Современная электроника №9/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2021 Новое поколение DSP-тюнеров с механической настройкой Нетрудно заметить, что ряд фирм, производящих радиовещательные приёмники, стали применять необычные DSP-тюнеры, которые используют механическую настройку на принимаемые станции. Такое «новшество», с одной стороны, продиктовано стремлением производителей применять уже испытанные в прошлом механические приёмы управления настройкой, а с другой – сопряжено с упрощением и снижением стоимости изготовления радиоприёмников. Однако такой даунгрейд DSP-тюнеров нового поколения, навязанный их изготовителями, заставляет производителей радиоприёмников удариться в ретро-стиль их внешнего вида, что не всегда оправдано. Владимир Бартенев (bartvg@rambler.ru) Введение В последнее время моя коллекция радиоприёмников пополнилась целым рядом интересных экземпляров, кото- рые можно объединить по их внешне- му виду. Они все выполнены в стиле ретро. Например, на рис. 1 представ- лены три разновидности таких ради- оприёмников разных китайских фирм с механическими настройками. Тем не менее, независимо от формы круглой или квадратной шкалы с нанесёнными на них диапазонами и частотами при- нимаемых станций и, конечно же, со стрелками, которые связаны с помо- щьюмеханической передачи с ручкой настройки, все эти приёмники вызы- вают у нас ностальгию по старинным приёмникам из далёкого прошлого. Для того чтобы хоть как-то осовреме- нить ретро-приёмники, в них добавля- ют MP3-плеер. Если же заглянуть внутрь этих при- ёмников, то мы не увидим конденсато- ра переменной ёмкости, приводимого в движение ручкой настройки, вместо него ручка настройки, механически связанная с переменным резистором, напряжение на среднем выводе кото- рого и определяет частоту настройки. Необычно осуществляется и переклю- чение диапазонов. Для этого имеет- ся набор резисторов, определяющих величину фиксированного напряже- ния для каждого из диапазонов при- ёмника при их переключении. В при- ёмнике отсутствуют настраиваемые и переключаемые колебательные кон- туры, а эти напряжения с переменно- го резистора для плавной настройки и фиксированные с резистивного дели- теля для каждого диапазона подаются на соответствующие входы однокри- стального тюнера, который фактиче- ски и выполняет функции радиопри- ёмника. И хотя маркетологи известных торговых фирм, рекламируя эти при- ёмники, называют их аналоговыми, на самом деле в приёмниках применены DSP-тюнеры нового поколения. Первый однокристальный SDR-радиоприёмник фирмы SiLabs (США) Для того чтобы понять, в чём осо- бенность применения DSP-тюнера в рассматриваемых радиоприёмных устройствах, постараемся восстановить историю развития радиоприёмных устройств за последние 30 лет. Хочу напомнить, что появление так назы- ваемого программно-определяемого радио (SDR – Software Defined Radio) как нового понятия и направления в радиотехнике возникло в конце про- шлого века, когда на смену цифровой реализации радиоприёмных устройств на жёсткой логике (Hardware) пришла технология программируемой обработ- ки сигналов (Software) на сигнальных процессорах (DSP) и ПЛИС (FPGA) [1]. Ещё до этого первые попытки реали- зовать программируемую обработку делались при использовании возмож- ностей компьютера. После преобра- зования принимаемого из антенны или с выхода усилителя промежуточ- ной частоты традиционного суперге- теродина сигнала в синусную и коси- нусную квадратурные составляющие их подавали на два АЦП звуковой кар- ты, и далее с помощью специального программного обеспечения (например, популярной тогда программыWinrad) получали на выходе звуковой карты компьютера полезный сигнал. Вот как выглядела схема простей- шей SDR-приставки, предложенная радиолюбителем с позывным «UA3ELR» (рис. 2). Схема чрезвычайно проста. В ней формируются квадратурные сиг- налы на низкой промежуточной часто- те I и Q, что позволяет осуществить SDR- приём с помощью компьютера в любом желаемом диапазоне, переключая квар- цевый резонатор. Схема включает два смесителя на встречно-параллельных диодах, кварцевый гетеродин и двухка- нальный УНЧ на отечественной микро- схеме К157УЛ1А. Подстроечным рези- стором регулируется баланс каналов по амплитуде, а подстроечным конденса- тором по фазе эти элементы и рези- стор 1k входят в ВЧ-фазовращатель на 90 градусов. Кварц должен быть на частоту в два раза ниже принимаемой. Рис. 1. Радиоприёмники из Китая разных фирм на DSP-тюнерах с механической настройкой а б в