Формирователь сигналов дополнительной информации

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для передачи дополнительных кодовых или символьных сообщений одновременно с передачей обычной УКВ-программы. Дополнительные сообщения могут быть адресованы, например водителям автомашин, сотрудникам милиции и т.п. Сущность изобретения состоит в том, что формирователь сигналов дополнительной информации содержит сумматор, два регулируемых фильтра, три блока фазового детектирования, фазовый модулятор, фазовый демодулятор, фазовращатель, управляемый генератор и формирователь частоты, что позволяет повысить качество дальность приема за счет снижения взаимного влияния каналов основной и дополнительной информации до уровня, предусмотренного действующими стандартами, а также расширить области использования устройства за счет использования модифицированного студийного оборудования. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для передачи дополнительных кодовых или символьных сообщений одновременно с передачей обычной УКВ-программы. Дополнительные сообщения могут быть адресованы, например водителям автомашин, сотрудникам милиции и т.п.

Известны формирователи для передачи дополнительной информации в УКВ диапазоне, в которых используют модуляцию второй поднесущей сигналом дополнительной информации, сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом (КСС) и последующее выделение второй поднесущей и дополнительного информационного сигнала, причем в качестве второй поднесущей используют третью гармонику пилоттона КСС (Л1). Эти формирователи содержат сумматор, формирователь третьей гармоники и модулятор, соединенные соответствующим образом. Будучи использованы в системах УКВ-вещания, где пилоттон составляет 19 кГц, его третья гармоника 57 кГц, а зазор между частями спектра КСС, смежными с пилоттоном 8 кГц, известные формирователи дают относительно хорошие результаты. Однако в системах вещания, где упомянутый зазор примерно в 8 раз меньше, уровень шумов и помех, вносимых дополнительным каналом в КСС, оказывается недопустимо высоким.

Известна также радиовещательная система, в которой дополнительный сигнал идентификации передатчика транслируется на дополнительной поднесущей 16, 625 кГц (Л2). Известен также формирователь радиовещательной системы, содержащий сумматор, входы которого соединены с шиной комплексного стереосигнала и выходом модулятора, входы которого соединены с выходом генератора (формирователя) дополнительной поднесущей и шиной дополнительной информации (Л3). Этот формирователь является наиболее близким решением. Однако необходимость генерирования дополнительной поднесущей и последующей ее синхронной демодуляции приводит к усложнению оборудования, не позволяет использовать существующее модифицированное студийное оборудование. Кроме того, известный формирователь не исключает взаимного влияния каналов комплексного стереосигнала (КОС), что снижает качество приема.

Техническим результатом, достигаемым в данном изобретении, является повышение качества и дальности приема за счет снижения взаимного влияния каналов основной и дополнительной информации до уровня, предусмотренного действующими стандартами, а также расширение области использования устройства за счет использования модифицированного студийного оборудования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема формирователя сигналов дополнительной информации; на фиг. 2 схема блока фазового детектирования.

Формирователь сигналов дополнительной информации (далее формирователь) содержит сумматор 1, первый и второй регулируемые фильтры 2 и 3, первый, второй и третий блоки 4 6 фазового детектирования, блок 4 и первый регулируемый фильтр 2 образуют блок 7 для фазовой автоподстройки частоты, фазовый модулятор 8, фазовый демодулятор 9, буферный усилитель 10, фазовращатель 11. Каждый из блоков 4 6 содержит переключатель 12, фазовращатель 13, перемножитель 14, усилитель 15 низкой частоты, фазовый детектор 16, фильтр 17 нижних частот, усилитель постоянного тока 18 и тактовый генератор 19, формирователь также содержит управляемый генератор 20 и формирователь частоты 21.

Формирователь работает следующим образом.

В сумматоре 1 (фиг. 1) комплексный стереосигнал (КСС) УКВ-вещания смешивается с сигналом второй гармоники (62,5 кГц) поднесущей (31,25 кГц), модулированным сигналом дополнительной информации в фазовом модуляторе 8. Выходная частота f_оп управляемого генератора 20 равна 2 Мгц и формирователь частоты 21 вырабатывает из нее поднесущую 31,25 кГц (второй выход формирователя частоты 21) и ее вторую гармонику 62,5 кГц (первый и третий выходы). Регулируемый фильтр 2 настроен на поднесущую так, что с помощью блока 7 осуществляется фазовая автоподстройка частоты f_оп под эту частоту. На первом входе блока 5 также может быть установлен аналогичный фильтр или сигнал на этот вход может поступать с выхода регулируемого фильтра 2. Фазовый демодулятор 9 производит обратное по отношению к фазовому модулятору 8 преобразования, выделяя из модулированного по фазе сигнала вторую гармонику поднесущей, так что в блоке 6 происходит сравнение фаз частоты 62,5 кГц с выхода регулируемого фильтра 3 (или с выхода буферного усилителя 10) и формирователя частоты 21. Результирующий сигнал управляет регулируемым фильтром 3, перестраивая его частоту и осуществляя таким образом фазовую автоподстройку сигнала, поступающего через фазовращатель 11 на второй вход сумматора 1. Фазовращатель 11 позволяет устранить постоянный набег фазы, возникающий в формирователе. В блоках 4-6 тактовый генератор 19 может быть общим. Он формирует частоту, равную тактовой частоте сигнала дополнительной информации. Если эта частота поступает на формирователь извне, вместе с сигналом дополнительной информации, вместо тактового генератора 19 используют формирователь или соответствующую шину.

