ITU-R BS 559-2 FRENCH-1990 OBJECTIVE MEASUREMENT OF RADIO-FREQUENCY PROTECTION RATIOS IN LF MF AND HF BROADCASTING《对低频(LF) 中频(MF)和高频(HF)广播中的射频保护比的客观测量 第10A-1部分 振幅调制声音广播频段5(低频LF) 6(.pdf

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1、 Rec. UIT-R BS.559-2 1 RECOMMANDATION UIT-R BS.559-2*,*Mesure objective des rapports de protection RF en radiodiffusion (B.km, B.hm et B.dam) (1978-1982-1990) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le rapport de protection en radiofrquence est directement li au rapport de prote

2、ction en audiofrquence (voir la Recommandation UIT-R BS.638); b) que cette relation dpend de plusieurs facteurs techniques tels que: la diffrence de frquence entre porteuse utile et porteuse brouilleuse; les largeurs de bande lmission et la rception; la raideur de coupure des filtres de limitation d

3、e bande aux extrmits mission et rception; le type et le taux de modulation; la rpartition spectrale de lnergie du signal modulant; la compression dynamique; la praccentuation et la dsaccentuation, le cas chant; le rayonnement hors bande de lmetteur; la caractristique amplitude-frquence de loreille h

4、umaine, qui peut tre simule par un rseau de pondration de lappareil de mesure (Recommandation UIT-R BS.468); la tension lentre du rcepteur, recommande que, aprs avoir dtermin un rapport de protection en audiofrquence, on emploie lune des mthodes objectives suivantes, deux signaux, pour dterminer les

5、 rapports de protection en radio-frquence pour la radiodiffusion sonore modulation damplitude: 1 Mthode de mesure objective 1.1 Principe La mthode de mesure objective est essentiellement une mthode deux signaux qui consiste moduler successivement, avec un taux de modulation donn, lmetteur utile et l

6、metteur brouilleur par un signal de bruit color normalis, dont la rpartition spectrale est semblable celle des programmes de musique de danse moderne. Leffet perturbateur est mesur la sortie audiofrquence du rcepteur au moyen dun circuit de mesure voie unique en utilisant un appareil normalis, ou un

7、 appareil dot dun circuit de mesure deux voies (voir le 1.2). _ *La Recommandation UIT-R BS.560 contient des informations complmentaires. *La Commission dtudes 6 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2002 conformment aux dispositions de la Rsolutio

8、n UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R BS.559-2 1.2 Mesure la sortie du rcepteur Pour mesurer le niveau des signaux utile et brouilleur la sortie du rcepteur, il faut utiliser: un appareil normalis muni dun rseau destin pondrer leffet de brouillage subjectif des diffrentes frquences brouilleuses en accord avec la

9、 Recommandation UIT-R BS.468, ainsi quun voltmtre pour la mesure*des valeurs efficaces; ou un appareil spcial fonctionnant laide du circuit reprsent la Fig. 1 et pourvu de filtres de pondration ayant la caractristique damplitude/frquence indique la Fig. 2. Un tel appareil est constitu de circuits po

10、ur la sparation du brouillage bande troite et large bande au moyen respectivement de filtres passe-bande et de filtres rjecteurs accordables, de circuits pour la pondration de chaque type de brouillage avec des maxima aux alentours de 4 kHz, et de 0,5 et 3,0 kHz respectivement, un circuit daddition

11、et un voltmtre en valeur efficace. 1.3 Signal de bruit utilis pour la modulation des gnrateurs Un signal destin simuler la modulation doit satisfaire aux deux conditions suivantes: sa composition spectrale doit correspondre un programme type de radiodiffusion; sa dynamique doit tre assez faible pour

12、 quil fournisse lappareil de mesure une indication constante et bien dfinie. On a pris comme base la rpartition spectrale de la musique de danse moderne; en effet, ce type de programme, qui est lun des plus courants, possde une proportion leve de frquences aigus. Toutefois, la dynamique de ce type d

13、e programme est trop large et ne satisfait pas la deuxime condition prcdemment indique. Le signal appropri pour ce but est un bruit color normalis, dont la rpartition spectrale est trs proche de celle de la musique de danse moderne (voir la courbe A de la Fig. 3 mesure au moyen de filtres tiers doct

14、ave)*. Ce signal de bruit color normalis peut tre obtenu partir dun gnrateur de bruit blanc et dun circuit de filtrage comme celui qui est reprsent la Fig. 4. La caractristique de ce filtre est la courbe B de la Fig. 3. La diffrence entre les courbes A et B de cette figure est due au fait que la pre

15、mire repose sur des mesures faites avec des filtres tiers doctave, qui laissent passer de plus grandes quantits dnergie, la largeur de leur bande passante augmentant avec la frquence. Au-del de la frquence de modulation maximale utilise, la bande du bruit color normalis doit tre limite par un filtre

16、 passe-bas, dont la frquence de coupure et la pente sont telles que la largeur de bande du signal modulant est gale la moiti environ de la bande normalise lmission. La caractristique amplitude-frquence en audiofrquence de ltage de modulation du gnrateur ne doit pas varier de plus de 2 dB jusqu la fr

17、quence de coupure du filtre passe-bas. _ *Une mesure en valeur efficace au lieu de la mesure de quasi-crte spcifie dans la Recommandation UIT-R BS.468 permet de mieux tenir compte de la frquence de battement qui prdomine pour de faibles cartements entre canaux, ainsi que dautres phnomnes. Cette conc

18、lusion est fonde sur le trs bon accord constat, pour tous les carts de frquence, entre les valeurs du rapport de protection RF, mesurs par la mthode objective deux signaux et ceux obtenus par des essais subjectifs. *La Recommandation UIT-T J.19 propose un signal de bruit color diffrent. Lutilisation

19、 de ce signal la place de celui propos dans la prsente Recommandation conduirait des valeurs relatives diffrentes du rapport de protection RF, ce qui ne serait justifi que si les caractristiques du signal radiophonique type taient mieux simules par le bruit color de la Recommandation UIT-T J.19. Rec

20、. UIT-R BS.559-2 3 D01-sc4 Rec. UIT-R BS.559-2 D02-scD03-scRec. UIT-R BS.559-2 5 1.4 Dispositif de mesure La Fig. 5 donne le schma de principe du dispositif de mesure avec, en traits gras, les lments prsentant une importance primordiale. Les autres lments sont des appareils de mesure et de contrle n

21、cessaires ou utiles la ralisation pratique des essais. 0559-051.5 Taux de modulation des metteurs de mesure Les taux de modulation des metteurs utile et brouilleur sont fixs selon les prescriptions suivantes. On module dabord les gnrateurs 50% avec un signal sinusodal 1 kHz provenant du gnrateur A.

22、Le rglage de lamplitude est obtenu par laffaiblisseur B et contrl loscilloscope S sur les sorties radiofrquence des modulateurs H ou L. On contrle avec lappareil R les tensions audiofrquence aux entres des modulateurs au moyen de linverseur U. Lamplitude du bruit (C + D) est mesure avec le mme appar

23、eil R et rgle au moyen de laffaiblisseur E, de manire que lindication correspondante soit infrieure de 6 dB celle obtenue avec le signal sinusodal, condition que lappareil ait une constante de temps de 200 ms. On a alors un taux de modulation qui, mesur au modulomtre classique indication de quasi-cr

24、te, serait de 50%. Un taux plus lev nest pas souhaitable car le bruit, cause de sa faible dynamique, produirait une gne plus importante que ne le ferait un programme rel. 6 Rec. UIT-R BS.559-2 1.6 Rapport signal/brouillage en audiofrquence Le gnrateur utile (G + H + J) modul par le bruit, conformmen

25、t aux 1.3 et 1.5, produit la sortie audiofrquence du rcepteur en essais Q un signal qui, mesur avec lappareil R, reprsente le niveau de rfrence zro. La modulation de bruit est en outre commute, laide de linverseur U, de lentre audiofrquence du gnrateur utile H sur lentre audiofrquence du gnrateur br

26、ouilleur L. Aprs suppression de la modulation du signal utile, le niveau en radiofrquence de lmission brouilleuse (K + L + M) est ensuite rgl de telle manire que la tension de brouillage mesure par lappareil R, la sortie du rcepteur, corresponde au rapport signal/brouillage spcifi en audiofrquence,

27、par exemple 20 dB, 30 dB ou 40 dB. 1.7 Niveau, en radiofrquence, du signal utile lentre du rcepteur La tension radiofrquence de sortie du gnrateur utile (G + H + J) doit tout dabord tre aussi faible que possible, pour que les rsultats de mesure ne dpendent que des caractristiques linaires du rcepteu

28、r. Toutefois, le niveau de la porteuse utile non module doit tre suffisamment lev pour que la tension de sortie due au bruit propre du rcepteur se situe au moins 3 dB en dessous de la tension de bruit due au gnrateur brouilleur modul, conformment au 1.6. On augmente alors progressivement le niveau r

29、adiofrquence de lmission utile (G + H + J) afin que les effets de non-linarit du rcepteur, cest-dire lintermodulation, entrent progressivement en jeu. 1.8 Influence de la distorsion non linaire des gnrateurs La distorsion non linaire qui apparat lors de la modulation du gnrateur cre des composantes

30、qui, en largissant le spectre radiofrquence, dterminent une augmentation du rapport signal/brouilleur en radiofrquence sur le canal adjacent et le canal suivant. On devra, par consquent, maintenir le taux de distorsion non linaire des gnrateurs une valeur infrieure 1 ou 2%. 1.9 Prcision Ayant compar

31、 les rsultats fournis par la mthode objective avec ceux dessais subjectifs correspondants, on a constat que les mesures objectives donnent une premire approximation des rsultats obtenus par la mthode subjective. Dans le cas dun programme trs sensible aux interfrences (par exemple, parole avec de lon

32、gues pauses), la diffrence entre les mesures objectives et les essais subjectifs peut tre suprieure 5 dB. Les rsultats de mesure des rapports de protection dpendent trs troitement de la bande passante du rcepteur. Pour les mesures ou les calculs par la mthode voie unique, la Fig. 6 montre la variati

33、on de lerreur sur la mesure du rapport de protection A, en fonction de lcart de frquence pour deux valeurs de la bande passante du rcepteur, pour des frquences intermdiaires de 2 f = 9 kHz et de 2 f = 5 kHz ( 6 dB). 2 Mthode numrique 2.1 Principe Pour dterminer le rapport relatif de protection en ra

34、diofrquence, on simule par un modle mathmatique les processus physiques qui sont la base des mthodes objectives, savoir la dtermination de la puissance du bruit pondr laide des mthodes voie unique ou deux voies (voir le 1.2). Rec. UIT-R BS.559-2 7 D05-scOn considre deux canaux de frquences porteuses

35、 fTet fRdont la diffrence de frquence est gale f. La densit spectrale de puissance de lmission correspondant la largeur de bande Beffest simule par la fonction FT, laquelle dpend de la frquence relative | f |. Cette fonction est forme de sous-fonctions multiplicatives (par exemple, affaiblissement,

36、distribution spectrale de lnergie, praccentuation des audiofrquences suprieures) et de sous-fonctions additives (par exemple, rayonnement hors bande) ou construite au moyen dun contour polygonal. De la mme faon, la caractristique de rponse globale du rcepteur, y compris la pondration de la puissance

37、 de bruit laide des mthodes voie unique ou deux voies est reprsente au moyen de la fonction FRou FR1et FR2respectivement, selon la frquence relative | f f |. Dans le cas de la modulation double bande latrale, FTet FRsont symtriques par rapport aux frquences porteuses respectives. La Fig. 7 donne la

38、forme fondamentale des fonctions FTet FR, ainsi que des sous-fonctions les plus importantes, et la signification des notations utilises. La densit spectrale de puissance de lmetteur (frquence porteuse fT) produit une puissance brouilleuse PTdans le canal adjacent (frquence porteuse fR); on peut calc

39、uler cette puissance, pour un cartement de frquence f donn, en intgrant le produit FT FR: PT= f1f2FT(| f |) FR(| f f |) d f (1) 8 Rec. UIT-R BS.559-2 D06-scRec. UIT-R BS.559-2 9 Toutefois, lorsquon fait cette intgration pour f = 0 (rcepteur exactement accord sur la frquence dmission), on obtient la

40、puissance de rception utile PN. Le rapport de protection relatif Arelen radiofrquence est le rapport puissance brouilleuse/puissance utile dans le canal considr: Arel= 10 log ( PT/ PN) dB (2) Cette mthode numrique permet aussi de dterminer sparment les composantes brouilleuses produites par le batte

41、ment de la porteuse et par les bandes latrales. Il est commode de faire lintgration (1) laide de calculateurs lectroniques et selon les mthodes dintgration numrique. Dans la pratique, lintgration numrique permet de rsoudre la plupart des problmes dune manire satisfaisante, si lon procde par accroiss

42、ements successifs de largeur de bande Beff= 100 Hz. Etant fonde sur la dtermination de la puissance, cette mthode ne tient pas compte de laffaiblissement supplmentaire du bruit, de 3 dB, que lon constate quand on mesure le brouillage dans un mme canal, sur des systmes dmodulation denveloppe. Les rap

43、ports de protection relatifs en radiofrquence obtenus par la mthode numrique doivent donc tre diminus de 3 dB. Une version simplifie de cette mthode a t mise au point en France. En principe, cette mthode ne tient compte que de la frquence f qui est une composante essentielle de lintgrale de la formu

44、le (1). En consquence, on peut tablir le rapport de protection sous forme de graphique laide des courbes reprsentatives des fonctions FTet FR. La mthode est appele mthode graphique. 2.2 Prcision et limites de la mthode Les rsultats obtenus sur un systme double bande latrale sont reprsents sur la Fig

45、. 8, ct des rsultats de mesures. Tant que le rapport de protection relatif en radiofrquence ne dpasse pas 40 dB, les carts entre le calcul et la mesure atteignent environ 1 dB. Au-del de 40 dB, les mesures sont de plus en plus affectes par le bruit invitable, inhrent lquipement utilis, et par la dis

46、torsion dintermodulation dans le rcepteur, qui ne peut plus tre nglige, facteurs dont il nest pas tenu compte dans la mthode de calcul. La mthode graphique convient en gnral aux estimations des valeurs des rapports de protection, sous rserve que le brouillage soit dtermin essentiellement par une par

47、tie relativement limite du spectre du signal brouilleur. Les diffrences que lon constate entre ces valeurs, par rapport celles que lon obtient laide de mthodes objectives, ne dpassent pas 3 dB. NOTE La mthode de mesure est plus prcise que la mthode graphique et que la mthode numrique, car il y est tenu compte de faon plus exacte de tous les paramtres. Cependant, la mthode graphique et la mthode numrique pr