Методы и схемы декодирования КСС

Известны три основных способа декодирования КСС: детектирование ПМК по огибающей, декодирование с предварительным разделением спектра и временное разделение каналов.

В разной степени на практике находят применение все три метода.

1. Детектирование ПМК по огибающей.

Принцип работы полярного детектора (ПД) ясен из рисунка.

При подаче ПМК на входы диодов, на выходах ПД можно наблюдать низкочастотные сигналы U_л и U_п. Надзвуковые частоты подавляются ФНЧ.

При изменении амплитуды положительных импульсов ПМК на входе детектора, пропорционально изменяется не только амплитуда, но и длительность импульсов выходного тока в канале Л. Это приводит к нелинейной зависимости НЧ составляющей на выходе детектора от уровня модулирующего сигнала в канале Л. Аналогичные явления происходят и в канале П.

Наибольшие нелинейные искажения наблюдаются при синфазности модуляции в каналах стереопары.

При паузе в одном из каналом стереопары можно наблюдать, что угол отсечки импульсов выходного тока колеблется вокруг среднего значения синфазно с модулирующим сигналом в другом канале. Таким образом, ПД не обеспечивает полного разделения сигналов U_л и U_п.

Вообще говоря, нежелательные последствия модуляции импульсов тока по длительности вторым каналом можно было бы устранить, если бы нагрузка была достаточно инерционна по отношению к w_п.н.. Но этого сделать нельзя, т.к. f_п.н. = 31,25кГц, а f_в.мод. = 15кГц. По этой причине нельзя с достаточным запасом выполнить условие Сифорова

t_н.£ 1,5/(2p f_в.мод.)» 1,6×10^-5с.

Повышение f_п.н. приводит к расширению спектра ПМК, а это в свою очередь расширяет полосу пропускания РПрУ (тракт ПЧ), что ведет к ухудшению избирательности по соседнему каналу и повышению уровня шумов. Приходиться ограничиться t_н.» 1,6×10^-5с.

Для этой системы с ПМ это дает максимально допустимое значение инерционности нагрузки (w_п.н.t_н.)_max = 3,12» p

Однако и такая незначительная инерционность приводит к существенному снижению нелинейных искажений. Правда, их величина становиться частотно-зависимой. Из-за влияния переходных процессов на верхних частотах это снижение не так существенно, как на нижних.

U_вых. , а, следовательно и коэффициент передачи детектора К_д. зависит от соотношения фаз сигналов U_л и U_п, инерционности нагрузки, частоты и соотношения сопротивлений источника сигнала R_г и нагрузки R_н.

При R_г<< R_н: К_д = 0,5 при w_п.н.t_н. = 0

К_д = 0,68 при w_п.н.t_н. = p

Применение несложных схем коррекции позволяет довести переходное затухание между каналами b до 30 дБ (на средних частотах).

Стереодекодеры с полярным детектором в настоящее время используются лишь в простейших переносных РПрУ, благодаря экономичности.

Детектирование с разделением спектра

Метод основан на предварительном разделении звуковой и надзвуковой части спектра ПМК.

Пропуская ПМК через ПФ с центральной частотой 31,25кГц и полосой 30кГц, на нагрузке фильтра получаем АМ колебание – надтональная часть ПМК. Пропуская ПМК через ФНЧ, получаем спектр звуковых частот от 0 – 15кГц.

После АД получаем

U_s = (U_л - U_п),

после ФНЧ

U_м = (U_л + U_п)

На выходе декодирующей матрицы (М), представляющей собой линейную суммирующую - вычитающую схему, получаем U_л(t) и U_п(t). U_л(t) = U_s + U_м,, U_п(t) = U_м - U_s.

Схемы таких декодеров отличаются простотой и позволяют получить высокие качественные показатели. Недостатками метода являются трудность интеграции и необходимость использования сложных ПФ и ФНЧ с согласованными АЧХ и ФЧХ.

Расхождение характеристик фильтров приводит к ухудшению разделения между стереоканалами.

Описанный способ декодирования применен в большинстве отечественных моделей РПрУ 20 века.

По этому способу работает блок декодирования СД–А–7, используемый во многих разработках бытовой РЭА. В РПрУ высшего класса он обеспечивает

К_г £ 0,5%, b ³ 34дБ. Подавление надзвуковых частот не менее 60дБ.

Декодирование КСС путем временного разделения каналов

При этом методе ПМК подается на электронный ключ (ЭК) стереодекодера, работающий синхронно с ЭК модулятора и осуществляющий временную селекцию сигналов.

U_{вых. л.п.} = [U_м + (1 + U_s)cosw_п.н.t](± F).

“+” – для канала Л, “-” – для канала П.

Опуская постоянную и надзвуковую составляющие, получаем

U_{вых. л.п.} = U_м ± U_s.

Для обеспечения хорошего разделения каналов к выходному сигналу через цепь регулировки переходных затуханий добавляется в противофазе часть суммарного напряжения сигнала

U_{вых. л.п.} = (U_м ± U_s) - U_м.

Структурная схема ключевого СД

а) с восстановлением формы ПМК,

б) без восстановления формы ПМК

ВП – восстановитель поднесущей;

ФКИ – формирователь коммутирующих импульсов;

ЭК – электронный коммутатор;

(Рег. b) – регулятор переходного затухания.

Цепи коррекции.

Приведенная схема используется в стереодекодерах СД-А-5 и СД-А-9, b = 40 дБ, К_г £ 0,5% (СД-А-5), К_г £ 0,15% (СД-А-9).

Достоинство ключевого метода: возможность непосредственного декодирования КСС без традиционного восстановления поднесущей в ПМК, требующего высокостабильного резонансного контура с добротностью Q = 100. Промышленная реализация такого контура создает немало проблем.

Цепь коррекции К_цк(j) – устраняет спад на низких частотах.

Примером схемной реализации является стереодекодер на ИС К174ХА14.

Недостатки ключевого метода по сравнению с методом разделения спектров:

- худшая помехозащищенность, объясняющаяся транспонированием в область звуковых частот составляющих шумов и помех, расположенных за пределами спектра КСС.

Меры борьбы: на входе ставят ФНЧ, подавляющий все составляющие за пределами КСС.