Стереофонічне радіомовлення
При розробці систем стереофонічного мовлення насамперед вирішували завдання сумісності, тобто можливості прийому стереофонічного сигналу на приймач без стереодекодера і монофонічного сигналу на приймач зі стереодекодера.
В обох випадках передачі, природно, будуть звучати як монофонічні. За названої вище причини в системах стереофонічного мовлення передаються не сигнали лівого (А) та правого (В) каналів, а їх сума (А + В) і різниця (А-В).
Сигнал несучої УКХ передавача модулюється, сумарним сигналом, як звичайно, по частоті, і саме він приймається на монофонічні приймачі.
Різницевий сигнал передається за допомогою піднесе, часто та якої вище спектру звукових частот. Вона також модулює сигнал несучої передавача за частотою.
Тепер розглянемо коротко принцип реалізація стереопередач у вітчизняної полярній системі.
Сигнал частоти, що піднесе (31,25 кГц) модулюється по амплітуді різницевим сигналом (А-В) і додається до сумарного низькочастотного сиг налу (А + В).
В результаті утворюється полярно-модульований сигнал (ПМС). Його форма показана на рис.1, а, спектр - на рис.1, б.
Полярним цей сигнал називається тому, що його верхня обвідна відповідає звуковому сигналу лівого каналу (А), а нижня - правого (В).
Зручність роботи з ПМС в тому, що для його демодуляції придатний найпростіший Двуполярность детектор.
Рис.1 - Полярно-модульований сигнал
Подавати ПМС безпосередньо на частотний модулятор передавача невигідно, оскільки більша частина дозволеної девіації частоти (В± 50 кГц) пішла б на марну модуляцію піднесе.
Тому піднесе при передачі штучно зменшують в 5 разів (на 14 дБ) по амплітуді за допомогою режекторного контуру зі стандартизованою добротністю 100 В± 5.
Одночасно контур послаблює і нижні частоти бічних смуг різницевого сигналу (А-В), як показано до рис.1, б штриховою лінією. Сформований таким чином сигнал називається комплексним стереофонічним сигналом (КСС).
При подачі його на частотний модулятор передавача девіація частоти сигналом поднесущей складає всього В± 10 кГц, а на корисні компоненти сигналу залишається ще В± 40 кГц.
Спрощена схема стереодекодера з полярним детектором для вітчизняної системи показана ні рис.2.
Рис.2. - Спрощена схема стереодекодера з полярним детектором
КСС з виходу частотного детектора приймача подається на ланцюжок відновлення піднесучої, що складається з двох резисторів Rl, R2 і контуру L1C1 з добротністю 100, налаштованого на частоту 31,25 кГц.
Контур піднімає рівень сигналу поднесущей на 14 дБ і компенсує ослаблення нижніх частот різницевого сигналу (А-В).
Отриманий ПМС підсилюється підсилювачем А1 і подається на полярний детектор на діодах VD1, VD2, який виділяє сигнали лівого та правого каналів (А і В).
Як відомо, у передавачі при частотній модуляції до формування ПМС в звукові сигнали лівого (А) та правого (В) каналів вводяться предискаженія з метою підняти верхні частоти звукового спектру.
Це вирівнює спектр реального звукового сигналу, основна потужність якого зосереджена на низьких частотах, і підвищує відношення сигнал-шум всього тракту передачі.
предискаженіем компенсуються в навантажувальною ланцюга полярного детектора елементами R3C2 і R4C3. Постійна часу цих ланцюгів у вітчизняній системі повинна бути дорівнює 50 мкс.
Як бачимо вітчизняна система стерео будувалася з розрахунку на застосування амплітудних детекторів, і основним аргументом на її користь була простота стереодекодеров.
Однак з появою інтегральних мікросхем складність схеми перестала бути обмежуючим фактором, і тоді висвітилися недоліки системи: необхідність точного підйому поднесущей саме на 14 дБ і тільки контуром з добротністю 100 (відхилення параметрів ведуть до погіршення розділення каналів), і підвищені спотворення обвідної при амплитудном детектуванні сигналу.
Останній недолік посилюється дуже низькою поднесущей частотою, фактично всього вдвічі перевершує верхню звукову частоту 15 кГц. Через цих спотворень від полярного детектування скоро відмовилися, перейшовши до використанню сумарно-різницевих стереодекодеров, званих також матричними.
У них КСС розділяється фільтрами на тональну і надтональної частини. Остання після підйому поднесущей детектується двох полупериодного або мостовим детектором, частота пульсацій на виході якого вдвічі вища і легше згладжується.
Продетектірованний різницевий сигнал (А-В) потім складає ся і віднімається в Резисторно матриці з тональним сумарним сигналом (А + В), утворюючи на виході стереодекодера сигнали лівого та правого каналів А і В.
Розроблені та ще більш складні високо якісні стереодекодера наприклад, з тимчасовим перемиканням каналів. Деякі з них описані на сторінках журналу В«РадіоВ».
Західна система стерео на УКХ виникла на базі розробок фірм Zenith Radio і В«General ElectricВ» (США), які послужили основою американського стандарту.
За падноевропейскій стандарт відрізняється дуже незначно. В цій системі також використовуються безпосередня модуляція передавача по частоті сумарним сигналом (А + В), що забезпечує сумісність, і амплітудна модуляція поднесущей різницевим сигналом (А-В).
Однак сама поднесущая з частотою 38 кГц пригнічується повністю, і в КСС входять лише бічні смуги модульованого сигналу піднесу щей, причому без частотних спотворень.
Амплітудна модуляція поднесущей і її придушення забезпечується зазвичай балансні модулятором.
У стереодекодера приймача передбачається синхронне детектування з використанням зразкових коливань частотою 38 кГц. Для отримання або синхронізації цих коливань в КСС вводиться так само пілот-тон на половинній частоті поднесущей 19 кГц.
Амплітуда його невелика і підбирається так, щоб можна було модулювати ЧС сигнал пере датчика на 8 ... 10% від повної девиации В± 75 кГц.
предискаженіем з постійною часу 75 мкс (50 мкс в Європі) вводяться в звукові сигнали лівого та правого каналів ще до формування КСС на пере дає стороні і компенсуються згладжуючими RC-ланцюжками на виході стереодекодера.
Структурна схема формування КСС з пілоттоном на передавальній стороні показу на на рис.3.
Рис.3. - Структурна схема формування КСС
Звукові сигнали каналів А н В через мікрофонні підсилювачі A1, A2 і ланцюги предискаженій Z1, Z2, піднімають верхні частоти, подаються на сумарно-різницеву матрицю М, на виході якої утворюються сумарний (А + В) і різницевий (А-В) сигнали.
Останній надходить на балансний модулятор D3, де модулює напругу поднесущей 38 кГц, що надходить від кварцового генератора пілоттона G1 (19 кГц) через подвоювач частоти U4.
КСС утворюється на виході суматора U5, на який подаються три сигнали:
- сумарний А + В (через лінію затримки U2, компенсуючу затримку сигналу в балансному модуляторі),
- сигнал бічних смуг А-В (з модулятора U3)
- пі лот-тон 19 кГц (з генератора G1).
Сформований КСС надходить на частотний модулятор радіомовного пере датчика.
Спектр КРС показаний на рис.4, причому шкала по вертикалі взя та в відсотках від максимальної девіації частоти передавача.
Повна ширина спектра КРС при діапазоні звукових частот 30 Гц ... 15 кГц - 53 кГц, тобто ширше, ніж у вітчизняній системі (46,25 кГц), що, втім, компенсується і більшою девіацією частоти передавача, прийнятої в стандарті FCC рівною 75 кГц.
Ставлення сиг нал-шум на виході приймача при цьому повинно бути навіть краще, ніж у вітчизняній системі.
Рис.4. - Спектр КРС
Структурна схема стереодекодера для системи з пілоттоном показана на рис.5.
КСС з виходу частотного детектора приймача посилюється к...
