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Stereo VHF FM Broadcast

Stereo VHF FM Broadcast

In den letzten Jahren hat sich die Stereoübertragung zu einem akzeptierten Bestandteil von UKW-FM-Übertragungen entwickelt. Das verwendete System ist weiterhin mit Mono-Empfängern kompatibel, ohne dass die Leistung merklich beeinträchtigt wird. Das verwendete System ist recht einfach.

Ein Stereosignal besteht aus zwei Kanälen, die mit L und R (links und rechts) bezeichnet werden können, wobei für jeden der beiden benötigten Lautsprecher ein Kanal bereitgestellt wird. Ein gewöhnliches Monosignal besteht aus der Summierung der beiden Kanäle, d. H. L + R, und dies kann auf normale Weise übertragen werden. Wenn ein Signal übertragen wird, das die Differenz zwischen dem linken und dem rechten Kanal enthält, d. H. L - R, ist es möglich, die Signale nur links und nur rechts wiederherzustellen. Das Addieren der Summen- und Differenzsignale, dh (L + R) + (L - R), ergibt 2L, dh das linke Signal, und das Subtrahieren der beiden Signale, dh (L + R) - (L - R), ergibt 2R, dh das rechtes Signal. Dies kann relativ einfach durch elektronisches Addieren und Subtrahieren der beiden Signale erreicht werden. Es bleibt nur eine Methode zu finden, um das Stereodifferenzsignal so zu übertragen, dass keine Monoempfänger betroffen sind.

Dies wird erreicht, indem das Differenzsignal über dem Audiobereich übertragen wird. Es wird amplitudenmoduliert auf einen 38-kHz-Unterträger. Sowohl das obere als auch das untere Seitenband bleiben erhalten, aber der 38-kHz-Unterträger selbst wird unterdrückt, um ein Doppelseitenbandsignal über der normalen Audiobandbreite zu erzeugen, wie unten gezeigt. Dieses gesamte Basisband wird verwendet, um den endgültigen Hochfrequenzträger frequenzmoduliert. Es ist das Basisbandsignal, das regeneriert wird, nachdem das Signal im Empfänger demoduliert wurde.

Um den 38-kHz-Unterträger zu regenerieren, wird ein 19-kHz-Pilotton gesendet. Die Frequenz davon wird im Empfänger verdoppelt, um das erforderliche 38-kHz-Signal zum Demodulieren des Doppelseitenband-Stereodifferenzsignals zu ergeben.

Das Vorhandensein des Pilottons wird auch verwendet, um zu erkennen, ob ein Stereosignal übertragen wird. Wenn es nicht vorhanden ist, wird die Stereo-Rekonstitutionsschaltung ausgeschaltet. Wenn es jedoch vorhanden ist, kann das Stereosignal wiederhergestellt werden.

Zur Erzeugung des Stereosignals wird ein System ähnlich dem in Abb. 8.5 gezeigten verwendet. Das linke und das rechte Signal treten in den Encoder ein, wo sie durch eine Schaltung geleitet werden, um die erforderliche Vorverstärkung hinzuzufügen. Danach werden sie in eine Matrixschaltung geleitet. Dies addiert und subtrahiert die beiden Signale, um die L + R- und L - R-Signale bereitzustellen. Das L + R-Signal wird direkt in die endgültige Summierungsschaltung geleitet, um als gewöhnliches Mono-Audio übertragen zu werden. Das Differenz-L - R-Signal wird an einen symmetrischen Modulator weitergeleitet, um das auf 38 kHz zentrierte Doppelseitenband-unterdrückte Trägersignal zu erhalten. Dies wird als Stereodifferenzsignal in die endgültige Summierungsschaltung geleitet. Das andere Signal, das in den symmetrischen Modulator eintritt, ist ein 38-kHz-Signal, das durch Verdoppeln der Frequenz des 19-kHz-Pilottons erhalten wurde. Der Pilotton selbst wird ebenfalls in die endgültige Summierungsschaltung geleitet. Das endgültige Modulationssignal, das aus dem L + R-Monosignal, dem 19-kHz-Pilotton und dem L - R-Differenzsignal auf der Basis von 38 kHz besteht, wird dann verwendet, um den Hochfrequenzträger vor der Übertragung zu frequenzmodulieren.

Der Empfang eines Stereosignals ist sehr viel umgekehrt wie die Übertragung. Ein Monoradio, das eine Stereosendung empfängt, reagiert nur auf das L + R-Signal. Die anderen Komponenten, die über 15 kHz liegen, liegen über dem Audiobereich und werden in jedem Fall durch die Deemphasis-Schaltung unterdrückt.

Bei Stereoempfängern wird das Basisbandsignal, das aus dem Stereosummensignal (L + R) und dem um 38 kHz zentrierten Differenzsignal (L-R) und dem Pilotton von 19 kHz besteht, direkt vom FM-Demodulator erhalten. Der Decoder extrahiert dann die Signale nur links und nur rechts.

Das Blockschaltbild eines Decodetyps ist unten dargestellt. Obwohl dies nicht die einzige Methode ist, die verwendet werden kann, zeigt sie die grundlegenden Prozesse, die erforderlich sind. Das Signal wird zunächst in seine drei Bestandteile aufgeteilt. Das L + R-Monosignal zwischen 0 und 15 kHz, der Pilotton bei 19 kHz und das Stereodifferenzsignal zwischen 23 und 53 kHz. Zunächst wird die Frequenz des Pilottons bei 19 kHz auf 38 kHz verdoppelt. Es wird dann mit dem Stereodifferenzsignal in einen Mischer eingespeist, um das L - R - Signal bei Audiofrequenzen zu liefern. Sobald die L + R- und L - R-Signale verfügbar sind, treten sie in eine Matrix ein, in der sie addiert und subtrahiert werden, um die L- und R-Signale zu regenerieren. Zu diesem Zeitpunkt werden beide Signale in einem Stereoverstärker auf normale Weise getrennt verstärkt, bevor sie von Lautsprechern oder Kopfhörern in Ton umgewandelt werden.

Heutzutage verwenden die meisten Stereoradios eine integrierte Schaltung, um die Stereodecodierung durchzuführen. Oft wird der Pilotton mit einem Phasenregelkreis extrahiert und verdoppelt. Dies bietet eine sehr einfache und effiziente Methode zur Ausführung dieser Funktion, ohne dass scharfe Filter erforderlich sind.

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