Способ сужения полосы частот канала при частотной модуляции

Способ сужения полосы частот канала при частотной модуляции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Щ 65156

1,"ласс 21а4 14О1 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госпланы СССР

Главное управление электрослаботочной промышленности .чангg,i- .

Действительный изобретатель ин-ц R. Лент ПАтРт„-, ТЕ ":"g " "

СПОСОБ СУЖЕНИЯ ПОЛОСЫ ЧАСТОТ КАНАЛА 1 6И6А1 07

ПРИ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Заявлено 26 июня 1941 года в Наркомэлектропроги за 1че 44906 (300863) Опубликовано 31 августа 1946 года

Действие патента распространяется на lo лет от 26 июня 1941 года

В связи с опытами с частотной модуляцией предлагалось применять полосу шириной в 200 кГц. Такая ши1рина считается достаточной для предот1вращения интерференции с соседни1ми станциями.

Г1рактическ и нормальной можно

c÷èòàTü ширину полосы в 150 KI u.

В этом случае при максимальной модулирующей частоте 15000 Гц, несущая частота может изменяться вту или другую с"орону lla 75 к1 ц.

Так назьпваемьпй индекс модуляции при этом равен 5. Нужно, однако, заметить, что этот индекс модуляции не является постоянной величиной, а может изменяться от нуля и почти до бесконечности, в зави" имости от мгновенного значения модулирующей частоты и, от мгновенной интенсивности колебания на этой ча1стоте.

На практике мгновенБиое значение индекса модуляции зависит от характера пе1редачи, т. е. от спектрального распределения звуковой энерги,и.

Аналитическое выражение индекса модуляции дается следующей формулой: кк»

Ю =

Б. где тг. — индекс модуляции, К вЂ” амплитудный коэфи. иент, характеризующий распределение амплитуд в спекпре частот модулирующих колебаний, Е, наибольшая девиация частоты, F„, — модули рующа я частота.

Спектральное распределение амплитуд разлиппных модулирующих частот определяется аплитудным коэфициентом К, зная мгновенные значения которого, можно найти мгновенное значение индекса модуляции.

Наибольшичм динамическим диапазоном и самым широким ра спределением энергии по звуковому спектру обладает, повидимому, сольшой сямфонический оркестр во время игры форте. Большой динамический,диапазон и широкое уаспределение составляющих частот позволяют считать такую передачу предельным случаем, а потом у установка, соответствующая этому гпредель ному случаю, будет очевидно способна переда вать и любую другую лрограмму. № 65156

Как известно, модулированную по частоте волну можно вь|ра3зить математически, пользуясь Беаселг33 ы м и функциями, а ПО это му выра?KQHHro мо ?кто най ти а > Гпли туду Goноевых ча стот, Выражение содержит

Бесселевы функц 33И пе рвсго порядка, имеющие аргументами фактичский индекс модуляции данной бсковой частоты. Считается, что r3 расчет 33ринима ются только тг боковые частоты, амплитуда которых превышает один процент немодулированней несущей частоты. Длясоблюдения этогО ).СЛО33ия нужно п13и аргументах менее 10000 брать все порядочки (боковые частоты) от нуля до величинь3, не?3ИОГО меньшей аргумента.

Ширину полос можно Определить грубо по удвоенному проиэведеншо модули рующей частоты на соответствующий ей индекс модуляции.

При частотной модуляции относительный уровень шумов является функцией индекса модуляции, 3<аН это показал Кросби в его статье

The Service Range of Frequency

Modulation (R.Ñ.À. Review,,1апца Гу, 1940). Деля пополам мак симальную модули рующую частоту, можно найти индекс модуляции для половины всей полосы частот. В случае узкой полосы| он может быть несколько выше, если в пригмнике будет несколько сужена по.юса пропускат3ия зв кО 33ых чаcl o3. Пprl этом, конечно, псст радает точность воспроизведения, что при широковещательном приеме нежелательно.

Настоящее изобретение разрешает э3"и затруднения. Оно Основано на том, что высокочастотные составляющие спектра и3нтгнск»3нсст и испол-няемой перед микрофсном программы настолько малы, что цри частотной:модуляции за метную lмплитку имеют только колебания на боковых частотах первого порядка.

Это обстоятельство и использова но в предлатаез3ом,апособе сужения частоты канала при частотной модуляции.

Согласно предлагаемому способу, амплетуду высоких частот на зчодуляторе передатчика у",меньшают и воостанавли3вают ее Ори. приеме.

Сущность изобретения гпоясняется фи гувра!ми — 6 прилагаемого чертежа. Фиг. I представляет график, изобра?кающи и эффективное изменение частоты при полной модуляции и 31ри нормальной величине индекса модуляции, раиной пяти; фиг. 2 — график спектрального распределения средней интенсивности четырех музьгкальных произведений, исполне: ных симфоническим оркестром из семидесяти пяти инструмеliòñâ; фиг. 3 — график за висимости между индексоз3 модуляции и модулирующей частотой; фиг. 4 — частотная хара,ктеристика корректирующей цепи, применяемой

l3 предлагаемом изобретении; фиг. 5 и 6 — передатчик и приемник с корректирующими цепями, При этом указанные на фигурах величины отдельных элементсв схемы являются TDJIhlKQ илл3острати33ными.

Как показано на фиг. 5, в модуляторе применена корректирующая цепь, понижающая а,мплитуды высокочастотных составляющих спектра переда, ваемых колебаний.

В приемнике (фиг. 6) введена îáратная коррекция, чем пополняются потери при низких модулирующих частотах. Код гкти!рс llama таки33 .Образом происходмт в такой ооласти, в которой шумы приемника мешают мало, а потому уровгнь шумов будет нг выше того, который полуГагтся с гомощью лргдложенных

p;,íåå шарикололоеных слосо;Ов и

ycrpo»ств.

Ннжс Описывается использование этого лроцс=".";са для получения передачи, равноценной широкополосной передаче, при иорм<3ль33ом индексе

330дуляции, раВном о) и rlpH ширине полосы в 40 кНк.

Фиг. 3. лргдставляет фактический индекс модуляции как функци3О модулирующей час готы при нормальном индексе модуляции, равным 5, для си мфоническОГО оркестра из семидесяти пяти инструментов. При этом для кри|вой к ма ксимум модулиру3ощей частоты равен 150100 MHz, а для кривой 13—

10 000 Hz.

Здесь жг дано максимально допуст имое значение индекса модуля/№ 65156

Фнг. 2

Фиг. 1

:Ъ/

z 0I а

Ц

О .OOI

Е

О ооо !

0 HZ

%, /о

rg00

С3 -с с> С ."/ ции при наибольшей девиации

17,5,кНк и иодулирующей частоте

15 000 Hz. 17,5 кНг взяты как удобное ма ксимальное отклонение (девиация частоты), достаточное для всех боковых частот с амплитудами больше одного процента амплитуды немодули ро/ванной несущей частоты и не выходящее 3;1 пределы боковой п-лосы в 20 кНх.

Фиг. 4 изображает частотную характеристику корректирующей схемы, не допускающей появление за пределами б ковыx полос в 20 кНх каких-либо истот с амплитудой свыше одного п роцента. В эту частотну|о характеристи <у входит также стандартное |предварительное усиление ВЧ.

Можно считать, что принятая здесь передача (оркестр) изооражает основные условия люоой программы. Поэтому и/зображенную на фиг. 4 характеристику корректирующей схемы можно считать основИ f00 I000 1ЭООО

Иа3уларун)щая часгаогпа 8 87 ной. В отдельных частных случаях можно менять характеристику с IIDмощью соответствующей вторичной корректирующей схемы, ретулизуемой о/ператором. Можно также HH/.лизировать спектры нескольких/ сравнительно немног:х, видов передач и построить соответствующие корректирующие схемы, что сов сстно с основной постоянной коррекцией делает предлагаемую систему применимой для любых програ/мм передач.

Очевидно, что пр длагаемое изобретение применимо в системах с фазовой модуляцией.

Предмет патента

Способ сужения по:юсы частот канала при частотной модуляции, отличающийся тем, что амплитуду Высоких частОт на моду.аяторе передатчика уменьшают и восстана/вливают при приеме.

100 f000 I0 000 (HZ.№ 65156

Фиг. 3

1000

100

) 10 ф

Фиг. 4

"20 ь!.б 75 КН2

100

1О00

10000 f И2

Фиг. 5

sop Z

r10 сь

0 е>

-10

Е сз -20 сэ .10

8 .01

1000 10000

1О 100

Иа3уларующад ыстота а Н7

¹ 65156

Фиг. 6

ma а

Техн. редактор М. В. Смольякова

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Я43624. Подписано к печати 18/11-1947 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 351

Типография Госпланиздата им. Воронского, г. Калуга