На курсовой проект студенту

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Симферопольский колледж радиоэлектроники»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по МДК.01.03 «Технология монтажа и обслуживания средств систем вещания»

ПМ.01 «Техническая эксплуатация систем радиосвязи и вещания»

на тему:__________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

Студента 3 курса группыТД-16

Специальности СПО 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение

______________________________________

(фамилия и инициалы)

 

 

Руководитель - преподаватель

 

Оценка по национальной шкале_______________

Члены комиссии

_______________ ________________________

(подпись) (фамилия и инициалы)

 

 

Симферополь 2017г.

 

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

ГБПОУ

«Симферопольский колледж радиоэлектроники»

 

Дисциплина: Звуковое и телевизионное вещание

Специальность: «Монтаж, техническое обслуживание и ремонт оборудования радиосвязи, радиовещания и телевидения»

Курс __ 4 ___ Группа ___________ Семестр _ ___7____

Задание

НА курсовой ПРОЕКТ СТУДЕНТУ

 

________________________________________________________________________________________________________

(Фамилия, имя, отчество)

1. Тема проекта: Сравнительный анализ монофонических и стереофонических систем радиовещания.

2. Срок сдачи студентом проекта 09.06.2017

3. Исходные данные к проекту: Вариант № 9

Структурные схемы монофонической и стереофонической систем радиовещания.

Максимальное напряжение сигнала ЭКЗВ высшего класса качества - 1,55 В, минимальное напряжение - 8,7 мВ.

Сигнал яркости системы СЕКАМ негативной полярности: на желтом фоне в левой стороне кадра пять вертикальных полос (0,08 ширины кадра) - голубая, зеленая, пурпурная, черная, красная.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, которые необходимо разработать): Описание работы структурных схем монофонической и стереофонической систем радиовещания.

Расчет динамического диапазона канала и напряжения шума.

Расчет составляющих сигнала яркости. Построение временной диаграммы.

5. Перечень графического материала (с точным обозначением обязательных чертежей) Структурная схема стереофонической системы радиовещания. (Формат – А3)

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№ п/п	Название этапов курсового проекта	Срок выполнения этапов проекта	Примеча-ние
	Описание работы структурных схем монофонической и стереофонической систем радиовещания.
	Расчет динамического диапазона канала и напряжения шума.
	Расчет составляющих сигнала яркости.
	Оформление пояснительной записки
	Оформление чертежа

Студент _________ ________________

^{(подпись) (фамилия и инициалы)}

Руководитель проекта _________ ________________

^{(подпись) (фамилия и инициалы)}

Дата 19.05.2017

 

Содержание Введение………………………………………………………………......4

1. Cравнительный анализ монофонических и стереофонических систем радиовещания……………………………………………………………….......6

 

2. Расчет динамического диапазона сигнала в канале и допустимого напряжения шума………………………………………………………….......11

 

3. Расчет размаха составляющих сигнала яркости систем цветного телевизионного вещания………………………………………………….......15

 

 

Заключение……………………………………………………………...20

 

Список использованной литературы………………………………….25

 

Приложение 1

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Разраб.

ЛитвиненкоА.Ф.

Провер.

Китаев И.В.

Реценз

Н. Контр.

Утверд.

Анализ монофонических и стереофонических систем радиовещания

Лит.

Листов

ГПБОУ РК СКР

Введение

Стереофония или Стереозвук - метод воспроизведения звука, при котором создаётся иллюзия «звуковой перспективы» с сохранением направлений на разные источники звука. Это достигается за счёт использования бинаурального эффекта и одновременной передачи звуковой информации по двум и более независимым каналам, в отличие от монофонической звукопередачи, когда звук передаётся по единственному каналу.

В обиходе стереофонической принято называть двухканальную звукозапись, однако это понятие охватывает более широкую сферу, обозначая объёмное звучание с любым кол

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

ичеством каналов. Термин «стереофония» в равной степени относится к таким понятиям, как «квадрофония» и «объёмный звук». При воспроизведении стереофонической записи через единственный громкоговоритель качество звука снижается из-за интерференции сигнала разных каналов, отличающихся по фазе.

Впервые принцип стереофонии на практике был осуществлён в 1881 году в Париже Клементом Адером. На сцене Парижской Оперы Адер расположил ряд телефонных трансляторов, сигнал от которых по проводам шёл в кабины Парижской электрической выставки. Посетители кабин могли услышать концерт в прямой трансляции через две телефонные трубки (для каждого уха).

В настоящее время, стереофония используется в радиовещании. Достаточно хороший стереоэффект получают уже при двухканальной передаче звука. Для этого в стереофоническом вещании передаются два звуковых сигнала: одни несет информацию о звучании с левой стороны от источника звука, другой – с правой. Оба звуковых сигнала передаются через один РПДУ на одной несущей частоте.

 

Система стереофонического вещания совместима с обычным монофоническим приемником. Это позволяет слушателю принимать стереопрограмму в обычном приемнике как монофоническую. В стереофонической системе совместимость обычно обеспечивается тем, что передаются не сигналы левого (Л) и правого (П) каналов, а их сумма или разность: Л+П или Л–П. В стереофоническом приемнике происходит обратное преобразование в сигналы Л и П. В монофоническом приемнике выделяется только сигнал Л+П, который является хорошим аналогом монофонического сигнала. Существуют различные системы стереофонического вещания. Международным консультативным комитетом по радиовещанию (МККР) для организации стереофонического радиовещания в диапазоне MB рекомендованы три системы: отечественная, работа которой основана на принципе полярной модуляции (АМ-ЧМ); американская с пилот-тоном, разработанная фирмой «Зенит-Дженерал-Электрик» (БM-ЧМ), и шведская (ЧМ-ЧМ), предложенная значительно позже первых двух.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

1.Cравнительный анализ монофонических и стереофонических систем радиовещания.

 

Системы стереофонического радиовещания.

 

Требования к системам

 

1) должны быть совместимыми с монофоническими;

2) должны обеспечить необходимое переходное затухание между левым и правым каналами;

3) должны обеспечить необходимые качественные показатели воспроизведения звука;

4) должны минимально уменьшать зону обслуживания по сравнению с монофоническими;

5) должны обеспечивать простую и дешевую систему декодирования сигналов и других элементов в тракте приемника;

6) должны допустить возможность использования для стерео вещания обычных передатчиков УКВ ЧМ путем добавления к ним необходимой модулирующей аппаратуры;

7) должна быть предусмотрена возможность использования её для звукового стерео сопровождения в телевидении.

Возможные способы организации стереовещания

1) передача стереосигнала на 2-х несущих частотах с АМ;

2) передача на боковых полосах с раздельной АМ на одной несущей;

3) передача с квадратурной модуляцией;

4) передача посредством АМ-ЧМ одной несущей;

5) передача импульсной модуляцией;

6) пере

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ТД16.201700.009 ПЗ КП

дача посредством АМ-ЧМ;

7) передача по принципу полярной модуляции;

8) передача с пилот-тоном.

Международным Комитетом по Радиовещанию рекомендовано использовать последние 3 способа. В настоящее время система ЧМ-ЧЧ (Швеция) к дальнейшему развитию не применяется. Система с полярной модуляцией разработана в России, система с пилот-тоном в США.

 

 

Система с полярной модуляцией

 

Осуществляется в метровом диапазоне волн. Используется один передатчик, несущая которого выбирается в диапазоне 66-74, 100-108 МГц и модулируется по частоте стереосигналом, временная характеристика которого показана на рисунке 1.

Рисунок 1.1

 

У сигнала полярно-модулированных колебаний S_ПМК положительный полупериод в.ч. колебания модулирован по амплитуде сигналом стереопары (левым Л), отрицательный – другим (правым П).

 

 

 

Рисунок 1.2

 

Сигналы от двух источников А и В (рис.2) суммируются и вычитаются в соответствующих блоках. Суммарный (А+В) сигнал проходит непосредственно на сумматор, а разност

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

ный (А-В) - модулирует по амплитуде частоту поднесущей (31,25 кГц), вырабатываемую генератором G. Далее-суммарный (А+В) сигнал и амплитудно модулированная разностным сигналом (А-В) частота поднесущей складываются в сумматоре и

подаются на режекторный фильтр, который в 5 раз (-14 дБ) подавляет уровень поднесущей частоты. После фильтра комплексный стереосигнал (КСС) подается на модулятор УКВ передатчика. . Это устройство называют формирователем ФПМК.

 

Спектр сигнала ПМК состоит из составляющих, содержащих тональную часть, представляющую сумму сигналов стереопары Л и П, и надтональную часть, представляющую собой модулированное колебание поднесущей частоты разностным сигналом стереопары (рисунок 1.3,а)

а)

б)

Рисунок 1.3

Надтональная часть – н.ч., передать в эфир в таком виде сигнал ПМК нельзя, поэтому спектр ПМК несколько видоизменяют (рисунок 1.3,б) и этим спектром модулируют несущую передатчика на более в.ч. Поэтому частоту 31,25 кГц называют поднесущей.

Спектр сигнала ПМК используется

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

нерационально, т.к. половина полезной девиации частоты будет затрачиваться на передачу поднесущей, которая не несет информации, в результате чего зона обслуживания будет уменьшаться и громкость сигнала при переходе от режима «моно» к «стерео» - у слушателя тоже. Поэтому поднесущая подавляется в 5 раз (ε = 5), т.е. на 14 дБ. Подавление поднесущей f _пн = 31,25 кГц на 14 дБ позволяет уменьшить девиацию частоты передатчика, необходимую для ее передачи, до 20 % от максимальной девиации.

Для уменьшения уровня шумов применяют разные постоянные времени цепей ВЧ-предискажений в модулирующих сигналах Л и П: в Европе она равна 50 мкс, а в США и Канаде — 75 мкс. Это обусловлено тем, что доля в.ч. составляющих мала и их дополнительное усиление не вызывает заметного влияния на девиацию несущей частоты передатчика. Такой сигнал называется комплексным стереофоническим сигналом КСС и спектр его представлен на рисунке 1.3,б.

 

В приемнике этот подъем корректируется специальными цепями на выходе в.ч. тракта. Структурная схема стереомодулятора представлена на рисунке 5.

 

Рисунок 1.4 Структурная схема стереомодулятора

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Система с пилот-тоном

 

В этой системе поднесущая подавляется полностью. Для формирования стереосигнала используется пилот-тон частотой 19 кГц. Он показывает, что на частоте 38 кГц (19×2, вторая гармоника) есть стереофоническая информация. Приёмник удваивает частоту пилот-тона и использует его как опорную фазу для демодуляции стерео-информации.

Если пилот-сигнала на частоте 19 кГц нет, тогда приёмником будут игнорироваться сигналы в диапазоне 38-39 кГц. Вокруг пилот-сигнала делается защитная полоса (от 500 Гц до 4 кГц по обе стороны), для того, чтобы исключить помехи от основной и боковой полосы частот. Третья гармоника сигнальной полосы может использоваться для RDS.

Пилот-сигналы используются для синхронизации, оценки параметров канала распространения, адаптации параметров приёма, обработки сигналов телекоммуникационной системой.

Структурная схема этой системы представлена на рисунке 1.5

 

Рисунок 1.5

 

В качестве модулятора используется балансный, который давит несущую и четные гармоники. Спектр полученного ст

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

ереосигнала показан на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6

 

Как видно спектр сигнала с пилот-тоном ограничен частотой 53 кГц, т.е. спектр сигнала на выходе передатчика будет шире, чем при использовании модулятора ПМК. Полоса канала в американской системе шире, чем в российской, т.к. при одинаковой максимальной частоте девиации . Следовательно, на выходе приемного устройства шумы будут выше, чем в российской системе. Но т.к. в американской системе поднесущая давится полностью, то энергия сигнала будет больше, чем в российской системе, поэтому отношение сигнал/помеха в обеих системах приблизительно одинаковые, зоны обслуживания – также.

 

Ухудшение отношения сигнал/шум при моноприеме вызвано тем, что часть мощности радиопередатчика в обеих системах расходуется на передачу дополнительного сигнала (L-R). Благодаря более низкой частоте поднесущей разностного сигнала (31,25 кГц) советская система имеет более узкий спектр комплексного стереосигнала (165 кГц против 190 кГц у американской), что позволяет в принципе разместить в УКВ-диапазоне большее число станций и улучшить использование мощности передатчика. Однако есть одно важное «но»!

В советской системе «зазор» между верхней граничной частотой тональной части спектра 15 кГц и границей нижней боковой полосы модулированной поднесущей 16,25 кГц (31,25 кГц-15 кГц) составляет всего лишь чуть больше 1 кГц, что предъявляет весьма жесткие требования к цепям фильтрации надтонального сигнала.

 

В американской же системе с пилот-сигналом это различие составляет целых 8 кГц, что позволяет без особого труда отфильтровать тональный и надтональный сигналы. Поэтому вероятность возникновения перекрестных искажений в стереоде

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

кодерах системы с полярной модуляцией значительно выше.

 

 

2. Расчет динамического диапазона сигнала в канале и допустимого напряжения шума.

 

Определить динамический диапазон сигнала в канале и допустимое напряжение шума. Максимальное напряжение сигнала ЭКЗВ высшего класса качества равно 1,55 В, минимальное напряжение равно 8,7 мВ.

Рисунок 2.1 Диаграмма определения электрического диапазона электрических сигналов.

Дано: Найти:

Umin= 1.55 В D_c -?

Umin= 8.7 мВ Uш -?

N = 15 дб

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Решение:

1) Найдем значение динамического диапазона сигнала в канале:

(2.1)

 

_{( - )}

( 1.55 – lg 0.0087) = 45 дб.

 

2) Находим значения максимального динамического диапазона Dk.

Примем за класс качества значение 15 дб.

В зависимости от заметности искажении, а также технико – экономических показателей установлены три класса качества звучания:

1. Высший класс – искажения практический незаметны высококвалифицированным экспертам и совершенно незаметны обычным слушателям;

(15 – 20 Дб.)

2. Первый класс – искажения не уверенно заметны высококвалифицированным экспертам и практически незаметны обычным слушателям.

(10 – 15 Дб.)

3. Второй класс – искажения уверенно заметны высококвалифицированным экспертам и не уверенно заметны обычным слушателям.

(8 – 1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

0 Дб.)

Рисунок 2.2 Шкала уровня сигналов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

 

D = + = 45 + 15 = 60 дб. (2.2)

 

3) Рассчитаем допустимое напряжение шума в канале используем формулу максимального динамического диапазона канала ЭКЗВ:

 

D = 20 lg (2.3)

 

4) Преобразуем дб в В:

 

D = = = 1 В (2.4)

 

 

= (2.5)

 

= = 1.38 В

 

Ответ: динамический диапазон сигнала в канале 45 дб.; допустимое напряжение шума =

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

1.38 В.

3. Расчет размаха составляющих сигнала яркости систем цветного телевизионного вещания.

 

Рассчитайте размах составляющих сигнала яркости систем цветного телевизионного вещания и постройте в масштабе временную диаграмму этого сигнала негативной полярности в интервале времени передачи одной строки для следующих условий:

- изображение объекта: на желтом фоне в левой стороне кадра пять вертикальных полос одинаковой ширины - голубая, зеленая, пурпурная, черная, красная; ширина каждой полосы составляет 0,08 ширины кадра.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Рисунок 3.1 Смещение напряжений яркости.

 

Рисунок 3.2 Кривая видности

 

Кривая видности, это кривая чувствительности человеческого глаза к свету, установлена экспериментально при обследовании людей с норм, зрением. Достигает максимума при длине волны света X = 555 нм (зелёный свет) и спадает до нуля при X = 380 нм (УФ граница) и X = 770 нм

В спектре солнечного света, состоящем из бесконечного множества плавно переходящих друг в друга чистых цветовых тонов, человеческий глаз в состоянии различить более 150 оттенков. Обычно спектр разделяют на несколько цветовых групп: группу фиолетовых тонов, синих, голубых, голубовато-зелен

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

ых, зеленых, желтых, оранжевых и красных. Вот границы между соответствующими группами, выраженные в длинах волн: 439, 459, 492, 532, 571, 596 и 645 миллимикронов. Границы концов видимого участка спектра соответствуют длинам волн 380 и 770 миллимикронов.

 

Из значений кривой видности берутся данные для таблицы диапазонов длин волн сигналов:

 

Таблица 3.1 Диапазон длин волн сигналов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Цвет	длина волны (нм )
Красный (R)	0,3
Зеленый (G)	0,59
Синий (B)	0,11
Желтый (Y)	0,89
Пурпурный (P)	0,41
Голубой (LB)	0,7
Белый (W)
Черный(BL)

 

Теперь по данным из таблицы выполним решение задачи:

Решение:

1) Найдем значения яркостного сигнала негативной полярности:
U = R – G – B;
U = – 0,3 – 0,59 – 0,11= – 1;
2) Сигнал ULB негативной полярности рассчитывается по следующей формуле:
U = R – G;
U = 0,7 – 1 = – 0,3;
3) Найдем сигнал U негативной полярности следующим образом:
U = G – W;
U = 0.59 – 1 = – 0,41;
4) Сигнал U негативной полярности получим следующим образом:
U = R – BL;
U = 0,41 – 1 = – 0,59;
5) Сигнал негативной полярности U будет равен 0;

6) Сигнал UR негативной полярности рассчитывается по следующей формуле:
U = R – W;
U = 03, – 1 = – 0,7;

Рисунок 3.3 Временная диаграмма рассчитанного сигнала негативной полярности в интервале времени передачи одной строки.

 

Ответ: рассчитал размах составляющих сигнала яркости систем цветного телевизионного вещания:

U = 0,7 – 1 = – 0,3; U = 0.59 – 1 = – 0,41; U = 0,41 – 1 = – 0,59; U = 0; U = 03, – 1 = – 0,7; построил в масштабе временную диаграмму этого сигнала негативной полярности в интервале времени передачи одной строки (0,08 ширины кадра).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Заключение

 

В ходе данного курсового проекта были описаны и проанализированы структурные схемы стереофонического радиовещания. На данный момент используются два способа - с полярной модуляцией, и с пилот тоном. На мой взгляд предпочтительнее система с пилот тоном, так как «зазор» между верхней граничной частотой тональной части и границей нижней боковой полосы модулированной поднесущей составляет 8 кГц, вместо 1.25 кГц в системе с полярной модуляцией, что позволяет системе с пилот - тоном лучше отфильтровывать тональный и надтональный сигналы, поэтому вероятность возникновения перекрестных искажений в стереодекодерах системы значительно ниже.

Так же был рассчитан динамический диапазон сигнала в канале и допустимое напряжение шума, и произведен расчет размаха составляющих сигнала яркости систем цветного телевизионного вещания, и построена в масштабе временная диаграмма этого сигнала негативной полярности в интервале времени передачи одной строки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

3ТД16.201700.009 ПЗ КП

Список использованной литературы

 

1. Катунин Г.П., Мамчев Г.В., Папантонопуло В.Н., Шувалов В.П., Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие - М.

2. Карякин В.Л. Цифровое телевидение-М:СОЛОН-ПРЕСС, 2012

3. Дворецкий И.М., Дриацкий И.Н. Цифровая передача сигналов звукового вещания – М.: Радио и связь.

4. Ковалгин Ю.А. (ред.) Радиовещание и электроакустика – М. Радио и связь, 1998.

5. Андреев А. Радиовещание сегодня // 625. ТВ информационно-технический жур­нал. - 1997. -№ 3. - С. 46-48.

6. Денин А., Кацнельсон Л. Система цифрового радиовещания «Эврика-147» // Ра­дио. - 1996. - № 8. - С. 30-32.

7. Орлов В.В., Фридман Е.М. Основы телевизионного вещания. М. Радио и связь, 1991.

 

Электронные ресурсы:

 

1.https://www.rfcmd.ru/books/sprv/274.htm

2. https://allrefs.net/c1/497bt/p20/

3. https://studopedia.info/8-68857.html

4. https://rfcmd.ru/books/sprv/272.htm

5. https://sernam.ru/book_nd.php?id=5

6. https://perkis.narod.ru/Tv_technolog/stereo

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

3ТД16.201700.009 ПЗ КП