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【摘 要】 立体声调制器是对立体声音频信号进行调制的专用设备，是立体声广播发射系统的重要组成部分，其音频输出端的关键参数频率和电压直接影响着立体声调制器的测量结果。本文以频率计和交流数字电压表对立体声调制器音频输出端的频率和电压参数测量为例，进行立体声调制器测量结果的不确定度评定。
【关键词】 不确定度 计量 立体声调制器 频率 电压
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.013
随着无线电通信技术的飞速发展，立体声调频广播技术越来越成熟，对设备性能要求也越来越高，其关键环节就是要解决好调频前的信号处理部分。立体声调制器作为实现该功能的专用设备，对立体声广播发射过程有着非常重要的作用[1]。立体声调制器的使用量大、应用广泛，尤其是汽车电子产品生产企业在研发、测试、生产、检验等各个环节对于立体声调制器的计量需求日益增长，频率和电压作为其音频输出端的关键参数的测量结果的准确程度直接影响立体声调制器的测量结果，从而影响对产品计量性能的判断。因此，本文对立体声调制器的频率和电压的测量结果进行了不确定度评定。
1 概述
目前世界上大多数国家（包括中国）都采用的是调幅——调频制，又叫做导频制的立体声调频广播制式[2]。在调频立体声发射中，声音在空间上被分成两路音频信号，分别为左声道信号和右声道信号，左、右声道相加形成主信道信号，左、右声道相减形成副信道信号。由主、副信道信号组成立体声合成信号[3]，作为调频立体声广播的基带信号。本文以频率计和交流数字电压表对立体声调制器音频输出端的频率和电压参数为例，进行立体声调制器测量结果不确定度评定。
2 立体声调制器频率测量结果不确定度评定
2.1 建立测量模型，列出不确定度传播律
数字模型：
[F][=F1+δF]
式中：[F]——实测值，Hz；
[F1]——频率计读数，Hz；
[δF]——频率计测量误差影响量，Hz。
方差公式：
[u2（F）][=c12u2（F1）+c22u2（δF）]
传播系数：
[c1=?F?F1=1]，[c2=?F?δF=1]
2.2 测量不确定度的来源及评定
2.2.1 频率计读数引入的标准不确定度分量[u（F1）]
[u（F1）]来源主要是测量重复性，通过连续测量得到一组测量列，采用A类方法进行评定。
对一台立体声调制器在输出为1kHz时进行测量，连续测量10次，得到测量值0.996kHz、0.996kHz、0.996kHz、0.996kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.998kHz、0.998kHz。
平均值[F]=0.9968kHz
由测量数值得单次测量实验标准差：
[s=][m=110（xm-xm）10-1]
[s=][7.9×10-4kHz]
[u（F1）][= 7.9×10-4kHz]
2.2.2 标准器测量误差引入的标准不确定度分量[u（δF2）]
[u（δF）]主要来源于标准器的测量误差（即最大允许误差），采用B类方法进行评定。
频率计的最大允许误差为[±1×10-7]，服从于均匀分布，[k=3]，则：
[u（δF）][=6×10-8kHz]
2.3 合成标准不确定度的评定
2.3.1 合成标准不确定度的计算
[u（F）][=u2（F1）+u2（δF）]
[u（F）][=7.9×10-4kHz]
2.3.2 扩展不确定度的确定
取[k=2]，则：
[U=2×7.9×10-4kHz=15.8×10-4kHz≈16×10-4][kHz]
立体声调制器频率测量结果不确定度为：
[Urel][=16×10-4/1×100%≈0.2%]
3 立体声调制器幅度测量结果不确定度评定
3.1 建立测量模型，列出不确定度传播律
数学模型：[V][=V1+δV]
式中：
[V]——实测值，V；
[V1]——交流数字电压表读数，V；
[δV]——交流数字电压表测量误差，V。
方差公式：
[u2（V）][=c12u 2（V1）+c22u2（δV） ]
传播系数：
[c1=?V?V1=1]，[c2=?V?δV=1]
3.2 测量不确定度的来源及评定
3.2.1 交流数字电压表读数引入的标准不确定度分量[u（V1）]
[u（V1）]来源主要是测量重复性，通过连续测量得到一组测量列，采用A类方法进行评定。
对一台立体声调制器在输出1VPP时进行测量，连续测量10次，得到一组测量值0.708V、0.708V、0.708V、0.709V、0.708V、0.708V、0.708V、0.708V、0.709V、0.708V。
平均值[V]=0.708V
由测量数值得单次测量实验标准差：
[s=][m=110（xm-xm）10-1]
[s]=0.00042V
[u（V1）]=0.00042V
3.2.2 标准器测量误差引入的标准不确定度分量[u（δV2）]
[u（δV2）]主要来源于标准器的测量误差（即最大允许误差），采用B类方法进行评定。
交流数字电压表的最大允许误差为±（0.06%×读数+0.03%×量程），服从于均匀分布，[k=3]，则：
[u（δV2）][=5.2×10-4V]
3.3 合成标准不确定度的评定
3.3.1 合成标准不确定度的计算
[u（V）][=u2（V1）+u2（δV2）]
[u（V）][=6.7×10-4V]
3.3.2 扩展不确定度的确定
取[k=2]，则：
[U=][2×6.7×10-4V≈2×10-3V]
4 结论
立体声调制器是对立体声音频信号进行调制的专用设备，是立体声广播发射系统的重要组成部分，其音频输出端的关键参数频率和电压直接影响着立体声调制器的测量结果。本文以频率计和交流数字电压表对立体声调制器音频输出端的频率和电压参数测量为例，进行了立体声调制器测量结果不确定度评定，评定方法严谨有效，结果客观合理，为立体声调制器的计量校准结果提供了可靠的依据。
参考文献
[1]陈泽虎，倪林，严杰.一种调频广播数据接收显示系统的设计[J].电视技术，2014，38（15）.
[2]余尚林，宗瑞朝.副载波技术在应急广播系统的应用[J].电视技术，2014，38（10）.
[3]郝程鹏，胥文彬，杨璠.用DSP实现导频制立体声编码器[J].北京广播学院学报（自然科学版），2002，9（1）.
作者简介
王玥，工程师，毕业于东北大学，工学硕士，目前于辽宁省计量科学研究院从事无线电检测工作。
（责任编辑：张晓明）
【关键词】 不确定度 计量 立体声调制器 频率 电压
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.013
随着无线电通信技术的飞速发展，立体声调频广播技术越来越成熟，对设备性能要求也越来越高，其关键环节就是要解决好调频前的信号处理部分。立体声调制器作为实现该功能的专用设备，对立体声广播发射过程有着非常重要的作用[1]。立体声调制器的使用量大、应用广泛，尤其是汽车电子产品生产企业在研发、测试、生产、检验等各个环节对于立体声调制器的计量需求日益增长，频率和电压作为其音频输出端的关键参数的测量结果的准确程度直接影响立体声调制器的测量结果，从而影响对产品计量性能的判断。因此，本文对立体声调制器的频率和电压的测量结果进行了不确定度评定。
1 概述
目前世界上大多数国家（包括中国）都采用的是调幅——调频制，又叫做导频制的立体声调频广播制式[2]。在调频立体声发射中，声音在空间上被分成两路音频信号，分别为左声道信号和右声道信号，左、右声道相加形成主信道信号，左、右声道相减形成副信道信号。由主、副信道信号组成立体声合成信号[3]，作为调频立体声广播的基带信号。本文以频率计和交流数字电压表对立体声调制器音频输出端的频率和电压参数为例，进行立体声调制器测量结果不确定度评定。
2 立体声调制器频率测量结果不确定度评定
2.1 建立测量模型，列出不确定度传播律
数字模型：
[F][=F1+δF]
式中：[F]——实测值，Hz；
[F1]——频率计读数，Hz；
[δF]——频率计测量误差影响量，Hz。
方差公式：
[u2（F）][=c12u2（F1）+c22u2（δF）]
传播系数：
[c1=?F?F1=1]，[c2=?F?δF=1]
2.2 测量不确定度的来源及评定
2.2.1 频率计读数引入的标准不确定度分量[u（F1）]
[u（F1）]来源主要是测量重复性，通过连续测量得到一组测量列，采用A类方法进行评定。
对一台立体声调制器在输出为1kHz时进行测量，连续测量10次，得到测量值0.996kHz、0.996kHz、0.996kHz、0.996kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.997kHz、0.998kHz、0.998kHz。
平均值[F]=0.9968kHz
由测量数值得单次测量实验标准差：
[s=][m=110（xm-xm）10-1]
[s=][7.9×10-4kHz]
[u（F1）][= 7.9×10-4kHz]
2.2.2 标准器测量误差引入的标准不确定度分量[u（δF2）]
[u（δF）]主要来源于标准器的测量误差（即最大允许误差），采用B类方法进行评定。
频率计的最大允许误差为[±1×10-7]，服从于均匀分布，[k=3]，则：
[u（δF）][=6×10-8kHz]
2.3 合成标准不确定度的评定
2.3.1 合成标准不确定度的计算
[u（F）][=u2（F1）+u2（δF）]
[u（F）][=7.9×10-4kHz]
2.3.2 扩展不确定度的确定
取[k=2]，则：
[U=2×7.9×10-4kHz=15.8×10-4kHz≈16×10-4][kHz]
立体声调制器频率测量结果不确定度为：
[Urel][=16×10-4/1×100%≈0.2%]
3 立体声调制器幅度测量结果不确定度评定
3.1 建立测量模型，列出不确定度传播律
数学模型：[V][=V1+δV]
式中：
[V]——实测值，V；
[V1]——交流数字电压表读数，V；
[δV]——交流数字电压表测量误差，V。
方差公式：
[u2（V）][=c12u 2（V1）+c22u2（δV） ]
传播系数：
[c1=?V?V1=1]，[c2=?V?δV=1]
3.2 测量不确定度的来源及评定
3.2.1 交流数字电压表读数引入的标准不确定度分量[u（V1）]
[u（V1）]来源主要是测量重复性，通过连续测量得到一组测量列，采用A类方法进行评定。
对一台立体声调制器在输出1VPP时进行测量，连续测量10次，得到一组测量值0.708V、0.708V、0.708V、0.709V、0.708V、0.708V、0.708V、0.708V、0.709V、0.708V。
平均值[V]=0.708V
由测量数值得单次测量实验标准差：
[s=][m=110（xm-xm）10-1]
[s]=0.00042V
[u（V1）]=0.00042V
3.2.2 标准器测量误差引入的标准不确定度分量[u（δV2）]
[u（δV2）]主要来源于标准器的测量误差（即最大允许误差），采用B类方法进行评定。
交流数字电压表的最大允许误差为±（0.06%×读数+0.03%×量程），服从于均匀分布，[k=3]，则：
[u（δV2）][=5.2×10-4V]
3.3 合成标准不确定度的评定
3.3.1 合成标准不确定度的计算
[u（V）][=u2（V1）+u2（δV2）]
[u（V）][=6.7×10-4V]
3.3.2 扩展不确定度的确定
取[k=2]，则：
[U=][2×6.7×10-4V≈2×10-3V]
4 结论
立体声调制器是对立体声音频信号进行调制的专用设备，是立体声广播发射系统的重要组成部分，其音频输出端的关键参数频率和电压直接影响着立体声调制器的测量结果。本文以频率计和交流数字电压表对立体声调制器音频输出端的频率和电压参数测量为例，进行了立体声调制器测量结果不确定度评定，评定方法严谨有效，结果客观合理，为立体声调制器的计量校准结果提供了可靠的依据。
参考文献
[1]陈泽虎，倪林，严杰.一种调频广播数据接收显示系统的设计[J].电视技术，2014，38（15）.
[2]余尚林，宗瑞朝.副载波技术在应急广播系统的应用[J].电视技术，2014，38（10）.
[3]郝程鹏，胥文彬，杨璠.用DSP实现导频制立体声编码器[J].北京广播学院学报（自然科学版），2002，9（1）.
作者简介
王玥，工程师，毕业于东北大学，工学硕士，目前于辽宁省计量科学研究院从事无线电检测工作。
（责任编辑：张晓明）