RU200448U1

RU200448U1 - Устройство формирования цифрового комплексного стереофонического сигнала

Info

Publication number: RU200448U1
Application number: RU2020125019U
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Слободенюк; Петр Александрович Корницкий
Original assignee: Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО)
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2020-10-26

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиопередающих устройствах для формирования цифрового комплексного стереофонического сигнала при аналоговом вещании. Устройство формирования цифрового комплексного стереофонического сигнала содержит два канала со звуковыми сигналами, блоки оценки уровня мощности, фильтры предыскажений, интерполяторы, фильтры нижних частот, блоки управления уровня, блоки ограничения амплитуды, суммарно-разностный блок, умножитель и сумматор. Устройство также снабжено генератором, блоком разности фаз и вычислительным блоком. Технический результат направлен на устранение помех при формировании цифрового комплексного стереофонического сигнала, что позволяет улучшить качество и увеличить громкость звучания в приемных устройствах. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиопередающих устройствах для формирования цифрового комплексного стереофонического сигнала (КСС) при аналоговом вещании.

Известно устройство передачи совместимой системы стереофонического вещания (патент №2013010, H04R 5/02 от 15.02.1991 г.), содержащее датчики сигналов левого и правого каналов, выходы которых подключены к суммарно-разностному преобразователю, первый выход которого подключен к усилителю мощности низкой частоты, а также генератор высокой частоты, соединенный с первым выходом первого амплитудного модулятора, а с первым входом балансного модулятора - через фазовращатель, выходы первого амплитудного и балансного модуляторов соединены с входами сумматора. Выход сумматора соединен с ограничителем, а выход ограничителя - с первым входом второго амплитудного модулятора. Также введены фазовый корректор, вход которого соединен со вторым выходом суммарно - разностного преобразователя, а выход - со вторым входом балансного модулятора. Усилитель мощности низкой частоты соединен со вторыми входами первого и второго амплитудных модуляторов.

Наиболее близким техническим решением является стереофоническая система радиовещания с пилот-тоном (Поляков В. «Стереофоническая система радиовещания с пилот - тоном». - М. «Радио» №4, 1992 г. с. 31 - 32), содержащая каналы А и В со звуковыми сигналами, микрофонные усилители и цепи предыскажений (фильтры предыскажений), которые соединены с суммарно-разностной матрицей (суммарно - разностный блок). Первый выход суммарно - разностной матрицы соединен с сумматором через линию задержки, а второй выход соединен с сумматором через балансный модулятор (умножитель). Также устройство содержит генератор (частота 19 кГц), первый выход которого соединен с балансным модулятором через удвоитель частоты, а второй - с сумматором.

Недостатком данных технических решений является то, что при формировании КСС он может быть искажен помехами и, следовательно, звуковая информация, которую принимает приемное устройство обладает низкими качеством и громкостью звучания.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является устранение помех при формировании цифрового КСС, что позволит улучшить качество и увеличить громкость звучания звуковой информации в приемных устройствах.

Для достижения указанного технического результата в устройстве формирования цифрового КСС, содержащего два канала со звуковыми сигналами и соединенные с суммарно - разностным блоком, первый выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - с первым входом умножителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также генератор, соединенный с сумматором, введены блоки оценки уровня мощности, интерполяторы, фильтры низких частот, блоки управления уровня, блоки ограничения амплитуды, а также вычислительный блок и блок разности фаз. Блоки оценки уровня мощности введены перед фильтрами предыскажений, выходы которых соединены с входами интерполяторов, а их выходы - с входами фильтров нижних частот. Выходы фильтров нижних частот соединены с входами блоков управления уровня, выходы которых соединены с входами блоков ограничения амплитуды, при этом выходы блоков ограничения амплитуды соединены с входами суммарно - разностного блока. Генератор соединен с блоком разности фаз и вычислительным блоком, при этом выход блока разности фаз соединен с третьим входом сумматора, а вычислительный блок - со вторым входом умножителя.

На чертеже приведена структурная схема устройства формирования цифрового КСС.

Устройство формирования цифрового КСС содержит каналы А и В со звуковыми сигналами (оцифрованными), блоки оценки уровня мощности 1 от перегрузки системы, выходы которых соединены с фильтрами предыскажений 2. Выходы фильтров предыскажений 2 соединены с входами интерполяторов 3, а выходы интерполяторов 3-е входами фильтров нижних частот (ФНЧ) 4. Выходы ФНЧ 4 соединены с входами блоков управления уровня 5, а выходы блоков управления уровня 5 соединены с входами блоков ограничения амплитуды 6. Выходы блоков ограничения амплитуды 6 соединены с входами суммарно - разностного блока 7. Первый выход суммарно - разностного блока 7 с суммарным сигналом соединен с первым входом сумматора 8, а второй выход с разностным сигналом соединен с первым входом умножителя 9, выход которого соединен со вторым входом сумматора 8. Также устройство содержит генератор 10, который соединен с блоком разности фаз 11 и вычислительным блоком 12. Выход блока разности фаз 11 соединен с третьим входом сумматора 8, а выход вычислительного блока 12 - со вторым входом умножителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Цифровой стереофонический сигнал (далее сигнал) одновременно поступает на входы каналов А и В с частотой дискретизации 192 кГц от аналогово - цифрового преобразователя (не показан), далее на блоках оценки уровня мощности 1 эмпирическим методом оценивают уровень мощности сигнала для предотвращения перегрузки устройства. Если устройство перегружено, то с блоков оценки уровня мощности 1 поступает сигнал "Перегрузка" на микроконтроллер (не показан). После блоков оценки уровня мощности 1 сигнал поступает в фильтры предыскажений 2, где амплитуду сигнала преобразуют в зависимости от их амплитудно-частотной характеристики для улучшенной передачи низкочастотной составляющей сигнала. Преобразованный сигнал поступает на вход интерполяторов 3, в которых повышается частота дискретизации до 1.536 МГц во избежание образования паразитных частот в полосе полезного сигнала, и затем на ФНЧ 4 с частотой среза 20 кГц (полоса звукового сигнала) подавляют частоты высших порядков. На блоках управления уровня 5 увеличивают значение амплитуды сигнала и ограничивают его на блоках ограничения амплитуды 6, тем самым устраняя помехи. Ограничение задается эмпирическим методом для достижения уровня девиации 75 кГц (стандартная полоса). Далее преобразованные сигналы поступают на суммарно - разностный блок 7, на первом выходе которого образуется суммарный (А+В), а на втором - разностный (А-В) сигналы. Разностный сигнал с блока 7 поступает на умножитель 9.

Одновременно с преобразованием сигнала, поступившего на входы каналов А и В, происходит преобразование сигнала с генератора 10. Сигнал с генератора 10 (частота 19 кГц) поступает на вход вычислительного блока 12, где формируют сигнал, равный частоте 38 кГц по формуле:

(signal ⋅ signal) - signal_max,

где signal - это сигнал с частотой 19 кГц, поступающий от генератора;

signal_max - максимальное значение амплитуды сигнала с генератора.

Сигнал от вычислительного блока 12 поступает на умножитель 9. В умножителе 9 разностный сигнал с суммарно - разностного блока 7 умножается на выходной сигнал от вычислительного блока 12, равный частоте 38 кГц, тем самым смещая разностный сигнал с нулевой частотой с суммарно - разностного блока 7 на частоту 38 кГц. Сформированный сигнал с частотой 38 кГц является второй гармоникой частоты 19 кГц и используется как опорная частота для полного восстановления сигнала.

Одновременно сигнал с генератора 10 поступает на блок разности фаз 11, в котором формируется сигнал с частотой 19 кГц со смещением фазы относительно выходного значения сигнала с вычислительного блока 12. Цифровые данные, формирующие частоту сигнала 19 кГц задерживают на необходимое количество тактов частоту дискретизации сигнала для получения разности фаз равной 0 градусов между выходными сигналами с блока разности фаз 11 и вычислительного блока 12.

На сумматор 8 поступают выходные сигналы от блока разности фаз 11, умножителя 9 и суммарный сигнал от суммарно - разностного блока 7. Сложенные сигналы представляют собой цифровой КСС, который далее поступает на цифро-аналоговый преобразователь (не показан).

Такое техническое решение позволяет устранить помехи при формировании цифрового комплексного стереофонического сигнала тем самым улучшить качество и увеличить громкость звучания в приемных устройствах.

Claims

Устройство формирования цифрового комплексного стереофонического сигнала, содержащее два канала со звуковыми сигналами и фильтры предыскажений, соединенные с суммарно-разностным блоком, первый выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - с первым входом умножителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также генератор, соединенный с сумматором, отличающееся тем, что в устройство введены блоки оценки уровня мощности, интерполяторы, фильтры низких частот, блоки управления уровня, блоки ограничения амплитуды, а также вычислительный блок и блок разности фаз, при этом блоки оценки уровня мощности введены перед фильтрами предыскажений, выходы которых соединены со входами интерполяторов, а их выходы - со входами фильтров нижних частот, причем выходы фильтров нижних частот соединены со входами блоков управления уровня, выходы которых соединены со входами блоков ограничения амплитуды, при этом выходы блоков ограничения амплитуды соединены со входами суммарно-разностного блока, генератор соединен с блоком разности фаз и вычислительным блоком, при этом выход блока разности фаз соединен с третьим входом сумматора, а выход вычислительного блока - со вторым входом умножителя.