Apa karakteristik modulasi penyiaran FM

Modulasi

Modulasi frekuensi atau FM merupakan bentuk modulasi yang menyampaikan informasi dengan memvariasikan frekuensi gelombang pembawa; modulasi amplitudo yang lebih tua atau AM bervariasi amplitudo dari carrier, dengan frekuensi tetap konstan. Dengan FM, deviasi frekuensi dari frekuensi pembawa ditugaskan pada setiap saat berbanding lurus dengan amplitudo sinyal input, menentukan frekuensi sesaat dari sinyal yang ditransmisikan. Karena sinyal FM ditransmisikan menggunakan bandwidth lebih dari AM sinyal, bentuk modulasi umumnya digunakan dengan lebih tinggi (VHF atau UHF) frekuensi yang digunakan oleh TV, sistem band siaran FM, dan radio bergerak darat.

Pra-penekanan dan de-penekanan

Acak kebisingan memiliki spektrum distribusi segitiga dalam sistem FM, dengan efek suara itu terjadi terutama pada frekuensi audio tertinggi dalam baseband. Ini dapat diimbangi, sampai batas tertentu, dengan meningkatkan frekuensi tinggi sebelum transmisi dan mengurangi mereka dengan jumlah yang sesuai di penerima. Mengurangi frekuensi audio yang tinggi di penerima juga mengurangi kebisingan frekuensi tinggi. Proses-proses meningkatkan dan kemudian mengurangi frekuensi tertentu yang dikenal sebagai pra-penekanan dan de-penekanan, masing-masing.

Jumlah pra-penekanan dan de-penekanan yang digunakan didefinisikan oleh konstanta waktu dari rangkaian filter RC sederhana. Dalam sebagian besar dunia yang 50 mikrodetik waktu yang konstan digunakan. Di Amerika dan Korea Selatan, 75 mikrodetik digunakan. Hal ini berlaku untuk kedua mono dan transmisi stereo. Untuk stereo, pra-penekanan diterapkan pada saluran kiri dan kanan sebelum multiplexing.

Jumlah pra-penekanan yang dapat diterapkan dibatasi oleh fakta bahwa banyak bentuk musik kontemporer mengandung lebih banyak energi frekuensi tinggi daripada gaya musik yang berlaku pada saat kelahiran penyiaran FM. Mereka tidak dapat pra-menekankan sebanyak karena akan menyebabkan penyimpangan yang berlebihan dari pembawa FM. Sistem yang lebih modern daripada siaran FM cenderung untuk menggunakan tergantung program variabel pra-penekanan; misalnya, dbx di BTSC suara TV sistem, atau tidak sama sekali.

FM stereo

Dalam 1950s an, beberapa sistem untuk menambahkan stereo radio FM dianggap oleh FCC. Termasuk adalah sistem dari para pendukung 14 termasuk Crosby, Halstead, Listrik dan Musik Industries, Ltd (EMI), Zenith, dan General Electric. Sistem individu dievaluasi untuk kekuatan dan kelemahan mereka selama uji lapangan di Uniontown, Pennsylvania menggunakan KDKA-FM di Pittsburgh sebagai stasiun berasal. Sistem Crosby ditolak oleh FCC karena itu tidak sesuai dengan otorisasi komunikasi anak (SCA) layanan yang digunakan berbagai frekuensi subcarrier termasuk 41 dan 67 kHz yang ada. Banyak stasiun FM pendapatan kelaparan digunakan SCAS untuk "storecasting" dan tujuan non-siaran lainnya. Sistem Halstead ditolak karena kurangnya pemisahan stereo frekuensi tinggi dan pengurangan saluran utama signal-to-noise ratio. GE dan Zenith sistem, sehingga serupa yang mereka dianggap secara teoritis identik, secara resmi disetujui oleh FCC pada bulan April 1961 sebagai metode penyiaran FM stereo standar di Amerika Serikat dan kemudian diadopsi oleh sebagian besar negara-negara lain.

Adalah penting bahwa siaran stereo kompatibel dengan penerima mono. Untuk alasan ini, di sebelah kiri (L) dan kanan (R) saluran aljabar dikodekan ke dalam sum (L + R) dan perbedaan sinyal (L-R). Sebuah penerima mono akan menggunakan hanya L + R sinyal sehingga pendengar akan mendengar kedua saluran melalui loudspeaker tunggal. Sebuah penerima stereo akan menambah sinyal perbedaan dengan sinyal penjumlahan untuk memulihkan saluran kiri, dan mengurangi sinyal perbedaan dari jumlah tersebut untuk memulihkan saluran yang tepat.

The (L + R) sinyal saluran utama ditransmisikan sebagai baseband audio yang terbatas pada kisaran 30 Hz untuk 15 kHz. The (L-R) sinyal termodulasi amplitudo ke sebuah 38 kHz double-sideband ditekan-carrier (DSB-SC) sinyal menempati kisaran baseband dari 23 untuk 53 kHz.

Sebuah 19 kHz percontohan nada, tepat setengah 38 kHz sub-carrier frekuensi dan dengan hubungan fase yang tepat untuk itu, seperti yang didefinisikan oleh rumus di bawah, juga dihasilkan. Ini ditularkan di 8-10% dari tingkat modulasi keseluruhan dan digunakan oleh penerima untuk menumbuhkan 38 kHz sub-carrier dengan fase yang benar.

Sinyal multipleks akhir dari generator stereo berisi Channel Utama (L + R), nada pilot, dan sub-channel (L-R). Sinyal komposit ini, bersama dengan sub-operator lainnya, memodulasi pemancar FM.

Penyimpangan sesaat dari frekuensi pembawa pemancar karena audio stereo dan nada pilot (di 10% modulasi) adalah


di mana A dan B adalah sinyal audio pra-menekankan kiri dan kanan dan f_p = 19 kHz adalah frekuensi nada pilot. Sedikit variasi dalam deviasi puncak dapat terjadi di hadapan subcarrier lain atau karena peraturan daerah.

Mengkonversi sinyal multipleks kembali ke sinyal audio kiri dan kanan dilakukan oleh decoder, dibangun ke penerima stereo.

Dalam rangka melestarikan pemisahan stereo dan sinyal-to-noise parameter, itu adalah praktek yang normal untuk menerapkan pra-penekanan pada saluran kiri dan kanan sebelum encoding, dan untuk menerapkan de-penekanan pada penerima setelah decoding.

Sinyal FM stereo lebih rentan terhadap kebisingan dan distorsi multipath daripada sinyal FM mono.

Selain itu, untuk tingkat RF diberikan pada penerima, rasio signal-to-noise untuk sinyal stereo akan lebih buruk daripada untuk penerima mono. Untuk alasan ini banyak penerima FM stereo mencakup saklar stereo / mono untuk memungkinkan mendengarkan mono ketika kondisi penerimaan kurang dari ideal, dan sebagian besar radio mobil diatur untuk mengurangi pemisahan sebagai rasio signal-to-noise memburuk, akhirnya akan mono sementara masih menunjukkan sinyal stereo yang diterima.

Quadraphonic FM

Di 1969, Louis Dorren menemukan sistem Quadraplex dari stasiun tunggal, diskrit, siaran FM empat saluran yang kompatibel. Ada dua subcarrier tambahan dalam sistem Quadraplex, melengkapi satu pun digunakan di FM stereo standar. Tata letak baseband adalah sebagai berikut:

50 Hz untuk 15 kHz Main Channel (jumlah semua saluran 4) (LF + LR + RF + RR) sinyal, untuk mono FM mendengarkan kompatibilitas.
23 ke 53 kHz (cosinus quadrature subcarrier) (LF + LR) - (RF + RR) Kiri dikurangi sinyal perbedaan kanan. Modulasi sinyal ini di aljabar jumlah dan perbedaan dengan saluran utama digunakan untuk saluran 2 pendengar stereo kompatibilitas.
23 ke 53 kHz (sinus quadrature 38 kHz subcarrier) (LF + RF) - (LR + RR) depan dikurangi Kembali sinyal perbedaan. Modulasi sinyal ini di aljabar jumlah dan perbedaan dengan saluran utama dan semua subcarrier lainnya digunakan untuk pendengar quadraphonic.
61 ke 91 kHz (cosinus quadrature 76 kHz subcarrier) (LF + RR) - (LR + RF) sinyal perbedaan Diagonal. Modulasi sinyal ini di aljabar jumlah dan perbedaan dengan saluran utama dan semua subcarrier lainnya juga digunakan untuk pendengar quadraphonic.
95 kHz SCA subcarrier, fase-terkunci untuk 19 kHz percontohan, untuk membaca layanan untuk orang buta, musik latar belakang, dll

Ada beberapa variasi pada sistem ini disampaikan oleh GE, Zenith, RCA, dan Denon untuk pengujian dan pertimbangan selama bidang persidangan Komite quadraphonic Radio Nasional untuk FCC. Asli Dorren Quadraplex Sistem mengungguli yang lain dan terpilih sebagai standar nasional untuk penyiaran quadraphonic FM di Amerika Serikat. Stasiun FM komersial pertama untuk menyiarkan isi program quadraphonic adalah WIQB (sekarang disebut wwww-FM) di Ann Arbor / Saline, Michigan di bawah bimbingan Chief Engineer Brian Brown.

Jasa subcarrier lainnya

Penyiaran FM sudah termasuk kemampuan SCA sejak awal, seperti yang dilihat sebagai layanan lain pemegang lisensi yang dapat digunakan untuk membuat penghasilan tambahan. Awalnya para pengguna jasa SCA adalah saluran audio analog pribadi yang dapat digunakan secara internal atau disewakan, untuk jenis layanan misalnya Muzak. Layanan membaca radio untuk orang buta menjadi umum digunakan, dan tetap demikian, dan ada eksperimen dengan suara quadraphonic. Jika stasiun tidak disiarkan di stereo, segala sesuatu dari 23 kHz ke atas dapat digunakan untuk layanan lain. Penjaga Band sekitar 19 kHz (± 4 kHz) harus tetap dipertahankan, agar tidak memicu decoder stereo pada penerima. Jika ada stereo, ada biasanya akan menjadi band penjaga antara batas atas dari sinyal DSBSC stereo (53 kHz) dan batas bawah dari setiap subcarrier lainnya.

Layanan digital sekarang juga tersedia. Sebuah subcarrier 57 kHz (fase terkunci ke harmonik ketiga nada pilot stereo) digunakan untuk membawa bandwidth rendah digital sinyal Radio Data System, menyediakan fitur tambahan seperti Frekuensi Alternatif (AF) dan Jaringan (NN). Sinyal narrowband ini berjalan pada hanya 1187.5 bit per detik, sehingga hanya cocok untuk teks. Beberapa sistem proprietary yang digunakan untuk komunikasi pribadi. Sebuah varian dari RDS adalah Amerika RBDS Utara atau sistem "radio pintar". Di Jerman analog sistem ARI digunakan sebelum RDS untuk pengumuman lalu lintas siaran untuk pengendara (tanpa mengganggu pendengar lainnya). Berencana untuk menggunakan ARI untuk negara-negara Eropa lainnya menyebabkan perkembangan dari RDS sebagai sistem yang lebih kuat. RDS dirancang untuk mampu digunakan bersama ARI meskipun menggunakan frekuensi subcarrier identik.

Di Amerika Serikat, layanan radio digital sedang digunakan dalam band FM daripada menggunakan Eureka 147 atau standar ISDB Jepang. Pendekatan ini di-band on-channel, seperti semua teknik radio digital, yang menggunakan kompresi audio canggih. Sistem proprietary iBiquity, dicap sebagai "HD Radio", saat ini berwenang untuk "hybrid" mode operasi, dimana kedua pembawa FM analog konvensional dan subcarrier sideband digital ditransmisikan. Akhirnya, menganggap penyebaran luas dari penerima HD Radio, layanan analog secara teoritis dapat dihentikan dan band FM menjadi semua digital.

Di Amerika Serikat, layanan (selain stereo, quad dan RDS) menggunakan subcarrier kadang-kadang disebut sebagai otorisasi komunikasi anak (SCA) layanan. Menggunakan untuk subcarrier tersebut mencakup layanan membaca buku / koran untuk pendengar buta, layanan transmisi data pribadi (misalnya mengirim informasi pasar saham untuk pialang saham atau dicuri kartu kredit nomor blacklist untuk toko [rujukan?]) Layanan musik latar belakang komersial bebas berlangganan untuk toko-toko, paging ("pager") layanan dan memberikan umpan program AM pemancar stasiun AM / FM. SCA subcarriers biasanya 67 kHz dan 92 kHz.

Dolby FM

Sebuah sistem pengurangan kebisingan berhasil secara komersial digunakan dengan radio FM di beberapa negara selama 1970s akhir, Dolby FM mirip dengan Dolby B tetapi menggunakan 25 dimodifikasi mikrodetik pra-penekanan waktu yang konstan dan frekuensi selektif pengaturan companding untuk mengurangi kebisingan.

Sebuah sistem yang sama bernama Tinggi Com FM diuji di Jerman antara Juli dan Desember 1979 1981 oleh IRT. Hal ini didasarkan pada sistem compander broadband Telefunken Tinggi Com, tetapi tidak pernah diperkenalkan secara komersial pada siaran FM.

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan