Jaka jest charakterystyka modulacji nadawania FM

Modulacja

Lub modulacja częstotliwości FM jest formą modulacji który przekazuje informacje poprzez zmianę częstotliwości fali nośnej; starszy AM modulacja amplitudy lub zmienia amplitudę przewoźnika, z jego częstotliwość pozostała stała. FM, odchylenie częstotliwości od częstotliwości nośnej przypisaną w każdym momencie jest wprost proporcjonalna do amplitudy sygnału wejściowego określania chwilowej częstotliwości transmitowanego sygnału. Ponieważ transmitowane sygnały FM używać większej przepustowości niż AM sygnałów, ta forma modulacji jest powszechnie stosowany z wyższym (VHF lub UHF) częstotliwości wykorzystywanych przez telewizję, systemy zespół audycji FM i lądowych ruchomych radiowe.

Pre-nacisk i Deemfaza

Losowe hałasu ma trójkątny rozkład widmowy w systemie FM, z efektem że hałas występuje głównie na najwyższych częstotliwości audio, w ramach pasma. Może to być kompensowane, w ograniczonym stopniu przez wzmocnienie wysokich częstotliwości przed przesłaniem i zmniejszenie ich odpowiednią ilością w odbiorniku. Zmniejszenie wysokich częstotliwości audio w odbiorniku także zmniejsza hałas o wysokiej częstotliwości. Te procesy pobudzenia, a następnie zmniejszając niektóre częstotliwości są znane jako preemfazy i de-naciskiem, odpowiednio.

Ilość preemfazy i deemfazy stosowany jest określona przez stałą czasową prostym układzie filtru RC. W większości krajów świata 50 ms Stała czasowa jest używany. W Ameryce i Korei Południowej, jest używany 75 mikrosekund. Odnosi się to zarówno mono i transmisji stereo. Na stereo preemfazy jest stosowany do lewego i prawego kanału, zanim multipleksowania.

Ilość preemfazy, które można stosować między innymi z faktu, że wiele form muzyki współczesnej zawierać więcej energii wysokiej częstotliwości niż stylów muzycznych panujących przy narodzinach nadawania FM. Oni nie mogą być wcześniej podkreślał, jak wiele, ponieważ spowodowałoby to nadmierne odchylenie przewoźnika FM. Systemy bardziej nowoczesne niż mają tendencję do nadawania FM użyć zmiennej zależnej od programu pre-nacisk; np dbx w systemie dźwięku TV BTSC, albo wcale.

FM Stereo

W późnych 1950s, kilka systemów, aby dodać radio FM stereo, aby zostały uznane przez FCC. Zawarte były systemy od zwolenników 14 tym Crosby, Halstead, elektryczne i Muzycznych Industries, Ltd. (EMI), Zenith i General Electric. Poszczególne systemy oceniano ich mocnych i słabych stron w trakcie badań terenowych w Uniontown, Pensylwania korzystających KDKa-FM w Pittsburghu w stacji pochodzenia. System Crosby został odrzucony przez FCC, ponieważ była niezgodna z obowiązującym pozwoleniu komunikacji zależnych (SCA) usługi, które używane różne częstotliwości podnośnej tym 41 i 67 kHz. Wiele stacji FM przychodów zagłodzony używane SCA dla "storecasting" i innych celów bez transmisji. System Halstead został odrzucony z powodu braku rozdziału stereo wysokiej częstotliwości i redukcji w stosunku głównym kanale sygnału do szumu. Systemy GE i Zenith, tak podobne, że zostały one uznane za teoretycznie identyczne, zostały formalnie zatwierdzone przez FCC w kwietniu 1961 jako standardowa metoda nadawania FM stereo w Stanach Zjednoczonych i przyjęte później przez większość innych krajów.

Ważne jest, że transmisje stereo być zgodne z odbiorników mono. Z tego powodu, po lewej (L) i prawej (R) kanały są kodowane w algebraicznie suma (L + R), a różnica sygnałów (L, R). Odbiornik mono będzie używać tylko sygnał L + R, więc słuchacz usłyszy obu kanałów za pośrednictwem pojedynczego głośnika. Odbiornik stereo doda sygnału różnicowego do sygnału sumy odzyskać lewy kanał, a sygnału różnicowego odjąć od kwoty do odzyskania prawy kanał.

The (L + R) głównego sygnału kanału jest przesyłany jako pasma audio ograniczony do zakresu 30 Hz do 15 kHz. Sygnał (L-R) jest modulowany amplitudą na sygnał zajmujący zakres pasma z 38 do 23 kHz 53 kHz dwukrotnie bocznej stłumiony przewoźnika (DSB-SC).

19 kHz tonu pilota, dokładnie w połowie częstotliwości kHz podnośnej 38 i dokładny stosunek fazy do niego, jak określono w poniższym schemacie, jest również generowany. To jest transmitowany w 8-10% całkowitego poziomu modulacji i używane przez odbiornik, aby zregenerować 38 kHz, podnośną z odpowiednim etapie.

Ostateczny sygnał multipleksu z generatora stereo zawiera głównego kanału (L + R), sygnał pilota i sub-kanał (L-R). Ten sygnał kompozytowy, wraz z innymi podrzędnych, moduluje nadajnik FM.

Chwilowa odchyłka częstotliwości nośnej nadajnika ze względu na audio stereo oraz sygnału pilota (na 10% modulacji) jest


gdzie A i B są wstępnie zaznaczone: lewy i prawy sygnał audio i f_p = 19 kHz jest częstotliwością tonu pilota. Nieznaczne zmiany w szczytowym mogą wystąpić odchylenia w obecności innych podnośnych lub ze względu na lokalne przepisy.

Konwersji sygnału multipleksowego z powrotem do lewego i prawego kanału sygnału audio jest wykonywane przez dekoder zbudowany w odbiornikach stereo.

W celu zachowania separację kanałów stereo i sygnału do szumu parametry, jest to normalna praktyka, aby zastosować pre-nacisk na lewej i prawej kanałach przed kodowaniem i zastosować de nacisk w odbiorniku po dekodowania.

Stereo sygnały FM są bardziej wrażliwe na hałas i wielodrogowej zniekształceń, niż są mono sygnały FM.

Ponadto, dla danego poziomu radiowego w odbiorniku, przy czym stosunek sygnału do szumu dla sygnału stereo jest gorsza niż w przypadku odbiornika mono. Z tego powodu wielu stereo odbiornik FM zawierać przełącznik stereo / mono umożliwiający słuchania mono gdy warunki odbioru mniej niż idealne, a większość radia samochodowe są umieszczone w celu zmniejszenia oddzielania się jako stosunek sygnału do szumu pogarsza ostatecznie będzie mono jednocześnie wskazuje na sygnał stereo jest odbierany.

Quadraphonic FM

W 1969 Louis Dorren wynalazł system Quadraplex z jednej stacji, Discrete, kompatybilnym cztery kanału nadawania FM. Istnieją dwa dodatkowe podnośnych w systemie Quadraplex, uzupełniającego ani jednego używanego w standardzie stereo FM. Układ pasma podstawowego jest następujący:

50 Hz do 15 kHz głównego kanału (suma wszystkich kanałów 4) (LF + LR + RF + RR) sygnału, na mono FM słuchanie kompatybilność.
23 do 53 kHz (cosinus kwadratury podnośnej) (LF + LR) - (+ RR RF) w lewo minus odpowiedni sygnał różnicowy. Modulacja tego sygnału w algebraicznej sumy i różnicy z głównego kanału był używany do kanału 2 zgodności stereo słuchacza.
23 do 53 kHz (sinus kwadratury 38 kHz podnośnej) (LF + RF) - (LR + RR) Przód minus Powrót sygnał różnicy. Modulacja ten sygnał w algebraicznej sumy i różnicy z głównego kanału i wszystkich innych podnośnych służy do Quadraphonic słuchacza.
61 do 91 kHz (cosinus kwadratury 76 kHz podnośnej) (LF + RR) - (LR + RF) Przekątna sygnału różnica. Modulacja ten sygnał w algebraicznej sumy i różnicy, z głównym kanałem i wszystkich innych podnośnych jest również stosowane do Quadraphonic słuchacza.
95 kHz SCA podnośnej, fazowo 19 kHz pilota, dla usług czytania dla niewidomych, muzyka w tle, itp

Było kilka odmian tego systemu złożonego przez GE, Zenith, RCA i Denon do testowania i uwagę w czasie badań terenowych Krajowego Komitetu Quadraphonic Radio dla FCC. Oryginalny Dorren Quadraplex systemu pobiła wszystkie inne i został wybrany jako krajowy standard dla transmisji Quadraphonic FM w Stanach Zjednoczonych. Pierwsza komercyjna stacja FM nadawać Quadraphonic treści programu był WIQB (obecnie WWWW-FM) w Ann Arbor, Michigan / Saline pod kierunkiem głównego inżyniera Brian Brown.

Inne usługi podnośnej

Nadawczych FM włączone możliwości SCA od momentu jej powstania, jak to było postrzegane jako kolejne usługi, które licencjobiorca może wykorzystać do tworzenia dodatkowych dochodów. Początkowo użytkownicy usług SCA były prywatne analogowe kanały audio, które mogą być stosowane wewnętrznie lub wynajmowane dla usług typu przykładem Muzak. Usługi czytanie Radio dla niewidomych stał się powszechnym użyciu, i tak pozostanie, a były eksperymenty z kwadrofonia. Jeśli stacja nie nadaje w stereo, wszystko od 23 kHz na górę mogą być wykorzystywane do innych usług. Zespół osłona wokół 19 kHz (± 4 kHz) może być nadal utrzymywana w taki sposób, aby nie powodować dekoderów stereofonicznych na odbiorników. Jeśli jest stereo, typowo będzie znajdować się zespół osłona pomiędzy górną granicę DSBSC sygnału stereofonicznego (53 kHz), a dolny innego podnośnej.

Usługi cyfrowe są teraz również dostępne. Podnośnej 57 kHz (faza zablokowane do trzeciej harmonicznej sygnału pilota stereo) jest używany do przewozu niskiego pasma cyfrowego sygnału Radio Data System, zapewniając dodatkowe funkcje, takie jak częstotliwości alternatywnej (AF) i sieci (NN). Ten sygnał wąskopasmowy pracuje tylko 1187.5 bitów na sekundę, a więc nadaje się tylko do tekstu. Kilka systemy firmowe używane są do komunikacji prywatnej. Wariant RDS jest North American RBDS lub system "inteligentny radia". W Niemczech analogowego systemu ARI był używany przed RDS dla komunikatów drogowych na rozpowszechnianie kierowców (bez naruszania innych słuchaczy). Zamierza wykorzystać ARI innych europejskich krajach doprowadziły do ​​rozwoju RDS jako bardziej wydajnego systemu. RDS jest przeznaczony do może być stosowane wraz z ARI pomimo stosowania identycznych częstotliwości podnośnej.

W Stanach Zjednoczonych, usługi radiowe cyfrowe są rozmieszczone w paśmie FM, a nie za pomocą Eureka 147 lub standardowego japońskiego ISDB. Takie podejście w paśmie na kanale, tak jak wszystkie cyfrowych technik radiowych, wykorzystuje zaawansowaną skompresowanego dźwięku. Opatentowany System iBiquity, napiętnowany jako "HD Radio", obecnie jest dopuszczony do eksploatacji "hybrydowej" tryb, w którym zarówno typowy nośnik analogowy FM i cyfrowy podnośnych bocznej są transmitowane. Ostatecznie, zakładając szerokie rozmieszczenie odbiorników HD Radio, usługi analogowe może teoretycznie zostać przerwane, a zespół FM stają się wszystkie cyfrowe.

W Stanach Zjednoczonych, usługi (inne niż stereo, quad i RDS) z wykorzystaniem podnośne są czasem określane jako usługi (SCA) pozwolenia na dopuszczenie do komunikacji zależnych. Zastosowania takich podnośnych to książka / gazet usług czytania dla niewidomych słuchaczy, prywatnych usług transmisji danych (na przykład wysyłanie informacji giełdowych na maklerów lub skradzionych kart kredytowych liczba czarnych list do sklepów [potrzebne źródło]) abonamentowych usług komercyjnych bez muzyki w tle dla sklepów, ("wydaje dźwięk"), usługi przywoławcze i dostarczanie paszy programu dla nadajników AM stacji AM / FM. Podnośnych SCA są zazwyczaj 67 kHz i 92 kHz.

Dolby FM

Nieudana w handlu stosowany system redukcji hałasu z radiem FM w niektórych krajach pod koniec 1970s, Dolby FM był podobny do Dolby B, ale stosowana jest zmodyfikowana 25 mikrosekund wstępnie nacisk stałą czasową i selektywny układ Companding częstotliwości w celu zmniejszenia hałasu.

Podobny system o nazwie Wysoka Com FM był testowany w Niemczech od lipca 1979 i grudnia 1981 przez IRT. Został on oparty na systemie szerokopasmowego Compander Telefunken Wysoka Com, ale nigdy nie wprowadzona komercyjnie w transmisji FM.

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów