Система стереофонического вещания Советский патент 1993 года по МПК H04H5/00 

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для построения систем стереофонического радиовещания, работающих в режиме амплитудной модуляции, а также для осуществления стереофонического радиовещания в сетях многопрограммного проводного вещания.

Известна система стереофонического вещания, состоящая из передающего устройства, содержащего первый и второй усилители-ограничители, выходы которых подключены к первым входам первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены через первый и второй извле- кэтели квадратного корня к первому и второму входам квадратурного модулятора, выход которого через жесткий ограничитель подключен к радиочастотному входу амплитудного модулятора, а через квадратичный амплитудный детектор - к входу модуляции

амплитудного модулятора, и приёмного устройства, содержащего радиочастотный тракт, выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого через полосовой фильтр, настроенный на частоту, равную удвоенной промежуточной частоте, подключен к первому входу второго перемножителя, второй вход которого подключен к его выходу через первый ФНЧ и управляемый генератор, а выход - через второй ФНЧ к первому входу матрицы для получения сигналов L и R из сигналов L+R и L-R, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя через третий ФНЧ.

Недостатками известной системы стереофонического вещания являются несовместимость с монофоническими приемниками и наличие переходных искажений между каналами.

VI 00 00 СЛ 00

ю

Известна выбранная в качестве прототипа система стереофонического вещания, содержащая радиопередающее устройство, включающее в себя суммарно-разностный преобразователь (СРП), первый пер емно- житель, первый вход которого соединен с разностным выходом СРП, второй вход которого соединён с выходом источника несущего сигнала, суммирующее устройство, первый вход которого соединён с выходом первого перемножителя, второй, вход которого соединен с источником несущего сигнала через фазовращатель на 90°, ограничитель, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а выход которого соединен с первым входом второго пере- множйтёля, второй вход которого соединен с суммарным выходом СРП, а выход- с .выходом устройства; и стереофоническое р а- ди оп риемноё устройство, содержащее тракты высокой и промежуточной частот, СРП, причем первый вход СРП соединен с выходом тракта промежуточной частоты ч ё-; рез амплитудный детектор,;а второй.вход СРП соединен с выходом тракта.промежуточной частоты через схему выделения раз- HocfHbro сигнала. . - - .;,; , Недостатками прототипа также являются несовместимость 6- монофоническими приемниками и наличие переходных искажений между каналами. .: :

Цель изобретения состоит в обеспечении совместимости с монофоническими прйёмни ками и уменьшении переходных . искажений. ,: . ; .- --. : ; ;

Поставленная цель достигается тем/что в системе стереофонического вещания, состоящей из радиоприемного устройства, содержащего тракт высокой и промежуточной /частот (ВЧ-ПЧ), а также суммарно-разностный преобразователь (СРП) первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и раДиоперёдающего устройства, содержащего СРП, выходы которого являются входами радиопередающего устройства, а также суммирующее устройст-. во, в радиоприемное устройство введен дополнительный полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом тракта ВЧ-ПЧ, второй амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом дополнительного полосового фильтра, а выход - со вторым входом СРП, а также первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ), входы которых соединены с суммарным и разностным вы- ходами СРП, а выходы которых являются выходами радиоприемного устройства, а в радиопередающем устройстве входы суммирующего устройства соединены с выходами СРП через введенные схемы, каждая

из которых содержит усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к выходу СРП, первый преобразователь Гильберта, вход которого соединен с выходом усилителя, второй преобразователь Гильберта, первый перемножитель, первый и второй входы .которого подключены к выходам первого и второго преобразователей Гильберта, генератор синусоидального напряжения, первый выход которого подключен к входу второго преобразователя Гильберта, второй перемножител ь, первый вход которого подключен к входу второго преобразователя Гильберта, второй перемножитель, первый

вход которого подключен к выходу усилителя, а второй - к генератору синусоидального напряжения, сумматор, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго перёмножителей, амплитудный детектор и ФНЧ, включенные последовательно между выходом сумматора и инвертирующим входом усилителя, Причем выход сумматора соединен с входом

.суммирующего устройства. На фиг. 1 изображена структурная схема-радйо пёрёдающёго устройства; на фиг. 2

- Структурная схема радиоприемного устройства.

..- На фиг. 1 и 2 обозначено: 1,26 - суммар- но-разностные преобразователи; 2,3 - усилители; 4, 5, 9, преобразователи Гильберта; 6, 15, 27. 28 - фильтры нижних частот; 7, 10, 11, 14 - перемножители; 8, 13

- генераторы синусоидального напряжения; 16,19,24,25-амплитудныедетекторы; 17, 18, 20-сумматоры; 21 -тракт высокой и промежуточной частоты; 22, 23 - полосовые фильтры.

Принцип действия радиопередающего

устройства состоит в следующем.

На вход СРП 1 поступают сигналы левого и правого стереоканалов 5Л и Sn. С выходов СРП 1 сигналы H-Sfl+Sn и 1+S/,-Sn поступают на инвертирующие входы усилителей 2 и 3

верхнего и нижнего (по схеме) каналов.

Рассмотрим отдельно работу верхнего канала. Обозначим сигнал на выходе усилителя 2 Vn+n(t). Преобразователь Гильберта 4, вход которого соединен с выходом усилителя 2, осуществляет обратное преобразование Гильберта, следовательно, сигнал на его выходе определяется выражением G(Avfn(t)), где G - прямое преобразование Гильберта.

На выходах перемножителей канала имеем, соответственно:

Unr Vn(t)cos (a i, (V,,+n(t),

(1)

(2)

где со- частота генератора 8. Сигнал на выходе сумматора определяется, с учетом (1) и (2), выражением:

Ut Un1+Un2 Vn+n(t)cOS ftrt-G(Vfl+n(t)).(3)

Сигнал Uj поступает на вход амплитудного детектора 16. Сигнал на выходе амплитудного детектора 16 определяется по формуле:

иад |Uf+ 62(Ц)

((Vn+n(t)COS О) t-G(Vfl+n(t)) t)2+

±. +G2((t)cos yt-G(Vfl+n(t))sin ))2 (4)

1+5л+5п. Этим достигается возможность неискаженного приема сигнала (3) на монофонический АМ-приемник. Возможность неискаженного приема сигнала (3) на моно- фонический приемник достигается также тем, что ширина спектра сигнала Лип ограничена значением Qnax. Для доказательства этого положения можем записать:

10 (1+5л+5л-ифнч),

(9)

где К - коэффициент усиления усилителя 2.л

Входящие в выражение (9) функции 5л, Sn и ифнч имеют комплексные спектры, лежащие в интервале частот - Qnax , QnaxJ.Следовательно справедливо соотношение:

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для построения систем стереофонического радиовещания, работающих в режиме амплитудной модуляции, а также для осуществления стереофонического радиовещания в сетях многопрограммного проводного вещания. Цель изобретения состоит в обеспечении совместимости с монофоническими приемниками и уменьшении переходных искажений. Устройство состоит из радио передающего устройства, состоящего из 1 суммарно-разностного преобразователя, 2 усилителей. 4 преобразователей Гильберта, 2 фильтров нижних частот, 4 перемножителей, 2 генераторов синусоидального напряжения, 2 амплитудных детекторов, 3 сумматоров, а также из радиоприемного устройства, состоящего из 1 тракта высокой и промежуточной частот, 2 полосовых фильтров, 2 амплитудных детекторов, 1 суммарно-разностного преобразователя, 2 фильтров нижних частот. 2 ил. 6

После преобразований окончательного получим:

иад Vn+n2 (t)+G2(Vn+n(t)).

Сигнал иад с выхода амплитудного де- тектора поступает на вход ФНЧ б, частота среза которого выбирается равной Qnax. Сигнал на выходе ФНЧ 6 описывается выражением:

-h fe e Ј (x)

feelft1Ce-(v + n(x)+G2(Vn+n (x)) (6)

При достаточно большом коэффициен- те усиления усилителя 2 выполняется равенство:

ифнч 1+3л+3п

С учетом (6) можем записать:

(7)

Ы + п(х) + G2(V л + п 00) dxjdy HSn(t) + Sn(t)(8)

Из выражения (8) следует, что спектр огибающей сигнала (3) в интервале частот комплексного спектра - Олэх , ЈW. совпадает со спектром звукового сигнала

1 гОла

IflK

Qnax

ooe-,ft,xx

х Ул + n(x) /л + n(t),

(Ю)

5

0

0

5

0

5

из которого следует ограниченность ширины действительного спектра сигнала (3) значением Qnax.

Нижний (по схеме) канал передающего устройства отличается от верхнего тем, что генератор 13 настроен на частоту, превышающую частоту генератора 8 верхнего канала на ширину спектра стереосигнала Олзх- Кроме того, оба преобразователя Гильберта нижнего канала осуществляют прямое преобразование Гильберта. При этом достигается разнесенность суммарного и разностного каналов почэстоте, что существенно уменьшает переходные искажения между каналами..

Изображенное на фиг. 2 стереофоническое радиоприемное устройство работает следующим образом. С выхода тракта 21 высокой и промежуточной частот, стереофонический радиосигнал промежуточной частоты поступает на входы фильтров 22 и 23 промежуточной частоты, центральные частоты настройки которых сдвинуты друг относительно друга на величину Олах. При этом огибающая сигнала на выходе одного из фильтров соответствует суммарному сигналу, а на выходе другого - разностному. Поэтому выделение огибающих детекторами 24 и 25 с последующим суммарно-разностным преобразованием в блоке 26 позволяет произвести восстановление сигналов левого и правого стереоканалов. Фильтры нижних частот 27 и 28 обеспечивают подавление гармоник сигнала, лежащих выше частоты Qnax. В приемниках низкого класса такие фильтры могут отсутствовать.

Технико-экономическая эффективность данного технического решения обусловлена тем, что его использование позволяет перейти к стереофоническому вещанию в диапазонах дёкаметровых волн без ухудше- нйя качества монофонического приема. Форму л а изо бретен и я Система стереофонического вещания, состоящая из радиоприемного устройства, содержащего тракт высокой и промежуточ- ной частот (ВЧ-ПЧ), амплитудный детектор, вход которого через полосовой фильтр подключен к выходу тракта ВЧ-ПЧ, а также суммарно-разностный преобразователь (СРП), первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и радиопередаю- щего устройства, содержащего СРП, входы которого являются входами радиопередаю- щего устройства, а также суммирующее устройство, о т ли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения совместимости с монофоническими приемниками и уменьшения переходных искажений, в радиоприемное устройство введены дополнительный полосовой фильтр, вход которого соединен с вы- ходом тракта ВЧ-ПЧ, второй, амплитудный детектор, вход которого соединен с выхо: дом дополнительного полосового фильтра, а выход - с вторым входом СРП, а также

первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ), входы которых соединены с суммарным и разностным выходами СРП, а выходы являются выходами радиоприемного устройства, а в радиопередающем устройстве входы суммирующего устройства соединены с выходами СРП через введенные схемы, каждая из которых содержит усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к выходу СРП, первый преобразователь Гильберта, вход которого соединен с выходом усилителя, второй преобразователь Гильберта, первый перемножитель, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго преобразователей Гильберта, генератор синусоидального напряжения, первый выход которого подключен к входу второго преобразователя Гильберта, второй перемножитель, первый вход которого подключен к выходу усилителя, а второй- к генератору синусоидального напряжения, сумматор, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго перемножителей, амплитудный детектор и ФНЧ, включенные последовательно между выходами сумматора и инвертирующим входом усилителя, причем выход сумматора соединен с входом суммирующего устройства.

-Н-Ч

#

Tuf.Z