Matangazo ya FM na uwasilishaji wa redio ili kupitisha ishara za utangazaji
I. Jumla
Wazo la moduli ya masafa (FM). FM ndiyo njia kuu ya kutambua utangazaji wa sauti ya juu na utangazaji wa stereo katika nyakati za kisasa. Inasambaza ishara za sauti katika hali ya moduli ya masafa. Mchukuaji wa wimbi la FM hubadilika kwenye masafa ya katikati ya mbebaji wakati ishara ya moduli ya sauti inabadilika (Mzunguko wa kituo kabla ya mabadiliko ya sauti) hubadilika pande zote mbili, na mabadiliko ya kupotoka kwa masafa kwa sekunde ni sawa na masafa ya moduli ya ishara ya sauti . Ikiwa masafa ya ishara ya sauti ni 1kHz, mabadiliko ya kupunguka kwa masafa ya mtoa huduma pia ni mara 1k kwa sekunde. Ukubwa wa kupotoka kwa masafa inategemea ukubwa wa ishara ya sauti.
Dhana ya FM ya stereo, FM ya stereo kwanza huweka ishara za masafa mawili ya sauti (njia za kushoto na kulia) kupata seti ya ishara za stereo zenye mchanganyiko wa chini, halafu FM inafanywa kwa mbebaji wa masafa ya juu. Stereo FM imegawanywa katika aina tatu: mfumo wa mgawanyiko wa masafa (na mfumo wa tofauti), mfumo wa mgawanyiko wa wakati, na mfumo wa ishara ya mwelekeo kulingana na njia tofauti za usindikaji wa stereo. Mfumo wa tofauti ya jumla hutumiwa kawaida sasa. Mfumo wa jumla na tofauti uko kwenye moduli ya stereo, ishara za kushoto (L) na kulia (R) zimesimbwa kwanza kuunda ishara ya jumla (L + R) na ishara ya tofauti (LR), na ishara ya jumla ni moja kwa moja iliyotumwa kwa moduli mbebaji hufanya ishara kuu ya kituo kwa usikivu unaofaa na redio ya kawaida ya FM; ishara ya tofauti hutumwa kwa moduli yenye usawa ili kukandamiza moduli ya amplitude ya carrier kwenye subcarrier, na wimbi lililopatikana la bandia mbili lililokandamizwa hutumika kama ishara ya subchannel, na kisha ikachanganywa na jumla ya ishara Changanya kurekebisha carrier kuu. Masafa ya ishara ndogo ya kituo ni 23 hadi 53kHz (38 ± 15kHz), ambayo ni ya anuwai ya sauti kubwa na haitaingiliana na uchezaji wa mono. Kwa kuwa msafirishaji mdogo wa wimbi la kituo kidogo cha AM amekandamizwa, redio ya stereo haiwezi kubomoa moja kwa moja ishara inayotoka. Kwa hivyo, ishara ya 38kHz iliyo na masafa na awamu sawa na mbebaji ndogo ya mfumo wa kupitisha inapaswa kuzalishwa kwenye redio ili kushushwa. Kwa sababu hii, mwisho wa kupitisha, katika kipindi kati ya wigo wa masafa kuu na ya chini ya kituo, ishara nyingine ya majaribio ya 19kHz (1/2 ya trafiki ya kubeba) PilotTone) hupitishwa ili "kuongoza" kiboreshaji kilichobadilishwa cha 38kHz kwenye redio. Njia hii ya moduli inaitwa masafa ya majaribio, na pia ni njia inayotumiwa sana ya kugawanya masafa katika utangazaji wa stereo.
Vivyo hivyo, ili kupima ishara za FM na ishara za FM za stereo, vigezo vifuatavyo kawaida hupimwa ulimwenguni.
1.1, bandwidth iliyochukuliwa
Kulingana na mapendekezo ya ITU, kipimo cha upelekaji wa ishara kawaida hutegemea wigo kwa kutumia njia mbili: "β% ulichukua bandwidth" na "x-dB bandwidth". Band% ya upitaji uliochukuliwa unaonyeshwa kwenye Kielelezo 1. Njia ya kipimo ni kuhesabu kwanza jumla ya nguvu katika upimaji wa ufuatiliaji, na kisha kukusanya nguvu ya laini za wigo kutoka pande zote mbili hadi katikati kwenye wigo hadi nguvu na jumla nguvu (β / 2)%, kwa mtiririko huo hufafanuliwa kama f1 na f2, bandwidth iliyofafanuliwa ni sawa na f2-f1; na upanaji wa x-dB umeonyeshwa kwenye Kielelezo 2. Njia ya upimaji ni kupata kilele au kiwango cha juu kabisa kwenye wigo kwanza, na kisha kutoka sehemu ya juu kabisa hadi pande zote mbili Mistari miwili ya wigo hufanya mistari yote ya macho nje ya hizi mbili. mistari ya macho angalau xdB ndogo kuliko kiwango cha juu, na tofauti ya masafa inayolingana na mistari miwili ya wigo ni upelekaji.
Katika mapendekezo ya ITU na redio na televisheni, β kawaida huchukua 99, na x kawaida huchukua 26, ambayo ni kipimo cha nguvu cha 99% na bandwidth ya 26dB ambayo husemwa mara nyingi.
Kielelezo 2. x-dB bandwidth
1.2 Kupotoka kwa masafa
Kupotoka kwa masafa katika ishara ya FM inahusu ukubwa wa swing ya frequency ya wimbi la FM, ambalo hubadilika na kushuka kwa muundo wa habari (au sauti). Kupotoka kwa masafa kawaida hupimwa na chombo au mpokeaji kwa kweli inahusu upotovu wa kiwango cha juu ndani ya kipindi cha muda. Usambazaji na saizi ya upeo wa kiwango cha juu huamua ubora wa sauti na sauti ya sauti inayosikika, ambayo pia huamua utokaji wa redio ya FM. ubora.
Kusudi kuu la nakala hii ni kusoma ubora wa usambazaji wa utangazaji wa FM, kwa hivyo kulingana na maelezo hapo juu, faharisi ya kukabiliana na masafa inapaswa kuzingatiwa.
ITU-R ina maelezo ya kina ya kipimo cha kupotoka kwa masafa ya ishara ya FM:
Njia ya upimaji wa masafa ni kuchukua muda (urefu uliopendekezwa wa urefu ni 50ms) kupima kupotoka kwa masafa kwa jamaa na mbebaji katika kila sehemu ya sampuli, na thamani ya juu ni upeo wa kiwango cha juu cha mzunguko. Lakini ili kuwa na uelewa wa kina wa kukabiliana na masafa, histogram ya takwimu iliyosasishwa kwa wakati inaweza kutumika kuelezea sifa zake za ishara. Njia ya hesabu ya histogram ya kupotoka kwa masafa ni kama ifuatavyo.
1). Pima kupotoka kwa kiwango cha juu cha N na kipindi cha 50ms. Urefu wa kipindi cha kipimo utaathiri sana histogram, kwa hivyo kipindi cha kipimo kilichowekwa kinahitajika ili kuhakikisha kurudia kwa matokeo ya kipimo. Wakati huo huo, kuchagua 50ms kama kipindi cha kipimo kunaweza kuhakikisha kuwa kupotoka kwa masafa bado kunaweza kupimwa vizuri wakati masafa ya moduli ni ya chini kama 20Hz.
2). Gawanya anuwai ya kupotoka ambayo inahitaji kuhesabiwa (0 ～ 150kHz katika nakala hii), ukitumia 1kHz (azimio) kama kitengo, na ugawanye katika sehemu sawa (katika nakala hii, sehemu 150 sawa).
3). Katika kila aliquot, hesabu idadi ya alama kwenye thamani inayofanana ya masafa, na muundo wa mawimbi uliopatikana unapaswa kuwa kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3 (yaani, histogram ya usambazaji wa kukabiliana na masafa), ambapo mhimili wa X unawakilisha masafa, na mhimili Y mzunguko wa juu. Idadi ya vidokezo vinavyoanguka kwenye thamani inayofanana ya masafa.
Kielelezo 3. Histogram ya usambazaji wa kukabiliana na masafa
4). Kusanya idadi ya alama katika kila aliquot, na urekebishe N na asilimia kama kitengo cha kupata grafu iliyoonyeshwa kwenye Kielelezo 4 (yaani histogram ya usambazaji wa kuongezeka kwa kupotoka kwa masafa), ambapo mhimili wa X unawakilisha masafa, na Y Mhimili inawakilisha uwezekano wa kuwa upeo wa kiwango cha juu cha mzunguko huanguka chini ya masafa ya thamani inayofanana ya masafa. Uwezekano huanza kwa 100% upande wa kushoto zaidi na kuishia kwa 0% kulia kulia
Kielelezo 4. Historia ya usambazaji wa nyongeza ya masafa
Wakati huo huo, ITU-R inatoa uainishaji wa kumbukumbu (SM1268) kwa usambazaji wa jumla wa kupotoka kwa kiwango cha juu, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 5.
Kielelezo 5. Uainishaji wa marejeleo ya usambazaji wa jumla wa kupotoka kwa masafa ya juu
Uainishaji unasema kuwa: asilimia ya takwimu ya usambazaji wa kukabiliana na masafa zaidi ya 75kHz hauzidi 22%, asilimia ya takwimu ya usambazaji wa kukabiliana na masafa zaidi ya 80kHz hauzidi 12%, na asilimia ya takwimu ya usambazaji wa kukabiliana na masafa zaidi ya 85kHz haifanyi kisichozidi 8%.
Kulingana na nadharia hiyo hapo juu, inaweza kujulikana kuwa ubora wa usafirishaji wa ishara za FM unahusiana na ukubwa wa kupotoka kwa frequency ya carrier wa FM baada ya ishara ya sauti ya asili kusambazwa. Kupima na kuboresha usambazaji wa jumla wa kupotoka kwa kiwango cha juu itasaidia kuboresha ubora wa usafirishaji wa ishara za FM.
2. Msingi wa vifaa
Nakala hii hutumia mpokeaji wa ufuatiliaji wa matangazo ya kawaida ambayo hutumia teknolojia ya kisasa ya ufuatiliaji wa redio na inatii maelezo ya ITU. Mpokeaji ana moduli ya upokeaji wa redio ya hali ya juu na processor iliyowekwa hivi karibuni. Usanifu wa redio uliofafanuliwa na programu na basi ya data ya kasi huhakikisha kutoweka na kasi ya mtihani wa mpokeaji. Mpokeaji hubomoa na kupima ishara za FM kulingana na viwango vya Sekta ya Mawasiliano ya Umoja wa Kimataifa wa Mawasiliano (ITU-R) na miongozo ya ufuatiliaji wa wigo, na hutoa kazi za uchambuzi wa sauti na baseband haswa kwa matumizi ya ufuatiliaji wa matangazo. Vigezo maalum vya tabia ni kama ifuatavyo:
Bandwidth iliyokaliwa (InashughulikiwaBandwidth
Kikomo cha Vimumunyishaji (CarrierOffset)
Nguvu katika Bendi (PowerinBand)
Kupotoka kwa kiwango cha juu cha FM (FM Upeo wa Upeo)
Kupotoka kwa masafa ya juu ya ishara kuu ya kituo (Upeo wa upitishaji wa mzunguko wa umeme
Kupotoka kwa kiwango cha juu cha ishara ya rubani (Upeo wa mzunguko upungufu wa ndege
Kupotoka kwa kiwango cha juu cha ishara ya subchannel (Maximumfrequencydeviationofsubchannel (LR)) Muundo na muundo wa kanuni ya vifaa vya upokeaji wa ufuatiliaji wa matangazo unaonyeshwa kwenye Mchoro 6. Moduli ya kupokea redio ya dijiti imewekwa kwenye chasisi na basi ya data ya kasi na fremu iliyoimarishwa viwandani. Kidhibiti kilichoingia cha mpokeaji huyu hutumia processor ya kasi, ambayo inawajibika kudhibiti moduli ya kupokea na kusindika data iliyokusanywa.
Picha 6. Mchoro wa kuzuia muundo wa mpokeaji wa ufuatiliaji wa matangazo
Moduli ya kupokea redio ya dijiti inajumuisha moduli mbili ndogo: Moduli ya kushuka chini ya RF na moduli ya upatikanaji wa masafa ya kati ya kasi.
Moduli ya ubadilishaji chini ya RF hubadilisha bendi ya masafa ya RF kuwa ishara ya masafa ya kati, na kisha hupeleka ishara ya masafa ya kati kwa moduli ya upatikanaji wa masafa ya kati ya kasi.
Kiini cha moduli ya upatikanaji wa kasi ya IF ni ADC ya kasi (kibadilishaji cha analog-to-digital) na chipu ya uongofu chini ya dijiti ambayo hutoa kazi za usindikaji wa vifaa. Usindikaji wa dijiti wa usindikaji wa dijiti huonyesha ishara za upana kwa wakati halisi na kuzibadilisha kuwa baseband, ambayo inafaa kwa kunasa ishara za matangazo, ishara zisizo na waya na ishara zingine za mawasiliano. Usindikaji wa ubadilishaji chini wa dijiti pia unaweza kubadilisha muundo wa mawimbi ya masafa ya kati yaliyokusanywa kuwa I / Q pato la data tata. Moduli ya upataji wa masafa ya kati ya kasi hutumia chip iliyo na hati miliki yenye kasi kubwa ya kupitisha data, na inasambaza data kwa mtawala kupitia DMA, ikipunguza mzigo wa CPU ya mtawala, ikiruhusu ikamilishe uchambuzi na usindikaji wa hali ya juu, onyesho la picha, kubadilishana data. . Kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 7:
Kielelezo 7. Usanifu wa moduli ya mpokeaji wa redio ya dijiti
Moduli ya kushuka chini ya RF kwanza hupunguza ishara kama ilivyoainishwa na mtumiaji, hupitisha kichujio cha mawimbi ya sauti ili kuchuja masafa ya picha baada ya ubadilishaji wa juu, na kisha hufanya ubadilishaji wa hatua nyingi chini, na mwishowe hutoa ishara ya masafa ya kati. . Moduli ya ubadilishaji chini ya RF hutumia oscillator ya kiwango cha juu cha usahihi na utulivu wa hali ya juu kama saa ya kumbukumbu ya mfumo ili kutoa usahihi wa hali ya juu sana.
Ili kuwezesha ufungaji wa kompakt, moduli hutumia oscillator ya utendaji wa hali ya juu ya micro ili kutoa ishara ya oscillator ya hali ya juu inayohitajika kwa hatua ya ubadilishaji wa juu. Oscillator ya YIG ni aina ya oscillator ambayo inaweza kutoa ishara safi sana za masafa ya juu na mara nyingi ni kubwa sana. Moduli ya ubadilishaji chini ya RF kwenye vifaa hutumia teknolojia ya mafanikio katika uwanja huu na hutumia oscillator ndogo sana ya YIG katika muundo. Oscillator ya YIG inaweza kupangwa kwa bendi maalum ya masafa, ikiruhusu watumiaji kuweka masafa yanayotakiwa na moduli ya kushuka kwa RF. Upangaji kamili wa masafa na usanifu wa masafa anuwai ya moduli ya moduli ya ubadilishaji chini ya RF inahakikisha sifa nzuri za majibu ya chini ya uwongo wa chombo na anuwai kubwa ya nguvu. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 8:
\
Kielelezo 8. Usanifu wa moduli ya ubadilishaji wa RF chini
Nakala hii inachambua uhusiano kati ya ubora wa usambazaji wa utangazaji wa FM na usambazaji wa jumla wa kupotoka kwa frequency, kuanzia kurekebisha processor ya sauti ya transmitter, kwa kutumia kituo A (pamoja na processor ya sauti A na transmita A) na kituo B (pamoja na processor ya sauti B na mashine ya kusambaza B) Kulinganisha sampuli, majaribio yafuatayo yameundwa.
Jaribio hili linaboresha zaidi usambazaji wa nyongeza ya kupotoka kwa masafa ya ishara ya FM kwa kurekebisha processor ya sauti ili kudhibitisha uhusiano wake na ubora wa usambazaji wa matangazo ya FM.
3.2, jaribu
Jaribio linatumia faili ya sauti ya programu fulani ya utangazaji, inaichakata kupitia wasindikaji wa sauti A na B, na kuwasambaza kwa watumaji A na B kwa usambazaji kwa wakati mmoja. Vipeperushi viwili hutumia mipangilio sawa. Mpokeaji wa ufuatiliaji wa redio alitumika kurekodi ishara za masafa ya redio kutoka kwa wasambazaji wa A na B mtawaliwa, na ishara zilizorekodiwa zilitumika kwa uchambuzi wa takwimu ya upeo wa kiwango cha juu cha ishara ya FM kulingana na kiwango cha ITU-RSM.1268.1. Maelezo ya mchakato wa majaribio ya uchambuzi umeonyeshwa kwenye Mchoro 9. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 10
Kielelezo 9. Mchakato wa mtihani
Kielelezo 10. Mchoro wa usambazaji wa kupunguka kwa mzunguko
Kutoka kwa usambazaji wa takwimu wa kupotoka kwa masafa uliopatikana kutoka kwa jaribio, kwa faili ile ile ya sauti, kupotoka kwa masafa ya ishara ya kituo A husambazwa sana kutoka 10kHz-95% hadi 35kHz-5% katika nusu-kengele, na masafa ya ishara Kupotoka kwa kituo B ni haswa Usambazaji unaonyesha curve ya nusu-kengele kutoka 10kHz-95% hadi 75KHz-95%. Ishara za kikoa cha wakati wa vituo viwili zinaonyesha sifa tofauti za usambazaji. Kwa upande mwingine, kukabiliana na masafa ya ishara ya kituo B ni kubwa zaidi.
Kwa mtazamo wa kusikiliza, ubora wa sauti wa kituo B ni bora kuliko ile ya kituo A, na sauti ni kubwa zaidi, ambayo ni, ubora wa usambazaji ni bora.
3.3, utatuaji
Kwa kuwa faili za sauti zinazosambazwa kwa wasindikaji wawili wa sauti ni sawa, mipangilio ya vipeperushi viwili pia ni sawa, lakini usambazaji wa mzunguko wa ishara ya kituo A na kituo B ni tofauti, ikionyesha kuwa wasindikaji wa sauti wa vituo viwili ni tofauti. Kiwango cha kupotoka kwa masafa ya ishara ya faili ile ile ya sauti iliyosindika na processor ya sauti A ni ndogo, ikionyesha kwamba mpangilio wa processor ya sauti A haijafikia kiwango cha ITU-RSM1268.1. Kwa hivyo, baada ya kurekebisha processor ya sauti A kulingana na kiwango kilichopendekezwa, ubora wa maambukizi ya kinadharia unaweza kupatikana. Kwa sababu hii, jaribio lifuatalo la uthibitishaji lilibuniwa.
3.4, uthibitishaji
Programu ya utangazaji inasindika na processor ya sauti A na kisha kupitishwa kwa transmitter A kwa usambazaji. Mhandisi hurekebisha processor ya sauti A chini ya hali ya usambazaji usiokatizwa. Mpokeaji wa ufuatiliaji wa redio anapokea ishara ya masafa ya redio ya kituo A na anafuata kiwango cha ITU-RSM.1268.1 kufanya uchambuzi wa takwimu ya upeo wa kiwango cha juu cha ishara ya FM, na kulinganisha data kabla na baada ya kurekebisha processor ya sauti A. Maelezo ya jaribio la uthibitishaji linaonyeshwa kwenye Kielelezo 11.
Kielelezo 11. Mchakato wa mtihani
Kielelezo 12. Usambazaji wa kupunguka kwa mzunguko wa nyongeza
Kutoka kwa usambazaji wa takwimu wa kupotoka kwa masafa, kwa chanzo hicho hicho cha programu, kupotoka kwa masafa ya ishara kabla ya marekebisho husambazwa hasa kutoka 25kHz-95% hadi 45kHz-5% katika nusu-kengele, na kupotoka kwa masafa ya ishara baada ya marekebisho husambazwa sana kutoka 45kHz-95%. Inaonyesha curve ya nusu-kengele hadi 55KHz-95%. Kwa upande mwingine, thamani ya kukabiliana na mzunguko wa ishara ni kubwa, na usambazaji umejaa zaidi. Kutoka kwa mtazamo wa kusikiliza, ubora wa sauti uliobadilishwa na sauti huboreshwa sana ikilinganishwa na hapo awali.
Nne, hitimisho la majaribio ya uthibitishaji
Katika kesi ya chanzo hicho hicho cha programu, kwa kurekebisha kiwango cha pato la kumbukumbu ya processor ya sauti, usambazaji wa kukabiliana na masafa unaweza kuboreshwa kuifanya iwe kamili na dhamana ya kukabiliana na masafa ni kubwa.
Kwa chanzo hicho hicho cha sauti, usambazaji mkubwa wa kupotoka kwa masafa baada ya moduli ya FM inaweza kuathiri sauti na kueneza kwa sauti iliyobomolewa. Kwa kurekebisha mipangilio ya parameter ya processor ya sauti, ishara ya FM inaambatana zaidi na ufafanuzi wa ITU-R, ambayo inaweza kufanya sauti ya kusikiliza iwe juu zaidi na kamili. Kwa hivyo, utumiaji wa vifaa vya ufuatiliaji wa utangazaji kugundua vigezo vya utangazaji vya FM na kurekebisha vifaa kwenye kiunga cha utangazaji kulingana na kiwango cha ITU-R kwa vigezo hivi inaweza kupata ubora wa usambazaji wa juu.
Hii pia inaonyesha kuwa matumizi ya vifaa vya ufuatiliaji wa utangazaji kufuatilia utangazaji wa FM ni njia bora ya kuhakikisha ubora wa usambazaji wa matangazo ya FM.
Mtazamo wa V.
Mpokeaji wa ufuatiliaji wa matangazo kulingana na usanifu wa redio ya programu iliyotumiwa katika kifungu hiki ni kifaa cha upatikanaji wa kituo kimoja na vigezo vichache vya majaribio, na uchambuzi wa mwongozo unahitajika baada ya ununuzi, ambao hauna tija. Pamoja na maendeleo na maendeleo ya sayansi na teknolojia, pamoja na shida zilizojitokeza katika jaribio, matarajio mengine ya ufuatiliaji na upokeaji wa matangazo ya FM ya baadaye yanapendekezwa:
1. Kurekodi halisi kwa saa kamili ya bendi ya FM kutoka 87MHz hadi 108MHz.
2. Ina vifaa vya safu kubwa ya diski, ambayo inaweza kurekodi saa nzima na kugundua kazi za hali ya juu kama kurekodi muda.
3. Inaweza kudhibitiwa kwa mbali kutambua kazi kama ufuatiliaji ambao haujashughulikiwa, uchambuzi wa kiatomati na uundaji wa ripoti.
4. Saidia hifadhidata, ambayo inaweza kuzaa wigo wa masafa na masafa ya sauti wakati wowote na kwa masafa yoyote.
5. Usanidi wa mfumo anuwai unaweza kukidhi mahitaji ya wateja tofauti.
6. muundo wa msimu wa programu na vifaa ni rahisi kwa upanuzi wa mfumo na maendeleo ya sekondari.
bidhaa zetu nyingine:
