Un démodulateur composite pour le dépannage et l'audio discret

Cet appareil de brassage maison transforme la bande de base composite en une gauche et une droite discrètes

Par Charles "Buc" Fitch ⋅

Au bout du tuyau dans chaque station FM fonctionnant en stéréo - ce qui représente probablement 99,5% des plus de 7 000 points de vente FM fonctionnant ici aux États-Unis - le paquet de livraison à transmettre est d'une construction composite.

Notre format de transmission stéréo normalisé, approuvé à l'origine en avril 1961, a été très durable et, plus récemment, la capacité de radio HD numérique a été intégrée avec succès dans ce système stéréo pour rouler sur une base compatible.

Les éléments d'information habituellement contenus dans le package composite classique sont :

La radio HD, en raison de sa construction de porteuse RF à décalage numérique et bisymétrique, est normalement intégrée dans le paquet de signaux au niveau de l'émetteur.

De nombreuses stations non HD, sinon la plupart, fournissent leur «paquet» stéréo composite depuis le studio via une STL sous une forme prête pour le signal pour un branchement direct dans l'excitateur FM.

Non seulement la démodulation composite décrite dans cet article est utile comme contrôle de confiance et aide au dépannage, mais à l'ère des traducteurs FM pour les AM en difficulté, la commodité d'avoir une gauche et une droite discrètes sur le site de l'émetteur facilite le traitement séparé pour le mono AM et le traducteur FM stéréo.

Il s'agit ici du démodulateur composite "modèle économique hondurien", qui ne fournit que des gauches et des droites discrètes réglables à près de +10 dBm lorsqu'il est terminé en 600 ohms et une LED de confiance indiquant la présence du pilote 19 kHz qui indique également que l'unité démodule stéréo.

Nous avons construit l'unité illustrée sous une forme discrète, câblée à la main sur trois protoboards PCB, non seulement comme modèle alpha pour prouver notre concept, mais aussi pour démontrer qu'avec de la patience, vous pouvez créer et personnaliser votre propre version. Voir les schémas de principe.

Cette conception convient à une carte de circuit imprimé finie. Les fonctionnalités qui peuvent être ajoutées incluent une sortie mono séparée entièrement réglable avec une atténuation sélectionnable de 8 kHz pour aider à la conformité NRSC, un ampli casque stéréo séparé avec prise pour aider dans les environnements très bruyants, un mètre "VU" LED à 12 segments et un voyant de confiance RDS qui s'allume lorsque le signal 57 kHz est présent à environ 2% de l'enveloppe modulée.

Notre motivation pour utiliser le classis LM-1800 est son concept simple, non critique, sans bobine ou transformateur unique. Avec une séparation gauche et droite typique > 40 dB et un rejet fonctionnel de tout SCA présent, le LM-1800 est plus que suffisant pour la tâche.

D'un point de vue pratique, il n'y a que quatre ajustements, et comme ces quatre ne sont fondamentalement nécessaires qu'une seule fois, nous les mettons à l'intérieur. Pour une "accessibilité" facile, les potentiomètres composites de niveau d'entrée et de capture pilote (situés sur le circuit imprimé central) sont de type à angle droit et font face à un côté ouvert de la coque de base de notre mini-armoire. Les potentiomètres de réglage de niveau gauche et droit contrôlant le niveau audio s'ajustent vers le haut puisqu'ils sont en haut.

Nous avons séparé les fonctions d'alimentation, de démodulateur et de sortie sur des circuits imprimés séparés. Comme mentionné, cela nous a permis d'assembler, de tester et de modifier chaque section indépendante au fur et à mesure.

Les lecteurs réguliers de Radio World reconnaîtront facilement le concept d'alimentation et la section de sortie comme une variation des circuits qui ont été utilisés dans notre projet d'adaptateur asymétrique-équilibré en 2020.

