Vad är moduleringsegenskaperna hos FM-sändningar

Modulation

Frekvensmodulering eller FM är en form av modulering som förmedlar information genom att variera frekvensen av en bärvåg; den äldre amplitudmodulering eller AM varierar amplituden hos bäraren, med dess frekvens förblir konstant. Med FM, är frekvensavvikelsen från den tilldelade bärvågsfrekvens i varje ögonblick direkt proportionell mot amplituden hos insignalen, bestämma den momentana frekvensen för den sända signalen. Eftersom överförda FM-signaler använder mer bandbredd än AM signaler, är denna form av modulering som vanligtvis används med den högre (VHF eller UHF) frekvenser som används av TV, FM-bandet, och landmobilradiosystem.

Förbetoning och minsknings

Slumpmässigt brus har en triangulär spektral fördelning i ett FM-system, med effekten att buller uppträder övervägande vid de högsta ljudfrekvenser inom basbandet. Detta kan kompenseras, i begränsad utsträckning, genom att öka de höga frekvenserna före sändning och reducera dem med motsvarande belopp i mottagaren. Att minska de höga ljudfrekvenser i mottagaren minskar också högfrekvent brus. Dessa processer för att öka och sedan minska vissa frekvenser kallas förbetoning och de-betoning, respektive.

Mängden förbetoning och minsknings används definieras av tidskonstanten av en enkel RC-filterkrets. I större delen av världen en 50 ps tidskonstant används. I Amerika och Sydkorea, är 75 ps används. Detta gäller både mono och stereo sändningar. För stereo, är förbetoning tillämpas på vänster och höger kanal före multiplexering.

Mängden förbetoning som kan användas begränsas av det faktum att många former av nutida musik innehåller mer högfrekvent energi än de musikstilar som rådde vid födseln av FM-sändningar. De kan inte på förhand betonas lika mycket, eftersom det skulle orsaka överdriven avvikelse av FM-bäraren. System modernare än FM-sändningar tenderar att använda antingen program beroende variabel förbetoning; t.ex. dbx i BTSC TV ljudsystem, eller ingen alls.

Stereo FM

I slutet av 1950s att flera system lägga stereo FM-radio ansågs av FCC. Ingår var system från 14 förespråkare inklusive Crosby, Halstead, elektriska och Musical Industries, Ltd (EMI), Zenith, och General Electric. De enskilda systemen utvärderades för deras styrkor och svagheter under fälttester i Uniontown, Pennsylvania använder KDKA-FM i Pittsburgh som den ursprungliga stationen. Crosby systemet avslogs av FCC eftersom det var oförenligt med befintliga dotterbolag kommunikations godkännande (SCA) tjänster som används olika underbärvågssymboler frekvenser inklusive 41 och 67 kHz. Många intäkts svalt FM-stationer används SCAs för "storecasting" och andra icke-sändningsändamål. Det Halstead systemet förkastades på grund av bristande hög frekvens stereo separation och minskning av den viktigaste kanalen signal-brusförhållande. GE och Zenith system, så likartade att de ansågs teoretiskt identiska, formellt godkändes av FCC i april 1961 som standard stereo FM-sändningar metoden i USA och senare antogs av de flesta andra länder.

Det är viktigt att stereosändningar vara förenliga med mono-mottagare. Av detta skäl är den vänstra (L) och höger (R) kanaler algebraiskt kodad i summan (L + R) och differens (L-R) signaler. En mono-mottagare kommer att använda bara L + R-signalen så att lyssnaren hör båda kanalerna genom den enda högtalaren. En stereo mottagare kommer att lägga differenssignalen till summasignalen för att återvinna den vänstra kanalen, och subtrahera skillnadssignalen från summan för att återvinna den högra kanalen.

Huvudkanalsignalen (L + R) sänds som base ljud begränsad till intervallet 30 Hz 15 kHz. Signalen (L-R) amplitudmoduleras på en signal 38 kHz dubbel sidband undertryckt bärvåg (DSB-SC) upptar base intervallet 23 att 53 kHz.

En 19 kHz pilotton, vid exakt halv den 38 kHz under bärvågsfrekvensen och med ett exakt fasförhållande till den, såsom definieras av formeln nedan, genereras också. Detta sänds vid 8-10% av den totala moduleringsnivå och som används av mottagaren för att regenerera 38 kHz underbärvågen med den korrekta fasen.

Den slutliga multiplexsignal från stereon generatorn innehåller huvudkanalen (L + R), pilottonen, och underkanalen (L-R). Denna sammansatta signal, tillsammans med eventuella andra underbärarna, modulerar FM-sändaren.

Den momentana avvikelsen av bäraren sändarfrekvensen på grund av stereoljud och pilottonen (vid 10% modulering) är


där A och B är de för-betonade vänstra och högra ljudsignaler och f_p = 19 kHz är frekvensen hos pilottonen. Små variationer i topp avvikelse kan ske i närvaro av andra underbärvågor eller på grund av lokala föreskrifter.

Att omvandla multiplexsignal tillbaka i vänstra och högra ljudsignaler utförs av en avkodare, som är inbyggd i stereomottagare.

För att bevara stereoseparation och signal-brusparametrar, är det normal praxis att tillämpa förbetoning till de vänstra och högra kanalerna före kodning, och att tillämpa de-betoning vid mottagaren efter avkodning.

Stereo FM-signalerna är mer känslig för brus och flervägsdistorsion än, är mono FM-signaler.

Dessutom, för en given RF-nivå vid mottagaren, kommer signal-till-brus-förhållande för stereosignalen vara sämre än för mono mottagaren. Av denna anledning många stereo FM-mottagare inkluderar en stereo / mono omkopplare för att medge att lyssna i mono när mottagningsförhållandena är mindre än idealisk, och de flesta bilradioapparater är anordnade att minska separationen som signal-brusförhållande försämras, så småningom kommer att mono samtidigt indikerar en stereosignal mottages.

Quadraphonic FM

I 1969, uppfann Louis Dorren det Quadraplex system med ett enda station, diskret, kompatibel fyra kanaler FM-sändningar. Det finns ytterligare två underbärvågor i Quadraplex systemet, som kompletterar den enda som används i vanlig stereo FM. Basbands layouten är som följer:

50 Hz 15 kHz Huvud Channel (summan av alla 4 kanaler) (LF + LR + RF + RR) signal, för mono FM lyssna kompatibilitet.
23 att 53 kHz (cosinus kvadratur subcarrier) (LF + LR) - (RF + RR) Vänster minus Höger skillnadssignal. Denna signal är modulation i algebraiska summan och skillnaden med huvudkanalen användes för 2 kanalsstereo lyssnaren kompatibilitet.
23 att 53 kHz (sinus kvadratur 38 kHz underbärvåg) (LF + RF) - (LR + RR) Fram minus Tillbaka skillnadssignalen. Denna signal s modulering i algebraiska summan och skillnaden med huvudkanalen och alla andra underbärvågor används för Quadraphonic lyssnaren.
61 att 91 kHz (cosinus kvadratur 76 kHz underbärvåg) (LF + RR) - (LR + RF) Diagonal skillnadssignalen. Denna signal s modulering i algebraiska summan och skillnaden med huvudkanalen och alla andra underbärvågor används också för Quadraphonic lyssnaren.
95 kHz SCA underbärvåg, faslåsta att 19 kHz pilot, för att läsa tjänster för blinda, bakgrundsmusik, etc.

Det fanns flera variationer på detta system som lagts fram av GE, Zenith, RCA, och Denon för testning och behandling under fältförsök National Quadraphonic Radio kommittén för FCC. Den ursprungliga Dorren Quadraplex System bättre än alla andra och valdes som nationell standard för Quadraphonic FM-sändningar i USA. Den första kommersiella FM-station att sända quadraphonic programmens innehåll var WIQB (numera WWWW-FM) i Ann Arbor / Saline, Michigan under ledning av chefsingenjör Brian Brown.

Andra underbärvågssymboler tjänster

FM-sändningar har inkluderat SCA kapacitet sedan starten, eftersom det sågs som en annan tjänst som licenstagare kan använda för att skapa ytterligare intäkter. Inledningsvis användarna av SCA tjänster var privata analoga ljudkanaler som kan användas internt eller hyrs ut, till exempel Muzak typ tjänster. Radio läsning tjänster för blinda blev en gemensam användning och förblir så, och det fanns experiment med quadraphonic ljud. Om en station inte sänder i stereo, kan allt från 23 kHz på upp användas för andra tjänster. Skyddsbandet runt 19 kHz (± 4 kHz) måste fortfarande bibehållas, för att inte utlösa stereoavkodare på mottagare. Om det är i stereo, kommer det typiskt att vara ett skyddsband mellan den övre gränsen för DSBSC stereosignalen (53 kHz) och den nedre gränsen för varje annan underbärvåg.

Digitala tjänster finns nu också. En 57 kHz underbärvågen (faslåst till den tredje övertonen av stereopilottonen) används för att bära en låg bandbredd digital Radio Data System-signal, vilket ger extra funktioner som Alternative Frequency (AF) och nätverk (NN). Denna smalbandig signal går endast 1187.5 bitar per sekund, vilket är endast avsedd för text. Några egenutvecklade system används för privat kommunikation. En variant av RDS är den nordamerikanska RDBS eller "smart radio" systemet. I Tyskland den analoga ARI systemet användes före RDS för utsändning trafikmeddelanden till bilister (utan att störa andra lyssnare). Planerar att använda ARI för andra europeiska länder ledde till utvecklingen av RDS som ett mer kraftfullt system. RDS är utformad för att kunna användas tillsammans med ARI trots hjälp identiska underbärvågssymboler frekvenser.

I USA, är digitala radiotjänster sätts in i FM-bandet istället för att använda Eureka 147 eller den japanska standarden ISDB. Detta på kanal strategi-band, som gör alla digitala radiotekniker, använder sig av avancerad komprimerat ljud. Den egenutvecklade iBiquity systemet, stämplas som "HD Radio", för närvarande är godkänt för "hybrid" mod, där både den konventionella analoga FM bärare och digitala sidband underbärvågor sänds. Så småningom, förutsatt omfattande spridningen av HD Radiomottagare, de analoga tjänster kan teoretiskt avbrytas och FM-bandet blir all digital.

I USA, tjänster (andra än stereo, quad och RDS) med underbärvågor ibland kallas dotterbolag kommunikationstillstånds (SCA) tjänster. Användningsområden för sådana underbärvågor innefattar bok / tidningsavläsningstjänster för blinda lyssnare, privat dataöverföringstjänster (till exempel skicka information aktiemarknaden aktiemäklare eller stulna kreditkortsnummer svarta listor till butiker [stämningen behövde]) teckningsreklamfria bakgrund musiktjänster för affärer, personsökning ("personsökare") tjänster och ger ett program foder för AM-sändare i AM / FM-stationer. SCA underbärvågor är typiskt 67 kHz och 92 kHz.

Dolby FM

En kommersiellt misslyckade brusreduceringssystem som används med FM-radio i vissa länder under slutet 1970s, Dolby FM liknade Dolby B men använde en modifierad 25 ps förbetoning tidskonstant och en frekvensselektiv companding arrangemang för att minska bullret.

Ett liknande system som heter Hög Com FM testades i Tyskland mellan juli 1979 och december 1981 av IRT. Den baserades på Telefunken höga Com bredband ander systemet, men aldrig infördes kommersiellt i FM-sändningar.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC