FM-вещание - FM broadcasting

Модулированные сигналы AM и FM для радио. AM (амплитудная модуляция ) и FM (модуляция частоты ) являются типами модуляция (кодирование). Звук программного материала, обычно исходящий от радиостудия, используется для модуляции (изменения) несущая волна определенной частоты, то трансляция.

В радиовещании AM амплитуда несущей волны модулируется для кодирования исходного звука. В FM-вещании частота несущей волны модулируется для кодирования звука. А радиоприемник выдержки исходный программный звук из модулированного радиосигнала и воспроизводит звук в громкоговоритель.
Положение FM-радио в электромагнитном спектре
Коммерческий FM-радиопередатчик мощностью 35 кВт, построенный в конце 1980-х годов. Принадлежит FM-радиостанции KWNR в Хендерсон, Невада и вещает на частоте 95,5 МГц.

FM-вещание это метод радиовещание с помощью модуляция частоты (FM). Изобретен в 1933 году американским инженером. Эдвин Армстронг, широкополосный FM используется во всем мире для обеспечения высокая точность звук по трансляции радио. FM-радиовещание обеспечивает более высокую точность воспроизведения, т. Е. Более точное воспроизведение исходного звука программы, чем другие технологии вещания, такие как AM вещание. Поэтому FM используется для большинства передач Музыка или обычный звук (в звуковом спектре). FM радиостанция использовать очень высокая частота диапазон радиочастоты.

Диапазоны вещания

Основная статья: Диапазон FM-вещания

Во всем мире диапазон FM-вещания попадает в УКВ часть радиоспектр. Обычно используется от 87,5 до 108,0 МГц,[1] или его часть, за некоторыми исключениями:

  • в бывшие советские республики, и некоторые бывшие Восточный блок В странах также используется более старая полоса 65,8–74 МГц. Назначенные частоты находятся в интервале 30 кГц. Эта группа, которую иногда называют OIRT группа, постепенно закрывается. Если используется полоса OIRT, полоса 87,5–108,0 МГц называется CCIR группа.
  • В Япония используется полоса 76–95 МГц.

Частота FM-радиостанции (точнее, назначенная ей номинальная центральная частота) обычно кратна 100 кГц. В большинстве Южная Корея, Северная и Южная Америка, то Филиппины и Карибский бассейн, используются только нечетные числа. Некоторые другие страны следуют этому плану из-за импорта автомобилей, в основном из Соединенных Штатов, с радиоприемниками, которые могут настраиваться только на эти частоты. В некоторых частях Европа, Гренландия и Африка, используются только кратные. В Великобритании используются четные и нечетные числа. В Италия используются кратные 50 кГц. В большинстве стран указывается максимально допустимая погрешность частоты немодулированной несущей, которая обычно должна находиться в пределах 2000 Гц от присвоенной частоты.[2][3]

В некоторых странах существуют и другие необычные и устаревшие стандарты FM-вещания с нестандартными интервалами 1, 10, 30, 74, 500 и 300 кГц. Однако, чтобы минимизировать межканальные помехи, станции, работающие из одних и тех же или географически близких передающих станций, как правило, придерживаются частотного разноса, по крайней мере, 500 кГц, даже если более близкое частотное разнесение технически разрешено. В ITU публикует графики защитного отношения, которые дают минимальный интервал между частотами в зависимости от их относительной силы.[4] Только вещательные станции с достаточно большим географическим разносом между зонами покрытия могут работать на близких или одинаковых частотах.

Технологии

FM имеет лучшее подавление статических (RFI ), чем AM. Это было продемонстрировано в драматической демонстрации General Electric в своей лаборатории в Нью-Йорке в 1940 году. Радио имело приемники AM и FM. Из-за дуги в миллион вольт в качестве источника помех за ней AM-приемник издавал статический рёв, а FM-приемник четко воспроизводил музыкальную программу экспериментального FM-передатчика Армстронга в Нью-Джерси.
Скрещенная дипольная антенна станции KENZ передатчик 94,9 МГц, 48 кВт на Лейк-Маунтин, штат Юта. Он излучает циркулярно поляризованный радиоволны.

Модуляция

Модуляция частоты или FM - это форма модуляции, которая передает информацию путем изменения частоты несущая волна; старший амплитудная модуляция или AM изменяет амплитуду несущей, при этом ее частота остается постоянной. С FM, отклонение частоты от назначенного несущая частота в любой момент прямо пропорциональна амплитуде входного сигнала, определяя мгновенную частоту передаваемого сигнала. Поскольку передаваемые FM-сигналы используют больше пропускная способность чем сигналы AM, эта форма модуляции обычно используется с более высокими (УКВ или УВЧ ) частоты, используемые Телевизор, то Диапазон FM-вещания, и наземные мобильные радиосистемы.

Максимальное отклонение частоты оператора связи обычно указывается и регулируется лицензирующими органами в каждой стране. Для стереовещания максимально допустимое отклонение несущей неизменно составляет ± 75 кГц, хотя при использовании систем SCA в Соединенных Штатах допускается немного больше. Для монофонического вещания наиболее распространенное допустимое максимальное отклонение составляет ± 75 кГц. Однако в некоторых странах для монофонического вещания указывается более низкое значение, например ± 50 кГц.[5]

Первый прототип FM-передатчика Армстронга, расположенный в Эмпайр Стейт Билдинг, Нью-Йорк, который он использовал для секретных испытаний своей системы в период с 1934 по 1935 год. Лицензированная как экспериментальная станция W2XDG, она передавала на частоте 41 МГц при мощности 2 кВт.
Мгновенный спектр и водопад участок в диапазоне FM-вещания показаны три сильные местные станции; речь и музыка показывают разные закономерности частоты и времени. Когда передаваемый звук тихий, в спектре могут быть разрешены стереофонические пилотные сигналы 19 кГц.

Предварительное выделение и ослабление выделения

Случайный шум имеет треугольный спектральный распространение в FM-системе, с тем эффектом, что шум возникает преимущественно при высоком уровне звука частоты в пределах основная полоса. Это может быть компенсировано до некоторой степени усилением высоких частот перед коробка передач и уменьшая их на соответствующую величину в приемнике. Снижение высоких звуковых частот в приемнике также снижает высокочастотный шум. Эти процессы повышения, а затем снижения определенных частот известны как предыскажение и ослабить акцент соответственно.

Количество используемых предыскажений и ослаблений определяется постоянная времени простого RC фильтр цепь. В большинстве стран мира 50мкс используется постоянная времени. В Америке и Южная Корея, Используется 75 мкс.[6] Это касается как мононуклеоз и стерео трансмиссии. В стереофоническом режиме предыскажение применяется к левому и правому каналам перед мультиплексирование.

Использование предыскажений становится проблемой из-за того, что многие формы современной музыки содержат больше высокочастотной энергии, чем музыкальные стили, которые преобладали при зарождении FM-вещания. Предварительное усиление этих высокочастотных звуков может вызвать чрезмерное отклонение FM. перевозчик. Для предотвращения этого используются устройства управления модуляцией (ограничители). Системы более современные, чем FM-радиовещание, как правило, используют либо программно-зависимые переменные предыскажения; например., dbx в BTSC Звуковая система телевизора, или ее вообще нет.

Предыскажение и ослабление акцента использовались в первые дни FM-вещания. Согласно сообщению BBC от 1946 года,[7] Первоначально 100 мкс рассматривались в США, но впоследствии были приняты 75 мкс.

Стерео FM

Задолго до того, как стала рассматриваться стереофоническая передача FM, экспериментировали с FM-мультиплексированием других типов информации об уровне звука.[8] Эдвин Армстронг, изобретатель FM, был первым, кто экспериментировал с мультиплексированием на своей экспериментальной станции W2XDG с частотой 41 МГц, расположенной на 85-м этаже здания. Эмпайр Стейт Билдинг в Нью-Йорк.

Эти мультиплексные передачи FM начались в ноябре 1934 года и состояли из аудиопрограммы основного канала и трех поднесущие: программа факса, синхронизирующий сигнал для программы факса и телеграфный «заказной» канал. Эти исходные поднесущие мультиплексирования ЧМ модулировались по амплитуде.

Две музыкальные программы, состоящие из каналов Red и Blue Network радиосети NBC, одновременно передавались с использованием одной и той же системы модуляции поднесущей в рамках системы связи между студией и передатчиком. В апреле 1935 года поднесущие AM были заменены поднесущими FM, что привело к значительному улучшению результатов.

Первые передачи поднесущей FM, исходящие от экспериментальной станции майора Армстронга KE2XCC в Альпине, штат Нью-Джерси, произошли в 1948 году. Эти передачи состояли из двухканальных аудиопрограмм, бинауральных аудиопрограмм и факсимильной программы. Исходная частота поднесущей, используемая в KE2XCC, составляла 27,5 кГц. Полоса пропускания ПЧ составляла ± 5 кГц, поскольку единственной целью в то время была ретрансляция звука радиосигнала AM. Эта система передачи использовала предыскажение аудио 75 мкс, как в основном монофоническом аудио, а затем в мультиплексированном стереозвуке.

В конце 1950-х годов было добавлено несколько систем. стерео к FM-радио рассматривались FCC. Включены системы от 14 сторонников, включая Crosby, Halstead, Electrical and Musical Industries, Ltd (EMI ), Zenith и General Electric. Отдельные системы были оценены на предмет их сильных и слабых сторон во время полевых испытаний в Юнионтаун, Пенсильвания, с помощью КДКА-FM в Питтсбурге в качестве исходной станции. В Система Кросби был отклонен FCC, поскольку он несовместим с существующими разрешение на дополнительную связь (SCA), которые использовали различные частоты поднесущих, включая 41 и 67 кГц. Многие нуждающиеся в доходах FM-радиостанции использовали SCA для «вещания» и других целей, не связанных с вещанием. Система Холстеда была отклонена из-за отсутствия разделения высокочастотного стереозвука и снижения отношения сигнал / шум основного канала. Системы GE и Zenith, настолько похожие, что они считались теоретически идентичными, были официально одобрены FCC в апреле 1961 года в качестве стандартного метода стереофонического FM-вещания в Соединенных Штатах, а затем приняты большинством других стран.[9][10] Важно, чтобы стереопередачи были совместимы с моно ресиверами. По этой причине левый (L) и правый (R) каналы алгебраически кодируются в суммарные (L + R) и разностные (L-R) сигналы. Моно-ресивер будет использовать только сигнал L + R, поэтому слушатель будет слышать оба канала через один динамик. Стереоприемник добавит разностный сигнал к суммарному сигналу для восстановления левого канала и вычтет разностный сигнал из суммы для восстановления правого канала.

Сигнал (L + R) ограничен частотой от 30 Гц до 15 кГц для защиты пилот-сигнала 19 кГц. Сигнал (L-R), который также ограничен частотой 15 кГц, модулируется по амплитуде на частоте 38 кГц. двухполосная подавленная несущая (DSB-SC), занимая от 23 кГц до 53 кГц. 19 кГц ± 2 Гц[11] пилотный тон, ровно на половине 38 кГц суб-перевозчик частота и с точным фазовым отношением к ней, как определено формулой ниже, также генерируется. Пилот передается на 8–10% от общего модуляция уровень и используется приемником для идентификации стереопередачи и для восстановления 38 кГц суб-перевозчик с правильной фазой. Составной стереофонический мультиплексный сигнал содержит основной канал (L + R), пилот-тон и разностный сигнал (L-R). Этот составной сигнал вместе с любыми другими поднесущими модулирует FM-передатчик. Условия составной, мультиплекс и даже MPX используются как синонимы для описания этого сигнала.

Мгновенное отклонение несущей частоты передатчика из-за стереозвука и пилот-тона (при 10% -ной модуляции) составляет

[12][13]

где A и B - предварительно выделенные левый и правый аудиосигналы, а = 19 кГц - частота пилот-тона. Небольшие отклонения пикового отклонения могут возникать при наличии других поднесущих или из-за местных правил.

Другой способ взглянуть на результирующий сигнал состоит в том, что он чередуется между левым и правым на частоте 38 кГц, а фаза определяется пилот-сигналом 19 кГц.[14] Большинство стереокодеров используют эту технику переключения для генерации поднесущей 38 кГц, но в практических конструкциях кодеров необходимо включать схемы для работы с гармониками переключения. Преобразование мультиплексного сигнала обратно в левый и правый аудиосигналы выполняется декодером, встроенным в стереоприемники. Опять же, декодер может использовать метод переключения для восстановления левого и правого каналов.

Кроме того, для заданного уровня РЧ на приемнике сигнал-шум и многолучевость искажение для стереосигнала будет хуже, чем для моно ресивера.[15] По этой причине многие стереофонические FM-приемники включают переключатель стерео / моно, позволяющий прослушивать моно, когда условия приема не идеальны, и большинство автомобильных радиоприемников устроены так, чтобы уменьшить разделение при ухудшении отношения сигнал / шум, в конечном итоге переходя в моно. при этом все еще указывается, что принимается стереосигнал. Как и в случае с монофонической передачей, обычной практикой является применение предыскажения к левому и правому каналам перед кодированием и снятие выделения с приемника после декодирования.

В США примерно в 2010 г. с помощью однополосная модуляция для стерео поднесущей.[16][17] Предполагалось, что это будет более эффективно использовать спектр и обеспечить улучшение отношения сигнал / шум на 4 дБ на приемнике, и утверждалось, что также будут уменьшены многолучевые искажения. Несколько радиостанций по всей стране транслируют стерео таким образом под экспериментальным контролем FCC. Он может быть несовместим с очень старыми приемниками, но утверждается, что с большинством новых приемников разницы не слышно. В настоящее время правила FCC не разрешают этот режим работы стерео.[18]

Квадрафонический FM

В 1969 г. Луи Доррен изобрел Quadraplex систему одноканального, дискретного, совместимого четырехканального FM-вещания. В системе Quadraplex есть две дополнительные поднесущие, дополняющие одну, используемую в стандартном стереофоническом FM. Схема базовой полосы выглядит следующим образом:

  • Сигнал основного канала от 50 Гц до 15 кГц (сумма всех 4 каналов) (LF + LR + RF + RR) для совместимости с монофоническим прослушиванием FM.
  • От 23 до 53 кГц (квадратурная синусоидальная поднесущая) (LF + LR) - (RF + RR) левый минус правый разностный сигнал. Модуляция этого сигнала в алгебраической сумме и разнице с основным каналом используется для совместимости с двухканальным стереослушателем.
  • От 23 до 53 кГц (косинус-квадратурная поднесущая 38 кГц) (LF + RR) - (LR + RF) Диагональная разница. Модуляция этого сигнала в виде алгебраической суммы и разности с основным каналом и всеми другими поднесущими используется для квадрафонического слушателя.
  • От 61 до 91 кГц (квадратурная синусоидальная поднесущая 76 кГц) (LF + RF) - (LR + RR) Разница между передним и задним. Модуляция этого сигнала в виде алгебраической суммы и разности с основным каналом и всеми другими поднесущими также используется для квадрафонического слушателя.
  • Поднесущая SCA 105 кГц, фазовая синхронизация до пилот-сигнала 19 кГц, для услуг чтения для слепых, фоновой музыки и т. Д.

Нормальный стереосигнал можно рассматривать как переключение между левым и правым каналами на частоте 38 кГц, соответственно с ограниченной полосой частот. Квадрафонический сигнал можно рассматривать как циклический через LF, LR, RF, RR на 76 кГц.[19]

Ранние попытки передать дискретную четырехканальную квадрофоническую музыку требовали использования двух FM-станций; один передает передние аудиоканалы, другой - задние каналы. Прорыв произошел в 1970 году, когда КИОИ (К-101) в Сан-Франциско успешно передавал истинный квадрофонический звук с одной FM-станции с использованием системы Quadraplex под Специальным временным полномочием от FCC. После этого эксперимента был предложен долгосрочный период тестирования, который позволил бы одной FM-станции на каждом из 25 ведущих радиорынков США передавать в Quadraplex. Мы надеемся, что результаты испытаний докажут FCC, что система совместима с существующими двухканальными стерео передача и прием и чтобы он не мешал соседним станциям.

GE, Zenith, RCA и Denon представили несколько вариантов этой системы для тестирования и рассмотрения в ходе полевых испытаний Национального комитета по квадрафонической радиосвязи для FCC. Первоначальная система Dorren Quadraplex превзошла все остальные и была выбрана в качестве национального стандарта для Quadraphonic FM-вещания в Соединенных Штатах. Первая коммерческая FM-станция, транслировавшая квадрофонический программный контент, была WIQB (теперь называется WWWW-FM ) в Анн-Арбор /Салин, Мичиган под руководством главного инженера Брайана Джеффри Брауна.[20]

Подавление шума

Различные попытки добавить аналог подавление шума на FM-вещание проводились в 1970-1980-х гг .:

Коммерчески неудачная система шумоподавления, которая использовалась с FM-радио в некоторых странах в конце 1970-х годов. Dolby FM был похож на Dolby B[21] но использовал модифицированную постоянную времени предыскажения 25 мкс и частотно-селективный компандирование устройство для уменьшения шума. Изменение предыскажения компенсирует избыточные высокие частоты, которые в противном случае затруднили бы прослушивание для тех, у кого нет декодеров Dolby.

Подобная система под названием High Com FM был испытан в Германии с июля 1979 г. по декабрь 1981 г. IRT. Он был основан на Telefunken High Com система широкополосного компандера, но никогда не была коммерчески внедрена в FM-радиовещание.[22]

Еще одна система была CX -основная система шумоподавления FMX внедрен на некоторых радиостанциях в США в 1980-х годах.

Другие услуги поднесущей

Типичный спектр составного сигнала основной полосы частот, включая DirectBand и поднесущая на 92 кГц

FM-вещание включено разрешение на связь с дочерней компанией (SCA) услуги с момента ее создания, поскольку она рассматривалась как еще одна услуга, которую лицензиаты могли использовать для получения дополнительного дохода.[23] Использование SCA было особенно популярно в США, но гораздо меньше в других странах. Использование таких поднесущих включает: услуги чтения радио для слепой,[24] которые стали обычным явлением и остаются таковыми, частные услуги передачи данных (например, отправка информации о фондовом рынке биржевым маклерам или списки отказов по номерам кредитных карт в магазины,[нужна цитата ]) подписка на бесплатные услуги фоновой музыки для магазинов, услуги пейджинга ("звуковой сигнал"), программирование на неродных языках и обеспечение передачи программ для AM-передатчиков AM / FM-станций. Поднесущие SCA обычно составляют 67 кГц и 92 кГц. Первоначально пользователями услуг SCA были частные аналоговые аудиоканалы, которые можно было использовать внутри компании или арендовать, например Музак услуги типа. Существовал эксперименты с участием квадрофонический звук. Если станция не вещает в стереофоническом режиме, все, начиная с 23 кГц и выше, можно использовать для других служб. В стражник около 19 кГц (± 4 кГц) все еще необходимо поддерживать, чтобы не запускать стереодекодеры на приемниках. Если есть стерео, обычно будет защитная полоса между верхним пределом стереосигнала DSBSC (53 кГц) и нижним пределом любой другой поднесущей.

Цифровой услуги теперь также доступны. Поднесущая 57 кГц (фазовая синхронизация к третьему гармонический стереофонического пилот-сигнала) используется для передачи низкополосного цифрового сигнала. Система радиоданных сигнал, предоставляющий дополнительные функции, такие как название станции, Альтернативная частота (AF), данные о трафике для коммерческих GPS-приемников[25] и радиотекст (RT). Эта узкополосный сигнал работает только на 1187,5 бит в секунду, поэтому подходит только для текста. Немного проприетарный системы используются для частных коммуникаций. Вариант RDS это североамериканский RBDS или система «умное радио». В Германии аналоговая система ARI использовалась до RDS для предупреждения автомобилистов о трансляции дорожных сообщений (не мешая другим слушателям). Планы по использованию ARI для других европейских стран привели к развитию RDS как более мощной системы. RDS спроектирован так, чтобы его можно было использовать вместе с ARI, несмотря на использование идентичных частот поднесущих.

в Соединенные Штаты и Канада, цифровое радио услуги развертываются в диапазоне FM, а не используют Эврика 147 или по японскому стандарту ISDB. Эта внутриполосный на канале подход, как и все цифровое радио техники, использует передовые сжатый звук. Собственный iBiquity система фирменный так как "HD Радио ", в настоящее время авторизован для работы в" гибридном "режиме, в котором как обычная аналоговая несущая FM, так и цифровая боковая полоса поднесущие передаются. В конце концов, если предположить широкое распространение HD Радио Приемники аналоговых услуг теоретически могут быть прекращены, а диапазон FM станет полностью цифровым.

Мощность передачи

Выходная мощность передатчика FM-вещания является одним из параметров, который определяет, как далеко будет проходить передача. Другими важными параметрами являются высота передающей антенны и Усиление антенны. Мощность передатчика следует тщательно выбирать, чтобы покрыть требуемую зону, не создавая помех для других станций, находящихся дальше. Практическая мощность передатчика составляет от нескольких милливатт до 80 кВт. По мере увеличения мощности передатчика выше нескольких киловатт эксплуатационные расходы становятся высокими и приемлемыми только для крупных станций. Эффективность более крупных передатчиков теперь лучше 70% (мощность переменного тока на входе и выходе) для передачи только в диапазоне FM. Это по сравнению с 50% до использования высокоэффективных импульсных источников питания и LDMOS-усилителей. Эффективность резко падает, если добавляется какой-либо цифровой сервис HD Radio.

Расстояние приема

Радиоволны VHF обычно не выходят далеко за пределы визуального горизонт, поэтому расстояния приема FM-станций обычно ограничиваются 30–40 миль (48–64 км). Они также могут блокироваться холмами и, в меньшей степени, зданиями. Лица, у которых есть более чувствительные приемники или специализированные антенные системы, или которые расположены в районах с более благоприятной топографией, могут принимать полезные сигналы FM-вещания на несколько больших расстояниях.

В эффект острия ножа может разрешить прием там, где нет прямой видимости между вещателем и приемником. Прием может значительно отличаться в зависимости от положения. Одним из примеров является Учка горного хребта, что делает возможным постоянный прием итальянских сигналов из Венето и Марке в значительной части Риека, Хорватия, несмотря на расстояние более 200 км.[нужна цитата ] Другой распространение радио эффекты, такие как тропосферный воздуховод и Спорадический E может иногда позволять прерывистый прием удаленных станций на очень большие расстояния, но на него нельзя полагаться в коммерческих целях вещания. Хороший прием по стране - одно из главных преимуществ перед DAB / + радио.

Это все еще меньше, чем диапазон радиоволн AM, которые из-за своей более низкой частоты могут распространяться как земные волны или отразить ионосфера, поэтому радиостанции AM можно принимать на сотнях (иногда тысячах) миль. Это свойство типичной частоты (и мощности) несущей волны, а не ее режима модуляции.

Дальность передачи FM зависит от передатчик мощность RF, усиление антенны, и высота антенны. Помехи от других станций также являются фактором в некоторых местах. В США FCC публикует кривые, которые помогают вычислить максимальное расстояние как функцию мощности сигнала в месте приема. Во всем мире для этого чаще всего используется компьютерное моделирование.

Многие FM-станции, особенно расположенные в зонах с сильным многолучевым распространением, используют дополнительные сжатие звука / обработка, чтобы основной звук оставался выше фонового шума для слушателей, иногда за счет общего воспринимаемого качества звука. Однако в таких случаях этот метод часто оказывается неожиданно эффективным для увеличения полезной дальности действия станции.[нужна цитата ].

История

Для более широкого освещения этой темы см. История радио и История вещания.
Смотрите также: AM вещание § История
Одна из первых FM-радиостанций, Эдвин Армстронг экспериментальная станция W2XMN в Альпийский, Нью-Джерси, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. На вставках показана часть передатчика и карта FM-станций 1940 года. Башня стоит и сегодня.

Соединенные Штаты

FM-вещание началось в конце 1930-х годов, когда оно было инициировано несколькими первыми станциями, включая W1XOJ /WGTR и W1XTG /WSRS, оба передают из Пакстон, Массачусетс (теперь указаны как Вустер, Массачусетс ); W1XSL /W1XPW /WDRC-FM, Мериден, Коннектикут (ныне WHCN); W2XMN /KE2XCC /WFMN, Алпайн, Нью-Джерси (принадлежащий самому Эдвину Армстронгу, закрылся после смерти Армстронга в 1954 году); W2XQR / WQXQ / WQXR-FM, Нью-Йорк; W47NV / WSM-FM Нэшвилл, Теннесси (подписан в 1951 г.); W1XER /W39B / WMNE, чьи студии находились в Бостоне, но чей передатчик находился на вершине самой высокой горы на северо-востоке США, Гора Вашингтон, Нью-Гемпшир (закрыта в 1948 г.); W9XAO Милуоки, Висконсин (позже WTMJ-FM, прекратил эфир в 1950 году, вернулся в 1959 году на другой частоте). Также следует отметить станции General Electric W2XDA Schenectady и W2XOY New Scotland, Нью-Йорк - два экспериментальных передатчика с частотной модуляцией на 48,5 МГц, подписанные в 1939 году. Эти две станции были объединены в одну станцию ​​с использованием позывных W2XOY 20 ноября 1940 года. несколько лет спустя станция приняла позывные WGFM и перешла на 99,5 МГц, когда диапазон FM был переехал к части радиоспектра 88–108 МГц. General Electric продала станцию ​​в 1980-х годах, и сегодня станция называется WRVE.

ВЭФМ (в районе Чикаго) и WGFM (в Скенектади, Нью-Йорк ) были зарегистрированы как первые стерео станции.[26]

Первый коммерческий FM-радиовещательные станции находились в Соединенных Штатах, но первоначально они в основном использовались для одновременной трансляции своих сестринских AM-станций, для трансляции сочной оркестровой музыки для магазинов и офисов, для трансляции классической музыки среди элитных слушателей в городских районах или для образовательных программ.[27] К концу 1960-х годов FM был принят для вещания стерео "A.O.R.—"Альбом Ориентированный Рок «Format», но только в 1978 году количество слушателей FM-станций превысило количество слушателей AM-станций в Северной Америке. В 1980-х и 1990-х годах 40 лучших музыкальных станций, а позже даже станции кантри в значительной степени отказались от AM в пользу FM. Сегодня AM в основном заповедник разговорного радио, новостей, спорта, религиозных программ, радиовещания на этнических языках (на языках меньшинств) и некоторых видов музыки, представляющей интересы меньшинств. Этот сдвиг превратил AM в "альтернативный диапазон", которым когда-то был FM. (Некоторые станции AM начали одновременное вещание или переключение на FM-сигналы для привлечения молодых слушателей и устранения проблем с приемом в зданиях, во время грозы и вблизи высоковольтных проводов. Некоторые из этих станций теперь подчеркивают свое присутствие на шкале FM.)

Европа

В средняя волна группа (известная как AM диапазон, потому что большинство станций, использующих его, используют амплитудную модуляцию) был переполнен[нужна цитата ] в Западной Европе, что приводит к проблемам с помехами, и, как следствие, многие СВЧ частоты подходят только для речевого вещания.

Бельгия, то Нидерланды, Дания и особенно Германия были среди первых стран, принявших FM в широком масштабе. Среди причин этого были:

  1. В средняя волна Полоса частот в Западной Европе стала переполненной после Второй мировой войны, в основном из-за того, что лучшие из доступных средневолновых частот использовались на высоких уровнях мощности оккупационными силами союзников, как для радиовещания. развлечение для своих войск и для трансляции Холодная война пропаганда через Железный занавес.
  2. После Второй мировой войны частоты вещания были реорганизованы и перераспределены делегатами стран-победителей в Копенгагенский частотный план. Немецкие вещатели остались только с двумя оставшимися AM-частотами и были вынуждены обратиться к FM для расширения.

Общественные вещатели в Ирландия и Австралия намного медленнее внедряли FM-радио, чем Северная Америка или континентальный Европа.

объединенное Королевство

в объединенное Королевство то BBC проводил испытания в 1940-е годы,[7] затем в 1955 году началось FM-вещание с тремя национальными сетями: Световая программа, Третья программа и Домашнее обслуживание. Эти три сети использовали поддиапазон 88,0–94,6 МГц. Подполоса 94,6–97,6 МГц позже использовалась BBC и местными коммерческими службами.

Однако только когда коммерческое вещание было введено в Великобритании в 1973 году, использование FM-приемника в Великобритании стало популярным. С постепенным освобождением других пользователей (в частности, государственными службами, такими как полиция, пожарная охрана и скорая помощь) и расширением диапазона FM до 108,0 МГц в период с 1980 по 1995 год, FM быстро распространился на Британских островах и фактически заменил LW и MW как платформа доставки для стационарных и переносных бытовых и автомобильных приемников. К тому же, Ofcom (ранее Управление радио) в Великобритании выдает по запросу лицензии на ограниченные услуги на FM, а также на AM (MW) для краткосрочного местного вещания, которое открыто для всех, кто не имеет запрета и может выставить соответствующее лицензирование и роялти. В 2010 году было выдано около 450 таких лицензий.

Когда радиосети BBC были переименованы Радио 2, Радио 3 и Радио 4 соответственно в 1967 приурочить к запуску Радио 1, новая станция была единственной из четырех основных станций, у которой не было выделенной FM-частоты, что имело место в течение 21 года. Вместо этого Радио 1 делило эфирное время с Радио 2 FM во второй половине дня в субботу, вечером в воскресенье, вечером в будние дни (с 22:00 до полуночи) и в праздничные дни, в конечном итоге имея собственную частоту FM, начинающуюся в Лондоне в октябре 1987 года на частоте 104,8 МГц в Хрустальный дворец. В конце концов в 1987 частотный диапазон 97,6-99,8 МГц был выделен, поскольку полицейские ретрансляционные передатчики были перенесены с частоты 100 МГц, начиная с Лондона, а затем в целом завершились к 1989 году, когда Radio 1 в Лондоне перешло с последней частоты на 98,8 МГц на BBC. Wrotham передатчик. Это последовало за распространением FM-частот BBC Radio 1 на остальную часть Великобритании.[28]

Италия

Италия широко приняли FM-радиовещание в начале 1970-х годов, но первые эксперименты, проведенные RAI, датируются 1950 годом,[29] когда «движение за свободное радио», разработанное так называемыми «пиратами», заставило признать право на свободу слова также с помощью «свободных радиосредств, таких как радиопередатчики», и передало дело в Конституционный суд Италии . В конце концов суд вынес решение в пользу Free Radio. Всего через несколько недель после окончательного решения суда произошел «бум FM-радио», в котором участвовали небольшие частные радиостанции по всей стране. К середине 1970-х годов в каждом городе Италии был переполнен спектр FM-радио.

Греция

Греция была еще одной европейской страной, где спектр FM-радио сначала использовался так называемыми "пиратами" (как в Афинах, так и в Салониках, двух крупных греческих городах) в середине 1970-х годов, до того, как на нем начали вещать какие-либо национальные станции; для этой цели использовалось много станций AM (MW). Не позднее конца 1977 года национальная компания общественного вещания EIRT (позже известная как ERT) ввела в эксплуатацию свой первый FM-передатчик в столице Афинах. К концу 1970-х годов большая часть территории Греции была охвачена тремя национальными программами FM, и в каждом городе было много «пиратов» FM. Адаптация диапазона FM для частных коммерческих радиостанций произошла намного позже, в 1987 году.

Австралия

FM-вещание началось в Австралийский столицах в 1947 г. на «экспериментальной» основе с использованием Национальная сеть ABC канал, состоящий в основном из классической музыки и парламента, в качестве источника программы. У него была очень небольшая аудитория, и он был закрыт в 1961 году якобы, чтобы очистить телевидение диапазон: телевизионный канал 5 (несущая видео 102.250), если он выделен, попадет в диапазон VHF FM (98–108 МГц). Официальная политика в отношении FM в то время заключалась в том, чтобы в конечном итоге ввести его в другом диапазоне, что потребовало бы FM-тюнеров, специально созданных для Австралии. Эта политика была окончательно изменена, и в 1975 году снова было открыто FM-вещание в диапазоне VHF после того, как несколько вторгшихся телевизионных станций были перемещены. Впоследствии он неуклонно развивался, пока в 1980-х годах многие станции AM не были переведены на FM из-за его превосходного качества звука и более низких эксплуатационных расходов. Сегодня, как и везде в развитом мире, большая часть городского вещания в Австралии ведется на FM, хотя разговорные AM-станции по-прежнему очень популярны. Региональные вещательные компании по-прежнему обычно используют станции AM из-за дополнительного диапазона, предлагаемого методом вещания. Некоторые станции в крупных региональных центрах вещают одновременно в диапазонах AM и FM. Цифровое радио, использующее стандарт DAB +, было развернуто в столицах.

Новая Зеландия

Как и Австралия, Новая Зеландия относительно поздно приняла формат FM. Как и в случае с частным AM-радио в конце 1960-х, потребовалась волна `` пиратских '' вещателей, чтобы убедить ориентированное на контроль и не склонное к технологиям правительство разрешить введение FM после, по крайней мере, пяти лет потребительской кампании, начавшейся в середина 1970-х, особенно в Окленде. Экспериментальная FM-станция, FM 90,7, транслировался в Факатане в начале 1982 года. Позже в том же году, Веллингтонский университет Виктории с Радио Активное начал постоянные FM-передачи. Коммерческие лицензии FM были окончательно утверждены в 1983 г. 91FM и 89FM быть первым, кто откликнется на это предложение.Пираты Новой Зеландии. В 1989 году регулирование вещания было отменено.

Как и многие другие страны Африки и Азии с левосторонним движением, Новая Зеландия импортирует автомобили из Японии. Стандартные радиомодули этих автомобилей работают на частоте 76–90 МГц, что несовместимо с диапазоном 88–108 МГц. В импортных автомобилях с японскими радиоприемниками могут быть установлены FM-расширители, которые понижают частоты выше 90 МГц. В Новой Зеландии нет местных производителей автомобилей.

Тринидад и Тобаго

Первой FM-радиостанцией Тринидада и Тобаго была 95.1FM, теперь она переименована в 951 Ремикс, был спущен на воду в марте 1976 г. TBC Radio Network.

индюк

В индюк, FM-вещание началось в конце 1960-х годов, передавая несколько передач из телевизионной сети One, которая была переведена с AM-частоты (также известной как MW в Турции). В последующие годы все больше станций MW были постепенно переведены на FM, и к концу 1970-х большинство радиостанций, которые ранее были на MW, были переведены на FM, хотя многие радиостанции, новости и спорт, но в основном религиозные станции, все еще остаются. на MW.

Другие страны

Большинство других стран внедрили FM-радиовещание до 1960-х годов и расширили использование FM в 1990-х годах. Поскольку для покрытия географически большой страны требуется большое количество FM-передающих станций, особенно там, где есть трудности с рельефом местности, FM больше подходит для местного вещания, чем для национальных сетей. В таких странах, особенно там, где есть экономические или инфраструктурные проблемы, «развертывание» национальной сети FM-вещания для охвата большинства населения может быть медленным и дорогостоящим процессом. Несмотря на это, в основном в странах Восточной Европы, национальные сети FM-вещания были созданы в конце 1960-х и 1970-х годах. Во всех советских странах, кроме ГДР, использовалась лента OIRT. Сначала был ограничен до 68–73 МГц с разносом каналов 100 кГц, затем в 1970-х годах был расширен до 65,84–74,00 МГц с разносом каналов 30 кГц.[30]

Использование FM для внутреннего радио побудило слушателей приобретать дешевые FM-приемники и, таким образом, уменьшило количество людей, способных слушать AM дальнего радиовещания зарубежных вещателей. Подобные соображения привели к тому, что домашнее радио в Южной Африке переключилось на FM в 1960-х годах.[нужна цитата ]

Конференции ITU по FM

Частоты, доступные для FM, были определены некоторыми важными конференциями ITU. Вехой этих конференций стало Стокгольмское соглашение 1961 года между 38 странами.[31] Конференция 1984 года в Женеве внесла некоторые изменения в первоначальное Стокгольмское соглашение, особенно в диапазоне частот выше 100 МГц.

Отключение FM-вещания

Смотрите также: Цифровое аудиовещание

В 2017 г. Норвегия стала первой страной, полностью перешедшей на Цифровое аудиовещание Исключение составляют некоторые местные станции, которые продолжают использовать FM до 2027 года. Переход на DAB + означал, что особенно сельские районы получили гораздо более разнообразный радиоконтент по сравнению с периодом только FM; несколько новых радиостанций начали вещание на DAB + за годы до отключения FM.

Маломасштабное использование диапазона FM-вещания

Белкин Микропередатчик TuneCast II FM

Потребительское использование FM-передатчиков

В некоторых странах мелкие (Часть 15. в терминах США) доступны передатчики, которые могут передавать сигнал от аудиоустройства (обычно Мп3-плеер или аналогичный) к стандартному FM-радиоприемнику; такие устройства варьируются от небольших устройств, предназначенных для передачи звука, до автомобильного радиоприемника без возможности аудиовхода (часто ранее предоставляемого специальными адаптерами для аудиокассета деки, которые становятся все менее распространенными в конструкции автомобильных радиоприемников) до полноразмерных систем вещания почти профессионального уровня, которые можно использовать для передачи звука по всему дому. Большинство таких устройств передают полностью стерео, хотя некоторые модели, предназначенные для начинающих любителей, могут этого не делать. Подобные передатчики часто входят в спутниковое радио ресиверы и некоторые игрушки.

Законность этих устройств зависит от страны. В Федеральная комиссия связи США и Промышленность Канады позвольте им. С 1 октября 2006 г. эти устройства стали легальными в большинстве стран Европейский Союз. Устройства, изготовленные в соответствии с согласованной европейской спецификацией, стали законными в Великобритания 8 декабря 2006 г.[32]

Диапазон FM-вещания также используется некоторыми недорогими беспроводными микрофоны продается как игрушки для караоке или в аналогичных целях, позволяя пользователю использовать FM-радио в качестве выхода, а не отдельный усилитель и динамик. Беспроводные микрофоны профессионального уровня обычно используют диапазоны УВЧ региона, чтобы они могли работать на выделенном оборудовании без помех вещания.

Некоторые беспроводные наушники передавать в диапазоне FM-вещания, при этом наушники настраиваются только на часть диапазона вещания. Использование более качественных беспроводных наушников инфракрасная передача или УВЧ Диапазоны ISM например, 315 МГц, 863 МГц, 915 МГц или 2,4 ГГц вместо диапазона FM-вещания.

Вспомогательное слушание

Немного вспомогательные устройства для прослушивания основаны на FM-радио, в основном в диапазоне от 72,1 до 75,8 МГц. Помимо приемников с функцией вспомогательного прослушивания, только определенные типы FM-приемников могут настраиваться на этот диапазон.[33]

Микровещание

Маломощные передатчики, такие как упомянутые выше, также иногда используются для радиостанций в районе или в кампусе, хотя радиостанции в кампусе часто переезжают. несущий ток. Обычно это считается формой микровещание. Как общее правило,[расплывчатый ] соблюдение требований к маломощным FM-станциям строже, чем к AM-станциям, из-за таких проблем, как эффект захвата,[нужна цитата ] и в результате FM-микровещатели обычно не достигают того же уровня, что и их конкуренты AM.

Незаконное использование FM-передатчиков

FM-передатчики были использованы для создания миниатюрных беспроводных микрофонов для шпионаж и наблюдение цели (скрытые подслушивающие устройства или так называемые «баги»); Преимущество использования диапазона FM-вещания для таких операций состоит в том, что приемное оборудование не будет считаться особенно подозрительным. Распространенной практикой является настройка передатчика жучка на концах диапазона вещания, на то, что в Соединенных Штатах было бы ТВ-каналом 6 (<87,9 МГц) или авиационными навигационными частотами (> 107,9 МГц); большинство FM-радиостанций с аналоговыми тюнерами имеют достаточный охват, чтобы улавливать эти слегка выходящие за пределы крайних частот, хотя многие радиостанции с цифровой настройкой этого не имеют.

Создание «жучка» - это распространенный ранний проект для любителей электроники, и комплекты для этого доступны из самых разных источников. Однако сконструированные устройства часто слишком велики и плохо защищены для использования в подпольных целях.

Кроме того, многие пиратское радио деятельность транслируется в диапазоне FM из-за большей четкости и слушания диапазона, меньшего размера и более низкой стоимости оборудования.

Смотрите также

FM-вещание по странам

FM-вещание (техническое)

Списки

История

Группы

использованная литература

  1. ^ «Стандарты передачи звукового FM-вещания на УКВ». Рек. BS.450. Международный союз электросвязи. С. 4–5. В архиве из оригинала 2012-11-06. Получено 2011-01-08.
  2. ^ "КОНТРОЛЬНЫЙ СПИСОК САМОПРОВЕРКИ СТАНЦИИ FM ВЕЩАНИЯ" (PDF). transition.fcc.gov. FCC. п. 18. В архиве (PDF) из оригинала 16 февраля 2017 г.. Получено 8 июн 2018.
  3. ^ «Инженерный код сайта Ofcom для систем аналогового радиовещания» (PDF). В архиве (PDF) с оригинала 22 июля 2019 г.. Получено 8 апреля, 2020.
  4. ^ «Стандарты планирования наземного звукового ЧМ радиовещания на УКВ» (PDF). Международный союз электросвязи. В архиве (PDF) из оригинала на 2018-08-20. Получено 2019-08-02.
  5. ^ «План и процедуры испытаний на совместимость с дополнительными аналоговыми SCA для цифрового аудиовещания» (PDF). ecfsapi.fcc.gov. Центр передовых телевизионных технологий. В архиве (PDF) с оригинала 18 ноября 2019 г.. Получено 30 октября 2019.
  6. ^ админ (2013-10-10). "Кривая предыскажения 75 микросекунд". Дом Корнелиуса в сети!. В архиве с оригинала на 2019-10-30. Получено 2019-10-30.
  7. ^ а б «Отчет 1946-04 - Частотная модуляция». BBC Research & Development. В архиве из оригинала 2020-01-03. Получено 2020-01-03.
  8. ^ RWO. «Как появилась FM-стереосистема». Архивировано из оригинал на 2016-10-18. Получено 2016-03-06.
  9. ^ Теберж, Поль; Дивайн, Кайл; Эверретт, Том (2015-01-29). Живое стерео: история и культура многоканального звука. Блумсбери Паблишинг США. п. 189. ISBN  9781623566876.
  10. ^ ван Дайн, Джон П. (осень 1961 г.). «Ноутбук: модулятор для новой стереосистемы FM». Boontown Radio Corp. CiteSeerX  10.1.1.309.3861. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  11. ^ "73-319" (PDF). www.govinfo.gov. FCC. В архиве (PDF) из оригинала 22 января 2019 г.. Получено 22 января 2019.
  12. ^ «Стереофоническое радиовещание: технические подробности системы пилот-тона», Информационный лист 1604 (4), BBC Служба технической информации, июнь 1970 г.
  13. ^ «Работа мультиплекса вспомогательной связи: инженерные стандарты» (PDF). www.fcc.gov. Федеральная комиссия по связи США. В архиве (PDF) из оригинала 3 февраля 2017 г.. Получено 12 января 2017.
  14. ^ «Схема демодуляции FM стерео». USPTO. В архиве из оригинала 24 июня 2017 г.. Получено 6 декабря 2015.
  15. ^ "Руководство по приему FM: распространение FM". WGBH. Архивировано из оригинал 8 июля 2007 г.. Получено 9 мая 2010.
    Включает советы по проблемам многолучевого распространения и краев
  16. ^ "SSBSC: беспроигрышный вариант для FM-радио?". Радио Мир. 2 апреля 2012 г. В архиве из оригинала 13 сентября 2018 г.. Получено 30 мая, 2018.
  17. ^ «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала на 2018-09-13. Получено 2018-05-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  18. ^ "FCC CFR 47, часть 73.322" (PDF). Правила FCC. Получено 23 мая 2020.
  19. ^ «Совместимая четырехканальная FM-система». pdfpiw.uspto.gov. USPTO. В архиве из оригинала 2 февраля 2017 г.. Получено 19 октября 2016.
  20. ^ Новости Анн-Арбора, Анн-Арбор, Мичиган, 3 января 1973 г.
  21. ^ Мильке, Э.-Юрген (1977). "Einfluß des Dolby-B-Verfahrens auf die Übertragungsqualität im UKW-Hörrundfunk". Rundfunktechnische Mitteilungen (на немецком). Institut für Rundfunktechnik (IRT). 21: 222–228.
  22. ^ "Prüfung eines modifizierten HIGH COM-Kompanders für den Einsatz bei der RF-Übertragung im UKW-Hörfunk" (на немецком языке). Institut für Rundfunktechnik (IRT). 1981-12-30. Технический отчет 55/81. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  23. ^ "Полный текст" Радиоэлектроники (август 1987 г.)"". archive.org. В архиве из оригинала от 02.04.2016. Получено 2015-04-10.
  24. ^ "ЦРИС Радио". В архиве с оригинала 29 ноября 2019 г.. Получено 8 апреля, 2020.
  25. ^ комментарии, Мэтт Фриман из Кратчфилда 9. «Сервисы информации о дорожном движении в реальном времени для систем GPS». Crutchfield.
  26. ^ ""ВЭФМ начала стереофоническое FM-вещание », Чикаго Трибьюн, 2 июня 1961 г., стр. В-10 ". Архивировано из оригинал 3 февраля 2004 г.. Получено 8 апреля, 2020.
  27. ^ авторства нет (1 января 1954 г.). «НАСТОЯТЕЛЬНАЯ МУЗЫКА ДЛЯ АВТОБУСОВ / Ф. К. С. предлагает широкое поле для репортажей FM News». Нью-Йорк Таймс. Получено 19 февраля, 2019.
  28. ^ "История Радио 1 - Передатчики". Radio Rewind. В архиве из оригинала 27 июня 2013 г.. Получено 11 августа 2013.
  29. ^ "[IT] Radio FM в Италии". В архиве из оригинала 5 марта 2016 г.. Получено 22 сентября 2015.
  30. ^ "OIRT Тюнер". В архиве из оригинала на 2016-06-04. Получено 2016-10-25.
  31. ^ «Публикации МСЭ». ITU. В архиве из оригинала от 26.06.2007. Получено 2007-03-26.
  32. ^ «Изменения в законе, разрешающие использование маломощных FM-передатчиков для MP3-плееров». Ofcom. 23 ноября 2006 г. В архиве из оригинала 12 сентября 2015 г.. Получено 8 августа 2015.
  33. ^ Клем, Ричард П. (2014). "Недорогие варианты приемников вспомогательных устройств прослушивания". W0IS.com. В архиве из оригинала 27 сентября 2019 г.. Получено 13 июля 2019.

внешние ссылки

Библиотечные ресурсы около
FM-вещание
Связанное техническое содержание