СИСТЕМА РАДИОВЕЩАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H04H40/27 H03M7/00 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для стереофонического и монофонического радиовещания.

За прототип принята "Система радиовещания" [1], содержащая на передающей стороне четыре канала обработки звуковых сигналов, каждый включает последовательно соединенные приемник звука /микрофон/, усилитель звуковой частоты и АЦП, формирователь группового сигнала, последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний и делитель частоты, передатчик радиосигналов из последовательно соединенных генератора несущей частоты, амплитудного модулятора и выходного усилителя, формирователь группового сигнала включает четыре канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемный регистр, блок элементов И и элемент ИЛИ, включает первый и второй распределители импульсов, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ и первый выходной ключ, последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ, элемент задержки и второй выходной ключ, включает третий ключ, формирователь импульсов и счетчик импульсов. Дискретизация звукового сигнала 160 кГц, несущая частота 38,4 МГц. Цифровой приемник включает блок управления /выбор радиостанции/, последовательно соединенные блок приема радиосигналов, усилитель радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор, последовательно соединенные первый формирователь импульсов, блок выделения синхроимпульса /СИ/ и синтезатор частот, включает второй формирователь импульсов, первый и второй приемные регистры, каждый из 32 разрядов, четыре ЦАП, четыре включателя и два канала воспроизведения, каждый состоит из фильтра звуковой частоты, усилителя мощности и громкоговорителя. Недостаток прототипа: передача цифровой звуковой информации кодами с большим числом разрядов /16/, требующая соответственно высокой тактовой частоты и загружает пространство эфира электромагнитной энергией. Тактовая частота в прототипе:

f_T=0,16 МГц × 16 разр. × 3=7,68 МГц,

где 0,16 МГц - частота дискретизации кодов звука,

16 разр. - число разрядов в коде,

3 - число кодов в каждой посылке /в каждом цикле/.

Цель изобретения - повышение экологичности процесса радиовещания снижением загрузки околоземного пространства энергией электромагнитных волн. Техническим результатом является снижение тактовой частоты в системе радиовещания передачей шифровой звуковой информации пятиразрядными кодами вместо 16-разрядных кодов в прототипе, снижающее электромагнитную загрузку эфира в 3,2 раза

Сущность изобретения состоит во введении на передающей стороне в каждый канал обработки звуковых сигналов последовательно соединенных преобразователя "двоичный код - непрерывный двоичный код" и шифратора, на приемной стороне введение в каждый канал обработки кодов последовательно соединенных дешифратора, блока восстановления первичного кода и ЦАП "код - световой импульсный излучатель - аналоговый сигнал". Схема передающей стороны на фиг.1, структура излучаемого потока на фиг.2, преобразователь "двоичный код - непрерывный двоичный код" на фиг.3, формирователь группового сигнала на фиг.4, цифровой приемник на фиг.5, спектр амплитудно-модулированного сигнала на фиг.6, двухполярный амплитудный детектор на фиг.7, блок выделения СИ на фиг.8, блок восстановления первичного кода на фиг.9, схема ЦАП на фиг.10, временные диаграммы работы системы на фиг.11.

Передающая сторона содержит /фиг.1/ четыре канала обработки звуковых сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные приемник звука 1 /микрофон/, усилитель 2 звуковых сигналов, АЦП 3, объединенные в блок 4 кодирования, и введенные вновь в каждый канал преобразователь 5 "двоичный код - непрерывный двоичный код" и шифратор 6. Выходы шифраторов 6 подключены к информационным четырем входам формирователя 7 группового сигнала, каждый канал включает последовательно соединенные генератор 8 синусоидальных колебаний и делитель 9 частоты, передатчик радиосигналов 10 в составе последовательно соединенных генератора 11 несущей частоты, являющегося умножителем частоты, амплитудного модулятора 12 и выходного усилителя 13. Аналого-цифровые преобразователи 3_1-4 идентичны АЦП в прототипе [1, фиг.3, с.4], выполняют кодирование аналоговых звуковых сигналов в 16-разрядные коды. Преобразователи 5_1-4 идентичны, каждый содержит /фиг.3/ непрозрачный корпус 14, в котором по числу разрядов в коде звука шестнадцать ключей _1-16, управляющие входы ключей U_от подключены к выходам соответственно первого - шестнадцатого разрядов АЦП 3 своего канала, сигнальные входы ключей объединены и подключены к первому выходу 160 кГц делителя 9 частоты, содержит импульсный световой излучатель 16, включающий по числу ключей шестнадцать светодиодов /импульсных/ белого свечения, объединенных в соответствующем корпусе и подключенных к выходам своих ключей 5_1-16, вторые управляющие входы U_з ключей подключены в каждом к своему выходу, прошедший сигнал закрывает свой ключ. Каждый светодиод на излучающей стороне имеет нейтральный светофильтр с кратностью коэффициента поглощения излучения соответственно веса обслуживаемого им разряда кода, значения кратности коэффициентов поглощения даны в таблице 1. Преобразователь 5 включает внутренний непрозрачный корпус 17, в верхней части которого закреплен объектив 18, оптическая ось которого совпадает с оптической осью импульсного светового излучателя 16. По оптической оси объектива 18 и под углом 45° к ней последовательно друг за другом на соответствующем расстоянии расположены и жестко закреплены шестнадцать полупрозрачных микрозеркал 19, каждое из которых имеет светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному на следующее микрозеркало как 1:0,5 [2, с.223].

Таблица 1 Номер разряда 1 2 3 3 5 6 … 11 12 … 16 Число светодиодов 1 1 1 1 1 1 … 1 1 … 1 Коэффициент кратности светофильтра 0^х 12^х 4^х 8^х 16^х 32^х … 1024^х 2048^х … 32768^х Процент пропуска излучения 100 50 25 12,5 6,25 3,1 … 0,1 0,05 … 0,0025

На стороне корпуса 17, к которой повернуты микрозеркала 19, расположены шестнадцать соответствующих фотоприемников 20_1-16, принимающие отраженные от микрозеркал излучения и выдающие электрические импульсы в соответствующие импульсные усилители блока 21 импульсных усилителей. Блок 21 содержит 16 импульсных усилителей 22 и шестнадцать ключей 23, выходы которых являются 1-16 информационными выходами преобразователя 5. Вход каждого импульсного усилителя подключен к выходу своего фотоприемника 20, а выход подключен к сигнальному входу своего ключа 23, к второму управляющему U_з входу которого подключен вход следующего импульсного усилителя: к входу U_з ключа 23₁ подключен вход импульсного усилителя 22₂. Первые управляющие входа U_от всех ключей 23 объединены и подключены к выходу 1 блока 9 /160 кГц/, к которому подключены и объединенные сигнальные входы ключей 15_1-16.

Работа преобразователей 5_1-4, фиг.3

Сигналы с 1-16 выходов разрядов АЦП 3 синхронно открывают ключи 15, через открытые ключи проходят по одному импульсу 160 кГц с блока 9 и запитывают свои светодиоды, которые выдают световые импульсы с яркостью соответственно своим нейтральным светофильтрам. Суммарный импульс света с излучателя 16 через объектив 18 поступает по его оси на центры микрозеркал и отражается в фотоприемники 20, с выходов которых электрические импульсы поступают на входы своих импульсных усилителей 22. Одновременно электрический импульс с входа каждого импульсного усилителя 22 поступает на вход второго управляющего U_з входа ключа и закрывает его прежде, чем импульс с выхода импульсного усилителя поступит на сигнальный вход ключа. В результате все ключи, кроме одного, представляющего сигнал старшего разряда кода, закрываются и сигналы с них не проходят на выход ключей, а следовательно, и на выход блока 21. С выхода блока 21 выдается в параллельном виде код с одним сигналом, который представляет старший разряд кода в одном соответствующем разряде, во всех остальных разрядах будут нули. С приходом следующего импульса 160 кГц все ключи открываются 23_1-16 вновь, открываются и ключи 15_1-16 импульсами с выходов разрядов АЦП 3, на которых они есть, и процесс повторяется. Коды с преобразователей 5_1-4 в параллельном виде поступают в свои шифраторы 6_1-4. Импульс старшего разряда кода поступает на один соответствующий вход шифратора 6, образуя на первом - пятом выходах его пятиразрядный двоичный /бинарный/ код, который представляет место размещения сигнала старшего разряда кода в последовательности шестнадцати разрядов непрерывного двоичного кода: от 00001 /1/ до 10000 /16/.

Примеры в таблице 2.

Таблица 2 Коды с преобразователя 5 Коды с шифратора 6 0000000000000001 00001 /1/ 0000000000000010 00010 /2/   0100000000000000 01111 /15/ 1000000000000000 10000 /16/

Коды с шифраторов 6_1-4 поступают на 1-4 информационные входы формирователя 7 группового сигнала, первый - четвертый управляющие входы которого подключены к 1-4 выходам делителя 9 частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора 8 синусоидальных колебаний, второй выход которого подключен к входу передатчика 10 радиосигналов. Цикл группового сигнала включает, Фиг.2, код синхроимпульса из пяти разрядов /СИ/, следующие за ним коды первого и второго сигналов тоже из пяти разрядов, но различные по полярности сигналов и следующие за ними коды третьего и четвертого сигналов из пяти разрядов, в сумме набирается пятнадцать разрядов положительной полярности и десять разрядов отрицательной полярности. Тактовая частота в системе составляет:

f_T = 0,16 МГц × 5 разр. × 3=2,4 МГц,

где 0,16 МГц - дискретность кодов звука,

5 разр. - число разрядов с выхода шифратора 6,

3 - число последовательно идущих кодов цикла одной полярности.

Период тактового сигнала 416,7 нс Несущая частота принимается: f_Н=2.4 МГц × 15=36 МГц со стабильностью не хуже 10^-7. Верхняя боковая частота при амплитудной модуляции составляет:

f_HB=36 МГц+2,4 МГц=38,4 МГц, нижняя боковая частота составляет:

f_HH=36 МГц - 2,4 МГц=33,6 МГц.

Формирователь 7 группового сигнала /Фиг.4/ включает четыре канала, каждый из которых включает последовательно соединенные приемный регистр 24, блок 25 элементов И из пяти элементов И /по числу разрядов в коде/ и первый элемент ИЛИ 26, включает первый распределитель 27 импульсов /РИ/, второй распределитель 28 импульсов, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ 29, третий элемент ИЛИ 30 и первый выходной ключ 31, последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ 32, элемент задержки 33, производит задержку импульса на время положительного полупериода /208 нс/ синусоиды 2,4 МГц, и второй выходной ключ 34, включает последовательно соединенные третий ключ 35, формирователь 36 импульсов, счетчик 37 импульсов и дешифратор 38, выход которого подключен параллельно к управляющим входам U_от первого 39 и второго 40 ключей, к второму входу U_з третьего ключа 35 и к убавляющему входу U_о самого счетчика 37 импульсов, второй вход третьего элемента ИЛИ 30 подключен к выходу формирователя 36 импульсов. Коды с шифраторов 6 поступают в параллельном виде в свои пятиразрядные приемные регистры 24_1-4 блока 7, сигналом выдачи кодов из приемных регистров 24 являются импульсы дискретизации 160 кГц с первого выхода делителя 9 частоты. С приемных регистров 24 коды поступают на первые входы элементов И блоков 25, содержащие по пять элементов И. Распределители 27, 28 импульсов содержат по десять выходов. Распределитель 27 импульсов обслуживает импульсами элементы И блоков 25_1,3 первого и третьего каналов, распределитель 28 импульсов обслуживает элементы И блоков 25_2,4 второго и четвертого каналов. Входными импульсами для блока 27 являются положительные полупериоды синусоид 2,4 МГц с второго входа блока 7, входными импульсами для блока 28 являются отрицательные полупериоды синусоид 2,4 МГц тоже со второго входа блока 7. Первый 39 и второй 40 ключи открываются сигналами U_от с дешифратора 38, закрываются ключи 39, 40 импульсами с десятых выходов блоков соответственно 27, 28. Сигнал, закрывающий ключ, открывает третий ключ 35, который в открытом состоянии пропускает пять импульсов частоты 2,4 МГц с четвертого входа блока 7 на вход формирователя 36 импульсов, формирующий их по амплитуде и длительности, равной длительности первой половине периода синусоиды 2,4 МГц, т.е. 208 нс , а с выхода блока 35 импульсы поступают на второй вход элемента ИЛИ 30, эти же импульсы поступают в трехразрядный счетчик 37 импульсов. С приходом в счетчик 37 пяти импульсов, код 101, дешифратор 38 выдает импульс, открывающий ключи 39, 40, закрывает ключ 35 и обнуляет сам счетчик 37. Исходное состояние ключей 39, 40 закрытое, ключа 35 открытое, поэтому с началом работы блока 7 первым кодом с его выхода идет код из пяти единиц - код СИ, Фиг.2. С включением питания ключ 35 пропускает пять импульсов в формирователь 36 импульсов, с выхода которого импульсы длительностью 208 не поступают через элемент ИЛИ 30 на вход ключа 31, открывают его пять раз, каждый раз на 208 нс, и на выход формирователя 7 идут пять положительных полусинусоид 2,4 МГц с выходного ключа 31, представляющие код СИ. С поступлением пятого импульса в счетчик 37 в нем формируется код 101, по которому дешифратор 38 выдает импульс, закрывающий ключ 35, открывает ключи 39, 40 и обнуляет счетчик 37. В блоки 27, 28 поступают полусинусоиды 2,4 МГц, с первого - пятого выходов блока 27 импульсы поступают на вторые входы элементов И блока 25₁ первого канала, с первого - пятого выходов блока 28 импульсы поступают на вторые входы элементов И блока 25₂ второго канала. С выходов элементов И блока 25₁ импульсы кодов через первый элемент ИЛИ 26₁, второй элемент ИЛИ 29 и третий элемент ИЛИ 30 открывают на время длительности импульса 208 нс ключ 31, который пропускает одну положительную полусинусоиду 2,4 МГц на выход формирователя 7 группового сигнала. С выхода блока 25₂ второго канала импульсы кодов через первый 26₂, второй 32 элементы ИЛИ и элемент задержки 33 открывают на время своей длительности выходной ключ 34, который пропускает одну отрицательную полусинусоиду 2,4 МГц на выход формирователя 7. Положительные и отрицательные полусинусоиды представляют символы единиц в кодах первого и второго каналов, поступающие с выхода формирователя 7 модулирующими сигналами в амплитудный модулятор 12 передатчика радиосигналов /Фиг.1/. С 6-10 выходов блока 27 импульсы последовательно поступают на вторые входы элементов И блока 25₃ третьего канала, с 6-10 выходов блока 28 импульсы поступают на вторые входы элементов И блока 25₄ четвертого канала. С выходов элементов И блока 25₃ импульсы кодов через элементы ИЛИ 26₃, 29 и 30 открывают на время 208 нс ключ 31, пропускающий одну положительную полусинусоиду 2,4 МГц на выход блока 7. С выхода блока 25₄ импульсы кодов через элементы ИЛИ 26₄, 32 и элемент задержки 33 открывают второй выходной ключ 34, пропускающий одну отрицательную полусинусоиду 2,4 МГц на выход блока 7, Положительные и отрицательные полусинусоиды представляют символы единиц в кодах третьего и четвертого каналов, поступающие тоже модулирующими сигналами в амплитудный модулятор 12. Импульсы с десятых выходов блоков 27, 28 закрывают ключи 39, 40 и открывается ключ 35, процессы повторяются: следует вновь код СИ, коды первого и второго сигналов, коды третьего и четвертого сигналов. Коды первого и второго сигналов представляют один стереосигнал, коды третьего и четвертого сигналов представляют второй стереосигнал, а поодиночке представляют четыре моносигнала. Единицы в кодах СИ первого и третьего каналов представляются положительными полусинусоидами частоты 2,4 МГц, нули - их отсутствием, единицы в кодах второго и четвертого каналов представляются отрицательными полусинусоидами 2,4 МГц, нули их отсутствием. Выходной сигнал с блока 7 представляет следование полных и неполных синусоид моночастоты 2,4 МГц, которые являются модулирующими сигналами для несущей частоты в амплитудном модуляторе 12. Спектр амплитудно-модулированного сигнала передатчика состоит из несущей и двух боковых частот: верхней и нижней /Фиг.6/, Сама несущая и одна из боковых частот в информационном смысле являются избыточными. Для получения и излучения одной боковой частоты, которая и несет информацию кодов звука, амплитудный модулятор 12 выполняется из последовательно соединенных кольцевого модулятора и полосового фильтра [4, с.234, 235]. В кольцевом модуляторе подавляется несущая f_н частота, полосовой фильтр отфильтровывает ненужную боковую частоту, в данном случае верхнюю боковую 38,4 МГц, а нижняя боковая частота 33,6 МГц с информацией кодов звука выдается в выходной усилитель 13, усиливается и излучается в эфир. При стабильности несущей в 10^-7 занимаемая полоса в эфире составляет ±3,36 Гц или 6,72 Гц. Цифровой приемник /приемная сторона/ включает /Фиг.5/ блок 41 управления /выбор радиостанции вещания/, последовательно соединенные блок 42 приема радиосигналов, усилитель 43 радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор 44, последовательно соединенные первый формирователь 45 импульсов, блок 47 выделения синхроимпульса /СИ/ и синтезатор 48 частот, включает второй формирователь 46 импульсов, первый 49 и второй 50 приемные регистры, каждый из десяти разрядов, с первого по четвертый идентичные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные дешифратор 51, первый - пятый входы которого подключены к выходам пяти разрядов своего приемного регистра 48 /49/, блок 52 восстановления первичного кода, ЦАП 53 и включатель 54, и включает два идентичных канала воспроизведения звука, каждый из последовательно соединенных фильтра 55 звуковой частоты, усилителя 56 мощности и громкоговорителя 57. Первые управляющие входы обоих приемных регистров 49, 50 объединены и подключены к первому выходу U_т синтезатора 48 частот, вторые управляющие входы 160 кГц /U_выд/ приемных регистров объединены и подключены к второму выходу синтезатора 48 частот, третьи управляющие U_о входы объединены и подключены к выходу блока 47 выделения СИ, информационный вход первого приемного регистра 49 подключен к выходу первого формирователя 45 импульсов, информационный вход второго приемного регистра 50 подключен к выходу второго формирователя 46 импульсов. Вторые управляющие входы синтезатора 48 частот подключены к второй группе выходов блока 41 управления, третий выход синтезатора 48 частот подключен к третьему входу блока 42 приема радиосигналов. Блоки 52_1-4 восстановления первичных кодов идентичны, каждый включает по числу разрядов в коде звука шестнадцать ключей 60_1-16 и пятнадцать диодов, соединенных последовательно в цепочку от Д1 до Д15. Вход каждого диода подключен к выходу своего ключа, выход диода подключен к входу следующего диода и к выходу следующего ключа. Сигнальные входы ключей 60 объединены и подключены /Фиг.9/ к второму выходу 160 кГц синтезатора 48 частот, первые управляющие входы U_от 16-и ключей подключены соответственно к первому-шестнадцатому выходам дешифратора 51. выход каждого ключа 60 до диода подключен к второму U_з входу своего ключа, прошедший один импульс закрывает сразу ключ. При поступлении сигнала "1" старшего разряда кода с дешифратора 51 он открывает соответствующий ключ 60, а поступивший в него импульс проходит открытый ключ 60, и по цепочке диодов импульс проходит по всем диодам ниже своего ключа и, размножаясь по ним на выходах ключей, начиная с разряда, на который поступил импульс, появляется непрерывный двоичный код, равный первичному коду, сформированному на передающей стороне. Выходы ключей 60_1-16 являются выходами блока 52 восстановления первичного кода, который в параллельном виде поступает на 1-16 входы ЦАП 53. ЦАП 53_1-4 выполнены идентично, каждый включает /Фиг.10/ последовательно соединенные блок 62 импульсных усилителей, включающих по числу разрядов в коде шестнадцать импульсных усилителей, матрицу 63 импульсных светодиодов из 16 светодиодов белого излучения, в качестве которых можно использовать яркие светодиоды КИПД80Т-1Б с силой света 3 кд и диаметром корпуса 3 мм [5, с.47]. Каждый светодиод на стороне излучения имеет нейтральный светофильтр с коэффициентом поглощения излучения соответственно весу разряда, который обслуживает светодиод, см. табл.3, ЦАП 53 включает объектив 64, оптическая ось которого совпадает с оптической осью матрицы 63 светодиодов, включает соответствующий фотоприемник 65, расположенный в фокальной плоскости объектива 64, выход фотоприемника 65 подключен к входу операционного усилителя 66, выход которого подключен к входу своего включателя 54 своего канала. Объектив суммирует излучения светодиодов матрицы 63 во входном окне фотоприемника 65, в качестве которого может использоваться фотодиод на p-i-n-структуре с мизерным временем нарастания и спада фототока до 1 нс [6, с.117]. 16-разрядный код звука поступает в параллельном виде в соответствующие импульсные усилители блока 62, с выходов которого усиленные импульсы кодов поступают на входы своих светодиодов, выполняющие импульсы излучения через свои нейтральные светофильтры в течение 6,25 мкс . Объектив 64 /Фиг.10/ собирает излучение светодиодов и направляет во входное окно фотоприемника 65, сигнал с которого поступает на вход операционного усилителя 66, с выхода которого аналоговый сигнал поступает через замкнутый включатель 54 на вход фильтра 55 звуковой частоты, с него в усилитель 56 мощности и воспроизводится громкоговорителем 57. Суммарный поток с матрицы 63 светодиодов прямо пропорционален величине кода звука, величина аналового сигнала с операционного усилителя 66 прямо пропорциональна световому потоку с матрицы 63 светодиодов. Быстродействие ЦАП 53 не зависит от числа разрядов в коде и определяется быстродействием срабатывания импульсных усилителей блока 62. Гальваническая развязка между цифровой частью ЦАП и аналоговой исключает влияние действия шумов на операционный усилитель.

Таблица 3 № разряда в коде 1 старш 2 3 4 5 6 7 8 9 10 … 16 Число светодиодов 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 … 1 Кратность светофильтра 0^х 2^х 4^х 8^х 16^х 32^х 64^х 128^х 256^х 512^х … 32768^х пропускания излучения 100 500 25 12,5 6 3 1,5 0,8 0,4 0,2 … 0,003%

Работа системы радиовещания

Звуковые сигналы принимаются микрофонами 1 /Фиг.1/, усиливаются и преобразуются АЦП 3 в 16-разрядные коды. С АЦП 3 коды поступают в свои преобразователи "двоичный код - непрерывный двоичный код" 5, с выходов которых на входы шифраторов 6 поступают 16-и разрядные коды с одним выделенным сигналом старшего разряда. Шифраторы 6 выполняют повторное кодирование бинарным кодом сигнала старшего разряда кода. Пятиразрядные двоичные коды с шифраторов 6_1-4 в параллельном виде поступают в приемные регистры 24_1-4 формирователя 7 группового сигнала, который преобразует параллельные коды в последовательные и заменяет в них символы единиц в кодах на положительные в кодах СИ и кодах сигналов 1 и 3 /Фиг.2/ и на отрицательные полусинусоиды частоты 2,4 МГц сигналов 2 и 4. Выходной сигнал с блока 7 является модулирующим сигналом для несущей частоты 36 МГц. Нижняя боковая частота 33,6 МГц с информацией кодов звука поступает в выходной усилитель 13, усиливается в нем и излучается в эфир. Последовательность кодов в цикле на Фиг.2. Радиосигналы принимаются антенной цифрового приемника, Фиг.5, поступают на вход блока 42 приема радиосигналов, являющийся селектором каналов радиовещания с электронной настройкой, включающий входную цепь, усилитель радиочастоты и смеситель. Полосовой фильтр усилителя радиочастоты перестраивается напряжением смещения с блока 41 управления, радиочастотный сигнал через петлю связи поступает на эмиттер смесителя, сюда же на смеситель поступает с выхода 3 синтезатора 48 частот /Фиг.5/ частота, равная несущей 36 МГц частоте передатчика, необходимая для детектирования однополосного сигнала (8, с.146]. Сигнал со смесителя, являющийся выходным сигналом блока 42, усиливается в усилителе 43 радиочастоты до необходимой величины и поступает на вход двухполярного амплитудного детектора 44, выполненного по схеме на фиг.7. При включении в блоке 41 нужной радиостанции управляющий сигнал с выхода 2 блока 41 поступает на соответствующий вход 2 синтезатора 48 частоты и определяет частоту сигнала на третий вход блока 42. В двухполярном амплитудном детекторе 44 диод Д1 выделяет положительную огибающую модулирующего сигнала /диагр. Фиг.11/. Диод Д2 из модулирующей выделяет огибающие положительных полусинусоид - символы единиц в коде СИ, 1 и 3 сигналов /диагр.10 Фиг.11/. Диод Д3 из модулирующей выделяет огибающие отрицательных полусинусоид - символы единиц в кодах 2 и 4 сигналов /диагр.11 Ф.11/. С первого выхода блока 44 продетектированные положительные полусинусоиды /2,4 МГц/ поступают на вход первого формирователя 45 импульсов, со второго выхода блока 44 продетектированные отрицательные полусинусоиды поступают на вход второго формирователя 46 импульсов. Формирователи 45, 46 импульсов выполнены по схеме несимметричного триггера с эмиттерной связью [9, с.209], формирующего прямоугольные импульсы из гармонически изменяющихся сигналов. Импульсы имеют одну полярность и длительность, равную длительности импульсов в кодах передающей стороны. Единицы в кодах представляются наличием импульса, нули их отсутствием, диагр.12, 13 Фиг.11. С блока 45 импульсы кодов поступают последовательно на информационный вход первого приемного регистра 49 и на первый вход блока 47 выделения СИ. Информационным входом блока 47 является счетный вход счетчика 58 импульсов /Фиг.8/, управляющим входом является управляющий вход U_о счетчика 58 импульсов, подключенный через диод Д1 к выходу формирователя 46 импульсов. Счетчик 58 трехразрядный и ведет счет последовательно поступающих пяти импульсов СИ. При наличии в коде нуля элемент НЕ 61 выдает сигнал, обнуляющий счетчик 58, который начинает счет заново. При поступлении подряд пяти импульсов /код СИ/ в счетчике 57 код 101, сигналы с выходов первого и третьего разрядов поступают в дешифратор 59, сигнал с которого является сигналом СИ, он же поступает через Д2 на управляющий вход счетчика 58 и обнуляет его. При поступлении кодов с блока 45 в них всегда есть нуль, по нему элемент НЕ 61 будет обнулять счетчик 58, и он не достигнет счета пяти, при поступлении кодов второго или четвертого сигналов с блока 46 каждый импульс кода также будет обнулять счетчик 58: в результате на выходе дешифратора 59 не будет ложного сигнала СИ. По сигналам СИ идет подстройка частоты в синтезаторе 48 частот, собственная стабильность частоты которого не хуже 10^-5. Синтезатор 48 частот выдает: с первого выхода импульсы тактовой частоты 2,4 МГц для заполнения разрядов приемных регистров 49, 50 импульсами кодов, со второго выхода сигналы U_выд частотой 160 кГц, с третьего выхода синусоидальные колебания соответствующей несущей частоты на третий вход блока 42. С формирователя 45 импульсов коды первого и третьего сигналов заполняют разряды в первом приемном регистре 49: с первого по пятый разряды заполняются импульсами кода первого сигнала, разряды с 6 по 10-й заполняются импульсами кода сигнала 3. С формирователя 46 импульсов импульсы кодов 2-го и 4-го сигналов заполняют разряды в приемном регистре 50: с первого по пятый разряды заполняются кодом сигнала два, с 6-го по 10-й разряды заполняются кодом четвертого сигнала. С приемных регистров 49, 50 коды синхронно выдаются сигналами U_выд в параллельном виде в дешифраторы 51_1-4. Дешифраторы 51 преобразуют каждую кодовую комбинацию в один выход с дешифратора [3, с.202], который поступает на вход блока 52 восстановления первичного кода, восстановленный непрерывный двоичный код поступает в свой ЦАП 53 своего канала, который преобразует его в соответствующий аналоговый звуковой сигнал, который усиливается в усилителе 56 мощности и воспроизводится громкоговорителем 57. Для прослушивания стереофонической передачи включателями 54_1-2 или 54_3-4 подключает 1 и 2 каналы или 3 и 4. Предложенная система радиовещания снижает энергоемкость передатчика передачей кодов звука не 16-разрядными, а пятиразрядными и уменьшает заполнение эфира энергией электромагнитных волн.

