Совместимая система стереофонического вещания

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l OCflATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788068/09 (22) 30,01,90 (46) 07.01.93, Бюл, М 1 (71) Центральное конструкторское бюро Научно-производственного объединения Министерства связи СССР (72) Л.С, Цалов и Б.К. Барановский (56) Патент Великобритании К 1565405, кл. Н 04 Н 5/00, 1980. (54) СОВМЕСТИМАЯ СИСТЕМА СТЕРЕОФОНИЧЕСКОГО ВЕЩАНИЯ (57) Изобретение относится к системам стереофонического вещания и может быть использовано для организации многопрограммного стереовещания по телефонным линиям. Сущность изобретения: система содержит на передающей стороне

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

Известна система шестипрограммного монофонического проводного 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 устаревшей, т.к, бытовая радиоаппаратура выпускается, в основном, как стереофоническая.

Известна совместимая система стереофонического радиовещания с амплитудной модуляцией, в которой несущая, промодулированная по амплитуд» суммой первого и второго информационных сигналов, сдвину„„Я „„1 786670А1 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. та по фазе на 90 относительно несущей, промодулированной 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, 1786670 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 несущей частоты путем сложения двух амйлй1удно-модулированных сигналов, нахоДяйихся 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 частот, занимаемой передаваемым сигналом.

Это достигается тем, что в совместимую систему стереофонического вещания, содер>кащую 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 соответственно, 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, первый и второй демодуляторы с обьединенными первыми модулирующими входами, блок суммирования и блок вычитания, выходы которых являются первым и вторым выходами приемной стороны, а также 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 входами 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

10

25 причем выход усилителя мощности подклю30

55 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 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 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, чен 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, 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 фазовращэтель 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 модули1786670

55 рующим 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 первым и 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 выходом передающей стороны.

Первый 7 и второй 8 источники постоянного напряжения выполнены разнополярными, На приемной стороне (фиг. 2) предлагаемая система содержит усилитель 15 мощности, вход которого является входом приемной стороны, усилитель-инвертор 16 высоких частот, первый 17 и второй 18 ключевые демодуляторы, импульсный фазовращатель 19, блок 20 астатической фазовой автоподстройки частоты, состоящий из последовательно соединенных третьего ключевого демодулятора 21, первого фильтра

22 нижних частот и генератора 23, управляемого 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 усилитель-инвертор 16 высоких часто1. Первый и второй модуляционные входы первого ключевого демодулятора 17 соединены соответственно с первым и третьим выходами импульсного фазовращателя 19, вход которого подключен к выходу генератора 23, управляемого на;,ряжением. Первые модуляционные входы второго 18 и третьего

21 ключевых демодуляторов, а также их вторые модуляционные входы попарно объединены и подключень. 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

40 и попарно обьединенных входами блока 26 суммирования и блока 27 вычитания.

Разность фаз между первыми и вторыми выходами импульсных фазовращателей

14 и 19 равна 7т /2, а разность фаз между первыми и третьими, а также вторыми и четвертыми их выходами равна л .

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 мадулирующий вход первого ключевого модулятора 9 приходит инвертированный суммарный сигнал А+ В+ лс 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 усилителяинвертара 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 (f<),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 (определяе1786670 мый наличием импульса управления на модуляционном входе) со своим выходом.

При этом на выхбде первого ключевого модулятора 9 образуется канал, в котором несущая частота промодулирована по амп- 5 литуде 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. 10

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 15 второго 8 источников постоянного напряжения служат для обеспечения возможности опознавания и разделения в приемнике этих временных каналов, Использование на передающей сторо- 20 не первого 5 и второго 6 усилителей-инверторов низких частот и разнополярных первого 7 и второго 8 источников постоянного напряжения позволяет сохранить симметрию сигналов на выходах первого 9 и 25 второго 10 ключевых моцуляторов, что очень существенно при праведном вещании.

С выходов ключевых модуляторов 9 и 10 промодулированный таким образом сигнал поступает на фильтр 11 нижних частот, or- 30 раничивающий его спектр первой гармоникой несущей частоты. Далее сигнал поступает на усилитель 12 мощности, доводящий уровень сигнала до величины, необходимой для его дальнейшей передачи. 35

Приемная сторона предлагаемой системы работает следующим образом.

Принимаемый с линии высокочастотный сигнал через усилитель 15 мощности поступает на первые модулирующие входы 40 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 модулирую- 45 щие входы ключевых демодуляторов 17, 18 и 21.

Разность фаз между импульсами управ ления, приходящими на первые и вторые модуляционные входы первого 17, второго 50

18 и третьего 21 ключевых демодуляторов, равна т, а разность фаз между импульсами управления; поступающими на первый модуляционный вход ключевого демодулятора

17 и на первые модуляционные входы клю- 55 чевых 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 передатчика. 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 демодулируется своим демодулятором.

На выходе первого ключевого демодулятора 17 выделяется низкочастотный суммарный сигнал A+B, 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 стереопрограммы монофоническим приемником достаточно воспроизведения им суммарного сигнала А+В. Детектор огибающей моноприемника 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 неиска>кенный прием передаваемого стереосигнала монофоническими приемниками.

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

1786670

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, первый и второй демодуляторы с объединенными первыми модулирующими входами, блок суммирования и блок вычитания, выходы которых являются первым и вторым выходами приемной стороны, а также фазовращатель и блок фазовой автоподстройки 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 ич а ю щ а я с я 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 BTQ5 рой модуляторы выполнены ключевыми, причем, вторые модулирующие входы которых через соответствующие первый и второй усилители — инверторы низких частот подключены к выходам соответственно бло10 ка суммирования и блока вычитания, выходы первого и второго источников постоянного напряжения подключены соответственно к первому и второму модулирующим входам первого модулятора, вторые

15 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

20 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

25 демодуляторы выполнены ключевыми, а блок фазовой автоподстройки частоты выполнен астатическим, причем, выход усилителя мощности подключен к первым модулирующим входам первого, второго и

30 третьего демодуляторов непосредственно и к их вторым модулирующим входам через усилитель — инвертор высоких частот, первый модуляционный вход третьего демодулятора подключен ко второму выходу

35 фазовращателя, третий выход которого подключен ко второму модуляционному входу первого демодулятора; а вторые модуляционные входы второго и третьего демодуляторов объединены и подключены к

40 четвертому выходу фазовращэтеля.

1786670

Редактор

Заказ 257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1

I

I! !

Составитель Л.Цалов

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска