Що характеристики модуляції FM мовлення

Модуляція

Частота модуляції або ЧС є однією з форм модуляції, який передає інформацію, варіюючи частоту несучої хвилі; старший амплітудної модуляції АМ або змінює амплітуду перевізника, з його частота залишається постійною. З FM, відхилення частоти від заданого несучої частоти в будь-який момент прямо пропорційний амплітуді вхідного сигналу, визначення миттєвої частоти переданого сигналу. Тому що передаються FM-сигналів використовуються більше пропускну здатність, ніж АМ сигналів, ця форма модуляції зазвичай використовується з високим (VHF або UHF) частот, що використовуються ТБ, системи мовлення FM-діапазону, і сухопутного рухливого радіозв'язку.

Предискаженія і де-акцент

Випадковий шум має трикутну спектральний розподіл в системі FM, з ефектом, що шум відбувається переважно на високих звукових частотах у межах смуги частот. Це може бути компенсовано, в обмеженій мірі, за рахунок підвищення високих частот до передачі і зменшуючи їх на відповідну суму в приймачі. Зниження високі звукові частоти в приймачі також зменшує високочастотний шум. Ці процеси активізації та подальшого зменшення певнічастоти відомі як предискаженіем і де-акцент, відповідно.

Кількість предискаженій і предискаженій, використовуваного визначається постійної часу RC простого фільтра ланцюга. У більшості світ 50 мкс використовується постійна часу. У Північній і Південної Америки і Південної Кореї, 75 мкс використовується. Це відноситься як до моно і стерео передач. Для стерео, предискаженій застосовується до лівим і правим каналами, перш ніж мультиплексування.

Сума предискаженіем, які можуть бути застосовані обмежується тим, що багато форм сучасної музики містити більш високі частоти енергії, ніж музичних стилів, які переважали при народженні FM мовлення. Вони не можуть бути предискаженій так, тому що це призведе до надмірного відхилення несучої FM. Системи більш сучасні, ніж FM мовлення, зазвичай, використовують або програми залежить від змінної предискаженій; наприклад, DBX в ТВ звукова система BTSC, або взагалі.

Стерео FM-

Наприкінці 1950s кілька систем, щоб додати стерео в FM радіо були розглянуті FCC. У комплекті були системи від 14 прихильників у тому числі Кросбі, Halstead, електротехніці і Musical Industries, Ltd (EMI), Zenith, і General Electric. Окремі системи були оцінені по їх сильних і слабких сторін у ході польових випробувань в Uniontown, Пенсільванія, використовуючи KDKA-FM в Піттсбурзі в якості вихідної станції. Система Кросбі був відкинутий FCC, бо це було несумісне з існуючими дозвіл допоміжних зв'язку (SCA) послуги, які використовуються різні частоти піднесе в тому числі і 41 67 кГц. Багато дохід від голоду FM станції використовується для СКА "storecasting" та інших цілей, не пов'язаних з мовленням. Система Халстед був відхилений через відсутність стерео поділу високочастотного і скорочення в співвідношенні основний канал сигнал-шум. Системи GE і Zenith, настільки схожі, що вони були розглянуті теоретично ідентичні, були офіційно затверджені FCC в квітні 1961 в якості стандартного стерео FM способу телемовлення в Сполучених Штатах, а потім прийнята більшістю інших країн.

Важливо, що стерео передачу бути сумісні з моно приймачів. З цієї причини, ліва (L) і правий (R) канали алгебраїчно кодується в сумі (L + R) і різниці (L-R) сигналів. Моно-приймач буде використовувати тільки L + R сигналу, так що слухач почує обох каналів через одного динаміка. Стерео приймач додати різницевого сигналу до сумарного сигналу, щоб відновити лівий канал, і відняти різницевого сигналу з суми, щоб відновити правильний канал.

The (L + R) основний сигнал каналу передається в основний смуги аудіо обмежена діапазоном від 30 Гц до 15 кГц. Сигнал (L-R) є амплітуда модулюють 38 кГц двічі бічна смуга з пригніченою несучої (DSB-SC) сигналу, що займає смуги частот діапазон 23 в 53 кГц.

Тон пілот-сигналу 19 кГц, в точності половині 38 кГц частоти, що піднесе і з точним фазовим співвідношенням до нього, як визначено за такою формулою, також генерується. Це передається в 8-10% від загального рівня модуляції і використовується приймачем для регенерації 38 кГц піднесе з правильною фазою.

Остаточний мультиплекс сигналу від генератора стерео містить головний канал (L + R), пілот тон, і суб-канал (L-R). Це композитний сигнал, поряд з якими іншими поднесущих, модулює передавач FM.

Миттєва відхилення несучої частоти передавача за рахунок стерео аудіо і пілот-тону (в 10% модуляції) є


де А і В є предискаженій лівий і правий звукові сигнали і F_p = 19 кГц частота пілот-тону. Невеликі варіації в піковій девіації може відбуватися в присутності інших поднесущих або через місцевими правилами.

Перетворення мультиплексную сигнал назад на ліву і праву аудіосигналів виконується декодером, вбудованим в стерео приймачів.

Для того, щоб зберегти поділ у стерео і сигнал-шум параметри, це нормальна практика, щоб застосувати попередньо акцент на лівий і правий канали перед кодуванням, і застосовувати де-акцент в приймачі після декодування.

Стерео FM сигнали більш чутливі до шуму і багатопроменевого спотворення, ніж моно сигнали FM.

Крім того, для даного рівня РФ в приймачі, відношення сигнал-шум для стереофонічного сигналу буде гірше, ніж в моно приймача. З цієї причини багато стерео FM приймачі включають стерео / моно перемикач, що дозволяє слухати в моно, коли умови прийому менше, ніж ідеал, і більшість автомагнітоли розташовані, щоб зменшити відстань, як відношення сигнал-шум погіршується, в кінцевому підсумку буде моно в той же час вказує на стерео сигнал приймається.

Квадрафоніческіе FM-

У 1969, Луї Дорріт винайшов систему Quadraplex з однієї станції, дискретних, сумісний чотири канали FM мовлення. Є два додаткових піднесуть в системі Quadraplex, доповнюючого жодного, використовуваного в стандартному стерео FM. Компонування смуги полягає в наступному:

50 Гц до 15 кГц головний канал (сума всіх 4 каналів) (ЛФ + LR + RF + РР) сигналу, для моно FM слухати сумісність.
23 в 53 кГц (косинус квадратурної піднесе) (LF + LR) - (+ RR РФ) Left Right мінус різницевий сигнал. Модуляції цього сигналу в алгебраїчній суми і різниці з основним каналом був використаний для сумісності стерео слухача 2 каналу.
23 в 53 кГц (синус піднесе квадратурної 38 кГц) (ЛФ + RF) - (LR + РР) Різниця сигнал Передня мінус Повернутися. Модуляції цього сигналу в алгебраїчній суми і різниці з основного каналу і всіх інших поднесущих використовується для квадрафоніческіе слухача.
61 в 91 кГц (косинус піднесе квадратурної 76 кГц) (ЛФ + RR) - (LR + RF) Діагональ різниця сигналу. Цей сигнал модуляції в алгебраїчній суми і різниці з основного каналу і всіх інших поднесущих також використовується для квадрофонічного слухача.
95 SCA кГц піднесе, по фазі до 19 пілота кГц, для читання послуги для сліпих, фонової музики і т.д.

Були кілька варіацій на цю систему, представленого GE, Zenith, RCA, і Denon для тестування та розгляду в ході польових випробувань Національна квадрафоніческіе Радіо Комітету з FCC. Оригінальний Дорріт Quadraplex система перевершила всі інші і був обраний в якості національного стандарту для квадрафоніческіе FM мовлення в Сполучених Штатах. Перший комерційний FM-станція для трансляції квадрофонічну зміст програми було WIQB (тепер називається WWWW-FM) в Анн-Арбор / сольовий розчин, Мічиган під керівництвом головного інженера Брайан Браун.

Інші послуги поднесущих

FM-мовлення включені можливості SCA з моменту її створення, як це було розглядати як ще один сервіс, який може ліцензіатів використовувати для створення додаткового доходу. Спочатку користувачі SCA послуг були приватні аналогових аудіо каналів, які можуть бути використані всередині або в оренду, послуги типу приклад попса. Радіо читання послуги для сліпих став загального користування, так і залишаються, і там були експерименти з квадрофонічного звуку. Якщо станція не транслюються в режимі стерео, всі з 23 кГц на до може бути використаний для інших послуг. Захисної смуги навколо 19 кГц (± 4 кГц) повинні ще бути збережена, щоб не викликати стерео-декодери на приймачах. Якщо є стерео, існує правило, буде захисна смуга між верхньої межі DSBSC стереофонічного сигналу (53 кГц) і нижньої межі будь-який інший піднесе.

Цифрові послуги тепер доступні. Поднесущая 57 кГц (фазового автопідстроювання до третьої гармоніки стерео пілот-тону) використовується для передачі цифрового сигналу системи радіоданих низькою пропускною здатністю, забезпечуючи додаткові функції, такі як альтернативна частота (AF) та мережі (NN). Це вузькосмугового сигналу працює на тільки 1187.5 біт в секунду, таким чином, підходить тільки для тексту. Через кілька пропрієтарних систем використовуються для особистих повідомлень. Варіант RDS є північноамериканський RBDS або "інтелектуальне радіо" система. У Німеччині аналогова система ГРВІ був використаний до RDS для радіомовлення дорожніх повідомлень автомобілістам (не заважаючи іншим слухачам). Плани використовувати ГРЗ для інших європейських країн призвело до розвитку РДС в якості більш потужної системи. RDS розроблений, щоб бути здатним бути використані поряд ГРВІ, незважаючи на використання однакових частот піднесуть.

У Сполучених Штатах, послуги цифрового радіо впроваджуються в FM діапазоні, а не за допомогою Еврика 147 або японський ISDB стандартний. Це, в смузі на каналі підхід, як і всі методи цифрової радіо, робить використання передових стисненого аудіо. Запатентована система iBiquity, затаврували як "HD радіо", в даний час дозволяється використовувати для "гібридного" режиму роботи, в якому і звичайний аналоговий носій FM-і цифрових поднесущих бічної смуги передаються. Зрештою, вважаючи, широко розгортання HD Radio приймачів, аналогові послуги теоретично може бути припинена, і FM-група стала повністю цифровий.

У Сполучених Штатах, послуги (крім стерео, Quad і RDS) з використанням поднесущих іноді називають авторизації допоміжні комунікації (SCA) послуг. Використання таких поднесущих включають в себе послуги, читання книги / газетні для сліпих слухачів, послуги приватного передачі даних (наприклад, відправки інформації на фондовому ринку, щоб біржові маклери або вкрадених номер кредитної картки чорних списків в магазини [ред]) підписки без реклами фонової музики послуг для магазинів, пейджингового ("Звуковий сигнал") послуги та забезпечуючи подачу програми для АМ передавачів AM / FM станцій. SCA поднесущих, як правило, 67 кГц і 92 кГц.

Dolby FM-

Комерційно невдалої система шумозаглушення використовується з FM-радіо в деяких країнах наприкінці 1970s, Dolby FM був схожий на Dolby B, але використовується модифікований 25 мкс предискаженій постійну часу і частотно-селективного розташування компандірованія, щоб зменшити рівень шуму.

Подібна система названа висока Com FM був протестований в Німеччині в період з липня по грудень 1979 1981 по ГРР. Вона була заснована на системі широкосмугового компандер Telefunken високий Com, але ніколи не запропонований до продажу в FM мовлення.

Залишити повідомлення 

список повідомлень