Использованные источники

1. Патент РФ №2383103 C1, кл. H04H 20/00, бюл.6 от 27.02.10, прототип.

2. Б.Н.Бегунов, Н.П.Заказнов. Теория оптических систем. М, 1973, с.223.

3. В.Н.Тутевич. Телемеханика, М., изд. 2-е, 1985, с.202, 207.

4. Радиопередающие устройства. М.С.Шумилин и др. М., 1981, с.234-235.

5."Радио" №9, 2004, с.47.

6. В.И.Иванов, А.И.Аксенов, A.M.Шин. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник. М., 1984, с.117, 118.

7. Справочник по средствам автоматики. Под ред. В.З.Низэ, М., 1983, с.144-145, табл. 6.1.

8. Радиосвязь, вещание и телевидение. Под ред. А.Д.Фортушенко, М., 1981, с.146.

9. В.Ф.Баркан, В.К.Жданов. Усилительная и импульсная техника. М., 1984, с.209.

Изобретение относится к области техники радиосвязи и может быть использовано для стереофонического и монофонического радиовещания. Техническим результатом является снижение тактовой частоты передачей цифровой звуковой информации пятиразрядными кодами вместо 16-разрядных кодов, снижающее электромагнитную загрузку эфира в 3,2 раза. Указанный технический результат достигается тем, что передающая сторона содержит: четыре канала обработки звуковых сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные приемник звука, усилитель звуковых сигналов, АЦП, объединенные в блок кодирования, и введенные вновь в каждый канал обработки звуковых сигналов преобразователь "двоичный код - непрерывный двоичный код" и шифратор. Выходы шифраторов подключены к информационным четырем входам формирователя группового сигнала. Каждый канал включает последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний и делитель частоты, и передатчик радиосигналов в составе последовательно соединенных генератора несущей частоты, являющегося умножителем частоты, амплитудного модулятора и выходного усилителя, а на приемной стороне введен в каждый канал дешифратор и блок восстановления первичного кода. 11 ил.

Система радиовещания, содержащая на передающей стороне с первого по четвертый каналы обработки звуковых сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные приемник звука и усилитель звуковой частоты, последовательно соединенные блок кодирования, включающий четыре аналого-цифровых преобразователя (АЦП) и формирователь группового сигнала, последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний и делитель частоты, первый выход которого подключен параллельно к управляющим входам четырех АЦП, информационный вход каждого АЦП подключен к выходу усилителя звуковой частоты своего канала, с первого по четвертый управляющие входы формирователя группового сигнала подключены соответственно к первому-четвертому выходам делителя частоты, содержит передатчик в составе последовательно соединенных генератора несущей частоты, вход которого подключен к второму выходу генератора синусоидальных колебаний, амплитудный модулятор, второй вход которого подключен к выходу формирователя группового сигнала, и выходной усилитель, формирователь группового сигнала содержит четыре канала, каждый из которых включает последовательно соединенные приемный регистр, блок элементов И и первый элемент ИЛИ, первый и второй распределители импульсов, с первого по третий ключи, последовательно соединенные формирователь импульсов и счетчик импульсов, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, элемент задержки, первый и второй выходные ключи, информационные входы каналов являются первым-четвертым входами формирователя группового сигнала, выходом каждого канала являются выходы первого элемента ИЛИ, выходы первого и третьего каналов подключены к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого выходного ключа, выходы второго и четвертого каналов подключены к первому и второму входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки подключен к управляющему входу второго выходного ключа, выходы обоих выходных ключей объединены и являются выходом формирователя группового сигнала, первая группа выходов первого распределителя импульсов подключена к вторым входам блока элементов И первого канала, вторая группа выходов первого распределителя импульсов подключена к вторым входам блока элементов И третьего канала, последний выход первого распределителя импульсов подключен к второму управляющему входу U первого ключа, выход которого подключен к входу первого распределителя импульсов, первая группа выходов второго распределителя импульсов подключена к вторым входам блока элементов И второго канала, вторая группа выходов второго распределителя импульсов подключена к вторым входам блока элементов И четвертого канала, последний выход второго распределителя импульсов подключен параллельно к второму управляющему входу U_з второго ключа и к первому управляющему входу U_от третьего ключа, выход второго ключа подключен к входу второго распределителя импульсов, выход формирователя импульсов подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, управляющими входами формирователя группового сигнала являются: первым - объединенные управляющие входы (U_выд) четырех приемных регистров, подключенные к первому выходу делителя частоты, вторым - объединенные сигнальные входы первого и второго ключей, подключенные к второму выходу делителя частоты, третьим - объединенные сигнальные входы первого и второго выходных ключей, четвертым - сигнальный вход третьего ключа, на приемной стороне содержащая цифровой приемник, включающий блок управления, последовательно соединенные антенну, блок приема радиосигнала, первый вход которого подключен к антенне, вторая группа входов подключена к первой группе выходов блока управления, выход подключен к входу усилителя радиочастоты, выход которого подключен к входу двухполярного амплитудного детектора, первый выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, второй выход подключен к входу второго формирователя импульсов, последовательно соединенные блок выделения синхроимпульса и первый вход синтезатора частот, первый вход блока выделения синхроимпульса (СИ) подключен к выходу первого формирователя импульсов, второй вход подключен к выходу второго формирователя импульсов, вторая группа входов синтезатора частот подключена к второй группе выходов блока управления, третий выход синтезатора частот подключен к третьему входу блока приема радиосигналов, цифровой приемник включает первый приемный регистр, информационный вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, второй приемный регистр, информационный вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, первые управляющие входы U_т обоих приемных регистров объединены и подключены к первому выходу синтезатора частот, второй выход 160 кГц которого подключен к объединенным вторым управляющим входам (U_выд) обоих приемных регистров, включает последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и первый включатель, второй ЦАП и второй включатель, третий ЦАП и третий включатель, четвертый ЦАП и четвертый включатель, управляющие входы первого-четвертого ЦАП объединены и подключены к первому выходу U_т синтезатора частот, выходы первого и третьего ЦАП через их включатели объединены, выходы второго и четвертого ЦАП через второй и четвертый включатели объединены, и включают первый и второй идентичные каналы воспроизведения, каждый из которых содержит последовательно соединенные фильтр звуковых частот, усилитель мощности и громкоговоритель, объединенные выходы первого и третьего включателей подключены к входу фильтра звуковых частот первого канала воспроизведения, объединенные выходы второго и четвертого включателей подключены к входу фильтра звуковых частот второго канала воспроизведения, блок выделения СИ содержит счетчик импульсов, элемент НЕ, вход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, первый и второе диоды, счетный вход счетчика импульсов является информационным входом блока выделения СИ, управляющим входом которого является вход первого диода, выход которого подключен к управляющему входу счетчика импульсов, выход второго диода подключен к выходу элемента НЕ, а выходы обоих подключены к управляющему входу счетчика импульсов после первого диода, отличающаяся тем, что на передающей стороне в каждый канал обработки звуковых сигналов введены последовательно соединенные преобразователь "двоичный код - непрерывный двоичный код" и шифратор, информационные первый-шестнадцатый входы каждого преобразователя "двоичный код - непрерывный двоичный код" подключены соответственно к выходам первого-шестнадцатого разрядов АЦП сигналов звука своего канала, управляющие входы преобразователей "двоичный код - непрерывный двоичный код" объединены и подключены к первому выходу делителя частоты (160 кГц), первый-шестнадцатый входы шифратора подключены соответственно к первому-шестнадцатому выходам преобразователя "двоичный код - непрерывный двоичный код" своего канала, первый-пятый выходы шифратора каждого канала подключены к первому-пятому входам первого-четвертого информационных входов формирователя группового сигнала, преобразователи "двоичный код - непрерывный двоичный код" идентичны, каждый содержит непрозрачный корпус, в котором по числу разрядов в коде содержит шестнадцать ключей, управляющие входы ключей подключены к первому-шестнадцатому выходам соответствующих шестнадцати разрядов АЦП сигналов звука своего канала, сигнальные входы ключей объединены, являются управляющими входами преобразователя и подключены к первому выходу делителя частоты, включает импульсный световой излучатель, содержащий по числу ключей шестнадцать светодиодов белого свечения, объединенных в соответствующем корпусе, каждый светодиод подключен к выходу своего ключа и имеет нейтральный светофильтр с кратностью поглощения излучения, соответствующей весу разряда, который обслуживает этот светодиод, преобразователь включает внутренний непрозрачный корпус, в верхней части которого закреплен объектив, оптическая ось которого совпадает с оптической осью импульсного светового излучателя, по оптической оси объектива и под углом 45° к ней последовательно друг за другом на соответствующем расстоянии расположены и жестко закреплены полупрозрачные микрозеркала, каждое из которых имеет светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному на следующее полупрозрачное микрозеркало как 1:0.5, на стороне корпуса, к которой повернуты полупрозрачные микрозеркала, расположены шестнадцать соответствующих фотоприемников, принимающих отраженное излучение и выдающих электрические импульсы в соответствующие импульсные усилители блока импульсных усилителей, которых в блоке по числу фотоприемников - шестнадцать, блок импульсных усилителей входит в преобразователь "двоичный код - непрерывный двоичный код" и включает также по числу импульсных усилителей шестнадцать ключей, сигнальные входы которых подключены к выходам своих импульсных усилителей, второй управляющий U_з вход каждого ключа, кроме последнего (шестнадцатого), подключен к входу следующего по разряду импульсного усилителя, первые управляющие входы U_от всех ключей объединены и подключены к управляющему входу 160 кГц преобразователя "двоичный код - непрерывный двоичный код", выходы шестнадцати ключей являются информационными 1-16 выходами преобразователя "двоичный код - непрерывный двоичный код", в формирователе группового сигнала приемные регистры выполнены пятиразрядными, блоки элементов И включают пять элементов И, первая группа выходов в первом и втором распределителях импульсов имеет первый-пятый выходы, вторая группа выходов в обоих распределителях импульсов имеет шестой-десятый выходы, в формирователь группового сигнала введен дешифратор, первый-второй входы которого подключены к выходам первого, третьего разрядов счетчика импульсов, выход дешифратора подключен параллельно к управляющему входу U_о счетчика импульсов, к второму управляющему входу U_з третьего ключа, к первым управляющим U_от входам первого и второго ключей, на приемной стороне в блок выделения СИ введен дешифратор, выход которого является выходом блока выделения СИ и подключен к входу второго диода, первый и второй входы дешифратора подключены соответственно к выходам первого и третьего разрядов счетчика импульсов, первый и второй приемные регистры содержат каждый по десять разрядов и каждый имеет третий управляющий вход U_о, которые объединены и подключены к выходу блока выделения синхроимпульса, в цифровой приемник введены с первого по четвертый идентичные каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные дешифратор и блок восстановления первичного кода, первый-шестнадцатый выходы которого подключены соответственно к первому-шестнадцатому входам своего ЦАП, входы дешифратора первого канала подключены к выходам первого-пятого разрядов первого приемного регистра, входы дешифратора второго канала подключены к выходам шестого-десятого разрядов первого приемного регистра, входы дешифратора третьего канала подключены к выходам первого-пятого разрядов второго приемного регистра, входы дешифратора четвертого канала подключены к входам шестого-десятого разрядов второго приемного регистра, управляющие входы блоков восстановления первичного кода объединены и подключены к второму выходу (160 кГц) синтезатора частот, блоки восстановления первичного кода идентичны, каждый включает по числу разрядов в коде звука шестнадцать ключей и пятнадцать диодов, соединенных последовательно в цепочку от первого к пятнадцатому, вход каждого диода подключен к выходу ключа своего разряда, выход каждого диода подключен к выходу следующего ключа и к входу следующего диода, сигнальные входы ключей объединены и подключены к второму выходу синтезатора частот, первые управляющие входы ключей U_от подключены к соответствующим с первого по шестнадцатый выходам дешифратора своего канала, выход каждого ключа подключен к своему второму управляющему входу и к входу своего диода, выходами блока восстановления первичного кода являются выходы первого-шестнадцатого ключей, подключенные соответственно к первому-шестнадцатому входам ЦАП своего канала, цифроаналоговые преобразователи выполнены идентично, каждый включает последовательно соединенные блок импульсных усилителей из шестнадцати импульсных усилителей, входы которых подключены соответственно к первому-шестнадцатому выходам блока восстановления первичного кода своего канала, матрицу светодиодов из шестнадцати светодиодов белого свечения, каждый из которых подключен к выходу своего импульсного усилителя и имеет нейтральный светофильтр кратностью поглощения излучения светодиода соответственно веса разряда, который обслуживает светодиод, включает объектив, оптическая ось которого совпадает с оптической осью матрицы светодиодов, в фокальной плоскости объектива расположен соответствующий фотоприемник, выход которого подключен к входу операционного усилителя, выход которого подключен к входу выключателя своего канала.