Система стереофонического вещания

 

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

g31у. (",.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907949/09 (62) 4890925/09 (22) 04.02.91 (23) 16.11.90 (46) 15.01.93. Бюл. М 2 (75) С.А.Чекчеев (56) Temarlnac M„Markovie А. and 2 ZivkovicOr n)а, MF-АМ Stereo Broadcasting: The

Choice of Modulation I I lEEE Transactions on

Broad — Маг, 1989. — Vol, 35 — р, 79-87. (54)СИСТЕМА СТЕРЕОФОНИЧЕСКОГО ВЕЩАНИЯ (57) Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться для построения систем стереофонического радиовещания, работающих в режиме амплитудной модуляции, а также для осуществления стеИзобретение 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 извлекатели 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

) . Ы 1788589 А1 реофонического радиовещания в сетях многопрограммного проводного вещания, Цель изобретения состоит в обеспечении совместимости с монофоническими приемника ми и уменьшении переходных искажений. устройство состоит иэ радиопередающего устройства, состоящего из 1 суммарно-раз- ностного преобразователя, 2 усилителей, 4 преобразователей Гильберта, 2 фильтров нижних частот, 4 перемножителей, 2 генераторов синусоидального напряжения, 2 амплитудных детекторов, 3 сумматоров, а также иэ 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. амплитудного модулятора, и приемного 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 u 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.

1788589

Известна выбранная в качестве прототипа система стереофонического вещания, содержащая радиопередающее устройство, включающее в себя суммарно-разностный преобразователь (СРП), первый перемно- 5 житель, 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 10 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 15 соединен с первым входом второго пере- множителя, второй вход которого соединен с суммарным выходом СРП, а выход - с выходом "устройства, и стереофоническое радиоприемное устройство, содержащее 20 тракты высокой и промежуточной частот, СРП, прйчем первый вход СРП соединен с выходом тракта йромежуточной частоты через амплитудный детектор, . а второй вход

СРП соединен с выходом тракта промежу- 25 точной частоты через схему выделения рэз ност ного сигнала. . Недостатками прототипа также являются несовместимость с. монофоническими приемниками и наличие переходных иска- 30 жений между кэйалами, Цель изобретения состоит в обеспечении совместимости с монофоническими приемниками и уменьшении переходных искажений.,;: 35

Поставленная цель достигается тем, что в системе стереофонического вещания, состоящей из радиоприемного устройства, содер>кащего тракт высокой и промежуточной частот (ВЧ-ПЧ), а также суммарно-разност- 40

": ный преобразователь(СРП) первый вход которого подключен к выходу амплйтудного детектора, и радиопередающего устройства, содержащего СРП, выходы которого являются входами радиопередающего 45 устройства, а также суммирующее устройство, в радиоприемное устройство введен дополнител ьный полосовой фильт р; вход которого соединен с выходом тракта ВЧ-ПЧ, второй амплитудный детектор, вход которо- 50 го соединен с выходом дополнительного полосового фильтра, а выход — со вторым входом СРП, а также первый и второй фил6тры нижних частот (ФНЧ), входы которых соединены с суммарным и рэзностным вы- 55

: ходами СРП, а выходы которых являются выходами радибприемного устройства, а в радиопередэющем устройстве входы сумь мирующего устройства соединены с выходами СРП через введенные схемы, каждая

1.41=- \4+,()сов о>1, Un2= G(Vn+n(t)3 I A о> t, (1) (2) из которых содержитусилитель, 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 перемножителей, амплитудный детектор и Ф НЧ, включенйые последовательно между выходом сумматора и инвертирующим входом усилителя, причем выход сумматора соединен с входом суммирующего устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема радиопередающего устройства; на фиг. 2 — Структурная схема радиоприемного устройства, - На фиг. 1 и 2 обозначено: 1,26 — суммарно-разностные преобразователи; 2,3 — уси лители; 4, 5, 9, 12 — преобразователи

Гильберта; 6, 15, 27, 28 — фильтры нижних частот; 7, 10, 11, 14 — перемножители; 8, 13 — генераторы синусоидального напряжения; 16, 19, 24, 25 — амплитудные детекторы;

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 SJI и Ял. С выходов

СРП 1 сигналы 1+Ял+Яп и 1+S -Яп поступают нэ инвертирующие входы усилителей 2 и 3 верхнего и нижнего (по схеме) каналов.

Рассмотрим отдельно работу верхнего канала. Обозначим сигнал на выходе усилителя 2 Ч +п(т). Преобразователь Гильберта 4, вход которого соединен с выходом усилителя 2, осуществляет обратное преобразование Гильберта. следовательно, сигнал на его выходе определяется выражением

G(Vn+n(t)), где G — прямое преобразование

Гильберта.

На выходах перемно>кителей канала имеем, соответственно:

1788589 где в- частота генератора 8.

Сигнал на выходе сумматора 17 определяется, с учетом (1) и (2), выражением:

1+Sn+Sn. Этим достигается возможность неискаженного приема сигнала (3) на монофонический AM-приемник. Возможность неискаженного приема сигнала (3) на моно5 фонический приемник достигается также тем, что ширина спектра сигнала V;и ограничена значением Qnax. Для доказательства этого положения можем записать.

U< =Un1+Un2=Vn+n(t)COS 0М

-G(Vn+n(t))sin m 1 (3) Сигнал U поступает на вход амплитудного детектора 16, Сигнал на выходе амплитудного детектора 16 определяется по формуле:

Vn+n=K(1+Sn+Sn Офнч), (9) где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 2.

Входящие в выражение (9) функции

15 Sn, Sn и 0фнч имеют комплексные спектры, лежащие в интервале частот (— Qax, Qax,).Следовательно справедливо соотношение

Оад=

=((Vn+n(t)COS В t G(Vn+n(t))slACD t) +

+G (Vn+n(t)cos ай-G(Vn+n(t))sin cot))2 (4) . Г4пах r гоо — IO) Х

X Vn + n(X)dX)dr = Vn + (t), (1О) После преобразований окончательно получим:

Над= л+п(1)) (5) (7) в m -юх

С U 25 из которого следует ограниченность .игнал д с выхода амплитудного детектора поступает на вход ФНЧ 6, частота (3) ширины действительного спектра сигнала () значением 04ах . среза которого выбирается равной Апах. Нижний (по схеме) канал передающего игнал на выходе ФНЧ 6 описывается выустройства отличается от верхнего тем, что генератор 13 настроен на частоту, превыша1 со ющую частоту генератора 8 верхнего канала у ах J еюх11 (,)г1х) íà ширину спектРа стереосигнала QÄax. Кроме того, оба преобразователя Гильберта нижнего канала осуществляют прямое прегйпах i Гao — k0X

llCk образование Гильберта. При этом достигаХ "Qnax ется разнесенность - суммарного и .разностного каналов по частоте, что сущест2 (X) + G2 ((x ) ) „) (6) венно уменьшает переходные искажения между каналами.

При достаточно боль ом коэффициен- 4О ИзобРаженное на фиг. 2 стеРеофоничЕтеусиленияусилителя 2 ab полняется равен- . ское РадиопРиемное УстРойство Работает ство: следующим образом. С выхода тракта 21 высокой и промежуточной частот, стереофо0фнч=1+5л+Sп нический радиосигнал промежуточной час45 тоты поступает на входы фильтров 22 и 23

С учетом (6) можем записать: промежуточной частоты, центральные частоты настройки которых сдвинуты друг относительно друга на величину Я„ах. При этом огибающая сигнала на выходе одного из фильтров соответствует суммарному сигналу, а на выходе другого — разностному.

Поэтому выделение огибающих детектораVë + п(х) + G (V л + и (x)) дх)СЬ = ми 24 и 25 с последующим суммарно-pазностным преобразованием в блоке 26

=1+Ял (t)+ Sn (t) (8) 55 позволяет произвести восстановление сигналов левого и правого стереоканалов.

Из выражения (8) следует, что спектр Фильтры нижних частот 27 и 28 обеспечиваогибающей сигнала (3) в интервале частот ют подавление гармоник сигнала, лежащих комплексного спектра (— QÄ »Ä, Qnax,) сов- выше частоты Qnax, В приемниках низкого падает со спектром звукового сигнала класса такие фильтры могут отсутствовать.

1788589

1„

Технико-экономическая эффективность данного технического решения обусловлена тем, что его использование позволяет перейти к стереофоническому вещанию в дйапазонах декаметровых волн без ухудшения качества монофонического приема..

Формула изобретения

Система стереофонического вещания, гостоящая 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-раэностный преобразователь (СРП), первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора. и радиопередающего устройства, содержащего СРП, входы которого являются входами радиопередающего устройства, а также суммирующее устройство, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения совместимости с монофоническими приемниками и уменьшения переходных искажений, в радиоприемное устройство введены дополнительный полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом тракта ВЧ-ПЧ, второй амплитудный детектор. вход которого соедйнвн с выхо- дам 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 уст5 ройства, а в радиопередающем устройстве, входы суммирующего устройства соединены с выходами СРП через введенные схемы, каждая иэ которых содержит усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к

10 выходу СРП, первый преобразователь Гильберта, вход которого соединен с выходом усилителя, второй преобразователь Гильберта, первый перемножитель, первый и второй входы которого подключены к выхо15 дам первого и второго преобразователей

Гильберта, генератор синусоидального напряжения, первый выход которого подключен к входу второго преобразователя

Гильберта, второй перемножитель, первый

20 вход которого подйлючен к выходу усилителя. а второй — к генератору синусоидального напряжения, сумматор, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго перемножителей, амплитуд25 ный детектор и ФНЧ, включенные последовательно между выходами сумматора и инвертирующим входом усилителя, причем выход сумматора соединен с входом суммирующего устройства.

1788589

Составитель С.Чекчеев

Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

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

Заказ 77 .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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