Ποια είναι τα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης του ραδιοφώνου FM

Διαμόρφωση

διαμόρφωση συχνότητας ή FM είναι μια μορφή διαμόρφωσης που μεταφέρει πληροφορίες, μεταβάλλοντας τη συχνότητα του φέροντος κύματος? η παλαιότερη διαμόρφωση πλάτους ή AM μεταβάλλεται το πλάτος του φορέα, με τη συχνότητα του παραμένει σταθερή. Με FM, απόκλιση συχνότητας από την αντίστοιχη φέρουσα συχνότητα ανά πάσα στιγμή είναι ευθέως ανάλογη με το πλάτος του σήματος εισόδου, τον καθορισμό της στιγμιαίας συχνότητας του εκπεμπόμενου σήματος. Επειδή μεταδιδόμενων σημάτων FM χρησιμοποιούν μεγαλύτερο εύρος ζώνης από ΑΜ σήματα, αυτή η μορφή της διαμόρφωσης χρησιμοποιείται συνήθως με συχνότητες που χρησιμοποιούνται από TV, η εκπομπή μπάντα FM, και επίγειων κινητών ασύρματων συστημάτων της τριτοβάθμιας (VHF ή UHF).

Προ-έμφαση και de-έμφαση

Τυχαίο θόρυβο έχει τριγωνικό φασματική κατανομή σε ένα σύστημα FM, με την έννοια ότι ο θόρυβος συμβαίνει κυρίως στις υψηλότερες συχνότητες ήχου μέσα στο baseband. Αυτό μπορεί να αντισταθμιστεί, σε περιορισμένο βαθμό, με την ενίσχυση των υψηλών συχνοτήτων πριν από τη μετάδοση και τη μείωσή τους κατά το αντίστοιχο ποσό στο δέκτη. Η μείωση των υψηλών συχνοτήτων ήχου στο δέκτη μειώνει επίσης το θόρυβο υψηλής συχνότητας. Αυτές οι διαδικασίες για την ενίσχυση και, στη συνέχεια, μειώνοντας ορισμένες συχνότητες είναι γνωστό ως προ-έμφαση και de-έμφαση, αντίστοιχα.

Η ποσότητα του προ-έμφασης και de-έμφαση που χρησιμοποιείται ορίζεται από τη σταθερά χρόνου ενός απλού κυκλώματος φίλτρου RC. Στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου ένα 50 μs χρησιμοποιείται σταθερά χρόνου. Στην Αμερική και τη Νότια Κορέα, χρησιμοποιείται 75 μικροδευτερόλεπτα. Αυτό ισχύει τόσο για μονοφωνικά και στερεοφωνικά μεταδόσεις. Για στερεοφωνικές, προ-έμφαση εφαρμόζεται στα αριστερά και δεξιά κανάλια πριν πολυπλεξίας.

Το ποσό της προ-έμφασης που μπορούν να εφαρμοστούν περιορίζεται από το γεγονός ότι πολλές μορφές της σύγχρονης μουσικής περιέχουν περισσότερη ενέργεια υψηλής συχνότητας από τα μουσικά στυλ που επικρατούσε κατά τη γέννηση του ραδιοφώνου FM. Δεν μπορούν να είναι προ-τονιστεί όσο επειδή θα προκαλέσει υπερβολική απόκλιση του φορέα FM. Συστήματα πιο σύγχρονο από FM μετάδοση τείνουν να χρησιμοποιούν είτε το πρόγραμμα-εξαρτημένη μεταβλητή προ-έμφαση? π.χ., dbx στο τηλεοπτικό σύστημα ήχου BTSC, ή και καθόλου.

στερεοφωνικό FM

Στα τέλη της δεκαετίας 1950s, διάφορα συστήματα για να προσθέσετε το στερεοφωνικό ραδιόφωνο FM θεωρήθηκαν από την FCC. Συμπεριλαμβάνεται ήταν συστήματα από υποστηρικτές 14 συμπεριλαμβανομένων των Crosby, Halstead, Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μουσικά Industries, Ltd (EMI), Zenith, και η General Electric. Τα επιμέρους συστήματα αξιολογήθηκαν για τα δυνατά και αδύνατα σημεία τους κατά τις δοκιμές πεδίου στο Uniontown, Πενσυλβάνια χρησιμοποιώντας KDKA-FM στο Πίτσμπουργκ ως το σταθμό καταγωγής. Το σύστημα Crosby απορρίφθηκε από την FCC, διότι ήταν ασυμβίβαστη με υπάρχουσα άδεια θυγατρική επικοινωνιών (SCA) υπηρεσίες που χρησιμοποιούνται για διάφορες συχνότητες υποφορέως συμπεριλαμβανομένων 41 και 67 kHz. Πολλοί εσόδων-πεινασμένο σταθμούς FM που χρησιμοποιείται SCAs για "storecasting» και άλλους σκοπούς μη μετάδοση. Το σύστημα Halstead απορρίφθηκε λόγω έλλειψης στερεοφωνικό διαχωρισμό υψηλής συχνότητας και μείωση του λόγου κύριο κανάλι σήματος προς θόρυβο. Τα συστήματα της GE και Zenith, τόσο όμοια ότι εξετάστηκαν θεωρητικά ταυτόσημες, έχουν εγκριθεί επίσημα από την FCC, τον Απρίλιο του 1961 ως την τυποποιημένη μέθοδο μετάδοση στερεοφωνικό FM στις Ηνωμένες Πολιτείες και αργότερα υιοθετήθηκε από τις περισσότερες άλλες χώρες.

Είναι σημαντικό ότι στερεοφωνικές εκπομπές να είναι συμβατή με τους δέκτες mono. Για το λόγο αυτό, ο αριστερός (L) και δεξί (R) κανάλια αλγεβρικά κωδικοποιούνται σε άθροισμα (L + R) και διαφορά (L-R) σημάτων. Ένας δέκτης μονο θα χρησιμοποιήσετε μόνο το σήμα L + R, ώστε ο ακροατής θα ακούσει και τα δύο κανάλια μέσω της ενιαίας μεγάφωνο. Ένα στερεοφωνικό δέκτη θα προσθέσει το σήμα διαφορά στο σήμα ποσό για να ανακτήσει το αριστερό κανάλι, και να αφαιρέσετε το σήμα διαφορά από το ποσό για να ανακτήσει το δεξί κανάλι.

Το (L + R) Κύριο σήμα μεταδίδεται ως baseband ήχου περιορίζεται στο φάσμα των 30 Hz έως 15 kHz. Το σήμα (L-R) είναι διαμορφωμένη σε πλάτος σε ένα σήμα 38 kHz διπλής πλευρικής ζώνης κατέστειλε-φορέα (DSB-SC) που καταλαμβάνει το εύρος ζώνης βάσης του 23 53 να kHz.

Ένα 19 kHz πιλοτικού τόνου, ακριβώς το ήμισυ της συχνότητας kHz υποφορέως 38 και με ακριβή σχέση φάσης σε αυτήν, όπως ορίζεται από τον παρακάτω τύπο, παράγεται επίσης. Αυτό μεταδίδεται σε 8 10-% του συνολικού επιπέδου διαμόρφωσης και χρησιμοποιείται από το δέκτη για την ανάπλαση του 38 kHz υπο-φορέα με τη σωστή φάση.

Η τελική πολυπλεξίας σήματος από το στερεοφωνικό γεννήτρια περιέχει το κύριο κανάλι (L + R), το πιλοτικό τόνο, και το υπο-καναλιού (L-R). Αυτό το σύνθετο σήμα, μαζί με τυχόν άλλες υπο-φορείς, διαμορφώνει τον πομπό FM.

Η στιγμιαία απόκλιση της φέρουσας συχνότητας πομπού λόγω του στερεοφωνικού ήχου και πιλοτικού τόνου (σε 10% διαφοροποίηση) είναι


όπου Α και Β είναι οι προ-τόνισε αριστερά και δεξιά ακουστικά σήματα και f_p = 19 kHz είναι η συχνότητα του τόνου πιλότου. Ελαφρές μεταβολές στην κορυφή απόκλισης μπορεί να συμβεί με την παρουσία άλλων υποφορέων ή λόγω των τοπικών κανονισμών.

Μετατρέποντας το πολλαπλό σήμα πίσω σε αριστερό και δεξί ακουστικά σήματα πραγματοποιείται από έναν αποκωδικοποιητή, χτισμένο σε στερεοφωνικό δέκτες.

Προκειμένου να διατηρηθεί στερεοφωνικό διαχωρισμό και σήματος προς θόρυβο παραμέτρους, είναι συνήθης πρακτική να εφαρμόζεται προ-έμφαση στα αριστερά και δεξιά κανάλια πριν την κωδικοποίηση, και να εφαρμόζουν de-έμφαση στο δέκτη μετά την αποκωδικοποίηση.

Στερεοφωνικά σήματα FM είναι πιο ευαίσθητα στο θόρυβο και πολλαπλών διαδρομών παραμόρφωση από ό, τι είναι μονο σημάτων FM.

Επιπλέον, για ένα δεδομένο επίπεδο RF στο δέκτη, ο λόγος σήματος προς θόρυβο για το στερεοφωνικό σήμα θα είναι χειρότερη από ό, τι για το δέκτη mono. Για το λόγο αυτό πολλοί στερεοφωνικό δέκτες FM περιλαμβάνουν ένα διακόπτη στερεοφωνική / μονοφωνική να επιτρέψει να ακούτε μονοφωνικά όταν οι συνθήκες υποδοχής είναι λιγότερο από το ιδανικό, και τα περισσότερα ραδιόφωνα αυτοκινήτου που διοργανώνονται για τη μείωση του διαχωρισμού ως ο λόγος σήματος προς θόρυβο επιδεινώνεται, τελικά πρόκειται για μονο ενώ εξακολουθεί να δείχνει ένα στερεοφωνικό σήμα που έλαβαν.

quadraphonic FM

Σε 1969, Louis Dorren εφηύρε το σύστημα Quadraplex του ενιαίου σταθμού, διακριτά, συμβατό τεσσάρων καναλιών FM μετάδοση. Υπάρχουν δύο επιπλέον υποφορέων στο σύστημα Quadraplex, για τη συμπλήρωση του ενιαίου εκείνο που χρησιμοποιείται στο πρότυπο στερεοφωνικό FM. Η διάταξη βασικής ζώνης είναι η εξής:

50 Hz έως 15 kHz κύριο κανάλι (άθροισμα όλων των καναλιών 4) (LF + LR + RF + RR) σήμα, για μονο FM ακούτε συμβατότητα.
23 53 να kHz (συνημίτονο τετραγωνισμού υπομεταφορέας) (LF + LR) - (RF + RR) Αριστερά μείον Δεξιά σήμα διαφοράς. διαμόρφωση αυτού του σήματος στο αλγεβρικό άθροισμα και τη διαφορά με το κύριο κανάλι χρησιμοποιήθηκε για 2 κανάλι συμβατότητα στερεοφωνικό ακροατή.
23 53 να kHz (sine τετραγωνισμού 38 kHz υπομεταφορέας) (LF + RF) - (LR + RR) σήμα διαφοράς εμπρός μείον Πίσω. διαμόρφωση αυτού του σήματος στο αλγεβρικό άθροισμα και τη διαφορά με το κύριο κανάλι και όλα τα άλλα υποφορέων χρησιμοποιείται για την Quadraphonic ακροατή.
61 91 να kHz (συνημίτονο τετραγωνισμού 76 kHz υπομεταφορέας) (LF + RR) - (LR + RF) Diagonal σήμα διαφοράς. Αυτό το σήμα διαμόρφωσης στο αλγεβρικό άθροισμα και τη διαφορά με το κύριο κανάλι και όλα τα άλλα υποφορέων χρησιμοποιείται επίσης για την Quadraphonic ακροατή.
95 kHz SCA υπομεταφορέας, φάση-κλειδωμένη στο 19 πιλοτικά kHz, για την ανάγνωση υπηρεσίες για τυφλούς, μουσική υπόκρουση, κ.λπ.

Υπήρχαν διάφορες παραλλαγές σε αυτό το σύστημα που υποβλήθηκε από την GE, Zenith, RCA, και Denon για τον έλεγχο και την εξέταση κατά τη διάρκεια των δοκιμών πεδίου Εθνική Επιτροπή Quadraphonic Radio για την FCC. Η αρχική Quadraplex Σύστημα Dorren ξεπέρασε όλες τις άλλες και επιλέχθηκε ως το εθνικό πρότυπο για Quadraphonic FM μετάδοση στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ο πρώτος εμπορικός σταθμός FM να ​​μεταδίδουν quadraphonic περιεχόμενο του προγράμματος ήταν WIQB (τώρα ονομάζεται WWWW-FM) στο Ann Arbor / Saline, Michigan, υπό την καθοδήγηση του επικεφαλής μηχανικός Brian Μπράουν.

Άλλες υπηρεσίες υπομεταφορέας

FM μετάδοση έχει συμπεριλάβει την ικανότητα της SCA από την ίδρυσή της, καθώς θεωρήθηκε ως μια άλλη υπηρεσία που δικαιοδόχοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για να δημιουργήσουν πρόσθετο εισόδημα. Αρχικά οι χρήστες των υπηρεσιών SCA ήταν ιδιωτική αναλογικά κανάλια ήχου που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί εσωτερικά ή εκμισθώνονται, για τις υπηρεσίες τύπου παράδειγμα Muzak. Υπηρεσίες ανάγνωσης ραδιόφωνο για τυφλούς έγινε μια κοινή χρήση, και να παραμείνει έτσι, ενώ υπήρχαν και πειράματα με quadraphonic ήχο. Εάν ένας σταθμός δεν εκπέμπει στερεοφωνικά, τα πάντα, από 23 kHz στην επάνω μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλες υπηρεσίες. Η μπάντα φρουρά γύρω 19 kHz (± 4 kHz) πρέπει να διατηρηθούν, έτσι ώστε να μην προκαλέσει στερεοφωνικό αποκωδικοποιητές για τους δέκτες. Αν υπάρχει στερεοφωνικό, τυπικά θα υπάρχει μια ζώνη προστασίας μεταξύ του άνω ορίου του DSBSC στερεοφωνικού σήματος (53 kHz) και το κατώτερο όριο οποιουδήποτε άλλου υποφέροντος.

Ψηφιακές υπηρεσίες είναι πλέον διαθέσιμες. Μια δευτερεύουσα φέρουσα 57 kHz (φάση κλειδωμένη την τρίτη αρμονική του πιλοτικού τόνου στερεοφωνικό) χρησιμοποιείται για να μεταφέρει ένα ψηφιακό σήμα Radio Data System, χαμηλού εύρους ζώνης, παρέχοντας επιπλέον χαρακτηριστικά, όπως Εναλλακτική συχνότητα (AF) και Network (ΝΝ). Αυτό το σήμα στενής ζώνης λειτουργεί μόνο σε 1187.5 bits ανά δευτερόλεπτο, έτσι είναι κατάλληλο μόνο για το κείμενο. Λίγα ιδιόκτητα συστήματα που χρησιμοποιούνται για τις ιδιωτικές επικοινωνίες. Μια παραλλαγή του RDS είναι η βορειοαμερικανική RBDS ή σύστημα "smart ραδιοφώνου". Στη Γερμανία το αναλογικό σύστημα ARI χρησιμοποιήθηκε πριν από την RDS για ανακοινώσεις μετάδοση κίνησης στους αυτοκινητιστές (χωρίς να ενοχλείτε τους άλλους ακροατές). Σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει ARI για τις άλλες ευρωπαϊκές χώρες, οδήγησε στην ανάπτυξη του RDS ως ένα πιο ισχυρό σύστημα. RDS είναι σχεδιασμένο να είναι ικανό να χρησιμοποιηθεί παράλληλα με ARI παρά χρησιμοποιώντας ταυτόσημες συχνότητες υποφορέως.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι ψηφιακές ραδιοφωνικές υπηρεσίες που έχουν αναπτυχθεί εντός της ζώνης FM αντί να χρησιμοποιούν Eureka 147 ή το ιαπωνικό πρότυπο ISDB. Αυτή η on-κανάλι προσέγγιση-band, όπως κάνουν όλες τις ψηφιακές τεχνικές ραδιόφωνο, κάνει χρήση προηγμένων συμπιεσμένου ήχου. Το ιδιόκτητο σύστημα iBiquity, επώνυμα ως "HD Radio", επί του παρόντος εξουσιοδοτείται για την "υβριδική" κατάσταση λειτουργίας, όπου τόσο το συμβατικό μεταφορέα αναλογική FM και ψηφιακό subcarriers πλευρικής ζώνης μεταδίδονται. Τελικά, υποθέτοντας ευρεία διάδοση της Ραδιοφωνικοί δέκτες HD, οι αναλογικές υπηρεσίες θα μπορούσαν θεωρητικά να διακοπεί και η μπάντα FM γίνει όλα τα ψηφιακά.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι υπηρεσίες (εκτός από στερεοφωνικό, quad και RDS) χρησιμοποιώντας subcarriers είναι μερικές φορές αναφέρεται ως άδεια θυγατρική επικοινωνιών (SCA) υπηρεσίες. Χρήσεις για τέτοιες subcarriers περιλαμβάνουν υπηρεσίες ανάγνωσης βιβλίων / εφημερίδων για τους τυφλούς ακροατές, ιδιωτικές υπηρεσίες μετάδοσης δεδομένων (για παράδειγμα την αποστολή πληροφοριών της χρηματιστηριακής αγοράς σε χρηματιστές ή κλαπεί μαύρες λίστες αριθμό της πιστωτικής κάρτας στα καταστήματα [παραπομπή που απαιτείται]) συνδρομητικές υπηρεσίες εμπορικής χωρίς μουσική υπόκρουση για τα καταστήματα, σελιδοποίησης ( "βομβητή") υπηρεσίες και την παροχή ζωοτροφών πρόγραμμα για AM πομπούς των σταθμών AM / FM. Η SCA υποφορέων είναι συνήθως 67 kHz και 92 kHz.

Dolby FM

Ένα εμπορικά ανεπιτυχής σύστημα μείωσης θορύβου που χρησιμοποιείται με το ραδιόφωνο FM σε ορισμένες χώρες κατά τα τέλη της δεκαετίας 1970s, Dolby FM ήταν παρόμοιο με το Dolby B, αλλά χρησιμοποιείται μια τροποποιημένη 25 μs σταθερά χρόνου προ-έμφαση και την επιλεκτική ρύθμιση companding συχνότητας για τη μείωση του θορύβου.

Ένα παρόμοιο σύστημα που ονομάζεται High Com FM δοκιμάστηκε στη Γερμανία μεταξύ Ιουλίου και Δεκεμβρίου του 1979 1981 από IRT. Βασίστηκε στο ευρυζωνικό σύστημα compander Telefunken Υψηλή Com, αλλά ποτέ δεν εισήγαγε εμπορικά στην FM μετάδοση.

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων