способ контроля радиоканалов передачи дополнительной информации в системе укв-вещания

Формула изобретения

1. Способ контроля радиоканалов передачи дополнительной информации, включающий передачу в эфир радиовещательного сигнала УКВ-программы, прием радиовещательного сигнала УКВ-программы с использованием приемника дополнительной информации и последующие обработку в приемнике дополнительной информации сигналов УКВ-программы и дополнительной информации и индикацию качества приема сигнала дополнительной информации, по которому судят о состоянии канала передачи, отличающийся тем, что в процессе обработки указанных сигналов в приемнике дополнительной информации на радиовещательный сигнал УКВ-программы накладывают сигнал дополнительной информации путем модулирования по частоте выходного сигнала гетеродина приемника дополнительной информации сигналом дополнительной информации на соответствующей поднесущей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве поднесущей сигнала дополнительной информации используют третью гармонику половины поднесущей комплексного стереосигнала.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе формирования сигнала дополнительной информации на соответствующей поднесущей используют фазовую модуляцию третьей гармоники половины поднесущей комплексного стереосигнала сигналом дополнительной информации.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что одновременно с формированием сигнала дополнительной информации на третьей гармонике половины поднесущей комплексного стереосигнала формируют этот сигнал на половине поднесущей комплексного стереосигнала, осуществляя фазовую модуляцию обеих частот сигналом дополнительной информации, а разность фаз между половиной поднесущей и ее третьей гармоникой поддерживают равной 180^o.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в приемнике дополнительной информации одновременно с выделением третьей гармоники половины поднесущей выделяют половину поднесущей, а выделенные сигналы суммируют.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве поднесущей сигнала дополнительной информации используют вторую гармонику поднесущей комплексного стереосигнала, при этом фазовый сдвиг между первой и второй гармониками поднесущей поддерживают не более 0,1^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для проверки и настройки каналов передачи дополнительных кодовых или символьных сообщений, производимых одновременно с передачей обычной УКВ-программы, но без подмешивания на передатчике УКВ как сигнала дополнительной информации, так и какого-либо вспомогательного сигнала.

Известны многочисленные способы передачи дополнительной информации в системе УКВ-вещания. Каждый из них может быть использован и обычно используется и для настройки или проверки самого канала передачи. С этой целью используют возимый приемник сигналов дополнительной информации, подключенный к измерителю достоверности (патент США, 4712241, кл. H 04 H 5/00, 1987). При этом сообщают на студию, например по телефону, о качестве приема в различных точках, с тем чтобы по результатам контроля наладить или настроить студийное оборудование и, в частности, формирователь сигнала дополнительной информации.

В частности, известен способ передачи дополнительной сигнальной информации в системе радиовещания, включающий генерирование двух синусоидальных сигналов различной частоты и их использование для модуляции несущей таким образом, что результирующая амплитуда не превышает амплитуды контрольного стереосигнала (патент США, 4679238, кл. H 04 H 5/00, 1987).

Однако этот способ неприменим в УКВ-диапазоне из-за возникающих искажений основного сигнала.

Известна также радиовещательная система, в которой дополнительный сигнал идентификации передатчика транслируется на дополнительной несущей 16, 625 кГц (патент США, 4481658, кл. H 04 H5/00, 1984 или заявка EP, 0066338, кл. H 04 H 5/00, 1982).

Однако необходимость генерирования дополнительной несущей и последующей ее синхронной демодуляции приводит к усложнению приемного и передающего оборудования, не позволяет использовать существующее модифицированное студийное оборудование. Кроме того, известный способ не исключает взаимного влияния каналов комплексного стереосигнала (КСС), что снижает качество приема.

Проблема передачи и контроля передачи дополнительной информации в системе УКВ-вещания при условии сохранения высокого качества приема основного стереосигнала может быть решена путем использования второй гармоники поднесущей КСС. Однако при этом необходимо очень точно фазировать сигналы частот 31, 25 и 62,5 кГц, что возможно на передающем, но трудно осуществимо на приемном конце канала передачи. При возникновении же даже незначительного сдвига фаз в наиболее широко используемых и высококачественных ключевых декодерах возникает низкочастотный шум, существенно ухудшающий качество основного канала.

Распространен способ передачи дополнительной информации в УКВ-диапазоне, включающий модуляцию второй поднесущей сигналом дополнительной информации, сложение полученного модулированного сигнала с КСС и последующее выделение второй поднесущей и дополнительного информационного сигнала, причем в качестве второй поднесущей используют третью гармонику пилоттона КСС (патент США, 4435843, кл. H 04 B 1/16, 1984; патент США, 4450589, кл. H 04 B 1/16, 1984 или патент США 4584708, кл. H 04 B 1/00, 1986). Будучи использован в зарубежных системах УКВ-вещания, например, A 10 ATA I TEM, где пилоттон составляет 19 кГц, его третья гармоника соответственно 57 кГц, а зазор между частями спектра КСС, смежными с пилоттоном, 8 кГц, известный способ дает относительно хорошие результаты. Однако при его использовании в системе отечественного вещания, где упомянутый зазор примерно в 8 раз меньше, уровень шумов и помех, вносимых дополнительным каналом в КСС, оказывается недопустимо высоким.

Таким образом, все известные способы передачи дополнительной информации в УКВ-диапазоне основаны на суммировании комплексного стереосигнала со второй поднесущей, модулированной сигналом дополнительной информации.

Наиболее близким к предложенному является способ контроля радиоканалов, в том числе и каналов передачи дополнительной информации в системе УКВ-вещания, включающий прием и обработку в приемнике сигнала дополнительной информации, транслируемого в эфир вместе с основным сигналом, и индикацию качества приема (см. вышеупомянутый патент США 4712241).

Известный способ является весьма достоверным, однако его использование сопряжено со значительными трудностями и неудобствами. Так, он не может быть использован в дневное или вечернее время, поскольку ненастроенный канал передачи сигналов дополнительной информации является источником помех для основного канала УКВ-вещания. Еще одним ограничением области использования известного способа является то, что он может быть использован в заводских условиях, поскольку требует трансляции сигналов дополнительной информации в эфир. К недостаткам известного способа относится и то, что измерение осуществляется в точке приема, а настройка - на студии.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования предлагаемого способа, является расширение области использования способа и его упрощение при сохранении достоверности контроля.

Дополнительным результатом является повышение достоверности контроля, качества и дальности приема за счет снижения взаимного влияния каналов основной и дополнительной информации до уровня, предусмотренного действующими стандартами при одновременном увеличении мощности сигнала. Кроме того, ставится задача расширения области использования способа за счет использования модифицированного студийного оборудования.

Указанный результат достигается тем, что в способе контроля радиоканалов передачи дополнительной информации, включающем передачу в эфир радиовещательного сигнала УКВ-программы, прием радиовещательного сигнала УКВ-программы с использованием приемника дополнительной информации сигналов УКВ-программы и дополнительной информации и индикацию качества приемника сигнала дополнительной информации, по которому судят о состоянии канала передачи, в эфир передают только радиовещательный канал УКВ-программы, а в процессе обработки указанного сигнала в приемнике дополнительной информации на радиовещательный сигнал УКВ-программы накладывают сигнал дополнительной информации путем модулирования по частоте выходного сигнала гетеродина приемника дополнительной информации на соответствующей поднесущей.

При этом в качестве поднесущей сигнала дополнительной информации используют третью гармонику половину поднесущей КСС.

Кроме того, в процессе формирования сигнала дополнительной информации на соответствующей поднесущей используют фазовую модуляцию третьей гармоники половины поднесущей КСС сигналом дополнительной информации.

Целесообразно также одновременно с формированием сигнала дополнительной информации на третьей гармонике половины поднесущей КСС формировать этот сигнал на половине поднесущей КСС, осуществляя фазовую модуляцию обеих частот сигналом дополнительной информации, а разность фаз между половиной поднесущей и ее третьей гармоникой поддерживать равной 180^o.

Рекомендуется также в приемнике дополнительной информации одновременно с выделением третьей гармоники половины поднесущей выделять половину поднесущей, а выделенные сигналы суммировать.

И наконец, в качестве поднесущей сигнала дополнительной информации может быть использована и вторая гармоника поднесущей КСС, при этом фазовый сдвиг между первой и второй гармониками поднесущей поддерживают не более 0,1^o.

Таким образом, важнейшей особенностью предлагаемого способа является то, что о состоянии канала передачи дополнительной информации и его возможном влиянии на основной радиовещательный канал судят не по тому, как основной и дополнительный сигналы прошли через эфир, а по характеру совместного воздействия на приемник дополнительной информации прошедшего эфир КСС и используемого в качестве модулирующего сигнала гетеродина сигнала дополнительной информации, не прошедшего через эфир.

Способ осуществляют следующим образом. Формируемый на студии кодером комплексный стереосигнал обычной УКВ-программы излучается в эфир УКВ-передатчиком. На приемной стороне размещают приемник дополнительной информации, в котором установлен управляемый гетеродин, и формирователь сигнала дополнительной информации, конструкция которого описана в вышеприведенных источниках информации (в отличие от предложенного способа формирователь в известных решениях располагают на передающей стороне). При этом в формирователе используется один из следующих видов модуляции: фазовая модуляция второй гармоники поднесущей комплексного стереосигнала (62,5 кГц), фазовая или частотная модуляция на одной из поднесущих частот 46,875 и 15,625 кГц, фазовая или частотная модуляция на обеих указанных частотах, сдвинутых относительно друг друга на 180^o, т.е. находящихся в противофазе. При этом точность задания фазового сдвига должна быть не хуже 2^o, а амплитуда поднесущей на частоте 46,875 кГц должна быть такой, чтобы девиация частоты от сигнала дополнительной информации составляла 12% от девиации частоты, создаваемой поднесущей комплексного стереосигнала на передатчике УКВ. Таким образом, в формирователе происходит модуляция второй поднесущей сигналом дополнительной информации.

В приемнике дополнительной информации, содержащем последовательно соединенные усилитель высокой частоты (на вход последнего поступает комплексный стереосигнал УКВ-программы), смеситель, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, и демодулятор, вместо штатного гетеродина ко второму входу смесителя подключают управляемый гетеродин. Управляющий вход последнего соединяют с выходом формирователя, на вход которого подают сигнал с выхода ЭВМ или персонального компьютера, вырабатывающих кодовый сигнал дополнительной информации. При этом выходной сигнал управляемого гетеродина модулируется по частоте сигналом дополнительной информации на приемной стороне, в результате чего имитируется суммирование комплексного стереосигнала с сигналом дополнительной информации на второй поднесущей на передающем конце.

В основу предлагаемого способа контроля положена прямая пропорциональность выходного сигнала смесителя обоим его входным сигналам. В результате модуляция сигнала на выходе смесителя в приемнике полностью эквивалентна той модуляции, которая имеет место при подмешивании сигнала дополнительной информации на УКВ-передатчик и приеме с использованием штатного приемника дополнительной информации (с обычным гетеродином).

В приемнике, построенном на основе ключевых демодуляторов, в процессе обработки сигнала выделяется вторая гармоника поднесущей или третья гармоника половины поднесущей, из которых выделяется дополнительная информация. Эта информация индицируется или подается на измеритель достоверности, и в случае низкого качества приема настраивается приемник, формирователь, ЭВМ. При этом спектр шумов, обусловленных наличием дополнительного информационного канала на частоте 46,875 кГц, ограничен высокочастотной областью вблизи 15 кГц. Это само по себе способствует снижению уровня слышимых шумов. Кроме того, шумовой сигнал, перенесенный в процессе демодуляции в эту область, практически полностью компенсируется находящимся в противофазе с ним сигналом 15,625 кГц. Подобная компенсация позволяет использовать любой вид модуляции в дополнительном канале, в том числе передавать по нему сразу несколько информационных сигналов при ортогональной модуляции, не ухудшая качества приема основного стереосигнала.

Компенсационный сигнал 15,625 кГц в приемнике дополнительной информации может быть также подвергнут демодуляции и просуммирован с демодулированным сигналом 46,875 кГц. При этом увеличивается дальность приема, повышается достоверность принимаемой информации.

Если компенсационный сигнал 15,625 кГц не используется, наилучшие результаты могут быть получены при использовании фазовой модуляции.

Сказанное в полной мере относится и к использованию второй гармоники поднесущей в качестве дополнительной поднесущей.

Все оборудование, необходимое для контроля и отладки канала передачи дополнительной информации в соответствии с предлагаемым способом, является возимым, что обеспечивает простоту и экспрессность способа. В то же время способ позволяет проверить именно те узлы тракта, которые вносят наибольшие искажения: тракт промежуточной частоты, частотный дискриминатор, фазовый демодулятор. Проверяются и элементы передатчика: формирователь, блок выработки сигнала дополнительной информации. При этом существенно, что подобная проверка может быть осуществлена на местности в условиях реальной шумовой обстановки и в любое время.

Как показали проведенные исследования, способ обеспечивает достоверный контроль дополнительного канала, последующий высококачественный прием сигналов основной и дополнительной информации (отношение сигнал/шум составляет не менее 65 дБ) и требует незначительной доработки существующего оборудования.