FM útsending með útvarpssendingu til að senda útvarpsmerki
I. Yfirlit
Hugtakið tíðnimótun (FM). FM er helsta leiðin til að átta sig á hátíðni hljóðútsendinga og stereóútsendinga í nútímanum. Það sendir hljóðmerki í tíðnistillingarham. Flutningsaðili FM-bylgjunnar breytist við miðjutíðni flutningsaðilans þegar hljóðstillingarmerki breytist (Miðtíðnin fyrir ómótun) breytist á báðum hliðum og breytingartíðni tíðni fráviks á sekúndu er í samræmi við mótunartíðni hljóðmerkisins . Ef tíðni hljóðmerkisins er 1kHz eru tíðni fráviks breytingartími flutningsaðila einnig 1k sinnum á sekúndu. Stærð tíðnifráviksins fer eftir amplitude hljóðmerkisins.
Hugtakið stereo FM, stereo FM kóðar fyrst merki tveggja hljóðtíðni (vinstri og hægri rás) til að fá sett af lágtíðni samsettum steríómerkjum, og síðan er FM flutt á hátíðnisveitunni. Stereo FM er skipt í þrjár gerðir: tíðnaskiptakerfi (og mismunakerfi), tímaskiptakerfi og stefnulausnakerfi samkvæmt mismunandi vinnsluaðferðum fyrir hljómtæki. Summan mismunakerfið er almennt notað núna. Summa- og mismunakerfið er í hljómtækinu, vinstri (L) og hægri (R) rásarmerkin eru kóðuð fyrst til að mynda summumerkið (L + R) og mismunamerkið (LR) og sumarmerkið er beint sent til mótónuna Flutningsaðilinn er aðalrásarmerkið til að samhæft sé við venjulegt FM-útvarp; mismunamerkið er sent til jafnvægis mótatækisins til að bæla sveigjanleika sveiflujöfnun á undirburðarrásinni og tvöfaldur hliðarbandsins niðurdreginn sveiflujöfnunarbylgja er notuð sem undirrásarmerki, og síðan sameinuð með summumerkinu Blanda til að stilla aðal flutningsaðilann. Tíðnisvið undirrásarmerkisins er 23 til 53kHz (38 ± 15kHz), sem tilheyrir ofurhljóðsviðinu og mun ekki trufla einhliða spilun. Þar sem undir flutningsaðili AM-bylgju bylgjunnar er bældur, getur hljómtækisútvarpið ekki beinlínis dregið úr sendu merki. Þess vegna ætti að mynda 38kHz merki með sömu tíðni og áfanga og undirflutningskerfi sendakerfisins í útvarpinu sem á að dreifa. Af þessum sökum, við sendiendann, á bilinu milli aðal- og undirrásartíðnisrófsins, sendist annað 19kHz (1/2 undirbergjatíðni) stýrimerki (PilotTone) til að "leiðbeina" 38kHz endurnýjaða undirberanum í útvarpinu. Þessi mótunaraðferð er kölluð flugtíðni og hún er einnig mest notaða aðferðin við skiptingu tíðni í hljómtækjum.
Samsvarandi, til að mæla FM merki og stereó FM merki, eru eftirfarandi breytur venjulega mældar í heiminum.
1.1, upptekin bandbreidd
Samkvæmt tilmælum ITU er mæling á bandbreidd merki venjulega byggð á litrófinu með því að nota tvær aðferðir: „β% upptöku bandbreiddar“ og „x-dB bandbreiddar“. Β% upptekin bandvídd er sýnd á mynd 1. Mælingaraðferðin er að telja fyrst heildaraflið í eftirlitsbandbreiddinni og safna síðan krafti litrófslínanna frá báðum hliðum að miðju á litrófinu þar til krafturinn og heildin afl (β / 2)%, skilgreint sem f1 og f2, skilgreind bandvídd er jöfn f2-f1; og x-dB bandbreiddin er sýnd á mynd 2. Mælingaraðferðin er að finna toppinn eða hæsta punktinn á litrófinu og síðan frá hæsta punktinum til beggja hliða Litrófslínurnar tvær gera allar litrófslínurnar utan þessara tveggja litrófslínur að minnsta kosti xdB minni en hæsta punkturinn og tíðnismunurinn sem samsvarar litrófslínunum er bandbreidd.
Í ráðleggingum ITU og útvarps og sjónvarps tekur β venjulega 99 og x tekur venjulega 26, sem er 99% orku bandbreidd og 26dB bandbreidd sem oft er sagt.
Mynd 2. x-dB bandbreidd
1.2 Tíðni frávik
Tíðni frávik í FM merkinu vísar til amplitude tíðnissveiflu FM bylgjunnar, sem breytist með sveiflu upplýsinga (eða raddbylgjuformsins). Tíðnisfrávikið sem venjulega er mælt með tæki eða móttakara vísar í raun til hámarks tíðnifráviks innan tímabils. Dreifing og stærð hámarks tíðni fráviks ákvarða hljóðgæði og hljóð hljóðsins sem heyrist, sem einnig ákvarðar losun FM útvarps. gæði.
Megintilgangur þessarar greinar er að rannsaka flutningsgæði FM-útsendinga, þannig að samkvæmt ofangreindri lýsingu ætti að fylgjast með tíðni móti vísitölu.
ITU-R er með nákvæma lýsingu á mælingu á fráviki FM tíðni:
Mælingaraðferð tíðnifráviks er að taka tíma (ráðlagður tímalengd er 50ms) til að mæla tíðnifrávik miðað við flutningsaðila við hvern sýnatökustað og hámarksgildi er hámarks tíðnifrávik. En til að hafa dýpri skilning á tíðnijöfnuninni er hægt að nota tölfræðilegt súlurit sem uppfært er með tímanum til að tjá merkiseinkenni þess. Sýniritreikningsaðferð tíðnifráviks er sem hér segir:
1). Mældu N hámarks tíðni frávik með 50 ms tímabili. Lengd mælitímabilsins hefur veruleg áhrif á súluritið og því er krafist fasts mælitímabils til að tryggja endurtekjanleika mælingarniðurstaðna. Á sama tíma getur val á 50ms sem mælitímabili tryggt að hámarks tíðni frávik sé enn hægt að mæla á áhrifaríkan hátt þegar mótunartíðnin er eins lág og 20Hz.
2). Skiptu tíðnifrávikssviðinu sem þarf að telja (0 ～ 150kHz í þessari grein), notaðu 1kHz (upplausn) sem eininguna og deildu því í jafna hluta (í þessari grein, 150 jafnir hlutar).
3). Talið fjölda punkta á samsvarandi tíðnisgildi í hverjum skammti og bylgjuformið sem fæst ætti að vera í grófum dráttum eins og sýnt er á mynd 3 (þ.e. tíðnisvið dreifingarfræðirit), þar sem X-ásinn táknar tíðnina og Y-ásinn táknar hámarks tíðni. Fjöldi punkta sem falla á samsvarandi tíðnigildi.
Mynd 3. Súlurit dreifingar tíðnijöfnunar
4). Safnaðu saman punktafjöldanum í hverri skammtastærð og normaliseraðu N með prósentu sem eininguna til að fá línuritið sem sést á mynd 4 (þ.e. histógramm uppsafnaðrar dreifingar tíðnifráviks), þar sem X-ásinn táknar tíðni og Y Ásinn táknar líkurnar á að hámarks tíðnifrávik falli innan tíðnisviðs samsvarandi tíðnigildis. Líkindin byrja 100% lengst til vinstri og enda 0% lengst til hægri
Mynd 4. Súlurit yfir uppsafnaða dreifingu tíðnijafnaðar
Á sama tíma gefur ITU-R tilvísunarlýsingu (SM1268) fyrir uppsafnaða dreifingu hámarks tíðnifráviks, eins og sýnt er á mynd 5.
Mynd 5. Tilvísunarlýsing fyrir uppsafnaða dreifingu hámarks tíðnifráviks
Í forskriftinni kemur fram að: tölfræðilegt hlutfall dreifingar á tíðni móti meiri en 75kHz fer ekki yfir 22%, tölfræðilegt hlutfall tíðni skulda dreifingar meiri en 80kHz fer ekki yfir 12% og tölfræðilegt hlutfall tíðni tíðni dreifingar hærra en 85kHz ekki fara yfir 8%.
Byggt á ofangreindri kenningu er hægt að vita að flutningsgæði FM-merkja tengjast stærð tíðnifráviks FM-flutningsaðila eftir að upphaflega hljóðmerkið er breytt. Að mæla og bæta uppsafnaða dreifingu hámarks tíðnifráviks mun hjálpa til við að bæta flutningsgæði FM-merkja.
2. Vélbúnaðargrunnur
Í þessari grein er notaður útvarpsmóttakari fyrir útvarp sem notar núverandi háþróaða útvarpsvöktunartækni og er í samræmi við ITU forskriftir. Móttakari samanstendur af hágæða stafrænu útvarpsmóttökueiningu og nýjasta innbyggða örgjörva. Hugbúnaðarskilgreindur útvarpsarkitektúr og háhraða gagnabifreið tryggja sveigjanleika og prófhraða móttakara. Móttakandinn rúmar niður og mælir FM-merki í samræmi við staðla Alþjóðasambands geislasamskipta (ITU-R) og handbækur um litrófsvöktun og veitir hljóð- og grunnbandagreiningaraðgerðir sérstaklega fyrir útsendingareftirlitsforrit. Sérstakar einkenni breytur eru sem hér segir:
Upptekin bandvídd (OccupiedBandwidth
Offset flutningsaðili (CarrierOffset)
Power in Band (PowerinBand)
FM hámarks frávik (FMMaximumDeviation)
Hámarks tíðni frávik aðal rás merkis (Hámarks tíðni frávik frá aðalrás (L + R))
Hámarks tíðni frávik stýrimerkisins (Hámarks tíðni fráviks símans)
Hámarks tíðni frávik undirrásarmerkis (Hámarksfrequencydeviationofsubchannel (LR)) Uppbyggingin og meginritmyndin fyrir móttökubúnað fyrir útsendingarvöktun er sýnd á mynd 6. Stafræna útvarpsmóttökueiningin er sett upp í undirvagn með háhraða gagnabifreið og iðnaðarstyrkt ramma. Innbyggður stjórnandi þessa móttakara notar háhraða örgjörva sem sér um að stjórna móttökueiningunni og vinna úr gögnum sem safnað er.
Mynd 6. Blokk skýringarmynd uppbyggingar móttakara útsendingarvöktunar
Stafræna útvarpsmóttökueiningin inniheldur tvo undirþætti: RF niður-breytiseiningu og háhraða millitíðniöflunareiningu.
RF niður-breytiseiningin breytir niður RF-tíðnisviðinu sem er áhugavert í millitíðnimerki og sendir síðan millitíðnimerkið til háhraða millitíðniöflunareiningarinnar.
Kjarni háhraða IF öflunareiningarinnar er háhraða ADC (analog-to-digital breytir) og hollur stafrænn niðurbreytiflís sem veitir vinnsluaðgerðir fyrir vélbúnað. Stafræn niðurbreytingarvinnsla dregur út breiðbandsmerki í rauntíma og breytir þeim niður í grunnband, sem er hentugur til að ná ljósvakamerkjum, þráðlausum merkjum og öðrum samskiptamerkjum. Stafræn niðurbreytingarvinnsla getur einnig umbreytt safnað millibylgjumerkjabylgjulögnum í I / Q flókin merkjagagnaútgang. Háhraða millitíðniöflunareiningin notar einkaleyfisbundna háhraða sérstaka flís til gagnaflutninga og sendir gögn til stjórnandans í gegnum DMA og dregur úr örgjörvaálagi stjórnandans, gerir það kleift að einbeita sér að því að ljúka háþróaðri greiningu og úrvinnslu, grafískri skjá og gagnaskipti. . Eins og sést á mynd 7:
Mynd 7. Stafrænn útvarpsmóttakareining arkitektúr
RF niðurbreytingar einingin dregur fyrst úr merkinu eins og tilgreint er af notandanum, fer yfir yfirborðs hljóðbylgjusíu til að sía út myndtíðni eftir uppbreytingu og framkvæmir síðan margþrepa niðurbreytingu og sendir að lokum millitíðni merki . RF niðurbreytingar einingin notar hánákvæmni og stöðugleika kristals oscillator með stöðugum hitastig sem viðmiðunarklukka kerfisins til að veita mjög mikla tíðni nákvæmni.
