Измерение характеристик сигналов стереофонического радиовещания

дипломная работа

1.3.2 Высокочастотный тракт стереофонического радиоприемника

Радиотракт приемника, предназначенного для приема радиостанций диапазона MB ЧМ, рассчитан на работу в диапазоне частот 66... 74, 88-108 МГц. Более широкая полоса пропускания радиотракта достигается уменьшением добротности контуров. При двух настраиваемых контурах в этом тракте с добротностью Q = 50 полоса пропускания УВЧ составляет 1,4 МГц, поэтому амплитудно- и фазо-частотные характеристики радиоприемника определяются в основном избирательными элементами тракта промежуточной частоты.

На выходе блока УКВ имеется один или два контура ПЧ со средней частотой fпч=10,7 МГц. Два контура с критической связью Q=50 обеспечивают полосу пропускания 300 кГц.

Ограничение полосы пропускания радиотракта приемника ЧМ сигналов ведет к появлению паразитной амплитудной модуляции, спаду АЧХ на верхних модулирующих частотах и появлению нелинейных искажений. Паразитная амплитудная модуляция подавляется ограничителем, не показанным на рис. 6.1. Неравномерность АЧХ можно уменьшить корректирующими цепями, которые включаются после частотного детектора.

Рассмотрим три экстремальных варианта стереосигнала.

Вариант 1. Сигнал М максимален, сигнал S отсутствует. При этом имеется большая вероятность попадания гармоник сигнала М в область надтональных частот, т. е. в область S. После детектирования в стереодекодере эти частоты создают призвуки, которые ощущаются в выходном сигнале. Например, при передаче частоты 10 кГц ее третья гармоника создает после декодирования стереосигнала составляющую звуковой частоты 31,25--3*10 = 1,25 кГц (для ПМК), 38 - 3*10 = 8кГц ( для пилот-тона ).

Вариант 2. Сигнал S максимален, сигнал М отсутствует. В этом случае образуются комбинационные частоты ввиду взаимодействия верхней и нижней боковых полос модуляции. Например, при модуляции частотой 10 кГц появляются боковые составляющие 31,25 + 10 = 41,25 кГц и 31,25--10=21,25 кГц, которые при нелинейности третьего порядка создают составляющую звуковой частоты 21,25*2--41,25 = 1,25 кГц (для ПМК). Соответственно для системы с пилот-тоном боковые составляющие 28 и 48 кГц и звуковая составляющая 8кГц.

Вариант 3. Сигнал имеется только в одном канале. При этом комбинационные частоты образуются также ввиду взаимодействия между гармониками звуковой частоты канала М и боковыми полосами модуляции в канале S. Например, при модуляции той же частотой 10 кГц образуется составляющая звуковой частоты 21,25--10*2=1,25 кГц для ПМК и 8кГц для Пилот-тона.

Следует учитывать, что преобладают искажения третьего и других нечетных порядков, так как при симметричной резонансной кривой радиоприемника искажения четных порядков теоретически отсутствуют.

Чтобы нелинейные искажения были минимальными, радиотракт приемника должен иметь по возможности линейную горизонтальную амплитудно-частотную характеристику K=F1 (щ) и линейную наклонную фазо-частотную характеристику ?= F2(щ), как это показано на рис. 16.

В теории частотной модуляции показано, что основным источником нелинейных искажений является нелинейность ФЧХ радиотракта, свойственная системам с ограниченной полосой пропускания. Рис.16 Идеализированные

При монофоническом приеме верхняя характеристики ВЧ тракта частота модуляции составляет 15 кГц. Установлено, что с учетом различных факторов, возможных нестабильностей в радиотракте радиоприемника (уход частоты гетеродина, неточная настройка контуров и др.), для высококачественного моноприема следует иметь полосу пропускания тракта в пределах 120... 180кГц.

При стереофоническом приеме верхняя модулирующая частота значительно выше -- 46,25 кГц (53кГц). Кроме того, модулирующий сигнал при стереофонии является более сложным, содержащим несколько частотных составляющих даже в самых простых случаях. Аналитические расчеты нелинейных искажений при стереофоническом приеме весьма сложны, поэтому вопрос о ширине полосы пропускания тракта промежуточной частоты решается экспериментально. Обследование большого числа серийно выпускаемых приемников показало, что переход к стереофонии требует расширения полосы тракта промежуточной частоты не менее чем на 20%, до значений 150 ...210 кГц. Более широкую полосу частот следует обеспечивать в радиоприемниках более высокого класса. В первых образцах стереофонических радиоприемников тракт промежуточной частоты строился по схеме «с распределенной селекцией», при которой селективные (контурные) элементы чередуются с усилительными (рис. 17а). Селективными элементами СЭ при этом служат связанные контуры с коэффициентом связи примерно 0,8, при котором получаются малые нелинейные искажения. Такие тракты легко настраивать, так как каждый селективный элемент настраивается самостоятельно. Однако в транзисторных радиоприемниках схема с разделенной селекцией обладает серьезными недостатками. Во-первых, форма резонансной кривой радиоприемника зависит от уровня входного сигнала. При изменении уровня меняются входные и выходные параметры транзисторов, изменяются паразитные обратные связи в УПЧ. Из-за этого изменяются степень связи между контурами и частота настройки. В результате возникают большие нелинейные искажения, может даже нарушиться устойчивость работы тракта. В новых радиоприемниках схема с распределенной селекцией не применяется. Вместо нее получила распространение схема с сосредоточенной селекцией (рис.17б). На входе тракта промежуточной частоты, обычно после согласующего каскада, расположен фильтр сосредоточенной селекции ФСС, состоящий из ряда настроенных контуров и обеспечивающий необходимые селективные свойства тракта. За ФСС следует импульсный (безынерционный) ограничитель Огр и частотный детектор ЧД. Фильтр сосредоточенной селекции настраивается так, чтобы он имел оптимальную форму АЧХ и ФЧХ для неискаженного прохождения стереофонического сигнала. При этом обеспечивается достаточная защита тракта от соседних радиостанций.

Делись добром ;)