Стереофоническая система радиовещания Советский патент 1993 года по МПК H04H5/00 

Изобретение относится к радиосвязи.

Известны стереофонические системы радиовещания, принцип действия которых основан на использовании либо двойной модуляции, либо квадратурной модуляции, либо совмещении данных видов модуляции.

Недостатками известных систем являются несовместимость с монофоническими приемниками и наличие переходных искажений между каналами.

Известна выбранная в качестве прототипа стереофоническая система радиовещания, содержащая радиопередающее устройство, включающее в себя суммарно- разностный преобразователь(СРП), первый перемножитель, первый вход которого соединен с разностным выходом СРП, второй вход которого соединен с выходом источника несущего сигнала, суммирующее устройство, первый вход которого соединен 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 перемножителя, второй вход которого соединен с суммарным выходом СРП, а выход - с выходом устройства, и стереофоническое радиоприемное устройство, содержащее тракты высокой и промежуточной частот, СРП, причем первый вход СРП соединен с выходом тракта промежуточной частоты через амплитудный детектор, а второй вход СРП соединен с выходом тракта промежуточной частоты через схему выделения разностного сигнала.

Недостатками прототипа также являются несовместимость с монофоническими приемниками и наличие переходных иска1 жений между каналами.

Цель изобретения состоит в обеспечении совместимости с монофоническими приемниками и уменьшении переходных искажений.

ел

С

vi

00

00

ел

Ю О

Поставленная цель достигается тем, что в стереофонической системе радиовещания, состоящей из радиоприемного устройства, содержащего тракт высокой и промежуточной 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 рад иопередающего устройства, содержащего СРП, входы которого являютря входами радиопередающего устройства, а также суммирующее устройство, в радиоприемное устройство введен дополнительный полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом тракта ВЧ-ПЧ, вторЬй амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход - со вторым входом СРП, а также первый и второй фильтры нижних частот (ФНЧ) входы которых соединены с суммарным и разностным выходами СРП, а выходы которых являются выходами радиоприемного устройства, а в радиопередающем устройстве входы суммирующего устройства соединены с суммарным и разностным выходами СРП через введенные схемы, каждая из которых содержит усилитель, неинвертйрующий вход которого подключен к выходу СРП, преобразователь Гиль- берта, вход которого соединен с выходом усилителя, первый и второй квадраторы, входы которых соединены соответственно с входом и выходом преобразователя Гильберта, сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго квадраторов, извлекатель квадратного корня и фильтр нижних частот, включенные последовательно между выходом сумматора и инвертирующим входом усилителя, а также однополосный модулятор, вход которого соединён с выходом усилителя, а выход которого подключен ко входу суммирующего устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема радиопередающего устройства; на фиг. 2 - структурная схема стереофонического радиоприемного устройства; на фиг. 3 - векторная диаграмма сигнала на входе преобразователя Гильберта.

На фиг. 1 и 2 обозначено: 1,24 - суммарно-разностные преобразователи; 2,3 - усилители: 4,5 - преобразователи Гильберта; 6, 13, 25, 26 - фильтры нижних частот: 7, 8, 11, 12 - квадраторы; 9, 10 -однополосные модуляторы; 1-1. 18 - йзвлекзтели квадратного коонл; 15, 16. 17 - сумматоры: 19 - тракт высокой и промежуточной частот: 20, 21 полосовые фильтры; 2, 23 - амплитудные детекторы.

Радиопередающее устройство работает следующим образом.

Исходные звуковые сигналы 5л и Sn левого и правого стереоканалов соответственно прступают на вход суммарно-разностного преобразователя 1. На выходах СРП 1 формируются сигналы являющиеся сум-.

Мой 1+5л+5п и разностью 1+5л-5п исходных звуковых сигналов.

Поскольку схема передатчика состоит из двух идентичных по схеме каналов, рассмотрим ее работу на примере верхнего канала.

Схема верхнего канала состоит из однополосного модулятора 9, формирующего радиосигнал, соответствующий сумме левого и правого стереосигналов, и усилителя, в

цепь обратной связи которого включен линейно-инерционный преобразователь, включающий преобразователь Гильберта 4, первый и второй квадраторы 7 и 8, сумматор 15, извлекатель квадратного корня 14 и

фильтр 6 нижних частот,

Принцип действия нелинейно-инерционного преобразователя, поясняется векторной диаграммой, изображенной на фиг. 3..-: ; :. .

На данной диаграмме вектор Й соответствует сигналу Vn+п на выходе преобразователя Гильберта 4. Направление оси абсцисс выбрано совпадающим с вектором А/.Преобразователь Гильберта 4 осуществляет поворот каждой из гармоник спектра сигнала Ул+п на 90°. При этом вектор, соответствующий сигналу G(V(t)) совпадает с осью ординат. Длина вектора С являющегося векторной суммой векторов X и it, определяется теоремой Пифагора:

/с/ 7ЈfcW

0)

Сигнал на выходе сумматора 15 опреде- 45 ляется выражением:

U (t)+С2(Ул+п(т)).

(2)

а на выходе извлекателя квадратного 50 корня 14 сигнал описывается выражением;

IV G2(Vfl+n(tj)

(3)

Из идентичности выражений (1) и (3) сле- дует, что сигнал IW является модулем сигнала УЛ-HI выраженного в комплексной форме. Фильтр нижних частот 6 имеет частоту срезя. выбираемую равной максимальной частоте Опах спектра сигналов 5л и Sn. При этом я

интервале частот действительного спектра Qnax.. °° петля обратной связи, охватывающая усилитель 2, оказывается разомкнутой, а в интервале частот 0, Qnax - замкнутой. Таким образом, в интервале частот 0, Орах модуль сигнала Ул+п+ + IG(vn+n) имеет действительный спектр, совпадающий с действительным спектром на в ыходе СРП 1 в интервале звуковых частот.

Однополосный модулятор 9 осуществляет перенос спектра сигнала /л+п в область радиочастот. При таком переносе сигнал на выходе однополосного модулятора 9 будет иметь комплексную общую Vfl+n+iG(Vn+n) и действительный спектр, равный по ширине действительному спектру сигнала Ул+п. Постоянной совпадающей сигнала V/i+n будет соответствовать несущая радиосигнала на выходе блока 9.

Отличие однополосных модуляторов 9 и 10 верхнего и нижнего каналов состоит в том, что их несущие частоты разнесены на 2 Qnax. Причем однополосный модулятор, соответствующий меньшим частотам, работает на верхней боковой полосе, а о д- нополосный модулятор, соответствующий большим частотам - на нижней боковой полосе. При этом ширина спектра на выходе передатчика имеет значение, ра вное величине частотного интервала между несущими однополосных сигналов, и равное

2 b JnaxСтереофоническое радиоприемное устройство работает следующим образом.

С выходя тракта 19 высокой и промежуточной частот стереофонический сигнал промежуточной частоты поступает на входы полосовых фильтров 20 и 21. полоса пропускания каждого их которых равняется Опзх. Центральные частоты полос пропускания фильтров 20 и 21 р знесены на Qnax. Сигналы с выходов фильтров 20 и 21 детектируются ам.плитудными детекторами 22 и 23,. на выходе одного из которых выделяется сигнал, содержащий сумму сигналов левого и правого стереоканалов, а на выходе другого - содержащий их разность. Восстановление сигналов левого и правого стереоканалов производится методом суммарно-разностного преобразования в блоке 24 с последую-, щей отфильтровкой в блоках 25 и 26 гармо- ник спектра, лежащих вне полосы передаваемых звуковых частот.

Поскольку при стереофоническом приеме суммарный и разностный радиосигналы выделяются фильтрами промежуточных частот, сводится к минимуму взаимное влияние каналов, что уменьшает уровень переходных искажений.

При монофоническом приеме, фильт- 5 ром промежуточной частоты монофонического приемника выделяется сигнал, соответствующий сигналу Лн-п. а разностный сигнал отфильтровывается и не создает искажений при приеме.

0

Формула изобретения Стереофоническая система радиовещания, состоящая из радиоприемного устройства, содержащего тракт высокой и

5 промежуточной частот (ВЧ-ПЧ), первый амплитудный детектор, вход котЬрого через полосовой фильтр подключен к выходу тракта ВЧ-ПЧ, а также суммарно-разностный преобразователь (СРП). первый вход кото0 рого подключен к выходу амплитудного детектора, и радиопередающегб устройства, содержащего СРП, входы которого являются входами радиопередающего устройства, а также суммирующее устройство, о т л и ч а5 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

0 которого соединен с выходом тракта ВЧ-ПЧ, второй амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход - с вторым входом СРП, а также первый и второй фильтры нижних частот

5 (ФНЧ), входы которых соединены с суммарным и разностным выходами СРП, а выходы которых являются выходами радиоприемного устройства, а в радиопередающем устройстве входы суммирующего устройства

0 соединены с суммарным и разностным выходами СРП через введенные схемы, каждая из которых содержит усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к выходу СРП, преобразователь Гиль- 5 берта, вход которого соединен с выходом усилителя, перзый и второй квадраторы, входы которых соединены соответственно с входом и выходом преобразователя Гильберта, сумматор, первый и второй входы

0 которого соединены с выходами первого и второго квадраторов, извлекэтель квадратного корня и фильтр нижних частот, включенные последовательно между выходом сумматора и инвертирующим входом усили5 теля, а также однополосный модулятор, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен к входу суммирующего устройства.

5Л Sn fr«/

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - обеспечение совместимости с монофоническими приемниками и уменьшение переходных искажений. Устройство содержит радиопередающую часть, состоящую из 1 суммарно-разностного преобразователя, 2 усилителей, 2 преобразователей Гильберта, 2 фильтров нижних частот, 4 квадраторов, 2 однополосных модуляторов, 2 извлекателей квадратного корня, 3 сумматоров, а также из радиоприемной части, состоящей из 1 тракта высокой и промежуточной частот, 2 полосовых фильтров, 2 амплитудных детекторов, 1 суммарно-разностного преобразователя. 2 фильтров нижних частот. 3 ил.

#ua./

Фи. 5

PUS.&