Ενεργή προέμφαση FM

Ενεργή προέμφαση FM


Στην FM ραδιοφωνία, η επίδραση του θορύβου είναι περισσότερο έντονη στις υψηλές συχνότητες του ακουστικού φάσματος παρά στις χαμηλές. Αυτό οφείλεται στη φύση του καναλιού διάδοσης και είναι αναπόφευκτο. Από πολύ παλιά, για να ελαχιστοποιηθεί η επίδραση του θορύβου στο αποδιαμορφωμένο ακουστικό σήμα στο δέκτη (σήμα βασικής ζώνης), χρησιμοποιείται μία τεχνική που ονομάζεται έμφαση. Η έμφαση πραγματοποιείται σε δύο βήματα που ονομάζονται προέμφαση και αποέμφαση και λαμβάνουν χώρα στον πομπό και στο δέκτη, αντίστοιχα. Οι υψηλές συχνότητες του ακουστικού σήματος (σήμα διαμόρφωσης) ενισχύονται στον πομπό πριν εκπεμφθούν (προέμφαση). Στο δέκτη απεναντίας επιτελείται η αντίστροφη διαδικασία (αποέμφαση) και οι υψηλές συχνότητες αποσβένονται κατά το ίδιο ποσοστό που ενισχύθηκαν στον πομπό, για να αποκατασταθεί το ακουστικό φάσμα στα αρχικά του επίπεδα. Το ζεύγος προέμφαση - αποέμφαση καταστέλλει σημαντικά το θόρυβο στις υψηλές συχνότητες και βελτιώνει σημαντικά το λόγο του σήματος προς θόρυβο (signal-to-noise ratio) στο δέκτη.  

Κατά την προέμφαση, το μέτρο της ενίσχυσης σε κάθε συχνότητα καθορίζεται από τη σταθερά χρόνου ενός πρότυπου φίλτρου RC. Στην αποέμφαση υλοποιείται η αντίστροφη απόκριση. Στις περισσότερες περιοχές του κόσμου η σταθερά χρόνου του πρότυπου δικτυώματος RC είναι 50 µs. Στη βόρεια Αμερική και στη νότια Κορέα χρησιμοποιείται σταθερά χρόνου 75 µs.

Η τεχνική της έμφασης (προέμφαση - αποέμφαση) χρησιμοποιείται τόσο κατά τις μονοφωνικές όσο και κατά τις στερεοφωνικές εκπομπές FM. Στις μονοφωνικές εκπομπές, το δικτύωμα της προέμφασης συμπεριλαμβάνεται συνήθως στον πομπό ενώ στις στερεοφωνικές σε μία συσκευή που ονομάζεται γεννήτρια FM stereo και είναι υπεύθυνη για την παραγωγή του σύνθετου στερεοφωνικού σήματος. Σε μία γεννήτρια FM-Stereo, η προέμφαση εφαρμόζεται τόσο στο δεξί όσο και στο αριστερό κανάλι του ήχου, πριν από το στάδιο της πολύπλεξης των δύο καναλιών. 

Το κύκλωμα προέμφασης που παρουσιάζουμε εδώ είναι "ενεργό", υπό την έννοια ότι στηρίζεται σε ένα ενεργό στοιχείο που στην προκειμένη περίπτωση είναι ο τελεστικός ενισχυτής. 

Κύκλωμα ενεργής προέμφασης για FM
Το κύκλωμα είναι στην πραγματικότητα ένα υψιπερατό φίλτρο διότι η προέμφαση είναι ουσιαστικά ενίσχυση υψηλών συχνοτήτων. Η συχνοτική απόκριση του κυκλώματος εικονίζεται στο παρακάτω διάγραμμα σε αντιπαραβολή με την θεωρητική (ιδεατή) καμπύλη προέμφασης. Η απόκριση του κυκλώματος στις υψηλές συχνότητες διαφέρει σκοπίμως από την ιδεατή απόκριση, προκειμένου να μην προκαλούνται προβλήματα διαφωνίας του ήχου με το σήμα πιλότου (19KHz) κατά τη στερεοφωνική εκπομπή. 

 Η απόκριση του κυκλώματος ενεργής προέμφασης

Το κύκλωμα της ενεργής προέμφασης FM χρησιμοποιεί σταθερά χρόνου 50us διότι σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί στην Ευρώπη. Ωστόσο, δύναται εύκολα να μετατραπεί για προέμφαση 75μs με απλή αντικατάσταση του C3 με έναν πυκνωτή χωρητικότητας 2.7nF.