Hlavní stránka Nabídka Schémata Software Diskuze Kontakt Zpět   

Jak získat MPX signál z FM tuneru

Při experimentech s vlastním FM vysíláním občas potřebujeme jako zdroj modulace použít jinou FM stanici. Třeba proto, abychom dané stanici rozšířili pokrytí, neboť lidé v okolí ji na svých mobilech a jiných chrastítkách těžko chytí, zatímco pro naši sestavu s kvalitní anténou a tunerem je to hračka. Jasně, ta doba, kdy stolní tuner představoval standard při poslechu rádia, je už pryč, stejně tak i mnoho stanic, které mělo smysl dále šířit éterem. Přesto budeme pro začátek vycházet z uvedeného příkladu.

Obecně je více možností, jak přijímat signál vybrané FM stanice a na jiné frekvenci jej opět vysílat (říká se tomu také retranslace nebo ball). Například lze použít standardní komerční FM tuner, který ovšem poskytuje pouze signály levého (L) a pravého (P) zvukového kanálu. Ty je potřeba upravit preemfází, zapojit do stereo kodéru a výstup z něj zavést do vysílače. Aha, moment, ještě se nám někam "ztratilo" RDS, takže je většinou nutné zařadit i RDS kodér. Celkově vzato to není nic moc. Standardní FM tuner totiž kompletní multiplexní signál (MPX) rozkládá na jednotlivé složky (L, P, RDS), které před vysíláním musíme zase poskládat zpátky. Principiálně jednodušší a technicky "čistší" řešení je přijímaný signál vyvést z tuneru ihned po FM demodulaci, tedy v původní podobě ještě před stereo dekodérem. U vysílače pak není potřeba stereo kodér ani RDS kodér. Podmínkou ovšem je, aby FM vysílač byl vybaven vstupem MPX, jinými slovy vstupem, který má šířku pásma alespoň 60 kHz a se signálem už neprovádí žádné další úpravy (žádná preemfáze či komprese dynamiky). Uvádím to proto, že některé vysílače mají jen zvukové vstupy L a P, stereo kodér je integrován uvnitř a MPX signál do takového vysílače obvykle nelze dostat. Vysílače bez vnitřního stereo kodéru jsou naproti tomu bez obav použitelné.

Na FM tunerech budete bohužel hledat MPX výstup marně. Nezbývá tedy, než jej vyvést pomocí drobné úpravy. A právě to je cílem tohoto článku. Pod pojmem FM tuner si lze představit prakticky jakýkoli schopný přijímač. Pokud je staršího data výroby (řekněme před rokem 2000), pak lze zmíněnou úpravu provést téměř vždy. U novějších přijímačů můžeme narazit na problém. Vžitá představa, že v přijímači je nějaký FM demodulátor, který poskytuje potřebný signál, už totiž přestává platit. Přesněji řečeno, FM demodulátor tam je, jako jedna z mnoha desítek struktur integrovaných v pouzdře jediné součástky, která však na svých vývodech tento signál neposkytuje. Třeba proto, že demodulace je řešena čistě softwarově a vyvedení MPX signálu by znamenalo rozšířit součástku o relativně drahý D/A převodník. A proč by výrobce něco takového dělal? Konstruktér FM přijímače přece nepotřebuje MPX signál. On potřebuje zvukové signály L a P, ty tam jsou vyvedené a tím to hasne. Nelíbí se vám to? No mně taky ne :)

Jsme-li tedy šťastnými majiteli klasicky řešeného FM tuneru, stačí pro vyvedení MPX signálu následovat těchto několik kroků:

  1. Nalézt na desce integrovaný obvod FM demodulátoru, zjistit jeho typ a na internetu stáhnout jeho datasheet.
  2. V datasheetu nalistovat popis vývodů obvodu a hledat výraz jako FM OUT, Demodulator OUT, Detector OUT, MPX OUT či podobný.
  3. Příslušný vývod si označit přímo na desce FM tuneru. Pro úplnost bychom měli s jistotou identifikovat také zemní vývod (GND, Ground).
  4. Nalézt na desce vhodné napájecí napětí (obvykle v rozsahu 8 až 12 V), např. výstup stabilizátoru napětí.
  5. Dovybavit FM tuner zapojením uvedeným níže, včetně vhodného konektoru, který osadíme do zadního panelu tuneru (nejlépe konektor CINCH nebo BNC).
  6. Z vf generátoru přivést do tuneru zkušební FM signál se standardním zdvihem 75 kHz a pomocí osciloskopu zjistit skutečný rozkmit napětí na MPX výstupu (tento krok je nepovinný, ale může se to někdy hodit).

Přestože existuje (přesněji řečeno existovalo) velké množství různých typů integrovaných obvodů pro FM přijímače, parametry signálu na příslušném vývodu FM demodulátoru jsou podobné. Je to mj. z toho důvodu, aby bylo možné kombinovat různé součástky v zapojení tuneru. Příslušný vývod většinou poskytuje MPX signál v rozkmitu 1 Vpp a s výstupním odporem několika jednotek až desítek kiloohmů. Abychom tento signál mohli dále využít a přitom nijak nenarušili standardní funkce tuneru, musíme jej zesílit, příp. také stejnosměrně oddělit.

Nejjednodušší zapojení (obr. 1) používá operační zesilovač v zapojení jako napěťový sledovač. Toto zapojení tedy nezesiluje napětí, ale podstatně snižuje výstupní odpor, aniž by jakkoli zatěžovalo zdroj signálu (vstupní odpor takového zesilovače může být i několik desítek Megaohmů). Pro některé aplikace rozkmit (úroveň) MPX signálu 1 Vpp bohatě dostačuje. Zesilovač je zapojen přímo na vývody demodulátoru a přebírá tedy i jeho stejnosměrnou složku, kterou odfiltruje až výstupní kondenzátor.

mpxtun1.gif (2870 bytes)
Obr. 1 - Jednoduchý zesilovač MPX signálu s napěťovým zesílením 1.

Pokud potřebujeme větší rozkmit, použijeme zapojení dle obr. 2. Zde si již potřebnou stejnosměrnou složku pro zesilovač (polovinu napájecího napětí) "vyrábíme" odporovým děličem, a to z toho důvodu, abychom zabránili ořezu signálu při vyšším zesílení. Pokud místo odporu R2 osadíme odporový trimr, bude možné v určitém rozsahu výstupní úroveň plynule nastavovat.

mpxtun2.gif (4228 bytes)
Obr. 2 - Zesilovač MPX signálu s vyšším napěťovým zesílením.

Připojení zesilovače by mělo být realizováno stíněným kablíkem. Deska plošných spojů snad ani není potřeba, součástky mohou být postupně připájeny třeba na výstupním konektoru nebo na kousku univerzální desky. Hodnoty součástek nejsou kritické, uvedené hodnoty berte jako orientační, v praxi to bude fungovat s čímkoliv, co zrovna budete mít po ruce. Použitý typ operačního zesilovače by měl mít rychlost přeběhu (slew rate) alespoň několik V/us a vstupy s vysokou impedancí (FET, CMOS). Je-li v jednom pouzdře více operačních zesilovačů, nepoužité operační zesilovače by měly mít propojen výstup a invertující vstup (-).

mpxtun4.gif (4215 bytes)
Obr. 3 - Nejběžnější zapojení operačního zesilovače.

Tuner tedy máme vybaven MPX výstupem. A co všechno s ním lze nyní dělat? Kromě opětovného vysílání vybrané FM stanice v její originální podobě můžeme MPX výstup použít pro účely detailní analýzy nebo jako ideální signál pro externí dekodér RDS (krabičky známé pod názvy RDS Manager, Wetekom, Raydees, dále různá zapojení s obvodem TDA7330 atd.). Ještě lepší je, pokud celý MPX signál dostaneme do počítače, tedy pokud naše zvuková karta umí nahrávat se vzorkovací frekvencí 192 kHz. Pak je mj. možné RDS dekódovat čistě softwarově, viz http://rdsspy.com.

mpxtun3.gif (8035 bytes)
Obr. 4 - Spektrum MPX signálu v programu GoldWave. Nahráváno přes zvukovou kartu podporující vzorkovací frekvenci 192 kHz.

Upozornění! Vše děláte na vlastní riziko. Autor neprovádí popsané úpravy ani nezodpovídá za případné poškození tuneru. Řada starších tunerů byla a stále zůstává technickým skvostem, tak buďte opatrní ;)

 

 

 

(C) 1999-2017 Pira.cz