Til þess að auðvelda þéttar umbúðir notar einingin afkastamikil YIG sveifluolíu til að búa til hátíðni staðbundna oscillator merki sem krafist er fyrir uppbreytingarstigið. YIG sveiflan er eins konar sveifla sem getur myndað mjög hrein hátíðni merki og er oft mjög stór. RF niðurbreytingar einingin í búnaðinum nýtir byltingartækni á þessu sviði og notar mjög lítinn YIG sveiflu í hönnuninni. Hægt er að stilla YIG-sveifluna á tiltekið tíðnisvið, sem gerir notendum kleift að stilla þá tíðni sem krafist er af RF niðurbreytingar einingunni. Alhliða tíðniáætlun og fjölþrepa tíðni umbreytingar arkitektúr RF niður-umbreytingar einingarinnar tryggir framúrskarandi eiginleika lágs falskrar svörunar tækisins og stóra hreyfisviðsins. Eins og sést á mynd 8:
\
Mynd 8. RF niðurbyggingar mát arkitektúr
Þessi grein greinir tengslin á milli gæða útsendingar FM og uppsöfnuð dreifing tíðni fráviks, frá því að stilla hljóð örgjörva sendisins, með því að nota stöð A (þ.mt hljóð örgjörva A og sendi A) og stöð B (þ.m.t. hljóð örgjörva B og sendivél B) Til að bera saman sýni eru eftirfarandi tilraunir hannaðar.
Þessi tilraun bætir aðallega uppsafnaða dreifingu á tíðnisviki FM-merkisins með því að stilla hljóðvinnsluvélina til að staðfesta tengsl hennar við gæði FM-útsendingar.
3.2, próf
Tilraunin notar hljóðskrá tiltekins útsendingarforrits, vinnur hana í gegnum hljóðvinnsluaðila A og B og sendir þeim til sendanna A og B til flutnings á sama tíma. Sendarnir tveir nota sömu stillingar. Útvarpsvöktunarmóttakinn var notaður til að skrá útvarpsbylgjumerki frá sendum A og B, og skráð merki voru notuð til tölfræðilegrar greiningar á hámarkstíðni fráviks FM-merkisins samkvæmt ITU-RSM.1268.1 staðlinum. Lýsingin á greiningartilraunaferlinu er sýnd á mynd 9. Niðurstaðan er sýnd á mynd 10
Mynd 9. Prófunarferli
Mynd 10. Uppsöfnuð dreifirit fyrir tíðni frávik
Frá tölfræðilegri dreifingu tíðni fráviks sem fengin var við tilraunina, fyrir sömu hljóðskrá, er merki tíðni frávik stöð A aðallega dreift frá 10kHz-95% til 35kHz-5% í hálfri bjölluferli og merki tíðni frávik stöðvar B er aðallega Dreifingin sýnir hálfa bjöllukúrfu frá 10kHz-95% til 75KHz-95%. Tímalén merkjanna tveggja stöðva sýna mismunandi eiginleika dreifingarlíkinda. Aftur á móti er merki tíðni á móti stöð B stærri.
Frá hlustunarsjónarmiði eru hljóðgæði stöðvarinnar B betri en stöðvarinnar A og hljóðstyrkurinn er hærri, það er sendingargæðin eru betri.
3.3, kembiforrit
Þar sem hljóðskrárnar sem sendar eru til hljóðvinnsluvélarinnar eru þær sömu, eru stillingar sendanna tveggja einnig þær sömu, en dreifing merkjatíðni á móti stöð A og stöð B er mismunandi, sem gefur til kynna að hljóðvinnsluvélar stöðvanna tveggja séu öðruvísi. Merki tíðni fráviks amplitude sömu hljóðskrár sem unnið er með hljóð örgjörva A er tiltölulega lítið, sem gefur til kynna að stilling hljóð örgjörva A hafi ekki náð ITU-RSM1268.1 staðlinum. Þess vegna er hægt að ná fræðilega hærri flutningsgæðum eftir að aðlaga hljóðvinnsluvélina A samkvæmt ráðlögðum staðli. Af þessum sökum var eftirfarandi staðfestingartilraun hönnuð.
3.4, sannprófun
Útsendingarþáttur er unninn af hljóðgjafa A og sendur síðan til sendis A til flutnings. Verkfræðingurinn stillir hljóðvinnsluvél A með því að senda stöðugt án truflana. Móttakari útvarpsvöktunarinnar tekur á móti útvarpsbylgjumerki stöðvarinnar A og fylgir ITU-RSM.1268.1 staðlinum til að framkvæma tölfræðilega greiningu á hámarks tíðnifráviki FM-merkisins og bera saman gögnin fyrir og eftir að stilla hljóðvinnsluvélina A. Lýsingin á sannprófunartilraunin er sýnd á mynd 11.
Mynd 11. Prófunarferli
Mynd 12. Dreifing uppsafnaðrar tíðnifráviks
Frá tölfræðilegri dreifingu tíðnifráviks, fyrir sama forritagjafa, dreifist merki tíðni frávik fyrir aðlögun aðallega frá 25kHz-95% til 45kHz-5% í hálfri bjölluferli og merki tíðni frávik eftir aðlögun er aðallega dreift frá 45kHz-95%. Það sýnir hálfa bjölluferil í 55KHz-95%. Aftur á móti er leiðrétt merki tíðni móti hærra og dreifingin er fullari. Frá hlustunarsjónarmiði eru aðlöguð hljóðgæði og hljóðstyrkur verulega bætt miðað við áður.
Fjórir, sannprófunarniðurstaða
Þegar um er að ræða sömu forritagjafa, með því að stilla viðmiðunarútgangsstig hljóðvinnsluvélarinnar, er hægt að bæta tíðnisvið dreifingarinnar til að gera hana fyllri og tíðni móti gildi er stærra.
Fyrir sömu hljóðgjafa getur hámarksdreifing tíðni fráviks eftir FM mótum haft áhrif á hljóðstyrk og mettun demodulaðs hljóðs. Með því að stilla breytustillingar hljóðvinnsluvélarinnar er FM merkið meira í samræmi við ITU-R forskriftina, sem getur gert hlustunarhljóðið háværara og fyllra. Þess vegna getur notkun útsendingareftirlitsbúnaðar til að greina útvarpsstærðir FM og stillt búnaðinn í útvarpstenglinum í samræmi við ITU-R staðalinn fyrir þessar breytur getur fengið meiri flutningsgæði.
Þetta sýnir einnig að notkun útsendingareftirlitsbúnaðar til að fylgjast með FM-útsendingu er árangursrík leið til að tryggja gæði útsendingar FM.
V. Horfur
Útsendingarmóttakari sem byggður er á hugbúnaðarútvarpsarkitektúrnum sem notaður er í þessari grein er einrásar öflunarbúnaður með tiltölulega fáum prófbreytum og krafist er handvirkrar greiningar eftir kaupin, sem er tiltölulega óhagkvæmt. Með þróun og framförum vísinda og tækni, ásamt þeim vandamálum sem upp komu í tilrauninni, eru lagðar til nokkrar horfur fyrir eftirlits- og móttökubúnað FM í framtíðinni:
1. Upptaka í rauntíma FM-útsendingarmerki í fullri sveit frá 87MHz til 108MHz.
2. Útbúið með stórum diskafylki, sem getur tekið upp allan sólarhringinn og áttað sig á háþróaðri aðgerðum eins og tímasetningu.
3. Hægt er að stýra því með fjarstýringu til að átta sig á aðgerðum eins og eftirlitslausu eftirliti, sjálfvirkri greiningu og gerð skýrslna.
4. Styðjið gagnagrunninn, sem getur endurskapað tíðnisvið og hljóðtíðni hvenær sem er og hvenær sem er.
5. Fjölbreytt kerfisstilling getur mætt þörfum mismunandi viðskiptavina.
6. Modular hönnun hugbúnaðar og vélbúnaðar er þægileg fyrir stækkun kerfisins og efri þróun.
önnur varan okkar:
