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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA K174XA42 - receptor de rádio FM de chip único. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Os microcircuitos K174XA42A e K174XA42B são projetados para funcionar em receptores econômicos de transmissão e comunicação de sinais modulados em frequência. Os microcircuitos contêm todas as unidades funcionais de um receptor FM super-heteródino (da entrada da antena à saída AF) e requerem um mínimo de acessórios para sua implementação: um circuito LC ressonante, vários capacitores e um resistor. O ajuste de tal receptor se resume a definir o circuito oscilador local - definir os limites de alcance. Isso se tornou possível devido à baixa frequência intermediária - 70 kHz, que possibilita o uso de filtros RC não ajustáveis para seleção de sinal, abandonando os filtros LC ressonantes passa-banda críticos. Grandes valores de desvio do sinal de entrada - 50 e 75 kHz - em IF baixo levam à distorção do sinal AF. Para eliminá-los, foi utilizado um sistema de realimentação de frequência, que reduz ("comprime") o desvio por um fator de cinco - até 10 e 15 kHz, respectivamente. O microcircuito está equipado com um sistema de correlação de supressão de ruído altamente eficiente (noiseless tuning - BSN). Ele suprime o sinal de áudio durante o ajuste impreciso, entrada de ruído próximo e quando sintonizado em um canal de imagem. O dispositivo K174XA42A foi projetado para funcionar em receptores de rádio de comunicação. e K174XA42B - em receptores de transmissão para fins domésticos. O microcircuito K174XA42 também pode ser usado nos caminhos de rádio de equipamentos de televisão, em telefones com canal de rádio, em sistemas de comunicação de rádio pessoais e comerciais, dispositivos de paging, dispositivos de segurança e equipamentos de telecontrole. O pequeno número de elementos externos necessários, a facilidade de configuração e o baixo custo o tornam muito atraente para uso generalizado em projetos de rádio amador. Este microcircuito é produzido em uma caixa de plástico em duas versões: K174XA42A - em um pacote de dezoito pinos 2104.18-4 (238.18-3) e K174XA42B - em um pacote de dezesseis pinos 2103.16-9 (238.16-2). Os desenhos do invólucro são mostrados na fig. 1. A massa do dispositivo não excede 2,5 G. O análogo completo do K174XA42A é o microcircuito TDA7000; K174XA42B e TDA7010 diferem apenas no tipo de caixa.
Os circuitos típicos para ligar os microcircuitos K142XA42A e K174XA42B são mostrados na fig. 2a e b, respectivamente. Pinagem K174XA42A: pino. 1 - conexão do capacitor do filtro correlacionador; alfinete. 2 - Saída do amplificador AF (coletor aberto); alfinete. 3 - conexão do capacitor gerador de ruído; alfinete. 4 - conexão do capacitor de filtro de loop OS por frequência; alfinete. 5 - saída de potência positiva; alfinete. 6 - conexão do circuito LC do oscilador local; alfinete. 7-12 - conexão dos capacitores do filtro passa-faixa IF; alfinete. 13,14 - entrada do amplificador de sinal de radiofrequência; alfinete. 15 - conexão do capacitor do circuito de entrada do amplificador limitador 1; alfinete. 16 - conclusão geral; saída de energia negativa: pino. 17 - conexão do capacitor do defasador do detector de frequência; alfinete. 18-conexão do capacitor de deslocamento de fase do correlacionador.
O chip K174XA42B, comparado ao K174XA42A, não possui os pinos 3 e 10, razão pela qual a numeração dos pinos em sua pinagem é deslocada de acordo. Características elétricas básicas no Tacr. cf° 25±10°С Tensão de alimentação nominal, V....4,5
* Estes parâmetros são medidos nas seguintes condições: tensão de alimentação 4,5 V, frequência de entrada RF 69 MHz, desvio de frequência -+50 kHz, frequência base 1 kHz; ao medir a taxa de rejeição AM, a profundidade de modulação é de 30%. Valores máximos permitidos de parâmetros Tensão de alimentação, V....2,7...9
Um diagrama funcional simplificado do dispositivo K174XA42A é mostrado na fig. 3. O receptor FM é construído de acordo com um esquema super-heteródino com uma única conversão de frequência. O sinal de entrada após a amplificação é misturado com o sinal do oscilador local. Devido à frequência intermediária (IF) relativamente baixa do sinal retirado da saída do mixer, a amplitude dos componentes do lado da conversão é tão pequena que eles estão praticamente ausentes na entrada do amplificador de sinal de frequência intermediária.
Um filtro IF de quarta ordem ativo é fornecido para suprimir sinais fora de banda. O sinal de saída do filtro amplificador-limitador 1 normaliza a amplitude. O amplificador limitador 1 tem um grande ganho (acima de 90 dB) e faixa dinâmica. O sinal IF convertido é alimentado na entrada do detector de frequência e simultaneamente na entrada do correlacionador. O detector de frequência é um conversor de frequência-tensão. A tensão de baixa frequência demodulada é fornecida, em primeiro lugar, ao segundo amplificador limitador e depois ao oscilador local, fechando o circuito de realimentação de frequência no sistema e, em segundo lugar, à entrada do interruptor do sistema de sintonia sem ruído (BSN) e depois para o pré-amplificador AF e a saída do receptor. O sinal de saída do correlacionador é usado para controlar a chave do sistema BSHN, que suprime a interferência entre escritórios. Além desses nós, o microcircuito contém um estabilizador de tensão de alimentação interno (não mostrado no diagrama), um amplificador de saída AF (é mostrado no diagrama como um transistor VT1) e um gerador de ruído incluído no sistema BSHN. O gerador de ruído imita o ruído FM e é conectado por um interruptor à entrada do pré-amplificador AF durante as transições de uma estação recebida para outra ou com sintonização imprecisa. O sinal de ruído nestes casos indica a operabilidade do caminho de amplificação de recepção. O chip K174XA42B não controla o gerador de ruído. O receptor usa demodulação de feedback de frequência - o sinal AF de saída do demodulador é usado para compensar apropriadamente a frequência do oscilador local em antifase com o sinal IF. Isso conseguiu uma diminuição no desvio de frequência do sinal IF e, como resultado, a quase total ausência de distorção harmônica do sinal de saída. O grau necessário de "compressão de desvio" é obtido se a capacitância do circuito oscilatório do oscilador local Co \u2d Sk + Cpar + Cwar for selecionada a partir da relação empírica: Co \u1d Fo / 2 (Ck é a capacitância do capacitor de loop, Csp é a capacitância parasita do circuito, Cvar é a capacitância do varicap - o elemento de ajuste, a capacitância está em todos os lugares em picofarads; Fo é a frequência de ajuste do circuito, em mega hertz). Essa expressão, aplicável a todas as frequências nas bandas VHF-XNUMX e VHF-XNUMX, permite determinar os parâmetros do circuito do oscilador local - a capacitância do capacitor e, a seguir, a indutância da bobina. O filtro passa-banda ativo do microcircuito IF consiste em três seções: um filtro passa-alta de segunda ordem, um filtro passa-faixa de primeira ordem e um filtro passa-baixa de primeira ordem (veja um fragmento do circuito em Fig. 4; a numeração dos capacitores corresponde à Fig. 2, a).
Os pontos em negrito indicam os pinos do microcircuito. As classificações dos capacitores externos e os valores da frequência de corte dos links em um IF de 70 kHz são determinados para a função de transferência do sistema de acordo com as relações conhecidas [1]: ligação LPF-II: C9 = 3300 pF, C13 = 180 pF, fo = 94 kHz; ligação PF-I: C4 = 330 pF, C1 = 3300 pF, fv = 103 kHz, fn = 10,3 kHz; Ligação LPF-I: C2 = 150 pF, fo = 88,4 kHz. O projeto de circuito usado do filtro passa-faixa fornece alta seletividade, consumo mínimo de energia e boa faixa dinâmica. A característica de amplitude-frequência do filtro passa-faixa é mostrada na fig. 5.
