книги из ГПНТБ / Санкин Н.М. Принципы технического планирования передающих сетей телевизионного и УКВ ЧМ вещания информационный сборник

Й2 Глава III

частотная характеристика УПЧ должна спадать на 6 дб от мак­ симального значения. При частичном подавлении одной боковой полосы это даёт наибольшую правильность воспроизведения все­ го спектра частот изображения [49] .

Спектр частот изображения полностью пропускается УПЧ, спектр частот звукового сопровождения, по сравнению с видео­ сигналом, испытывает ослабление примерно на 45 дб (рис. 28, кривая Д ). У некоторых выпускаемых в настоящее время приём­ ников, например у «Рубина», это ослабление не превышает 30 дб, Спектр частот ЧМ вещания ослабляется на 40—55 дб в канале ТВ-2 и на 65-—75 дб в канале ТВ-3.

Рассмотрим физическую картину образования помех в трак­ те изображения телевизионного приёмника при воздействии ме­ шающих сигналов от УКВ ЧМ вещания. При таком воздействии образуются биения между многочисленными спектральными со­ ставляющими полезного телевизионного сигнала и ЧМ помехи. По своей интенсивности в тракте УПЧ обычно резко выделяют­ ся биения, образованные видеонесущей, несущей звукового со­ провождения, несущей мешающей УКВ ЧМ станции и частотой гетеродина; кроме того, выделяются промежуточные частоты видео (34,25 Мгц) звукового сопровождения 27,75 Мгц и раз­ ностная частота помехи, образуемая как разность частот помехи и гетеродина. При приёме канала ТВ-2 разностная частота по­

f YKB чм — полоса частот, используемая в сети УКВ ЧМ ве­ щания.

Аналогично при приёме канала ТВ-3 помехи разностной ча­ стоты образовываются в полосе

111.5 -.(65.9 - 72,98) - 45,6 ч- 38,52 Мгц.

На выходе AM детектора наряду со спектром видеосигнала и спектром звукового сопровождения с центральной частотой 6,5 Мгц могут выделиться мешающие частоты, попадающие в видеоспектр. Их образование обусловливается биениями между промежуточными частотами изображения или звука с разност­ ной частотой помехи в диапазоне 27,6-т- 20,52 Мгц при приёме

между промежуточной частотой звукового сопровождения и раз­ ностной частотой помехи минимальны 27,75 — 27,6 = 0,15 Мгц

(рис. 28). Наихудший случай при приёме третьего канала ТВ-3 соответствует частоте 38,52 — 34,25 = 4,27 Мгц. Действие по­ мехи проявляется в виде муаровой сетки, как бы наложенной на

изображение.

В видеотракте ставится фильтр-пробка или другие элементы, обеспечивающие защиту изображения от помех, вызываемых спектром звуковых частот с центральной частотой 6,5 Мгц. Но частоты биений

проходят через видеодетектор на кинескоп и создают помеху изображению.

Амплитуда этой помехи определяется наименьшей из ампли­ туд, образующих биения, т. е. амплитудой ЧМ.

При равных полях видеонесущей и помехи требуемое защит­ ное отношение на входе приёмника определяется [28]

Авх = А6 6 — Ь0, дб,

где Аах ■— защитное отношение на входе приёмника, дб\ Ад— защитное отношение на входе видеодетектора при­

ёмника, (36; 6 —• подавление несущей частоты видеоканала в тракте

УПЧ, дб-

bQ— избирательность приёмника по соседнему каналу,

дб.

В нижней части рис. 28 по этой формуле построена кривая В, показывающая запас в децибелах относительно необходимого защитного отношения, определяемого по кривой МККР на при­ ёмник, имеющий изображённую кривую избирательности.

Частоты ЧМ передатчиков образуют биения с частотой изо­ бражения в канале ТВ-3. После детектирования они в основном попадают в полосу пропускания канала звукового сопровожде­ ния. Лишь часть частот (от 71 до 73 Мгц) может попасть в канал изображения, но помехи будут заметны лишь при значительном превышении поля мешающего ЧМ передатчика над полем ви­ деопередатчика (>50 дб кривая Г рис. 28).

