Стереодекодер для системы стереофонического радиовещания с полярной модуляцией Советский патент 1992 года по МПК H04H5/00 

Предлагаемый стереодекодер относится к радиотехнике и связи и может быть использован в радиовещательных устройствах при приеме сигналов стереофонического вещания.

Известны стереодекодеры, используемые в радиовещательных устройствах при приеме сигналов с полярной модуляцией.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому является стереоде- кодер, содержащий шесть транзисторов, шесть резисторов, четыре источника напряжения и конденсатор, при этом объединенные эмиттеры первого и третьего транзисторов соединены с коллектором второго транзистора, объединенные эмиттеры четвертого и пятого транзисторов соединены с коллектором шестого транзистора, при этом базы первого и пятого транзисторов объединены, базы третьего и четвертого

транзисторов объединены, а первый источник коммутирующего напряжения включен между базами первого и третьего транзисторов, коллекторы первого и четвертого транзисторов объединены и через первый резистор присоединены к положительной шине питания, к которой через шестой резистор присоединены объединенные коллекторы третьего и пятого транзисторов, при этом коллекторы первого и пятого транзисторов являются выходами сигналов соответственно левого и правого каналов, второй и третий резисторы включены последовательно между эмиттерами второго и шестого транзисторов, общий вывод второго и третьего резисторов через пятый резистор подключен к общей шине, между коллекторами первого и пятого транзисторов последовательно включены конденсатор и четвертый резистор, между базой

2

00

к о

NO

второго транзистора и общей шиной включен второй источник напряжения, между базой шестого транзистора и общим выводом включен третий источник напряжения, четвертый источник напряжения включен между положительной шиной питания и общим выводом.

Коэффициент передачи суммарной части стереосигнала Km в этой схеме можно записать следующим образом:

(R2+ReT2)::(R5;:Rr2::Rr3), где R1 - сопротивление первого резистора;

R2 - сопротивление второго резистора;

R5 - сопротивление пятого резистора;

Rr2 - внутреннее сопротивление второго источника напряжения;

Rr3 - внутреннее сопротивление третьего источника напряжения;

ReT2 - сопротивление эмиттера второго транзистора.

Коэффициент передачи разностной час- ти стереосигнала Ks, полагая, что , можно записать в виде

Ks(R1 R4)/O(R2+ReT2)(2 R1+R4), где R4 - сопротивлений четвертого резистора;

R6-сопротивление шестого резистора.

Условием полного разделения стереоканалов является равенство коэффициентов передачи суммарной и разностной частей стереосигнала в стереодекодере ,T.e.

(R2 + ReT2)::(R5::Rr2::Rr3) (R1.R4) / / п (R2+ReT2)(2 R1+R4),

или после небольших преобразований (R2+ReT2)+(R5::Rr2::Rr3)/(R5::Rr2::Rr3)(2x xR4)/|(2 R1+R4).

Как видно из полученного выражения, на величину разделения стереоканалов этого стере о декодера оказывают влияние, во- первых, абсолютные значения элементов схемы R1, R2, R4, R5, R6, во-вторых, значения внутренних сопротивлений второго и третьего источников постоянного напряжения, в-третьих, величины сопротивлений эмиттбров второго и шестого транзисторов. Определим сопротивление эмиттера второго и шестого транзисторов. Пусть величина постоянного напряжения на базах второго и шестого транзисторов UCM, тогда ток через эти транзисторы 1эТ2,1эТ6 равен;

(UcM-U63T2,6)/(2.R5+R2), где ибэТ2,б - напряжение база-эмиттер второго, шестого транзисторов, соответственно.

Тогда величина сопротивления эмиттера второго и шестого транзисторов ReT2 ReT6 г.

r (2.R5+R2)/(UcM-U63T2,6), где температурный потенциал.

Подставляя выражение для г в выражение, определяющее условие полного разделения каналов, можно убедиться, что на точность декодирования влияют как абсолютные значения элементов схемы (такие как UCM, R2, R5 и др.) так и температура, Кроме того, из-за пятикратного ослабления суммарной и разностной частей стереосигнала выходное напряжение стереодекодера также по0 давлено на 14 дБ, что требует введения в схему дополнительных усилителей.

Таким образом, недостатком рассмотренного устройства является повышенная чувствительность его параметров к разбро5 су значений элементов схемы, Температурная нестабильность и недостаточная точность декодирования стереосигнала, а также ограниченный динамический диапазон выходного напряжения.

0 Цель изобретения - уменьшение чувствительности параметров стереодекодера к разброссу значений элементов схемы, увеличение температурной стабильности, точности декодирования стереосигнала и

5 увеличение динамического диапазона выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в схему стереодекодера для системы стерео- Фонического радиовещания с полярной Мо0 дуляцией, содержащую шесть транзисторбв, шесть резисторов, четыре источника напряжения и конденсатор, при этом эмиттеры первого и третьего транзисторов объединены и соединены с коллекто5 ром второго транзистора, эмиттеры четвертого и пятого транзисторов объединены и соединены с коллектором шестого транзистора, базы первого и пятого транзисторов объединены, базы третьего и четвер0 того транзисторов объединены, первый источник напряжения включен между базами первого и третьего транзисторов, коллекторы первого и четвертого транзисторов объединены и соединены с первым выводом

5 первого резистора, коллекторы третьего и пятого транзисторов объединены, первые выводы второго и третьего резисторов Соединены между собой, первый вывод конденсатора соединен с первым выводом

0 четвертого резистора, а четвертый источник напряжения включен между положительной шиной питания и общей шиной, дополнительно введены седьмой - двадцать четвертый транзисторы, седьмой - двенадцатый

5 резисторы, первый - восьмой регулируемые генераторы тока, при этом второй вывод второго и третьего резисторов соединен соответственно с эмиттером десятого и седьмого транзисторов, базы которых через последовательно соединенные пятый резиcrop и второй источник напряжения, шестой резистор и третий источник напряжения соответственно соединены с общей шиной, к которой подключены эмиттеры второго и девятого транзисторов, базы которых объе- динены и соединены с коллекторами девятого и десятого транзисторов, эмиттеры шестого и восьмого транзисторов подключены к общей шине, а их базы объединены и соединены с коллекторами седьмого и восьмого транзисторов, первый вывод второго резистора через первый регулируемый генератор тока соединен с положительной шиной питания, к,которой подключен также эмиттер одиннадцатого транзистора, кол- лектор которого соединен с коллектором первого и базой тринадцатого транзисторов, а его база соединена с базой двенадцатого и коллекторами пятого и двенадцатого транзисторов, эмиттер двенадцатого тран- зистора соединен с положительной шиной литания, к которой подключен также эмиттер тринадцатого транзистора, коллектор которого соединен с базой четырнадцатого транзистора IT через четвертый регулируе- мый генератор тока - с общей шиной, вто- ,рой вывод первого резистора соединен с эмиттером четырнадцатого транзистора, первым выводом седьмого резистора и через второй регулируемый генератор тока - с положительной шиной питания, второй вывод седьмого резистора соединен с вторым выводом конденсатора, второй вывод четвертого резистора подключен к положительной шине питания, коллектор четыр- надцатого, эмиттеры пятнадцатого и шестнадцатого транзисторов подключены к общей шине, коллекторы пятнадцатого и шестнадцатого транзисторов соединены соответственно с коллекторами семнадца- того и восемнадцатого транзисторов и первыми выводами соответственно восьмого и девятого резисторов, которые являются соответственно первым и вторым выходами устройства, вторые выводы этих резисторов соединены с положительной щиной питания, к которой подключен также эмиттер девятнадцатого транзистора, коллектор и база которого объединены и соединены с базой восемнадцатого транзистора, между эмиттерами семнадцатого и восемнадцатого транзисторов последовательно включены десятый и одиннадцатый резисторы. база семнадцатого транзистора соединена с вторым выводом конденастора, к положи- тельной шине питания подключены эмиттеры двадцатого, двадцать первого и двадцать второго транзисторов, базы которых объединены и соединены с коллекторами двадцать первого и двадцать третьего

транзисторов, база которого соединена с коллектором двадцать второго и коллектором и базой двадцать четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, к которой через двенадцатый резистор подключен эмиттер двадцать третьего транзистора, базы шестого, пятнадцатого и шестнадцатого транзисторов объединены, общий вывод десятого и одиннадцатого резисторов через пятый регулируемый генератор тока соединен с общей шиной, к которой через шестой регулируемый генератор тока подключен коллектор девятнадцатого транзистора, коллектор двадцатого транзистора через восьмой регулируемый генератор тока подключен к общей шине, при этом пер- вый, второй и третий регулируемые генераторы тока соединены с управляющим выходом седьмого генератора тока, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой регулируемые генераторы тока имеют общее управление от коллектора двадцатого транзистора.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема стереодекодера для системы стереофонического радиовещания с полярной модуляцией; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема управляемых генераторов тока.

Стереодекодер для системы стереофонического радиовещания с полярной модуляцией содержит двадцать четыре транзистора 1-24, восемь регулируемых генераторов тока 25-32, двенадцать резисторов 33-44, один конденсатор 45 и четыре источника напряжения 46-49.

Стереодекодер работает следующим образом.

Поступающий на вход стереодекодера стереосигнал с второго источника напряжения 47 с внутренним сопротивлением 33 преобразуется в ток в преобразователе напряжение-ток, выполненном на десятом 10 и седьмом 7 транзисторах, втором 34 и третьем 35 резисторах, первом генераторе тока 25, третьем источнике 48 постоянного напряжения с внутренним сопротивлением 36. Так как сопротивление первого генератора тока 25 равно бесконечности, крутизна преобразования входного напряжения в ток S:

(R2+ReT10),

где R2 - сопротивление второго резистора 34;

ReT10 - сопротивление эмиттера десятого транзистора 10, равное

ReT10 2 pT/l25, где 125 - ток первого генератора тока 25.

Через токовые зеркала, выполненные на восьмом 8, пятнадцатом 15 и шестнадцатом 1 б транзистррах суммарная часть стереосигнала в виде тока подается на выходы устройства, где на восьмом 40 и девятом 42 резисторах преобразуется в синфазное напряжение Um. Коэффициент передачи суммарной части стереосигнала Km равен:

(R2+ReT10),

где R8 - сопротивление восьмого резистора 40.

Преобразованная в ток, модулированная разностной частью стереосигнала под- несущая частота через токовые зеркала, выполненные на девятом 9 и втором 2, восьмом 8 и шестом 6 транзисторах поступает на аналоговые коммутаторы, которые выполнены на двух дифференциальных каскадах. Первый дифференциальный каскад содержит первый 1 и третий 3 транзисторы, второй дифференциальный каскад содержит четвертый 4 и пятый 5 транзисторы. Первый источник коммутирующего напряжения с частотой поднесущей управляет перераспределением токов второго 2 и шестого 6 транзисторов в активной нагрузке аналоговых коммутаторов, выполненной на одиннадцатом 11 и двенадцатом 12 транзисторах. Токовый Сигнал с выхода аналого- вых коммутаторов поступает на преобразователь ток-напряжение, реализованный на тринадцатом 13, четырнадцатом 14 транзисторах, первом резисторе 37, четвертом 28 и втором 26 генераторах тока, Коэффициент передачи разностной части стереосигнала через входной преобразова-. тель напряжение-ток, аналоговые коммутаторы и преобразователь ток-напряжение К1 равен

K1-2R1/ jr(R2+ReTlO), где R1 - сопротивление первого резистора 37.

Далее выделенное напряжение разностной части стереосигнала Us поступает на схему коррекции амплитудных и .фазоча- стотных искажений, внесенных в спектр стереосигнала на передающей стороне. Схема коррекции представляет собой пассивный корректирующий фильтр, выполненный на четвертом 38 и седьмом 39 резисторах и конденсаторе 45. Модуль передаточной функции корректирующего фильтра К2 на высоких частотах определяется только отношением резисторов и равен

(R4+R6),

где R4 - сопротивление четвертого резистора 38;

R7-сопротивление седьмого резистора

39.

Выбирая четвертый и седьмой резисторы с одним температурным коэффициентом, можно получить не зависящее от

температуры их отношение. После прохождения выделенной аналоговыми коммутаторами разностной части стереосигнала Us через схему коррекции амплитудные и фазочастотные искажения, внесенные в спектр стереосигнала на передающей стороне, устраняются, уровни низких и высоких частот в разностной части стереосигнала Us становятся равными, но подавленными относительно уровня суммарной части стереосигнала Um на 14 дБ.

Для суммарно-разностного преобразования необходимо согласовать по уровню напряжений суммарную Um и разностную

Us части стереосигнала. Для этого разностная часть стереосигнала Us усиливается дифференциальным усилителем, который выполнен на семнадцатом 17 и восемнадцатом 18 транзисторах, восьмом 40, девятом

42, десятом 41 и одиннадцатом 43 резисторах и пятом генераторе тока 29. Девятнадцатый транзистор 19 в диодном включении и шестой управляемый генератор тока 30 введены в схему для установки постоянного

напряжения на базе восемнадцатого транзистора 18. Коэффициент усиления дифференциального усилителя КЗ равен

(R10+ReT17), где R10 - сопротивление десятого резистора4Т;

ReT17 - сопротивление эмиттера семнадцатого транзистора, которое равно

ReT17 2 чр т/129, где 129 - ток пятого 29 генератора тока.

Коэффициент передачи разностной части стереосигнала Ks равен

K2-K3. или Ks(R1 R4 R8)(R2+ReT10) (R4+R7) (R10+

+ReT17).

Как уже отмечалось, условием полного разделения каналов является равенство коэффициентов передачи суммарной Um и разностной Us частей стереосигнала в стереодекодере , или

R8/2(R2+ReT10)(R1 R4-R8)/ jr(R2+ReTlO) (R4+ , R7KR10+ReT17).

После несложных преобразований, полагая, что R4/(R4+R7)5, это условие можно

записать в следующем виде: 1 2-R1/ 5 r(R10+ReT17)j. Подставляя в это выражение значение ReT17, получаем условие полного разделения стереоканалов в предлагаемой схеме:

1 2 R1/ 5 r(R10+2pT/l29).

Чтобы исключить зависимость точности декодирования стереосигнала от температуры, необходимо, чтобы ток пятого генератора 29 тока прямо пропорционально

зависел от температуры, как и температурный потенциал ртг. Такая зависимость тока управляемых генераторов тока 25-32 от температуры реализована в схеме стерео- декодера при помощи источника опорного тока, который выполнен на двадцатом 20, двадцать первом 21, двадцать втором 22, двадцать третьем 23 и двадцать четвертом 24 транзисторах и двенадцатом резисторе 44. Коллекторный ток двадцатого транзистора кТ20 равен

lKT20 {pT.lnm)/R12,

где m - отношение площадей двадцать третьего 23 и двадцать четвертого 24 транзисторов;

R12 - сопротивление двенадцатого резистора 44.

Так как пятый генератор тока управляется от коллектора двадцатого транзистора и , |кТ20, где К- некоторая постоянная величина, то, подставляя выражение для тока (29 в выражение,определяющее условие полного разделения каналов схемы, получим:

. (R10+2 R12/K In m).

Как видно из полученного выражения, точность декодирования стереосигнала в предлагаемой схеме стере оде кодера определяется отношением резисторов, причем добиться высокой точности этого соотношения достаточно легко как в интегральной схеме, так и в схеме на дискретных элементах, при этом если резисторы R1, R10 и R12 имют одинаковый температурный коэффициент, что также легко обеспечить как в интегральной схеме, так и в схеме на дискретных элементах, то предложенная схема будет иметь высокую температурную стабильность точности декодирования стереосигнала. Выходные напряжения схемы имеют высокий уровень и не требу ют дополнительного усиления.

Таким образом, предлагаемая схема стереодекодера за счет того, что отношение коэффициенов передачи . суммарной и разностной частей стереосигнала не зависит от разброса абсолютных значений элементов и температуры, обладает высокой стабильностью и точностью декодирования стереосигнала, а также имеет большой динамический диапазон выходного напряжения.

Формула изобретения

Стереодекодер для системы стереофонического радиовещания с полярной модуляцией, содержащий шесть транзисторов, шесть резисторов, четыре источника напряжения и конденсатор, при этом эмиттеры первого и третьего транзисторов обьединены и соединены с коллектором второго транзистора, эмиттеры четвертого и пятого транзисторов объединены и соединены с коллектором шестого транзистора, базы

первого и пятого транзисторов объединены, базы .третьего и четвертого транзисторов объединены, первый источник напряжения включен между базами первого и третьего транзисторов, коллекторы первого и четвср0 того транзисторов объединены и соединены с первым выводом первого резистора, коллекторы третьего и пятого транзисторов объединены, первые выводы второго и третьего резисторов соединены между со5 бой, первый вызод конденсатора соединен с первым выводом четвертого резистора, а четвертый источник напряжения включен между положительной шиной питания и общей шиной, отличающийся тем, что,

0 с целью уменьшения чувствительности параметров стереодекодера к разбросу значений элементов схемы, увеличения температурной стабильности, точности декодирования стереосигнала и увеличения

5 динамического диапазона выходного сигнала, введены седьмой - двадцать четвертый транзисторы, седьмой - двенадцатый резисторы, первый - восьмой регулируемые генераторы тока, при этом второй вывод

0 второго и третьего резисторов соединен соответственно с эмиттерами десятого и седьмого транзисторов, базы которых через последоватзльно соединенные пятый и вто- . рой источник напряжения, шестой резистор

5 и третий источник напряжения соответственно, соединена с общей шиной, к которой подключены эмиттеры второго и девятого транзисторов, базы которых объединены и соединены с коллекторами девятого и деся0 того транзисторов, эмиттеры шестого и восьмого транзисторов подключены к общей шине, а их базы объединены и соединены с коллектором седьмого и восьмого транзисторов, первый вывод второго рези5 стора через первый регулируемый генератор тока соединен с попож ительной шиной питания и эмиттером одиннадцатого транзистора, база которого соединена с базой двенадцатого и коллекторами пятого и две0 надцзтого транзисторов, эмиттер которого соединен с положительной шиной питания, к которой подключен также эмиттер тринадцатого транзистора, база которого соединена с выводом первого резистора, второй

5 вывод которого соединен с эмиттером четырнадцатого транзистора, вторым выводом четвертого резистора, и через второй регулируемый генератор тока - с положительной шиной питания, к которой через седьмой резистор подключен второй вывод

конденсатора,, коллектор тринадцатого транзистора соединен с базой четырнадцатого транзистора и через четвертый регулируемый генератор тока - с общей шиной, к которой подключены также коллектор че- тырнадцатого и эмиттер пятнадцатого и шестнадцатого транзисторов, коллекторы которых соединены соответственно с код- лекторами семнадцатого и восемнадцатого транзисторов и первыми выводами соответ- ственно восьмого и девятого резисторов, вторые выводы которых соединены с положительной шиной питания, к которой подключен также эмиттер девятнадцатого транзистора, база которого соединена с базой восемнадцатого транзистора, эмиттер которого через последовательно соединенные десятый и одиннадцатый резистор соединен с эмиттером семнадцатого транзистора, база которого соедине- на с первым выводом конденсатора, к положительной шине питания подключены также эмиттеры двадцатого, двадцать пер- вого и двадцать второго транзисторов, базы которых объединены и соединены с коллек-

торами двадцать первого и двадцать третьего транзисторов, база которого соединена с коллектором двадцать второго и коллектором и базой двадцать четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, к которой через двенадцатый резистор подключен эмиттер двадцать третьего транзистора, базы шестого, пятнадцатого и шестнадцатого транзисторов объединены, второй вывод десятого резистора через пятый регулируемый генератор тока соединен с общей шиной, к которой через шестой регулируемый генератор тока подключен коллектор девятнадцатого транзистора, коллектор двадцатого транзистора через восьмой регулируемый генератор тока подключен к общей шине, при этом первый, второй и третий регулируемые генераторы тока соединены с управляющим выходом седьмого генератора тока, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой регулируемые генераторы тока имеют общее управление от коллектора двадцатого транзистора, а коллектор одиннадцатого транзистора соединен с базой тринадцатого транзистора.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиовещательных устройствах при приеме сигналов стереофонического вещания. Цель - уменьшение чувствительности параметров стере- одекодера к разбросу значений элементов схемы, увеличение температурной стабильности, точности декодирования стереосигнала и увеличение динамического диапазона выходного сигнала. Устр-во содержит транзисторы 1-24, регулируемые генераторы тока 25-32, резисторы 33-44, конденсатор 45, источники напряжения 46- 49. Цель достигается за счет того, что коэффициенты передачи суммарной и разностной частей стереосигнала не зависят от разброса абсолютных значений элементов схемы и температуры. 2 ил.

Ф(/г1

30

t-t/cc

OSufffjf a/t/#a

Фиг.2

Общая #яна