一、 引言
在FM立體聲廣播系統中,S信號的38kHz殘留分量是指立體聲復合信號(MPX)中未被完全抑制的38kHz副載波殘余成分。該分量對主載波的調制會直接影響立體聲分離度、音頻信號純凈度及廣播覆蓋質量,是衡量FM發射機性能的關鍵指標之一。
根據國際電信聯盟標準ITU-R SM.1268-1及中華人民共和國廣播電影電視行業標準GY/T 154-2000《調頻廣播發射機技術要求和測量方法》,FM發射機的38kHz殘留分量調制產物需控制在規定閾值內,適用于各級調頻廣播發射機的生產驗收、日常運維及性能校準。
專業的調制分析儀(如RWC2500A Plus)具備高精度38kHz殘留分量測量功能,其低噪聲本振設計(<-130dBc@1GHz)和高信噪比(FM:75dB Typ.)可精準捕獲微弱殘留信號,為指標檢測提供可靠技術支撐。精準控制38kHz殘留分量對主載波的調制影響,是保障FM立體聲廣播信號質量的核心環節。
二、 常見問題
1、殘留分量超標:38kHz殘留分量過高會導致立體聲分離度下降,出現左右聲道串擾。主要原因包括發射機立體聲編碼器濾波電路老化、平衡調整不當或MPX信號鏈路干擾。解決方案為校準編碼器濾波參數、更換老化元件,并優化信號鏈路屏蔽設計。
2、測量準確性不足:普通測試設備難以區分38kHz殘留分量與正常調制信號,易造成誤判。需使用支持殘留38kHz專項測量功能的專業設備,如RWC2500A Plus,其具備專用測量模塊和符合標準的算法模型。
3、傳統設備功能局限:行業早期使用的FMAB等設備缺乏38kHz殘留分量精準測量功能,且操作復雜、已停產多年。RWC2500A Plus專為FM廣播測試設計,通過可視化界面直接顯示殘留分量調制比值,可替代傳統設備。
4、環境與鏈路干擾:測試環境中的電磁干擾、射頻鏈路阻抗不匹配會引入虛假殘留信號。需確保測試環境屏蔽良好,射頻線纜阻抗符合50Ω標準,并在測量前進行鏈路校準。
5、設備校準缺失:發射機長期運行會導致編碼器、調制器性能漂移,測試設備自身精度衰減也會影響結果。應定期依據GY/T 154-2000標準校準發射機和測試設備,確保測量基準一致性。
三、 測量原理及方法
基于FM立體聲原理,復合立體聲信號主要由三部分構成:M信號(L+R)、S信號(L-R)及19kHz的導頻信號。由下圖可知,38kHz信號僅作用于S信號,因此關閉導頻,令左右聲道反相,且加相同信號,此時立體聲信號僅保留S信號。

標準中對38kHz的殘留分量測試方法如下:

本篇文章的測量方法使用的核心設備為RWC2500A Plus,其38kHz的殘留分量測試方法參考標準中測試方式,具體設備信息請查看www.doewe.com。
3.1 設備連接

3.2 測試流程
RWC2500A Plus具備調制分析模塊,音頻分析模塊和基帶音頻信號輸出模塊,測量38kHz殘留分量時我們需要使用基帶音頻信號輸出模塊以及調制分析模塊,將基帶音頻信號輸入到發射機的音頻輸入端口,在發射機調制為廣播后將接過負載和TEST信號輸入RWC2500A Plus的射頻信號輸入接口,使用調制分析模塊進行分析。測試前按下FREQ按鍵設置中心頻率,確保RWC2500A Plus與發射機頻率一致,關閉發射機導頻信號。
3.2.1 基帶音頻信號發生
1、使用RWC2500A Plus的基帶音頻信號發生模塊時,首先可以在Audio Generator界面選擇Rear Port,在此界面可快速調整所需的音頻輸出接口(平衡/非平衡/數字),選擇好之后進入下一步。

2、在此步驟中,用戶可調節音頻信號的電平和頻率以及左右聲道的同相反相,測試時調整左右聲道反相以保留S信號,音頻信號一般以1KHz為主。設置好頻率之后可在此界面調整音頻電平的大小,調整同時可觀察到右上角,FM模式下確保FM DEV(L)(R)在67.5kHz左右。

3.2.2 音頻分析
1、在Modulation Analyzer的上拉菜單中進入Residual 38k界面,在界面右側Mode設置為AUTO,REF FREQ設置為1kHz,Ref Port根據連接接口選擇UNBAL/BAL/DIG,按下右側按鍵區RUN,等待幾秒即可在Result處讀取測試值。

四、 核心設備:RWC2500A Plus
4.1 功能綜述
RWC2500A Plus 是一款專業的廣播調制分析儀,主要應用于AM/FM發射機測試,可單機實現射頻參數、調制性能和音頻層面的全面測試。
設備可實時解調 AM/FM(單聲道和立體聲),可測試載波功率、頻率偏差、AM 調幅度、 FM 頻偏及導頻信號相關參數。設備支持實時輸出解調后的音頻信號。設備可配置音頻發生功能,可輸出基帶音頻信號,支持左右聲道電平和頻率的獨立設置,同時具備數字(平衡)及模擬(平衡及非平衡)音頻輸出接口。設備具有音頻分析功能,可分析解調后的基帶音頻信號,支持頻域和時域分析,可顯示音頻的頻譜和波形。
RWC2500A Plus 基于多功能的組合可直接分析廣播發射機的關鍵指標例如:載波參數、音頻失真度、音頻信噪比、音頻頻率響應和立體聲音頻分離度等,單臺儀器實現發射機的指標測試,從而滿足廣電行業廣播發射機的測試需求。 4.2 產品特點
? 支持 AM/FM 高精度解調和參數分析,支持立體聲調頻;
? 完全替代行業經典產品 FMAB;
?本振頻率精度高達 1ppb,SNR:AM:70dB(Typ.), FM:75dB(Typ.);
? 可解調輸出基帶音頻,支持平衡/非平衡/數字接口;
? 可實時測試顯示射頻頻譜,解調后音頻的頻譜和波形;
? 支持音頻分析,可測量失真度、信噪比、頻率響應和分離度等;
? 支持音頻發生,可輸出單音或掃頻信號,支持多種接口;
? 支持自定義測試項上下門限,超門限指標將實時提示;
? 支持測試結果總覽和數據導出,一鍵生成報告;
? 彩色觸摸屏及按鍵協同操作。
4.3 性能指標

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原文標題:FM立體聲廣播中s信號的38kHz殘留分量是什么?如何測量?
文章出處:【微信號:gh_1ac320a7d083,微信公眾號:度緯儀器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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