FM-вещание


FM-вещание — это метод радиовещания с использованием частотной модуляции ( FM ). Изобретенная в 1933 году американским инженером Эдвином Армстронгом , широкополосная FM-радиосистема используется во всем мире для обеспечения высокой четкости звука по широковещательному радио . FM-радиовещание обеспечивает более высокую точность — то есть более точное воспроизведение исходного звука программы — по сравнению с другими технологиями вещания, такими как AM-радиовещание . Он также менее чувствителен к распространенным формам помех , уменьшая статические и хлопающие звуки, часто слышимые на AM. Поэтому FM используется для большинства музыкальных передач.или общий звук (в звуковом спектре). FM -радиостанции используют очень высокочастотный диапазон радиочастот .

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

Частота FM-вещательной станции (точнее, присвоенная ей номинальная центральная частота) обычно кратна 100 кГц. В большей части Южной Кореи , Северной и Южной Америки , Филиппин и Карибского бассейна 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 Европы , Гренландии и Африки используются только четные числа. В Великобритании используются нечетные или четные. В Италии, используются частоты, кратные 50 кГц. В большинстве стран указывается максимально допустимая ошибка частоты немодулированной несущей, которая обычно должна быть 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. Чтобы свести к минимуму межканальные помехи, станции, работающие с одних и тех же или географически близких передатчиков, как правило, придерживаются частотного разноса не менее 500 кГц, даже если технически разрешен более близкий частотный разнос. ITU публикует графики коэффициента защиты, которые показывают минимальное расстояние между частотами в зависимости от их относительной силы. [4] Только вещательные станции с достаточно большим географическим разделением между зонами покрытия могут работать на близких или одних и тех же частотах.

Частотная модуляция или FM является формой 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 FM отклонение частоты от назначенной несущей частоты в любой момент времени прямо пропорционально амплитуде (аудио) входного сигнала, определяя мгновенную частоту передаваемого сигнала. Поскольку передаваемые FM-сигналы используют более широкую полосу пропускания , чем AM-сигналы, эта форма модуляции обычно используется с более высокими частотами ( VHF или UHF ), используемыми телевидением .Диапазон FM-вещания и наземные мобильные радиосистемы .

Максимальное отклонение частоты несущей обычно указывается и регулируется лицензирующими органами каждой страны. Для стереовещания максимально допустимая девиация несущей неизменно составляет ±75 кГц, хотя в Соединенных Штатах разрешено немного больше, когда используются системы SCA. Для монофонического вещания опять же наиболее распространенное максимальное допустимое отклонение составляет ±75 кГц. Однако в некоторых странах для монофонического вещания указано более низкое значение, например ± 50 кГц. [5]


Сигналы с модуляцией AM и FM для радио. AM ( амплитудная модуляция ) и FM ( частотная модуляция ) являются видами модуляции (кодирования). Звук программного материала, обычно поступающий из радиостудии , используется для модуляции (вариации) несущей волны определенной частоты, а затем транслируется .

В AM-вещании амплитуда несущей модулируется для кодирования исходного звука. В FM-вещании частота несущей модулируется для кодирования звука. Радиоприемник извлекает исходный звук программы из модулированного радиосигнала и воспроизводит звук вгромкоговоритель .
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 лучше подавляет статические помехи ( RFI ), чем AM. Это было продемонстрировано на драматической демонстрации General Electric в ее нью-йоркской лаборатории в 1940 году. Радиоприемник имел как AM-, так и FM-приемники. С дугой в миллион вольт в качестве источника помех позади него AM-приемник производил рев статики, в то время как FM-приемник четко воспроизводил музыкальную программу из экспериментального FM-передатчика Армстронга в Нью-Джерси.
Скрещенная дипольная антенна передатчика станции KENZ 94,9 МГц, 48 кВт в Лейк-Маунтин, штат Юта. Он излучает радиоволны с круговой поляризацией .
Первый прототип FM-вещательного передатчика Армстронга, расположенный в Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, который он использовал для секретных испытаний своей системы в период с 1934 по 1935 год. Лицензированный как экспериментальная станция W2XDG, он передавал на частоте 41 МГц при мощности 2 кВт.
Мгновенный график спектра и водопада в диапазоне FM-вещания, показывающий три сильные местные станции; речь и музыка показывают разные закономерности частоты в зависимости от времени. Когда передаваемый звук тихий, в спектре могут быть различимы контрольные стереофонические тона 19 кГц.
Типичный спектр составного сигнала основной полосы частот, включая DirectBand и поднесущую на частоте 92 кГц.
Одна из первых FM-радиостанций, экспериментальная станция Эдвина Армстронга W2XMN в Альпайне , штат Нью-Джерси , США. На вставках показана часть передатчика и карта FM-станций 1940 года. Башня стоит до сих пор.
Микропередатчик Belkin TuneCast II FM