Các đặc điểm của điều chế FM phát sóng là gì

điều chế

Điều chế tần số FM hoặc là một hình thức điều chế chuyển tải thông tin bằng cách thay đổi tần số của một sóng mang; điều chế biên độ lớn hơn hoặc AM thay đổi biên độ của các tàu sân bay, với tần số của nó không đổi. Với FM, độ lệch tần số từ giao tần số sóng mang tại bất kỳ là tỷ lệ thuận với biên độ của tín hiệu đầu vào, xác định tần số tức thời của tín hiệu truyền. Bởi vì tín hiệu FM truyền sử dụng nhiều băng thông hơn tín hiệu AM, hình thức điều chế được sử dụng phổ biến với các cao (VHF hoặc UHF) tần số sử dụng TV, hệ thống các ban nhạc phát sóng FM, và đất vô tuyến di động.

Pre-nhấn mạnh và de-nhấn mạnh

Tiếng ồn ngẫu nhiên có phân bố phổ tam giác trong một hệ thống FM, với những hiệu ứng mà tiếng ồn xảy ra chủ yếu ở các tần số âm thanh cao nhất trong baseband. Điều này có thể được bù đắp, đến một mức độ hạn chế, bằng cách thúc đẩy các tần số cao trước khi truyền tải và giảm chúng bằng một số tiền tương ứng trong máy thu. Giảm tần số âm thanh cao trong nhận cũng làm giảm tiếng ồn tần số cao. Các quá trình này thúc đẩy và sau đó giảm tần số nhất định được gọi là pre-nhấn mạnh và de-nhấn mạnh, tương ứng.

Lượng tiền nhấn mạnh và de-nhấn mạnh sử dụng được xác định bởi hằng số thời gian của một mạch lọc RC đơn giản. Trong phần lớn thế giới một 50 ms thời gian liên tục được sử dụng. Tại châu Mỹ và Hàn Quốc, 75 ms được sử dụng. Điều này áp dụng cho cả mono và stereo truyền. Đối với âm thanh stereo, trước sự nhấn mạnh được áp dụng cho các kênh trái và phải trước khi ghép.

Lượng tiền nhấn mạnh rằng có thể áp dụng được giới hạn bởi thực tế rằng nhiều hình thức của âm nhạc đương đại có chứa năng lượng tần số cao hơn các phong cách âm nhạc mà chiếm ưu thế ở sự ra đời của phát sóng FM. Họ có thể không được trước nhấn mạnh như nhiều bởi vì nó sẽ gây ra độ lệch quá mức của các tàu sân bay FM. Hệ thống hiện đại hơn FM phát sóng xu hướng sử dụng một trong hai chương trình phụ thuộc vào biến pre-nhấn mạnh; ví dụ, dbx trong hệ thống âm thanh TV BTSC, hoặc không có gì cả.

FM Stereo

Vào cuối 1950s, một số hệ thống để thêm âm thanh stereo FM radio đã được xem xét bởi FCC. Bao gồm những hệ thống từ những người ủng hộ 14 bao gồm Crosby, Halstead, điện và Musical Industries, Ltd (EMI), Zenith, và General Electric. Các hệ thống cá nhân được đánh giá về những điểm mạnh và điểm yếu của họ trong lĩnh vực thử nghiệm ở Uniontown, Pennsylvania sử dụng KDKA-FM ở Pittsburgh của trạm nguồn. Hệ thống Crosby đã bị từ chối bởi FCC vì nó không tương thích với sự cho phép thông tin liên lạc công ty con (SCA) dịch vụ mà sử dụng các tần số sóng mang phụ khác nhau bao gồm 41 và 67 kHz hiện. Nhiều đài FM thu đói sử dụng SCAS cho "storecasting" và không nhằm mục đích phát sóng khác. Hệ thống Halstead đã bị từ chối vì thiếu tách stereo tần số cao và giảm các kênh chính tỷ lệ tín hiệu-to-noise. GE và Zenith hệ thống, do đó tương tự mà chúng được coi là lý thuyết giống hệt nhau, đã được chính thức chấp thuận của FCC vào tháng 1961 như FM stereo phương thức phát sóng chuẩn ở Hoa Kỳ và sau đó được thông qua bởi hầu hết các nước khác.

Điều quan trọng là chương trình phát sóng stereo tương thích với máy thu mono. Vì lý do này, bên trái (L) và phải (R) kênh được mã hóa thành đại số sum (L + R) và sự khác biệt (L-R) tín hiệu. Một máy thu mono sẽ chỉ sử dụng L + R tín hiệu để người nghe sẽ nghe thấy cả hai kênh qua loa duy nhất. Một máy thu stereo sẽ thêm các tín hiệu khác biệt cho các tín hiệu tổng hợp để phục hồi các kênh trái, và trừ đi các tín hiệu khác nhau từ số tiền để phục hồi các kênh phải.

The (L + R) tín hiệu của kênh chính được truyền như là âm thanh baseband giới hạn trong phạm vi của 30 Hz đến 15 kHz. The (L-R) tín hiệu điều chế biên độ lên một 38 kHz đôi dải biên ức chế sóng mang (DSB-SC) tín hiệu chiếm khoảng baseband của 23 để 53 kHz.

Một 19 kHz tone thí điểm, tại đúng một nửa các 38 kHz sóng mang phụ tần số và có một mối quan hệ pha chính xác với nó, như được xác định theo công thức dưới đây, cũng được tạo ra. Điều này được truyền ở 8-10% của mức điều chế tổng thể và được sử dụng bởi các máy thu để tái tạo các 38 kHz sub-carrier với các giai đoạn chính xác.

Các tín hiệu multiplex thức từ các máy phát stereo chứa các kênh chính (L + R), giọng điệu thí điểm, và các kênh con (L-R). Tín hiệu hỗn hợp này, cùng với bất kỳ phụ tàu sân bay khác, điều chỉnh các máy phát FM.

Độ lệch tần số tức thời của sóng mang máy phát do các âm thanh stereo và âm thí điểm (ở 10% điều chế) là


trong đó A và B là các pre-nhấn mạnh trái và phải tín hiệu âm thanh và f_p = 19 kHz là tần số của những giai điệu thí điểm. Các biến thể nhẹ trong độ lệch cao điểm có thể xảy ra trong sự hiện diện của các sóng mang con khác hoặc vì các quy định của địa phương.

Chuyển đổi tín hiệu multiplex lại thành tín hiệu âm thanh trái và phải được thực hiện bởi một bộ giải mã, được xây dựng vào máy thu âm thanh stereo.

Để bảo toàn tách biệt âm thanh nổi và các thông số tín hiệu-to-noise, nó là bình thường thực hành để áp dụng trước sự nhấn mạnh vào các kênh trái và phải trước khi mã hóa, và áp dụng de-nhấn mạnh ở người nhận sau khi giải mã.

Tín hiệu FM Stereo dễ mẫn cảm với tiếng ồn và nhiễu đa méo hơn là tín hiệu FM mono.

Ngoài ra, với một mức RF được đưa ra ở người nhận, tỷ lệ tín hiệu-to-noise cho các tín hiệu âm thanh stereo sẽ tồi tệ hơn cho các máy thu mono. Vì lý do này nhiều máy thu FM stereo bao gồm chuyển đổi âm thanh stereo / mono cho phép nghe mono khi điều kiện tiếp nhận ít hơn lý tưởng, và hầu hết các đài xe được bố trí để giảm sự tách biệt là tỷ lệ tín hiệu-to-noise nặng hơn, cuối cùng sẽ mono trong khi vẫn cho thấy một tín hiệu âm thanh nổi đang được nhận.

Quadraphonic FM

Trong 1969, Louis Dorren phát minh ra hệ thống Quadraplex trạm duy nhất, rời rạc, tương thích bốn kênh phát sóng FM. Có hai sóng mang con bổ sung trong hệ thống Quadraplex, bổ sung một duy nhất được sử dụng trong FM stereo chuẩn. Việc bố trí baseband là như sau:

50 Hz đến 15 kHz Main Channel (tổng của tất cả các kênh 4) (LF + LR + RF + RR) tín hiệu, cho mono FM nghe tương thích.
23 để 53 kHz (cos cầu phương subcarrier) (LF + LR) - (RF + RR) Còn lại trừ đi tín hiệu chênh lệch phải. Điều chế của tín hiệu này trong tổng đại số và sự khác biệt với các kênh chính được sử dụng cho kênh 2 tương thích nghe stereo.
23 để 53 kHz (sin vuông góc 38 kHz subcarrier) (LF + RF) - (LR + RR) Mặt trận trừ lại tín hiệu khác biệt. Điều chế của tín hiệu này trong tổng đại số và sự khác biệt với các kênh chính và tất cả các sóng mang con khác được sử dụng cho người nghe Quadraphonic.
61 để 91 kHz (cos cầu phương 76 kHz subcarrier) (LF + RR) - (LR + RF) tín hiệu khác biệt Diagonal. Điều chế của tín hiệu này trong tổng đại số và sự khác biệt với các kênh chính và tất cả các sóng mang con khác cũng được sử dụng cho người nghe Quadraphonic.
95 kHz SCA subcarrier, khóa pha để 19 kHz thí điểm, để đọc các dịch vụ dành cho người mù, nhạc nền, vv

Có một vài biến thể về hệ thống này do GE, Zenith, RCA, và Denon để thử nghiệm và xem xét trong quá trình thử nghiệm ban Quadraphonic Đài phát thanh Quốc gia vì sự FCC. Các Dorren gốc Hệ thống Quadraplex vượt trội so với tất cả những người khác và được chọn là tiêu chuẩn quốc gia cho Quadraphonic FM phát thanh truyền hình tại Hoa Kỳ. Các trạm FM thương mại đầu tiên phát sóng nội dung chương trình quadraphonic là WIQB (bây giờ gọi là WWWW-FM) ở Ann Arbor / Saline, Michigan theo hướng dẫn của kỹ sư trưởng Brian Brown.

Dịch vụ subcarrier khác

FM phát sóng đã bao gồm khả năng SCA kể từ khi ra đời, như nó đã được xem như là một dịch vụ mà người được cấp phép có thể sử dụng để tạo thêm thu nhập. Ban đầu những người sử dụng các dịch vụ SCA là kênh âm thanh analog tin đó có thể được sử dụng trong nội bộ hoặc cho thuê, cho các dịch vụ loại ví dụ Muzak. Dịch vụ đọc radio cho người mù đã trở thành một sử dụng chung, và vẫn như vậy, và đã có những thí nghiệm với âm thanh quadraphonic. Nếu một trạm không phát sóng âm thanh nổi, tất cả mọi thứ từ 23 kHz trên lên có thể được sử dụng cho các dịch vụ khác. Các băng bảo vệ xung quanh 19 kHz (± 4 kHz) vẫn phải được duy trì, như vậy là không để kích hoạt bộ giải mã âm thanh stereo trên máy thu. Nếu có âm thanh stereo, sẽ thường có một băng bảo vệ giữa các giới hạn trên của tín hiệu stereo DSBSC (53 kHz) và giới hạn dưới của bất kỳ sóng mang con khác.

Dịch vụ kỹ thuật số hiện nay cũng có sẵn. Một subcarrier 57 kHz (giai đoạn khóa để hài hòa thứ ba của giai điệu thí điểm stereo) được sử dụng để thực hiện một số tín hiệu Hệ thống dữ liệu radio băng thông thấp, cung cấp thêm các tính năng như Alternative Frequency (AF) và Network (NN). Tín hiệu băng hẹp này chạy ở chỉ 1187.5 bit mỗi giây, do đó chỉ thích hợp cho văn bản. Một vài hệ thống độc quyền được sử dụng cho thông tin. Một biến thể của RDS là Bắc Mỹ RBDS hoặc "radio thông minh" hệ thống. Ở Đức, tương tự hệ thống ARI đã được sử dụng trước khi RDS cho các thông báo quảng bá lưu lượng người lái xe (mà không làm phiền người nghe khác). Kế hoạch sử dụng ARI cho các nước châu Âu khác đã dẫn đến sự phát triển của RDS như một hệ thống mạnh mẽ hơn. RDS được thiết kế để có khả năng được sử dụng cùng với ARI mặc dù sử dụng các tần số sóng mang con giống hệt nhau.

Tại Hoa Kỳ, các dịch vụ radio kỹ thuật số đang được triển khai trong một ban nhạc FM thay vì sử dụng Eureka 147 hoặc ISDB tiêu chuẩn Nhật Bản. Cách tiếp cận này trong băng tần trên kênh, cũng như tất cả các kỹ thuật vô tuyến số, sử dụng các âm thanh nén tiên tiến. Các hệ thống độc quyền iBiquity, có thương hiệu như "HD Radio", hiện đang được ủy quyền cho "lai" chế độ hoạt động, trong đó cả hai chiếc tàu sân bay FM analog thông thường và sóng mang biên kỹ thuật số được truyền đi. Cuối cùng, giả triển khai rộng rãi các thiết bị thu HD Radio, các dịch vụ tương tự về mặt lý thuyết có thể được ngưng và các ban nhạc FM trở thành tất cả các kỹ thuật số.

Tại Hoa Kỳ, dịch vụ (trừ stereo, quad và RDS) sử dụng sóng mang con đôi khi được gọi là (SCA) dịch vụ ủy quyền thông tin liên lạc công ty con. Sử dụng cho các sóng mang con như vậy bao gồm các dịch vụ đọc sách / báo cho thính giả mù, các dịch vụ truyền dữ liệu cá nhân (ví dụ như gửi thông tin thị trường chứng khoán để môi giới chứng khoán hoặc bị đánh cắp danh sách đen số thẻ tín dụng cho các cửa hàng [cần dẫn nguồn]) dịch vụ nhạc nền thương mại miễn phí thuê bao cho các cửa hàng, ("bíp") các dịch vụ nhắn tin và cung cấp một nguồn cấp dữ liệu cho chương trình AM lây truyền các đài AM / FM. SCA sóng mang con thường 67 kHz và 92 kHz.

Dolby FM

Một hệ thống giảm tiếng ồn không thành công về mặt thương mại được sử dụng với đài phát thanh FM trong một số quốc gia trong thời gian cuối 1970s, Dolby FM tương tự như Dolby B nhưng sử dụng một 25 đổi ms trước nhấn mạnh thời gian liên tục và sắp xếp companding chọn lọc tần số để giảm tiếng ồn.

Một hệ thống tương tự có tên là Cao Com FM đã được thử nghiệm ở Đức giữa tháng bảy và tháng mười hai 1979 1981 bởi IRT. Nó được dựa trên các hệ thống băng thông rộng compander TELEFUNKEN cao Com, nhưng không bao giờ được giới thiệu thương mại trong FM phát sóng.

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn