Передача ТВ сигналов по радиорелейным линиям

 

ТВ сигнал из аппаратной телецентра (с выхода линейного усилителя) по кабелю или по вспомогательной РРЛ подается на модулятор передатчика ОРС. Модулированный радиосигнал через цепочку ПРС ретранслируется к приемной ОРС, где ТВ сигнал выделяется детектором, усиливается видеоусилителем и подается на РТПС. Основное усиление ретранслируемого сигнала на станциях РРЛ осуществляется на промежуточной частоте 70 или 140 МГц.

Наиболее распространен способ совместной передачи ТВ и звуковых сигналов, базирующихся на их частотном уплотнении. Как правило, совместно с ТВ сигналом предусматривается передача двух сигналов звукового сопровождения, например на двух языках, и двух независимых сигналов звукового вещания. Звуковые сигна­лы передаются с помощью ЧМ поднесущих с девиацией частоты +150 кГц в диапазоне частот от 7 до 8 МГц (рис. 11.10). Для телеуправления резервированием аппаратуры и контроля ПРС в групповой сигнал ТВ канала вводится пилот-сигнал на поднесущей частоте 8,5 МГц.

 

Рис. 11.10. Спектр частот сигналов в РРЛ типа "КУРС".

 

На РРЛ используется ЧМ суммарного сигнала. Спектр шума в канале связи с ЧМ имеет форму, близкую к треугольной (рис. 11.11). При этом в диапазоне частот сигналов цветности шумы достигают своего наибольшего значения и их мешающее действие на сигналы, несущие информацию о цветности, сильно возрастает. Поэтому для уменьшения влияния шумов на качество цветного изображения необходимо на передающем конце РРЛ связи увеличить размах сигналов цветности, а на приемном - соответственно уменьшить, чтобы не ухудшать условия совместимости. Естественно, что полный размах сигналов яркости и цветности при этих операциях должен оставаться неизменным. На практике ТВ сигнал, поступающий на частотный модулятор, предварительно подвергается частотным предыскажениям – размах низкочастотных составляющих ТВ сигнала уменьшается, а высокочастот-

 

Рис. 11.11. Распределение тепловых шумов в канале связи с ЧМ.

ных – увеличивается. Необходимая форма АЧХ предыскажающих и восста-навливающих цепей видеотракта представлена на рис. 11.12 [3]. Причем кривые предыскажения и восстановления проходят через нуль на частоте 1,5 МГц. Так как амплитуда высокочастотных составляющих ТВ сигнала обычно мала, то они на передающей стороне усиливаются (уравниваются с низкочастотными составляющими) на 14,5 дБ. При этом увеличивается общий размах ТВ сигнала. Чтобы размахи ТВ сигналов до коррекции и после нее были одинаковы, общее усиление уменьшается на 11,5 дБ.

Рис. 11.12. АЧХ предкорректирующей (1) и восстанавливающей (2) цепей видеотракта РРЛ.

 

В результате коррекции амплитуды высокочастотных составляющих сигнала увеличиваются на 3 дБ, а низкочастотных - уменьшаются на 11,5 дБ. На приемном конце восстанавливается исходная форма ТВ сигнала. Таким образом, на высоких частотах имеет место небольшое увеличение помехоустойчивости по отношению к флуктуационным шумам. Меньший размах передаваемых низкочастотных составляющих значительно снижает линейные и нелинейные искажения группового сигнала и позволяет обойтись без схемы В ПС на входе частотного модулятора. Примерно на 15-20 % уменьшаются переходные помехи от ТВ сигнала в канале звукового сопровождения и звукового вещания. Необходимый подъем АЧХ на высоких частотах можно осуществлять как пассивными корректи-рующими цепями, так и с помощью видеоусилителей с частотно-зависимой обратной связью.

Структурная схема передающей аппаратуры ТВ ствола РРЛ представлена на рис. 11.13. На передающей стороне ТВ сигнал с со-единительной линии подается на ФНЧ 1 с граничной частотой 6 МГц. Затем ТВ сигнал поступает на блок 2, в котором осуществляется коррекция группового времени запаздывания ТВ сигнала и предыскажения АЧХ с целью уменьшения уровня низкочастотных составляющих спектра, и на сумматор 3. Сигналы звукового сопровождения U_зси звукового вещания U_зв, уровень которых после соединительных линий устанавливается входными регуляторами 9, 17, поступают на частотные модуляторы поднесущих ƒ₀₁ ƒ₀₂ 10, 18. Затем после ограничителей 11, 19 и ФНЧ 12 ,20 поднесущие, модулированные по частоте сигналами U_зс, U_зв, подаются на сумматор 3. Сюда же поступает напряжение пилот-сигнала U_пс,формируемое гетеродином 13. После сумматора 3 групповой сигнал усиливается усилителем 4 и поступает на групповой модулятор, осуществляющий ЧМ промежуточной частоты ƒ_пр = 70 МГц. При этом девиация частоты ТВ сигналом должна быть не более ±4 МГц. Для обеспечения высокой линейности модуляционной характеристики ЧМГ в области частот 70±4 МГц последний строится по схеме вычитания частот ƒ_г1 и ƒ_г2 двух ЧМГ 7 и 21, работающих на частотах ƒ₀₁ и ƒ₀₂ в диапазоне 300-400 МГц. В этом случае каждый из гетеродинов модулируется путем изменения емкости варикапов 6, 14. Модулирующий сигнал U(t) через развязывающее устройство 5 подается на варикапы в противофазе, поэтому частоты генераторов определяются следующими соотношениями:

 

ƒ_г1 = ƒ₀₁ + ∆ƒ_D (t) = ƒ₀₁ + k_mU(t); ƒ_г2 = ƒ₀₂ – k_mU(t),

 

где ∆ƒ_D(t) – девиация частоты; k_m – постоянный коэффициент. Корректирующие цепи 8, 22 повышают линейность модуляционных характеристик ЧМГ. На выходе смесителя 15 образуется сигнал промежуточной частоты

 

ƒ_пр = ƒ_г1 – ƒ_г2 = (ƒ₀₁ – ƒ₀₂) + 2k_mU(t) = 70 + 2k_mU(t),

 

который усиливается усилителем 16.

Рис. 11.13. Структурная схема передающей аппаратуры ТВ ствола РРЛ.

 

Демодуляция группового сигнала ТВ канала производится в устройстве, структурная схема которого представлена на рис. 11.14. Демодулятор содержит усилитель промежуточной частоты 1 с полосой пропускания AF4M 27 МГц, усилитель-ограничитель 2, групповой частотный детектор 3, ФНЧ 4, усилитель-корректор ТВ сигнала 5, полосовые разделительные фильтры 6, 7, усилитель-ограничитель 8 и частотный детектор сигнала звукового сопровождения 9.

В данном случае полоса пропускания тракта промежуточной частоты AFmvi определена исходя из следующего соотношения:

 

∆Fчм 1,1(2∆f_D + 2F_max) 27 МГц,

 

где Af_D – предельно допустимая девиация промежуточной частоты;
F_max 8,5 МГц – максимальное значение частоты группового сигнала ТВ ствола. ФНЧ 4 выделяет из группового сигнала ТВ сигнал, который затем усиливается и корректируется устройством 5 и подается на вход ТВ передатчика или ретранслятора. Туда же поступает и сигнал звукового сопровождения, который выделяется полосовым фильтром 6 из группового сигнала и демодулируется с помощью устройств 8, 9.

Аналогичным способом осуществляется выделение сигналов звукового вещания.

Звуковые сигналы по РРЛ передаются с использованием двойной ЧМ. К достоинствам такого способа передачи следует отнести высокую помехоустойчивость звуковых сигналов и простоту схемного выполнения аппаратуры. Нелинейность амплитудной характеристики ТВ ствола РРЛ приводит к образованию высших гармоник и комбинационных составляющих спектров ТВ сигнала и частотно-модулированных звуковых поднесущих. Наиболее опасными являются комбинационные продукты от низкочастотных составляющих спектров ТВ сигнала, главным образом от гармоник кадровой частоты. Эти продукты попадают в спектр частотно-модулированных звуковых сигналов и являются причиной переходных помех из канала изображения в звуковые каналы. Значительная доля переходных помех в каналах звука образуется и от сигнала цветности, особенно при передаче сигналов, соответствующих желтым, зеленым и голубым цветам в ТВ изображении. На передачу звуковых сигналов оказывает влияние также сигнал цветовой синхронизации, расположенный в интервале КГИ и имеющий размах 540 и 500 мВ в красной и синей строках соответственно. Из-за нелинейных искажений возникают импульсные переходные помехи в звуковых каналах в моменты времени, когда передаются эти сигналы (низкочастотная помеха типа "рокот"). Использование режекторных филь-тров для подавления сигналов цветовой синхронизации на 6 дБ