中电平调节是控制导频信号在复合信号中占到规定的8~10%比例。而相位调节是影响调频发射机整机立体声分离度指标的关键因素之一。导频相位差如果大于3°,发射机的立体声分离度指标就不会理想。
3. 复合信号中第一项与第二项的产生
根据先后研制并使用的立体声编码器采用的电路形式,可以归结为四种方式,以下介绍各自主要特点和实现的基本原理:
(1)矩阵方式立体声编码器
这是最原始的一种方式,电路原理简单,容易理解,但调试困难,性能指标较差。它的框图如下图:
图1-12 矩阵方式立体声编码器框图
低通滤波器和预加重电路是各种方式中原理相同的部分,矩阵方式最大特点就是通过矩阵电路,先得到左、右两路信号的和、差信号,然后将差信号对副载波进行拟制载波的平衡调幅,并通过滤波器滤除三次以上的频率成分,从而得到公式中的第二项。因为经过调制的副信号要通过滤波器而产生了不可避免的相移,因此,主信号也要相应地设置一个相移补偿网络,尽可能使两路信号相移保持一致。
实践证明,矩阵方式立体声编码器原理简单,实现器件均为常见的模拟元件,如主要是变压器、二极管、LC滤波器等,但是这种方式难以获得好的立体声分离度指标,尤其是高
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端频率,由于变压器、滤波器、相移电路的使用,使得调试相当困难,影响分离度的主要因素是主信号和副信号两路的相移差和幅度差。
(2)硬开关方式立体声编码器
这种方式的理论基础建立在脉冲序列信号的富氏级数分析上,它是让左、右路信号分别通过重复频率为38kHz的开关,形成一组脉冲序列;当重复频率为fS(副载波频率38kHz),占空比为50%的方波脉冲序列,幅度为1时,富氏级数展开式为:
fL?t??12121?cos?St??cos3?St??cos5?St??2?3?5式(1-10)
假设以此信号作为左路信号的取样脉冲,用其反向脉冲作为右路信号的取样脉冲,可表
示为:
fR?t??121212?cos?St??cos3?St??cos5?St??2?3?5?式(1-11)
用fL(t)、fR(t)两开关信号分别对左右路信号L、R进行取样,然后相加,并滤去三次以
上各次谐波后得:
L?fL?t??R?fR?t??
1?L?R??2?L?R?cos?St2?式(1-12)
可以看到只要对主信号进行适当电平幅度补偿使其幅度为
2?即可消除主、副信号的幅
度差,而这是很方便作到的。这种方式唯一的缺陷就是三次谐波的最低频率为38×3-15=99(kHz),仍要通过滤波器去滤除,而这一滤波器又难免对复合信号的高端53kHz产生相移影响,因此对高端的分离度提高形成限制,但可满足一般技术性能要求,过去用的较多。
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图1-13 开关方式构成复合信号的波式图(无导频)1-13中, (a) 左声道信号开关取样脉冲,fL(t) (b) 左声道信号L
(c) 取样后的左声道信号,L×fL(t)
(d) 右声道信号开关取样脉冲,fR(t) (e) 右声道信号R
(f) 取样后的右声道信号,R ×fR(t)
(g) 取样后的左、右声道信号之和,L×fL(t) +R ×fR(t) (h) 滤除高次谐波后的左、右声道信号取样之和
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图
图1-14 开关方式形成立体声复合信号的原理及波形
(3)数字频率合成调制法(DSM)
实际上这一方式是开关编码方式的延续,只不过它分别利用38kHz和114kHz开关取样
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所产生的奇次谐波,巧妙的将副载波的三次谐波项互相抵消,从而将滤波器的最低滤除频率从99kHz提高到38×5-15=175(kHz),这样便大大减小了滤波器对副信号的相移影响,使立体声分离度指标保持在50dB以上。是比较常使用的一种方式。
因为这一方式主要依靠取样脉冲同频项相抵消为目的,因此对38kHz和114kHz的取样脉冲必须保证相位准确同步。用数学方式能更好地理解这一过程 :
用重复频率分别为f1=38kHz(w),f3=114kHz(3ω)的矩形脉冲同时对信号取样,其输出分别为:
L2L12L12L1?cos?t??cos3?t??cos5?t?? 2?3?5?72L12Lcos7?t??cos9?t?? 式(1-13) ?9?L2L12LL?f3?t???cos?3??t??cos3?3??t?? 式(1-14)
2?3?1L12L12LL?f3?t????cos3?t??cos9?t?? 式(1-15) 363?9?L?f1?t??
式(1-13)与式(1-15)相加得:
式(1-16)
12L2L12L12LL?f1?t??L?f3?t???cos?t??cos5?t??cos7?t33?5?7?
(4)“软”开关方式立体声编码器
以上介绍的三种方式从原理和实现方法都比较容易理解,尤其是第三种方式也比较实
用。对于要求很高的系统,那就只能用这种称为“软”开关方式的编码器。
“软”开关编码利用了更深更复杂的数学分析,它不是用简单的等幅脉冲对信号取样,
而是用开关脉冲序列形成一个近似的余弦波形,这样便不仅从时间上,而且从幅度上也都有着更严格的要求。简单的说,它是这样来实现的,它是把副载波38kHz的一个周期从时间上
??L?R??L?R??uA?t??C????0.9919cos?St?0.076cos13?St?0.066cos15?st??2?2?
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