Совместимая система стереофонического вещания Советский патент 1993 года по МПК H04H5/00 

Изобретение относится к элеектросвя- зи и может быть использовано для организации многопрограммного стереофонического вещания по существующим телефонным линиям.

Известна система шестипрограммного монофонического прогюдного вещания, по которой в Москве организован участок опытной эксплуатации. Однако система монофонического вещания не обеспечивает высокого качества воспроизведения программы и в настоящее время является морально устарегшей, т.к. бытовая радиоаппаратура выпускается, в основном, как стереофоническая.

Известна совместимая система стереофонического радиовещания с амплитудной модуляцией, в которой несущая, промодули- рованная по амплитуда суммой первого и второго информационных сигналов, сдвинута по фазе на 90° относительно несущей, промодулированн.ой по амплитуде разностью первого и второго информационных сигналов. Эта система стереофонического вещания принята за прототип.

На передающей стороне известная система содержит первый и второй источники информационных сигналов, первый и второй блоки суммирования, блок вычитания, генератор несущей частоты, фазовращатель, первый, второй и третий амплитудные модуляторы, амплитудный ограничитель, блок временной задержки и усилитель мощности.

На приемной стороне эта система стереофонического вещания содержит усилитель мощности, амплитудный ограничитель, первый, второй и третий амплитудные демодуляторы, блок коррекции, фазовращатель, блок фазовой автоподстройки частоты,

VI

00 О О

VI

О

содержащий последовательно соединенные четвертый амплитудный демодулятор, фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением, а также матричную схему, состоящую из блока сумматора и блока вычитателя.

Недостатком известной системы стереофонического вещания является ее сложность, обусловленная получением фазовой модуляции несу щей частоты путем с ложения двух амгТлйтуДно-модулированных сигналов, нахо д ягц ихся в квадратуре, с последующим ограничением по амплитуде и необходимостью повторной амплитудной модуляции фазомодулированной несущей для обеспечения совместимости системы с моноприемниками. Кроме того, такая сложная система передачи и приема сигнала увеличивает его искажение.

Цель изобретения - сужение полосы ча- стот, занимаемой передаваемым сигналом.

Это достигается тем, что в совместимую систему стереофонического вещания, содержащую на передающей стороне первый и второй источники информационного сиг- нала, выходы которых подключены ко входам блока суммирования и блока вычитания, первый и второй модуляторы, усилитель мощности, выход которого является выходом передающей стороны, а также последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовращатель, первый и второй выходы которого подключены к первым модуляционным входам первого и второго модуляторов соответственно, пер- вые модулирующие входы которых подключены соответственно к выходам блока суммирования и блока вычитания, а на приемной стороне - усилитель мощности, вход которого является входом приемной сторо- ны, первый и второй демодуляторы с объединенными первыми модулирующими входами, блок суммирования и блок вычитания, выходы которых являются первым и вторым выходами приемной стороны, а так- же фазовращатель и блок фазовой автоподстройки частоты, состоящий из последовательно соединенных третьего демодулятора, первого фильтра нижних частот и генератора, управляемого напряжением, выход которого подключен к входу фазовращателя, первый и второй выходы которого соединены с первыми модуляционными в ходами соответственно первого и второго демодуляторов, введены на передающей стороне первый и второй усилители-инверторы низких частот, первый и второй источники постоянного напряжения и фильтр нижних частот, включенный между объединенными выходами первого и

второго модуляторов и входом усилителя мощности, а первый и второй модуляторы выполнены ключевыми, причем вторые модулирующие входы их через соответствующие первый и второй усилители-инверторы низких частот подключены к выходам соответственно блока суммирования и блока вы- читания, выходы первого и второго источников постоянного напряжения подключены, соответственно, к первому и второму модулирующим входам первого модулятора, вторые модуляционные входы первого и второго модуляторов соответственно к третьему и четвертому выходам фазовращателя, а на приемной стороне введены усилитель-инвертор высоких частот и второй и третий фильтры нижних частот, включенные между выходами соответствующих первого и второго демодуляторов и попарно объединенные входами блока суммирования и блока . вычитания, а первый, второй и третий демодуляторы выполнены ключевыми, блок фазовой автоподстройки частоты выполнен астатическим, причем выход усилителя мощности подключен к первым модулирующим входам первого, второго и третьего демодуляторов непосредственно и к их вторым модулирующим входам через усилитель-инвертор высоких частот, первый модуляционный вход третьего демодулятора подключен ко второму выходу фазовращателя, третий выход ко- торого подключен ко второму модуляционному входу первого демодулятора, а вторые модуляционные входы второго и третьего демодуляторов объединены и подключены к четвертому выходу фазовращателя.

Функциональная схема предлагаемой системы стереофонического вещания изображена на фиг. 1 и 2.

На передающей стороне (фиг. 1) система содержит первый 1 и второй 2 источники, информационного сигнала соответственно А и В, блок 3 суммирования и блок 4 вычитания, первый 5 и второй 6 усилители-инверторы низких частот, первый 7 и второй 8 источники постоянного напряжения, первый 9 и второй 10 ключевые модуляторы, фильтр 11 нижних частот, усилитель 12 мощности и последовательно соединенные генератор 13 несущей частоты и импульсный фазовращатель 14.

Выход первого источника 1 информационного сигнала подключен к первым входам блока 3 суммирования и блока 4 вычитания, вторые входы которых подключены к выходу второго источника 2 информационного сигнала. Выходы блока 3 суммирования и блока 4 вычитания подключены к первым модулирующим входам (х) соответственно ключевых модуляторов 9 и 10 непосредственно и к их вторым модулирующим входам через соответствующие усилители-инверторы 5 и 6 низких частот. Выходы первого 7 и второго 8 источников постоянного напряжения соединены соответственно с первым и вторым модулирующими входами первого ключевого модулятора. Первый и второй модуляционные входы (е) первого ключевого модулятора 9 подключены соответственно к первому и третьему выходам импульсного фазовращателя 14, второй и четвертый выходы которого соединены соответственно с первыми вторым модуляционными входами второго ключевого модулятора 10. Фильтр

11 нижних частот включен между объединенными выходами первого 9 и второго 10 ключевых модуляторов и входом усилителя

12 мощности, выход которого является вы- ходом передающей стороны.

Первый 7 и второй 8 источники постоянного напряжения выполнены разнополяр- ными.

На приемной стороне (фиг. 2) предлага- емая система содержит усилитель 15 мощности, вход которого является входом приемной стороны, yci/.литель-инвертор 16 высоких частот, первый 17 и второй 18 ключевые демодуляторы, импульсный фазовра- щатель 19, блок 20 астатической фазовой автоподстройки частоты, состоящий из последовательно соединенных третьего ключевого демодулятора 21, первого фильтра 22 нижних частот и генератора 23, упрзвля- емого напряжением, а также второй 24 и третий 25 фильтры нижних частот, блок 26 суммирования и блок 27 вычитания, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами приемной стороны.

Выход усилителя 15 мощности подключен к первым модулирующим входам первого 17, второго 18 и третьего 21 ключевых демодуляторов непосредственно и к их вторым модулирующим входам через усили- тель-инвертор 16 высоких частот. Первый и второй модуляционные входы первого ключевого демодулятора 17 соединены соответственно с первым и третьим выходами импульсного фазовращэтеля 19, вход кото- рого подключен к выходу генератора 23, уп- равляемого напряжением. Первые модуляционные входы второго 18 и третьего 21 кл ючевых демодуляторов, а также их вторые модуляционные входы попарно обьеди- нены и подключены соответственно к второму и четвертому выходам импульсного фазовращателя 19. Второй 24 и третий 25 фильтры нижних частот включены между выходами ключевых демодуляторов 17 и 18

и попарно объединенных входами блока 26 суммирования и блока 27 вычитания.

Разность фаз между первыми и вторыми выходами импульсных фазовращателей 14 и 19 равна п /2, а разность фаз между первыми и третьими, а также вторыми и четвертыми их выходами равна тс .

Выход передающей и вход приемной сторон предлагаемой системы вещания соединяются с симметричной линией связи через согласующие трансформаторы.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Сигнал А с выхода первого источника 1 информационного сигнала поступает на первые входы блока 3 суммирования и блока 4 вычитания, на вторые входы которых приходит, сигнал В с выхода второго источника 2 информационного сигнала.

С.выхода блока 3 суммирования суммарный сигнал А+В подается на вход первого усилителя-инвертора 5 низких частот и на первый модулирующий вход первого ключевого модулятора 9, на который также поступает постоянное напряжение с выхода первого источника 7 постоянного напряжения. На второй модулирующий вход первого ключевого модулятора 9 приходит инвертированный суммарный сигнал А+ В+ л с выхода первого усилителя-инвертора 5 низких частот и постоянное напряжение с выхода второго источника 8 постоянного напряжения, полярность которого противоположна полярности первого источника 7 постоянного напряжения. С выхода блока 4 вычитания разностный сигнал А-В поступает на первый модулирующий вход второго ключевого модулятора 10 и на вход второго усилителя- инвертора 6 низких частот, с выхода которого инвертированный разностный сигнал А- В+л: приходит на второй модулирующий вход второго ключевого модулятора 10.

На первые и вторые модуляционные входы ключевых модуляторов 9 и 10 поступают импульсы управления с несущей частотой ( fH),образуемые изнапряжения генератора 13 несущей частоты с помощью импульсного фазовращателя 14. Разность фаз между импульсами управления на первом и втором модуляционных входах ключевых модуляторов 9 и 10 равна л, а разность фаз между импульсами управления, приходящими на первые модуляционные входы ключевых модуляторов 9 и 10, равна л/2. Первый 9 и второй 10 ключевые модуляторы поочередно на время, равное четверти периода несущей частоты, коммутируют один из своих модулирующих входов (определяв

мый наличием импульса управления на модуляционном входе) со своим выходом.

При Этом на выходе первого ключевого модулятора 9 образуется канал, в котором несущая частота промодулирована по амплитуде сигналом А+В, а на выходе второго ключевого модулятора 10 образуется канал, в котором подавленная несущая частота модулируется по фазе сигналом А-В. Эти каналы имеют временное разделение.

Выбранное фазирование импульсов управления, приходящих на модуляционные входы ключевых модуляторов 9 и 10, а также введение в суммарный сигнал А+В постоянной составляющей с помощью первого 7 и второго 8 источников постоянного напряжения служат для обеспечения возможности опознавания и разделения в приемнике этих временных каналов.

Использование на передающей стороне первого 5 и второго 6 усилителей-инвер торов низких частот и разнополярных первого 7 и второго 8 источников постоянного напряжения позволяет сохранить симметрию сигналов на выходах первого 9 и второго 10 ключевых модуляторов, что очень существенно при провсдном вещании.

С выходов ключевых модуляторов 9 и 10 промодулированный таким образом сигнал поступает на фильтр 11 нижних частот, ограничивающий его спектр первой гармоникой несущей частоты. Далее сигнал поступает на усилитель 12 мощности, доводящий уровень сигнала до величины, необходимой для его дальнейшей передачи.

Приемная сторона предлагаемой системы работает следующим образом.

Принимаемый с линии высокочастотный сигнал через усилитель 15 мощности поступает на первые модулирующие входы первого 17 второго 18 и третьего 21 ключевых демодуляторов и на вход усилителя-инвертора 16 высоких частот, с выхода которого инвертированный высокочастотный сигнал приходит на вторые модулирующие входы ключевых демодуляторов 17, 18 и21.

Разность фаз между импульсами управления приходящими на первые и вторые модуляционные входы первого 17, второго 18 и третьего 21 ключевых демодуляторов, равна тс, а разность фаз между импульсами управления, поступающими на первый модуляционный вход ключевого демодулятора 17 и на первые модуляционные входы ключевых демодуляторов 18 и 21, равна л /2.

Для точного воспроизведения на приемной стороне передаваемых временных каналов необходимо обеспечить не только

синхронность, но и синфазность напряжений генератора 23, управляемого напряжением, и принимаемого напряжения генератора 13 несущей частоты передатчи- ка. В предлагаемой системе синфазность этих напряжений обеспечивается выбором астатической системы фазовой автоподстройки частоты.

На приемной стороне предлагаемой системы стереофонического вещания демодуляция амплитудно-модулированной и фазомодулированной составляющих несущей частоты также производится поочередно через четверть периода несущей частоты,

причем каждая составляющая демодулиру- ется своим демодулятором.

На выходе первого ключевого демодулятора 17 выделяется низкочастотный суммарный сигнал А+В, который через второй

фильтр 24 нижних частот поступает на первые входы блока 26 суммирования и блока 27 вычитания. На выходе второго ключевого демодулятора 18 выделяется низкочастотный разностный сигнал А-В, который через

третий фильтр 25 нижних частот поступает на вторые входы блока 26 суммирования и блока 27 вычитания. На выходе блока 26 суммирования выделяется первый информационный сигнал А, который поступает на

первый выход приемника. На выходе блока 27 вычитания выделяется второй информационный сигнал В, который поступает на второй выход приемника.

Предложенная система стереофонического вещания является совместимой с монофоническими приемниками. Из опыта радиовещания известно, что для воспроизведения полной неискаженной стереопрог- раммы монофоническим приемником

достаточно воспроизведения им суммарного сигнала А+В. Детектор огибающей моно- приемника нечувствителен к фазовой модуляции, а следовательно, воспроизводит только канал с модуляцией суммарным

сигналом. В предлагаемой системе благодаря временному разделению каналов с амплитудной и фазовой модуляциями несущей частоты достигается неискаженный прием передаваемого стереосигнала монофоническими приемниками.

Кроме того, благодаря временному разделению этих каналов спектр передаваемых частот остается таким же, как и при монофо- ническом вещании, что позволяет использовать предлагаемую систему для обеспечения многопрограммного стереофонического вещания по существующим теле- фонным линиям, а искажение передаваемого сигнала уменьшается.

Формула изобретения

Совместимая система стереофонического вещания, содержащая на передающей стороне первый и второй источники информационного сигнала, выходы которых подключены ко входам блока суммирования и блока вычитания, первый и второй модуляторы, усилитель мощности, выход которого является выходом передающей стороны, а также последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовращатель, первый и второй выходы которого подключены к первым модуляционным входам первого и второго модуляторов, первые модулирующие входы которых подключены соответственно к выходам блока суммирования и блока вычитания, а на приемной стороне - усилитель мощности, вход которого является входом приемной стороны, пер- вый и второй демодуляторы с объединенными первыми модулирующими входами, блок суммирования и блок вычитания, выходы которых являются первым и вторым выходами приемной стороны, а так- же фазовращатель и блок фазовой автопод- стройки частоты, состоящий из последовательно соединенных третьего демодулятора, первого фильтра нижних частот и генератора, управляемого напряжением, выход которого подключен ко входу фазовращателя, первый и второй выходы которого соединены с первыми модуляционными входами соответственно первого и второго демодуляторов, о т л и- чающаяся тем, что, с целью сужения полосы частот, занимаемой передаваемыми сигналом, на передающей стороне введены первый и второй усилители - инверторы низких частот, первый и второй источники

постоянного напряжения, и фильтр нижних частот, включенный между объединенными выходами первого и второго модуляторов и входом усилителя мощности, а первый и второй модуляторы выполнены ключевыми, причем, вторые модулирующие входы которых через соответствующие первый и второй усилители - инверторы низких частот подключены к выходам соответственно блока суммирования и блока вычитания, выходы первого и второго источников постоянного напряжения подключены соответственно к первому и второму модулирующим входам первого модулятора, вторые модуляционные входы первого и второго модуляторов подключены соответственно к третьему и четвертому выходам фазовращателя, а на,приемной стороне введены усилитель - инвертор высоких частот и второй и третий фильтры нижних частот, включенные между выходами соответствующих первого и второго демодуляторов и попарно объединенными входами блока вычитания и блока суммирования, а первый, второй и третий демодуляторы выполнены ключевыми, а блок фазовой автоподстройки частоты выполнен астатическим, причем, выход усилителя мощности подключен к первым модулирующим входам первого, второго и третьего демодуляторов непосредственно и к их вторым модулирующим входам через усилитель - инвертор высоких частот, первый модуляционный вход третьего демодулятора подключен ко второму выходу фазовращателя, третий выход которого подключен ко второму модуляционному входу первого демодулятора, а вторые модуляционные входы второго и третьего демодуляторов объединены и подключены к четвертому выходу фазовращателя.

Э

Изобретение относится к системам стереофонического вещания и может быть использованодля организации многопрограммного стереовещания по телефонным линиям. Сущность изобретения: система содержит на передающей стороне первый и второй источники информационного сигнала, блок .суммирования, блок вычитания, первый и второй усилители-инверторы низких частот, первый и второй источники постоянного напряжения, первый и второй модуляторы, усилитель мощности, генератор несущей частоты, фазовращатель и фильтр нижних частот, а на приемной стороне - усилитель мощности, усилитель-инвертор высокой частоты, первый и второй демодуляторы, блок суммирования, блок вычитания, фазовращатель и блок фазовой автоподстройки частоты, содержащий третий демодулятор, первый фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением, а также второй и третий фильтры нижних частот. 2 ил. со с