調(diào)頻立體聲廣播原理

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1、第一章調(diào)頻立體聲廣播原理第一節(jié)調(diào)頻廣播的發(fā)展史調(diào)頻方式是1935年在美國的實驗室證明可以用來作為廣播的一種調(diào)制方式。1941年5月，美國首先開始在43～50MHz波段進行調(diào)頻廣播（隨后頻率改變?yōu)?8～108MHz），但發(fā)展緩慢。在1958年開始雙聲道調(diào)頻立體聲廣播，并在1961年，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）決定采用AM－FM制（GE－Zenith制式，即我們現(xiàn)在所說的導(dǎo)頻制）為立體聲調(diào)頻廣播制式。由于這一制式的確立，調(diào)頻立體聲廣播從此在世界各發(fā)達國家迅速開展，例如蘇聯(lián)從1959年，原西德從19

2、63年，日本從1962年開始立體聲調(diào)頻廣播。在歐洲，調(diào)頻廣播得到了更加積極和廣泛的實施，因為這種方式解決了在比較密集狹小的地區(qū)內(nèi)，中波廣播頻帶不夠分配而導(dǎo)致的串臺現(xiàn)象嚴重的問題。而在日本開始采用調(diào)頻廣播的目的是它可以排除鄰國中波臺的串擾，提高廣播音質(zhì)，并在70年代以后得到迅猛的發(fā)展。在我國，上世紀50年代末就開始了試驗性調(diào)頻廣播，當時主要用于節(jié)目傳輸。對于新中國來說，在相當長的時間內(nèi)，廣播首先要解決幅員遼闊、人口覆蓋的問題和對外的宣傳問題，因此中波廣播和短波廣播是更為有效的方式。進入上世紀80年

3、代以后，直至2000年以前，隨著“四級辦廣播”的指導(dǎo)方針的確定，極大地調(diào)動了各地方辦臺的積極性，調(diào)頻廣播方式開始為各級電臺所采納。隨著電子元器件的發(fā)展和通訊技術(shù)的進步，到80年代后期我國的調(diào)頻廣播迅速的發(fā)展起來。中央及省級調(diào)頻臺大部分采用10kW功率等級電子管發(fā)射機，發(fā)射臺一般設(shè)置在高山上和電視塔上，覆蓋著城市稠密的人群；中小城市一般采用自立式鐵塔作支撐架設(shè)天線，多采用300W～5kW電子管發(fā)射機；而縣鄉(xiāng)城鎮(zhèn)多采用小調(diào)頻10W～100W。-41-到上世紀90年代初，我國的調(diào)頻發(fā)射機研制生產(chǎn)能力已

4、得到長足的進步，陸續(xù)推出了300W、1kW的全固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機，并能批量生產(chǎn)。此后調(diào)頻廣播主要向立體聲、多功能附加信道、全固態(tài)方向發(fā)展，對設(shè)備性能要求越來越高，節(jié)目內(nèi)容也越來越豐富，新聞、教育、文化、科技宣傳、娛樂和各種廣告等各種信息服務(wù)應(yīng)有盡有，極大的豐富了人們的業(yè)余文化生活，聽眾參與節(jié)目十分踴躍，這一時期是調(diào)頻廣播發(fā)展的鼎盛時期。目前國內(nèi)的廣播發(fā)射設(shè)備制造廠商已能提供從10W～10kW各種功率等級的全固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機，包括天饋系統(tǒng)在內(nèi)的整個環(huán)節(jié)都已實現(xiàn)了國產(chǎn)化。本書以1kW全

5、固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機為參考機型，講述調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機的原理、操作與維護。第二節(jié)調(diào)頻廣播的基礎(chǔ)理論通信廣播的各種方式都是要利用電磁波來傳送信息，把電磁波作為載體，以不同的方式把信息裝載后發(fā)射出去，在接收端再以相應(yīng)的方式把信息取出來。前一過程稱之為調(diào)制（Modulation），后一過程則稱為解調(diào)（Demodulation）。作為載體的電磁波用數(shù)學(xué)表達式可表示如下，在以后敘述中我們稱之為載波信號：式（1－1）或式中，uC(t)——任意時間t的電壓；UC——載波信號的最大振幅；ωC——（＝2πf

6、C）載波信號的角頻率；fC——載波頻率我國標準規(guī)定，531～1602kHz為中波調(diào)幅波段，2.2～26MHz為短波調(diào)幅波段，87～108MHz為調(diào)頻波段。；t——時間，以后有時間的量以瞬時值描述。作為調(diào)制信號的音頻，以單音為例，用數(shù)學(xué)表達式表示如下：式（1－2）-41-式中，uΩ（t）——調(diào)制音頻電壓瞬時值；UΩ——調(diào)制音頻電壓的最大峰值；Ω——調(diào)制音頻的角頻率；FΩ——調(diào)制音頻頻率中波調(diào)制頻率范圍一般為50Hz～8kHz，調(diào)頻調(diào)制頻率范圍為30Hz～15kHz。。到目前為止，作為模擬廣播發(fā)射機

7、的主要調(diào)制方式有兩種，即調(diào)幅AM（AmplitudeModulation）和調(diào)頻FM（FrequencyModulation）。為便于理解，以下以調(diào)幅和調(diào)頻作為對比，分析它們的調(diào)制方式不同點。調(diào)幅方式顧名思義就是把調(diào)制信號加到載波信號的振幅上，使得載波信號的振幅大小隨著調(diào)制信號的大小而變化。用數(shù)學(xué)表達式可表達為：式（1－3）式中，uα(t)——經(jīng)過幅度調(diào)制的載波瞬時電壓，簡稱已調(diào)波信號；mα（＝）稱為調(diào)制系數(shù)，其中K為比例系數(shù)。比較式（1－1）和式（1－3）可發(fā)現(xiàn)，式（1－1）中的振幅項UC變成

8、了，即載波的幅度變成隨調(diào)制信號而變化的變量，并且可以調(diào)節(jié)調(diào)制的深度，完成了調(diào)幅的目的。調(diào)頻就是對式（1－1）中載波的頻率項fC（或角頻率ωC）進行調(diào)制，使載波的瞬時頻率隨著音頻調(diào)制信號的大小而變化，在最終的結(jié)果上，實際上是總相角ωCt隨調(diào)制信號的變化，而載波的幅度保持不變。當調(diào)制信號為式（1－2）的uΩ(t)時，按頻率調(diào)制的定義，調(diào)頻波的瞬時頻率應(yīng)該以載波頻率為基準，隨著調(diào)制信號的大小偏移基準值，即：-41-式（1－4）式中，ωC——未受調(diào)制時的角頻率；Δω(t)——調(diào)制后角頻率的變化量，叫做瞬