FM 방송의 변조 특성이란

조정

주파수 변조 나 FM은 반송파의 주파수를 변화시킴으로써, 정보를 전달하는 변조의 형태이고; 구형 진폭 변조 또는 AM은 그 주파수가 정수로 남아, 반송파의 진폭이 변화한다. FM과, 어느 순간에 할당 된 캐리어 주파수로부터 주파수 편차는 송신 신호의 순간 주파수를 결정하는 단계, 상기 입력 신호의 진폭에 비례한다. 신호 나보다 FM 송신 신호가 더 많은 대역폭을 사용하므로, 변조의 형태는 일반적으로 더 높은 (VHF 또는 UHF), FM 방송 주파수 대역 및 육상 이동 무선 시스템에 의해 사용되는 주파수를 TV와 함께 사용된다.

프리 엠 퍼시스와 디엠 퍼시스

랜덤 잡음은 잡음이 기저 대역 내의 최고 오디오 주파수에서 주로 발생하는 효과와 FM 시스템 삼각 스펙트럼 분포를 갖는다. 이는 제한된 범위, 전송에 앞서 높은 주파수를 증폭하고, 수신기에서 대응하는 양만큼이를 감소시킴으로써 상쇄 될 수있다. 수신기에서 높은 오디오 주파수를 줄이면 고주파 잡음을 감소시킨다. 특정 주파수를 증폭하고 감소시키는 이러한 프로세스는 각각 프리 엠 퍼시스 및 디엠으로 알려져있다.

프리 엠 퍼시스 및 사용 디엠의 양은 간단한 RC 필터 회로의 시정 수에 의해 정의된다. 세계의 대부분에서 50는 시정 μs의 사용. 미국과 한국에서 75 μS가 사용됩니다. 이 모노와 스테레오 전송에 모두 적용됩니다. 스테레오의 경우, 프리 엠 퍼시스는 다중화 전에 좌측 및 우측 채널에 적용된다.

적용 할 수있는 프리 - 엠 퍼시스의 양은 현대 음악의 많은 형태가 FM 방송의 출생시 지배적 음악 스타일보다 더 높은 - 주파수 에너지를 포함한다는 사실에 의해 제한된다. 이 FM 캐리어의 과도한 이탈을 야기하기 때문에 이들은만큼 사전 강조 할 수 없다. FM 방송보다 더 현대적인 시스템 중 프로그램 종속 변수 프리 엠 퍼시스를 사용하는 경향이; 예를 들어, 모든 BTSC TV 사운드 시스템에 DBX 또는 없음.

스테레오 FM

후반 1950s, 몇몇 시스템은 FCC가 고려되었다 FM 라디오 스테레오를 추가 할 수 있습니다. 크로스비, 홀스 테드, 전기 및 음악 산업 회사 (EMI), 제니스, 그리고 제너럴 일렉트릭 포함 14 지지자에서 시스템이 포함되었다. 개별 시스템은 원래 스테이션으로 피츠버그에 KDKA-FM을 사용하여 유니온 타운, 펜실베니아에서 현장 시험 중에 자신의 강점과 약점을 평가 하였다. 이 자회사 통신 인증 (SCA) 41 및 67의 kHz의 등 다양한 서브 캐리어 주파수를 사용하는 서비스를 기존과 호환 때문에 크로스비 시스템은 FCC에 의해 거부되었다. 많은 수익 굶주린 FM 방송국은 "storecasting"및 기타 비 방송 목적 SCAS를 사용했다. 홀스 시스템 인해 메인 채널 신호대 잡음비에 고주파 스테레오 분리 및 환원 부족으로 거부 하였다. 그들은 이론적으로 동일한 것으로 간주되었다 너무 비슷한 GE와 제니스 시스템은 공식적으로 미국의 표준 스테레오 FM 방송 방법 4 월 1961에서 FCC의 승인 이후 대부분의 다른 국가들에 의해 채택되었다.

이는 모노 스테레오 방송 수신기와 호환되는 것이 중요하다. 이 때문에, 좌측 (L) 및 우측 (R) 채널 대수적 합 (L + R)과의 차이 (L-R) 신호로 인코딩된다. 청취자가 하나의 라우드 스피커를 통해 두 채널을들을 수 있도록 모노 수신기는 L + R 신호를 사용합니다. 스테레오 수신기는 좌측 채널을 복구하기 위해 합 신호에 차 신호를 추가하고, 우측 채널을 복구 합으로부터 차분 신호를 감산한다.

(L + R) 주 채널 신호는 kHz를 30하는 15 헤르츠 범위에 한정되는 기저 대역 오디오로 전송된다. (L-R) 신호는 kHz의를 38하는 23의베이스 밴드 범위를 점유하는 53 kHz의 이중 측 파대 억제 캐리어 (DSB-SC) 신호로 변조 진폭이다.

아래 식에 의해 정의 된대로 정확히 절반 ​​19 kHz의 서브 캐리어 주파수로하고 정확한 위상 관계를 가진 38 kHz에서 파일럿 톤은, 또한 생성된다. 이것은 전체적인 변조 레벨의 8-10 %로 전송하고 정확한 위상으로 38 kHz의 서브 캐리어를 재생성하기 위해 수신기에 의해 사용된다.

스테레오 발생기로부터 최종 다중화 신호는 주 채널 (L + R), 파일럿 톤, 및 서브 - 채널 (L-R)을 포함한다. 이 합성 신호는, 임의의 다른 서브 - 캐리어와 함께, FM 송신기를 변조한다.

인해 스테레오 오디오 및 파일럿 톤 (10 %에서 변조)로 송신 반송파 주파수의 편차는 순시


그리고 B는 왼쪽 사전 강조 및 우측 오디오 신​​호이며 f_p = 19 ㎑의 파일럿 톤의 주파수이다. 피크 편차에 약간의 차이가 다른 서브 캐리어의 존재 또는 때문에 지역 규정에 발생할 수 있습니다.

좌측 및 우측 오디오 신​​호로 다시 다중화 신호로 변환하는 스테레오 수신기에 내장 된 디코더에 의해 수행된다.

스테레오 분리 및 신호 - 대 - 잡음 파라미터를 보존하기 위해, 부호화하기 전에 좌측 및 우측 채널에 프리 엠 퍼시스를 적용하도록하고, 디코딩 후 수신기에서의 디 - 엠 퍼시스를 적용하는 통상의 방법이다.

스테레오 FM 신호를 FM 신호 모노보다 잡음 및 다중 경로 왜곡에 더 민감하다.

또한, 수신기에서의 소정 RF 레벨에 대해, 스테레오 신호에 대한 신호 대 잡음비는 모노 수신기보다 악화 될 것이다. 많은 스테레오 FM 수신기가 수신 상태가 최적 미만이며, 대부분의 자동차 라디오는 신호대 잡음비는 악화로 결국 모노 가고, 분리를 줄이기 위해 배열 될 때 모노 청취 있도록 스테레오 / 모노 스위치를 포함이 때문에 여전히 스테레오 신호를 나타내는 동안 수신된다.

4 채널 FM

1969에서 루이 Dorren 단일 역 이산 호환 4 채널 FM 방송의 Quadraplex 시스템을 발명했다. 표준 스테레오 FM에서 사용될 단일 한 보충 Quadraplex 시스템에서 두 개의 추가의 서브 캐리어가있다. 다음과 같이베이스 밴드 레이아웃은 다음과 같습니다

50 Hz의 호환성을 듣고 모노 FM위한 kHz의 메인 채널 (모든 15 채널의 합) (LF + LR + RF + RR) 신호를 4합니다.
(의 RF +의 RR) 왼쪽 마이너스 오른쪽 차이 신호 - 23는 kHz의 (코사인 직교 서브 캐리어) (LF + LR)을 53합니다. 메인 채널과 대수적 합과 차에이 신호의 변조는 2 채널 스테레오 수신기의 호환성을 위해 사용되었다.
(LR + RR) 전면 마이너스로 돌아 가기 차이 신호 - 23는 kHz의 (사인 직교 53 kHz의 서브 캐리어) (LF + RF)를 38합니다. 대수적 합과 주 채널과 다른 모든 서브 캐리어들과의 차이에서이 신호의 변조는 4 채널 수신기에 사용된다.
(LR + RF) 대각선 차 신호 - 61는 kHz로 (코사인 직교 91의 kHz의 서브 캐리어) (LF + RR)를 76합니다. 대수적 합과 주 채널과 다른 모든 서브 캐리어들과의 차이에서이 신호의 변조는 4 채널 수신기에 사용된다.
95 kHz에서 SCA 서브 캐리어, 위상 고정 블라인드, 배경 음악 등을위한 서비스를 읽기 위해, kHz의 파일럿을 19하기

FCC 국립 4 채널 라디오위원회 현장 시험시 시험 및 검토를 위해 GE, 제니스, RCA, 그리고 데논에 의해 제출 된이 시스템에 여러 가지 변화가 있었다. 원래 Dorren Quadraplex 시스템은 모든 다른 사람을 능가하고 미국의 4 채널 FM 방송에 대한 국가 표준으로 선택되었다. 4 채널 프로그램 내용을 방송하는 최초의 상용 FM 방송국은 수석 엔지니어 브라이언 브라운의지도하에 앤 아버 / 염 수, 미시간 (지금 WWWW-FM라고도 함) WIQB했다.

다른 서브 캐리어 서비스

이 라이센스는 추가 수입을 만드는 데 사용할 수있는 다른 서비스로 보였다으로 FM 방송은, 그것의 처음부터 SCA의 기능을 포함하고있다. 처음 SCA 서비스 사용자가 예 배경음 형 서비스의 경우, 내부에서 사용 또는 임대 될 수있는 아날로그 오디오 전용 채널이었다. 시각 장애인을위한 라디오 독서 서비스는 일반적으로 사용되었고, 그래서 유지하며, 4 채널 사운드와 실험이 있었다. 방송국이 스테레오로 방송하지 않는 경우, 최대에 23 kHz의에서 모든 다른 서비스에 사용할 수 있습니다. 수신기 스테레오 디코더를 트리거하지 않도록 가드 밴드 주위 19 kHz의 (± 4 kHz에서)은 여전히​​ 유지되어야한다. 스테레오가 존재하는 경우, 일반적으로 DSBSC 스테레오 신호 (53 KHZ)의 상한과 임의의 다른 부반송파의 하한 사이의 보호 대역이있을 것이다.

디지털 서비스는 이제 사용할 수 있습니다. 57 kHz의 서브 캐리어 (스테레오 파일럿 톤의 3 차 고조파에 고정 단계) 등의 대체 주파수 (AF) 및 네트워크 (NN)와 같은 추가 기능을 제공, 낮은 대역폭 디지털 라디오 데이터 시스템 신호를 전달하는 데 사용됩니다. 이 협 대역 신호는, 따라서, 초당 1187.5 비트로 실행 텍스트에만 적합하다. 소수의 독점 시스템은 개인 통신에 사용됩니다. RDS의 변형은 북미 RBDS 또는 "스마트 라디오"시스템입니다. 독일에서는 아날로그 ARI 시스템은 (다른 청취자를 방해하지 않고) 운전자에 방송 교통 안내 방송 RDS 이전에 사용되었다. 더 강력한 시스템으로 RDS의 발전에 다른 유럽 국가 주도 ARI를 사용할 계획이다. RDS는 동일한 서브 캐리어 주파수를 사용하더라도 ARI 함께 사용 가능하도록 설계된다.

미국의 디지털 라디오 서비스는 오히려 유레카 147 또는 일본의 ISDB 표준을 사용하는 것보다 FM 대역 내에서 전개되고있다. 모든 디지털 무선 기술과 마찬가지로,이 대역에 대한 채널 접근은 고급 오디오 압축을 이용한다. 현재 종래의 아날로그 FM 캐리어 및 디지털 파대 서브 캐리어 모두가 송신되는 "하이브리드"모드 동작에 대해 허가 "HD 라디오"로 브랜드 독점적 인 iBiquity 시스템. 결국, HD 라디오 수신기의 광범위한 배포를 추정, 아날로그 서비스는 이론적으로 중단 및 FM 대역은 모든 디지털 될 수 있습니다.

미국의 서브 캐리어를 사용하는 서비스 (스테레오, 쿼드 및 RDS 이외의)는 때때로 자회사 통신 인증 (SCA) 서비스라고합니다. 이러한 서브 캐리어들에 대한 사용은, 상점에 대한 가입 광고없이 배경 음악 서비스 (예를 들어 저장 [표창장은 필요로했다]에 주식 중개인 또는 도난당한 신용 카드 번호를 블랙리스트에 주식 시장 정보를 전송) 블라인드 청취자, 개인 데이터 전송 서비스를위한 책 / 신문 읽기 서비스를 포함 페이징 ( "호출기") 서비스 및 AM / FM 방송국의 AM 송신기에 대한 프로그램 공급을 제공한다. SCA 서브 캐리어는 일반적 67 kHz 및 92 khz는이다.

돌비 FM

늦은 1970s 중 일부 국가에서 FM 라디오 사용 상업적 실패 노이즈 감소 시스템은, 돌비 FM 돌비 B 비슷했지만 변성 25는 프리 - 엠 퍼시스 시상수 및 잡음을 줄이기 위해 주파수 선택성 팬딩 배열 μs의 사용.

높은 컴 FM라는 이름의 유사한 시스템은 IRT 7 월 1979 및 전기 1981 사이에 독일에서 테스트되었습니다. 그것은 높은 텔레 풍켄 컴 팬더 광대역 시스템에 기초하지만, 결코 FM 방송에서 상업적 도입 하였다.

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