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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA O filtro KSS é um supressor de ruído. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Melhorar a qualidade de recepção de programas VHF FM em baixos níveis de sinal não é uma tarefa fácil. Muitas vezes, dispositivos não menos complexos que os próprios receptores são usados para resolvê-lo. O artigo propõe uma maneira simples de reduzir o nível de ruído ao receber sinais de uma estação de rádio remota. Sabe-se que nos sistemas adotados de transmissão estéreo VHF, tanto domésticos - com modulação polar (PM) quanto estrangeiros - com tom piloto (PT), a banda de frequência do sinal estéreo complexo (CSS) é muito mais ampla que a 3 largura de banda de -hora. Como resultado, o ruído "overtone" que acompanha o CSS é decodificado junto com o sinal estéreo e aparece na região audível do espectro de áudio, piorando assim a relação sinal-ruído em 10...18 dB em comparação com o mono modo. Para manter uma qualidade de som aceitável, é necessário forçar o decodificador estéreo a mudar para o modo "Mono" já durante a recepção de sinais, na qual a relação sinal-ruído inicial da recepção mono cai para 40. 48 dB. A troca automática disponível "Mono - Estéreo" não resolve esse problema, pois reage apenas à presença de subportadoras do CSS, e não à relação sinal-ruído real. Para reduzir o ruído das transmissões estéreo, os radioamadores propuseram vários dispositivos [1, 2] que operam com base no princípio da conexão paralela dos canais de saída esquerdo e direito do decodificador, reduzindo o sinal recebido a um determinado nível. Isso usa o fato de que os componentes de ruído nos canais estão fora de fase e, quando convertidos para o modo monofônico, são mutuamente compensados. Infelizmente, a qualidade de operação de tais supressores de ruído em toda a faixa dinâmica é baixa; eles podem ser considerados como dispositivos de limite que reduzem a visibilidade do ruído nas pausas, o que é observado em [1]. Proponho uma maneira fundamentalmente diferente de resolver o problema, cuja solução de circuito não requer consumo de energia (pode ser usado em equipamentos portáteis) e não introduz distorções não lineares adicionais. Baseia-se na dependência do nível de ruído e do grau de separação dos canais estéreo na não linearidade da resposta de frequência do CSS na banda de frequência supratonal - de 20 a 50...70 kHz. Assim, um corte nesta região de 6 dB por oitava, obtido usando o filtro passa-baixa de link único mais simples em um decodificador baseado no microcircuito K174XA51, reduz drasticamente o nível de ruído, mas ao mesmo tempo piora a separação real do canal de 34 ... 43 dB a 24 dB para PM e 20 dB para PT [3]. O inverso também é verdadeiro - o aumento na resposta de frequência na área especificada contribui para uma melhor separação dos canais estéreo com alguma deterioração na relação sinal-ruído. Além disso, a correção de frequência do KSS também é necessária para compensar as perdas no detector de FM. Em receptores da mais alta categoria de complexidade, recomenda-se inclusive incluir frequências ultrassônicas preliminares após o mesmo, que proporcionam um aumento na resposta de frequência nas frequências superiores do CSS [4]. Assim, ajustando a resposta de frequência do CSS na frente do decodificador estéreo, você pode obter diferentes qualidades finais de sinais 3H em suas saídas: de muito bom, com atenuação máxima de crosstalk entre canais - para estações potentes, a satisfatório, próximo a "Mono" - para os remotos. Este princípio fundamenta o dispositivo proposto (Fig. 1), que consiste em um link ajustável R1R2R3C1 e um filtro passa-baixa não regulado R4C2R5C3. A operação do link ajustável depende da posição do controle deslizante do resistor variável R3. Em sua posição superior de acordo com o esquema (max), forma-se uma elevação nas áreas supratonal e, parcialmente, nas áreas tonais devido à ação do R2C1 HPF (Fig. 2). À medida que o controle deslizante se move para baixo, a frequência de inflexão aumenta, o aumento na área especificada diminui e, além disso, o filtro passa-baixo R1C1 começa a operar. Na posição mais baixa do controle deslizante do resistor R3 (min), o filtro passa-alto é excluído e o filtro passa-baixa atual fornece a queda necessária na resposta de frequência.
O segundo filtro passa-baixo é projetado para suprimir ruídos e sinais fora da banda fora do espectro de frequência do KSS. Ajuda a reduzir interferências e ruídos na saída do decodificador, e sem degradar a qualidade real da separação dos canais estéreo, já que a região tonal do CSS não é afetada. Como pode ser visto nos gráficos da Fig. 2, na posição superior, um aumento de cerca de 5 dB é alcançado em uma faixa de frequência bastante ampla de 5 ... 70 kHz. Na posição intermediária do regulador, a resposta de frequência é quase linear até 60 kHz, com um declínio adicional além dos limites do CSS. E, finalmente, na posição inferior, aparece um roll-off nas frequências acima de 19 kHz, atenuando a parte supratonal do sinal estéreo. As características obtidas são aceitáveis para os decodificadores estéreo PT e PM. Em ambos os casos, é fornecida a faixa necessária de regulação dos parâmetros dos sinais de saída 3H em termos de atenuação de ruído e diafonia entre os canais. Devido à sua simplicidade, o filtro pode ser facilmente aplicado em qualquer dispositivo pronto - um receptor estéreo ou de rádio, com exceção, talvez, dos menores. Obviamente, seu uso em novos desenvolvimentos, por exemplo, decodificadores estéreo de dois padrões, não é excluído. Na versão do autor, foram utilizadas as seguintes peças: um resistor variável da TELPOD (análogo ao SPZ-4M), constantes - MLT 0,125, capacitores - tipo KM-4. O resistor variável R3 (veja a Fig. 1) neste dispositivo executa as funções de uma chave suave "Mono - Estéreo". Portanto, ao refinar um receptor estéreo, a chave de passo "Mono - Estéreo" existente torna-se desnecessária. Pode ser removido, o circuito comutado por ele é fixado na posição correspondente ao modo "Estéreo". No lugar do interruptor remoto, deve ser instalado um resistor variável R3 com uma alça de design adequado. Outra opção também é possível - deixar a chave "Mono - Estéreo" existente e colocar o controle suave R3 próximo a ela.
A incorporação do filtro se resume a desmontar o circuito de entrada existente do decodificador estéreo (exceto os capacitores de transição) e instalar os elementos do filtro proposto em seu lugar. Montado, arbitrário, o único requisito para isso é conectar a parte montada do circuito com um resistor variável R3 com um fio blindado para evitar interferências. A atenuação introduzida pelo filtro na frequência de 1000 Hz é a soma das perdas no link regulado (5 dB) e a redução do sinal pelo divisor formado pela resistência total dos resistores R4, R5 e a impedância de entrada do chip decodificador estéreo. Este último pode ser diferente, o que afeta o coeficiente de transferência geral. Como o filtro não contém elementos de ajuste especiais (sua introdução aumentaria a atenuação a um nível inaceitável), o seguinte método de correspondência com um tipo específico de microcircuito é recomendado. Antes da alteração, uma tensão senoidal de 50 mV (valor efetivo) com frequência de 1000 Hz é aplicada na entrada do circuito padrão imediatamente após o detector de FM e o sinal de saída de qualquer canal do decodificador estéreo é medido após a baixa corretiva -pass filtro. O filtro é então embutido conforme descrito acima e, com o mesmo sinal de teste aplicado à sua entrada, a tensão de saída é novamente verificada no mesmo ponto. Se mudou significativamente, os valores dos resistores R4, R5 são selecionados, aproximando o nível do sinal de saída do valor original e, a seguir, as capacitâncias dos capacitores C2 e C3 são alteradas proporcionalmente de acordo com a condição da constante de tempo τ = R4C2 = R5C3. Uma operação semelhante pode ser realizada com o filtro passa-baixo de saída para correção de pré-distorção de frequência, mantendo sua constante de tempo de 50 ... 70 μs. A técnica garante que o volume recebido não mude depois que o filtro for definido. O filtro foi aplicado pelo autor no rádio "SHARP GF-6363" com decodificador estéreo no chip BA1320. Subjetivamente, a qualidade de seu trabalho pode ser avaliada da seguinte forma. Ao receber estações poderosas e definir o controle R3 para a posição superior de acordo com o esquema, o efeito estéreo é significativamente melhorado e as frequências superiores do espectro sonoro são enfatizadas, pois o filtro passa-alto R2C1 já opera a partir de uma frequência de 4 kHz , ou seja, também funciona como um controle de tom. Ao mesmo tempo, a imagem do som parece ficar mais clara (em comparação com a posição intermediária do regulador), os instrumentos são localizados com mais clareza e um excelente panorama estéreo é criado. O aumento do ruído depende da qualidade inicial do programa recebido, e para as estações mais potentes (no ponto de recepção - "Rádio Russa") é quase imperceptível, mesmo durante as pausas. Na posição intermediária do controle, o som corresponde ao modo "Estéreo" usual com um nível de ruído ligeiramente reduzido. À medida que o controle deslizante do regulador se aproxima da posição inferior de acordo com o esquema, o efeito estéreo piora, as frequências superiores são silenciadas, mas ao mesmo tempo o nível de ruído diminui, o que permite receber estações distantes neste modo. Na posição extrema, o som é quase monofônico e, para sinais fracos, o decodificador estéreo muda automaticamente para o modo "Mono", conforme indicado pela extinção do indicador estéreo. Do exposto, fica claro que o filtro KSS proposto é um elemento de ajuste muito conveniente e flexível que permite obter uma qualidade de sinal adaptável em quase todas as condições de recepção. O filtro opera suavemente e em toda a faixa dinâmica, o que o distingue favoravelmente de interruptores monoestéreo e supressores de ruído de limite. Sua automação posterior, bem como o compartilhamento com os dispositivos mencionados, não estão excluídos. Literatura
Autor: D.Pakhomov
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