Jak funguje rádio? / Habr

Existuje hudební centrum LG, ve kterém rádio funguje, ale v režimu automatického vyhledávání stanic se tuner nezastaví na žádné stanici. Pokud ručně vyberete frekvenci stanice, je příjem jistý, ale pouze mono, stereo se neobjevuje při žádné manipulaci s anténou. Zajímavé je, že pokud frekvenci trochu změníte dopředu, objeví se stereo, ale stereo není čisté, trochu s rušením. Například pokud naladíte stanici na 105.3, je zde vynikající mono příjem (s anténou i bez ní), pokud zvýšíte frekvenci na 105.45, objeví se nejisté stereo, ale pouze s anténou.

Tuner je sestaven na mikroobvodech la1837 a lc72131

V jiném centru si pamatuji, že jakmile jsem připojil externí anténu, příjem se okamžitě zlepšil a objevilo se stereo, zde není žádná charakteristická reakce na připojení antény.
Také se zdá, že ladicí frekvence je správná, pokud je stanice 105.3, pak se chytá i nadále, pokud frekvenci zvýšíte nebo snížíte o stejnou hodnotu.
Deska není vizuálně poškozená, anténní vstup není poškozený.

Byl bych vám moc vděčný, kdybyste mi poradili, kterým směrem se mám vydat.

Nadpis zprávy: Re: Hudební centrum LG tuner nenachází stanice
Přidáno: Po 24. září 2018 10:26:20
Ano, jako obvykle – začněte s provozem napájecího zdroje, ale ne „vizuálně“, ale se zařízeními.

_________________
— Rusem může být jen ten, kdo něco nemá, ale ne tak moc, aby to měl, ale když to nemá, tak ať jde k čertu s ním.
„Ruský člověk může žít jak v jednom, tak i v druhém směru. A v obou případech zůstane celistvý.“ A. Platonov

Nadpis zprávy: Re: Hudební centrum LG tuner nenachází stanice
Přidáno: Po 24. září 2018 11:18:27

. z hlavy mi to tak přišlo – IF obvod s frekvencí 10,7 megahertzů je na 1837 trochu rozladěný. stereo dekodér pilotního tónu je v samotném mikrokontroléru, externí jsou pouze filtry alikvotních kmitočtů. potřebuješ osciloskop, abys zjistil, jestli stop signál dosáhne mozku.

Nadpis zprávy: Re: Hudební centrum LG tuner nenachází stanice
Přidáno: Út 25. září 2018 09:04:00

Vyřešil problém!
Nejdřív jsem našel schéma a zkontroloval napětí, která jsou tam uvedena, všechna byla normální.
Pak jsem během vyhledávání kanálů zkontroloval naladěný signál z roku 1837, byla na něm vidět nízká úroveň, ale střed se u stanic stále nezastavil.
Zkoušel jsem simulovat nízkou úroveň na obou laděných i stereo výstupech, ale střed se stále nezastavil u stanic, což je pro mě záhadou. Jak jinak by poznal, že byla stanice nalezena?

Pak jsem na doporučení ssc (neměl jsem ani ponětí, co mám upravit) našel na schématu obvod FM DET a začal ho upravovat jedním či druhým směrem. Bod fixace sterea se začal posouvat. Upravil jsem ho tak, aby byl přesně uprostřed stanice. A hle! Střed začal hledat stanice.

Možná se někomu tyto informace budou hodit.
Přikládám schéma a fotografii nastavení FM DET.

Použití modulárních napájecích zdrojů otevřeného typu je v moderních zařízeních rozšířené. Jejich inherentní kompaktnost, flexibilita v integraci a vysoká účinnost z nich činí vynikající řešení pro průmyslové automatizační systémy, telekomunikační zařízení, lékařské přístroje, zařízení pro chytrou domácnost a další aplikace. Pojďme se blíže podívat na charakteristiky a vlastnosti tří nejoblíbenějších otevřených MW AC/DC měničů vhodných pro použití v průmyslových zařízeních – řad EPS, EPP a RPS prezentovaných na Meanwell.market.

Nadpis zprávy: Re: Hudební centrum LG tuner nenachází stanice
Přidáno: Út 25. září 2018 09:32:40
shein napsal(a):

Našel jsem na schématu obvod FM DET a začal jsem ho upravovat jedním nebo druhým směrem. Bod fixace sterea se začal posouvat. Upravil jsem ho tak, aby byl přesně uprostřed stanice. A hle! Střed začal hledat stanice.

Uvnitř obvodů jsou keramické trubkové kondenzátory, které časem, zejména při vysoké vlhkosti, mohou začít ztrácet své vlastnosti, což vede k rozladění obvodu; na fotografii je taková „trubice“ viditelná uvnitř obvodu:

_________________
DEMOKRACIE není sračka.
Za suverénní a nezávislý lze považovat pouze ten stát, proti kterému anglosaští kramáři klanově-oligarchického svinstva a evropských „hodnot“ a jejich komplicové uvalili sankce!

Nadpis zprávy: Re: Hudební centrum LG tuner nenachází stanice
Přidáno: Út 25. září 2018 09:51:31
shein napsal(a):
Sám sotva chápu, co nastavit

. obvykle existuje takový algoritmus – při automatickém vyhledávání syntezátor znovu sestaví ladič na mřížce, při přiblížení k nosné sníží rychlost přestavby, zaostří na nulu na výstupu frekvenčního detektoru, poté při zachycení udělá další krok do strany, aby určil přesnost ladění, pokud je vše v pořádku, vrátí se zpět.. kritériem pro zastavení je analýza nuly na výstupu frekvenčního detektoru a zastavovací impuls generovaný obvodem ladičky (zde je mnoho možností – impuls může být generován i samotným regulátorem vzhledem k určité minimální prahové hodnotě) – ale podstata je přibližně tato..
..správné nastavení je stát jako osel přes dělič na výstupu frekvenčního detektoru, naladit stanici, která v dané oblasti funguje dobře, a otáčením jádra cívky podpěry IF 10,7 nastavit minimální možné napětí na výstupu frekvenčního detektoru..jak ladíte, zhoršujte kvalitu příjmu (zmenšete např. délku antény) a jádrem upravte minimální napětí..

. toto jsou obecně všeobecná doporučení.

. někdy existují záludné detektory, zejména na monokrystalických čipech Pioneer, kde určitá úroveň A může odpovídat jemnému ladění, úroveň B jedné straně a C druhé. . řídicí jednotka tedy rozpozná kvalitu ladění pouze podle jedné nohy, tj. nepotřebuje informace z výstupu detektoru S-křivky..ale takové vtipy se zpravidla vyskytují v autorádiích..

Uvnitř obvodů jsou keramické trubicové kondenzátory, které časem, zejména při vysoké vlhkosti, mohou začít ztrácet své vlastnosti.

. nejpravděpodobněji se stalo toto – klimatizace unikla..

. jednou jsem musel v Onkyu upravit celou trasu o čtvrt otáčky (nevím, co bych si bez analyzátoru počal) . ale klient byl pak v šoku – už měl jistý příjem, když zapojil zástrčku antény do zásuvky.

Rádiová komunikace hraje klíčovou roli v moderní elektronice, ale teorie, která se za ní skrývá, je pro začínajícího amatérského radioamatéra obtížně pochopitelná. Ano, máme základní znalosti: známe frekvence a pravděpodobně dokážeme vysvětlit rozdíl mezi amplitudovou a frekvenční modulací. Většina z nás však má problém s formulováním toho, jak postavit dobrou anténu nebo jak se přijímač naladit na určitou frekvenci a ignorovat všechny ostatní.

V tomto článku se pokusím poskytnout úvod do rádia bez použití radioamatérského žargonu nebo složité matematiky. K tomu použiji koncepty uvedené ve čtyřech předchozích článcích na mém blogu:

• Základní pojmy elektronických obvodů
• Elektromagnetická pole a skladování energie
• Zpoždění šíření signálu a odrazy signálu
• Analýza frekvenčního rozsahu pomocí diskrétní Fourierovy transformace a diskrétní kosinové transformace

▍ Vyrobíme si anténu

Pokud jste obeznámeni se základy elektroniky, nejjednodušší způsob, jak začít studovat antény, je představit si nabitý kondenzátor, který je natahován tak, že se jeho vnitřní elektrické pole rozprostírá do okolního prostoru:

Proměna kondenzátoru v hroznou anténu

Elektrická pole lze vizualizovat nakreslením drah hypotetických kladně nabitých částic v okolí. V případě našeho bývalého kondenzátoru bychom viděli obloukovité čáry spojující desky (přísně vzato, sahají v obou směrech do nekonečna).

Konstantní elektrické pole není pro rádio příliš užitečné, ale pokud začneme pohybovat náboji tam a zpět mezi póly antény, získáme pozoruhodný relativistický jev: řetězec střídavých polí šířících se rychlostí světla, z něhož uniká část energie, kterou bychom vždy mohli získat zpět ze statického pole kondenzátoru.

Jinými slovy, pozdravte elektromagnetické vlny:

Dokonale hladký signál je také pro komunikaci nepoužitelný, ale můžeme zakódovat informaci mírnou změnou jejích charakteristik, například úpravou amplitudy. A pokud to uděláme, pak díky chytrému triku, o kterém si povíme níže, může přijímací strana oddělit simultánní přenosy na různých frekvencích.

Nejprve si ale musíme ověřit: pokud připojíme náš rozebraný kondenzátor ke zdroji signálu, nic se nestane. Oddělením desek jsme výrazně snížili elektrickou kapacitu zařízení, tedy v podstatě jsme získali otevřený obvod. Pro pohyb dostatečného počtu elektronů je zapotřebí poměrně vysoké napětí. Bez tohoto pohybu, tedy bez spolehlivého proudu, bude vyzařovaná energie zanedbatelná.

Nejelegantnějším řešením tohoto problému je použití půlvlnné dipólové antény: dva vodiče na stejné ose, napájené ze středu sinusovým signálem, a délka každého vodiče se rovná ¼ vlnové délky. Pro případ, že byste zapomněli nebo nevíte, převod z frekvence (f, v hertzích) ve vlnové délce (λ) se provádí podle následujícího vzorce:

Třetí význam (c) je rychlost světla za sekundu v preferovaných jednotkách měření.

Půlvlnný dipól má zajímavou vlastnost: pokud vezmeme v úvahu zpoždění šíření signálu, vidíme, že každý vrchol vedoucího signálu dosahuje konců antény dokonale synchronně s předchozí oscilací. Tento vzorec vede k vytvoření stojaté vlny s výrazným výkyvem napětí na vzdálených koncích antény. Další vlastností je konstantně nízké napětí (a nízká impedance) v excitačním bodě. Díky všem těmto vlastnostem se anténa ukazuje jako velmi účinná a snadno ovladatelná:

Všechny dipóly určené pro liché násobky polovin vlnových délek (3/2 λ, 5/2 λ, …) vykazují toto rezonanční chování. Podobná rezonance je přítomna i u sudých násobků (1 λ, 2 λ, …), ale stojatá vlna je na nesprávném místě a neustále ruší buzení antény, spíše než aby mu pomáhala.

Antény s jinými délkami nerezonují dokonale, ale mohou být dostatečně blízko. Anténu, která je příliš krátká na to, aby rezonovala, lze vylepšit připojením kolineární induktoru, který přidává proudové zpoždění. Možná jste viděli antény s pružinovými částmi u základny – tomu se říká elektrické rozšířeníV tomto případě nebudou vlastnosti krátké antény stejné jako u běžné antény, ale to vám umožní řídit vstupní impedanci.

Poté, co jsme obecně zvážili půlvlnné dipóly, vraťme se k animaci šíření anténního pole:

Všimněte si dvou mrtvých zón podél osy antény – jsou způsobeny destruktivní interferencí elektrických polí. Zkusme sami přijít na důvod – nezapomeňte, že signál potřebuje přesně půl cyklu, aby urazil celou délku dipólu.

Nyní se zamysleme nad tím, co se stane, když umístíme identickou přijímací anténu do určité vzdálenosti od vysílače. Podívejme se na přijímač A napravo:

Je snadné vidět, že červený dipól „plave“ ve střídavých elektrických polích – „cítí“ mezi svými póly vratné proudy na provozní frekvenci vysílače. Navíc by při správné volbě délky antény mělo docházet i ke konstruktivní interferenci indukovaných proudů, což vede k mnohem větším amplitudám signálu.

Ilustrace ukazuje intuitivní vysvětlení toho, co jsem výše neřekl: dipóly delší než ½ vlnové délky jsou směrovější. Pokud se podíváte na přijímač B Vlevo je zřejmé, že i malé naklonění dlouhého dipólu vede k vystavení konců opačným elektrickým polím, což má za následek silné snížení nebo úplnou absenci celkového proudu.

Ne všechny antény jsou dipóly, ale většina z nich funguje podobným způsobem. Jeden malý rozdíl oproti monopólu spočívá v tom, že jedna polovina antény je nahrazena zemním připojením. Složitější tvary se obvykle používají k udržení rezonance na více frekvencích nebo k jemnému doladění směrovosti. Můžete se také setkat s anténními soustavami, které využívají vzory konstruktivní a destruktivní interference mezi digitálně řízenými signály k flexibilnímu zaostření na požadovaný bod.

▍ Výhody a nevýhody modulace signálu

Ve srovnání s konstrukcí antény vypadá modulace signálu mnohem jednodušší. Existuje amplitudové modulace (AM), která mění amplitudu nosného signálu pro kódování informace; existuje frekvenční modulace (frekvenční modulace, FM), která posouvá nosný signál nahoru a dolů; a existuje fázová modulace (fázová modulace, PM). Existuje také kvadraturní amplitudová modulace (kvadraturní amplitudová modulace, QAM), která spolehlivě přenáší informace pomocí relativní amplitudy dvou signálů s fázově posunutými o 90°.

V každém případě, jakmile je nosný signál extrahován, je demodulace obvykle poměrně snadná. V případě AM může stačit vyčistit zesílenou sinusovou vlnu diodou a poté ji propustit dolní propustí, aby se získala zvuková obálka. Jiné modulace jsou o něco složitější, přičemž FM a PM používají fázově synchronizované smyčky k detekci posunů, ale celkově na tom není nic zvlášť složitého.

Modulace má však stále dva jemné detaily. Zaprvé, rychlost změny nosné vlny musí být mnohem nižší než její provozní frekvence. Pokud je modulace příliš rychlá, nosná vlna se zničí a změní se na širokopásmový šum. Jediný důvod, proč rezonanční anténní obvody a ladění rádia fungují, je ten, že se mezi cykly prakticky nic nemění, takže při lokálním sledování máme co do činění s téměř dokonalou sinusovou vlnou konstantní frekvence.

Druhým aspektem je, že Všechno Modulace je frekvenční modulace. Mohlo by se zdát, že AM je nějaký trik s nulovou šířkou pásma: koneckonců jen měníme amplitudu sinusové vlny s pevnou frekvencí, tak co nám brání v provedení libovolného počtu AM přenosů oddělených malým zlomkem hertzu?

Bohužel to není možné: v příspěvku o Fourierově transformaci jsme uvedli, že jakákoli odchylka od stabilního sinusoidu zavádí do frekvenčního rozsahu krátkodobé artefakty. Rozsah artefaktů je úměrný frekvenci změny – AM v tomto není unikátní a také zabírá frekvenční pásmo. Ilustrujme to na signálu z místní AM stanice. Jak vidíte, artefakty audio modulace jsou rozloženy v několika kHz na obou stranách nosné frekvence:

Všechny typy modulace se skutečně redukují na to, že se nízkofrekvenční rozsah signálů (například zvuku) nějakým způsobem přesune do podobně velké části spektra v blízkosti nějaké zvolené centrální frekvence.

V tomto bodě by někdo mohl namítnout: Fourierova transformace není jediný způsob, jak vnímat frekvenční spektrum. Jen proto, že na grafu FFT vidíme halo, neznamená to, že to tak je. ve skutečnosti skutečné. Teoreticky to může být pravda. Faktem ale je, že princip fungování rádiových přijímačů velmi podobá se Fourierově transformaci.

▍ Uvnitř superheterodynního přijímače

Jak jsme již uvedli výše, princip fungování téměř každého rádiového přijímače spočívá ve smíchání (vynásobení) zesíleného anténního signálu sinusoidou zvolené frekvence. To je velmi podobné tomu, jak Fourierova transformace odděluje komplexní signály na jednotlivé frekvenční složky.

V dřívějším článku, kde se hovoří o diskrétní kosinové transformaci (DCT), bylo řečeno, že pokud je ve vstupním signálu přítomna odpovídající frekvence, pak násobení vytvoří průběh s konstantním posunem úměrným velikosti této frekvenční složky. U všech ostatních vstupních frekvencí se výsledné vlny při analýze po dostatečně dlouhou dobu vyruší.

Tento časový interval průměrování je však také kuriózní: ve výše zmíněném článku jsme poznamenali, že výsledné složené oscilace mají kratší periody, pokud jsou původní frekvence od sebe vzdálené, a delší periody, pokud jsou si frekvence blízké. Ukázalo se, že pro DCT je nízkofrekvenční cyklus vždy |f₁ — f₂| a navrstveno přes méně zajímavý vysokofrekvenční cyklus.

Toto chování se může zdát záhadné, ale přirozeně vyplývá z vlastností sinusoid. Začněme s. rovnost součtů úhlů, což má krásný a jednoduchý důkaz založený na trojúhelnících. Tato rovnost má následující vzorec:

Z toho můžeme triviálně ukázat následující:

Pokud obě části rozdělíme napůl a otočíme je, dostaneme vzorec pro rovnost součinu dvou sinusových frekvencí a součtu kosinů v bodě f₁ — f₂ a f₁ +f₂:

Ani nemusíme věřit v trigonometrii, abychom to dokázali. Hudebníci již dlouho vědí o úzce souvisejícím jevu: když se zahrají dva velmi podobné tóny, výsledkem je neočekávaná, pomalu pulzující frekvence. Zde je ukázka pulzace 5 Hz vytvořené kombinací 400 Hz a 405 Hz:

Každopádně zpět k rádiu: z toho vyplývá, že pokud chceme přijímat vysílání se středem na 10 MHz, nejjednodušší je smíchat vstupní rádiový signál se sinusoidou o frekvenci 10 MHz. Podle našich vzorců by to mělo snížit frekvenci 10,01 MHz na impuls 10 kHz (s další složkou 20,01 MHz), přeměnit 10,02 MHz na 20 kHz (+ 20,02 MHz) atd. Jakmile je smíchání dokončeno, na výstup se aplikuje dolní propust, která ponechává pouze nízké frekvence, které tvoří modulační schéma, a zbavuje se všeho nepotřebného, včetně nežádoucích složek f.₁ +f₂Nevýhoda této techniky je zřejmá, když si uvědomíme, že výstupní frekvence pulzací vykazují symetrii kolem 0 Hz. Ve výše uvedeném příkladu vytváří vstupní složka 9,99 MHz zrcadlový signál na 10 kHz, přesně tam, kde by mělo být 10,01 MHz. Aby se tomuto zrcadlení zabránilo, přijímače mísí vstupní RF signál s frekvencí nižší než sledovaný signál jeho posunutím o konstantní nenulovou mezifrekvenci (f_if) a poté aplikujte pásmový filtr k extrakci příslušných částí.

V takovém schématu, které kolem roku 1919 vymyslel Edwin Armstrong a nazval superheterodyn, stále existuje inherentní zrcadlení, ale bod symetrie může být umístěn velmi daleko. Tento trik usnadňuje kontrolu náhodného zrcadlení nežádoucích přenosů, například návrhem antény s úzkou frekvenční charakteristikou a vůbec nezachycováním rušivých signálů, nebo umístěním dolnopropustného filtru před směšovač. Chování superheterodynů se někdy bere v úvahu při přidělování rádiového spektra.

• ruvds_translations
• радио
• frekvenční modulace
• amplitudové modulace
• radiová komunikace
• rádiový signál