Радиоприем в автомобиле, радиовещание, диапазоны вещания FM
06.09.2018
Радиовещание в УКВ-диапазоне с частотной модуляцией является пока единственным способом передачи звуковых программ по радио практически без искажений, с очень низким уровнем помех и возможностью получения широкой полосы пропускания, определяющей частотный диапазон передачи.
Радиоприем в автомобиле, радиовещание, диапазоны вещания радио, УКВ, FM, стереофоническое радиовещание в УКВ-диапазоне.
Радиовещание с амплитудной модуляцией, которое ведется в диапазонах длинных, средних и коротких волн, не может конкурировать по качеству с УКВ-вещанием, так как передает относительно узкий диапазон звуковых частот и подвержено сильному влиянию промышленных и атмосферных помех, а также взаимных помех между соседними по частоте радиостанциями. В то же время зона обслуживания радиостанций в УКВ-диапазоне невелика и ограничена практически зоной прямой видимости (в радиусе примерно 70 км, в зависимости от высоты передающей антенны).
Почему магнитола плохо принимает радио в автомобиле?
УКВ-диапазонов в мире три : для стран бывшего СССР в 65,8-74 МГц, японский 76-90 МГц и европейский—американский в 88-108 МГц. Последний в именуют FM-диапазоном. Аббревиатура FM (Frequency Modulation) обозначает способ частотной модуляции (ЧМ), который используется в УКВ-диапазоне. На бытовом уровне сокращение FM стало распространенным названием частотного диапазона в импортной аппаратуре.
Радиовещательные диапазоны ДВ, СВ, КВ, УКВ для стран СНГ и Японии.
Принято диапазон УКВ стран бывшего СССР называть «нижним», западный «верхним» диапазоном FM или соответственно УКВ1 и УКВ2. Некоторые фирмы, например Sony, в расчете на российский рынок выпускают автомагнитолы как с «верхним», так и с «нижним» диапазоном УКВ. Заметим, что тюнер автомагнитолы, изготовленный сугубо для японского рынка с соответствующим FM-диапазоном, ничего принимать не будет.
Основные качественные показатели радиовещательного УКВ-передатчика :
— Нестабильность несущей частоты не более +-2х10-5.
— Отклонение АЧХ не более +-1 дБ в диапазоне модулирующих частот 30-15 000 Гц. — Коэффициент гармоник не более 1% в диапазоне модулирующих частот 100-10 000 Гц и 1,5-2% в диапазоне 30-15 000 Гц. — Отношение сигнал/шум не менее 60 дБ. — Уровень сопутствующей паразитной модуляции не выше 20%.Стереофоническое радиовещание в УКВ-диапазоне.
Наиболее качественную передачу в УКВ-диапазоне обеспечивает стереофоническое радиовещание. Существуют две системы стереофонического радиовещания. В странах бывшего СССР используется система с полярной модуляцией (стандарт OIRT). Основное преимущество этой системы — относительная простота и дешевизна радиоприемного устройства. На Западе используют систему с пилот-тоном (стандарт CCIR).
В стереовещании с полярной модуляцией предварительно происходит амплитудная модуляция так называемой поднесущей частоты, которая равна 31,25 кГц. При передаче звукового диапазона 30-15 000 Гц несущая частота должна по крайней мере в 2-3 раза превышать верхнюю модулирующую частоту диапазона. Большая частота поднесущей невыгодна, так как при этом расширяется диапазон частот, занимаемых радиостанцией.
Принцип полярной модуляции заключается в том, что поднесущая частота модулируется по амплитуде таким образом, чтобы верхняя огибающая представляла собой низкочастотный сигнал канала А, нижняя огибающая — сигнал канала В. В результате общий частотный спектр полярно-модулированных колебаний состоит из звуковой области (30-15000 Гц), занятой спектром суммарного сигнала каналов (А+В), и надзвуковой области (ограниченной частотой 46,25 кГц) — со спектром разностного сигнала тех же каналов (А-В).
Недостаток системы стереофонической радиопередачи с полярной модуляцией — повышенный уровень шумов, основная мощность которых при частотно-модулированном приеме сосредоточена в области верхних частот. Чтобы увеличить отношение сигнал/шум, полярно-модулированные колебания подвергают специальной обработке; частично подавляют поднесущую частоту (уменьшают амплитуду соответствующего спектра с последующим восстановлением на стороне приема), а также вносят предыскажения для верхних модулирующих частот в каналах А и В.
Обработанные таким образом полярно-модулированные колебания называют комплексным стереосигналом (КСС). Все преобразования выполняются в специальном устройстве — стереокодере (СК). Основная несущая частота передатчика модулируется комплексным сигналом и через УКВ ЧМ-передатчик излучается в эфир.
Схема ЧМ-вещания с полярной модуляцией.
Несовместимость СНГешного и западного способов кодирования стереосигналов создает препятствие для приема импортными автомагнитолами в стереофоническом режиме передач в «нижнем» УКВ-диапазоне. При наличии у автомагнитолы тюнера с нашим УКВ-диапазоном, но в отсутствие соответствующего декодера, прием стереопрограмм возможен только в моно-режиме. Фирма Sony первой вышла на российский рынок с автомагнитолами, способными принимать стереопередачи в обеих частях УКВ. Выпущенные модели имеют два стереодекодера и обозначаются «Stereo Plus» (XR-C653SP, XR-C543SP).
Следует отметить, что стереовещание в FM-диапазоне максимально реализует возможности радиоэфира, превосходит стандарт УКВ1 по полосе передаваемых и воспроизводимых частот, динамическому диапазону и уровню шума, что, прежде всего, обусловлено качеством передатчика и стереодекодера, превосходством способа кодирования с пилот-тоном над принципом полярной модуляции.
Разные стандарты предусматривают разный индекс частотной модуляции 3,3 и 5 (пилот-тон) и разную максимальную девиацию частоты +-50 кГц и +-75 кГц (пилот-тон), что влияет на динамический диапазон вещания. Сделать хороший стереодекодер для УКВ стран бывшего СССР гораздо сложнее, чем для западного FM.
По материалам книги «Музыка и видео в вашем автомобиле».
Козюренко Ю.И.