Стереофонический возбудитель частотной модуляции

(51) 04 1/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ переходное затухание 25-30 дБ. Для достижения приведенных технических характеристик в устройстве использованы блок переключения частот, блок фазовой автоматической подстройки промежуточной частоты (ФАПЧ), блок контроля и автоматики. В разработанный передатчик введен блок контроля основных неисправностей, введена система сигнализации, которая срабатывает при наличии неисправности. Передатчик двухвходовой один вход дифференциальный, что позволяет работать с сигналами, принятыми по телефонным сетям, другой вход - обычный. Входные усилители снабжены автоматической регулировкой усиления. Переключение входов автоматическое по наличию сигналов на одном из входов передатчика. Работой передатчика управляет таймер. Все вышесказанное позволяет его использовать в необслуживаемом режиме.(72) Мухамеджанова Альмира ДалелханкызыРаджабов Тельман ДадаевичКнязев Владимир ВладимировичКазиева Галия Сейткамзаевна(54) СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ(57) Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться при организации радиовещания в диапазоне частот 88-108 МГц. Электромагнитная совместимость с другими радиосредствами уменьшение побочных излучений,техническая совместимость с системами обычного вещания, оптимальное переходное затухание между левым и правым стереофоническими каналами, 25597 Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться при организации радиовещания в диапазоне частот 88-108 МГц. Развитие радиовещания позволило многим радиостанциям работать в стереофоническом режиме, где можно обеспечить наиболее высокие качественные параметры вещания в целом. Известны возбудители Кононович Л.М. Стереофоническое радиовещание Изд-во Связь,1984 г, 160 стр., Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы Справочник, Москва Металлургия,1988 г., Благовещенский М.В. Радиопередающие устройства, Москва Радио и связь, 1982 г.,содержащие модуляторы и преобразователи принимаемых сигналов, синтезаторы, усилительнопреобразовательные блоки,системы ФАПЧ используемые в передающей аппаратуре радиолиний телеграфной и телефонной связи различного назначения. Наиболее близким к предлагаемому устройству является возбудитель ВО-71 радиостанции Р-140 Патент 1840279, А 1 Опубл.27.08.2006., МПК Н 04 В 1/02 (2006.01). Техническим результатом является уменьшение побочных излучений для обеспечения электромагнитной совместимости с другими радиосредствами при одновременном повышении защищенности передач. Данный возбудитель содержит последовательно соединенные формирователь посылок, цифровой модулятор и усилительно-преобразовательный блок,к входам которого подключены выходы синтезатора и последовательно соединенные модуляторный блок и блок фильтров. Используются также входной линейный усилитель с автоматической регулировкой усиления по огибающей, блок дискретного ограничения излучаемого спектра,блок синхронизации, программный блок, селектор,два пиковых детектора, блок сравнения и последовательно соединенные каскад с регулировкой пиковых напряжений и выходной усилитель. К входу синтезатора подключен первый выход блока управления, к второму выходу подсоединен вход программного блока. Недостатками прототипа является то обстоятельство что, такой возбудитель имеет высокий уровень шума и дискретных побочных составляющих на выходе, а также низкую идентивность параметров(форму спектра,стабильность сигнала на выходе и другие), что не обеспечивает необходимый уровень параметров по электромагнитной совместимости для данного класса радиоаппаратуры. Предлагаемое устройство решает задачу электромагнитной совместимости с другими радиосредствами уменьшения побочных излучений(прямая и обратная совместимость), оптимального переходного затухания между левым и правым стереофоническими каналами, т.е. в средней части звукового диапазона(3000-5000 Гц),где стереоэффект наиболее заметен, переходное затухание не должно быть меньше, чем 25-30 дБ, система должна обеспечивать качественные показатели воспроизведения звука, достаточные для получения высококачественного звучания. Для достижения приведенных технических характеристик было разработано и изготовлено предлагаемое устройство, в котором использованы блок переключения частот,блок фазовой автоматической подстройки промежуточной частоты (ФАПЧ), блок контроля и автоматики, что выгодно отличает предлагаемый возбудитель для радиопередатчиков от известных аналогов по таким основным параметрам как относительному уровню шума (в пределах 65 дБ) и дискретных побочных составляющих, а также идентичности формы спектра сигнала(синусоидальной формой,стабильности сигнала на выходе и другие) на выходе возбудителя, диапазон перестройки рабочей частоты 102-106 МГц., шаг перестройки рабочей частоты 50 кГц,коэффициент гармоник в стереорежиме, не более 1, девиация частоты излучения,вызываемая стереофоническим сигналом-50 кГц, выходная мощность 1 Вт. В разработанный передатчик введен блок контроля основных неисправностей, введена система сигнализации, которая срабатывает при наличии неисправности. Передатчик двухвходовой один вход дифференциальный, что позволяет работать с сигналами, принятыми по телефонным сетям, другой вход - обычный. Входные усилители снабжены автоматической регулировкой усиления. Переключение входов автоматическое по наличию сигналов на одном из входов передатчика. Работой передатчика управляет таймер. Все вышесказанное позволяет его использовать в необслуживаемом режиме. Улучшены выходные параметры, что позволило упростить работу антенного фильтра. Для улучшения перестройки выходных частот передатчика применен синтезатор частот и контроллер управления. Необходимая частота в диапазоне частот 88-108 кГц кратно 50 кГц устанавливается кнопками(цифровое поле калькулятора). В передатчике применены две поднесущие частоты 38 кГц передачи стереосигнала и 57 кГц - передача сигнала(текстовая информация). Переходное затухание между стереоканалами на частоте 5 кГц не менее 35 дБ. Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на Фиг.1. Схема состоит из 1 - Блока входных усилителей сигналов левого и правого каналов и матрицы, где формируется сумма и разность левого и правого каналов. 2 Формирователя комплексного стереосигнала (КСС). 3 - Блока генераторов опорных частот. 4 Блока формирователя опорных частот. 5 -Усилителя комплексного КСС. 6 - Блока индикаторов входных сигналов. 7 - Блока генератора промежуточных частот (ПЧ). 8 - Блока фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). 9 - Генераторного блока. 10 Блока синтезаторов. 11-Усилителя мощности. 12 Блока контроля и автоматики. Устройство работает следующим образом 2 При подаче питания на вход блока входных усилителей - 1 с низкочастотных генераторов на левые и правые каналы подается сигнал с уровнем напряжения 0,7 вольт сигнал формируется в блоке 2 формирователя комплексного стереосигнала. Опорные частоты подаются с блоков 3 и 4 (блоков генераторных опорных частот и блока формирования опорных частот). Затем сигнал усиливается в блоке усилителя КСС -5. Форма сигналов контролируется блоком индикаторов входных сигналов- 6 двухлучевым осциллографом С 1-68. Для улучшения выходных параметров передатчика в схему его была введена промежуточная частота 10.7 МГц(блок промежуточной частоты-7),которая стабилизируется системой фазовой автоподстройкиФАПЧ (блоки 8). Выходные частоты передатчика от 88 МГц до 108 МГц с генераторного блока 100 МГц - 9 устанавливаются кратно 50 кГц, для чего применен синтезатор частот и контроллер - 10. Далее сигнал подается на усилитель мощности и блок контроля и автоматики - 11,12. При изменении уровня входных напряжений левого и правого каналов в пределах от 0,4-1,1 В выходные параметры передатчика остаются без изменений. Это говорит о том, что система АРУ(автоматическое регулирование усиления) входных усилителей работает нормально. Характерная форма выходного сигнала является синусоидой, если имеются какие-то искажения синусоиды - это говорит о том, что в выходном спектре сигнала присутствуют высшие гармоники излучаемой частоты, что не допустимо по всем техническим характеристикам передатчиков, т.к загрязняется эфир. Стереофонический возбудитель дляпередатчика двухвходной. Один вход дифференциальный, что позволяет работать с сигналом принятым по телефонным сетям. Другой вход обычный. Переключение входов автоматическое, а наличие таймера, управляющего работой передатчика, позволяет его использовать в необслуживаемом режиме. Для улучшения выходных параметров передатчика в схему его была введена промежуточная частота 10,7 МГц, что позволило улучшить выходные параметры сигнала и упростить антенный фильтр. Частота 10,7 МГц стабилизируется системой ФАПЧ-1. Выходные частоты передатчика от 88 МГц до 108 МГц устанавливается кратно 50 кГц., для чего применен синтезатор частот и контроллер управления. Необходимая частота устанавливается кнопками(цифровое поле калькулятора). Стабилизация частоты система ФАПЧ-2 (два кольца системы ФАПЧ в передатчике). На низкочастотном уровне передатчик также 2-х частотный, первая частота 38 кГц - режим стерео. Вторая частота 57 кГц используется в качестве передачи текстовой информации. Переключение входов происходит автоматически, где есть сигнал тот вход и включается. Работа по двум входам сразу невозможна. Так как, передатчик не предназначен для работы в эфире, выходная мощность его усилителя составляет 1 Вт и работает он на внутреннюю нагрузку, при отключении которой срабатывает сигнализация (нарушение согласования выходного каскада с нагрузкой). Сигнализация срабатывает при нарушении работы системы ФАПЧ-1, либо ФАПЧ 2, что фиксируется на передней панели. При пропадании хотя бы одной из рабочих частот, как то 50 кГц,38 кГц,19 кГц. также срабатывает сигнализация. На рисунке 1 представлена функциональная схема стереофонического возбудителя для-передатчика. Технические характеристики стереофонического возбудителя Выходная мощность 10 Ватт Девиация частоты излучения, 50 кГц вызываемая монофоническим сигналом Девиация частоты излучения, 50 кГц вызываемая стереофоническим сигналом Девиация частоты излучения, 5 кГц вызываемая пилот-тоном Уровень паразитно-амплитудной 0,8 модуляции не более Коэффициент гармоник в моно 1 режиме не более Коэффициент гармоник в 1 стереорежиме не более Переходное затухание между 35 дБ стереоканалами на частоте 5 кГц не менее Рабочая частота 104 мГц Диапазон перестройки рабочей 102 частоты 106 мГц Шаг перестройки рабочей частоты 50 кГц Потребляемая мощность не более 80 Ватт Тестирование возбудителя передатчика. Возбудитель не предназначен для эксплуатации в помещениях, содержащих пыль и примеси,вызывающих коррозию металлических частей и повреждения электрической изоляции. Тестирование возбудителя передатчика. На Фиг.2 представлена схема тестирования разработанного и изготовленного возбудителя, где используются следующие приборы и оборудования. -68 -осцилограф- контроль за формой входного сигнала 2. ГЗ-118-низкочастотный генератор 3. Возбудитель 4. -Ваттметр - измеритель мощности 5. БП-блок питания 7. ДЕК-декодер 8. ВЗ-38-СВ 4 Вольтметр 9. Л-2-5 (измерит мощность) Ваттметр СВ 4 10. С-4-3-девиометр (девиация),показывающий процентное соотношение изменении частоты 11. ИН-6-измеритель нелинейных искажений 12. ИН-4-измеритель шума 13.43-64-частотомер 3 14.С 1 -75-осцилограф Включается питание, на вход подается сигнал с низкочастотных генераторов на правый и левые каналы, с уровнем в 0,7 В,. при этом контролируется форма вход сигнала двулучевым осциллографом С 168. Вход сигнала КСС, который имеется на возбудителе подается на декодер (ДЕК), который был также изготовлен в лаборатории. На выходе декодера имеем два выхода (левый и правый). Процедура измерения переходного затухания между стереоканалами такова-вход правого канала отключается,милливольтметрами ВЗ-38 измеряем выходное напряжение левого и правого каналов и проверяем. уровень шумов правого канала- включаем левые и правые каналы, на вход возбудителя подается одинаковое напряжение, на выходе измеряем напряжение левого и правого канала. Выключаем правый канал, вольтметр установленный на левом канале изменяет свои показания. Результат полученного отношения представляет собой переходное затухание между стереоканалами. Высокочастотный выход возбудителя соединен с высокочастотным выходом переключателя, изменяя положение которого идет подключение следующих приборов 1.Л-2-5 2.С-4-3 З.ИН-6 4.ИН-4 5.КЗ-64 6.С 1-75. Форма выходного сигнала должна быть синусоидой,наличие искажений синусоиды свидетельствует о том, что в выходном спектре сигнала присутствуют высшие гармоники излучаемой частоты, что не допустимо по всем техническим характеристикам передатчиков, т.к загрязняется эфир. При изменении уровня входных напряжений левого и правого каналов в пределах от 0,4-1,1 В выходные параметры передатчика должны оставаться без изменений. Это свидетельствует о том,что система АРУ(автоматическое регулирование усиления) входных усилителей работает нормально. Таким образом, изготовлен и испытан макетный образец стереофонического возбудителя дляпередатчика, а именно, рабочая частота 104 МГц,диапазон перестройки рабочей частоты 102106 МГц, коэффициент гармоник в стереорежиме, не более 1, девиация частоты излучения, вызываемая стереофоническим сигналом, 50 кГц, выходная мощность 1 Вт. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Стереофонический возбудитель частотной модуляции передатчика содержащий формирователь посылок, цифровой модулятор, усилительнопреобразовательный блок к соответствующим выходам которого подключены выходы синтезатора, выходной линейный усилитель с автоматической регулировкой усиления,отличающийся тем,что введен блок автоматической регулировки в пределах 30-35,блок мгновенной регулировки уровня сигналов, а также введен блок контроля основных неисправностей и системы сигнализации, входы которых подключены к выходному усилителю,генераторный блок промежуточной частоты 10,7 МГц выход, которого подключен к синтезатору частот с минимальным уровнем шума, а на вход подключен блок фазовой автоподстройки промежуточной частоты (ФАПЧ) и усилитель комплексного стерефонического сигнала на вход которого подается сигнал с формирователя комплексного стереофонического сигнала, вход которого связан с блоком формирования опорных частот и генератором опорных частот.