Дипломная (вкр): Измерение характеристик сигналов стереофонического радиовещания

частотный диапазон: 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 500 кГц;

начальная частота: 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц.

Минимальные требования к ПК:

IBM совместимый ПК с операционной системой Windows™ 2000/XP/Vista;

VGA дисплей (1024x768);

10 МБ свободного места на диске;

мышка;

CD или CD/DVD-ROM плейер;

свободный USB порт.

Запуск программы

Найти ярлык программы Pc-Lab2000LT (в меню Пуск - Программы - Pc-Lab2000LT). Кликнуть на ярлыке для запуска программы. Может появиться сообщение loading, please wait (идет загрузка, подождите). На корпусе прибора загорится светодиод.

При запуске программы автоматически подгружается модуль осциллографа и генератора, показанный на рисунке ниже. Если возникла ошибка в работе (например, если прибор не определился компьютером) отключить и повторно подключить USB кабель. Провести процедуру включения повторно.

Примечания:

При первом включении питания осциллографа он автоматически проведет процесс самокалибровки.

Модуль осциллографа (Рис.30)

Модуль осциллографа представляет набор удобных функций для работы с цифровым записывающим осциллографом.

Подключить тестируемое устройство ко входу осциллографа (следить за максимальным значением на входе осциллографа).

Рис.30 Окно осциллографа

начать измерения с помощью кнопки;

Trigger OFF (6);

нажатьRUN (7);

выбрать требуемый канал и настройки вертикальной развертки volts/div или нажать режим автоматических настроек "Auto-set";

выбрать необходимую горизонтальную развертку (8);

Для триггерного запуска:

выбрать канал триггера (5);

выбрать наклон сигнала (4);

установить триггер на ON (6);

с помощью движкового переключателя выбрать уровень триггера (3). С левой стороны появится индикатор триггера (1).

Модуль спектроанализатора (Рис.31)

Модуль спектроанализатора - мощный инструментарий, позволяющий визуализировать частотный спектр сигнала с помощью анализатора Фурье.

Рис.31 Окно спектроанализатора

подключить вход осциллографа к тестируемой цепи (следить за максимальным значением на входе осциллографа)

проанализировать сигнал в режиме осциллографа

убедиться, что сигнал не выходит за пределы экрана

запустить анализатор спектра

выбрать требуемый частотный диапазон, убедиться, что установленные настройки позволят отобразить сигнал на дисплее полностью(3)

- при необходимости выбрать канал и настройки по вертикали(2).

.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОАНИЯ СИГНАЛОВ СТЕРЕОФОНИЧЕСКОГО РАДИОВЕЩАНИЯ

2.2.1 Порядок проведения измерений

- Проверить выполнение требований по ТБ.

Изучить структурную схему стереодекодера радиоприемника.

На принципиальной схеме радиоприемника (рис. 27) найти выходы сигналов каналов, выход и фильтр схемы фазовой автоподстройки частоты.

Подключить прибор PCSGU250 к персональному компьютеру и радиоприемнику в соответствии с рис.32.

Рис.32

Разъем USB прибора PCSGU250 соединить с разъемом USB персонального компьютера стандартным USB кабелем. Коаксиальные кабели с разъемами BNC, выведенные из радиоприемника, подключить к входам прибора PCSGU250. Сетевой шнур радиоприемника подключить к сети переменного тока 220 В. Регулировку громкости радиоприемника вывести на минимум.

Включить персональный компьютер. Запустить программу "PC-Lab 2000 LT". Убедиться, что на передней панели прибора PCSGU250 светится индикатор "Ready".

Исследовать временные диаграммы и спектры сигналов стереофонического вещания с пилот-тоном

Включить радиоприемник. Установив небольшой уровень громкости, настроить приемник на какую-либо радиостанцию FM диапазона (87 - 108 МГц). Переключая режимы "Стерео/Моно", проверить наличие стереофонической передачи. Установить режим "Стерео"

Выбрать режим "Oscilloscope" прибора PCSGU250. Включить осциллограф, нажав кнопку "Run". Установить скорость развертки (справа от экрана осциллографа) 1 мс/дел. Установить диапазоны напряжений и смещения уровней в двух каналах (под экраном) так, чтобы получить осциллограммы. Зафиксировать осциллограммы, отжав кнопку "Run".

Переключить приемник в режим "Моно". Получить и зафиксировать осциллограммы сигналов в обоих каналах. Сравнить с осциллограммами в режиме "Стерео".

Включить режим радиоприемника "Стерео". Включить режим прибора PCSGU250 "Spectrum Analyzer". Установить диапазон частот ("Freq.Range") 60 кГц. Диапазоны напряжений оставить как в предыдущем пункте. Включить канал 1. Включить анализатор кнопкой "Run". Получить спектр и зафиксировать его, отжав кнопку "Run".

Включить курсоры, выбрав в меню пункт "View" - "Markers (FFT) f&V". Переместить мышью вертикальный курсор так, чтобы он совпал с вершиной пика пилот-тона в спектре. Убедиться по индикатору под экраном, что частота пилот-тона примерно 19 кГц.

Включить канал 2 и получить спектр сигнала на выходе декодера. Установить вертикальный курсор на пик, соответствующей поднесущей частоте. Убедиться, что частота поднесущей равна 38 кГц.

Переключить радиоприемник в режим "Моно". Получить спектры сигналов в двух каналах. Отметить на них положение пилот-тона. Записать, есть ли на этих спектрах поднесущая и надтональная часть КСС.

Переключить радиоприемник в режим "Стерео".

Исследовать спектры сигналов стереофонического радиовещания с полярной модуляцией

Включить режим прибора PCSGU250 "Spectrum Analyzer", канал 1. Контролируя спектр сигнала, настроить радиоприемник на какую-либо радиостанцию в диапазоне 66 - 74 кГц, ведущую вещание в системе с полярной модуляцией. Признаком настройки на такую радиостанцию будет наличие в спектре пика на частоте поднесущей 31,25 кГц. Зафиксировать спектр. Установить вертикальный курсор на этот пик. Зарисовать спектр в отчет, отметив измеренное значение частоты поднесущей.

Получить спектр сигнала на выходе декодера, переключив прибор на канал 2. Измерить частоту поднесущего колебания.

2.2.2 Результаты измерений системы с пилот-тоном

Горизонтальная развертка -1мс/дел для осциллографа и 60/120кГц для спектрографа, разрешение по напряжению устанавливается исходя из уровня сигнала, и выбирается достаточным для нормального наблюдения сигналов.

Сигналы на выходах противофазные.

Выход ФД - Синий (1).

Выход стереодекодера (П) - Красный (2).

Временные диаграммы КСС на выходе ФД и стереодекодера в режиме стерео приема.

Временные диаграммы КСС на выходе ФД и стереодекодера в режиме моно приема.

Спектрограммы КСС на выходе ФД:

в стерео режиме

в моно режиме

Спектрограммы КСС на выходе стереодекодера:

в стерео режиме

в моно режиме

На временных диаграммах видно сильное «уплотнение» колебания при стерео режиме, и на оборот при моно режиме более «чистое» колебание, это может говорить о наличии высокочастотных составляющих. На спектрограммах видны два характерных подъема в районе 19кГц и 38кГц, при чем подъем на частоте 19кГц присутствует постоянно не зависимо от включенного режима(моно/стерео). При переключении в моно режим подъем в районе 38 кГц пропадает что соответствует подавлению поднесущей, а следовательно и подавлению стереоэффекта, поскольку разностная (надтональная) часть сигнала не детектируется. Из этого следует, что пилот-тон присутствует в принимаемом радиосигнале всегда, а поднесущая частота восстанавливается или нет, в зависимости от режима приема и отношения сигнал/шум в радиоканале (блок AUTOBLEND в ИМС CXA1538).

2.2.3 Результаты измерений системы с ПМК

Поскольку радиоприемник в данной магнитоле имеет стереодекодер для детектирования только пилот тона, то на выходе стереодекодера будет только монофонический сигнал, и о наличие стерео эффекта будет возможно судить только по спектрограммам.

Временные диаграммы будут иметь следующий вид (параметры измерительных приборов те же, что и в предыдущем пункте):

Спектр КСС на выходе ФД

Спектр КСС на выходе стереодекодера

На представленных выше осциллограммах так же присутствует «уплотнение» колебания на выходе ФД, а на выходе стереодекодера данное «уплотнение» отсутствует, что свидетельствует о том, что надтональная часть не проходит через стереодекодер.

По спектрограммам можно говорить о том, что принимаемый сигнал стереофонический, поскольку присутствует ярко выраженная поднесущая частота (подъем в районе 31,12 кГц) и небольшие колебания амплитуды спектральных составляющих около нее (20кГц-40кГц).

Заключение

В данном дипломном проекте был разработан лабораторный стенд для изучения спектра стереофонического сигнала. Были получены спектрограммы и осциллограммы сигналов в системах с ПМК и пилот-тоном, которые соответствуют спектрам описанным в теоретической части. Принцип работы стереодекодера радиоприемника магнитолы соответствует принципу работы стереодекодера с фазовой автоподстройкой частоты и синхронным детектированием разностного сигнала. Так же было подробно описано используемое оборудование, структурная схема и приведена методика проведения измерений.

Список используемой литературы

1.Стереофоническое вещание И.А.Богларов, 1993-600M.

.Звуковое и телевизионное вещание: Учебник для техникумов А.В.Выходец, В.И.Коваленко, М.Т.Кохно - М.:Радио и связь, 1987.

3.Радиовещание и электроакустика Ковалгин Ю.А. - М.:Радио и связь, 1999.

4. www.ti.com <http://www.ti.com> - Texas Instruments <https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CC8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Fproduct%2Fne5532&ei=qszuUuTQEIic4wSgyoCQBg&usg=AFQjCNG_pLR58eB95APyHLStF8mMpZNASQ&bvm=bv.60444564,d.bGE> - NE5532.pdf.

. www.promelec.ru <http://www.promelec.ru> - CXA1538.pdf.

. www.platan.ru <http://www.platan.ru> - Pc-Lab2000LT.pdf.