Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Synteza częstotliwości ?

Michal_O 29 Sie 2004 20:57 12124 3
  • #1 29 Sie 2004 20:57
    Michal_O
    Poziom 15  

    Co to jest: "synteza częstotliwości" ?
    Jakie ma znaczenie w odbiornikach radiowych - tunery ???

    Pozdrawiam,
    Michal.

    2 3
  • #2 29 Sie 2004 22:53
    wmak
    Poziom 27  

    Najlepiej przeczytać parę książek, ale spróbuję możliwie krótko wytłumaczyć. Zacznę od opisu, jak działa radioodbiornik.
    Od kilkudziesięciu lat odbiorniki radiowe robi się jako "superheterodynowe", czyli z przemianą częstotliwości.
    Taki odbiornik ma wzmacniacz (dostrojony do częstotliwości odbieranej stacji) i generator (heterodynę), oscylujący na częstotliwości (najczęściej) wyższej od tej odbieranej o tzw. częstotliwość pośrednią.
    Jeśli te dwa sygnały doprowadzi się do MIESZACZA, to z sygnałów, jakie w nim się wytworzą wyfiltrowywuje się i wzmacnia sygnał różnicy częstotliwości - właśnie pośrednią częstotliwość, zmodulowaną sygnałem akustycznym.
    Za wzmacniaczem jest detektor, odzyskujący sygnał akustyczny, potem wzmacniacz i głośnik.

    W staroświeckich odbiornikach do dostrojenia wejściowego wzmacniacza do stacji i strojenia generatora używane były (najczęściej) dwa (w lepszych modelach trzy lub cztery) kondensatory o zmiennej pojemności, obrotowe na wspólnej osi, tzw. agregat.

    W erze półprzewodników te zmienne kondensatory zastąpiono niewielkimi diodami o pojemności zmienianej przyłożonym napięciem - tzw. varicapy.
    Napięcie do strojenia dostarczał początkowo potencjometr (jeden lub kilka z przełącznikiem) a później układ elektroniczny (np. scalony), który umiał zapamiętać i potem wywołać kilka różnych napięć.
    W ten sposób można było "zaprogramować" kilka stacji.
    Podstawowym problemem w takich rozwiązaniach była stabilność tych napięć i samych varicapów, aby stacja "nie uciekała".
    Wymyślono dodatkowe układy automatycznego dostrojenia (AFC, po polsku ARCz), ale gdy na skali radia jest kilkadziesiąt stacji o różnej sile sygnału, to okazało się, że mocniejsza stacja "przeciąga" na siebie odbiór i słabszej nie można odebrać.

    W tej sytuacji znacznie lepiej było zrezygnować z AFC a poprawić stabilność heterodyny przez jej SYNTEZOWANIE.
    W profesjonalnym sprzęcie najpierw robiono to sumując w mieszaczach częstotliwości z wielu stabilnych generatorów kwarcowych.
    W wykonaniu lampowym radiostacja o mocy nadajnika kilkuset watów, z syntezą w nadajniku i odbiorniku, mieściła się na ciężarówce a dostrojenie nadajnika i odbiornika do zadanej częstotliwości zajmowało kilkanaście minut.

    Z rozwojem tranzystorów i układów scalonych powstały tzw. układy PLL (pętla szukająca fazy).
    W uproszczeniu: gdy do takiego układu doprowadzi się dwie częstotliwości, to układ wytwarza napięcie (prawie stałe), proporcjonalne do różnicy częstotliwości sygnałów.
    Jeśli jedną z tych częstotliwości jest sygnał z heterodyny odbiornika, wykonanej jako prosty generator LC, gdzie C to pojemność diody pojemnościowej, odpowiednio polaryzowanej napięciem stałym i wyjściowym z układu PLL, a druga częstotliwość pochodzi z wysokostabilnego źródła (np. kwarcu), to częstotliwość heterodyny musi się zrównać (nie ma wtedy napięcia błędu z PLL) i jest (prawie) tak samo stabilna, jak z kwarcu.
    Do tego, aby radio mogło odbierać jakiś zakres częstotliwości w jakiejś podziałce, używa się procesora.




    Procesor sterowany jest stabilnym generatorem kwarcowym (kilka MHz) i potrafi cyfrowo podzielić częstotliwość tego kwarcu do rzędu 10 kHz a potem mnożyć wynik przez kolejne liczby w odpowiednim zakresie i wysłac wytworzoną czestotliwośc do układu PLL, gdzie zostanie porównany z odpowiednio (np przez 32, 33 lub 100) podzieloną częstotliwością heterodyny.
    W pierwszej chwili po włączeniu heterodyna generuje dowolną częstotliwość, ale napięcie z układu PLL, doprowadzone do jej diody pojemnościowej powoduje wymuszenie takiej częstotliwości, jaką "chce" procesor.
    Można zapytać, dlaczego nie zsyntetyzować od razu częstotliwości, na jakiej pracować ma heterodyna i dostarczyć do mieszacza.
    Ze wzgledu na jakość odbioru, sygnał heterodyny powinien być "czysty" - sinusoidalny bez harmonicznych a procesory produkują prostokąt. Generator LC wytwarza "ładny" przebieg, chociaż trudno uzyskać stałośc częstotliwosci przy zmianach napięcia, temperatury itp.
    Ponadto układy pracujące na niższych czestotliwościach pobierają mniej prądu i mniej sieją zakłóceń.
    Procesor jednocześnie "zmusza" cyfrowy wyświetlacz do pokazania zadanej częstotliwości, z uwzględnieniem różnicy między częstotliwością heterodyny a odbieranego sygnału (o częstotliwość pośrednią )
    Krótko mówiąc na wyświetlaczu widzisz, jaką częstotliwość radio ma (stabilnie !) odbierać, ponadto zwykle procesor potrafi "sam wyszukać" i zapamiętać wiele stacji i może mieć jeszcze wiele funkcji ułatwiających (czasem utrudniających ) obsługę.
    W odbiorniku "z gałką" można było się płynnie dostroić do dowolnej częstotliwości w obrębie skali.
    Odbiornik z syntezą "skacze" z jakąś podziałką (tzw. raster).
    Ten raster dla nadajników (i także dla odbiorników) jest znormalizowany, niestety różnie w różnych częściach świata.
    Przykładowo w Europie nadajniki AM - fale dlugie i średnie są rozmieszczone co 9 kHz a FM - fale ultrakrótkie co 0,1 MHz (było dopuszczalne co 0,05 MHz).
    W Ameryce raster na AM - (fale średnie) wynosi 10 kHz a na FM 0,2 MHz - wartości nieparzyste. Ponoć dopiero próbują "zagęścić" podziałkę.
    Okazuje się więc, że radio z USA przywiezione do nas odbiera tylko część stacji, bo reszta wypada pomiędzy rastrem i albo ich zupełnie nie słychać, albo chrypi i odbiór jest monofoniczny.
    Jeśli producent amerykańskiego radia zastosował uniwersalny procesor ("na cały świat") to są szanse, że fachowiec potrafi zmienić podziałkę ale są takie syntezy , gdzie to jest niemożliwe.

    Krócej nie potrafiłem, naprawdę parę książek trzeba przeczytać.
    Pozdrawiam
    Wmak

    6
  • #3 30 Sie 2004 19:55
    Michal_O
    Poziom 15  

    Dziękuję.
    Co do pętli PLL - to miałem takie radio - Polski CONDOR. Nie miał on jednak cyfrowej syntezy częstotliwości.

    Jeszcze raz Dziękuję!

    0
  • #4 30 Sie 2004 23:05
    wmak
    Poziom 27  

    W radiu Condor to był "PLL MPX DECODER" czyli scalak dekodera stereo w którym prymitywny generator RC
    dostrajał się do pilota 19 kHz, nadawanego w kodowanym sygnale stereo, właśnie przy pomocy układu PLL.
    W porównaniu do starszych dekoderów z kilkoma obwodami LC upraszczało to procedurę strojenia w fabryce -
    ustawienie jednego potencjometru montażowego tak, by zapaliła się lampka "stereo" wystarczało ,
    by uzyskać minimum przesłuchu między kanałami.
    Część odbiorcza tego radia była analogowa z diodami pojemnościowymi w głowicy UKF.
    Wmak

    0