O sistema BSHN é usado para suprimir os sinais de canais de recepção espúrios. O funcionamento do sistema é baseado na correlação do sinal IF e o mesmo sinal, atrasado e invertido. Ambos os sinais são alimentados na entrada do correlacionador. Se o sinal direto Upf for uma sequência de pulsos coerentes de período constante (como é o caso da recepção de uma emissora), então o atraso do sinal U'f deve ser igual ao período de repetição. Tal sinal é obtido invertendo o sinal direto. O sinal é invertido e atrasado por um filtro de fase (não mostrado no diagrama da Fig. 3). Com a sintonia fina para a estação, as formas de ambos os sinais são idênticas e têm um alto grau de correlação (Fig. 6a). Quando desafinado, a fase do sinal u'pch muda em relação à linha reta (Fig. 6,6) - a correlação é pequena. Como resultado de interferência ou ruído, ocorrem mudanças significativas no período e na forma do sinal U'pch (Fig. 6, c); nestes casos praticamente não há correlação.
Com base no resultado da comparação desses sinais, o correlacionador gera um sinal de controle para a chave, que liga suavemente o amplificador AF com alta correlação ou o gerador de ruído com fraca. Isso elimina a passagem de vários cliques, ruídos e sons ásperos para a saída do receptor. A tensão exemplar necessária para a operação do demodulador e correlacionador de frequência é formada por deslocadores de fase ativos internos feitos em amplificadores operacionais com ganho unitário, o deslocador de fase (filtro de fase) fornece um deslocamento de fase do sinal em n / 2 em uma frequência fpch \u17d K / Cf, onde Cf é a capacitância do capacitor conectado ao pino. 3 microcircuitos (ver Fig. 2). Com a resistência dos resistores R3 e R330 do microcircuito indicada neste diagrama, e a capacitância do capacitor Cf igual a 7 pF (C2 na Fig. 70, a), fpch = XNUMX kHz. Os sinais de entrada e saída Upch e U'pch permanecem iguais em tensão em qualquer frequência. No correlacionador, um deslocador de fase interno com um capacitor externo conectado ao pino. 18, desloque a fase por outro n/2. Assim, o deslocamento de fase total dos sinais será de 180°. Depois de inverter um dos sinais, eles são comparados. O sistema de correlação BSHN com feedback de frequência fornece um único canal de recepção e ajuste fino para uma estação. O sinal de saída do correlacionador (do pino 1) pode ser usado para controlar o indicador de sintonia. O capacitor C16 (ver Fig. 2a) determina a constante de tempo do sistema de sintonia silenciosa. O filtro R1C12 define a constante de tempo do circuito de correção de pré-distorção AF. O nível de ruído que entra no caminho AF depende da capacitância do capacitor C11; quanto maior a capacitância, mais alto o ruído. Se for necessário garantir uma sintonia absolutamente silenciosa, este capacitor não está conectado. O capacitor C10 faz parte do filtro de loop OS em frequência. Remove o FI espúrio na saída do detector de frequência e determina a constante de tempo da malha de realimentação; também afeta a forma da característica de amplitude-frequência do caminho. O capacitor C15 é um filtro no circuito de potência do microcircuito. O capacitor C5 transforma a entrada de RF balanceada do microcircuito em desbalanceada. Ao montar o capacitor C5, é necessário encurtar seus terminais o máximo possível e tomar medidas para reduzir o acoplamento indutivo e capacitivo com o circuito oscilador local. O capacitor C6 é um capacitor de filtro no circuito de realimentação local do amplificador limitador 1, e C7 e C8 são capacitores de deslocamento de fase dos filtros de fase do detector de frequência e correlacionador, respectivamente. Arroz. A Figura 7 ilustra a dependência da tensão de saída AF Uoutp da tensão de alimentação Upit em valores fixos da frequência do sinal de RF de entrada fin, desvio e frequência de modulação Fm e a tensão de entrada nominal do sinal de RF Uin.
Na fig. 8 mostra as dependências da tensão de saída do AF, na fig. 9 - relações sinal-ruído, e na fig. 10 - coeficiente de harmônicos da tensão do sinal de RF de entrada.
Literatura
Autor: P.Polyatykin, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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