Система с полярной модуляцией

Практическая работа №4

«Изучение принципов построения систем стереофонического радиовещания»

Учебная цель:

1.Научиться анализировать принципы построениясистем стереофонического радиовещания

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с основными принципами построения систем стереофонического радиовещания.

Образовательные ресурсы, заявленные во ФГОС.

Студент должен:

Уметь:

- анализировать принципы построения систем стереофонического радиовещания

Знать:

1. Технические требования и практические рекомендации по структуре построения систем стереофонического радиовещания.
2. Способы организации стереовещания.

Обеспеченность занятия:

1. Учебно-методическая литература:

Катунин Г.П., Мамчев Г.В., Папантонопуло В.Н., Шувалов В.П., Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие - М.: Горячая линия-Телеком, 2010.

Величко В.В., Катунин Г.П., Шувалов В.Д., Основы информационных технологий – М.: Горячая линия – Телеком 2009.

2. Отчет о выполнению практической работы.

3. Карандаш простой.

4. Чертежные принадлежности: Линейка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы:

Системы стереофонического радиовещания.

Требования к системам

1) должны быть совместимыми с монофоническими;

2) должны обеспечить необходимое переходное затухание между левым и правым каналами;

3) должны обеспечить необходимые качественные показатели воспроизведения звука;

4) должны минимально уменьшать зону обслуживания по сравнению с монофоническими;

5) должны обеспечивать простую и дешевую систему декодирования сигналов и других элементов в тракте приемника;

6) должны допустить возможность использования для стерео вещания обычных передатчиков УКВ ЧМ путем добавления к ним необходимой модулирующей аппаратуры;

7) должна быть предусмотрена возможность использования её для звукового стерео сопровождения в телевидении.

Возможные способы организации стереовещания

1) передача стереосигнала на 2-х несущих частотах с АМ;

2) передача на боковых полосах с раздельной АМ на одной несущей;

3) передача с квадратурной модуляцией;

4) передача посредством АМ-ЧМ одной несущей;

5) передача импульсной модуляцией;

6) передача посредством АМ-ЧМ;

7) передача по принципу полярной модуляции;

8) передача с пилот-тоном.

Международным Комитетом по Радиовещанию рекомендовано использовать последние 3 способа. В настоящее время система ЧМ-ЧЧ (Швеция) к дальнейшему развитию не применяется. Система с полярной модуляцией разработана в России, система с пилот-тоном в США.

Система с полярной модуляцией

Осуществляется в метровом диапазоне волн. Используется один передатчик, несущая которого выбирается в диапазоне 66-74, 100-108 МГц и модулируется по частоте стереосигналом, временная характеристика которого показана на рисунке 1. Сигнал полярной модуляции (стереосигнал), может быть сформирован согласно следующей структурной схемы (рисунок 2).

Рисунок 1

У сигнала полярно-модулированных колебаний S_ПМК положительный полупериод в.ч. колебания модулирован по амплитуде сигналом стереопары (левым Л), отрицательный – другим (правым П).

Рисунок 2

Реализация получения такого сигнала по схеме (рисунок 2), в которой используется двойная АМ (для Л и П) сигнала стереопары- детектирование (выделение соответствующего полупериода) и сложение продетектированных сигналов проста, но не применяется в силу того, что спектр полученного сигнала бесконечно широкий из-за того, что при сложении этих сигналов совпадение фаз сигналов невозможно. Поэтому используя аналитическое выражение для сигнала ПМК, рассмотрим схему получения стереосигнала с помощью суммарно-разностного преобразователя (СРП) (рисунок 3).

,

где ;

-частота поднесущей ;

-амплитуда поднесущей.

Сигналы и подаются на суммарно-разностный преобразователь, разностный сигнал на выходе СРП модулируется по амплитуде и складывается с суммарным сигналом в сумматоре . Это устройство называют формирователем ФПМК. Частота поднесущей выбрана кратной 2-й гармонике частоты строчной развертке в телевидении и равна 31250 Гц.

Рисунок 3

Спектр сигнала ПМК состоит из составляющих, содержащих тональную часть, представляющую сумму сигналов стереопары Л и П, и надтональную часть, представляющую собой модулированное колебание поднесущей частоты разностным сигналом стереопары (рисунок 4, а)

а)

б)

Рисунок 4

Надтональная часть – н.ч., передать в эфир в таком виде сигнал ПМК нельзя, поэтому спектр ПМК несколько видоизменяют (рисунок 4, б) и этим спектром модулируют несущую передатчика на более в.ч. Поэтому частоту 31, 25 кГц называют поднесущей.

Спектр сигнала ПМК используется нерационально, т.к. половина полезной девиации частоты будет затрачиваться на передачу поднесущей, которая не несет информации, в результате чего зона обслуживания будет уменьшаться и громкость сигнала при переходе от режима «моно» к «стерео» - у слушателя тоже. Поэтому поднесущую давят подавителем поднесущей ППК на 14 дБ (в 5 раз), т.е. на долю поднесущей будет приходиться 20% максимальной девиации частоты. Для уменьшения уровня шумов применяют предискажения в модулирующих сигналах Л и П, осуществляя подъем в.ч. составляющих с помощью RC -цепи с постоянной . Это обусловлено тем, что доля в.ч. составляющих мала и их дополнительное усиление не вызывает заметного влияния на девиацию несущей частоты передатчика. Такой сигнал называется комплексным стереофоническим сигналом КСС и спектр его представлен на рисунке 4, б.

В приемнике этот подъем корректируется специальными цепями на выходе в.ч. тракта. Структурная схема стереомодулятора представлена на рисунке 5.

Рисунок 5

Существуют и другие схемы получения сигнала ПМК.