граммы Для стереоприема нужно иметь два громкоговорителя, например, обычный и трехпрограммный. Стереоэффект образуется благодаря известному в акустике эффекту предварения или, иначе, эффекту Хааса. Этот эффект заключается в том, что при двух разнесенных источниках звука, начинающих действовать не одновременно, звук кажется исходящим из источника, включаемого первым. Поэтому слущатели в одном из каналов услышат сигнал Л, а в другом - В. Однако пределы, в которых действует эффект предварения, иедоста-тсчны для поддержания хорошею разделения каналов в течение всей передачи. Если задержанный по времени сигнал, например S, превышает по интенсивности незадержанный Л более чем на 10 дБ, то эффект предварения перестает действовать и стереоэффект исчезает или искажается.

Дополнительным недостатком такой системы является ее неполная совместимость с моноприемом. Благодаря интерференции задержанного сигнала с незадержанным могут образоваться многочисленные узкие выбросы и провалы иа ЛЧХ, искажающие моноприем Несмотря на эти недостатки, система псевдостереофонического вещания по сети проводного вещания успешно эксплуатируется в Риге, хотя и проигрывает по качеству в сравнении с истинной стереофонией.

8.4. Стереофоническое радиовещание в диапазонах с амплитудной модуляцией

На первом этапе освоения стереофонического радиовещания рассматривалась возможность введения его как в УКВ диапазон, так и в диапазоны, использующие амплитудную модуляцию, т. е. в диапазоны ДВ, СВ и KB Впоследствии, однако, было решено, что стереофоническое звучание как высококачественное имеет смысл только в УКВ диапазоне, обеспечивающем широкую полосу воспроизводимых частот и низкий уровень помех.

Широкое распространение стереофонического радиовещания заставило в последние годы вновь вернуться к вопросу о стереофоническом радиовещании п диапазонах с AM, в основном в диапазоне СВ. Дело в том, что диапазоны с AM имеют в этом смысле свои преимущества, из которых основным является большой радиус действия. В диапазонах с AM, например, легче охватить стереовещанием широкую сеть автомобильных приемников В этих диапазонах отсутствуют нелинейные искажения из-за многолучевого распространения, характерные для ЧМ приема. Эти преимущества в ряде случаев могут перевесить основной недостаток стереофонического AM радиовещания - более низкое качество звучания

Основные требования к системе AM стереовещания заключаются в совместимости с моноприемом и сохранении полосы передачи радиостанции. Последнее требование особенно важно в диапазонах с AM, где существует наибольшая теснота в эфире, а расстояние между частотами соседних радиостанций может составлять всего лишь 9 кГц, а в диапазоне KB даже 5 кГц.

Предложенные для AM стереовещания системы можно свести к трем основным вариантам: использование двойной модуляции (AM и ЧМ или AM и ФМ); передача каждого канала в своей боковой полосе модуляции; применение квадратурной модуляции.

Системы с двойной модуляцией строятся по следующему принципу. Сумма стереосигналов А + В модулирует несущую по амплитуде, что, в принципе, обеспечивает совместимость с моноприемом. Разность стереосигналов Л-В модулирует ту же несущую по частоте или по фазе. В сгереофоническом приемнике раздельно детектируется AM и ЧМ (ФМ). Затем путем суммарно-разностных преобразований выделяются сигналы Л и В.

Несмотря на принципиальную простоту осуществление таких систем достаточно сложно. Так, для получения совместимости моноприемники, имеющиеся в большом количестве у радиослушателей, должны быть нечувствительными к Ч.М. В то же время, они имеют, как правило, колоколообразную резонансную кривую, которая неизбежно преобразует изменения частоты в изменения амплитуды (рис. 8 6). Как видно из рисунка, переход ЧМ в AM сопровождается удвоением частоты, т. е ведет к появлению нелинейных искажений стереопередачи при моноприеме. В специальных стереофонических приемниках эффект перехода ЧМ в AM (и AM в ЧМ) может быть уменьшен до необходимых пре-

U)

лов. Однако здесь возникает другая трудность: в широком диапазоне изме-ния входных сигналов приемника должно сохраняться равенство сквозного эффициента передачи для AM и ЧМ трактов. В противном случае при сум-фно-разностиых преобразованиях разделения каналов Л и S не произойдет.

Современная техника позволяет выполнить это требование, но сложность и стоимость вых стереоприемника при этом заметно возра- (М) стают.

Характерным примером системы сдвой-ной модуляцией является система AM-ФМ, предложенная фирмой Magnavox . В этой системе несущая модулируется сигналом А + В по амплитуде и сигналом А-В по фазе с максимальной девиацией фазы ±1 рад. Для сигнализации о стереопереда-че и автоматического переключения приемника в стереорежим и обратно передается пилот-тон на частоте 5 Гц с девиацией фазы ±4 рад, что соответствует девиации частоты ±20 Гц. К обычному AM передатчи--ис. 8.6. Переход ЧМ в AM из-за ко.то- у при этом Следует добавить стереомоду-колообразной формы резоиаисиой кри- лятор, содержащий суммирующе-вычитаю-вой щую матрицу, а также генератор пилот-

тона и фазовый модулятор. В AM приемник юдятся новые элементы: ограничитель амплитуды, фазовый детектор, детектор мот-тона, декодирующая матрица и цепи переключения и индикации. При гереовещаиии по дайной системе полоса, занимаемая передачей в эфире, почти ; расширяется, так как индекс угловой модуляции мал.

От системы Magnavox мало отличается система RCA , использующая М-ЧМ колебания.

Система с разделением каналов по полосам модуляции использует комби-ацию двух однополосных систем, как показано на рис. 8.7. При гармонических ходных сигналах

= (/ cos i и 3 = (/дсоз Qg t

а выходе передатчика получим колебание

и г,

cos со + cos (Ш - йд)/ + COS (ш 4- QgY 2 2

(8.Ц

де гПа я гпв - коэффициенты AM в каналах.

Рнс. 8.7. Спектр системы с разделением полос модуляции

В приемнике боковые полосы могут быть разделены и продетектированы для ыделеиия сигналов Л и В. По утверждению авторов этой системы стереопере-,ачу можно принимать на два обычных приемника AM колебаний, один из кото-ых несколько расстроен относительно несущей вниз, а другой - вверх. Систе-1Э не требует расширения спектра передачи по сравнению с обычным AM сте-еовещанием Однако передача с разделением каналов по полосам модуляции le может считаться совместимой с моиоприемом. Действительно, уравнение 8.1) можно представить в виде

= (/со8(ш + ф),

де огибающая равна

1 + j + .1 cos <-f mscos Й5<-i--

При гармонических сигналах огибающая оказывается негармонической Это значит, что при детектировании обычным приемником появятся нелинейные искажения. Так, при сигнале в одном канале (тв=0)

что дает коэффициент гармоник г = шд/8, при тА = 0,5 кг = 6%.

Предлагаются различные методы устранения несовместимости с моиоприе-ыом, но они приводят к искажениям при стереоприеме

Система с квадратурной модуляцией использует сумму двух AM колебаний, в которых несущие сдвинуты на к/2, например:

Л = fm (1 + ftA sin ш i ; 3 = Um (1 + b cos Qg t) cos ш t.

Ha приемном конце сигналы A -a В нетрудно разделить с помощью умножения иа sin ш/ и cos ш/ Система не требует расширения полосы передачи, и хотя не дает полной совместимости, но искажений имеет меньше, чем предыдущая система. Действительно, представляя u = ua + b в виде и= У cos, получаем

t/= (/ ]/(! -j-тд cos Йд0 + (1 + 3 cos йдО (8.2)

Как видно из этой формулы, при сигнале в одном канале (/ = (/ (1+ cos ЙО.

т. е. искажения не возникают. Нет нелинейных искажений и при А = В, хотя динамика сигнала при этом нарушается, так как сигнал возрастает ие в 2 раза, а в 1/2 раз Если сигналы не равны, то появляются нелинейные искажения.

Фирма Motorola в своей системе QUAM сделала попытку избежать искажений при моноприеме стереопередачи с квадратурной модуляцией. При этом она пришла фактически к системе AM-ФМ, но с дополнительными искажениями при стереоприеме

КВАДРАФОНИЧЕСКОЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ЗВУКА

9.1. Классификация квадрафонических систем

Обычное двухканальное стереовоспроизведение все же, как по-f называют исследования последних лет, обладает рядом недостатков: малой областью уверенной локализации КИЗ, ограниченной линией базы громкоговорителей и частично в глубину от нее; недостаточной иллюзией эффекта присутствия , т. е. переноса слушателя из обычного жилого помещения в котщертный зал При стереовоспроизведении далеко не полностью используются возможности пространственного слуха человека для улучшения раздельности звучания и размещения инструментов оркестра во всей, а ие в ограниченной области пространства. Все это снижает эмоциональное воздействие звуковой программы иа слушателя, не позволяя в полной мере подчеркнуть конфликтность музыкальных тем, сопоставить их, объединить и т. д

Все более популярными у любителей музыки становятся квадрафонические системы, в большей степени свободные от перечисленных недостатков. Эти системы предоставляют звукорежиссерам и композиторам поистине неограниченные возможности для создания новых форм музыкальных произведений, тре-