Yayım siqnallarını ötürmək üçün radio yayımı ilə FM yayımı
I. Baxış
Tezlik modulyasiyası (FM) konsepsiyası. FM müasir dövrdə yüksək sədaqətli səs yayımı və stereo yayımın həyata keçirilməsinin əsas yoludur. Səs siqnallarını bir tezlik modulyasiya rejimində ötürür. FM dalğasının daşıyıcısı, səs modulyasiya siqnalı (modulyasiyadan əvvəl mərkəz tezliyi) hər iki tərəfdə dəyişdikdə daşıyıcının mərkəzi tezliyində dəyişir və tezlik sapması saniyədə dəyişmə vaxtları səs siqnalının modulyasiya tezliyi ilə uyğundur. . Səs siqnalının tezliyi 1kHz-dirsə, daşıyıcının tezlik sapması dəyişmə müddətləri də saniyədə 1k dəfədir. Tezlik sapmasının ölçüsü səs siqnalının amplitüdündən asılıdır.
Stereo FM konsepsiyası, stereo FM əvvəlcə aşağı tezlikli birləşmiş stereo siqnal dəsti əldə etmək üçün iki səs tezliyinin (sol və sağ kanallar) siqnallarını kodlayır və sonra FM yüksək tezlikli daşıyıcıda yerinə yetirilir. Stereo FM, stereo üçün fərqli işləmə metodlarına görə tezlik bölmə sistemi (və fərq sistemi), vaxt bölgüsü sistemi və istiqamət siqnal sistemi olaraq üç növə bölünür. Cəmi fərq sistemi hazırda çox yayılmışdır. Cəm və fərq sistemi stereo modulatorda, sol (L) və sağ (R) kanal siqnalları əvvəlcə kod siqnalını (L + R) və fərq siqnalını (LR) əmələ gətirmək üçün kodlanır və cəmi siqnal birbaşa modulatora göndərildi daşıyıcı adi FM radio ilə uyğun dinləmə üçün əsas kanal siqnalını təşkil edir; Fərq siqnalı, daşıyıcıdakı daşıyıcı amplitüd modulyasiyasını yatırmaq üçün balanslaşdırılmış modulatora göndərilir və əldə edilən cüt yan bantla basdırılmış amplituda modulyasiya dalğası alt kanal siqnalı kimi istifadə edilir və sonra əsas daşıyıcıyı modulyasiya etmək üçün qarışıq cəm siqnalı ilə birləşdirilir. Alt kanal siqnalının tezlik diapazonu 23 ilə 53kHz (38 ± 15kHz) arasındadır ki, bu da super səs aralığına aiddir və mono oynatmaya mane olmayacaqdır. Alt kanal AM dalğasının alt daşıyıcısı yatırıldığından, stereo radio birbaşa gedən siqnalın demodulatını apara bilməz. Buna görə, demodulasiya ediləcək radioda ötürücü sistemin alt daşıyıcısı ilə eyni tezlik və faza sahib olan 38kHz siqnal yaranmalıdır. Bu səbəbdən ötürücü ucunda, ana və alt kanal tezliyi spektri arasındakı intervalda, başqa bir 19kHz (1/2 subcarrier tezlik) pilot siqnalı (PilotTone), radioda 38kHz bərpa olunan daşıyıcıya "rəhbərlik" etmək üçün ötürülür. Bu modulyasiya metoduna pilot tezlik deyilir və eyni zamanda stereo yayımda ən çox istifadə olunan tezlik bölgüsü metodudur.
Müvafiq olaraq, FM siqnallarını və stereo FM siqnallarını ölçmək üçün ümumiyyətlə dünyada aşağıdakı parametrlər ölçülür.
1.1, işğal edilmiş bant genişliyi
BTİ-nin tövsiyələrinə görə, siqnal bant genişliyinin ölçülməsi ümumiyyətlə iki metoddan istifadə edilərək spektrə əsaslanır: "β% işğal edilmiş bant genişliyi" və "x-dB bant genişliyi". Occupied% işğal edilmiş bant genişliyi Şəkil 1-də göstərilmişdir. Ölçmə metodu əvvəlcə monitorinq bant genişliyindəki ümumi gücü saymaq və sonra spektral xətlərin gücünü hər iki tərəfdən ortaya qədər spektrin üzərinə güc və cəmi qədər toplamaqdır. güc (β / 2)%, müvafiq olaraq f1 və f2 olaraq təyin olundu, təyin olunan bant genişliyi f2-f1-ə bərabərdir; və x-dB bant genişliyi Şəkil 2-də göstərilmişdir. Ölçmə metodu əvvəlcə spektrin zirvəsini və ya ən yüksək nöqtəsini, daha sonra ən yüksək nöqtədən hər iki tərəfə tapmaqdır İki spektral xətt bu ikisinin xaricindəki bütün spektral xətləri düzəldir. ən yüksək nöqtədən ən az xdB kiçik spektral xətlər və iki spektral xəttə uyğun tezlik fərqi bant genişliyidir.
BTİ və radio və televiziya tövsiyələrində β ümumiyyətlə 99, x ümumiyyətlə 26 alır, bu da tez-tez deyilən% 99 güc bant genişliyi və 26 dB bant genişliyidir.
Şəkil 2. x-dB bant genişliyi
1.2 Tezlik sapması
FM siqnalındakı Frekans Sapması, məlumat dalğasının (və ya səs) dalğalanması ilə dəyişən FM dalğasının tezlik salınmasının amplitüdünə aiddir. Ümumiyyətlə bir cihaz və ya qəbuledici ilə ölçülən tezlik sapması, həqiqətən bir müddət ərzində maksimum tezlik sapmasına aiddir. Maksimum tezlik sapmasının paylanması və ölçüsü, FM radiosunun emissiyasını da təyin edən səsin keyfiyyətini və səs səviyyəsini təyin edir. keyfiyyət.
Bu məqalənin əsas məqsədi FM yayımının ötürmə keyfiyyətini öyrənməkdir, buna görə də yuxarıdakı təsvirə əsasən tezlik ofset indeksinə diqqət yetirilməlidir.
ITU-R, FM siqnal tezliyi sapmasının ölçülməsinin ətraflı təsvirinə malikdir:
Tezlik sapmasının ölçülmə üsulu, hər bir seçmə nöqtəsində daşıyıcıya nisbətən tezlik sapmasını ölçmək üçün bir müddət (tövsiyə olunan vaxt uzunluğu 50ms) götürməkdir və maksimum dəyər maksimum tezlik sapmasıdır. Ancaq tezlik ofsetini daha dərindən başa düşmək üçün siqnal xüsusiyyətlərini ifadə etmək üçün zamanla yenilənmiş bir statistik histoqramdan istifadə edilə bilər. Tezlik sapmasının histoqram hesablama metodu aşağıdakı kimidir:
1). 50ms müddətlə N maksimum tezlik sapmalarını ölçün. Ölçmə müddətinin uzunluğu histoqramı əhəmiyyətli dərəcədə təsir edəcək, buna görə ölçmə nəticələrinin təkrarlanmasını təmin etmək üçün sabit bir ölçmə dövrü tələb olunur. Eyni zamanda, ölçmə müddəti olaraq 50ms-in seçilməsi, modulyasiya tezliyi 20Hz-ə qədər olduqda maksimum tezlik sapmasının hələ də effektiv şəkildə ölçülməsini təmin edə bilər.
2). Sayılması lazım olan tezlik sapma aralığını (bu məqalədə 0 ～ 150kHz) bölün, vahid olaraq 1kHz (qətnamə) istifadə edin və bərabər hissələrə bölün (bu məqalədə 150 bərabər hissə).
3). Hər bir bölmədə müvafiq tezlik dəyərindəki nöqtələrin sayını hesablayın və əldə edilən dalğa forması təxminən X 3 oxu tezliyi, Y oxu isə tezliyi ifadə etdiyi Şəkil XNUMX-də göstərildiyi kimi olmalıdır (yəni, tezlik ofset paylama histoqramı). maksimum tezlik. Müvafiq tezlik dəyərinə düşən nöqtələrin sayı.
Şəkil 3. Tezlik ofset paylanmasının histoqramı
4). Hər ox bölməsindəki bal sayını yığın və X oxunu tezliyi, Y oxunu göstərdiyi Şəkil 4-də göstərilən qrafiki (yəni tezlik sapmasının məcmu paylanmasının histoqramını) əldə etmək üçün vahid olaraq faizlə N normallaşdırın. maksimum tezlik sapmasının müvafiq tezlik dəyərinin tezlik aralığına düşmə ehtimalını təmsil edir. Ehtimal, ən solda 100% -dən başlayır və ən sağda 0% -lə bitir
Şəkil 4. Tezlik ofsetinin məcmu paylanmasının histoqramı
Eyni zamanda, İTU-R, Şəkil 1268-də göstərildiyi kimi, maksimum tezlik sapmasının məcmu paylanması üçün bir istinad spesifikasiyası (SM5) verir.
Şəkil 5. Maksimum tezlik sapmasının məcmu paylanması üçün istinad spesifikasiyası
Spesifikasiyada deyilir: 75kHz-dən çox tezlik ofset paylanmasının statistik faizi 22% -dən, 80kHz-dən çox tezlik ofset paylanmasının statistik faizi 12% -dən çox deyil və 85kHz-dən çox tezlik ofset paylanmasının statistik faizi 8% -dən çoxdur.
Yuxarıda göstərilən nəzəriyyəyə əsasən, FM siqnallarının ötürmə keyfiyyətinin orijinal səs siqnalının modulyasiya edildikdən sonra FM daşıyıcısı tezlik sapmasının böyüklüyü ilə əlaqəli olduğu məlum ola bilər. Maksimum tezlik sapmasının məcmu paylanmasının ölçülməsi və yaxşılaşdırılması FM siqnallarının ötürmə keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasına kömək edəcəkdir.
2. Avadanlıq təməli
Bu məqalədə mövcud qabaqcıl radio izləmə texnologiyasından istifadə edən və BTİ spesifikasiyalarına cavab verən modul yayım izləmə qəbuledicisi istifadə olunur. Alıcı, yüksək səviyyəli bir rəqəmsal radio qəbuledici moduldan və ən son quraşdırılmış prosessordan ibarətdir. Proqram tərəfindən təyin olunmuş radio arxitekturası və yüksək sürətli məlumat avtobusu qəbuledicinin miqyasını və sınaq sürətini təmin edir. Alıcı FM siqnallarını Beynəlxalq Telekommunikasiya İttifaqının Radioaloqa Sektoru standartlarına və spektr izləmə təlimatlarına uyğun olaraq demodulasiya edir və ölçür və yayım monitorinqi tətbiqləri üçün xüsusi olaraq səs və baz zolaqlı analiz funksiyaları təmin edir. Xüsusi xarakterik parametrlər aşağıdakılardır:
İşğal olunmuş bant genişliyi (İşğal olunmuş genişlik)
Daşıyıcı Ofset (CarrierOffset)
Banddakı güc (PowerinBand)
FM Maksimum Sapma (FMMaximumDeviation)
Əsas kanal siqnalının maksimum tezlik sapması (Maksimum tezlik kanalının dəyişməsi (L + R))
Pilot siqnalın maksimum tezlik sapması (Pilottonun maksimum frekans dəyişməsi)
Subkanal siqnalının maksimum tezlik sapması (Maksimum tezlik frekansının kanalizasiyası (LR)) Yayım monitorinqi qəbul cihazının quruluşu və prinsipial blok diaqramı Şəkil 6-da göstərilmişdir. Rəqəmsal radio qəbuledici modul yüksək sürətli məlumat avtobusu və bir şassidə quraşdırılmışdır sənaye möhkəmləndirilmiş çərçivə. Bu alıcının yerləşmiş idarəedicisi qəbul modulunun idarə edilməsindən və toplanmış məlumatların işlənməsindən məsul olan yüksək sürətli bir prosessordan istifadə edir.
Şəkil 6. Yayım monitorinqi qəbuledicisinin strukturunun blok diaqramı
Rəqəmsal radio qəbul modulu iki alt modulu əhatə edir: RF aşağı çevrilmə modulu və yüksək sürətli ara tezlik əldə etmə modulu.
RF aşağı konversiya modulu aşağıda göstərilən RF tezlik diapazonunu orta tezlik siqnalına çevirir və sonra orta tezlik siqnalını yüksək sürətli orta tezlik əldə etmə moduluna ötürür.
Yüksək sürətli IF toplama modulunun nüvəsi yüksək sürətli ADC (analog-rəqəmsal çevirici) və hardware emal funksiyalarını təmin edən xüsusi bir rəqəmsal aşağı dönüşüm çipidir. Rəqəmsal aşağı konversiya emalı genişzolaqlı siqnalları real vaxtda çıxarır və yayım siqnallarını, simsiz siqnalları və digər rabitə siqnallarını tutmaq üçün uyğun olan əsas lentə çevirir. Rəqəmsal aşağı konversiya emalı toplanan ara tezlikli siqnal dalğa formasını I / Q kompleks siqnal məlumatlarının çıxışına da çevirə bilər. Yüksək sürətli orta tezlik toplama modulu, məlumat ötürülməsi üçün patentləşdirilmiş yüksək sürətli xüsusi bir çip istifadə edir və məlumatları DMA vasitəsilə nəzarətçiyə ötürür, nəzarətçi CPU yükünü azaldır, inkişaf etmiş analiz və işləmə, qrafik ekran və məlumat mübadiləsi. . Şəkil 7-də göstərildiyi kimi:
Şəkil 7. Rəqəmsal radio qəbuledici modul arxitekturası
RF aşağı konversiya modulu əvvəlcə istifadəçinin göstərdiyi kimi siqnalı zəiflədir, yuxarı konversiyadan sonra görüntü tezliyini süzmək üçün səth akustik dalğa filtrini ötürür və sonra çox mərhələli aşağı konversiyanı həyata keçirir və nəhayət ara tezlik siqnalını çıxarır. . RF aşağı konversiya modulu son dərəcə yüksək tezlikli dəqiqlik təmin etmək üçün sistemin istinad saatı olaraq yüksək dəqiqlikli və yüksək sabitlikli sabit temperaturlu kristal osilatordan istifadə edir.
Kompakt qablaşdırmanı asanlaşdırmaq üçün modul yüksək konversiya mərhələsi üçün tələb olunan yüksək tezlikli lokal osilator siqnalını yaratmaq üçün yüksək performanslı bir mikro YIG osilatordan istifadə edir. YIG osilatoru, çox təmiz yüksək tezlikli siqnallar yarada bilən və çox vaxt çox böyük bir növ osilatördür. Avadanlıqdakı RF aşağıya çevrilmə modulu bu sahədə bir kəşf texnologiyasından istifadə edir və dizaynda çox kiçik bir YIG osilatordan istifadə edir. YIG osilatoru istifadəçilərin RF aşağı konversiya modulu tərəfindən tələb olunan tezliyi təyin etməsinə imkan verən müəyyən bir tezlik zolağına uyğunlaşdırıla bilər. RF aşağıya çevrilmə modulunun hərtərəfli tezlik planlaşdırılması və çox mərhələli tezliyə çevrilmə arxitekturası alətin aşağı saxta reaksiyası və böyük dinamik intervalının əla xüsusiyyətlərini təmin edir. Şəkil 8-də göstərildiyi kimi:
\
Şəkil 8. RF aşağı konversiya modulu arxitekturası
Bu məqalədə A stansiyası (səs prosessoru A və ötürücü A daxil olmaqla) və B stansiyası (səs prosessoru B daxil olmaqla) ötürücünün səs prosessorunun tənzimlənməsindən başlayaraq FM yayımının ötürülməsi keyfiyyəti ilə tezlik sapmasının məcmu paylanması arasındakı əlaqə təhlil olunur. və ötürücü Maşın B) Nümunələri müqayisə etmək üçün aşağıdakı təcrübələr hazırlanmışdır.
Bu təcrübə əsasən FM yayımının ötürülmə keyfiyyəti ilə əlaqəsini yoxlamaq üçün səs prosessorunu tənzimləyərək FM siqnalının tezlik sapmasının məcmu paylanmasını yaxşılaşdırır.
3.2, test
Təcrübə müəyyən bir yayım proqramının səs sənədindən istifadə edir, A və B səs prosessorları vasitəsilə işləyir və eyni zamanda ötürülməsi üçün A və B ötürücülərinə ötürür. İki ötürücü eyni parametrlərdən istifadə edir. Radio monitorinq qəbuledicisi sırasıyla A və B vericilərindən gələn radio tezlik siqnallarını qeyd etmək üçün və qeyd olunan siqnallar İTU-RSM.1268.1 standartına görə FM siqnalının maksimum tezlik sapmasının statistik təhlili üçün istifadə edilmişdir. Analiz təcrübəsi prosesinin təsviri Şəkil 9-da göstərilmişdir. Nəticə Şəkil 10-da göstərilmişdir
Şəkil 9. Test prosesi
Şəkil 10. Kümülatif tezlik sapması paylama diaqramı
Təcrübədən əldə olunan tezlik sapmasının statistik paylanmasından, eyni səs faylı üçün A stansiyasının siqnal tezlik sapması əsasən yarımkənd əyrisində 10kHz-95% -dən 35kHz-5% -ə və siqnal tezliyinə bölünür. B stansiyasının sapması əsasən paylama 10kHz-95% -dən 75KHz-95% -ə qədər yarım zəng əyrisi göstərir. İki stansiyanın zaman domeni siqnalları fərqli ehtimal paylama xüsusiyyətlərini göstərir. Bunun əksinə olaraq, B stansiyasının siqnal tezliyi ofseti daha böyükdür.
Dinləmə baxımından B stansiyasının səs keyfiyyəti A stansiyasından daha yaxşıdır və səs səviyyəsi daha yüksəkdir, yəni ötürülmə keyfiyyəti daha yaxşıdır.
3.3, ayıklama
İki səs prosessoruna ötürülən səs sənədləri eyni olduğundan, iki ötürücünün parametrləri də eynidir, lakin A stansiyası və B stansiyasının siqnal tezliyi ofset paylanması fərqlidir və bu, iki stansiyanın səs prosessorlarının fərqli. A səs prosessoru A tərəfindən işlənmiş eyni səs sənədinin siqnal tezliyi sapma amplitüdü nisbətən azdır və bu, A səs prosessorunun ayarının ITU-RSM1268.1 standartına çatmadığını göstərir. Buna görə səs prosessoru A-nı tövsiyə olunan standarta uyğun tənzimlədikdən sonra nəzəri olaraq daha yüksək ötürmə keyfiyyətinə nail olmaq mümkündür. Bu səbəbdən aşağıdakı doğrulama təcrübəsi hazırlanmışdır.
3.4, yoxlama
Bir yayım proqramı A səs prosessoru tərəfindən işlənir və sonra ötürülmə üçün A ötürücüyə ötürülür. Mühəndis fasiləsiz ötürülmə şərti ilə səs prosessorunu A tənzimləyir. Radio monitorinq qəbuledicisi A stansiyasının radio tezlik siqnalını alır və FM siqnalının maksimum tezlik sapmasının statistik analizini aparmaq və səs prosessoru A-nı tənzimləmədən əvvəl və sonra müqayisə etmək üçün ITU-RSM.1268.1 standartını izləyir. doğrulama təcrübəsi Şəkil 11-də göstərilmişdir.
Şəkil 11. Test prosesi
Şəkil 12. Kümülatif tezlik sapmasının paylanması
Frekans sapmasının statistik paylanmasından, eyni proqram mənbəyi üçün, tənzimlənmədən əvvəl siqnal tezliyi sapması əsasən 25kHz-95% -dən 45kHz-5% -ə qədər yarım zəng qıvrımında və tənzimlənmədən sonra siqnal tezliyi sapması əsasən paylanır. 45kHz-dən 95% -ə qədər. 55KHz-95% -ə qədər yarım zəng əyrisi göstərir. Əksinə, tənzimlənən siqnal tezliyinin ofset dəyəri daha böyükdür və paylama daha doludur. Dinləmə baxımından tənzimlənən səs keyfiyyəti və səsi əvvəlkindən xeyli yaxşılaşdırılmışdır.
Dörd, yoxlama təcrübəsinin nəticəsi
Eyni proqram mənbəyində, səs prosessorunun istinad çıxışı səviyyəsini tənzimləyərək, tezlik ofset paylanması daha dolğun və frekans ofset dəyəri daha böyük olması üçün yaxşılaşdırıla bilər.
Eyni səs mənbəyi üçün FM modulyasiyasından sonra maksimum tezlik sapması paylanması demodulyasiya edilmiş səsin həcminə və doymasına təsir göstərə bilər. Səs prosessorunun parametr parametrlərini düzəldərək FM siqnalı daha çox ITU-R spesifikasiyasına uyğundur, bu da dinləmə səsini daha yüksək və daha dolğun edə bilər. Buna görə FM yayım parametrlərini aşkar etmək və yayım əlaqəsindəki avadanlıqları bu parametrlər üçün ITU-R standartına uyğun tənzimləmək üçün yayım izləmə avadanlığının istifadəsi daha yüksək ötürmə keyfiyyəti əldə edə bilər.
Bu həm də FM yayımını izləmək üçün yayım monitorinqi avadanlığının istifadəsinin FM yayımının keyfiyyətini təmin etmək üçün təsirli bir vasitə olduğunu göstərir.
V. Görünüş
Bu məqalədə istifadə olunan proqramın radio arxitekturasına əsaslanan yayım monitorinqi qəbuledicisi, nisbətən az test parametrləri olan bir kanallı bir əldəetmə cihazıdır və əldə edildikdən sonra nisbətən təsirsiz olan əl analizi tələb olunur. Elm və texnologiyanın inkişafı və tərəqqisi ilə birlikdə təcrübədə qarşılaşılan problemlərlə birlikdə gələcək FM yayımının monitorinqi və qəbul cihazları üçün bəzi perspektivlər təklif olunur:
1. 87MHz-dən 108MHz-ə qədər tam zolaqlı FM yayım siqnallarının real vaxt qeydiyyatı.
2. Saat boyu qeyd edə bilən və zamanlama qeydləri kimi inkişaf etmiş funksiyaları həyata keçirə bilən böyük həcmli bir disk seriyası ilə təchiz edilmişdir.
3. Nəzarətsiz izləmə, avtomatik analiz və hesabatların hazırlanması kimi funksiyaları həyata keçirmək üçün uzaqdan idarə oluna bilər.
4. Tezlik spektrini və səs tezliyini istənilən vaxt və istənilən tezlikdə çoxalda bilən verilənlər bazasını dəstəkləyin.
5. Şaxələndirilmiş sistem konfiqurasiyası müxtəlif müştərilərin ehtiyaclarını ödəyə bilər.
6. Proqram və aparatın modul dizaynı sistemin genişləndirilməsi və ikinci dərəcəli inkişaf üçün əlverişlidir.
Bizim digər məhsul:
