Учебники / УПиОС Плаксиенко_2004
.pdf
|
|
|
|
|
Учебное пособие |
|
преобразования частоты сигнал усиливается в двухканальном УПЧ, при- |
||||||
менение которого обусловлено существенным различием в значениях |
||||||
промежуточной частоты и полосы пропускания при приеме AM и ЧМ |
||||||
сигналов (при приеме AM сигналов промежуточная частота равна 0,465 |
||||||
МГц, а при приеме ЧМ сигналов 10,7 МГц). После УПЧ следуют раз- |
||||||
дельные детекторы AM и ЧМ сигналов. Продетектированный сигнал по- |
||||||
сле усиления в усилителе звуковых частот (УЗЧ) подается на акустиче- |
||||||
скую систему (АС). |
|
|
|
|
||
Структурная схема приемника приведена на рис. 14.1. |
||||||
А |
|
|
|
|
|
|
ВЦ |
УРЧ |
СМЧМ |
|
|
|
|
Блок УКВ |
ГЧМ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
МА |
|
|
|
|
ЧД |
|
|
|
|
|
|
||
ЧМ |
УПЧЧМ |
ФЧМ |
|
ФЧМ |
ЧМ УЗЧ |
|
ВЦ |
УПЧ |
АС |
||||
СМАМ |
ФАМ |
ФАМ |
||||
АМ |
|
АМ |
||||
|
АМ |
ЧМ |
|
|
АД |
|
|
ГАМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 14.1 |
|
|
|
При приеме AM сигналов преобразование частоты осуществляется |
||||||
вПЧАМ, нагрузкой которого является фильтр ФАМ на промежуточной частоте 0,465 МГц. При приеме ЧМ сигналов смеситель преобразователя
частоты ПЧАМ используется как дополнительный УПЧ на частоте 10,7 МГц, нагрузкой которого при этом является фильтр ФЧМ. Преобразование частоты принимаемого ЧМ сигнала, осуществляется в преобразователе ПЧЧМ блока УКВ (смеситель СМЧМ и гетеродин ГЧМ). Этот блок включает
всебя ВЦ, УРЧ, смеситель СМЧМ с гетеродином ГЧМ. При использовании
втракте промежуточной частоты переключаемых ФСИ для частот 0,465 и 10,7 МГц преобразование частоты осуществляется в общем преобразователе. В тракте AM сигналов применен УПЧ; при приеме ЧМ сигналов в тракт промежуточной частоты вводится дополнительный каскад
342
Учебное пособие
монофоническим передатчиком, так как в противном случае уменьшается зона обслуживания. И, наконец, расходы на реконструкцию передатчиков и стоимость радиоприемной аппаратуры должны окупаться с потребительской точки зрения получаемым после ее приобретения приростом качества звучания.
Система с полярной модуляцией. Идея полярной модуляции
(ПМ) впервые описана А И Косцовым в 1939 г. Полярно-модулированное колебание (ПМК) несет информацию о
двух раздельных сигналах стереопары Л(t) и П(t ) (рис 14.2). Положительные полупериоды ВЧ колебания модулированы по амплитуде одним сигналом стереопары, а отрицательные полупериоды – другим.
UПМК
Л(t)
fП Н |
t |
П(t)
Рис. 14.2
Полярно-модулированное колебание описывается уравнением
uпмк (t) uл (t) uп (t) 2 U0 uл (t) uп (t) 2 sin ω0t , |
(14.1) |
|
где U0 - амплитуда несущей ПМК, |
|
|
uл (t) bл sin лt , |
uп (t) bп sin пt |
(14.2) |
тональные модулирующие колебания (левый и правый сигналы стереопары), bл, bп и л, п — соответственно амплитуды и частоты этих колебаний, модулирующих положительные и отрицательные полупериоды несущего колебания U0sin 0t (рис. 14.2). Нетрудно видеть, что спектр ПМК состоит из двух составляющих (частей): низкочастотной, представляющей собой сумму колебаний Uл(t )+ Uп(t) и надтональной части, которая представляет собой несущее колебание U0sin 0t, модулированное по амплитуде разностью сигналов Uл(t ) - Uп(t) (рис. 14.3,а).
344
|
|
|
Учебное пособие |
П |
|
|
|
RC |
|
|
КСС |
|
|
|
|
|
Формирователь |
Подавитель |
ЧМ |
|
ПМК |
поднесущей |
передатчик |
τ 50мкс |
|
|
|
Л |
|
|
|
RC |
Стереомодулятор |
|
|
|
|
|
|
Рис. 14.4
Для повышения помехозащищенности сигналов Л и П в области верхних частот, где уровень спектральных составляющих существенно меньше, чем на средних частотах, в передатчике введена RС-цепь частотных предыскажений сигналов Л и П стереопары (рис. 14.5,а), ее постоянная времени нормализована и составляет = 50 мкс. Спектр КСС, с учетом действия RС-цепи частотных предыскажений, изображен на рис. 14.5,в, где Л' и П' — левый и правый сигналы стереопары после прохождения цепи предыскажений. Собственно стереомодулятор (рис. 14.4) содержит формирователь ПМК и цепь подавления поднесущей. Поднесущая подавляется в 5 раз, т.е. на 14 дБ. Характеристики этой цепи (рис. 14.5,б) строго нормированы с той целью, чтобы ее восстановление на приемной стороне не вызывало затруднений.
С учетом частичного подавления поднесущей выражение для КСС при тональной модуляции в каналах Л и П имеет вид:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
uКСС |
(t) U |
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
sinΩ |
|
t |
|
|
sinΩ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
0 |
|
2 |
л |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14.4) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
л |
y |
|
(Ω |
|
)sin(Ω |
|
t |
|
(Ω |
|
)) |
|
п |
y |
|
|
(Ω |
|
)sin(Ω |
|
t |
|
(Ω |
|
)) sinω |
|
t , |
|||||||
|
|
|
ε |
л |
л |
ε |
л |
|
|
ε |
п |
п |
ε |
п |
пн |
|||||||||||||||||||||||
ε |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где = 5.
Подавление поднесущей fпн = 31,25 кГц на 14 дБ позволяет уменьшить девиацию частоты передатчика, необходимую для ее передачи до 20 % от максимальной девиации несущей частоты комплексным стереофоническим сигналом (10 кГц из общих 50 кГц девиации частоты несущего колебания), а следовательно и полосу частот радиоканала.
346
Учебное пособие
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
Гр1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УЗЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УКВ |
|
УПЧ |
|
|
ЧД |
|
|
|
|
ВП |
|
|
Детектор |
|
|
RC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПМК |
|
|
RC |
|
Л |
|
Гр2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стереодекодер |
|
|
|
|
УЗЧ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рис. 14.6
П(t)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПМК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л(t)
R |
C |
|
Рис. 14.7
При разработке схем стереодекодеров (рис. 14.6) применяют следующие методы декодирования ПМК: по огибающей с помощью полярного детектора; с предварительным разделением спектра на низкочастотную и надтональную части; с временным разделением каналов, в том числе по схемам, не требующим обязательного преобразования КСС в ПМК.
Декодирование ПМК по огибающей. В полярном детекторе (рис. 14 8,а) максимум переходного затухания и минимум нелинейных искажений достигаются, если ωо τн ≈ π, где τн — постоянная времени нагрузки детектора.
Даже при наличии различного рода цепей коррекции его параметры не являются достаточно высокими, коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц равен 0,8... 1,2 %, переходное затухание 34 дБ. С повышением частоты оба параметра ухудшаются: на верхних частотах коэффициент
348
Учебное пособие
ляется его надтональная часть, представляющая собой колебание с поднесущей частотой ωпн = 31,25 кГц, модулированное по амплитуде сигналом JI'—II'. Это AM колебание детектируется обычным детектором Д. Полученный в результате разностный сигнал Л' — П' подается на один из входов суммарно-разностного преобразователя (СРП), на второй вход которого поступает сигнал Л' + П' с выхода ФНЧ. С выходов СРП восстановленные сигналы стереопары Л' и П' поступают на цепь коррекции частотных предыскажений (τ). Отклонения АЧХ и ФЧХ реальных ФНЧ и ПФ от их идеальных форм в полосе пропускания, нестабильности коэффициентов передачи 'суммарного и разностного трактов приводят к амплитудному и фазовому разбалансу составляющих спектра ПМК, следствием чего является уменьшение величины переходных затуханий а. Чтобы переходное затухание между каналами стереопары было не менее 40 дБ, АЧХ фильтров должны отличаться друг от друга не более чем на 1 %, а ФЧХ — не более чем 0,5°. Изменение коэффициента передачи любого из трактов (суммарного или разностного) на 10 % сопровождается уменьшением а до 26 дБ. Несмотря на жесткие требования, метод детектирования КСС с разделением спектра широко используется в серийных моделях стереоаппаратуры включая и группу сложности А.
Метод временного разделения сигналов стереопары. Наилучшими параметрами обладают ключевые стереодекодеры (рис. 14.8,в), работающие по принципу временного разделения каналов стереопары. Если ПМК (рис. 14.9,а) подать на два электронных коммутатора ЭK1 и ЭК2 и управлять их работой посредством коротких импульсов разной полярности (рис. 14.9,б), то сигнал на выходе ЭK1 будет иметь огибающую сигнала Л' (рис. 14.9,в), а на выходе ЭК2 — колебание с огибающей сигнала П' (рис. 14.9,г).
Сложность декодирования ПМК этим методом заключается в том, что коммутирующие импульсы должны иметь длительность не больше 5
... 10 мкс. Только в этом случае амплитуда выходного напряжения ключа (ЭK1 или ЭК2) в момент его замыкания будет оставаться постоянной, что обеспечит получение высокого значения а. Однако коэффициент передачи такой цепи оказывается очень низким. Для устранения этого недостатка в схему (рис. 14.8,в) дополнительно вводят цепь "памяти" ЦП. С ее помощью напряжение на выходе ЭК поддерживается постоянным и равным мгновенному значению сигнала в момент его коммутации до прихода следующего управляющего импульса.
После этого выходное напряжение принимает новое значение
(рис. 14.9,д).
350