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1、調(diào)頻立體聲廣播原理要點(diǎn)第一節(jié)調(diào)頻廣播的發(fā)展史1935年在實(shí)驗(yàn)室證明可以用來作為廣播的一種調(diào)制方式,1941年美國(guó)建立起世界上第一個(gè)調(diào)頻電臺(tái)。工作頻段:VHF(視距傳播);頻率范圍:87-108MHz;帶寬:理論帶寬為?,有效帶寬為200KHz左右;調(diào)頻時(shí)主載波的最大頻偏為?75KHz。在我國(guó),上世紀(jì)50年代末就開始了試驗(yàn)性調(diào)頻廣播。到80年代后期我國(guó)的調(diào)頻廣播迅速的發(fā)展起來。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。調(diào)頻波的頻譜分析調(diào)頻波的頻譜,它不像調(diào)幅波所產(chǎn)生的上下兩個(gè)邊帶那么簡(jiǎn)單。從理論分析上已經(jīng)證明,載波被單音頻信號(hào)調(diào)頻后產(chǎn)生的
2、頻譜,除了載頻分量?c外,上下各有無數(shù)個(gè)邊頻分量?c±n?,它們與載頻分量的距離恰為調(diào)制信號(hào)頻率的整數(shù)倍,奇次上下邊頻分量的相位相反,偶次上下邊頻分量的相位相同,載頻分量及各邊頻分量的振幅,由對(duì)應(yīng)的各貝塞爾函數(shù)值確定。貝塞爾函數(shù)值隨m變化的規(guī)律實(shí)際上調(diào)頻波能量的絕大部分是集中在載頻附近的一些邊頻中,跟調(diào)頻指數(shù)mf的關(guān)系是:在當(dāng)n>(mf+1)時(shí),邊頻的幅度已降到小于0.1,濾除掉大于(mf+1)的邊頻分量,對(duì)調(diào)頻波的失真影響不大,因此得到以下重要結(jié)論,也是通常計(jì)算調(diào)頻波頻譜有效寬度的原則,即:式(1-7)在要求兩相鄰電臺(tái)干擾比較小,或要求非線性失真很小時(shí),帶
3、寬還應(yīng)適當(dāng)?shù)募訉捯恍?。通常取:由以上公式可以看出調(diào)頻波的頻帶寬度主要取決于調(diào)制信號(hào)的最高頻率,在頻偏受限的情況下調(diào)頻指數(shù)也由調(diào)制頻率確定,調(diào)制頻率低時(shí),調(diào)頻指數(shù)較高,調(diào)制頻率高時(shí),調(diào)頻指數(shù)較低。由于調(diào)頻指數(shù)mf隨著調(diào)制頻率的升高而減小,因此表現(xiàn)在接收效果上調(diào)制音頻的高端信噪比比較差,針對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的這一缺點(diǎn),專門采用了預(yù)加重與去加重技術(shù)措施來改善高端信噪比。調(diào)頻廣播的預(yù)加重與去加重特性為了提高其信噪比,在調(diào)頻廣播中通常使用一種加權(quán)方法,即人為在接收機(jī)鑒頻器后的音頻系統(tǒng)中加上高音頻衰減網(wǎng)絡(luò)使高音頻段內(nèi)幅度較高的噪聲得到衰減。接收機(jī)中的這種措施稱為“去加重”,相
4、應(yīng)的衰減網(wǎng)絡(luò)叫去加重衰減。但是,在去加重的同時(shí),節(jié)目信號(hào)的高音頻成分也衰減了,使節(jié)目原貌發(fā)生變化。為了保持廣播節(jié)目的本來面目,在發(fā)射端,人為地將音頻調(diào)制信號(hào)的高音頻成分加以提升,這中措施叫“預(yù)加重”,即通過高音頻提升網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)高音。如果“預(yù)加重”量與“去加重”量相當(dāng),就能既完好保持節(jié)目的本來面貌(各種頻率成分的振幅固有關(guān)系),不會(huì)發(fā)生頻率失真,又抑制了高音頻成分的噪聲。由于節(jié)目信號(hào)的高能量信號(hào)主要集中在低音頻和中音頻段,大幅度的高音頻成分很少,因此,由于預(yù)加重而產(chǎn)生過調(diào)制的概率很小。國(guó)際上對(duì)預(yù)加重與去加重特性有明確的規(guī)定,發(fā)射端調(diào)頻器之前的預(yù)加重頻率特性必須
5、與接收端鑒頻器后的去加重頻率特性成反函數(shù)的關(guān)系。預(yù)加重頻率特性為:Fp(ω)===去重頻率特性為:?Fd(ω)=1/=1/=1/習(xí)慣上將預(yù)加重和去重頻率特性用對(duì)數(shù)表示,預(yù)加重頻率特性為:20lgFp(ω)=10lg[1+(2πτf)2](dB)去重頻率特性為:20lgFd(ω)=-10lg[1+(2πτf)2](dB)上式中的f0是幅度提升3dB或衰減3dB時(shí)的頻率。τ=1/ω0=1/(2πf0),具有時(shí)間量綱,稱為時(shí)間常數(shù)。不同的τ值對(duì)應(yīng)不同的頻率特性。通常規(guī)定τ=50μs或τ=75μs。我國(guó)在調(diào)頻廣播中規(guī)定τ=50μs。不同τ值的預(yù)加
6、重特性由曲線可以看出,使用不同的τ值,同一提升量對(duì)應(yīng)不同的頻率,或者說同一頻率時(shí)有不同的提升量。調(diào)頻廣播的特點(diǎn)調(diào)頻廣播與中波調(diào)幅廣播相比,調(diào)頻廣播具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),因此得到了迅速發(fā)展。(1)失真小調(diào)頻廣播造成失真的來源不同于調(diào)幅廣播。調(diào)幅波失真來源:調(diào)幅信號(hào)是幅度變化的信號(hào),與調(diào)制信號(hào)成線性的關(guān)系受到損害就意味著失真。調(diào)頻波失真來源:調(diào)頻波的幅度是恒定的,高頻振蕩的頻率隨著調(diào)制信號(hào)線性變化。(2)抗干擾能力強(qiáng):多種干擾電波(天電干擾、工業(yè)干擾、其他電臺(tái)的干擾)一般為幅度變化的干擾,而振幅的變化可以通過接收機(jī)中的限幅器使其不產(chǎn)生影響,調(diào)頻廣播的干擾影響遠(yuǎn)小
7、于調(diào)幅廣播。(3)信噪比好調(diào)頻信號(hào)是等幅的電波,接收信號(hào)可以通過限幅放大來恢復(fù),并且因?yàn)檎{(diào)制度大,所以信噪比好。(4)動(dòng)態(tài)范圍寬(5)能進(jìn)行高保真度廣播(6)便于開辦立體聲、多節(jié)目和附加信息廣播。第三節(jié)調(diào)頻立體聲廣播的原理調(diào)頻立體聲廣播制式與原理立體聲制式的選擇,很重要的一點(diǎn)是必須滿足兼容性與逆兼容性的要求。兼容性:進(jìn)行立體聲廣播時(shí),普通接收機(jī)雖沒有立體聲效果,但仍能收聽完整的節(jié)目信號(hào);逆兼容性:立體聲接收機(jī)能收聽單聲道廣播的節(jié)目,但無立體感。為了實(shí)現(xiàn)兼容性與逆兼容性,調(diào)頻立體聲廣播都保留單聲道廣播時(shí)傳送的信號(hào)部分,也就是繼續(xù)傳送左、右信號(hào)的“和”信號(hào)(
8、單聲道信號(hào)),在基帶中占據(jù)0-15KHz的范圍(實(shí)際