FM radio emisija

Čar FM radijskog emitiranja (2. dio)

Kliknite ovdje za: Čar FM radijskog emitiranja (1. dio)

7. IF pojačalo je izvor izobličenja

Međupojačalo je jezgra FM prijemnika. Pokazatelji poput osjetljivosti, omjera signala i šuma, omjera snimanja, izobličenja i selektivnosti izravno su povezani s učinkom srednjeg pojačala. FM međupojačalo je mjesto gdje su novi uređaji i tehnologije najviše koncentrirani. Tehnologije koje su korištene na uređaju su sljedeće:

1) Ultra-linearni čvrsti filtar: LC srednji ciklus, kvarcni kristal, višemodni keramički i filtri površinskih akustičnih valova korišteni su u srednjim pojačalima. LC mid-week je najstariji i klasični uređaj, a kombinacija 4 do 6 petlji može oblikovati amplitudno-frekvencijsku karakteristiku u Butterworthov ili Gaussov tip. U ranim godinama, kako bi se poboljšala selektivnost, korišten je Butterworthov tip. Zbog loših karakteristika grupnog kašnjenja, Gaussov tip s dobrim karakteristikama grupnog kašnjenja postao je popularan u strojevima koji cijene kvalitetu zvuka. Kristalni filtri imaju najbolje koeficijente pravokutnosti, ali slabe karakteristike grupnog kašnjenja. Keramički filteri su malih dimenzija i niske cijene. Rani proizvodi imaju loše karakteristike odgode. Kasniji proizvodi su znatno poboljšani i postali su glavni tok međufrekventnih filtara. Nedostatak je što središnja frekvencija uvelike varira i morate odabrati uparivanje. Karakteristike amplitudno-frekvencijske i fazno-frekvencijske karakteristike filtra površinskih akustičnih valova mogu se dizajnirati odvojeno, a karakteristike grupnog kašnjenja mogu se napraviti dobro, ali postoje odgovarajući bočni snopovi. Kako bi se uzela u obzir selektivnost i izobličenje, u tuneru se općenito koristi kombinacija različitih filtara. Na primjer, uskopojasno stanje koristi kristalne i keramičke filtre za davanje prioriteta selektivnosti, obično stanje koristi keramičke filtre i filtre površinskih akustičnih valova kako bi se uzela u obzir kvaliteta zvuka i selektivnost, a širokopojasno stanje koristi LC filtre za osiguranje kvalitete zvuka i omjer hvatanja.

▲ONKYO T727 radio tuner

2) Frekvencijska negativna povratna sprega i promjenjivi parametar u sredini: Ideja frekvencijske negativne povratne sprege je smanjiti frekvencijski pomak kako bi se suzila širina distribucije bočnog pojasa FM vala. Kada je frekvencijski pojas uzak, karakteristika grupnog kašnjenja na središnjoj frekvenciji keramičkog filtra može se koristiti kao najravnija. Ravni dio krivulje za smanjenje izobličenja. I može učiniti da 100% bočnog pojasa prođe kroz filtar kako bi se postigao prijenos punog spektra. Nakon što se frekvencijski pomak smanji, visokofrekventni omjer signala i šuma će se smanjiti, tako da se pozitivna povratna sprega frekvencije koristi nakon filtra za vraćanje frekvencijskog pomaka na 75 KHz. Ova se tehnologija prvi put pojavila na Onkyo T-727 tuneru, koji koristi samo 6 decibela frekvencije negativne povratne sprege i ima stupanj izobličenja od 0.1%. Nakon toga, Kenwood je na ovoj osnovi izumio tehnologiju bez spektra, komprimirajući frekvencijski pomak gotovo na nulu. Ova je tehnologija primijenjena na poznati L-02T tuner u povijesti, a izobličenje stroja smanjeno je na 0.003%. Frekvencijska negativna povratna sprega služi za poboljšanje linearnosti promjenom parametra pomaka frekvencije, a također može poboljšati omjer signala i šuma promjenom pomaka frekvencije. Budući da je omjer signala i šuma FM vala proporcionalan pomaku frekvencije, pomak frekvencije može se udvostručiti jednostavnim množiteljem frekvencije. Za svako udvostručenje pomaka frekvencije, omjer signala i šuma povećava se za 6 dB. Ako se koristi množitelj frekvencije, pomak frekvencije može se povećati na 375 KHz, a omjer signala i šuma može se povećati za 30 dB. Omjer signala i šuma pri pomaku frekvencije od 75 KHz iznosi 65 decibela, a nakon 95 puta veće frekvencije iznosi 5 decibela, što je isto kao i indeks CD. Nakon povećanja pomaka frekvencije, zahtjevi za linearnim rasponom diskriminatora frekvencije također se povećavaju, tako da množitelj frekvencije ne bi trebao premašiti 5 puta. Drugi parametar koji se može promijeniti je relativni pomak frekvencije, koji se može promijeniti kako bi se poboljšala osjetljivost frekvencijske diskriminacije. Ostvaruje se pretvorbom sekundarne frekvencije, a povećava se relativno odstupanje frekvencije međufrekvencije. Široki linearni diskriminatori obično su manje osjetljivi, pa se na taj način može povećati izlazna amplituda diskriminatora.

3) Transformacija signala: Nakon promjene pomaka frekvencije, FM međufrekvencija postaje rijedak i nejednak puls nakon smanjenja frekvencije i ograničenja amplitude. Može se transformirati u signal modulacije širine impulsa (PWM) s jednostavnim digitalnim sklopom, koji je sličan CD-u i PWM-u. Jednobitni kvantizirani signal u digitalnom pojačalu snage je isti, ali modulacijski signal nije audio, već MPX signal. Ako se koristi digitalni diskriminator, IF signal će proći ovu transformaciju. U softverskom radiju, IF od 10.7MHz izravno uzorkuje ADC i obrađuje DSP. U prošlosti su se nove tehnologije u srednjem pojačanju, frekvencijskoj diskriminaciji i dekodiranju mogle implementirati softverskim algoritmima.

8. Ključ frekvencijskog diskriminatora je linearnost i propusnost

Frekvencijski diskriminator je drugi najveći izvor izobličenja u FM prijamniku. Iz tablice 2. vidljivo je da frekvencijski diskriminator ima veći utjecaj na kvalitetu zvuka od tunera i dekodera. U tuneru, pojačalo i diskriminator zajednički određuju njegovu izvedbu, pa mu proizvođač posvećuje posebnu pozornost. Kako bi se natjecali na tržištu, u povijesti je korišteno 11 vrsta diskriminatora frekvencije, to su diskriminator proporcionalne frekvencije, diskriminator fazne frekvencije, diskriminator frekvencije s faznim pomakom, PLL frekvencijski diskriminator, fazni diskriminator frekvencije, diskriminator broja impulsa, odgoda Linijski diskriminator, diferencijalni diskriminator, PWM diskriminator, digitalni parametarski diskriminator i DSP diskriminator. Proizvođači i dizajneri preuveličavaju prednosti vlastitih frekvencijskih diskriminatora, a neki se sklopovi hvale. Kako bi procijenio izvedbu ovih diskriminatora frekvencije, NHK je koristio audio frekvenciju od 12 KHz s frekvencijskim pomakom od 5 do 10 Hz i skenirao propusni pojas diskriminatora frekvencije kako bi provjerio njihovu linearnost. Bolje, jer bez obzira na oblik diskriminatora frekvencije, sve dok linearnost i propusnost zadovoljavaju zahtjeve, a diferencijalno pojačanje je horizontalna linija, može se postići dobra kvaliteta zvuka.

▲JVD T7070 tuner za emitiranje

Koliko širok frekvencijski pojas i koliko dobra linearnost mogu zadovoljiti zahtjeve visoke vjernosti? Kako bi se spriječilo odgađanje IF-a uzrokovano greškama temperature i pomaka, linearna propusnost diskriminatora trebala bi biti 100 KHz veća od propusnosti IF-a u običnim radijima, a trebala bi biti veća od 200 KHz u tunerima. Ako postoji opcija širine pojasa u tuneru, širokopojasni je općenito 400 KHz, a uskopojasni je općenito 200 KHz, tako da linearna širina pojasa frekvencijskog diskriminatora treba doseći 600 KHz. U diskriminatoru analognog kruga sa središnjom frekvencijom od 10.7MHz, diskriminatori omjera i faze moraju koristiti dvostruko podešene petlje kako bi zadovoljili zahtjeve. Također je korisno koristiti tehnologiju praćenja za generiranje linearne propusnosti. Na primjer, frekvencijski diskriminator praćenja faze pretvara FM val u fazno modulirani val, demodulira MPX signal u faznom detektoru, a referentni signal faznog detektora regenerira se fazno zaključanom petljom. Zbog složenosti sklopa Hitachi ga je izradio u integrirani sklop HA11211. Tvrtka JVC favorizira ovu vrstu sklopa i često se može vidjeti na njihovim tunerima srednje i visoke klase, kao što su T7070, JT-V77 i tako dalje.

Situacija je složenija u krugu pojačala s promjenjivim parametrima, te je potrebno posebno tretirati promijenjene parametre. Kada se promijeni pomak frekvencije, širina pojasa diskriminatora frekvencije će se promijeniti u skladu s tim. Ako se pomak frekvencije promijeni na 150KHz, 225KHz, 300KHz, 375KHz, prema metodi izračuna japanske Soujima, odgovarajuća linearna propusnost je 800KHz, 1.2MHz, 1.6MHz, 2MHz. Krugu analognog diskriminatora teško je postići linearnu širinu pojasa iznad 600KHz, pa se implementira na digitalni način. Najjednostavnija digitalna metoda je pretvaranje sinusnog FM signala u širinski modulirani impuls i korištenje niskopropusnog filtra za vraćanje MPX signala, kao što je diskriminator broja impulsa i diskriminator PWM frekvencije. Ovaj diskriminator pojavio se na tuneru AJ510 tvrtke Heathkit u Sjedinjenim Državama početkom 1970-ih. Nakon što ga je Trio naučio 1976., korišten je na svim njegovim vrhunskim tunerima. Druga metoda digitalne obrade je pretvaranje frekvencijski modulirane međufrekvencije u puls ispod 2MHz i demoduliranje MPX signala s XOR gate uređajem kroz dva CMOS gatea s različitim vremenima kašnjenja. Realizacija algoritma digitalne frekvencijske diskriminacije u DSP-u je vrlo jednostavna, može se dovršiti kvadraturnim množiteljem signala i nema problema s linearnošću i propusnošću. Na DAB/FM tunerima sada je frekvencijska diskriminacija i dekodiranje implementirano u DSP sa softverskim algoritmima.

Srednja pojačala i diskriminatori nekada su bili DIY raj za radijske entuzijaste. Postoje mnogi klasični sklopovi s pametnim idejama i izvrsnim performansama, o kojima i danas govore mnogi entuzijasti.

9. najsigurniji je stereo dekoder

▲Onaj koji sjedi u sredini je gospodin Wang Xincheng

Danas je najpouzdaniji dio stereo dekodera, bilo da se radi o tvornički izrađenom FM radiju ili o DIY FM radiju. Čak i s prijenosnim računalom s dvije baterije, TA7343 dekoder može lako dobiti 40dB stereo razdvajanja. U prošlosti je to bilo gotovo nezamislivo.

Povijesno gledano, trebalo je dvadeset godina da se poboljša stereo odvajanje prijemnika. U sustavu pilot frekvencije, razlika amplitude i razlika faze između signala zbroja i signala razlike; fazna razlika između regeneriranog podnosioca i odašiljačkog podnosioca utjecat će na stupanj razdvajanja. Ako signal sume-razlike ima razliku u amplitudi od 3 decibela ili faznu razliku od 20 stupnjeva, faza regeneriranog pod-nosača i originalni pod-nosač imaju faznu razliku od 20 stupnjeva, a stereo efekt će nestati bez traga . U dekoderu fazna razlika i razlika amplitude postoje u isto vrijeme, a ti se parametri također mijenjaju s temperaturom i vremenom. Stereo dekoderi dostupni su u dva oblika: matrični i prekidački. Matrični tip je u načelu jednostavan i jednostavan za implementaciju, ali ima stroge zahtjeve za sklopove i uređaje, što je predodređeno da bude matrični dekoder dizajniran s elektroničkim cijevima ili tranzistorima u ranim godinama. stupanj odvajanja. U povijesti sam testirao skupe stereo radije visoke klase, a odvajanje je općenito oko 12 decibela, što je daleko manje od ručnih radija koji se danas prodaju na štandovima. U načelu, komutacijski dekoder može postići viši stupanj razdvajanja, ali zahtijeva regeneriranje komutacijskog signala koji nema fazne razlike s podnosačem na kraju odašiljanja. Preklopni signal bez regeneracije fazno zaključane petlje ne može zadovoljiti fazne zahtjeve, tako da preklopni dekoder ne može dobiti visok stupanj razdvajanja, najveći je oko 20 decibela. Stoga, u više od 20 godina nakon što je FM stereo emitiran, stupanj razdvajanja uvijek je bio slabost FM prijamnika.

U prvim godinama, kada su Europljani i Japanci imali glavobolje zbog stereo odvajanja, 1972., Motorola iz Sjedinjenih Država razvila je prvi svjetski integrirani stereo dekoder s fazno zaključanom petljom MC1310, a stereo odvajanje je skočilo s deset decibela na 40 decibela. , izobličenje je smanjeno s 1% na 0.3%. nakon. Razni japanski proizvođači naučili su imitirati i proizveli razne dekodere s boljim performansama. Na primjer, TA7343 koji se obično koristi u jeftinim strojevima ima odvajanje od 45 decibela, izobličenje od 0.08% i omjer signala i šuma od 74 decibela. Stereo dekoder posebno korišten u tuneru postigao je odvajanje od 65 dB, harmonijsko izobličenje od 0.006% i omjer signala i šuma od 89 dB. Stereo u FM radijima opravdava svoje ime tek od pojave ovog uređaja. I rušeći granice naprednog i popularnog, ljudi moraju uzdisati napredak tehnologije i promjene vremena.

10. ne mogu zanemariti pretpojačalo niske frekvencije

▲G. Wang Xincheng i šangajski radijski entuzijasti

Iako je niskofrekventno pretpojačalo na neupadljivom mjestu u tuneru, ne može se zanemariti njegova uloga kao dijela prijemnika. U izvrsnom tuneru trebao bi imati sljedeće funkcije:

1) Krug deemfazije: U mono prijemniku, krug deemfazije od 50 mikrosekundi spojen je nakon frekvencijskog diskriminatora. U stereo prijemniku, kako bi se osiguralo da pilot i signali razlike nisu prigušeni, deemfazni krug je spojen na stereo. nakon dekodera.

2) Filtri frekvencije pilota i podnosača: Glavna svrha je ukloniti zaostale komponente frekvencije pilota i podnosača u zvuku i spriječiti intermodulacijska izobličenja u niskofrekventnom pojačalu. Oni također proizvode ptičje glasove prilikom snimanja i AD-konvertiranja te nadmašuju frekvencije prednaprezanja i uzorkovanja.

3) Krug za suzbijanje buke: pojačanje FM prijamnika je vrlo visoko, i bit će puno buke kada nema ulaznog signala. U prošlosti je squelch uglavnom bio postavljen kako bi se izbjegla buka prilikom ugađanja, a mjesta bez postaja još uvijek su bila tiha. Kod ugađanja digitalne memorije nema šuma pri ugađanju. Budući da mnogi prijemnici zadržavaju ručno ugađanje zamašnjaka, squelch krug je i dalje neophodan.

4) Jednaka kontrola glasnoće: Nadoknadite nedostatak sužavanja slušnog frekvencijskog odziva pri niskoj glasnoći prema krivulji jednake glasnoće sluha ljudskog uha. Ova funkcija može dobiti bogate efekte visokih i niskih basova kada se koristi kao kućna pozadinska glazba pri niskoj glasnoći.

5) Kontrola tona: Koristi se za kompenzaciju nesavršenosti zvučnika i okruženja za slušanje

6) Kontrola propusnog opsega: Slušanje FM emisija u rubnim područjima gdje je signal slab, postavljanje propusnog opsega niskofrekventnog kruga na 150-8000Hz može značajno smanjiti visokofrekventni šum.

7) Kontrola intimnosti: Pravilno povećanje amplitude u rasponu od 2000-3000Hz može učiniti ljudski glas intimnim, a odgovarajuće ograničavanje brzine niskofrekventnog pojačala može oslabiti artikulaciju i pojačati mekoću zvuka.

11. FM radio nije prikladan za slušanje s Hi-Fi slušalicama

Kada slušate FM radio s Hi-Fi slušalicama, zvuk je uvijek pomalo hrapav, sa šištavim zvukom i pucketanjem u programskim intervalima i na niskim razinama, što je inherentan prag buke FM radija. 99.9% smetnji od vanjskih energetskih, industrijskih i kućanskih uređaja može se potisnuti limiterom srednjeg pojačala i diskriminatorom frekvencije, a ostatak parazitskog FM-a, termalnog šuma tranzistora i limitera buke treperenja Ništa se ne može ukloniti. gotovo, oni će dodati audio signalu i postati nivo buke.

