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NICAM(数字丽音)的基本原理
发布日期:2013-8-18 13:16:41 作者: 出处: 浏览:391 人次 【

NICAM(数字丽音)是Near Instantaneous Companded Audio multiplex的缩写词,意为“准瞬时压扩声音多路复用”,是由英国广播公司(BBG)开发研究成功的,由于其数据传输率为728Kbps,因此,这种数字声频被称为NECAM-728。这种电视伴音的数字技术既可以用于地面广播,也可以用于卫星电视广播。它具有模拟电视声音不可比拟的优点,在NICAM通道中,既可以传送立体声节目,也可以传送双语节目,还可以传送数字信息。具有传送的声音动态范围大、音质好、信噪比高、串音小等优点。由于该种技术所传送的声音美丽动听,所以香港地区称为“丽音”。

为适应我国电视广播和有线电视发展的需要,我国也制定出GY/T129-1997《PAL-D电视广播附加双声道数字声技术规范》,并从1997年5月16日开始试播,从此,北京电视台第一套节目正式启用了PAL-D附加NICAM-728数字立体声试播节目,1998年1月1日北京电视台第一套节目以采用PAL-D附加NICAM数字声系统广播形式正式上星,从而标志了我国广播电视的声音系统由过去的传统模拟单声广播进入了数字立体声广播。广播电影电视部对GY/T129-1997《PAL-D电视广播附加双声道数字声技术规范》标准已正式批准,并决定于1998年5月1日开始实施。在PAL-D制NICAM广播标准中,确定载频位置、载频幅度、信号带宽3个重要参数将是十分关键的问题。依据我国电视广播制式,要求PAL-D制NICAM广播既要兼顾CATV系统,又要考虑对现有发射机的改造要尽可能的方便。因此,在PAL-D NICAM标准中,载频规定在5.85MHz,PAL-D NICAM载频相对于图像载频电平为-25dB,带宽为40%余弦滚降。

1、NICAM信号的产生
当有音频信号并且分为左、右两个声道或两路送入信号编码器时,首先要经过预加重网络进行处理,再进入模数变换电路,如图1所示。音频信号首先经预加重处理的目的是降噪。音频信号经预加重处理后,一同送入模数转换电路,进行二进制数编码。在这一过程中,音频的取样频率为32kHz,音频带宽达16kH,产生的二进制数据为14bit。14bit的音频信号码流,对于立体声传输来说码率接近1Mbps,这数据占用了较宽的物理带宽,所以要对其进行压缩处理,经压缩器压缩到10bit后再加入1bit的奇偶校验位,使之形成11bit的信号码流,从而压缩了频带。然后送入位元交织电路。1bit的奇偶校验位的作用,是为电视接收机中的解码器提供检查错误的依据,以使解码器正确无误地恢复原始信号。为防止干扰和提高系统的稳定性,减少出现多位误码对所传数据造成的影响,对数据信号施以“位元交织”处理,即把原来的数据码序打乱,再按一定的规则重新排列。这样经过交织后的信号码流,即使在传输和接收机产生若干位的连续差错,在解码器中经交织处理恢复原来的数据次序的过程中,这些误码将分散到不同的取样值中去,从而使一个样值中出现多个错误的概率大为下降,提高了信号的抗误码能力,通过交织处理后再经过QPSK的调制生成NICAM载频。图2是NICAM数据帧的结构,其中控制位是用来携带广播方式转换用的信息,接收时用作解码器的控制和开关信号,通过控制位表明数据传送的是什么信息(是立体声音频还是双伴音还是数据信息等)。这里的附加数据还没做定义。

2、NICAM信号的解调
当NICAMRF信号被接收机接收后,必须要由解码器将其数据码流还原来模拟音频信号,才可听到美丽的声音。为此,数字声信号,首先要经调谐器进入准分离声音解调电路,得到中心频率为5.85MHzPAL-D制NICAM)的数字载波信号,然后再送到数字处理通道。如图3所示。在数字声处理通道中,由DQPSK解调出NICAM信号码流,再经扰码复原电路,取出数据流中的随机数据。然后根据存储器中保存的管理程序去掉交错恢复位元顺序,变成原来的11位字,然后再按数据发送的标定系数把这些字扩展 成11位字的形式,并在奇偶校验位的基础上纠正错误,解码后获得的实时数据流,它含有左、右声道或A、B声道的信号。利用数/模变换,还原出声音信号。

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