K174シリーズのマイクロサーキット。 参照データ

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 参考資料

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デュアルスタンダードステレオデコーダーKR174XA51

JSC Angstrem (モスクワ) は、家庭用無線機で極変調 (OIRT) を使用する国内規格とパイロットトーン (CCIR) を使用する外国規格の両方に従ってステレオ信号をデコードするために設計されたステレオ デコーダーである KR174XA51 マイクロ回路を開発し、製品化しました。この超小型回路は、民法発明法に記録されている新しい技術ソリューションを使用しています。

超小型回路はハウジング 2104.18-B (図 1) に収容されています。重量 - 3 g 以下 実装技術 - 酸化物絶縁と pn 接合を組み合わせたプレーナエピタキシャル 2 μm BiCMOS。

KR174XA51 ステレオ デコーダは、倍音成分を効果的に抑制するダブル オーバーサンプリングを備えた時分割方式を使用したデコードを実装し、パイロット トーンをさらに抑制し、ポーラ変調されたステレオ信号をデコードするときにチャネル間の一定のレベル シフトを抑制して、スイッチング時の干渉を低減します。 「ステレオ」-「モノラル」とダイナミックレンジの拡大、およびデコードシステムの自動認識とその強制設定の両方の可能性、選択されたシステムの表示。必要に応じて、ステレオ デコーダを永続的な「モノラル」モードに切り替えることができます。

公差が厳しい周波数設定要素を使用する場合、超小型回路は VCO の自由発振周波数を調整する必要がありません。

ステレオ デコーダには VCO 周波数制御出力 (62,5/76 kHz) があり、「ステレオ」モード LED インジケータを接続するための電流アンプが含まれています。 (ここと以下では、XNUMX つのデコード システム (それぞれポーラ変調とパイロット トーン) の周波数値がスラッシュで区切られて示されています)。ステレオ デコーダが動作するには、最小限の外部コンポーネントが必要です。

マイクロ回路のピン配置: ピン。 1 - フィードバック信号入力。 PLL フィルタ コンデンサを統合するための接続ピン。ヴィヴ。 2 - フィードバック信号入力。 PLLフィルタの抵抗と積分コンデンサを接続する端子です。ヴィヴ。 3 - 位相検出器出力。 PLLフィルタの抵抗と積分コンデンサを接続する端子です。ヴィヴ。 4 - 一般;負の電源。ヴィヴ。 5 - VCO の周波数設定コンデンサを接続するための端子。ヴィヴ。 6 - 周波数設定抵抗と VCO ブロッキング コンデンサを接続するための端子。 VCO 制御入力。ヴィヴ。 7 - 「ステレオ」モードを示す出力信号。 VCO周波数制御信号出力;ヴィヴ。 8 - デコードシステム選択スイッチの制御信号入力。ヴィヴ。 9 - チャンネル B の AF 信号出力。ヴィヴ。 10 - チャンネル A の AF 信号出力。ヴィヴ。 11 - チャンネル B の AF 信号プリアンプの出力。ヴィヴ。 12 - 極性変調モードでのプリエンファシス補正用のローパスフィルターアンプの反転入力。ヴィヴ。 13 - 極性変調モードでのプリディストーション補正用のローパス フィルター アンプの非反転入力。ヴィヴ。 14 - チャンネル A の AF 信号プリアンプの出力。ヴィヴ。 15 - 正の電力出力。ヴィヴ。 16 - 複合ステレオ信号入力。ヴィヴ。 17 - 出力をブロックし、複雑なステレオ信号のスケーリングアンプのゲインを設定します。スケーリングアンプの反転入力。ヴィヴ。 18 - 副搬送波/パイロットトーン振幅検出器の出力。 「ステレオ」－「モノラル」モードを選択するチャンネルのシュミットトリガ入力。

ステレオデコーダの機能図を図に示します。その代表的な図を図２に示します。 2.

複雑なステレオ信号はスケーリング アンプ DA1 の入力に供給され、入力電圧を 200 ～ 250 mV の公称デコーダ レベルにする働きをします。その後、信号は位相検出器の入力とステレオ信号デコーダの入力に渡されます。位相検出器の XNUMX 番目の入力は、制御パルス整形器から基準信号を受け取ります。サンプル信号は、サブキャリアまたはパイロット トーンのいずれかの周波数を持ちます。

位相検出器の出力信号は、位相検出器の入力信号と基準信号間の位相シフトに比例します。また、広い周波数スペクトルの他の組み合わせコンポーネントも含まれています。有用なコンポーネントを分離するには、OS 回路内の外部積分コンデンサ (図 2 の C5、C6) を備えたオペアンプ DA3 上に作られた比例積分 PLL フィルタが使用されます。さらに、フィルタは PLL ループの周波数位相特性を形成し、その安定性とキャプチャ バンドの必要なパラメータを保証します。

DA3 電流出力差動アンプを使用して PLL フィルターから取得された積分位相誤差電圧は、VCO 制御入力に適用されます。公称周波数 500/608 kHz の VCO 出力パルスは制御パルス整形器に供給され、再計算とデコードの後、デコーダ制御信号と位相検出器の基準信号が生成され、PLL ループが閉じられます。

ステレオ信号デコーダは、チャネルごとに 2 つずつ、合計 4 つのサンプリング/保存ユニットで構成されています。制御パルス整形器は、サンプリング パルスの位相シフトを提供し、サブキャリア周波数電圧の最大値と最小値に同期させて、チャネル A と B のエンベロープをそれぞれ検出します。デコーダには、信号をリサンプリングするチャネル A および B のアナログ マルチプレクサ補間器も含まれています。さらに、デコード ブロックをバイパスしてデコーダ入力から出力に信号を供給することにより、「モノラル」モードへの移行を実現します。

デコードされた信号は 31,25/38 kHz ステップの形式になります。オーバーサンプリングは、隣接する信号サンプル間に中間点を追加することで構成され、ステップの振幅が半分になり、周波数が 62,5 倍になります (76/6 kHz まで)。したがって、出力 RC フィルター R12C7 および R13CXNUMX によるフィルター処理後、出力信号の超音性ノイズのレベルは XNUMX 分の XNUMX に減少しました。

デコーダ出力から、信号 A と B がバッファ電圧リピータ DA4、DA6 (図 2) の入力に供給され、加算器アンプ DA7、DA8 を介してマイクロ回路の出力に供給されます。フィルタ R6C12 および R7C13 は、時定数 tHF=R6C12=R7C13=50 μs で高周波信号のプリエンファシスを補償するために使用されます。 tHF = 75 μs を得るには、コンデンサ値を調整するか、必要に応じて時定数の電子スイッチング素子を導入する必要があります。

ポーラ変調されたステレオ信号をデコードする場合、差動チャンネル (A-B) の低周波プリエンファシスの補正は、外部 RC 回路 R3C10R4 と内部アンプで構成される差動入出力のローパス フィルターによって実行されます。電流出力付きのDA5。 DA5 アンプは、極性変調モードと「ステレオ」モードで自動的にオンになります。時定数 tnch = (R3+R4)C10=1,0186 ms。アンプ伝達係数 U1-3/U10-9=4、ここで U1-3 と U10-9 はマイクロ回路の対応するピンのペアの電圧です。

振幅同期検出器は、パイロット トーン/サブキャリアを DC 電圧に変換し、外部コンデンサ C2 (図 3) に積分して、オーディオ成分を除去します。統合された DC 電圧は、負のフィードバックを使用して信号チェーン内のパイロット トーン/サブキャリアをほぼゼロに補償するために使用されます。振幅検出器の出力信号はシュミット トリガーの入力にも送られ、信号レベルが十分であれば、KR174XA51 ステレオ デコーダー全体が「モノラル」モードから「ステレオ」モードに切り替わります。

デコード方式の切り替えはRSトリガーによるインフラ低周波発生器に基づいて行われます。ステレオ信号認識がない場合、ステレオ デコーダは、ポーラ変調 (PM) での動作からパイロット トーン (PT) での動作、およびその逆に定期的に切り替わります。サブキャリア/パイロット トーン周波数が捕捉され、シュミット トリガーが「ステレオ」信号を生成した後、インフラ低周波発振器が停止し、RS トリガーがステレオ デコーダーを認識されたデコード規格に保持します。このようにして、受信信号に対する「自動同調」が行われます。

インジケータ電流アンプは、LED をステレオ デコーダに直接接続する機能を提供し、「ステレオ」モードでの動作を示します。アンプ出力 - ピン 7 - は、VCO の自由発振周波数を制御するために使用されます。 VCO の調整中は LED が消灯します。

Tam.avg=25+5°С、変調周波数1kHzにおける主な特性

「ステレオ」(A+B) モードは、複雑なステレオ信号 (チャンネル A とチャンネル B の両方) に両方の AF コンポーネントが存在することを特徴としています。録音「ステレオ」(A+B)、A、B は、次のことを意味します。 、測定条件に従って、最初にステレオデコーダの完全なステレオ信号に適用され、次にコンポーネント B とコンポーネント A をそれぞれ交互にゼロアウトします。 「ステレオ」モード (A+B) では、0 は最初に完全なステレオ信号を供給し、その後両方のコンポーネントがリセットされます。サブキャリアは残ります。

ステレオ デコーダのこのようなテスト条件は、PLL ループの動作機能によって決まり、ステレオ信号を確実にキャプチャするために必要です。

電気的には、このマイクロ回路は、悪影響を与えることなく、最大 8 V の電源電圧、最大 0,5 V の複雑なステレオ信号電圧、およびチャンネル A および B の最大 5 V の AF 出力電流に耐えることができることに注意してください。 mA ですが、このモードでのステレオ デコーダの動作は保証されません。

特に弱い放送局を受信して​​いる場合、ノイズを最小限に抑えるために、ステレオ デコーダの入力でカットオフ周波数が 70 ～ 80 kHz のローパス フィルタをオンにすることをお勧めします (少なくとも、図に示す最も単純なパッシブ R1C1)。代表的な接続図）。最も効果的なのは、2 次から 4 次のアクティブ ローパス フィルターです。ノイズとスプリアス帯域外信号を抑制すると、デコード中にオーディオ スペクトルに変換されるのを防ぐことができるため、達成可能な最大のノイズ パラメータに近づくことができます。

CSS の周波数帯域は AF 帯域よりもはるかに広いため (さらに、50 kHz に相当する時定数 tf = 3,2 μs のローパス フィルターによって制限されます)、付随する CSS とそれに伴うノイズもデコードされます。ステレオ信号はモノラル受信よりも 10 ～ 18 dB 高いことがわかります。したがって、モノラル受信の初期信号対雑音比が 48 ～ 40 dB に低下するレベルを下回る信号を受信する場合は、許容可能なサウンドを維持するためにステレオ デコーダを強制的に「モノラル」モードに切り替える必要があります。品質。これを行うには、ほとんどの無線受信回路マイクロ回路で利用可能な電界強度インジケーター信号 (信号レベル) を使用する必要があります。

入力フィルターを使用した場合、CSS帯域20Hz～53kHzにおいて、周波数特性や群遅延時間のばらつきが大きくなり、チャンネルセパレーションの劣化が大きくなります。したがって、最も単純なフィルタ R1С1 (図 3) を使用すると、実際のチャネル分離は PM で 24 dB、PT で最大 20 dB まで悪化します。さらに、周波数スペクトルの上部（音速上周波数）だけでなく、下部でも周波数応答の不均一を最小限に抑える必要があります。高いチャネルセパレーションを確保するには、帯域幅の点で過度に大きな入力ブロッキングコンデンサ（図4のC3）およびブロッキングコンデンサ（C3）の値が必要です。

出力信号レベルは、追加の抵抗をコンデンサ C200 と直列に接続することによって、公称値 250...3 mVeff に調整されます。この場合、スケーリング アンプ DA1 (図 2) の伝達係数は、Kp=1+5/(1+Radd) の式に従って 20 ～ 5 の範囲で変化します。ここで、Radd はキロ単位の抵抗です。追加の抵抗器のオーム。

要素 C8、R5 は、PLL システムの VCO の自由発振の周波数を設定します。時定数 tf=R5C8=0,94 µs +1% の場合、通常は周波数調整は必要ありません。これらの要素の値の精度が悪い場合は、抵抗値5 kΩの定抵抗器と抵抗値4,3 kΩの交流抵抗器の直列接続の形で抵抗器R1を作成することをお勧めします。 VCO の周波数を調整する場合、超小型回路のピン 7 の信号の周波数が制御されます。このとき LED は消灯し、ピン 8 はコモン線に接続されます。制御信号の周波数は 62,5 kHz である必要があります。コンデンサ C9 は、信号の周波数安定性と位相歪みに対する干渉の影響をある程度軽減し、必要に応じて削除できます。

6 V 以外の電源を使用する場合は、VCO 周波数偏差の電源電圧依存性のグラフ (図 5) に従って、抵抗 R4 の値を調整することを推奨します。

抵抗補正の値と符号 (パーセント単位) は、グラフ内の対応する点の周波数偏差 (パーセント単位) と等しくなければなりません。

デュアルスタンダードステレオデコーダーKR174XA51

時定数 tph の必要な値は、要素 R3、C10、R4 の他の定格を使用して取得できます。合計抵抗 R3+R4 が 20 ～ 50 kOhm 以内であると仮定する必要があります。 tHF 誤差が 2% を超える場合、1 kHz 未満の AF での極変調モードでのチャネルの分離は悪化し、主観的には一定の限界まで耳では知覚できなくなります。抵抗器 R3、R4 の抵抗値の不一致は、出力パラメータには実質的に影響を与えず、標準範囲から定格を選択する場合、または tHF を最大分離に調整する場合に使用できます。

コンデンサ C11 は、8 つまたは別のコーディング規格の信号の存在を XNUMX つずつチェックする時間間隔を設定します。デコード標準は、超小型回路のピン XNUMX を極変調用の共通線とパイロット トーン用の正の電源線に接続することによって強制されます。

自動デコード システム検出モードでは、このピンの高電圧レベルと低電圧レベルを使用して、受信信号の選択されたデコード システムを示すことができます。これを行うには、インジケーターの高い入力インピーダンス（1MOhm以上）を確保する必要があります。

コンデンサ C2 は振幅検出器の積分時定数を設定します。これを減らすと、極性変調を伴うシステムでの AF へのチャネル分離の低下やステレオ信号の誤った判定につながる可能性があり、増やすと識別時間の増加につながる可能性があります。識別時間は、識別に割り当てられた時間間隔よりも短くする必要があります。ステレオ デコーダは、ピン 18 を 68 kΩ の抵抗を介してコモンに接続することにより、強制的にモノラル モードにすることができます。実際には、ノードを使用してこの関数を実装する方が便利です。ノードの図を図に示します。 5. AF 出力電圧が 250 mVeff より大きいレベルに設定されている場合は、抵抗 R2 の値を小さくする必要があります。

HL1 LED の順方向電圧降下は最小限でなければなりません。ここでは、0,5 mA の電流で許容可能な明るさを持つ赤色 LED のみが適しています。それ以外の場合は、図の回路に従ってバッファ電流アンプを介して LED をオンにする必要があります。 6. 同じバッファ段を使用して、論理 TTL/CMOS ステレオ信号を生成できます。これはトランジスタ VT1 のコレクタから取り外されます (抵抗 R2 は 100 kΩ の抵抗を持つ別のものと交換する必要があります)。 「ステレオ」信号の存在は、バッファ段の出力（トランジスタ VT1 のコレクタ）における低論理レベルに対応します。

基板に超小型回路を実装するときは、位相検出器の漏れ電流に対する感度が高いことを考慮し、超小型回路のピン 1 と 2 に磁束を充填しないようにする必要があります。この点で良好な結果は、ピン 3 に接続されたプリント導体で作られた保護リングを使用することによって得られます。リングは、ピン 1 と 2、および要素 R2、C5、C6 のピンを囲む必要があります (図 3)。

さらに、超小型回路から発生するノイズを最小限に抑えるために、電源フィルタ コンデンサ C7 をピン 4 と 15 にできるだけ近づけて配置し、素子 R5、C8、C9 をピン 4、5、6 に配置する必要があります。

図では、図 7 は、ステレオ デコーダが「ステレオ」モードに切り替わる最小出力信号レベルの、両方のデコード規格の電源電圧への依存性を示しています。 「ステレオ」モードインジケーター（ステレオデコーダーのピン7）の出力電流-電圧特性を図に示します。 8. ここで、Uind = 1,4...2 V の区間では、周波数 62,5/76 kHz の出力電流が蛇行に近いパルス形状をしています。さらに指示電圧が増加すると、電流パルスの振幅が減少し、Uind = 2,2 V 以上で指示電流が一定に流れます。

非線形歪み率とステレオ デコーダが消費する電流の電源電圧依存性を図に示します。それぞれ9と10。

著者: S.アレニン、モスクワ

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