Выбор частоты тактовый генератора 19 не критичен, она может быть и не связана с другими частотами формирователя, так что тактовый генератор 19 может быть выполнен в виде дополнительного генератора низкой частоты. В исходном положении переключатель 12 (фиг.2) пропускает на выход первый входной сигнал блока фазового детектирования (31,25 кГц или 62,5 кГц), фазовращатель 13 сдвигает его фазу на 90^o, так что в перемножителе 14 формируется импульсный сигнал, пропорциональный разности фаз входных частот блока. Затем по сигналу тактового генератора 19 переключатель 12 переводит блок в режим калибровки, соединяя свой выход с вторым входом блока. В результате подобного периодического переключения сигнал на выходе перемножителя 14 приобретает вид "меандра", амплитуда которого пропорциональна рассогласованию по фазе между входными сигналами блока фазового детектирования. Постоянная составляющая выходного сигнала перемножителя 14 в дальнейшем не используется. Усиленный сигнал детектируется фазовым детектором 16 и после фильтрации и усиления поступает на выход блока. В процессе фазовой (например балансно-фазовой) модуляции поддерживают соотношения амплитуд первой и второй гармоник поднесущей на уровне, не превышающем 0,1^o. Модуляцию осуществляют на интервале, равном 32 периодам второй гармоники поднесущей. Таким образом важнейшей особенностью данного формирователя является использование второй гармоники поднесущей КСС для передачи дополнительной информации. Это выражается в выполнении Формирователя частоты 21 в виде формирователя первой и второй гармоник поднесущей и позволяет улучшить качество приема дополнительной информации и основного канала, снизив их взаимное влияние. Однако, как показал опыт уплотнения каналов УКВ-вещания, достижение указанного результата в полной мере возможно лишь в случае привязки по фазе частот 62,5 кГц и 31,25 кГц с точностью 0,1 0,05⁰, поскольку только в этом случае отношение вещательного сигнала к помехе от дополнительного канала составит около 70 дб. Очевидно, что такие малые фазовые отклонения не могут быть получены в известном формирователе. Именно поэтому в данном формирователе имеются две прецизионных петли фазовой автоподстройки с блоками 5 и 6 по указанным частотам, обеспечивающие точную привязку фаз (постоянная составляющая фазового рассогласования исключается фазовращателем 11, который настраивается в составе всего формирователя по измерительному приемнику). Блок 7, обеспечивая точное равенство частот на своих входах, позволяет для точной привязки частот по фазе использовать сравнительно широкополосные фильтры с пологой фазочастотной характеристикой, обеспечивающие высокую стабильность фазового сдвига. Выполнение блоков 4 6 (фиг.2) позволяет исключить влияние дрейфа усилителей по постоянному току на величину сдвига фаз, перераспределив усиление таким образом, чтобы сосредоточить его в усилителе низкой частоты. При приеме основного и дополнительного каналов влияние дополнительного на основной канал обеспечивается на уровне 60-70 дб.

Формула изобретения

1. Формирователь сигналов дополнительной информации, содержащий сумматор, первый вход которого соединен с шиной комплексного стереосигнала, формирователь частоты, первый выход которого соединен с первым входом модулятора, второй вход которого соединен с шиной дополнительной информации, при этом выход сумматора является выходом формирователя сигналов дополнительной информации, отличающийся тем, что введены первый, второй и третий блоки фазового детектирования, первый и второй регулируемые фильтры, управляемый генератор, фазовращатель и фазовый демодулятор, а модулятор выполнен в виде фазового модулятора, первый вход второго блока фазового детектирования объединен с информационным входом первого регулируемого фильтра и подключен к шине комплексного стереосигнала, выход второго блока фазового детектирования соединен с управляющим входом первого регулируемого фильтра, выход которого подключен к первому входу первого блока фазового детектирования, выход которого соединен с входом управляемого генератора, выход управляемого генератора подключен к тактовому входу формирователя частот, второй выход которого соединен с вторыми входами первого и второго блоков фазового детектирования, выход фазового модулятора подключен к информационному входу второго регулируемого фильтра, выход которого соединен через фазовращатель и непосредственно соответственно с вторым входом сумматора и с первым входом фазового демодулятора, второй вход фазового демодулятора подключен к шине дополнительной информации, выход фазового демодулятора и третий выход формирователя частот соединены соответственно с первым и вторым входами третьего блока фазового детектирования, выход которого подключен к управляющему входу второго регулируемого фильтра.

2. Формирователь по п.1, отличающийся тем, что каждый из блоков фазового детектирования содержит тактовый генератор, переключатель, фазовращатель, перемножитель, усилитель низкой частоты и последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, выход которого и первый информационный вход переключателя являются соответственно выходом и первым входом блока фазового детектирования, при этом выход переключателя через фазовращатель соединен с первым входом перемножителя, второй вход которого объединен с вторым информационным входом переключателя и является вторым входом блока фазового детектирования, выход перемножителя через усилитель низкой частоты соединен с первым входом фазового детектирования, выход тактового генератора подключен к управляющему входу переключателя и второму входу фазового детектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 6-1999

(73) Патентообладатель:ЗАО "РАДИОТЕКСТ"

Договор № 7490 зарегистрирован 17.07.1998

Извещение опубликовано: 27.02.1999