clip_image008

Рис. 7. Временные диаграммы напряжений в частотомере

Осциллографом проверяется наличие синусоидально­го напряжения 1000 Гц на стоке транзистора VT7 (при отсутствии сигнала необходимо перебросить выводы 3, 4 трансформатора Т1). Далее осциллограф последова­тельно подключают к эмиттеру и коллектору транзисто­ра VT6 и проверяют форму и амплитуду синусоидаль­ных сигналов — они должны быть равны по амплитуде (около 2,5 В) и не иметь ограничения. Включают кноп­ку переключателя SB4.1, а кнопку переключателя SB3.3 отжимают. Ламповый вольтметр (осциллограф) подклю­чают к стоку транзистора VT5 и, вращая сердечники катушек L1 и L2, настраивают контуры на частоту 31,25 кГц (по максимальному размаху). Затем лампо­вый вольтметр и осциллограф подключают к резистору R57, а переключатель SB5.1 ставят в положение «ПМК». Потенциометром R34 устанавливают значение сигнала поднесущей 31,25 кГц, равное 0,5 В (действующее зна­чение), Затем переключатель SB5.1 ставят в положение «КСС» и; вращая сердечник катушки L4, настраивают контур частичного подавления поднесущей на частоту 31,25 кГц (ламповый вольтметр и осциллограф покажут минимум напряжения поднесущей). Затем, вращая по­тенциометр R57, устанавливают размах уровня поднесу­щей комплексного стереосигнала равным 0,096 В (КСС должен быть на 14 дБ меньше, чем ПМК). Если пока­зания лампового вольтметра будут отличаться от не­обходимого значения напряжения 0,096 В, то следует подобрать сопротивление резистора R56, который шун­тирует контур частичного падения поднесущей частоты. Далее ламповый вольтметр (осциллограф) подклю­чают к гнезду ХВ2, переключатель SB5.1 ставят в положение «ПМК». Вращая потенциометр R34, устанав­ливают сигнал на выходе прибора равным 1 В (рис. 6, а). Переключатель SB5.1 ставят в положение «КСС», при этом напряжение на выходе прибора долж­но быть одинаковым с напряжением ПМК. Если они отличаются, то необходимо подобрать сопротивление резистора R26.

Переключатель SB5.1 необходимо поставить в поло­жение «ПМК», кнопки переключателей SB3, SB4.1 на­жать. Вращая движки подстроечных потенциометров R30, R43, добиваются получения на экране осциллогра­фа сигнала ПМК с противофазной модуляцией (рис. 6, б). Не изменяя положения других переключате­лей, нажимают кнопку переключателя SB4.2 и, вращая движки подстроечных потенциометров R39, R44, доби­ваются получения на экране осциллографа сигнала ПМК с синусоидальной модуляцией в канале А и паузы в канале В (рис. 6, в). Не изменяя положения переклю­чателей, нажимают кнопку SB4.3 и, вращая движки по­тенциометров R40, R45, добиваются получения на экра­не осциллографа сигнала ПМК с синусоидальной моду­ляцией в канале В и паузы в канале А (рис. 6, г). Не изменяя положения переключателей, отжимают кнопку переключателя SB3, и на экране осциллографа наблюдается сигнал ПМК с синфазной модуляцией (рис. 6, д). Если переключатель SB5.1 поставить в по­ложение «КСС», то на выходе прибора будут наблю­даться сигналы КСС, осциллограммы которых показаны на рис. 6, а, б, в, г, д.

Настройка частотомера сводится к проверке при по­мощи осциллографа всех импульсов и сравнении их па­раметров (амплитуды, длительности, частоты) с осцил­лограммами, показанными на рис. 7.

После настройки частотомера его показания сравни­вают с показаниями промышленного электронно-счетно­го частотомера (43-34, 43-35 и т. д.), который под­ключают к выходу прибора (гнездо XS1).

Настройку генератора УКВ удобно производить с помощью свип-генератора Х1-19, подключаемого к выхо­ду генератора (гнездо XS5) как бы «сам на себя».

Аттенюатор выхода сигнала свип-генератора ставят в положение «40 дБ» в диапазоне частот 50… 150 МГц. При работе генератора УКВ на экране свип-генератора будет наблюдаться метка биений напряжения генерато­ра УКВ и напряжения свип-генератора на частотах 60…80МГц. Вращая сердечник катушки L5, выставляют метку биений в диапазоне 65…73 МГц (в приборе около 70 МГц).

Глубину девиации устанавливают следующим обра­зом. На приборе ХЫ9 ручками «Частота грубо» и «Ча­стота точно» растягивают его развертку так, чтобы рас­стояние на шкале прибора между двумя соседними масштабными линиями соответствовало диапазону ча­стот 100 кГц и метка биений находилась бы в середине. Затем, подстраивая потенциометры R64, R65, добива­ются, чтобы метка биений напряжения генератора УКВ и напряжения свип-генератора перемещалась на ±50 кГц относительно среднего значения.

Возможные замены элементов принципиальной схемы прибора

Тип элемента Возможная замена

К140УД8В КНОУД8А, К140УД8Б, К574УД1А,Б

КТ312А КТ315, КТ316

КП302АМ КП302А

КТ801 КТ807, КТ815, КТ817

КТ803 КТ805, КТ808, КТ819

К155ЛАЗ К131ЛАЗ

Знакосинтезирующий индика­тор

АЛС324А АЛС321 А

Д20 Д18, Д311

КВ121А KB 109

СПЗ-9 СПЗ-27

ППЗ-44 СПЗ-30

Термистор ТПМ2/0,5А

Последовательно соединенные 2… 5

лампочек СМИ 6-20 или СМН9-20

Литература

Жмурин П. М. Стереодекодеры. — М. Связь, 1980. Кононович Л. М. Радиовещательный УКВ прием. Массовая радиобиблиотека. — М,; Радио и связь, 1977,

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты