Приветствую всех любителей радиоэлектроники и самостоятельного творчества!
После большого интереса к моему предыдущему видео о простой транзисторной радиостанции, я, как и обещал, подготовил подробный материал. В нём я расскажу о принципах стереовещания в FM-диапазоне и покажу, как можно реализовать свою собственную стерео-радиостанцию на доступных компонентах.
Как устроено стерео FM-вещание?
В сети можно найти множество объяснений принципа кодирования стереозвука для FM, но многие из них либо слишком упрощены, либо, наоборот, перегружены деталями. На самом деле, основная идея элегантна и проста. Для передачи двух каналов (левого и правого) используется метод временного разделения. Сигналы с левого и правого входов поочерёдно, с очень высокой частотой (38 кГц), коммутируются на вход передатчика. В результате формируется составной сигнал, представляющий собой последовательность быстрых «срезов» из левого и правого каналов.
Чтобы приёмник смог корректно разделить этот поток обратно на два независимых канала, ему необходимо знать момент переключения. Для этого в составной сигнал добавляется специальный тон-пилот — синхронизирующий сигнал с частотой 19 кГц, то есть ровно в два раза меньшей частоты переключения. Приёмник детектирует этот пилот-сигнал, удваивает его частоту до 38 кГц и использует полученный сигнал для синхронной коммутации, отправляя «срезы» в соответствующие усилители левого и правого каналов.
Зачем такая сложность?
Кстати, по теме аудио: Магнитола с Bluetooth на дачу или 2-я жизнь «Нерль 206 стерео».
Ключевая причина — обратная совместимость с обычными монофоническими приёмниками. Если составной стереосигнал пропустить через фильтр низких частот, который отсечёт высокочастотные компоненты (включая пилот-сигнал 19 кГц и саму коммутацию на 38 кГц), на выходе останется просто сумма левого и правого каналов (L+R), то есть монофонический звук. Таким образом, одна передача работает и для старых, и для новых приёмников.Схема стереокодера на 6 транзисторах
Перейдём к практической реализации — схеме стереокодера, который подготавливает сигнал для модуляции передатчика.
Вся конструкция построена всего на шести транзисторах. Вот как она работает по этапам:
- Генератор несущей коммутации (38 кГц): Первые два транзистора образуют симметричный мультивибратор, генерирующий стабильные прямоугольные импульсы частотой 38 кГц. Этот сигнал управляет оптронами (светодиод + фотоприемник), которые поочерёдно подключают к выходу то левый, то правый аудиовход.
- Формирователь пилот-сигнала (19 кГц): Следующий транзистор работает как инвертор, подготавливая сигнал для следующего каскада. Затем два транзистора собираются в схему счётного триггера (делителя частоты на два). Он преобразует частоту 38 кГц в ровно 19 кГц — наш необходимый пилот-сигнал. Осциллограммы на входе (38 кГц) и выходе (19 кГц) этого делителя наглядно демонстрируют процесс.
- Смешивание и модуляция: Далее сигналы коммутированного звука (последовательность «срезов» L и R) и пилот-тон 19 кГц смешиваются. Полученный составной стереосигнал подаётся на модулятор, собранный на шестом, финальном транзисторе. Именно этот каскад, о котором подробно рассказывалось в предыдущем материале, осуществляет частотную модуляцию (FM) несущей радиочастоты.
Как видите, принцип действительно не так сложен, как может показаться на первый взгляд, а реализация вполне доступна для повторения в домашних условиях.
Более наглядную демонстрацию работы схемы, включая запись звука на выходе, можно увидеть в видеоформате (ссылка в оригинальном посте).
Надеюсь, этот материал был для вас полезным и познавательным!
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Собираем простейшую стерео FM радиостанцию на 6 транзисторах.