Підвищення якості прийому УКВ ЧМ програм при малих рівнях сигналу завдання непроста. Дуже часто для її рішення застосовуються пристрої не менш складні, чим приймачі. У статті пропонується простий спосіб зниження рівня шумів при прийомі сигналів віддаленої радіостанції.
Відомо, що в прийнятих системах УКХ-стереовещания, як вітчизняної - з полярною модуляцією (ПМ), так і зарубіжної - з пілот-тоном (ПТ), частотна смуга комплексного стереофонічного сигналу (КСС) значно ширше смуги пропускання 3Ч. В результаті супутній КСС "надтональный" шум декодується разом з стереосигналом і виявляється в чутною області звукового спектру, погіршуючи тим самим співвідношення сигнал/шум на 10...18 дБ у порівнянні з монофонічним режимом.
Щоб зберегти прийнятну якість звучання, доводиться примусово переводити стереодекодер в режим "Моно" вже під час прийому сигналів, при яких вихідне співвідношення сигнал/шум моноприема падає до 40...48 дБ. Наявний автоматичний перемикач Моно - Стерео" цього завдання не вирішує, так як реагує тільки на наявність поднесуших КСС, а не на реальне співвідношення сигнал/шум.
Для зниження шумів стереопередач радіоаматорами запропоновано декілька пристроїв [1, 2], що працюють на принципі паралельного з'єднання лівого і правого вихідних каналів декодера при зменшенні прийнятого сигналу до деякого рівня. При цьому використовується той факт, що шумові складові в каналах противофазны і при перекладі в монофонічний режим вони взаємно компенсуються. На жаль, якість роботи подібних подавлювачів шумів у всьому динамічному діапазоні невелика, їх можна швидше розглядати як порогові пристрої, що зменшують помітність шумів в паузах, що і зазначено в [1 ].
Пропоную принципово інший спосіб вирішення проблеми, схемотехнічне рішення якого не вимагає енерговитрат (може бути використаний в носимой апаратурі) і не вносить додаткових нелінійних спотворень. Він заснований на залежності рівня шуму і ступеня розділення стереоканалів від нелінійність АЧХ КСС в надтональной смузі частот від 20 до 50...70 кГц. Так, завал в цій області 6 дБ на октаву, одержуваний за допомогою найпростішого однозвен-ного ФНЧ в декодері на мікросхемі К174ХА51, різко знижує рівень шуму, але одночасно погіршує реальне поділ каналів з 34...43 дБ до 24 дБ для ПМ і 20 дБ для ПТ [3]. Вірно і протилежне - підйом АЧХ в зазначеній галузі сприяє кращому розподілу стереоканалів при деякому погіршенні співвідношення сигнал/шум. Крім того, частотна корекція КСС необхідна також і для компенсації втрат у ЧС детекторі. У приймачах вищої категорії складності навіть рекомендується слідом за ним включати попередні УЗЧ, що забезпечують підйом АЧХ на верхніх частотах КСС [4].
Таким чином, регулюючи АЧХ КСС перед стереодекодером, можна отримувати різний кінцева якість сигналів 3Ч на його виходах: від дуже хорошого, з максимальним перехідним загасання між каналами - для потужних станцій, до задовільного, близького до "Моно", - для віддалених. Цей принцип і лежить в основі запропонованого пристрою (рис.1), складається з регульованого ланки R1R2R3C1 і нерегульованого ФНЧ R4C2R5C3.
Робота регульованого ланки залежить від положення движка змінного резистора R3. У верхньому по схемі його положенні (max) утворюється підйом в надто-нальної і, частково, в тональної областях за рахунок дії ФВЧ R2C1 (рис. 2). По мірі переміщення движка вниз частота перегину підвищується, підйом в зазначеній області зменшується і, крім того, починає діяти ФНЧ R1C1. В крайньому нижньому положенні движка резистора R3 (min) ФВЧ виключений, а чинний ФНЧ забезпечує необхідний спад АЧХ.
Другий ФНЧ призначений для придушення шумів та позасмугових сигналів за межами частотного спектра КРС. Він сприяє зменшенню інтерференційних перешкод і шумів на виході декодера,причому без погіршення якості реального поділу стереоканалів, оскільки тональна область КСС не зачіпається.
Як видно з графіків рис. 2, у верхньому положенні досягається підйом приблизно на 5 дБ в досить широкій смузі частот 5...70 кГц. У середньому положенні регулятора АЧХ практично лінійна аж до 60 кГц, з подальшим спадом за кордонами КСС. І нарешті, в нижньому положенні з'являється спад на частотах вище 19 кГц, послаблює надтональную частина стереосигналу.
Отримані характеристики виявляються прийнятними для стереодекодеров як з ПТ, так і з ПМ. В обох випадках забезпечується необхідний діапазон регулювання параметрів вихідних сигналів 3Ч по шумах і перехідного загасання між каналами.
Внаслідок простоти, фільтр може бути легко застосований в будь-якому готовому пристрої - стереомагнитоле або радіоприймач, за винятком, мабуть, найбільш мініатюрних. Зрозуміло, не виключається його застосування і в нових розробках, наприклад, двустандартных стереодекодерах.
В авторському варіанті використані наступні деталі: змінний резистор фірми TELPOD (аналог СПЗ-4М), постійні - МЛТ 0,125, конденсатори типу КМ-4.
Змінний резистор R3 (див. рис. 1) в даному пристрої виконує функції плавного перемикача "Моно - Стерео". Тому при доопрацюванні стереофонічного приймача наявний ступінчастий перемикач Моно - Стерео" стає непотрібним. Його можна видалити, комутована їм ланцюг, фіксується в положенні, відповідному режиму "Стерео". На місце видаленого перемикача слід встановити змінний резистор R3 з відповідною по дизайну ручкою. Можливий і інший варіант - залишити наявний перемикач Моно - Стерео", а плавний регулятор R3 розташувати поруч з ним.
Вбудовування фільтра зводиться до демонтажу наявної вхідний ланцюга стереодекодера (крім перехідних конденсаторів) і встановлення на її місце елементів запропонованого фільтра. Навісний Монтаж, довільний, єдина вимога до нього - з'єднати навісну частина схеми з перемінним резистором R3 екранованим дротом уникнути наведень.
Загасання, що вноситься фільтром на частоті 1000 Гц, складається з втрат в регульованому ланці (5 дБ) і зменшення сигналу дільником, утвореним сумарним опором резисторів R4, R5 і вхідним опором мікросхеми стереодекодера. Останнє може бути різним, що впливає на загальний коефіцієнт передачі. Оскільки спеціальних елементів підстроювання фільтр не містить (їх введення збільшило б загасання до неприпустимого), рекомендується наступна методика узгодження з конкретним типом мікросхеми.
До переробки подають на вхід стандартної ланцюга відразу за ЧС детектором синусоїдальна напруга 50 мВ (ефективне значення) з частотою 1000 Гц і вимірюють вихідний сигнал будь-якого каналу стереодекодера після коригуючого ФНЧ. Потім вбудовують фільтр, як описано вище, і при подачі того ж випробувального сигналу на його вхід знову перевіряють вихідна напруга в тій же точці. Якщо воно істотно змінилося, то підбирають номінали резисторів R4, R5, наближаючи рівень вихідного сигналу до первісного значення, а потім пропорційно змінюють ємності конденсаторів С2 і C3 по умові незмінності постійної часу τ= R4C2=R5C3. Подібну операцію можна зробити і з вихідними ФНЧ корекції частотних попередніх викривлень, зберігши їх постійну часу 50...70 мкс. Методика гарантує, що гучність прийому після установки фільтра не зміниться.
Автором застосований фільтр в магнітолі "SHARP GF-6363" з стереодекодером на мікросхемі ВА1320. Суб'єктивно якість його роботи можна оцінити наступним чином. При прийомі потужних станцій і установці регулятора R3 у верхнє за схемою положення істотно поліпшується стереоефект і підкреслюються верхні частоти звукового спектру, так як ФВЧ R2C1 діє вже починаючи з частоти 4 кГц, тобто працює і як регулятор тембру. При цьому звукова картина як би прояснюється (у порівнянні з середнім положенням регулятора), чіткіше локалізуються інструменти, створюється відмінна стереопанорама. Зростання шумів залежить від вихідного якості прийнятої програми і для самих потужних станцій (в місці прийому - "Русское радио") малопомітно, навіть у паузах. В середньому положенні регулятора звучання відповідає звичайному режимі "Стерео" з дещо зменшеним рівнем шумів. По мірі наближення движка регулятора до нижнього за схемою положення стереоефект погіршується, приглушаються верхні частоти, але одночасно і зменшується рівень шумів, що дозволяє приймати в такому режимі далекі станції. В крайньому положенні звучання практично монофонічне, причому для слабких сигналів стереодекодер автоматично перемикається в режим "Моно", про що каже погасання індикатора стереоприема.
З викладеного ясно, що пропонований фільтр КСС являє собою досить зручний і гнучкий орган регулювання, що дозволяє отримувати адаптивне якість сигналу практично в будь-яких умовах прийому. Фільтр діє плавно і у всьому динамічному діапазоні, що вигідно відрізняє його від ступінчастих перемикачів "Моно - Стерео" і порогових подавлювачів шумів. Не виключена його подальша автоматизація, а також спільне використання із зазначеними пристроями.
Література
Автор: Пахомов Д.