ITU-R BS 559-2 SPANISH-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 RECOMENDACIN UIT-R BS.559-2*,*Medicin objetiva de las relaciones de proteccin en radiofrecuencia en las bandas de radiodifusin por ondas kilomtricas, hectomtricas y decamtricas (1978-1982-1990) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la relacin de pro

2、teccin en radiofrecuencia est directamente ligada con la relacin de proteccin en audiofrecuencia (vase la Recomendacin UIT-R BS.638); b) que esta relacin depende de una serie de parmetros tcnicos, tales como: la diferencia de frecuencias entre las portadoras deseada y no deseada; las anchuras de ban

3、da del transmisor y del receptor; la pendiente de corte de los filtros de limitacin de banda en los extremos de transmisin y recepcin; el tipo de modulacin y el ndice de modulacin; la distribucin espectral de la energa de la seal moduladora; la compresin dinmica; las caractersticas de preacentuacin

4、y de desacentuacin, en su caso; la radiacin fuera de banda del transmisor; la respuesta amplitud/frecuencia del odo humano, que puede simularse por medio de la red de ponderacin del aparato de medida (Recomendacin UIT-R BS.468); la amplitud de la tensin a la entrada del receptor, recomienda que, una

5、 vez que se haya determinado una relacin de proteccin en audiofrecuencia, se utilice uno de los mtodos objetivos de dos seales que se exponen a continuacin, para determinar las relaciones de proteccin necesarias en radiofrecuencia para la radiodifusin sonora con modulacin de amplitud. 1 Mtodos objet

6、ivos de medicin 1.1 Principio El mtodo objetivo de medicin requiere en esencia, el empleo de dos seales. Consiste en modular sucesivamente el transmisor deseado y el transmisor interferente, con un determinado ndice de modulacin, mediante una seal normalizada de ruido coloreado cuya distribucin espe

7、ctral en amplitud es semejante a la de los programas de msica moderna. Se mide el efecto perturbador a la salida en audiofrecuencia del receptor por medio de un circuito de medicin de un solo canal mediante un instrumento normalizado o un instrumento basado en un circuito de medicin de dos canales (

8、vase el 1.2). _ *La Recomendacin UIT-R BS.560 contiene informacin complementaria. *La Comisin de Estudio 6 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Reco-mendacin en 2002 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44 . 2 Rec. UIT-R BS.559-2 1.2 Medicin a la salida Para medir las se

9、ales deseada e interferente a la salida del receptor debe utilizarse: un instrumento normalizado que incluya una red para ponderar el efecto perturbador subjetivo de las distintas frecuencias interferentes de acuerdo con la Recomendacin UIT-R BS.468, y un voltmetro para la medicin*de valores eficace

10、s; o un instrumento especial basado en el circuito mostrado en la Fig. 1 y que tenga filtros de ponderacin con una caracterstica amplitud/frecuencia como la de la Fig. 2. Este instrumento tiene circuitos para la separacin de la interferencia de banda estrecha y banda ancha por medio de filtros de ba

11、nda resintonizable y de rechazo, respectivamente, circuitos para ponderar cada uno de estos tipos de interferencia, mximos en la regin de 4 kHz, y de 0,5 kHz y 3,0 kHz respectivamente, un sumador y un voltmetro de valores eficaces. 1.3 Seal de ruido utilizada para la modulacin de los generadores de

12、seales Una seal destinada a simular la modulacin debe reunir las dos condiciones siguientes: su composicin espectral debe corresponder a un programa tpico de radiodifusin; su dinmica debe ser lo bastante reducida para dar al instrumento una indicacin constante y bien definida. Se ha tomado como base

13、 la distribucin espectral de la msica de baile moderna; en efecto, este tipo de programa tiene una proporcin muy grande de audiofrecuencias elevadas, y es uno de los ms corrientes. No obstante, su dinmica es demasiado amplia, y no satisface la segunda condicin mencionada. La seal que conviene para e

14、ste fin es un ruido coloreado normalizado, cuya distribucin espectral se aproxima a la de la msica de baile moderna (vase la curva A de la Fig. 3 que se mide con filtros de un tercio de octava)*. Esta seal, correspondiente al ruido coloreado normalizado, puede obtenerse a partir de un generador de r

15、uido blanco por medio de un circuito pasivo de filtrado, como se representa en la Fig. 4. La caracterstica de respuesta en frecuencia de este filtro se representa por la curva B de la Fig. 3. (Conviene advertir que la diferencia entre las curvas A y B de la Fig. 3 se debe a que la curva A se basa en

16、 mediciones con filtros de tercio de octava que dejan pasar mayores cantidades de energa a medida que crece la anchura de banda del filtro con la frecuencia.) Ms all de la frecuencia de modulacin mxima utilizada, la anchura de banda del ruido coloreado normalizado debe limitarse por medio de un filt

17、ro paso bajo cuya frecuencia de corte y pendiente hagan que la banda de paso de la seal moduladora sea aproximadamente igual a la mitad de la anchura de banda de transmisin normalizada. La caracterstica amplitud/frecuencia en audio-frecuencia del modulador del generador de seal no debe variar en ms

18、de 2 dB hasta la frecuencia de corte del filtro paso bajo. _ *La utilizacin de una medicin del valor eficaz en lugar del valor cuasi-cresta especificado en la Recomendacin UIT-R BS.468, permite tener una mayor precisin de la frecuencia de batido, que predomina para las separaciones pequeas entre fre

19、cuencias, as como otros efectos. Esta conclusin est fundada sobre la buena concordancia, constatada para todas las separaciones de frecuencias, entre los valores de las relaciones de proteccin en RF medidas por el mtodo objetivo de dos seales, y las obtenidas por las pruebas subjetivas. *En la Recom

20、endacin UIT-T J.19 se propone una seal de ruido coloreado distinta. El uso de esta seal, en lugar de la propuesta en la presente Recomendacin conducira a valores relativos diferentes de la relacin de proteccin RF que slo se justificaran si las caractersticas de una seal de programa tpica fueran simu

21、ladas mejor por el ruido coloreado de la Recomendacin UIT-T J.19. Rec. 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 Dispositivo de medicin La Fig. 5 muestra el esquema de principio del dispositivo de medicin, con los elementos de importancia primordial indicados

22、 en trazos ms gruesos. Los dems elementos son aparatos de medicin y de control necesarios o tiles para la realizacin prctica de las pruebas. 0559-051.5 Profundidad de modulacin de los transmisores utilizados para la medicin Las profundidades de modulacin de las seales deseada e interferente se fijan

23、 por medio de las siguientes prescripciones de ajuste. Primero, se modulan los generadores al 50% con una seal sinusoidal de 1 kHz, que proviene del generador A. El ajuste de la amplitud se realiza mediante el atenuador B y se controla en el osciloscopio S, a las salidas de los moduladores H o L. Co

24、n el instrumento R se controlan las tensiones de audiofrecuencia aplicadas a travs del conmutador U a las entradas de los moduladores. Con el mismo instrumento R se mide la amplitud de la seal de ruido (C + D) y se ajusta por medio del atenuador E de manera que la indicacin correspondiente sea 6 dB

25、inferior a la obtenida con la seal sinusoidal, si el instrumento posee una constante de tiempo de 200 ms. Se tiene entonces un porcentaje de modulacin que, medido en el modulmetro clsico de valores cuasi cresta, sera del 50%. No es conveniente aumentar ms la profundidad de modulacin, porque el ruido

26、, en razn de su pequea dinmica, producira entonces una molestia ms importante que la de un programa real. 6 Rec. UIT-R BS.559-2 1.6 Relacin seal/interferencia en audiofrecuencia El generador correspondiente a la seal deseada (G + H + J) modulado por el ruido, de conformidad con los 1.3 y 1.5, produc

27、e, a la salida de audiofrecuencia del receptor bajo prueba Q, una seal que, medida en el instrumento R, representa el nivel de referencia cero. La modulacin de ruido se transfiere entonces por medio de U, de la entrada de audiofrecuencia del generador deseado H a la entrada de audiofrecuencia del ge

28、nerador interferente L. Despus de suprimir la modulacin de la seal deseada, se ajusta el nivel de radiofrecuencia del transmisor interferente (K + L + M) de tal manera que la tensin de interferencia, medida en el instrumento R a la salida del receptor, corresponda a la relacin deseada seal/interfere

29、ncia en audiofrecuencia, por ejemplo, 20, 30 40 dB por debajo del nivel de referencia. 1.7 Nivel de radiofrecuencia de la seal deseada a la entrada del receptor La tensin de radiofrecuencia de salida del generador deseado (G + H + J) debe ser, ante todo, lo ms baja posible, para que no deje de ser l

30、ineal el comportamiento del receptor durante la medicin. No obstante, el nivel de la portadora deseada no modulada debe ser suficientemente elevado para que la tensin de salida debida al ruido propio del receptor sea, como mnimo, 3 dB inferior a la tensin de ruido debida al generador interferente mo

31、dulado, de acuerdo con el 1.6. Se aumenta entonces progresivamente el nivel de radiofrecuencia del generador deseado (G + H + J) a fin de incluir el efecto de las caractersticas no lineales del receptor, es decir, la intermodulacin. 1.8 Influencia de la distorsin no lineal de los generadores de seal

32、 utilizados en la medicin La distorsin no lineal que aparece cuando se modula el generador de seal crea componentes que determinan un aumento de la relacin seal/interferencia en radiofrecuencia en el canal adyacente y en el canal siguiente, al ensanchar el espectro de radiofrecuencia. Por consiguien

33、te, la distorsin no lineal de los generadores no debiera exceder del 1 2%. 1.9 Precisin Los resultados obtenidos con el mtodo objetivo se han comparado con los de pruebas subjetivas correspondientes, habindose comprobado que las mediciones objetivas dan una primera aproximacin de los resultados obte

34、nidos con el mtodo subjetivo. En el caso de un programa muy sensible a las interferencias (por ejemplo, seal vocal con pausas largas), la diferencia entre las mediciones objetivas y las pruebas subjetivas puede ser superior a 5 dB. Los resultados de las mediciones de la relacin de proteccin dependen

35、 en gran medida de la banda de paso del receptor. Para mediciones o clculos por el mtodo de un solo canal, en la Fig. 6 se muestra el error de las mediciones de la relacin de proteccin A en funcin de la diferencia de frecuencia f para dos valores de banda de paso del receptor en la frecuencia interm

36、edia 2f = 9 kHz y 2f = 5 kHz (a 6 dB). 2 Mtodo numrico 2.1 Principio Para determinar la relacin relativa de proteccin en radiofrecuencia, el procedimiento fsico que sirve de base para el mtodo objetivo, a saber, la determinacin del nivel de ruido ponderado por los mtodos de un solo canal y de los do

37、s canales (vase el 1.2) se simula por medio de un modelo matemtico. Rec. UIT-R BS.559-2 7 D05-scSe suponen dos canales con frecuencias portadoras fTy fRcuya diferencia de frecuencias es f. La densidad espectral de potencia de la emisin en relacin con la anchura de banda adicional Beffse simula media

38、nte la funcin FT, segn la frecuencia relativa | f |. Esta funcin est compuesta por subfunciones de multiplicacin (por ejemplo, atenuacin, distribucin espectral de la energa, preacentuacin de las audiofrecuencias elevadas) y de suma (por ejemplo, la radiacin fuera de banda) o se establece mediante tr

39、azos poligonales. Anlogamente, la respuesta global del receptor, incluida la ponderacin de la potencia de ruido con ayuda de los mtodos de un solo canal y de los dos canales, se representa por medio de la funcin FRo FR1y FR2, respectivamente, que dependen de la frecuencia relativa | f f |. En la mod

40、ulacin de doble banda lateral, FTy FRson simtricos con relacin a las frecuencias portadoras respectivas. La Fig. 7 muestra la forma fundamental de las funciones FTy FR, las subfunciones ms importantes y el significado de las designaciones utilizadas. La densidad espectral de potencia del transmisor

41、con la frecuencia portadora fTproduce un nivel de interferencia PTen el canal recibido con la frecuencia portadora fRque, para una determinada diferencia de frecuencia f puede calcularse integrando el producto FT FR; se obtiene as el siguiente resultado: PT= f1f2FT(| f |) FR(| f f |) d f (1) 8 Rec.

42、UIT-R BS.559-2 D06-scRec. UIT-R BS.559-2 9 Sin embargo, al efectuar la integracin con arreglo a la frmula (1) para f = 0 (el receptor est exactamente sintonizado en la frecuencia del transmisor), se obtiene la potencia til recibida PN. La relacin relativa de proteccin en radio frecuencia Areles la r

43、elacin potencia interfe-rente/potencia deseada en el canal considerado. Arel= 10 log ( PT/ PN) dB (2) Con el mtodo numrico se pueden tambin determinar por separado las componentes de interferencia debidas al batido de la portadora y a las bandas laterales. Conviene efectuar la integracin con arreglo

44、 a la frmula (1) mediante computadores y mtodos de integracin numricos. En la prctica, la mayora de los problemas pueden resolverse satisfactoriamente mediante incrementos progresivos de la anchura de banda Beff= 100 Hz, mediante integracin numrica. Como el mtodo descrito se basa en la determinacin

45、de la potencia, no proporciona la reduccin adicional del ruido de 3 dB observada durante las mediciones de interferencia cocanal, realizadas en sistemas con deteccin de envolvente. Por consiguiente, las relaciones relativas de proteccin en radiofrecuencia obtenidas con el mtodo numrico deben corregi

46、rse en 3 dB. En Francia se desarroll una versin simplificada de ese mtodo, que en principio slo tiene en cuenta la frecuencia f que contribuye en mayor medida a la integral de la ecuacin (1). As pues, cabe determinar grficamente la relacin de proteccin mediante curvas representativas de las funcione

47、s FTy FR. Este mtodo se denomina mtodo grfico. 2.2 Precisin y lmites del mtodo Los resultados obtenidos en un sistema de doble banda lateral se presentan en la Fig. 8, comparados con los resultados de las mediciones. Mientras los valores de la relacin relativa de proteccin en radiofrecuencia no exce

48、dan de 40 dB, las diferencias entre los clculos y las mediciones son aproximadamente de 1 dB. Ms all de 40 dB, las mediciones se ven influenciadas cada vez ms por el inevitable ruido inherente al equipo utilizado y por la distorsin de intermodulacin en el receptor, que ya no puede despreciarse, y que no se tuvo en cuenta en el clculo. El mtodo grfico se presta en general a calcular los valores de la relacin de proteccin, siempre y cuando la interferencia venga determinada en gra