Care este caracteristicile modulare de radiodifuziune FM

Modulare

Modulație de frecvență sau FM este o formă de modulare care transmite informații prin varierea frecvenței o undă purtătoare; modularea de amplitudine mai mare sau AM variază amplitudinea transportatorului, cu frecvența sa rămânând constantă. Cu FM, deviația de frecvență de la frecvența purtătoare atribuit în orice moment este direct proporțională cu amplitudinea semnalului de intrare, determinarea frecvenței instantanee a semnalului transmis. Deoarece semnalele FM transmise utiliza mai mult de lățime de bandă AM semnale, această formă de modulare este frecvent utilizat cu mare frecvențele folosite de TV, sisteme banda de difuzare FM, radio și mobil terestru (VHF sau UHF).

Pre-accent și de-accent

Zgomot aleator are o distribuție spectrală triunghiulară într-un sistem FM, cu efectul că zgomotul apare predominant la cele mai inalte frecvente audio în banda. Acest lucru poate fi compensat, într-o măsură limitată, prin stimularea frecvențele înalte înainte de transport și reducerea lor cu o sumă corespunzătoare în receptor. Reducerea frecvențele audio înalte în receptorul de asemenea, reduce zgomotul de înaltă frecvență. Aceste procese de stimulare și apoi reducerea anumite frecvențe sunt cunoscute ca pre-accent și de-accent, respectiv.

Cantitatea de pre-accent și de-accent utilizată este definită de constanta de timp a unui circuit simplu filtru RC. În cea mai mare parte a lumii o 50 ps constantă de timp este utilizat. În America și Coreea de Sud, este folosit 75 ps. Acest lucru este valabil atât mono și transmisii stereo. Pentru stereo, pre-accentul este aplicată la canalele stânga și dreapta înainte de multiplexare.

Cantitatea de pre-accent care poate fi aplicat este limitată de faptul că multe forme ale muzicii contemporane conțin mai multă energie de înaltă frecvență decât stilurile muzicale care au predominat la nașterea de radiodifuziune FM. Ele nu pot fi pre-accentuat atât, deoarece poate provoca devieri excesive a transportatorului FM. Sisteme mai moderne decât radiodifuziune FM au tendința de a folosi fie dependente de programul variabil de pre-accent; de exemplu, DBX în sistemul de sunet TV BTSC, sau deloc.

FM Stereo

La sfârșitul anilor 1950s, mai multe sisteme pentru a adăuga stereo radio FM au fost considerate de către FCC. Au fost incluse sisteme de sustinatorii 14 inclusiv Crosby, Halstead, industria electrotehnică și muzicale, Ltd (EMI), Zenith, si General Electric. Sistemele individuale au fost evaluate pentru punctele forte și punctele slabe în timpul testelor de teren în Uniontown, Pennsylvania utilizând KDKA-FM din Pittsburgh ca stația de originare. Sistemul Crosby a fost respinsă de FCC pentru că a fost incompatibilă cu autorizația de comunicare subsidiare (SCA), servicii de care utilizate diferite frecvențe subpurtătoare, inclusiv 41 67 și kHz existente. Multe posturi FM-venituri înfometat folosit AEÎ pentru "storecasting" și alte scopuri non-difuzare. Sistemul Halstead a fost respinsă din cauza lipsei de separare stereo de înaltă frecvență și reducerea raportului canal principal semnal-zgomot. Sistemele GE și Zenith, atât de asemănătoare încât acestea au fost considerate, teoretic, identic, au fost aprobate oficial de către FCC în aprilie 1961 ca metoda standard de radiodifuziune FM stereo în Statele Unite și adoptat ulterior de majoritatea celorlalte țări.

Este important ca emisiunile stereo să fie compatibile cu receptoarele mono. Din acest motiv, stânga (L) și dreapta (R) canalele sunt codate în sumă algebric (L + R) și diferența (L-R) semnale. Un receptor mono va folosi doar L + R semnalul, astfel încât ascultătorul va auzi ambele canale prin difuzorul unic. Un receptor stereo se va adăuga semnalul diferență la semnalul sumă pentru a recupera canalul stânga, și scade semnalul diferență din suma pentru a recupera canalul dreapta.

(L + R) semnalul canalului principal este transmis ca in banda audio limitată la gama de 30 Hz la 15 kHz. (L-R) semnalul este modulat în amplitudine pe o 38 kHz dublu-sideband suprimat-carrier (DSB-SC) semnal ocupă intervalul baseband de 23 53 de kHz.

Un ton pilot 19 kHz, la exact jumătatea 38 frecvența kHz sub-operator de transport și cu o relație de fază clară pentru ao, astfel cum sunt definite prin formula de mai jos, este, de asemenea, generate. Acest lucru este transmis la 8-10% din nivelul general modulare și utilizate de către receptor pentru a regenera 38 kHz sub-transportator cu faza corect.

Semnalul multiplex finală de la generator stereo conține canalul principal (L + R), tonul pilot, iar sub-canal (L-R). Acest semnal compozit, împreună cu orice alte sub-purtători, modulează transmițătorul FM.

Abaterea instantanee a frecvenței purtătoare emițătorului din cauza audio stereo și tonul pilot (la 10% Modulation) este


unde A și B sunt semnalele audio pre-accentuate stânga și dreapta și f_p = 19 kHz este frecvența tonului pilot. Variații ușoare în abaterea de vârf poate avea loc în prezența altor purtători sau din cauza reglementărilor locale.

Conversia semnalului multiplex înapoi în semnale audio stânga și dreapta este efectuată de un decodor, construit în receptoarele stereo.

În scopul de a păstra separarea stereo și parametrii de semnal-zgomot, este o practică normală să se aplice de pre-accent la canalele stânga și dreapta înainte de codare, și să se aplice de-accent la receptor după decodificare.

Semnalele FM stereo sunt mai sensibile la zgomot și multipath distorsiuni decât sunt semnale FM MONO.

În plus, pentru un nivel de RF dat la receptor, raportul semnal-zgomot pentru semnalul stereo va fi mai rău decât pentru receptorul mono. Din acest motiv, mai multe receptoare FM stereo includ un comutator stereo / mono, pentru a permite ascultarea în mono când condițiile de primire sunt mai puțin de ideal, iar majoritatea radiouri auto sunt aranjate pentru a reduce separarea ca raportul semnal-zgomot agravează, în cele din urmă de gând să mono în timp ce indică încă un semnal stereo este recepționat.

Quadraphonic FM

În 1969, Louis Dorren inventat sistemul Quadraplex de stație singur, discret, compatibil cu patru canale FM de radiodifuziune. Există două sub-purtători suplimentare în sistemul Quadraplex, de completare a un singur utilizate în FM stereo standard de. Dispunerea in banda este după cum urmează:

50 Hz la 15 kHz principalul canal (suma tuturor canalelor 4) (LF + LR + RF + RR) de semnal, pentru mono FM ascultare compatibilitate.
23 53 a kHz (cosinus cuadratură subpurtătoare) (LF + LR) - (RF + RR) stânga minus semnal diferență dreapta. Acest semnal de modulare în suma algebrică și diferența cu principalul canal a fost utilizat pentru canalul 2 compatibilitate ascultător stereo.
23 53 a kHz (sine Quadrature 38 kHz subcarrier) (LF + RF) - (LR + RR) frontal minus Înapoi semnal diferență. Acest semnal de modulare în suma algebrică și diferența cu canalul principal și toate celelalte subcarriers este folosit pentru ascultător quadraphonic.
61 91 a kHz (cosinus Quadrature 76 kHz subcarrier) (LF + RR) - (LR + RF) semnal diferență Diagonal. Acest semnal de modulare în suma algebrică și diferența cu canalul principal și toate celelalte subcarriers este de asemenea folosit pentru ascultător quadraphonic.
95 kHz SCA subcarrier, să 19 kHz pilot, pentru servicii de lectură pentru nevăzători, muzica de fundal, etc. blocat fază

Au existat mai multe variante de pe acest sistem prezentat de GE, Zenith, RCA, și Denon pentru testarea și luarea în considerare în timpul studiilor de teren Comitetului Național quadraphonic Radio pentru FCC. Originalul Dorren Sistemul Quadraplex depasit toate celelalte și a fost aleasă ca standard național pentru radiodifuziune quadraphonic FM în Statele Unite ale Americii. Prima stație de FM comercial pentru a difuza conținutul programului quadraphonic fost WIQB (numit acum WWWW-FM) in Ann Arbor / Saline, Michigan sub îndrumarea inginer șef Brian Brown.

Alte servicii subcarrier

Radiodifuziune FM a inclus capacitatea de SCA încă de la începuturile sale, așa cum a fost văzută ca un alt serviciu care licențiații ar putea folosi pentru a crea venituri suplimentare. Inițial utilizatorii serviciilor SCA au fost canale audio analogice private, care ar putea fi utilizate la nivel intern sau închiriate, pentru servicii de tip exemplu Muzak. Servicii de citire de radio pentru nevăzători a devenit un uz comun, și rămâne așa, și au fost experimente cu sunet quadraphonic. Dacă o stație nu difuzat în stereo, totul, de la 23 kHz pe sus pot fi utilizate pentru alte servicii. Trupa de paza in jurul 19 kHz (± 4 kHz) trebuie să fie menținute în continuare, astfel încât să nu pentru a declanșa decodoare stereo pe receptoare. Dacă există stereo, va exista în mod tipic o bandă de gardă între limita superioară a semnalului DSBSC stereo (53 kHz) și limita inferioară a oricărei alte subpurtătoare.

Servicii digitale sunt acum de asemenea disponibile. Un subcarrier 57 kHz (faza blocat la a treia armonică a tonului pilot stereo) este folosit pentru a transporta un low-lățime de bandă de semnal digital, Radio Data System, oferind caracteristici suplimentare, cum ar fi frecvența alternativă (AF) și de rețea (NN). Acest semnal de bandă îngustă se execută la numai 1187.5 biți pe secundă, astfel este potrivit doar pentru text. Câteva sisteme proprietare sunt utilizate pentru comunicații private. O variantă de RDS este American RBDS Nord sau sistemul "de radio inteligent". În Germania, sistemul analogic ARI a fost utilizat înainte de RDS pentru anunțurile de trafic de radiodifuziune de automobiliștii (fara a deranja alte ascultători). Intenționează să utilizeze ARI pentru alte țări europene a condus la dezvoltarea de RDS ca un sistem mai puternic. RDS este proiectat pentru a fi capabil de a fi utilizat împreună cu ARI ciuda utilizarea frecvențelor subcarrier identice.

În Statele Unite, servicii de radio digitale sunt utilizate în banda FM, mai degrabă decât folosind Eureka 147 sau ISDB standard de japoneză. Această abordare în bandă pe canalul, la fel ca toate tehnicile radio digitale, face uz de avansate audio comprimat. Sistemul brevetat iBiquity, etichetate ca "Radio HD", în prezent este autorizat pentru funcționare în mod "hibrid", în care atât convențional purtătorul FM analogică și subcarriers bandă laterală digitale sunt transmise. În cele din urmă, presupunând implementarea pe scară largă a receptoarelor HD Radio, serviciile analogice ar putea, teoretic, să fie întrerupt și banda FM devin tot digitală.

În Statele Unite, servicii (altele decât stereo, quad și RDS) folosind purtători sunt uneori denumite autorizare comunicații subsidiare servicii (SCA). Utilizeaza pentru astfel de sub-purtători includ servicii de lectură carte / ziar pentru ascultătorii orbi, servicii de transmisiuni de date private (de exemplu, trimiterea de informații de piață de valori la bursă sau furate numărul cardului de credit liste negre la magazine [necesită citare]) de subscriere servicii de muzică de fundal comercial-free pentru magazine, paging ("beeper-ul") și servicii oferind un feed program de AM emițătoare de statii AM / FM. Purtători SCA sunt de obicei 67 kHz și 92 kHz.

Dolby FM

Un sistem de succes comercial de reducere a zgomotului utilizat cu radio FM, în unele țări, în timpul anilor 1970s, Dolby FM a fost similar cu Dolby B, dar a folosit un 25 modificat ps pre-accent constant timp și o frecvență aranjament Companding selectiv pentru a reduce zgomotul.

Un sistem similar numit ridicat Com FM a fost testat în Germania în perioada iulie-decembrie 1979 1981 de IRT. Acesta a fost bazat pe sistemul de compander în bandă largă de mare Telefunken Com, dar nu a introdus comercial în domeniul audiovizualului FM.

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje