บทที่10

บทที่ 10 เครื่องรับส่งวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์

10.1หลักการรับสัญญาณวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์

 เครื่องรับวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ เป็นเครื่องรับวิทยุกระจายเสียงระบบ FM ที่สามารถแยกสัญญาณเสียงที่ได้รับแบบสเตอริโอ คือมีสัญญาณเสียงแยกออกเป็นด้านซ้าย (L)และด้านขวา (R) เหมือนกับสัญญาณเสียงที่ส่งมาจากแหล่งกำเนิดเสียง

 การรับสัญญาณเสียงออกมาได้เป็นแบบสเตอริโอนั้นจะต้องมีการกระจายเสียงของเครื่องส่งวิทยุกระจายเสียงเป็นแบบสเตอริโอด้วย หลักการส่งวิทยุกระจายเสียงแบบ FMสเตอริโอมัลติเพล็กซ์ ซึ่งต้องเพิ่มภาคเข้ารหัสสเตอริโอเข้าไปด้วย ถ้าต้องการรับสัญญาณเสียงเป็นสเตอริโอ ต้องใส่ภาคถอดรหัสเตอริโอลักษณะ FM ธรรมดากับเครื่องวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์

สถานีส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ FM ในปัจจุบัน ส่วนมากกระจายเสียงระบบ FM เป็นแบบสเตอริโอมัลติเพล็กซ์ เพราะให้คุณภาพของเสียงทางวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ เหมือนกับฟังเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงจริง มีทิศทางของต้นกำเนิดเสียงแตกต่างกัน ทำให้เสียที่รับฟังได้เป็นธรรมาชาติมากขึ้น

ถึงแม้ว่าสถานีส่งวิทยุกระจายเสียงเป็นระบบ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ เครื่องรับวิทยุ FM ธรรมดาก็สามารถรับฟังสถานีนั้นได้ เพราะในการส่งวิทยุระบบ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์นั้นมีการส่งสัญญาณโมโนมาด้วย เครื่องรับวิทยุธรรมาดาจึงรับสัญญาณโมโนนี้ได้ แตกต่างกันเพียงสัญญาณเสียงที่รับจากเครื่อง FM ธธรมดาไม่แยกเสียงซ้าย (L) หรือขวา (R) แต่เป็นเสียงรวมออกลำโพงเดียว การรับสัญญาณ FM ดังรูป

10.2ภาคถอดรหัสสัญญาณสเตอริโอ

 ภาคถอดรหัสสัญญาณสเตอริโอในเครื่องรับวิทยุ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงที่ส่งมาจากเครื่องรับส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ FM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ในรูปแบบสัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอ ที่ประกอบด้วยสัญญาณโมโน L+R, สัญญาณไพลอต19 kHz และสัญญาณ 38kHz ไซด์แบน L-R ให้ออกมาเป็นสัญญาณเสียงด้านซ้าย (L) และสัญญาณเสียงด้านขวา (R) เหมือนกับเสียงต้นกำเนิด

วิธีแยกสัญญาณเสียงภาคถอดรหัสสเตอริมีด้วยกันหลายชนิด เช่นชนิดอิเล็กทรอนิดสวิตช์ (Electronic Switch) ชนิดเฟสล็อกลูป (Phase Lock Loop) ชนิดเอนวิโลปดีเทกชั่น (Envelope Detection) เป็นต้นแต่ระชนิดให้คุณสมบัติเหมือนกันคือ นำสัญญาณเบ็ดเสร็จเสตอริโอมาแยกออกมาเป็นสัญญาณเสียงด้านซ้าย (L)สัญญาณเสียงด้านขวา (R)

10.2.1ภาคถอดรหัสชนิดอิเล็กทรอนิกส์สวิตช์

แสดงบล็อกไดอะแกรมภาคถอดรหัสชนิดอิเล็กทรอนิกส์สวิตช์ ดังรูปภาพ

สัญญาณความถี่ IF ผ่านภาค FM ดีเทกเตอร์ออกมา เหลือเฉพาะสัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอประกอบด้วย L+R,19kHz และไซน์แบนด์L-R ส่งต่อให้ภาคถอดรหัสสัญญาณชนิดอิเล็กทรอนิกส์สวิตช์

สัญญาณไพลอตความถี่ 19 kHz ถูกภาคจูน19 kHz กรองผ่านส่งไปให้ภาคทวีคูณความถี่เป็น 38 kHz คือนำความถี่ 19 kHz มาทวีคูณ 2 เท่า ได้ความถี่ออกมา 38 kHz ส่งต่อไปภาค อิเล็กทรอนิกส์สวิตช์

สัญญาณเสียงโมโน L+R และสัญญาณไซน์แบนด์L-R ถูกส่งผ่านมาเข้าภาคบัฟเฟอร์ทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นส่งต่อไปเข้าภาคอิเล็กทรอนิกส์

10.2.2ภาคถอดรหัสเฟสล็อกลูป

แสดงบล็อกไดอะแกรมภาคถอดรหัสชนิดเฟสล็อกลูป ดังรูปภาพ

 สัญญาณความถี่ IF ผ่านภาค FM ดีเทกเตอร์ออกมา เหลือเฉพาะสัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอประกอบด้วย L+R,19 kHz และไซน์แบนด์L-R ส่งต่อให้ภาคถอดรหัสสัญญาณชนิดเฟสล็อกลูป

สัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอ ถูกขยายสัญญาณด้วยภาคขยาย AF ให้สัญญาณแรงขึ้นต่อให้ภาคเฟสดีเทกเตอร์ ภาคแอมปลิจูดดีเทกเตอร์ และภาคสเตอริโอโคดเดอร์

ภาคแอมปลิจูดดีเทกเตอร์ กรองผ่านความถี่เฉพาะความถี่ 19 kHz เข้ามาดีเทกทางความแรงส่งต่อไปภาค LPF กรองความถี่ต่ำผ่าน กรองความถี่ 19 kHz ให้เรียบเพื่อใช้ควบคุม ภาคทริกเกอร์ให้กำเนิดสัญญาณพัลส์ขึ้นมา ส่งต่อไปกระตุ้นภาคสวิตช์สเตอริโอให้จ่ายความถี่ 38 kHz ออกเอาต์พุต ส่งไปภาคสเตอริโอดีโคดเดอร์

ภาคสเตอริโอดีโคดเดอร์ รับสัญญาณเข้ามา 2 ทางคือทางแรกรับสัญญาณเสียงโมโน L+R และสัญญาณไซน์แบน L-R เข้ามา ทางที่สองรับความถี่ 38kHz เข้ามานำสัญญาณทั้งหมดทำการผสมกัน สามารถเขียนเป็นสมาการของสัญญาณเอาต์พุตได้ 2 สมาการ

สัญญาณด้านซ้ายจะได้ (L+R+L-R) +38 kHz = 2L+38 kHz

สัญญาณด้านขวาจะได้ (L+R-L+R) +38 kHz = 2R+38 kHz

สัญญาณเสียง 2L+ 38 kHz และ 2R + 38 kHz เป็นสัญญาณเสียงที่มีความถี่ 38 kHz ผสมอยู่ต้องทำการกำจัดความถี่ 38 kHz ทิ้งไปโดยผ่านสัญญาณเสียง 2L + 38 kHz และ 2R + 38 kHz ไปเข้าภาคฟิลเตอร์ L และ ฟิลเตอร์ R ได้รับสัญญาณเสียงด้านซ้าย 2L และ ด้านขวา 2R ออกมา

10.3วงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ไดโอดและทรานซิสเตอร์

หลักการทำงานของวงจรรูปที่ 10.5

 สัญญาณผ่านทีเทกเตอร์ออกมา เหลือเฉพาะสัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอประกอบด้วย L+R, 19kHz และไซน์แบนด์L-Rส่งผ่านC26 เข้าขาB ของ Q6 ทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้น ส่งออกขาC เป็นความถี่ 19 kHz และส่งออกขาE เป็นสัญญาณ L+Rและไซน์แบนด์L-R ผ่าน C28 ส่งไปให้ขากลางL13

 ความถี่ 19 kHz ส่งผ่านเข้าวงจรจูน 19 kHz (L10,C27) ไปวงจรทวีความถี่ 38 kHz (L11,D6,D7,R26) ทำความถี่ 19 kHz เป็นความถี่ 38 kHz ส่งผ่าน C29 ไปเข้าขา B ของQ7 ความถี่ 38 kHz ถูกแยกเป็น2ทาง ทางแรกส่งไปเข้าวงจรจูน38 kHz ทางที่สองส่งผ่าน R30,R32,C32, มาให้ไดโอดD12 ตัดความถี่ 38kHz ซีกลบเหลือซีบวกส่งไปขาB ของ Q8 ควบคุม Q๕ นำกระแสLS1 ติดสว่างขึ้น

10.4วงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ไอซีชนิดธรรมดา

แสดงวงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ IC ชนิดธรรมดาเบอร์ MC1307

แสดงวงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ IC ชนิดธรรมดาเป็น IC ที่ถูกสร้างขึ้นโดยการรวมเอาอุปกรณพวกตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอดและทรานซิสเตอร์ สร้างเป็นวงจรถอดรหัสไว้ในตัว IC แต่ในตัว IC ไม่สามารถสร้งขดลวดใส่ไว้ได้ จึงต้องต่อขดลวดเพิ่มไว้ภายนอก

 หลักการทำงานของวงจรรูปที่10.6

สัญญาณผ่านดีเทกเตอร์ออกมา เหลือเฉพาะสัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอประกอบด้วย L+R 19kHz และไซน์แบนด์L-R ส่งผ่านC21 ไปเข้าขา3ของIC3ที่ขา1และขา2 IC3 มีวงจรเรโซแนนซ์แบบขนานเป็นชุดชูนความถี่ 19kHz 2ชุดคือL8,C22และL10,C25กำหมดให้ความถี่ 19kHz ผ่านไปวงจรทวความถี่ 38kHzภายในตัวIC3 ได้ความถี่ 38kHz ไปตกคร่อมชุดจูน38kHz ขา10และขา13ของIC3 สูงสุดส่งไปทำการผสมสัญญาณภายในตัวIC3 ได้สัญญาณเสียงออกมาที่ขา11 เป็นเสียงด้านซ้าย(L) และได้สัญญาณเสียงด้านขวา (R)

10.5วงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ไอซีชนิดเฟสล็อกลูป

แสดงวงจรถอดรหัสสเตอริโอใช้ IC ชนิดเฟสล็อกลูป IC ที่มีชบวนการทำงานแต่ละขั้นแตกต่างไปจาก IC ถอดรหัสสเตอริโอแบบธรรมดา ส่วนที่หายไปคือชุดวงจรเรโซแนนที่ตอบสนองความถี่ 19 kHz และตอบสนองต่อความถี่ 38 kHz เพราะใช้วงจรกำเนิดความถี่ใหม่ภายในตัว IC และใช้การหาความถี่เพื่อให้ได้ความถี่ที่ต้องการออกมา การผรับแต่งความถี่ที่ถูกต้องตามการใช้เพียงตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ต่อร่วมภายนอก การถอดรหัสสเตอริโอIC ชนิดเฟสล็อฟลูป (PLL) ทำให้การแยกสัญญาณเสียงด้านซ้าย (L) ขวา (R) ดีมีสัญญาณรบกวนต่ำ และไม่ยุ่งยาก

หลักการทำงานของวงจร 10.7

สัญญาณเบ็ดเสร็จสเตอริโอประกอบด้วย L+R, 19 kHz และไซน์แบนด์L-R ส่งผ่านC18 ไปเข้า1 ของIC3 ถอดรหัสสเตอริโอชนิดเฟสล็อกลูป (PLL) สัญญาณ3ถูกผสมกันหักล้างสัญญาณตัว IC3 ทั้งหมดสัญญาณเสียงออกที่ขา8 เป็นสัญญาณเสียงด้านซ้าย(L)และออกที่ขา9เป็นสัญญาณเสียงด้านขวา(R) ส่งผ่านไปวงจรความถี่(ฟิลเตอร์) กรองสัญญาณเสียงด้านขวา(R)และR26,24 แสดงสัญญาณด้านซ้าย(L) ได้สัญญาณเสียงส่งไปขยายเสียงที่ขา6IC3 ต่อกับLED 1 แสดงสัญญาณเสียงที่ได้รับเป็นระบบFM สเตอริโอมัลติเพล็กซ์ ขณะ LED1 ติดแสดงว่าสถานีวิทยุ FM ที่รับได้ เป็นระบบFM สเตอริโอ และขณะLED1 ดับแสดงว่าสถานีวิทยุที่รับได้เป็นระบบFMโมโน