Устройства приема и обработки сигналов.-2

151

Устройства приема и обработки ЧМ-сигналов используются для приема станций звукового вещания и приема звука в системе телевизионного вещания. Структурная схема радиоприемного устройства, как правило, выполняется по схеме супергетеродинного типа (рис. 5.4). Структурная схема радиоприемника имеет в своем составе преселектор, преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), частотный детектор, цепи автоматической подстройки частоты и цепь компенсации предыскажений (ЦКП). Цепь системы АПЧ включает в себя фильтр нижних частот, выделяющее изменение центрального положения несущей радиосигнала и управитель, входящий в состав гетеродина

(Г).

Рис. 5.4 Структурная схема радиовещательного приемника ЧМ сигналов

Таким образом, особенностью тракта передачи ЧМ-сигнала является введение в его АЧХ предыскажений на передающем центре, а также возможность обеспечения объемного звучания в оконечном устройстве радиоприемного устройства передаваемого звукового стереосигнала. Уровни вводимого предыскажения в АЧХ тракта звукового вещания на передаваемом конце и компенсируемого предыскажения на приемном конце определяются эквивалентными схемами, изображенными на рис. 5.5. Постоянная времени цепей введения (ЦП) и компенсации предыскажений в тракте звукового вещания определяется стандартом формирования модулирующего стереосигнала. Эквивалентные схемы цепей введения и компенсации предыскажений представлены на рис. 5.5.

Рис. 5.5 Эквивалентная схема цепи введения предыскажений (а) и цепи компенсации искажений АЧХ модулирующего сигнала

Стереофоническое вещание на территории Российской Федерации ведется в двух стандартах: на основе комплексного стереосигнала (КСС) с частичным подавлением поднесущей (Российский стандарт) в диапазоне радиочастот УКВ-1 и с пилоттоном с полным подавлением поднесущей (стандарт США) в диапазоне радиочастот УКВ-2. Структурная схема тракта передачи радиосигнала по Российскому стандарту в системе стереофонического радиоприемного устройства УКВ – ЧМ-вещания на передающей части тракта представлена на рис. 5.6, а тракта приема рис. 5.8.

Канал В

УНЧ ЦП

Рис. 3.6 Структурная схема тракта передачи стереосигнала системы на основе КСС и частичным подавлением поднесущей

Форма комплексного стереосигнала в Российском стандарте на выходе блоков формирования имеет вид, представленный на рис. 5.7. Основным требованием к модулятору ЧМ-сигналов является полоса частот модулирующего сигнала до 200 кГц. Это необходимо для обеспечения точности восстановления фазовых

154

Сигнал с радиоприемного устройства подается на стереодекодер, в котором производятся выделения сигналов канала А и канала В. Для компенсации предыскажений в каналах A и B, вводимых на передающем конце радиоканала сигнал проходит через цепь компенсации предыскажений.

Структурная схема тракта передачи стереофонической системы с пилот-тоном отличается наличием дополнительного сигнала – пилот-тона для необходимости восстановления поднесущей частоты на приемном устройстве (рис. 5.9). Формирование стереосигнала осуществляется по принципу, как и в отечественном стандарте, с той разницей, что поднесущая комплексного стереосигнала подавляется на 100 %.

Канал В

УНЧ ЦП

Рис. 5.9 Структурная схема тракта передачи радиосигнала системы стереофонического вещания с пилот-тоном

Структурная схема стереофонического радиоприемного устройства отличается от схемы (рис. 5.8) наличием устройства выделения пилот-тона, необходимого для восстановления поднесущей стереосигнала для дальнейшего его удвоения. Точность восстановления этого сигнала по разности фазы между передаваемым и принимаемым сигналами не должна превышать единиц градусов.

156

Таблица 5.4 Технические параметры тракта передачи стереофонического УКВ – ЧМ вещания [17]

При расчете эффективной ширины спектра ЧМ-сигнала оценка верхней частоты модулирующего стереофонического сигнала определяется максимальным ее значением в надтональной части

где fП – частота поднесущей;

Fmax – максимальная частота модулирующего монофоническо-

го сигнала.

Качество воспроизведения стереофонического звучания при радиоприеме характеризуется величиной переходного затухания,

157

т.е. степенью изолированности каналов А и В друг от друга на выходе стереомодулятора или стереодекодера радиоприемного устройства и определяется выражением

Выражение справедливо для оценки переходного затухания при отсутствии напряжения сигнала (Uвх В = 0) на входе канала В стереомодулятора.

Величина переходного затухания в радиоканале стереофонического радиоприемного устройства зависит от величины полосы его пропускания, от точности настройки радиоприемного устройства на центральную частоту несущей и в значительной степени от частоты модулирующего сигнала и от мгновенного значения девиации частоты несущей ЧМ-сигнала [15 – 17]

где f – неточность настройки радиоприемного устройства на центральную частоту несущей радиопередатчика.

Девиация частоты в выражении (5.13) с целью обеспечения избирательности по соседнему каналу и заданной величины переходного затухания уменьшается на 20 процентов. Величина переходного затухания также зависит от степени разбаланса поднесущей частоты по фазе на передающей и принимающей сторонах системы радиовещания и определяется выражением

При расчете допустимого коэффициента шума радиовещательного приемника ЧМ-сигнал связь отношения сигнал/шум вход-выход определяется соотношением [1, 2]:

где kП=1,4.

Если отношение сигнал/помеха на выходе радиоприемного устройства не задано, то ВЫХ = 10...16 дБ.

158

5.2.2Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем телевизионного вещания

Для телевизионного вещания отведено 12 каналов по 8 МГц на метровых волнах (48 – 100 и 170 – 230 МГц) и 21 канал на дециметровых волнах (470 – 638 МГц) (таблица 1.2). Устройства приема и обработки сигналов систем телевизионного вещания предназначены для приема сигналов черно-белого и цветного изображения и звука. В Российской Федерации для передачи телевизионных сигналов используется стандарт SECAM. Особенностью всех систем телевизионного вещания является передача по радиоканалам четырех несущих: яркостного (черно-белого изображения), двух поднесущих цветоформирующих сигналов (сигналов цветности) и несущую звукового сигнала. Сигналы телевизионного вещания в стандарте SECAM для яркостного канала модулируются по амплитуде с частичным подавлением боковой полосы, поднесущие цветоформирующих сигналов и сигнал звука имеют частотную модуляцию (рис. 5.14).

159

Амплитудно-частотная характеристика телевизионного приемника отличается от передаваемого АЧХ спектра сигнала (рис. 5.13) местоположением несущей изображения относительной частоты настройки радиоприемного устройства и уровнем сигнала звука на выходе преселектора. Преселектор приемника настроен на среднюю частоту относительно несущих изображения и звука и определяется выражением

Рис. 5.13 Амплитудно-частотная характеристика телевизионного приемника

Сигналы черно-белого изображения и изображения цветности передаются с частотой 25 кадров в секунду с использованием чересстрочной развертки горизонтальных строк (625 строк). Полоса спектра частот сигнала определяется качеством принимаемого черно-белого изображения (яркостного канала) (рис. 5.14) и простирается от Fmin = 25 Гц (частота кадров) до

Fmax 0,38 k n Z 2 ,

где k = 4/3 – формат кадра (отношение ширины изображения к его высоте);

n =25 – частота кадров;

Z – требуемая четкость изображения на экране телевизионного приемника.