Например, частота 70,75 Мгц образует биения с частотой изо­ бражения ТВ-3 77,25 Мгц на частоте

77,25 — 70,75 = 6,5 Мгц,

точно совпадающей с несущей звукового сопровождения, кото­ рая отстоит от несущей изображения как раз на 6,5 Мгц в соот­ ветствии с принятым телевизионным стандартом. Требуемое 3aj щитное отношение для совмещённых по частоте ЧМ станций равно 30 дб (как это будет видно из последующего); собствен­ ное звуковое сопровождение за счёт избирательности подавле­

54 Глава III

но на 45 дб. Так как ЧМ на частоте 70,75 Мгц подавляется на

70 дб, то

30 + 45 - 70 = 5 дб.

Следовательно, при равных полях ЧМ и звукового сопровож­ дения при частоте ЧМ, равной 70,75 Мгц, необходимое защитное отношение для телевизора с данной избирательностью не будет достаточным на 5 дб.

При незначительной расстройке ЧМ относительно частоты 70,75 Мгц необходимое защитное отношение будет достаточным. Известно, что в сетке ЧМ частота 70,75 Мгц не используется. В реальных телевизорах, где подавление звукового сопровожде­ ния фактически не превышает 30 дб, по защитному отношению получается значительный запас.

Из рассмотрения необходимых защитных отношений следует, что отсутствие помех от передатчиков ЧМ вещания будет обес­ печено при условии, что напряжённости полей этих передатчиков не будут превосходить напряжённости полей телевизионных пе­ редатчиков в каналах ТВ-2 и ТВ-3 и избирательность телевизи­ онных приёмников будет соответствовать приведённой избира­ тельности типового приёмника.

Первое условие можно обеспечить совместным расположени­ ем телевизионных передатчиков и передатчиков УКВ ЧМ веща­ ния и расположением передающих антенн на общей опоре. При этом мощность передатчиков ЧМ вещания не должна превосхо­ дить мощности передатчиков звукового сопровождения. Это при­ ведёт к созданию постоянного отношения напряжённости поля телевизионного и ЧМ передатчиков во всей зоне обслуживания.

Второе условие обеспечивается тем, что технические условия на вновь выпускаемые телевизионные приёмники содержат со­ ответствующие требования на избирательность приёмников, од­ нако все ранее выпущенные телевизоры этим условиям не удов­ летворяют. Поэтому для обеспечения минимальных помех ра­ нее выпущенным телевизорам, а также учитывая, что цветное телевидение потребует защиту почти во всей полосе видеокана­ ла 45 дб (в отличие от чёрно-белого, защитные отношения для которого изменяются согласно рис. 27) в зоне действия телеви­ зионных передатчиков, работающих в канале ТВ-2 для УКВ ЧМ вещания, следует использовать частоты ЧМ-11—ЧМ-20, а в зоне действия передатчиков, работающих в канале ТВ-3, все наборы частот ЧМ вещания, кроме ЧМ-11, ЧМ-12, ЧМ-19 и ЧМ-20. По­ добным образом можно определить требуемую защиту от сосед­ них телевизионных каналов.

Со стороны звукового сопровождения более низкого телеви­ зионного канала защитное отношение не обеспечивается при­ мерно на 5—6 дб (левый скат кривой избирательности рис. 27),

но, если принять во внимание, что при равных полях по видео­ несущим поле звукового сопровождения будет на 3 дб меньше, то этот недостаток будет равен 2—3 дб, поэтому следует поже­ лать промышленности обеспечить большую крутизну левого ска­ та телевизионных приёмников. Что касается помех со стороны несущей изображения более высокого канала, то в этом случае имеется запас, приблизительно равный 12 дб, по соседнему ка­ налу принимаемая защита равна 0 дб. При планировании сле­ дует избегать применения на соседних по территории теле­ визионных центрах смежных телевизионных каналов, в особенно­ сти, если обслуживаемые ими территории перекрываются. При­ менение смежных телевизионных каналов во взаимно-перекры- ваемых зонах возможно лишь при условии передачи в этих ка­ налах одинаковых программ [41]. Все рассуждения действитель­ ны для правильно отрегулированного телевизора.

В случае больших полей и перегрузки ступеней УПЧ изби­ рательность резко понижается и могут возникнуть помехи. В этом случае необходимо включать делитель входного напряже­ ния, что во многих случаях приводит к устранению помех.

При цветном телевидении особенность передачи и приёма состоит в том, что высокочастотная часть сигнала изображения занята цветовой информацией и помеха, попадающая в эту ча­ стотную область, будет создавать биения с цветовой поднесу­ щей; частоты биений будут более низкими, чем частота самой помехи, и, следовательно, помехи на экране кинескопа будут бо­ лее заметными, чем в случае чёрно-белого телевидения.

В американской литературе [29] приводятся эксперименталь­ ные результаты исследования восприятия помех зрителями при приёме чёрно-белого и цветного телевидения системы NTSC на чёрно-белом и цветном телевизорах. Из этих материалов мож­ но сделать следующие выводы:

1) помехи с частотами ниже 2 Мгц в видеотракте обоих теле­ визионных приёмников воспринимаются примерно одинаково не­ зависимо от того, цветная или чёрно-белая передача передаётся

ина какой приёмник производится приём;

2)помехи с частотами выше 2 Мгц в видеотракте обоих теле­ визионных приёмников воспринимаются различно: помехи в ви­ деотракте чёрно-белого телевизионного приёмника с ростом ча­ стоты воспринимаются слабее как при приёме чёрно-белого, так

ицветного сигналов; восприятие помех в цветном телевизион­ ном приёмнике возрастает при приближении частоты помехи в видеотракте к цветовой поднесущей, независимо от того, чёрно­ белый или цветной сигналы принимаются. Кривые одинаковой оценки восприятия помех на цветном телевизионном приёмнике по своему характеру подобны латинской букве «w» (рис. 29а иб).

На основании первого вывода можно считать, что защитные отношения, изложенные при рассмотрении чёрно-белого телеви­ дения, могут быть распространены и на цветное телевидение, за исключением случая помех ЧМ сигналов приёму ТВ-2. В этом случае, учитывая второй вывод для частоты биений, совпадаю-

Рис, 29

щих с цветовой поднесущей на входе видеодетектора, потребует­ ся отношение сигнал/'помеха значительно выше, чем для чёрно­ белого.

Учитывая изложенное, можно считать, что при наличии цвет­ ных телевизоров с избирательностью не хуже изображённой на рис. 28 при помехах, лежащих ниже уровня допустимых, будет обеспечен приём как чёрно-белого, так и цветного телевидения при существующем распределении частотных полос между теле­ видением и ЧМ вещанием.

Выше были рассмотрены защитные отношения для телеви­ дения, используемые при планировании передающей сети. Во­ просы защиты, связанные с планированием приёмной сети, вы­ ходят за пределы этой работы. В частности, здесь не рассматри­ вается вопрос о помехах, создаваемых приёмной аппаратурой. Однако необходимо учитывать возможные помехи от излучений, создаваемых гетеродинами телевизионных приёмников. Так, на­ пример, при принятом номинале промежуточных частот 34,2$

Мгц:

при приёме ТВ-1 гетеродин телевизора создаёт помехи при­ ёму ТВ-5,

при приёме ТВ-6 гетеродин телевизора создаёт помехи при­ ёму ТВ-10,

при приёме ТВ-7 гетеродин телевизора создаёт помехи при­ ёму ТВ-11,

при приёме ТВ-8 гетеродин телевизора создаёт помехи при­ ёму ТВ-12.

Одновременное использование этих телевизионных каналов в одном пункте недопустимо и должно учитываться при распре­ делении каналов передающей сети телевидения.

Защитные отношения для УКВ ЧМ вещания

вещания зависит от многих причин и, в частности, от мощности мешающего передатчика, от характера передаваемых программ (одинаковые или разные) и в очень большой степени зависит от разноса несущих частот сигналов принимаемой, и мешающей станций. Когда разность несущих частот лежит в диапазоне зву­ ковых частот, приём сопровождается интерференционным свис­ том в моменты пауз модуляции и искажениями при модуляции на обеих станциях. Этот вид помех не зависит от характера программ, и для избавления от них требуются относительно' большие значения защитных отношений.

Если частота биений несущих частот лежит за пределами звукового спектра (выше 20 кгц), то они не создают на входе детектора слышимых помех. Однако при приёме частотно-моду- лированного полезного сигнала и помехи будут наблюдаться ис­ кажения, которые существенно зависят от характера мешающей программы (одинаковой или разной) [30].

При модуляции только принимаемой станции частота биений будет изменяться с частотой модуляции, поэтому на выходе детектора появится низкочастотная помеха, которая будет вос­ приниматься на слух. В случае модуляции и мешающей и при­ нимаемой станций появится перекрёстная модуляция; на выходе приёмника будут прослушиваться две искажённые передачи при различных программах, и искажённая передача — при одинако­ вых программах. Если уровень принимаемого сигнала превосхо­ дит мешающий, то искажения воспринимаются слушателями в виде изменения тембра передачи. Нормы на защитные соотно­ шения сигнал/помеха при разносах несущих частот, превосхо­ дящих спектр слышимых частот, определяются в основном избирательностью приёмников и качеством усилителей низкой

58 Глава ГП

частоты и громкоговорителей, так как собственные искажения в тракте приёмника несколько маскируют искажения.

На рис. 30 приведены зависимости величины допустимых за­ щитных отношений ■— от разноса несущих частот принимае­

мого и мешающего ЧМ передатчиков, полученные эксперимен­ тальным путём. Графики взяты из стандарта ОИР (см. док. ТЦ—

прогроммы

10

Рис. 30

IV—15/57) и соответствуют максимальной девиации частоты ±50 кгц, принятой для УКВ ЧМ вещания в СССР. Кривые, изображённые на этом рисунке, будем называть двухсигналь­ ными.

Из рис. 30 видно, что при наличии гетеродинной интерферен­ ции в точке приёма (разнос между несущими частотами порядка 15—20 кгц) защитное отношение должно быть самым большим и равным 30 дб. С увеличением разности частот биения между станциями выходят за пределы звукового спектра и необходи­ мые защитные отношения резко уменьшаются (при разности час­ тот 25 кгц оно должно быть равно 20 дб). Дальнейшее умень­ шение защитных отношений с увеличением разноса несущих частот объясняется уменьшением мощности спектра излучения мешающего передатчика, попадающего в полосу прозрачности приёмника, за счёт его избирательности.

При разносе частот свыше ±50 кгц уменьшение защитного отношения зависит также от характера программы; при одина­ ковой программе мешающего и полезного передатчиков тре­

Проверка этих графиков на вещательных приёмниках, вы­ пускаемых в настоящее время в СССР, установила, что мини­ мально допустимый разнос несущих частот между соседними УКВ ЧМ передатчиками, модулированными общей программой, может быть принят равным 120 кгц, что соответствует для этих приёмников защитному отношению, равному 0 дб. При моду­ ляции этих передатчиков разными программами такой разнос получился равным 180 кгц (защитное отношение равно 0 дб).

При выборе таких разносов несущих частот гарантируется отсутствие искажений в приёмной точке, когда напряжения сиг­ нала и помехи равны по абсолютному значению.

печении территории УКВ ЧМ вещанием на границе зон обслу­ живания каждого из передатчиков в точке приёма всегда будут наблюдаться два соизмеримых по величине поля: одно от полез­ ного передатчика и другое от соседней станции; и слабое поле, наблюдающееся в течение ограниченного процента времени, от удалённого мешающего передатчика. Поэтому при планировании сети УКВ ЧМ вещания следует использовать защитное отноше­ ние, полученное из расчёта воздействия на приёмник, кроме по­ лезного сигнала, двух сигналов от мешающих передатчиков и определяемое трёхсигнальными кривыми защитных отношений.

Двухсигнальные кривые защитных отношений потребовались нам для определения минимального разноса несущих частот передатчиков, расположенных в соседних пунктах, и более обос­ нованного перехода к трёхсигналъным кривым защитных отно­ шений.

На рис. 31 [15] приводятся кривые защитных отношений для массовых приёмников, выпускаемых в ФРГ, соответствующие появлению едва уловимой помехи, при постоянном уровне полей наблюдаемых передатчиков. Кривая В получена при работе двух передатчиков, модулированных разными программами. Эта кри­ вая соответствует двухсигнальной пунктирной кривой, пред­ ставленной на рис. 30. Трёхсигнальная кривая Б представляет защитные отношения, полученные для мешающего удалённого передатчика, относительно несущей полезного передатчика при наличии соседнего мешающего. Принимаемый и соседний меша­ ющий передатчики модулированы одинаковой программой, несу­ щие их разнесены между собой на 200 кгц. Кривая А представ­

ляет те же защитные отношения, но полученные при разносе между несущими передатчиков, модулированных одинаковой программой, на 20 кгц. Отношения полей передатчиков, модули­

рованных одинаковой программой, устанавливались равными

0дб.

Вэтом случае модуляция подавалась на передатчики с оди­ наковой фазой, что позволило обеспечить работу этих передат­ чиков с разносом несущих по частоте 20 кгц без взаимных по­ мех при отсутствии третьего мешающего передатчика, модули­

рованного другой программой.

Из рассмотрения трёхсигнальных кривых А и Б (рис. 31) следует, что в этом случае защитные отношения требуются зна­ чительно большими, чем защитные отношения, определённые из двухсигнальной кривой В за счёт повышеннной восприимчивости