IT201600124612A1

IT201600124612A1 - Metodo per migliorare i ricevitori per i segnali audio stereo trasmessi in modulazione di frequenza

Info

Publication number: IT201600124612A1
Application number: IT102016000124612A
Authority: IT
Inventors: Michele Bargauan
Original assignee: M B Int S R L
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-09

Description

Descrizione

Il ricevitore FM Stereo migliorato ricava la parte stereo delle informazioni trasmesse come segnali modulati da una sottoportante a 38kHz modulata di ampiezza usando solo la banda laterale inferiore o riducendo il contributo della banda laterale superiore.

Un ricevitore tradizionale é rappresentato in fig. 1 ed é composto dal ricevitore a radio frequenza e dal demodulatore di frequenza (1), dal filtro passa basso che separa le informazioni dei canali sinistro destro denominati in letteratura anche come segnale monofonico (2), dal filtro bassa banda che separa l'informazione dei canali sinistro - destro anche denominata segnale differenza o stereo modulata da una sottoportante a 38kHz (3), dal circuito di rigenerazione della sottoportante a 38 kHz usando la pilota a 19 kHz (4), dal demodulatore di ampiezza che demodula la informazione sinistra - destra usando la sottoportante rigenerata a 38 kHz (5), la matrice che somma e sottrae la informazione sinistra - destra a quella sinistra destra e da in uscita i segnali destro e sinistro (6).

Il ricevitore migliorato rimpiazza il demodulatore AM (5) con un demodulatore a banda laterale unica (7) come mostrato in fig. 2 oppure aggiungendo un filtro (8) tra i blocchi (3) e (5) come illustrato in fig. 3 e un eventuale circuito di stima del canale usando le informazioni sulla qualità del segnale a radio frequenza e/o quella del segnale demodulato per pilotare la pendenza del filtro (8) come indicato in fig. (4).

UTERIORI SPIEGAZIONI SUGLI ANTEFATTI E SUL FUNZIONAMENTO DELLA INVENZIONE

La modulazione di frequenza come descritta nello standard ITU R-REC-BS.450-3 art. 2.2 è lo standard defacto delle trasmissioni audio a livello mondiale. Il rapporto segnale disturbo ricevibile è direttamente correlato alla deviazione di frequenza e al rumore di fondo del sistema;l'aumento della deviazione di frequenza implica una maggior occupazione di banda, e, essendo le porzioni di frequenza tra le commodity più preziose, la larghezza di banda allocata per ogni trasmettitore è limitata per evitare il rischio di problemi di interferenza.

La banda occupata da un segnale modulato in frequenza è determinata dalla deviazione e dal contenuto in frequenza del segnale modulante; aumentando la deviazione e il contenuto di alte frequenze nel segnale modulante, aumenta la banda usata e può generare interferenze alle alte frequenze nei canali adiacenti; dall'altro canto, i sistemi FM hanno uno zoccolo di rumore che è inversamente proporzionale alla frequenza demodulata, quindi aggiungono più rumore di sistema alle alte frequenze che alle basse.

Nella modulazione FM stereo, il segnale differenza (anche denominato come segnale stereo) è sommato al segnale monofonico dopo essere stato modulato di ampiezza con la portante soppressa usando una sottoportante a 38kHz agganciata alla pilota a 19 kHz; questo implica che la parte monofonica occupa la banda da 0 a 15 kHz e la parte stereo la banda 23-53 kHz, dove il rumore di sistema è più elevato.

Nei segnali a modulazione di ampiezza, l'informazione modulante è trasmessa due volte: una volta nella banda laterale inferiore ed una in quella superiore. Nel sistema FM stereo, l'informazione differenza è modulata di ampiezza alla frequenza di 38kHz e quindi banda laterale inferiore occupa la banda 23-38 kHz e la banda laterale superiore occupa la banda 38-53kHz. Nei sistemi assistiti da una pilota come il sistema di de multiplexing FM stereo, la demodulazione completa dei segnali modulati di ampiezza è possibile anche se solo una delle bande laterali è presente.

La soluzione proposta rimpiazza la tradizionale demodulazione di ampiezza con una demodulazione a banda laterale singola ed usa solo la banda laterale inferiore del segnale differenza modulato a 38kHz; questo migliora il segnale riducendo il deterioramento dovuto al rumore di sistema e alle interferenze ad alta frequenza dei canali adiacenti.

La fig.5 mostra il segnale dopo il demodulatore FM con le componenti somma e le due bande laterali del segnale differenza più il rumore di sistema e il rumore di una interferenza dal canale adiacente; fig.6 mostra la banda laterale superiore dopo la demodulazione di ampiezza con la sottoportante a 38 kHz, fig.7 la banda laterale inferiore e fig.8 il segnale demodulato complessivo con un ricevitore tradizionale. Fig.9 mostra il segnale di fig.5 demodulato usando una sola banda laterale mentre fig.10 mostra il segnale di un ricevitore tradizionale in assenza di interferenze dal canale adiacente, con un evidente vantaggio nel rapporto con il segnale di rumore di sistema rispetto al segnale di fig.9.

Poiché la demodulazione a banda laterale unica richiede un processamento del segnale con molti calcoli, una soluzione meno impegnativa può essere ottenuta aggiungendo un filtro che sagomi le due bande laterali del segnale L-R modulato a 38kHz prima della demodulazione di ampiezza tradizionale; questo processo rimuove tutto o in parte l'informazione della banda laterale superiore, dove il rumore intrinseco del sistema e quello generato dalle interferenze del canale adiacente sono maggiori, e ripristina l'informazione stereo aumentando la banda laterale inferiore.

La sagoma del filtro può essere da una semplice pendenza che aumenta la banda inferiore e diminuisce quella superiore fino a un filtro molto ripido che rimuove totalmente la banda superiore e raddoppia l'ampiezza di quella inferiore.

Un ulteriore miglioramento della soluzione si può ottenere aggiungendo un circuito che regoli dinamicamente la pendenza del filtro utilizzando una stima della qualità del segnale a radio frequenza e una stima del rumore contenuto nel segnale demodulato.

Claims

Rivendicazioni 1) Un ricevitore FM stereo che modifica l’uso delle bande laterali del segnale differenza stereo modulato a 38 kHz; 2) Un ricevitore come in 1) che usa un filtro per ottenere la modifica della ampiezza delle bande laterali; 3) Un ricevitore come in 1) che usa un filtro per rimuovere la banda laterale superiore; 4) Un ricevitore come in 1) che usa un demodulatore AM a banda laterale unica per demodulare solo la banda laterale inferiore; 5) Un ricevitore come in 2) che aggiunge un circuito che stima la qualità del segnale a radio frequenza ed il rumore presente nel segnale multiplex per definire la sagoma del filtro.