FM-вещание - FM broadcasting

Модулированные AM и FM сигналы для радио. AM ( амплитудная модуляция ) и FM ( частотная модуляция ) - это типы модуляции (кодирования). Звук программного материала, обычно поступающий из радиостудии , используется для модуляции (изменения) несущей волны определенной частоты, а затем для трансляции .

В радиовещании AM амплитуда несущей волны модулируется для кодирования исходного звука. В FM-радиовещании частота несущей волны модулируется для кодирования звука. Приемник радиосигналов извлекает исходный программный звук из модулированного радиосигнала и воспроизводит звук в громкоговорителе .
Положение FM-радио в электромагнитном спектре
Коммерческий FM-радиопередатчик мощностью 35 кВт, построенный в конце 1980-х годов. Он принадлежит FM-радиостанции KWNR в Хендерсоне, штат Невада, и вещает на частоте 95,5 МГц.

FM-вещание - это метод радиовещания с использованием частотной модуляции ( FM ). Широкополосный FM- радиоприемник, изобретенный в 1933 году американским инженером Эдвином Армстронгом , используется во всем мире для обеспечения высококачественного звука по радиовещанию . FM-вещание способно обеспечить более высокую точность воспроизведения, то есть более точное воспроизведение исходного звука программы, чем другие технологии вещания, такие как AM-вещание . Он также менее восприимчив к обычным формам помех , уменьшая статические и хлопающие звуки, часто слышимые на AM. Поэтому FM используется для большинства музыкальных или обычных аудиопередач (в звуковом спектре). FM- радиостанции используют очень высокочастотный диапазон радиочастот .

Диапазоны вещания

По всему миру, FM вещания группа попадает в УКВ части радиочастотного спектра . Обычно используется частота от 87,5 до 108,0 МГц или какая-то ее часть, за некоторыми исключениями:

  • В бывших советских республиках и некоторых странах бывшего Восточного блока также используется более старая полоса 65,8–74 МГц. Назначенные частоты находятся в интервале 30 кГц. Эта группа, которую иногда называют группой OIRT , постепенно сокращается. Если используется полоса OIRT, полоса 87,5–108,0 МГц называется полосой CCIR .
  • В Японии используется полоса 76–95 МГц.

Частота FM-радиостанции (точнее, назначенная ей номинальная центральная частота) обычно кратна 100 кГц. В большинстве стран Южной Кореи , Америки , Филиппин и Карибского бассейна используются только нечетные кратные. Некоторые другие страны следуют этому плану из-за импорта автомобилей, в основном из США, с радиоприемниками, которые могут настраиваться только на эти частоты. В некоторых частях Европы , Гренландии и Африки используются только кратные. В Великобритании используются четные и нечетные числа. В Италии 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.

В некоторых странах существуют другие необычные и устаревшие стандарты FM-вещания с нестандартными интервалами 1, 10, 30, 74, 500 и 300 кГц. Чтобы свести к минимуму межканальные помехи, станции, работающие из одних и тех же или географически близких передающих станций, как правило, придерживаются частотного разноса не менее 500 кГц, даже если более близкое частотное разнесение технически разрешено. МСЭ публикует Ratio защиты графики , которые дают минимальное расстояние между частотами в зависимости от их относительной силы. Только радиовещательные станции с достаточно большим географическим удалением между зонами покрытия могут работать на близких или одинаковых частотах.

Технология

FM лучше подавляет статическое электричество ( RFI ), чем AM. Это было продемонстрировано General Electric на демонстрации 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, в то время как FM-приемник четко воспроизводил музыкальную программу экспериментального FM-передатчика Армстронга в Нью-Джерси.
Перекрещенная дипольная антенна передатчика станции KENZ 94,9 МГц, 48 кВт на Лейк-Маунтин, штат Юта. Он излучает радиоволны с круговой поляризацией .

Модуляция

Частотная модуляция или FM - это форма модуляции, которая передает информацию путем изменения частоты несущей волны ; более старая амплитудная модуляция или AM изменяет амплитуду несущей, при этом ее частота остается постоянной. При использовании FM отклонение частоты от назначенной несущей частоты в любой момент прямо пропорционально амплитуде входного (звукового) сигнала, определяющего мгновенную частоту передаваемого сигнала. Поскольку передаваемые FM-сигналы используют более широкую полосу пропускания, чем AM-сигналы, эта форма модуляции обычно используется с более высокими ( VHF или UHF ) частотами, используемыми телевидением , диапазоном FM-вещания и системами наземной мобильной радиосвязи .

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.

Первый прототип передатчика FM-вещания Армстронга, расположенный в Эмпайр-стейт-билдинг , Нью-Йорк, который он использовал для секретных испытаний своей системы в период с 1934 по 1935 год. Лицензированный как экспериментальная станция W2XDG, он передавал на 41 МГц при мощности 2 кВт.
Мгновенный спектр и диаграмма водопада в диапазоне FM-вещания, показывающая 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.

Предыскажение и ослабление акцента

Случайный шум имеет треугольное спектральное распределение в FM-системе, в результате чего шум возникает преимущественно на более высоких звуковых частотах в основной полосе частот . Это может быть компенсировано до некоторой степени путем усиления высоких частот перед передачей и уменьшения их на соответствующую величину в приемнике. Снижение высоких звуковых частот в приемнике также снижает высокочастотный шум. Эти процессы активизации и затем восстанавливают определенные частоты известны как предыскажений и предыскажений , соответственно.

Количество используемых предыскажений и ослаблений определяется постоянной времени простой схемы RC-фильтра . В большинстве стран мира используется постоянная времени 50  мкс . В Северной и Южной Америке и Южной Корее используется 75 мкс. Это относится как к моно, так и к стерео передачам. Для стерео перед мультиплексированием предыскажение применяется к левому и правому каналам .

Использование предыскажения становится проблемой, потому что многие формы современной музыки содержат больше высокочастотной энергии, чем музыкальные стили, преобладавшие при зарождении FM-вещания. Предварительное усиление этих высокочастотных звуков вызовет чрезмерное отклонение несущей FM . 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 звуковой системе BTSC TV или вообще отсутствует.

Предыскажение и ослабление акцента использовались на заре FM-вещания. Согласно сообщению BBC от 1946 года, 100 мкс первоначально рассматривались в США, но впоследствии были приняты 75 мкс.

Стерео FM

Задолго до того, как стала рассматриваться стереофоническая передача FM, были проведены эксперименты с FM-мультиплексированием других типов информации об уровне звука. Эдвин Армстронг, изобретатель FM, был первым, кто экспериментировал с мультиплексированием на своей экспериментальной станции W2XDG с частотой 41 МГц, расположенной на 85-м этаже Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке .

Эти мультиплексные передачи FM начались в ноябре 1934 года и состояли из аудиопрограммы основного канала и трех поднесущих : программы факса, синхронизирующего сигнала для программы факса и телеграфного «заказного» канала. 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 на 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 звука 75 мкс, как основной монофонический звук, а затем мультиплексированный стереозвук.

В конце 1950-х годов FCC рассмотрела несколько систем для добавления стерео к FM-радио . 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 Юнионтауне, штат Пенсильвания , с использованием KDKA-FM в Питтсбурге в качестве исходной станции. Система Crosby была отклонена FCC, поскольку она несовместима с существующими вспомогательными службами авторизации связи (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 отвергнута из-за отсутствия разделения высокочастотного стереозвука и уменьшения 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 в большинстве других стран. Важно, чтобы стереотрансляции 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 громкоговоритель. Стереоприемник добавит разностный сигнал к суммарному сигналу, чтобы восстановить левый канал, и вычтет разностный сигнал из суммы, чтобы восстановить правый канал.

Сигнал (L + R) ограничен частотой от 30 Гц до 15 кГц для защиты пилот-сигнала 19 кГц. Сигнал (L-R), который также ограничен 15 кГц, модулируется по амплитуде в сигнал с подавленной несущей (DSB-SC) с двойной боковой полосой 38 кГц , таким образом занимая от 23 кГц до 53 кГц. Также генерируется пилот-тон 19 кГц ± 2 Гц , ровно на половине поднесущей частоты 38 кГц и с точным фазовым соотношением к ней, как определено формулой ниже. Пилот-сигнал передается на 8–10% от общего уровня модуляции и используется приемником для идентификации стереопередачи и для восстановления поднесущей 38 кГц 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. Термины составной , мультиплексный 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

где A и B - предварительно выделенные левый и правый аудиосигналы, а = 19 кГц - частота пилот-тона. Небольшие отклонения пикового отклонения могут происходить в присутствии 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. Большинство стереокодировщиков 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 данного уровня РЧ на приемнике отношение сигнал / шум и многолучевые искажения для стереосигнала будут хуже, чем для монофонического приемника. По этой причине многие стереофонические FM-приемники включают переключатель стерео / моно, позволяющий слушать в 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.

Примерно в 2010 году в США было предложено использование однополосной модуляции для стереоподнесущей. Предполагалось, что это будет более эффективно использовать спектр и обеспечить улучшение отношения сигнал / шум на 4 дБ в 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.

Квадрафонический FM

В 1969 году Луи Доррен изобрел систему Quadraplex для одноканального, дискретного, совместимого четырехканального FM-вещания. В системе Quadraplex есть две дополнительные поднесущие, дополняющие единственную, 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 частями. 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, пилот-сигнал с фазовой синхронизацией до 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.

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 KIOI ( K-101 ) в Сан-Франциско успешно передал истинный квадрофонический звук от одной FM-станции, используя систему Quadraplex под Специальным временным полномочием FCC . После этого эксперимента был предложен долгосрочный период тестирования, который позволил бы одной FM-станции на каждом из 25 ведущих радиорынков США вести передачу в Quadraplex. Мы надеемся, что результаты испытаний докажут FCC, что система совместима с существующей двухканальной стереофонической передачей и приемом и не мешает работе соседних станций.

GE, Zenith, RCA и Denon представили несколько вариантов этой системы для тестирования и рассмотрения во время полевых испытаний Национального комитета по квадрофонической радиосвязи для FCC. Первоначальная система Dorren Quadraplex превзошла все остальные и была выбрана в качестве национального стандарта для квадрафонического FM-вещания в Соединенных Штатах. Первой коммерческой FM-станцией, транслировавшей квадрофонический программный контент, была WIQB (теперь называемая WWWW-FM ) в Анн-Арборе / Салине, штат Мичиган, под руководством главного инженера Брайана Джеффри Брауна.

Подавление шума

В 1970-х и 1980-х годах предпринимались различные попытки добавить аналоговое шумоподавление к FM-радиовещанию:

Коммерчески неудачная система шумоподавления, использовавшаяся с FM-радио в некоторых странах в конце 1970-х, Dolby FM была похожа на Dolby B, но использовала модифицированную временную постоянную предыскажения 25 мкс и частотно-селективную компандерацию 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 была испытана IRT в Германии в период с июля 1979 года по декабрь 1981 года . Он был основан на системе широкополосного компандера Telefunken High Com , но никогда не был коммерчески внедрен в FM-радиовещание.

Еще одной системой была система шумоподавления FMX на основе CX, реализованная на некоторых радиовещательных станциях в Соединенных Штатах в 1980-х годах.

Другие услуги поднесущей

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

FM-радиовещание с самого начала включало в себя дополнительные услуги авторизации связи (SCA), поскольку оно рассматривалось как еще одна услуга, которую лицензиаты могли использовать для получения дополнительного дохода. Использование SCA было особенно популярно в США, но гораздо меньше в других странах. Использование таких поднесущих включает в себя услуги чтения радио для слепых , которые стали обычным явлением и остаются таковыми, услуги частной передачи данных (например, отправка информации о фондовом рынке биржевым маклерам или списки отказов от украденных кредитных карт в магазины) подписка на бесплатные услуги фоновой музыки. для магазинов, услуг пейджинга («звуковой сигнал»), программирования на других языках и обеспечения 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, услуги типа Muzak . Были эксперименты с квадрофоническим звуком. Если станция не вещает в стереофоническом режиме, все, начиная с 23 кГц и выше, можно использовать для других служб. Защитная полоса вокруг 19 кГц (± 4 кЦа) еще должна быть сохранена, так, чтобы не триггерными стерео декодеров на приемниках. Если есть стерео, обычно будет защитная полоса между верхним пределом стереосигнала DSBSC (53 кГц) и нижним пределом любой другой поднесущей.

Теперь доступны и цифровые услуги. Поднесущая 57 кГц ( фазовая синхронизация до третьей гармоники стереофонического пилот-сигнала) используется для передачи сигнала цифровой системы радиоданных с низкой пропускной способностью , обеспечивая дополнительные функции, такие как название станции, альтернативная частота (AF), данные трафика для коммерческого GPS. приемники и радиотекст (RT). Этот узкополосный сигнал работает со скоростью всего 1187,5 бит в секунду , поэтому подходит только для текста. Для частных коммуникаций используется несколько проприетарных систем. Вариантом RDS является североамериканская RBDS или система «умного радио». В Германии аналоговая система ARI использовалась до RDS для предупреждения автомобилистов о трансляции дорожных объявлений (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 Соединенных Штатах и Канаде , цифровые радио служба развертывается в пределах диапазона FM , а не с помощью Eureka 147 или японского стандарта ISDB . В этом внутриполосном канальном подходе, как и во всех технологиях цифрового радио , используется усовершенствованный сжатый звук . Запатентованная iBiquity система, заклеймили как « HD Radio », в настоящее время разрешена для работы в режиме «гибридного», в котором как обычный носителе аналогового ЧМ и цифровые боковые полосы поднесущих передаются. В конечном итоге, если предположить широкое распространение приемников HD Radio , аналоговые услуги теоретически могут быть прекращены, а диапазон FM станет полностью цифровым.

Мощность передачи

Выходная мощность передатчика FM-вещания является одним из параметров, который определяет, насколько далеко будет передаваться передача. Другими важными параметрами являются высота передающей антенны и коэффициент усиления антенны . Мощность передатчика следует тщательно выбирать, чтобы покрыть требуемую зону, не создавая помех другим станциям, находящимся 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 видимого горизонта , поэтому расстояния приема FM-станций обычно ограничиваются 30–40 милями (50–60 км). Они также могут быть заблокированы холмами и, в меньшей степени, зданиями. Люди, у которых есть более чувствительные приемники или специализированные антенные системы, или которые находятся в районах с более благоприятной топографией, могут принимать полезные сигналы FM-вещания на значительно больших расстояниях.

Эффект острия лезвия может обеспечить прием там, где нет прямой видимости между вещателем и приемником. Прием может значительно отличаться в зависимости от положения. Одним из примеров является горный хребет Учка , который делает возможным постоянный прием итальянских сигналов из Венето и Марке в значительной части Риеки , Хорватия, несмотря на то, что расстояние составляет более 200 км (125 миль). Другие эффекты распространения радиоволн, такие как тропосферные каналы и спорадический E, могут иногда приводить к прерывистому приему удаленных станций на очень большие расстояния (сотни миль), но на них нельзя полагаться в целях коммерческого вещания. Хороший прием по стране - одно из главных преимуществ перед радио DAB / + .

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

Диапазон передачи FM связан с передатчиком «ы мощности РФ, усиление антенны и антенны высоты . Помехи от других станций также являются фактором в некоторых местах. В США FCC публикует кривые, которые помогают в вычислении этого максимального расстояния как функции мощности сигнала в месте приема. Для этого во всем мире чаще используется компьютерное моделирование.

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

История

Одна из первых FM-радиостанций, экспериментальная станция Эдвина Армстронга W2XMN в Альпине, Нью-Джерси , США. 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 / W43B / WGTR (закрыто в 1953 году) и W1XTG / WSRS , обе передающие из Пакстона, штат Массачусетс (теперь он указан как Вустер, штат Массачусетс ). ; W1XSL / W1XPW / W65H / WDRC-FM / WFMQ / WHCN , Мериден, Коннектикут; и W2XMN , KE2XCC и WFMN , Alpine, Нью-Джерси (принадлежащие самому Эдвину Армстронгу, закрылись после смерти Армстронга в 1954 году). Также следует отметить станции General Electric W2XDA Schenectady и W2XOY New Scotland, Нью-Йорк - два экспериментальных FM-передатчика на 48,5 МГц - которые были подписаны в 1939 году. Оба они начали регулярное программирование, как W2XOY, 20 ноября 1940 года. лет эта станция работала под позывными W57A, W87A и WGFM и перешла на 99,5 МГц, когда диапазон FM был перемещен в часть радиоспектра 88–108 МГц. General Electric продала станцию ​​в 1980-х годах. Сегодня это станция WRVE .

Среди других пионеров были W2XQR / W59NY / WQXQ / WQXR-FM , Нью-Йорк; W47NV / WSM-FM Нэшвилл, Теннесси (подписан в 1951 году); W1XER / W39B / WMNE , со студиями в Бостоне, а затем в Портленде, штат Мэн, но чей передатчик находился на вершине самой высокой горы на северо-востоке США, Маунт Вашингтон , Нью-Гэмпшир (закрыт в 1948 году); и W9XAO / WTMJ-FM Милуоки, Висконсин (прекратил эфир в 1950 году).

Коммерческий диапазон FM-вещания был официально учрежден в Соединенных Штатах с 1 января 1941 года, но первоначально станции в основном транслировали свои сестринские AM-станции одновременно, в дополнение к трансляции сочной оркестровой музыки для магазинов и офисов, классической музыки для элитной аудитории в городах. направлениях и образовательном программировании.

27 июня 1945 года FCC объявила о переносе диапазона FM на 80 каналов с 88–106 МГц (который вскоре был расширен до 100 каналов с 88–108 МГц). В 1961 году сообщалось, что WEFM (в районе Чикаго) и WGFMСкенектади, штат Нью-Йорк ) были первыми стереостанциями. К концу 1960-х годов FM был принят для трансляции стерео "AOR - ' Album Oriented Rock ' Format", но только в 1978 году количество слушателей FM-станций превысило количество слушателей AM-станций в Северной Америке. В течение 1980-х и 1990-х годов 40 лучших музыкальных станций, а позже даже кантри-станций в значительной степени отказались от AM в пользу FM. Сегодня AM в основном является прерогативой разговорного радио, новостей, спорта, религиозных программ, этнических (на языке меньшинств) радиовещания и некоторых видов музыки, представляющей интересы меньшинств. Этот сдвиг превратил AM в «альтернативный диапазон», которым когда-то был FM. (Некоторые AM-станции начали одновременно передавать или переключаться на FM-сигналы, чтобы привлечь молодых слушателей и помочь при проблемах с приемом в зданиях, во время грозы и рядом с высоковольтными проводами. Некоторые из этих станций теперь подчеркивают свое присутствие на шкале FM. )

Европа

Диапазон средних волн (известный как диапазон AM, потому что большинство станций, использующих его, используют амплитудную модуляцию) был переполнен в Западной Европе, что привело к проблемам с помехами, и, как следствие, многие частоты MW подходят только для речевого вещания.

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

  1. Средневолновая группа в Западной Европе стала переполнена после Второй мировой войны, в основном из - за лучшие частотами доступны средние волн используются при высоких уровнях мощности союзных оккупационных сил, как для вещания развлечения для своих войск и передающей холодной война пропаганды через Железный занавес .
  2. После Второй мировой войны частоты вещания были реорганизованы и перераспределены делегатами стран-победительниц Копенгагенского частотного плана . Немецким вещателям осталось только две оставшиеся AM-частоты, и они были вынуждены обратиться к FM для расширения.

Общественные вещатели в Ирландии и Австралии гораздо медленнее внедряли FM-радио, чем в Северной Америке или континентальной Европе .

Нидерланды

Ханс Идзерда управлял радиовещательной станцией PCGG в Гааге с 1919 по 1924 год, которая использовала узкополосные FM-передачи.

Объединенное Королевство

В Соединенном Королевстве BBC провели испытания в течение 1940 - х годов, а затем начал FM вещание в 1955 году, с тремя национальными сетями: в программе Light , третьей программы и домашней службы . Эти три сети использовали поддиапазон 88,0–94,6 МГц. Поддиапазон 94,6–97,6 МГц позже использовался 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 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 портативных бытовых и автомобильных приемников. Кроме того, 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 несет запрета и может поставить соответствующие лицензионные и лицензионные сборы. В 2010 году было выдано около 450 таких лицензий.

Когда в 1967 году радиосети BBC были переименованы в Radio 2 , Radio 3 и Radio 4 соответственно, чтобы совпасть с запуском Radio 1 , новая радиостанция была единственной из четырех основных, у которой не было выделенной FM-частоты, что и произошло. 21 год. Вместо этого Радио 1 делило эфирное время с Радио 2 FM по субботам после обеда, в воскресенье вечером, по вечерам 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 104,8 МГц в Хрустальном дворце . В конце концов, в 1987 году был выделен частотный диапазон 97,6-99,8 МГц, поскольку полицейские ретрансляционные передатчики были перенесены с частоты 100 МГц, начиная с Лондона, а затем в целом завершились к 1989 году, когда Радио 1 в Лондоне перешло с последней частоты на 98,8 МГц на частоту. Передатчик Би-би-си Wrotham . Это последовало за распространением FM-частот BBC Radio 1 на остальную часть Великобритании.

Италия

Италия широко приняла FM-вещание в начале 1970-х годов, но первые эксперименты, проведенные RAI, относятся к 1950 году, когда «движение за свободное радио», развитое так называемыми «пиратами», заставило признать право на свободу слова также через использование "свободных радиостанций, таких как радиопередатчики", и передал дело в Конституционный суд Италии. В конце концов суд вынес решение в пользу «Свободного радио». 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 также 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 также было много «пиратов» FM. Адаптация диапазона FM для частных коммерческих радиостанций произошла гораздо позже, в 1987 году.

Австралия

FM-вещание началось в столицах Австралии в 1947 году на «экспериментальной» основе с использованием канала национальной сети ABC , состоящего 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 для освобождения телевизионного диапазона: телевизионный канал 5 (несущая видео 102,250), если бы он был выделен, попадал бы в диапазон УКВ 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 вещатели по-прежнему обычно используют станции AM из-за дополнительного диапазона, предлагаемого методом вещания. Некоторые станции в крупных региональных центрах ведут одновременное вещание в диапазонах AM и FM. Цифровое радио, использующее стандарт DAB +, внедрено 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 внедрение FM после, по крайней мере, пяти лет потребительской кампании, начавшейся в середина 1970-х, особенно в Окленде. Экспериментальный FM станции, FM 90,7 , транслировалась в Факатане в начале 1982 г. Позднее в том же году, Университет Виктории Веллингтона «s радио активных начал передач FM-очников. Лицензии на коммерческое использование FM были окончательно утверждены в 1983 году, и первыми это предложение приняли компании 91FM и 89FM из Окленда . 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 в этих автомобилях 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 переименованная в 951 Remix , запущенная в марте 1976 года радиосетью TBC .

Турция

В Турции 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 восточноевропейских странах, национальные сети FM-вещания были созданы в конце 1960-х и 1970-х годах. Во всех советских странах, кроме ГДР, использовалась лента OIRT. Сначала ограничивалась диапазоном 68–73 МГц с разносом каналов 100 кГц, затем в 1970-х годах в конечном итоге расширилась до 65,84–74,00 МГц с разносом каналов 30 кГц.

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.

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. Конференция 1984 года в Женеве внесла некоторые изменения в первоначальное Стокгольмское соглашение, особенно в диапазоне частот выше 100 МГц.

Отключение FM-вещания

В 2017 году Норвегия стала первой страной, которая полностью перешла на цифровое аудиовещание , за исключением некоторых местных станций, которые оставались на FM до 2022 года и могли быть продлены до 2031 года. Переход на DAB + означал, что особенно сельские районы получили гораздо больше разнообразный радиоконтент по сравнению с периодом только FM; несколько новых радиостанций начали передачи на DAB + за годы до отключения FM.

Маломасштабное использование диапазона FM-вещания

Микропередатчик Belkin TuneCast II FM

Потребительское использование FM-передатчиков

В некоторых странах доступны маломасштабные ( часть 15 в терминах США) передатчики, которые могут передавать сигнал от аудиоустройства (обычно MP3-плеера или аналогичного) на стандартный FM-радиоприемник; такие устройства варьируются от небольших устройств, предназначенных для передачи звука, до автомобильного радиоприемника без возможности аудиовхода (часто предоставляемого специальными адаптерами для аудиокассетных магнитол , которые больше не используются в автомобильных радиоприемниках) до полноразмерных, почти системы вещания профессионального уровня, которые можно использовать для передачи звука по всему объекту. Большинство таких устройств передают полностью стерео, хотя некоторые модели, предназначенные для начинающих любителей, могут этого не делать. Подобные передатчики часто входят в состав спутниковых радиоприемников и некоторых игрушек.

Законность этих устройств зависит от страны. Федеральная комиссия по связи США и промышленность Канада позволяют им. С 1 октября 2006 г. эти устройства стали легальными в большинстве стран Европейского Союза . Устройства, изготовленные в соответствии с согласованной европейской спецификацией, стали легальными в Великобритании 8 декабря 2006 года.

Диапазон FM-вещания также используется некоторыми недорогими беспроводными микрофонами, продаваемыми в качестве игрушек для караоке или аналогичных целей, что позволяет пользователю использовать FM-радио в качестве выхода, а не выделенный усилитель и динамик. Беспроводные микрофоны профессионального уровня обычно используют диапазоны в диапазоне УВЧ, поэтому они могут работать на специальном оборудовании без помех от вещания.

Некоторые беспроводные наушники передают в диапазоне FM-вещания, при этом наушники настраиваются только на часть диапазона вещания. Более качественные беспроводные наушники используют инфракрасную передачу или диапазоны UHF ISM, такие как 315 МГц, 863 МГц, 915 МГц или 2,4 ГГц, вместо диапазона FM-вещания.

Вспомогательное слушание

Некоторые вспомогательные устройства прослушивания основаны на FM-радио, в основном использующем диапазон от 72,1 до 75,8 МГц. За исключением приемников с функцией вспомогательного прослушивания, только определенные типы FM-приемников могут настраиваться на этот диапазон.

Микровещание

Маломощные передатчики, такие как упомянутые выше, также иногда используются для радиостанций в районе или в университетском городке, хотя радиостанции в кампусе часто работают на несущей . Обычно это считается формой микровещания . Как правило, требования к маломощным FM-станциям строже, чем к AM-станциям, из-за таких проблем, как эффект захвата , и в результате FM-микровещатели обычно не достигают того же уровня, что их конкуренты AM.

Незаконное использование FM-передатчиков

FM-передатчики использовались для создания миниатюрных беспроводных микрофонов для целей шпионажа и наблюдения ( скрытые устройства прослушивания или так называемые «жучки»); Преимущество использования диапазона FM-вещания для таких операций состоит в том, что приемное оборудование не будет считаться особенно подозрительным. Обычной 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-радиоприемников с аналоговыми тюнерами имеют достаточный охват, чтобы улавливать эти слегка выходящие за пределы крайних частот, хотя многие радиоприемники с цифровой настройкой этого не имеют.

Создание «жучка» - распространенный ранний проект для любителей электроники, и комплекты для этого доступны из самых разных источников. Однако сконструированные устройства часто бывают слишком большими и плохо защищены для использования в подпольной деятельности.

Кроме того, большая часть пиратских радиостанций транслируется в диапазоне FM из-за большей четкости диапазона и большей слушательской аудитории, меньшего размера и более низкой стоимости оборудования.

Смотрите также

FM-вещание по странам

FM-вещание (техническое)

Списки

История

Группы

использованная литература

внешние ссылки

Связанное техническое содержание