Stereofoniczny tuner FM
P R O J E K T Y
Stereofoniczny tuner FM
kit AVT-900
Przedstawiamy dawno
zapowiadany projekt
stereofonicznego tunera FM.
DziÍki zastosowaniu
miniaturowego modułu
matchbox firmy Philips, całe
radio skÅ‚ada siÍ zaledwie
z kilkunastu elementÛw i nie
wymaga Å‚adnego strojenia,
a jego peÅ‚nÄ… obsÅ‚ugÍ
Bardzo wyraünie zaznacza siÍ audio sÄ… utrzymane na wrÍcz
zapewnia... jedna gałka.
we wspÛÅ‚czesnej elektronice trend doskonaÅ‚ym poziomie.
ìamerykanizacjiî. MyÅ›lÍ o jej Integracja wszystkich elemen-
maksymalnym uproszczeniu. Op- tÛw toru odbiorczego w jednej
rÛcz szeregu oczywistych wad, strukturze nie jest jednak najwaÅ‚-
z tym trendem związanych jest niejszą dla nas cechą układu
takÅ‚e szereg zalet, do ktÛrych TEA5757. Z punktu widzenia Å‚at-
zaliczam miÍdzy innymi moÅ‚li- woÅ›ci aplikowania tego ukÅ‚adu,
wośĘ zbudowania doskonaÅ‚ego, znacznie wiÍksze znaczenie ma
stereofonicznego tunera FM bez zastosowany przez twÛrcÛw ukÅ‚a-
koniecznoÅ›ci nawiniÍcia lub ku- du sposÛb jego strojenia. Do tego
powania jakiejkolwiek cewki. Co celu słuły łatwy w obsłudze, czte-
wiÍcej, moÅ‚na uniknąĘ takÅ‚e nad roprzewodowy, synchroniczny in-
wyraz kÅ‚opotliwej procedury stro- terfejs szeregowy. SposÛb trans-
jenia, do przeprowadzenia ktÛrej misji danych przez ten interfejs
niezbÍdne jest dobrze wyposaÅ‚o- omÛwiÍ w dalszej czÍÅ›ci artykuÅ‚u.
ne laboratorium. Dalsze uproszczenie układu
Jak to wszystko jest mołliwe? umołliwił niezwykły pomysł in-
OtÛÅ‚ Philips opracowaÅ‚ ukÅ‚ad sca- Å‚ynierÛw firmy Philips, ktÛrzy
lony oznaczony symbolem TE- zaprojektowali miniaturowy (i dla-
A5757, ktÛry w swojej niewielkiej tego noszÄ…cy nazwÍ matchobox)
strukturze integruje wszystkie ele- moduł z układem TEA5757. Wy-
menty torÛw radiowych FM i AM miary pÅ‚ytki drukowanej sÄ… tak
oraz jakościowo doskonały deko- niewielkie, łe mołliwe jest upa-
der stereofoniczny (schemat bloko- kowanie jej w pudełku od zapa-
wy na rys. 1). Dotychczasowe
prÛby takiej integracji, prowadzone
Tab. 1. Stany tunera sygnalizowane
m.in. przez Philipsa, nie zachÍcaÅ‚y
Za miesiÄ…c opublikujemy
na wyjściu STEREO.
zbytnio do stosowania scalonych
na CD-EP09/2000
Stan na Stan na
torÛw odbiorczych w odbiornikach
ürÛdÅ‚owÄ… wersjÍ programu
wejściu wyjściu Opis
wyÅ‚szej klasy, a to ze wzglÍdu na
CLK STEREO
do tunera AVT-900.
bardzo słabe parametry jakościo-
WÛwczas zostanie rÛwnieÅ‚
0 0 Odbiór sygnału stereo
we. Jak widaĘ na rys. 2, konstruk-
ogłoszony konkurs
0 1 Odbiór sygnału
torzy wyciÄ…gnÍli wnioski z wczeÅ›-
dla programistÛw na inne
monofonicznego
niejszych bÅ‚ÍdÛw, dziÍki czemu
wersje tego
1 0 Odbiornik dostrojony
zarÛwno parametry szumowe, jak
oprogramowania!
1 1 Odbiornik nie dostrojony
zniekształcenia zawarte w sygnale
Elektronika Praktyczna 8/2000
10
Stereofoniczny tuner FM
Rys. 1. Schemat blokowy układu TEA5757.
łek. Pomimo zwodniczo małych cza W1, diody LED D1 i - jedna nator X1 wraz z kondensatorami
wymiarÛw, matchbox jest kom- z wiÍkszych nowoÅ›ci tego ukÅ‚adu C1 i C2 sÄ… elementami kwarcowe-
pletnym odbiornikiem FM z wbu- - dwukierunkowego impulsatora go generatora o czÍstotliwoÅ›ci pod-
dowanym dekoderem stereofonicz- zintegrowanego z przyciskiem za- stawowej 8MHz, potencjometr P1
nym i inteligentnym systemem twierdzajÄ…cym IMP1. Ze wzglÍdu umoÅ‚liwia regulacjÍ kontrastu wy-
strojenia STR. na ograniczonÄ… liczbÍ moÅ‚liwych Å›wietlacza LCD. PoniewaÅ‚ styki
do wykorzystania wyprowadzeÒ impulsatora dośĘ silnie drgajÄ…
Opis konstrukcji mikrokontrolera, transfer danych podczas przeÅ‚Ä…czania, niezbÍdne
Tuner skÅ‚ada siÍ z trzech pod- do i z wyÅ›wietlacza odbywa siÍ okazaÅ‚o siÍ zastosowanie prostych
stawowych blokÛw funkcjonal- w trybie 4-bitowym. filtrÛw drgaÒ, ktÛrych role speÅ‚-
nych: Role pełnione przez pozostałe niają układy całkujące R1 i C4, R2
- mikroprocesorowego sterownika elementy pokazane na rys. 3 sÄ… i C3 oraz R3 i C5.
z modułem odbiorczym (rys. 3), łatwe do rozpoznania: układ US2 Opcjonalnie przewidziano moł-
- wyjściowego wzmacniacza au- odpowiada za poprawne i pewne liwośĘ zastosowania wyświetlacza
dio z zasilaczem (rys. 4), zerowanie mikrokontrolera, rezo- W1 z podświetlaniem LED. Do
- opcjonalnego dekodera RDS(rys. 5).
KonstrukcjÍ moduÅ‚u sterujÄ…ce-
go mołna zaliczyĘ do klasycznych
- mikrokontroler US1 zarzÄ…dza
pracÄ… wszystkich elementÛw tune-
ra. Poprzez port PA (linie PA4..7)
steruje pracą modułu US3
OM5610 (katalogowa nazwa mat-
chboxa). Trzy najmłodsze bity
portu PB oraz cztery najmłodsze
bity portu PA wykorzystywane sÄ…
do wspÛÅ‚pracy mikrokontrolera
z wyświetlaczem LCD (W1). Wy-
prowadzenia PC0, PC1 oraz PB3
speÅ‚niajÄ… rolÍ interfejsu do komu-
nikacji z układem demodulatora
RDS. Panel operatora skÅ‚ada siÍ
z ciekłokrystalicznego wyświetla-
Rys. 2. Charakterystyczne parametry toru audio w układzie TEA5757.
Elektronika Praktyczna 8/2000
11
Stereofoniczny tuner FM
Rys. 3. Schemat elektryczny sterownika tunera.
sterowania jasnoÅ›ciÄ… podÅ›wietle- poprawnej pracy obwodÛw stroje- SygnaÅ‚ audio z wyjśĘ dekodera
nia moÅ‚na wykorzystaĘ tranzystor nia w matchboxie. NapiÍcie wyj- stereofonicznego (ktÛry - przypo-
mocy T1, ktÛrego baza jest ste- Å›ciowe stabilizatora U6 jest wy- mnijmy - jest wbudowany w mat-
rowana z wyjścia generatora PWM korzystane do zasilania pozosta- chboxa) podawany jest na wejście
(na wyjÅ›ciu PB7). W przypadku Å‚ych elementÛw tunera. Aby zmi- prostego wzmacniacza napiÍcio-
zastosowania standardowego wy- nimalizowaĘ wzajemny niekorzys- wego, wykonanego na układzie
Å›wietlacza (tzn. bez podÅ›wietla- tny wpÅ‚yw poszczegÛlnych ele- US4. Rezystory R9, R10 speÅ‚niajÄ…
cza) moÅ‚na zrezygnowaĘ z monto- mentÛw urzÄ…dzenia, obwody za- rolÍ dzielnika napiÍcia, z wyjÅ›cia
wania elementÛw R5 i T1. silajÄ…ce zostaÅ‚y rozdzielone za ktÛrego sÄ… polaryzowane (poprzez
Zdekodowane sygnaÅ‚y kanaÅ‚Ûw pomocÄ… prostych filtrÛw RC R11 i R12) wejÅ›cia nieodwracajÄ…ce
lewego i prawego oraz niezbÍdne (R6..8, C17, C18, C20..22). wzmacniaczy operacyjnych US4A
napiÍcia zasilajÄ…ce przekazywane
sÄ… do/z bloku, ktÛrego schemat
elektryczny znajduje siÍ na rys. 4.
Moduły montowane są na osob-
nych płytkach druko-
wanych, w zwiÄ…zku
z czym do ich połą-
czenia sÄ… niezbÍdne
złącza JP1 i JP3.
Zasilacz tunera
zbudowany jest
z mostka prostowni-
czego w układzie
Graetza M1, konden-
satorÛw filtrujÄ…cych
C11, C12, C13 i C15
oraz dwÛch scalo-
nych stabilizatorÛw
napiÍcia (US5
i US6). Układ US5
stabilizuje napiÍcie
o wartoÅ›ci 12V, ktÛ-
re jest niezbÍdne do
Rys. 4. Schemat elektryczny wzmacniacza wyjściowego i zasilacza.
Elektronika Praktyczna 8/2000
12
Stereofoniczny tuner FM
i B. WspÛÅ‚czynnik wzmocnienia
WYKAZ ELEMENTÓW
napiÍciowego wzmacniaczy US4
ustalajÄ… rezystory R13, R14 (dla
Moduł radiowy i sterowania R13, R15: 2,2k&!
US4A) i R15, R16 (dla US4B).
Rezystory R14, R16: 1k&!
Kondensatory C23 i C24 w pÍt-
P1: 10k&! Kondensatory
lach ujemnego sprzÍÅ‚enia zwrot-
R1, R2, R3: 4,7k&! C11, C12: 1000µF/25V
nego US4A i B powodujÄ…, Å‚e
R4: 680&! C13, C14, C15, C16, C22: 100nF
wystÍpuje ono tylko dla skÅ‚adowej
R5: 4,7k&! C17: 470µF/16V
zmiennej sygnału.
Kondensatory C18, C19, C21, C25, C26: 47µF/
16V
C1, C2: 27pF
KÅ‚opot z RDS-em
C20: 10µF/16V
C3, C4, C5: 4,7nF
Pierwotnie moim zamierzeniem
C23, C24: 22µF/16V
C6: 100nF
było zintegrowanie tunera z deko-
Półprzewodniki
C7, C8: 10µF/16V
derem RDS-u, dziÍki czemu moÅ‚-
M1: 1A/50V
liwa by byÅ‚a automatyczna iden- C9, C10: 47µF/16V
US4: SSM2135
tyfikacja stacji i nieco bardziej Półprzewodniki
US5: 78L12
zautomatyzowane programowanie D1: dioda LED Ć3mm
nastaw. OkazaÅ‚o siÍ jednak, Å‚e US6: 7805
T1: BD135
wybrana przeze mnie realizacja Różne
US1: ST62T65B - zaprogramowany
dekodera RDS jest bardzo trudna
JP3: złącze 5-szpilkowe pionowe
US2: DS1813
do praktycznej realizacji. Trud- do druku (wtyk + gniazdo)
US3: OM5610
noÅ›ci sÄ… wynikiem oszczÍdnoÅ›ci,
JP4: złącze 2-szpilkowe pionowe
W1: impulsator firmy Piher
polegajÄ…cej na zastosowaniu jed- do druku (wtyk + gniazdo)
Różne
nego, przy tym stosunkowo mało Zl1: podwójne gniazdo cinch do
JP1: złącze 5-szpilkowe pionowe
wydajnego mikrokontrolera, do druku
do druku (wtyk + gniazdo)
kompleksowej obsługi tunera.
JP2: złącze 2-szpilkowe pionowe
Zastosowany w tunerze układ
Moduł RDS (opcja)
do druku (wtyk + gniazdo)
US7 (rys. 5) jest specjalizowanym
Rezystory
X1: 8MHz
dekoderem ìekstrahujÄ…cymî z syg-
R17: 1,2&!
IMP1: impulsator CI-11V15H05ABT
nału MPX cyfrowy sygnał RDS.
R18: 2,2k&!
16-stykowy wtyk gold-pin
Na wyprowadzeniach układu US7
Kondensatory
16-stykowe gniazdo gold-pin
otrzymujemy synchronicznie po-
C27: 330pF
danÄ… informacjÍ cyfrowÄ…, przy
C28: 560pF
Moduł wzmacniacza wyjściowego
czym interpretacja znaczenia przy-
C29: 2,2µF/16V
i zasilania
chodzÄ…cych bitÛw naleÅ‚y caÅ‚kowi-
C30: 680nF
Rezystory
cie do mikrokontrolera. Poniewał
C31: 47pF
R6: 2,2&!
sygnał RDS przesyłany jest gru-
C32: 82pF
R7: 1,5&!
pami o dÅ‚ugoÅ›ci 104 bitÛw, nie-
Różne
R8: 22&!/1W
zbÍdne jest wbudowanie w pro-
X2: 4,332MHz lub 8,664MHz
R9, R10: 6,8k&!
gram interpretujÄ…cy odpowiednich
mechanizmÛw, dziÍki ktÛrym po- R11, R12: 10k&!
czÄ…tek interpretacji odbieranych
informacji oraz synchronizacja
blokÛw bÍdzie wÅ‚aÅ›ciwa. Ponie- SAA6579 ukÅ‚adu nowej generacji,
waÅ‚ czÍstotliwośĘ przesyÅ‚ania blo- ktÛry oznaczono symbolem
kÛw (czas transmisji pojedynczego SAA6588. UkÅ‚ad ten wyposaÅ‚ono
bloku wynosi 87,6ms) jest stosun- w ìinteligencjÍî, dziÍki ktÛrej
kowo duła, podobnie jak złoło- układ samoczynnie synchronizuje
nośĘ algorytmu Å›ledzenia i syn- siÍ z przychodzÄ…cym sygnaÅ‚em,
chronizacji z wykorzysta- dokonuje korekcji bÅ‚Ídnie odebra-
niem tzw. ìwolnego koÅ‚aî nych bitÛw, ograniczajÄ…c wymaga-
i kontrolÄ… sum CRC, oka- nia stawiane wspÛÅ‚pracujÄ…cemu
zaÅ‚o siÍ, Å‚e procesor zajÍty mikrokontrolerowi. Projekt deko-
obrÛbkÄ… odbieranego syg- dera RDS z ukÅ‚adem SAA6588
nału zdąła tylko wyświetliĘ przy- przedstawimy w jednym z kolej-
chodzÄ…ce komunikaty. PrÛby zop- nych numerÛw EP.
tymalizowania kodu ürÛdÅ‚owego
nie przyniosÅ‚y zachÍcajÄ…cych efek- Pisz i czytaj, czyli
tÛw, w zwiÄ…zku z czym ostatecz- interfejs matchboxa
nie zaniechałem implementacji de- Jak juł wcześniej wspomnia-
kodera RDS w tunerze. łem, moduł tunera US3 programo-
RozwiÄ…zaniem likwidujÄ…cym wany jest poprzez czteroprzewo-
powstałe problemy jest zastosowa- dowy, szeregowy interfejs syn-
Rys. 5. Schemat elektryczny
nie w miejscu US7 zamiast chroniczny. Na rys. 6 znajdujÄ… siÍ
demodulatora RDS.
Elektronika Praktyczna 8/2000
13
Stereofoniczny tuner FM
przebiegi czasowe do odczytu da-
nych z rejestru statusu układu
TEA5757 (stanowiÄ…cego ìmÛzgî
modułu US3), natomiast przebiegi
z rys. 7 sÄ… do zapisu danych do
niego.
Na obydwu rysunkach sÄ… wi-
doczne tylko trzy sygnały inter-
fejsu. Czwarty z nich, oznaczony
STEREO, słuły do identyfikacji
aktualnego stanu tunera, co jest
widoczne w tab. 1.
Jak mołna zauwałyĘ, komuni-
Rys. 6. Przebiegi podczas odczytu danych z matchboxa.
kacja pomiÍdzy mikrokontrolerem
a modułem tunera US3 jest sto-
sunkowo prosta, jedyną trudnośĘ
mołe stanowiĘ nietypowa długośĘ
sÅ‚owa, ktÛra wynosi 25 bitÛw.
SzczegÛÅ‚y przedstawiÍ w nastÍp-
nym numerze EP.
Piotr Zbysiński, AVT
[e-mail]
Wzory płytek drukowanych w for-
macie PDF sÄ… dostÍpne w Internecie
pod adresem: http://www.ep.com.pl/
pcb.html oraz na płycie CD-EP08/
2000 w katalogu PCB.
Rys. 7. Przebiegi podczas wpisu danych do matchboxa.
Elektronika Praktyczna 8/2000
14