Pa zašto ne mogu čuti razinu buke sa zvučnicima? Dva su razloga za to. Jedan je da je težina glasovne zavojnice i dijafragme slušalica vrlo mala. Ako su par slušalica i zvučnik također označeni s osjetljivošću od 90 decibela, slušalice pokreće 1 milivat električne energije kako bi se dobio zvučni tlak od 90 decibela po centimetru; zvučnik pokreće 1 vat električne energije na udaljenosti od 1 od zvučnika. Isti se zvučni tlak može postići na metrima, a očito je da je osjetljivost slušalica tisućama puta veća od osjetljivosti zvučnika. Drugi razlog je taj što je u smjeru prijenosa zvuka energija zvuka koja prolazi kroz jedinicu površine obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti, a frekvencija zvuka raste od 1KHz do 10KHz, frekvencija se povećava 10 puta, ali gubitak apsorpcije zrak se povećava 100 puta. Energija niskih smetnji i buke raspoređena je u srednjem i visokom frekvencijskom pojasu audiofrekvencije, a u zraku vrlo brzo slabi, gotovo do nule na udaljenosti od jednog metra. Udaljenost i zrak djeluju kao filteri, čineći pozadinske smetnje i buku potpuno nevidljivima za ljudsko uho. Slušanje sa slušalicama potpuno je drugačije. Udaljenost između bubnjića i slušalica je vrlo blizu, što je jednako zaobilaženju filtra za nisku buku. Osim toga, osjetljivost slušalica je vrlo visoka, tako da se glazba i buka mogu apsorbirati u našim ušima, čineći da osjetimo zvuk. hrapav.

Osim toga, različita je i prilagodljivost zvučnika i slušalica glazbi te psihološki osjećaj slušanja. Zvučnici su prikladni za uvažavanje duha, poput simfonije, koncerata i opera. U emisiji, Beth koja potresa dušu, meki i slatki srednji tonovi, te prekrasni i svijetli visoki tonovi navest će slušatelja da osjeti cjelokupni obris glazbe, a da nema vremena za brigu o detaljima. Slušalice su prikladne za uvažavanje detalja, kao što su jecajuća violina i erhu, nevidljivi trokut i tako dalje. Slatki vokali i nijansirani visoki tonovi potiču slušatelja da osjeti melodiju i tehniku ​​glazbe, hvatajući bogate slojeve i suptilnije razlike. Stoga je staro iskustvo slušanje CD-a sa slušalicama i slušanje radija sa zvučnicima.

12. Prihvaćanje digitalne budućnosti

FM radio već 66 godina nosi glazbu i veselje. U prošlom stoljeću radijski entuzijasti u našoj zemlji nisu imali sreće uživati ​​u glazbenom FM-u. Nakon reforme i otvaranja, FM radijske postaje niknule su posvuda. Ipak, dvije su zamjerke mučile većinu obožavatelja: jedna je što je emitirani sadržaj mješovit, lokalne i županijske FM postaje ne samo da su loše opremljene, već ne mogu komplimentirati ni programskim sadržajem. Još jedna šteta je što nema dobrog prijemnika za uživanje u prijenosu. Otkako je Središnja narodna radiodifuzna postaja 2002. iznijela slogan reforme „specijalizacija frekvencija, frekvencija upravljanja” uzastopno su pokrenuti Glas Kine, Glas gospodarstva i Glas glazbe, a lokalne radio postaje također su pratile i reformirali svoje emitirane programe. Nakon pomne usporedbe FM radijskih postaja u Šangaju, kvaliteta zvuka 107.7MHz Sound of Music je najbolja; sadržaj klasične glazbe od 94.7 MHz je najbolji, ali je nažalost snaga prijenosa najmanja. Qiujiang Road Electronic Market i Xiangyang Road Modern Electronic Mall mogu pronaći jeftine i dobre rabljene tunere.

Iako se FM emitiranje suočava s krajem zamjene digitalnim emitiranjem, kvaliteta emitiranja je sada dosegla svoj vrhunac, a DAB i IBOC bit će komprimirani u bit rateu u budućem sustavu zamjene. Teoretski govoreći, ono što se sažima suvišni su signali, ali procjena slušanja je komplicirana stvar, a zaključci izvedeni u teoriji i laboratoriju ne mogu pokriti individualne psihološke i fiziološke razlike svake osobe. DAB emitiranje u Ujedinjenom Kraljevstvu postalo je vrlo popularno, a europski entuzijasti pažljivo su usporedili kvalitetu zvuka DAB-a i FM-a i doveli u pitanje propagandu DAB-ovog kristalnog zvuka. Bez obzira kakvu vrstu digitalnog emitiranja naša zemlja usvoji u budućnosti, inherentna nostalgija ljudskih bića zasigurno će natjerati mnoge ljude da će propustiti FM emitiranje koje nam je donijelo beskrajnu radost. Pastor u Gospel Churchu jednom me naučio: “Cijeniti današnji dan, samo je danas najljepši”.

Povezivati ​​se Pošta