stringtranslate.com

Тюнер (радио)

Marantz 2050L AM/FM стерео тюнер (США; 1978-1980) [1]

В электронике и радио тюнер — это тип подсистемы приемника , которая принимает радиочастотные передачи, такие как AM или FM-вещание , и преобразует выбранную несущую частоту в форму, пригодную для дальнейшей обработки или вывода, например, на усилитель или громкоговоритель . Тюнером также может называться отдельный домашний аудиопродукт , компонент или устройство, называемое AM/FM-тюнером или стереотюнером, который является частью hi-fi или стереосистемы , или ТВ-тюнером для телевизионных трансляций. Глагол настройка в радиоконтексте означает настройку приемника для обнаружения желаемой несущей частоты радиосигнала, которую использует конкретная радиостанция . Тюнеры были основным продуктом бытовой электроники в 20 веке, но на практике в наши дни часто интегрируются в другие продукты, такие как стерео- или AV-ресиверы или портативные радиоприемники .

История и обзор дизайна

Тюнер Fisher 101-R AM/FM, 15 электронных ламп (США; 1959) [2]
Радиоприемник с индуктивно-связанным кристаллом
Цифровой тюнер Sony DAR-1000ES DSR, внутренний вид платы (Япония, 1992-1996) [3]
Yamaha T-420, цифровая настройка (Япония; 1986) [4]

Целью конструкции тюнера является снижение шума и наличие мощной способности усиливать нужный сигнал. [5] Тюнеры могут быть монофоническими или стереофоническими и, как правило, выводят левый и правый каналы звука. [6] Тюнеры обычно включают ручку настройки или клавиатуру для настройки частоты , т. е. предполагаемой радиостанции, измеряемой в мегагерцах (например, 101,1 МГц). Расстройка является наибольшим источником искажений при приеме FM. [5] Некоторые модели реализуют ручную настройку с помощью механически управляемых групповых переменных конденсаторов (групп). Часто на настроечном конденсаторе предусмотрено несколько секций для настройки нескольких каскадов приемника в тандеме или для переключения между различными частотными диапазонами. Более поздний метод использовал потенциометр, подающий переменное напряжение на варакторные диоды в гетеродине и емкостных контурах тюнера переднего конца для электронной настройки. Современные радиотюнеры используют супергетеродинный приемник с настройкой, выбранной путем регулировки частоты гетеродина. Эта система смещает интересующую радиочастоту на фиксированную частоту, чтобы ее можно было настроить с помощью полосового фильтра фиксированной частоты . Еще позже стали использоваться методы фазовой автоподстройки частоты с микропроцессорным управлением. [ необходима цитата ]

Кристаллический радиоприемник является простейшим видом радиоприемника или тюнера и стал основой для первого коммерчески успешного типа конструкции радиопродукта. Недорогой и надежный, он был продан миллионами единиц и стал популярным в наборах, используемых любителями, и был основным фактором популярности радиовещания около 1920 года. [7] [8] Кристаллический радиоприемник состоит из антенны , переменной индуктивности и переменного конденсатора, соединенных параллельно. Это создает контур резервуара , который реагирует на одну резонансную частоту при сочетании с детектором , также известным как демодулятор (диод D1 в схеме). [9] [8] Стереофонические приемники также включают в себя декодер. [10]

Вакуумные лампы сделали наборы кристаллов устаревшими в 1920-х годах из-за их эффективного усиления. [11] С 1920-х до 1960-х годов большинство тюнеров использовали конструкцию на основе вакуумных ламп . Производство перешло на твердотельную электронику в 1960 - х годах, но это не всегда приводило к улучшению качества звука по сравнению со старыми ламповыми тюнерами. [12] [13] Радиола , которая объединяла граммофон с радио, была предшественником hi-fi-тюнера. [14]

