Alternatywny moduł dekodera MPX do amplitunera RADMOR 510x

Założenia:

Amplitunery z rodziny 510x są do dnia dzisiejszego uważane za jedne z najlepszych analogowych konstrukcji krajowego przemysłu elektronicznego. Największą bolączką tego urządzenia jest dekoder stereo, który w latach produkcji nie był już konstrukcją nowoczesną. Oryginalny dekoder wykonany jest w oparciu o krajowy układ scalony UL1601, będący licencjonowanym klonem japońskiego układu Sanyo Electric LA3301, pracujący w oparciu o archaiczną metodę wyodrębniania sygnału pilota, jego wzmacniania i powielania na strojonych obwodach rezonansowych LC. Przez stosunkowo długi okres projektowania i wdrażania do produkcji, a także przez późniejsze "zamrożenie" konstrukcji tego urządzenia, amplituner ten nie doczekał się porządnego dekodera MPX na światowym poziomie, mimo że był produkowany aż do 1985 roku. Głównym moim celem stało się więc wykonanie nowego dekodera stereo umożliwiającego odsłuch audycji UKF-FM na możliwie najwyższym współczesnym poziomie. Jednocześnie odrzuciłem wszelkie koncepcje „sztucznych nerek” dostawianych do oryginalnego bloku PSD, a skoncentrowałem się na wykonaniu nowego bloku

Porównanie parametrów wybranych dekoderów MPX

Przeglądając noty aplikacyjne dekoderów MPX doszedłem do wniosku że nie może to być układ z oscylatorem PLL na elementach RC, musi tez mieć możliwość manualnej regulacji separacji oraz poziomu sygnału wyjściowego. Odrzuciłem tez układ scalony TA7343 gdyż jest to konstrukcja przeznaczona do tanich odbiorników przenośnych. Zastanawiałem się też nad wbudowanymi filtrami pilota, ale ze względu na to że warunek taki spełniał wyłącznie TDA7338 o zaniżonych parametrach ze względu na przeznaczenie do urządzeń car-audio a także na cenę i dostępność tej kostki, zrezygnowałem z jego stosowania. Najbardziej zainteresowały mnie układy Sanyo LA3410 i LA3401. Chipy te posiadają oscylatory stabilizowane rezonatorem piezoceramicznym, nie wymagają więc regulacji, pozostałe parametry są zbliżone. Układ LA3401 dodatkowo posiada funkcjonalność wyciszania "MUTE" oraz przełączania sygnału co byłoby w R510x i tak nieużyteczne przez co ostatecznie wybór padł na LA3410.

W przedstawionym poniżej zestawieniu zebrałem wybrane parametry dwóch typowych dekoderów stereo (UL1621-TCA4500 i TA7343), LA3410 a także oryginalnie stosowanego UL1601-LA3301:



Rozwiązanie układowe:

Schemat nowego bloku PSD przedstawia poniższy rysunek.



Sygnał wejściowy podawany jest poprzez kondensator separujący C1 na wyprowadzenie 2 US1. W przeciwieństwie do rozwiązania dekodera zaproponowanego w RE 1/87, LA3410 nie wymaga dodatkowego wzmacniacza sygnału, gdyż i tak jego poziom jest wystarczający do bezpośredniego wysterowania dekodera. Napięcie zasilające podawane jest poprzez rezystor R1 na układ scalony US1. Kondensatory C4 i C5 eliminują pozostałości zakłóceń na szynie zasilającej, C4 również odsprzęga układ scalony US1. Przełącznik pracy MONO/STEREO wykonano na tranzystorze T1 i diodzie D1, z czego tranzystor pracuje jako inwerter a dioda użyta jest jako przełącznik elektroniczny. Z dwóch trybów przejścia do pracy w trybie MONO wybrano pierwszą i polecaną przez producenta układu wersję, gdyż zatrzymuje ona aktywność oscylatora lokalnego minimalizując tym samym zniekształcenia trybu MONO. Wadą tej metody przełączania jest około 1s zwłoka układu przy zmianie trybu MONO -> STEREO wynikająca z czasu wyrównania ładunku zgromadzonego w kondensorze C6. Rozkodowany sygnał wyjściowy pobierany jest z wyprowadzeń 4 i 7 US1. W sprzężeniu zwrotnym pracują elementy R6, R7 oraz C9, C12 których wartości zostały dobrane tak aby dopasować poziom sygnału wyjściowego do reszty oryginalnego rozwiązania układowego filtrów MPX i obwodów wyjściowych, a także zapewnić deemfazę ~50µs według europejskiego standardu radiodyfuzji UKF-FM. Pozostała część modułu PSD została praktycznie nie zmieniona względem oryginalnego projektu producenta, poza R8 (R323) który został zwiększony w celu skompensowania pominięcia wtórników emiterowych na elementach T302 i T309 w nowym układzie.

Uwagi dotyczące zastosowanych elementów:

Jeżeli ktoś będzie chciał zbudować kopie tego układu to polecam zaopatrzenie się w dodatkowy moduł stereodekodera PSD który będzie bazą pozyskania wielu elementów np. filtrów MPX i złącza krawędziowego. Zachowanie oryginalnego dekodera z modyfikowanego odbiornika umożliwi także późniejsze wykonanie porównawczych testów odsłuchowych. Używane dekodery są często dostępne na portalu aukcyjnym Allegro, nowe moduły są nadal dostępne w sprzedaży detalicznej w sklepie internetowym RADKOM.

Projekt płytki drukowanej oraz opis rozmieszczenia elementów zawarty jest na poniższych rysunkach:



Płytka ma wymiary 125x75mm

Najważniejszym elementem od którego jakości zależy poprawna praca układu dekodera jest rezonator piezoceramiczny. Producent układu zaleca stosowanie rezonatorów CSB456F11 firmy Murata lub KBR-457HS firmy Kyocera. Rezonator CSB456F11 jest dostępny w większości elektronicznych sklepów internetowych, jednak w egzemplarzu prototypowym i modelowym użyłem CSB456F16 którego pozyskałem ze znalezionej przy śmietniku osiedlowym mini-wieży KOSONIC. Rezonatory te można też pozyskać ze złomowanych radioodbiorników samochodowych. W komparatorze fazy bardzo ważne jest zastosowanie kondensatora bipolarnego C10, ze względu na to że przy przejściu do trybu MONO utrzymuje się na nim losowa polaryzacja. Jeżeli zakup elektrolitycznego kondensatora bipolarnego będzie kłopotliwy proponuję użyć dwóch polaryzowanych elektrolitycznych kondensatorów aluminiowych 6,8µF i połączyć je szeregowo plusami do siebie. Tranzystor T1 może cechować się praktycznie dowolnymi parametrami, sam użyłem zabytkowego BF519 produkcji TEWY z 1971 gdyż mam ich całą górę i żadnego pomysłu na ich konstruktywne użycie Tranzystory T304 i T305 powinny być niskoszumnymi elementami o dużym wzmocnieniu, sam zastosowałem BC550C firmy NXP. Filtr podnośnych złożony z elementów L303 - 306 i otaczających je kondensatorów został w całości zapożyczony z oryginalnego rozwiązania gdyż obecnie praktycznie niewykonalne jest znalezienie porządnych hybrydowych filtrów dolnoprzepustowych MPX, np. BL-13 Korin Giken (TOKO), choć jeżeli ktoś dysponuje takimi elementami watro jest ich użyć. Układ scalony LA3410 może być z powodzeniem zastąpiony układem KA2265 produkcji Samsunga bez jakichkolwiek zmian w układzie.

Uruchomienie i regulacja:

Poprawnie zmontowany moduł nie wymaga praktycznie uruchomienia pod warunkiem użycia sprawnych elementów i poprawnie wykonanej płytki drukowanej (sam nie ustrzegłem się dwóch błędów w projekcie PCB, na szczęście niezbyt poważnych przez co nie musiałem drugi raz wykonywać płytki. Zaprezentowana tu wersja płytki jest oczywiście błędów tych pozbawiona). Regulację współbieżności wykonujemy potencjometrem R322 przełączając głośniki na kanał tylny (przełącznik MONO/STEREO/AM na MONO, a regulator balansu na godzinę 12) i starając się uzyskać jak najcichszy dźwięk. Jeżeli ustawienie R322 okaże się zależne od położenia gałki regulacji głośności oznacza to problemy ze współbieżnością pracy bloków PPN lub PWR i należy je z całą pewnością najpierw wyeliminować. Regulacje separacji w zasadzie można pominąć gdyż R510x blokuje automatyką możliwość stereofonicznego odsłuchu słabych stacji radiowych. Generalnie im wyższa wartość rezystancji PR1 tym separacja lepsza, ale też tym większe zniekształcenia w odbiorze stereo słabych sygnałów. W omawianym przypadku R510x można w miejsce PR1 wstawić rezystor stały 220kohm gdyż wydaje się to optymalnym rozwiązaniem. W wypadku problemów w działaniu układu należy zwrócić szczególną uwagę na napięcia w punktach oznaczonych na schemacie literami A, B i C. Napięcia te w modelowym egzemplarzu wynoszą:

Warunki pomiaru: (18V - 18,06V ; 40V - 40,26V ; pomiary wykonano woltomierzem MERATRONIK V541 po 5 godzinach pracy układu)

Spis elementów:





pierwsza wersja prototypowa


porównanie dekoderów, od lewej - nowy dekoder, dekoder oryginalny, dekoder wykonany w oparciu o projekt RE 1/87

Serdeczne podziękowania dla p. inż. Macieja Sokólskiego za wiele cennych uwag które wpłynęły na końcowy kształt tego projektu!

Opisany tu dekoder można stosować we wszystkich amplitunerach serii 51, czyli 5100, 5102, 5102-T oraz 5102-TE.

Niniejsze opracowanie zamieszczone na portalu Elektroda.pl na licencji CC-BY 3.0

Literatura:
Instrukcja serwisowa odbiornika RADMOR 5102
Instrukcja serwisowa amplitunera Teledyne Acoustic Research x10
Noty aplikacyjne układów LA3410, LA3401, LA3301, UL1601
Usprawnienie OR RADMOR 5100 (RE1/87)