Witaj na stronie domowej Młodego !
Strona ta poświęcona jest głównie elektronice, ale nie tylko...


Tu znajdują się testy nośników CDR dostępnych w handlu w lutym 2005 roku.
Tu znajdują się testy nośników DVD+R dostępnych w handlu w styczniu 2005 roku.

Tu znajdują się linki do producentów oprogramowania radiowego.


Co się tyczy elektroniki - na pierwszy projekt który tutaj umieszczam, wybrałem koder dla systemu RDS.


Jakiś czas temu spędziłem wiele godzin poszukując w Sieci gotowego rozwiązania takiego kodera. Założyłem sobie znalezienie konstrukcji profesjonalnej, bądź półprofesjonalnej. I choć stopniowo obniżałem tę poprzeczkę - niestety... Z rozczarowaniem stwierdziłem, że dostępne publikacje o tej tematyce można uznać za co najwyżej "średnio amatorskie". Po bliższej analizie okazywało się na dodatek, że owe urządzenia nie mają prawa działać :-)
To właśnie skłoniło mnie do poświęcenia sporej ilości cennego czasu na wydeptanie własnej ścieżki do celu. Ostateczny efekt należy uznać za "ćwierć-profesjonalny", jednak dla kogoś, kto zamierza podjąć podobny problem, mój projekt wart jest chyba przejrzenia. Nie oznacza to oczywiście, że nie ma w nim nic do poprawienia.

Ponieważ europejskie normy EBU są dostępne jedynie odpłatnie, przyjąłem założenie zgodności z normą EN50067 (system RBDS funkcjonujący w USA, praktycznie zgodny z RDS). Ponieważ temat byłby jeszcze bardziej złożony (i męczący!), odrzuciłem pomysł pisania całego oprogramowania mikrokontrolera kodującego sygnał cyfrowy. Skupiłem się na urządzeniu przetwarzająco - modulującym. Ten właśnie projekt przedstawiam poniżej. Moim zdaniem powinno się go jednak nazywać modulatorem. Rozwiązanie jest zatem nieco minimalistyczne, ale w pełni funkcjonalne i sprawdzone w praktyce. Mój modulator przeznaczony jest do współpracy z PC i niemieckim DOS-owym programem SirRDS. Program SirRDS komunikuje się z modulatorem poprzez port RS232.
Modulator został zaprojektowany również z zadaniem wykrywania braku sygnału audio (ciszy) i przełączania tekstu nadawanego zgodnie z PS (Programme Service Name) na inny. Z kolei, komunikacja pomiędzy tą częścią urządzenia a oprogramowaniem rezydentnym na PC (też napisanym) odbywa się poprzez port LPT.

Poniższy schemat blokowy ukazuje zalecaną przez EN50067 budowę takiego modulatora.


Ja jednak - ze względu na znaczne układowe uproszczenie, zamiast enkodera bifazowego, wybrałem inne rozwiązanie. Równoważny wynik można uzyskać stosując pojedynczą bramkę EX-NOR (np. 1/4 CD4077). Poniższy rysynek obrazuje zależność przebiegów: pierwsze 2 przebiegi - w koderze różnicowym (IC5B, IC6B), trzeci - na wyjściu bramki EX-NOR (IC5A) pracującej tu jako ekwiwalent enkodera bifazowego, czwarty zaś - na wyjściu oryginalnego enkodera bifazowego i po filtracji.

Legenda:
RDS Clock - sygnał zegara RDCL (1,1875 kHz) powracający z PC (za opóźnieniem RC)
Differential Encoded - sygnał na wyjściu enkodera różnicowego (zanegowane wyjście przerzutnika)
Second EX-NOR Output - sygnał po przejściu przez uproszczony enkoder bi-fazowy, przed filtrem
Band Stopped - odfiltrowany sygnał modulujący podnośną w układzie ze specyfikacji EN50067

Podobieństwo 2 ostatnich przebiegów widać od razu. Oczywiście, wymagane jeszcze jest inne odfiltrowanie takiego sygnału, funkcję tę spełnia IC10A. Parametry filtru celowo zostały "skrzywione", aby uzyskać jak najlepszą ostateczną obwiednię na wyjściu SCA całego modulatora. Po tej filtracji sygnał modulujący wygląda mniej więcej tak:



Obwiednia zmodulowanego sygnału wygląda wówczas mniej więcej tak:



Przez wejście MPX wprowadzany jest sygnał złożony (wraz z pilotem stereo i SCA - jeśli jest ona wprowadzana do nadajnika poprzez wejście SCA). Układ MC1309 (IC2) to stereodekoder o niskim napięciu zasilania i wybitnej odporności na składową SCA (m.in. RDS - powracającą z nadajnika; w przypadku doprowadzenia jej do wejścia SCA nadajnika). IC2 pracuje tu jedynie jako PLL na częstotliwości pilota, która już na wstępie jest wydzielana dzwonowym filtrem LC. Synchroniczny z pilotem stereo doprowadzonym w MPX do wejścia MPX modulatora, takt 19 kHz odtworzony przez IC2 steruje tranzystorowym powielaczem częstotliwości. Stamtąd poprzez układ ręcznej kalibracji fazy, doprowadzony jest do IC3 typu SAA6579 (czyli kostki dekodera RDS), który wykorzystano tutaj jako filtr 3 harmonicznej z powielacza tranzystorowego (57 kHz) oraz kwarcową PLL dla tej częstotliwości. Aby uniknąć dudnień, ten sam sygnał zegara kwarcowego PLL na IC3 taktuje identyczną kostkę IC4, której część filtrująca również pracuje na częstotliwości 57 kHz, filtruje jednak już po modulacji zrównoważonej, opartej o klucz analogowy IC7D. Druga sekcja IC4 (PLL) nie została wykorzystana. Oba te układy (IC3, IC4) to dedykowane filtry pasmowo-przepustowe z przełączaniem pojemności, a więc o bardzo dużej dobroci. Tanie bramki kostki IC5 formują i separują sygnały, a jednocześnie zabezpieczają droższy układ IC3. Diody przy porcie RS232 ograniczają zakres napięć dochodzących liniami RTS i DTR, z typowych dla tego sprzęgu +-12V do poziomów odpowiadających zasilaniu całego układu przyjętym napięciem +5V.

Układy IC10B, IC11A, IC11B, IC6A z elementami aplikacyjnymi wykrywają dłuższe okresy ciszy antenowej oraz ponowne pojawienie się sygnału audio. Detekcji podlega jedynie sygnał sumy (mono), który jest poddawany ograniczeniu pasma z obu stron, deemfazie i wzmocnieniu, a następnie prostowaniu. Jednocześnie, jego występowanie na poziomie wyższym od ok. -10 dBu (1kHz) jest sygnalizowane migotaniem diody LED "audio". Wyprostowany sygnał audio powoduje ładowanie pojemności zgodnie z jedną stałą czasową (poziom 0 dB konieczny do osiągnięcia progu musi występować przez ok. 0,5 sekundy). Rozładowywanie następuje zgodnie z drugą stałą czasową (ustaloną tu na około 1 minuty całkowitego braku sygnału audio). Osiągnięcie obu stanów naładowania powoduje przełączenie odpowiedniego komparatora (IC11A lub IC11B) odpowiadającego za zmianę trybu nadawania RDS w jedną, bądź drugą stronę ("OnAir" <-> "AfterHrs" - układ był projektowany dla nadawcy nie nadającego bez przerwy). Każdy z komparatorów przełącza w odpowiedni stan przerzutnik IC6A. Każdy ze stanów przerzutnika (trybów emisji RDS) jest też sygnalizowany oddzielną diodą LED. Wzmocniony tranzystorem stan przerzutnika jest zawsze dostępny na wyjściowej linii "Select" portu LPT. Każda zmiana stanu IC6A powoduje również wygenerowanie impulsu na linii "Ack" portu, która w PC może być skonfigurowana jako wyzwalająca przerwanie sprzętowe od LPT.
Przy poprawnym zestrojeniu poziomu i fazy SCA wobec pilota stereo, na wyjściu MPX nadajnika (czyli na wejściu MPX modulatora RDS) nawet prostym oscyloskopem powinno się dać zaobserwować przebieg zbliżony do poniższego:



Ponieważ, jak już napisałem wcześniej - nie miałem siły ani czasu zmagać się z programowaniem w asemblerze całości oprogramowania (hehe, okazało się że i tak musiałem w asm pisać rezydenta dla Sir RDS :-) - gdyby ktoś z Was był zainteresowany współpracą i napisał oprogramowanie na wydolny kontroler (z małym jitterem na wyjściu RDS) to chętnie popracowałbym również dalej nad udoskonaleniem konstrukcji tegoż modulatora. Celowo wszystkie układy są zasilane z +5V, można w zasadzie bez problemu dołączyć go do jakiegokolwiek kontrolera zamiast do komputera PC...

Tutaj można pobrać schemat rzeczonego modulatora RDS

Gdybym miał coś poprawić w tej konstrukcji to z pewnością powielacz 3x częstotliwości pilota 19 kHz - lepiej byłoby go zastąpić układem generatora 57 kHz typu RC z PLL (na przykład na układzie CD4046 i dzielniku przez 3).

Niecierpliwie czekam na wszelkie uwagi i spostrzeżenia, na krytykę i odczucia pozytywne.
Mam nadzieję, że moja męcząca praca przyda się komuś jeszcze poza mną! Pozdrawiam, Młody.

Kontakt: mlody

Ostatnie uaktualnienie: 17 maja 2006 r.