Транзистор был изобретен в 1947 году и в значительной степени заменил лампы. [15] MOSFET использовался, потому что он способен обрабатывать большие входные сигналы, чем биполярные транзисторы . [10] Начиная с 1960-х годов японские транзисторные радиоприемники , которые были дешевле, несмотря на свою грубость по сравнению с американскими конструкциями, начали вытеснять американскую продукцию на рынке портативных радиоприемников. В конце концов, после перехода с германиевых на кремниевые транзисторы, японские компании бытовой электроники достигли доминирующего положения на рынке. Heathkit , американская компания, которая поставляла популярные наборы для электронных устройств с 1940-х годов, прекратила свою деятельность в 1980 году. [15] [16]

Радиовещание FM возникло в Соединенных Штатах и ​​было принято в качестве мирового стандарта. [17] Радиовещание FM в стерео в США началось в 1961 году, когда было разрешено FCC . Это привело к увеличению спроса на новые радиостанции и более совершенные технологии в радиоприемниках. Рост числа стереосистем hi-fi и автомобильных радиоприемников, в свою очередь, привел к росту прослушивания FM. FM превзошло радио AM в 1978 году. [18] FM также удвоило количество станций, что позволило вести специализированные трансляции для разных жанров музыки. Это также потребовало от потребителей покупки нового оборудования. [14] Диапазон вещательного аудио FM ( 88–108 МГц в большинстве стран) примерно в 100 раз выше по частоте, чем диапазон AM, и обеспечивает достаточно места для полосы пропускания 50 кГц. Эта полоса пропускания достаточна для передачи обоих стереоканалов практически с полным диапазоном слышимости . [ необходима цитата ]

Экономический рост в США после Второй мировой войны привел к росту hi-fi-продукции, которая все чаще рассматривается как высокотехнологичное оборудование , с соответствующим жаргоном и разделяется на компоненты премиум-качества с высококлассной эстетикой и маркетингом. [19] 1970-е и 80-е годы были пиковым периодом для рынка hi-fi-аудио. [12] Спрос на стереопродукцию увеличился, что подстегнуло рост отрасли, поскольку Япония догнала США. [20] Автономные аудиостерео FM-тюнеры по-прежнему востребованы для аудиофильских и TV/FM DX- приложений, особенно те, которые были произведены в 1970-х и начале 1980-х годов, когда стандарты производительности и производства были выше. [21] McIntosh MR78 (1972) известен как один из первых FM-тюнеров, достаточно точных, чтобы настроиться на более слабую станцию, вещающую на той же частоте, что и другой более сильный сигнал. [22]

В результате миниатюризации схем тюнеры начали интегрироваться с другими продуктами, такими как усилители и предусилители , а также с другой цифровой электроникой , и продаваться как AV- или стереоприемники для домашних кинотеатров или hi-fi систем. [23] [24] Развитие японской технологии кремниевых транзисторов привело к появлению популярных радиоприёмников в 1980-х годах, таких как бумбокс и Sony Walkman . [14] Хотя интегрированные hi-fi стереосистемы и AV- или стереоприемники содержат встроенные тюнеры, иногда для более высокого качества предпочтительны отдельные компоненты. [25] [26] Раздельное усиление также часто повышает общую производительность. [27]

ТВ-тюнеры

ТВ-тюнер, подключенный к Sega Game Gear

Телевизионный тюнер преобразует радиочастотную аналоговую телевизионную или цифровую телевизионную передачу в аудио- и видеосигналы , которые могут быть дополнительно обработаны для получения звука и изображения . Различные тюнеры используются для различных телевизионных стандартов , таких как PAL , NTSC , SECAM , ATSC , DVB-C , DVB-T , DVB-T2 , ISDB , DTMB , T-DMB , открытый кабель.

Аналоговые тюнеры могут настраивать только аналоговые сигналы . Тюнер ATSC — это цифровой тюнер, который настраивает только цифровые сигналы . Некоторые цифровые тюнеры обеспечивают аналоговый обход. Пример диапазона частот: 48,25 МГц - 855,25 МГц (E2-E69) с шагом настройки частоты 31,25, 50 или 62,5 кГц.

До использования твердотельных синтезаторов частот покрытие широкого диапазона частот телевизионного сигнала одной настроенной схемой и достаточной точностью было неэкономичным. Частоты телевизионных каналов были несмежными, и многие невещательные службы чередовались между каналами VHF 6 и 7 в Северной Америке, например. Вместо этого телевизионные тюнеры той эпохи включали несколько наборов настроенных схем для основного пути сигнала и контура гетеродина . Эти «башенные» тюнеры механически переключали приемные схемы путем вращения ручки для выбора нужного канала. Каналы были представлены в фиксированной последовательности, без возможности пропускать каналы, не используемые в определенной области. Когда стало доступно телевизионное вещание UHF, часто использовались два полных отдельных каскада тюнера с отдельными ручками настройки для выбора каналов диапазона VHF и диапазона UHF. Чтобы допустить небольшое отклонение или несовпадение тюнера с фактической передаваемой частотой, тюнеры той эпохи включали ручку «точной настройки», позволяющую выполнять незначительную регулировку для лучшего приема. Сочетание высоких частот, множества электрических контактов и частой смены каналов в тюнере сделало его деталью телевизионного приемника, требующей большого ухода, поскольку относительно небольшие электрические или механические проблемы с тюнером могли сделать устройство непригодным для использования. [ необходима цитата ]

VHF / UHF TV-тюнеры редко встречаются как отдельный компонент, но встроены в телевизоры . Кабельные приставки , конвертеры и другие приставки содержат тюнеры для цифровых телевизионных сервисов и отправляют свой выход через SCART или другой разъем или с помощью радиочастотного модулятора (обычно на канале 36 в Европе и канале 3/4 в Северной Америке) на телевизионные приемники, которые изначально не поддерживают эти сервисы. Они обеспечивают выходы через композитный , S-видео или компонентный видеосигнал . Многие из них могут использоваться с видеомониторами , у которых нет ТВ-тюнера или прямого видеовхода. Они часто являются частью видеомагнитофона или цифрового видеомагнитофона (DVR, PVR). Многие домашние компьютеры в 1970-х и 1980-х годах использовали радиочастотный модулятор для подключения к телевизору. [ требуется цитата ]

Открытый VHF / UHF тюнер телевизора. Разъем антенны справа.

Ранние модели телевизоров и радио настраивались с помощью стойки кнопок; некоторые из ранних типов были чисто механическими и регулировали емкость или индуктивность настроенного контура на заданное количество позиций, соответствующих частотам популярных местных станций. Более поздние электронные типы использовали варакторный диод в качестве емкости, управляемой напряжением в настроенном контуре, чтобы получать ряд заданных напряжений от стойки кнопок, мгновенно настраивая устройство на местные станции. Механическая кнопочная стойка была популярна в автомобильных радиоприемниках 1960-х и 1970-х годов. Электронная кнопочная стойка, управляющая новым электронным варакторным тюнером, была популярна в телевизорах 1970-х и 1980-х годов. Современные электронные тюнеры также используют варакторные диоды в качестве фактических элементов настройки, но напряжения, которые изменяют их емкость, получаются от цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), управляемого микропроцессором или фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Эта современная форма позволяет производить очень точную настройку и захват слабых сигналов, а также отображать в цифровом виде настроенную частоту. [ необходима цитата ]

Смотрите также

На Викискладе есть медиафайлы по теме Hi-Fi-тюнеры .

Ссылки

  1. ^ "Руководство по стереотюнеру Marantz 2050 AM/FM". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  2. ^ "Руководство по эксплуатации тюнера AM/FM Fisher 101-R AC Operated 15 Tube". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  3. ^ "Руководство по тюнеру Sony DAR-1000ES DSR". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  4. ^ "Руководство по стереотюнеру Yamaha T-420 AM/FM". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  5. ^ ab Bali, SP (2007). Бытовая электроника. Pearson Education India. ISBN 978-93-325-0073-0.
  6. ^ Бишоп, Оуэн (2007-11-09). Электроника - Схемы и системы. Routledge. ISBN 978-1-136-07238-3.
  7. ^ Корбин, Альфред (2006). Третий элемент: Краткая история электроники. AuthorHouse. стр. 44–45. ISBN 1-4208-9084-0.
  8. ^ ab Ben-Menahem, Ari (2009-03-06). Историческая энциклопедия естественных и математических наук. Springer Science & Business Media. стр. 5185. ISBN 978-3-540-68831-0.
  9. ^ Типлер, Пол А.; Моска, Джин (2004). Физика для ученых и инженеров. Macmillan. стр. 955. ISBN 978-0-7167-8339-8.
  10. ^ ab Turner, LW (2013-10-22). Справочник инженера-электронщика. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-1-4831-6127-3.
  11. ^ Басалла, Джордж (1988). Эволюция технологий. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-29681-6.
  12. ^ ab Шварц, Гидеон (2019-10-30). Hi-Fi: История дизайна аудиотехники высокого класса. Phaidon Press. ISBN 978-0-7148-7808-9.
  13. ^ Остин, Джим (30 января 2020 г.). «Обзор книги: Hi-Fi: История проектирования аудиотехники высокого класса». Stereophile .
  14. ^ abc Continuum Encyclopedia of Popular Music of the World: Performance and production. Том II. A&C Black. 2003-01-30. ISBN 978-0-8264-6321-0.
  15. ^ ab Williams, Lyle Russell (2006-09-01). Новый справочник по сборке радиоприемников. Lulu.com. ISBN 978-1-84728-526-3.
  16. ^ Международная конкурентоспособность в электронике. Конгресс США, Управление по оценке технологий. 1983.
  17. ^ Лакс, Стивен (2017-01-02). «Разные стандарты: ожидания инженеров и принятие слушателями цифрового и FM-радиовещания». Журнал радио и аудиомедиа . 24 (1): 28–44. doi :10.1080/19376529.2017.1297147. ISSN  1937-6529.
  18. ^ Медофф, Норман Дж.; Кей, Барбара К. (2016-12-01). Электронные медиа: тогда, сейчас и позже. Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-317-44862-4.
  19. ^ Кейтли, Кейр (2003-06-01). «Низкое телевидение, высокая точность: вкус и гендеризация технологий домашних развлечений». Журнал вещания и электронных медиа . 47 (2): 236–259. doi :10.1207/s15506878jobem4702_5. ISSN  0883-8151.
  20. ^ Накаяма, Ватару (2019-01-15). Японская электронная промышленность. CRC Press. ISBN 978-1-351-82986-1.
  21. ^ «Стереооборудование 1970-х годов. Был ли это золотой век аудиофилов?». Обзоры и новости о домашних кинотеатрах Audioholics, HDTV, ресиверах, динамиках, Blu-ray . 8 ноября 2021 г. Получено 15 августа 2022 г.
  22. ^ "Зал славы бытовой электроники: тюнер McIntosh MR 78". IEEE Spectrum . 2019-10-24 . Получено 2022-08-15 .
  23. ^ Уоткинсон, Джон (12.11.2012). Искусство воспроизведения звука. Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-136-11853-1.
  24. ^ Технологии миниатюризации. DIANE Publishing. ISBN 978-1-4289-2161-0.
  25. ^ Ананд, МЛ (2024-10-18). Аудио- и видеосистемы. CRC Press. ISBN 978-1-040-14797-9.
  26. ^ «For Your Receiver? Again?». Popular Science . Bonnier Corporation. Апрель 1983. С. 28–29.
  27. ^ Лэм, Джон CM (2024-01-31). Проектирование аналоговых аудиоусилителей. CRC Press. ISBN 978-1-000-99896-2.
  28. ^ "Каталог Heathkit" (PDF) . Май 1961.
  29. ^ "Stereomaster 370-B Radio Scott; HH; Maynard, Massachusetts, build". Radiomuseum . Получено 2024-10-02 .
  30. ^ "Руководство по стереотюнеру Sherwood S-2100 AM/FM". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  31. ^ "Суперэлектронное радио Studioomeister RS222 Siemens & Halske" . Радиомузей . Проверено 2 октября 2024 г.
  32. ^ "Руководство по стереотюнеру Marantz 150 AM/FM". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  33. ^ "Руководство по эксплуатации твердотельного AM/FM-тюнера Luxman T-34". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .
  34. ^ "Руководство по эксплуатации тюнера Onkyo T-4000 Quartz Synthesized AM/FM Stereo". HiFi Engine . Получено 2024-10-02 .