Le bornier de style européen pour l'entrée et la sortie gauche/droite de l'alimentation secteur murale était à la demande de l'utilisateur de Juticalpa, au Honduras. L'entrée BNC composite correspondait à la ou aux sorties du récepteur STL.

Ajustement? Rien d'extraordinaire ou de délicat ici. Reportez-vous à la section démodulateur des schémas.

Entrez 19 kHz à 0,35 volt environ crête à crête sur le connecteur d'entrée composite, puis réglez VR2 pour régler le niveau à la broche 1 sur le LM1800 à environ 80 mV pp.

[Un aparté : cette procédure de réglage suppose que l'entrée sera l'enveloppe composite crête à crête standard de l'industrie de 3,5 volts. Le flysheet LM-1800 indique que leurs tests ont été optimisés à un niveau PtoP de 800 mv à la broche 1 et avec la procédure de l'auteur, cela devrait régler l'entrée à ce point de niveau idéal. La feuille de route du fabricant (voir la liste des pièces) de cette puce LM-1800 regorge de détails supplémentaires intéressants. Ça vaut bien la lecture. Le National Semiconductor Audio Handbook de 1977 est une autre excellente source de concepts et d'idées connexes. Voir rubrique 3 page 23.]

Continuez, puis ajustez VR1 pour faire atterrir l'oscillateur au centre de sa plage de capture de 19 kHz tout en regardant la broche 11 sur un oscilloscope. L'indicateur de présence du pilote devrait s'allumer pendant ce processus de réglage.

Nous avons mis une petite boucle de connexion sur le PCB attaché à cette broche 11. Cela a rendu la connexion de l'oscilloscope pour ce point de test facile et pratique.

Sur mon banc, j'ai la chance d'avoir un Orban 8000 classique, et l'envoi par gauche et droite séparés à des niveaux identiques m'a permis d'ajuster les sorties du démodulateur en conséquence. Un test nul a confirmé que mon équilibre était presque parfait.

À ce stade, à l'aide d'un casque stéréo ou d'un moniteur de qualité studio, vous devez évaluer la qualité audio. Vos oreilles dorées vous indiqueront si vous avez besoin d'un peu plus de niveau pour réduire le bruit et obtenir une meilleure séparation en augmentant légèrement VR2.

Une mesure THD réelle avec un filtre roll-off brut était très faible, inférieure à 2 %. Gardez à l'esprit que la plupart de ces 2 % ne sont que du bruit au-dessus de 15 kHz et que, dans le spectre audible, ils sont probablement plus proches des 0,8 % annoncés par le fabricant.

Les potentiomètres à 20 tours utilisés sur les réglages de niveau gauche/droite (VR dans la section de sortie) ont une plage et une verniérité considérables. Si vous aimez peaufiner, vous adorerez jouer avec cet appareil.

Soit dit en passant, nous n'avons pas trouvé de verrue murale AC 15 volts ou plus dans notre boîte à verrues murales redondante et récoltée, nous en avons donc fabriqué une en utilisant le boîtier d'un ancien chargeur de verrues murales pour un tournevis sans fil disparu depuis longtemps. Nous avons retiré le transformateur basse tension insuffisant et l'avons remplacé par un nouveau transformateur de commande compact de 5 watts 24 volts CA fourni à l'origine pour un humidificateur de four mais pas nécessaire.

Maintenant, votre tour est venu de créer votre propre démodulateur composite pour répondre à vos besoins uniques et aux exigences de la station.

Charles "Buc" Fitch

Charles "Buc" Fitch, PE, est ingénieur-conseil depuis plus de 40 ans. Il est membre senior de l'AFCCE et de la SBE ; détient SBE CPBE avec certification AMD et licences d'entrepreneur en électricité ; et est un ancien propriétaire de station de radio et TV DOE. Il est un ancien récipiendaire des prix SBE de l'écrivain de l'année et de l'éducateur de l'année.

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Tags ⋅ DIY ⋅ démodulateur ⋅ Radio FM ⋅ Conseils techniques