網(wǎng)站首頁百科全書 >正文
調頻廣播(調頻廣播的魅力)
本文系作者授權轉載!
一、調頻廣播六十年埃德溫·阿姆斯特朗
上世紀初,美國科學界出現(xiàn)了一股發(fā)明熱,繼愛迪生發(fā)明了電燈和留聲機、 福雷斯特發(fā)明了三極管、貝爾發(fā)明了電話之后,阿姆斯特朗也加入了偉大的發(fā)明行列。 他一口氣發(fā)明了負反饋、再生、超再生、超外差電路,奠定了現(xiàn)代無線電接收機的基礎。1933年他又發(fā)明了寬帶調頻,并建造起50千瓦的私人試驗電臺。1935年4月,他在紐約帝國大廈同時發(fā)射調頻信號和調幅信號,在新澤西州哈頓菲爾德自己的實驗室里作接收對比。結果表明,調幅信號已被噪聲淹沒,而調頻信號卻仍然十分清晰。美國對調頻技術非常重視。1941年元旦,25 家調頻電臺在美國各地同時開業(yè),開創(chuàng)了世界上最早的調頻廣播。 1958年,美國工程師賴納德·康研制出立體聲廣播系統(tǒng),1960年,蒙特利爾廣播站首次應用賴納德·康的系統(tǒng)進行立體聲 FM 廣播。60 年代中期調頻立體聲得到飛速的發(fā)展。從70年代后期開始,有些國家開始研究四聲道全景環(huán)繞聲廣播,但由于接收條件要求苛刻,曇花一現(xiàn)宣告失敗。
我國的調頻廣播是1959年元旦在北京開始試播的,頻段是65~73MHz,我國的調頻立體聲廣播是1979年在哈爾濱開始的, 80 年代中期調頻廣播在全國普及。從此,中國人迎來了不受天電噪聲干擾,且具有高保真度的無線電廣播新時代。
在調幅長波、中波、短波、 短波單邊帶、調頻這些模擬廣播制式中, 調頻是唯一能提供高傳真廣播的媒介,廣播內容以音樂為主,被譽為歡樂調頻。調頻不但給我們的生活帶來快樂,在廣播文化、技術探秘、音質評價、器材收藏方面也充滿魅力。
二、音質堪與 CD 媲美德生1994
2007年9月23日,在同濟大學舉行的 WECWRA 成立新聞發(fā)布會上 德生通用電氣公司的梁總帶來一臺 TECSUN-1994 紀念版臺式收音機,在播放上海 97MHz 經(jīng)典音樂臺的節(jié)目時,上海電視臺的記者沈瑩驚呼:“這臺收音機的聲音怎么象音響!” 這就是 FM 廣播的魅力。實際上,TECSUN-1994 的音質只達到了入門級水平,它能放出聽感舒適的蓬蓬聲,松軟而甜美的中音,但缺少華麗的高音。雖然聲樂頻譜中很少有 8000Hz 以上的分量,但在器樂頻譜中 20kHz 以上的分量仍很豐富。尤其是弦樂,如小提琴和二胡,其高次諧波一直會延伸到超聲頻段。雖然這些高音的電平很低,恰恰卻反映了音樂的色彩,對音品起著錦上添花的作用。但在普通調頻收音機設計中由于要兼顧選擇性,中頻帶寬設計得較窄,加之為了降低成本,電路被程式化,因此音質就大打折扣了。
GE-Zenith導頻制是世界統(tǒng)一制式的調頻廣播,與調幅制式相比, 75kHz的頻偏能使信噪比改善17分貝;50 微秒的預加重又可以改善 18 分貝,總共可改善218分貝。如果調幅信噪比按50分貝計算,調頻廣播的信噪比可達到 718 分貝調頻廣播和模擬電視廣播設備一直沒有停止過數(shù)字化改造,尤其在立體聲激勵器上經(jīng)歷了矩陣編碼、時分開關編碼、多級軟開關編碼到現(xiàn)在的軟件 DSP 編碼,發(fā)射端的設備質量已得到了大幅度地提高。電臺的節(jié)目源從開盤模擬錄音帶、 密紋唱片、模擬卡式錄音座到如今的 DAT、CD和硬盤。音源失真度從 3%降低到 0.001%,動態(tài)范圍從50分貝提高到 90分貝。發(fā)射端硬軟件的進步為實現(xiàn)為高傳真掃清了障礙。
曾經(jīng)風靡一時的CD機
在接收機方面,由于 FM 頻率處于VHF波段,器件的高頻特性和電路的分布參數(shù)會影響整機性能,設計制造成本相對較高,只用常規(guī)的技術和廉價的器件是做不出高傳真收音機的。好在調頻這種制式有巨大的潛力可挖,如果不惜成本,利用自適應橫向濾波器,變參數(shù)處理,數(shù)字鑒頻,峰值采樣鎖相解碼等技術能夠設計出指標很高的接收機。二十幾年前,當我打開 ST5555 調諧器時,簡直不敢相信它是一臺收音機的電路板。即使在今天微電子技術高度發(fā)達的時代,要設計一臺具有 CD 音質的調諧器,仍不是幾個集成塊所能實現(xiàn)的。調頻技術真是高深莫測,如果用人類居住的房子來比擬,高級調諧器是一座五星級賓館,便攜式 FM 半導體則是一間小木屋。
所有上述進步,使調頻廣播從三十年前的中等傳真度達到今天的高傳真度。要說調頻廣播能與 CD 媲美,許多人會不同意。確實,聲音經(jīng)過發(fā)射端編碼和調制,空中傳輸,接收端選頻,放大和解調,難免會出現(xiàn)處理誤差和混進噪聲,應該說設計優(yōu)良的調頻接收機的音質很接近于 CD。 如果你有機會,親自聆聽一下MD-108 或 L02-T 這類調諧器,就能真實地領略到當今調頻立體聲廣播的本來音質。
三、廣播音源從磁帶到光盤自 1877 年8月15日愛迪生發(fā)明世界上了第一臺留聲機以來,錄音技術一直發(fā)生著變化。調頻廣播的播音質量一直緊跟著錄音技術的腳步前進。誕生于上世紀四十年代的單聲道調頻廣播聲源是從鋼絲錄音機和粗紋唱片開始的,無從考證那時調頻廣播的質量。到了五十年代末,密紋唱片和開盤磁帶錄音機基本上能忠實地記錄和還原聲音的原貌,調頻廣播的音質受到了人們認可和重視,專門為調頻接收機設計的低噪聲高頻電子三極管,銳截止五極管和高跨導功率管開始大量生產(chǎn),為制造高音質接收機奠定了基礎。
六十年代立體聲技術引入調頻廣播,由于弱信號信噪比比單聲道低 27 分貝,立體聲覆蓋范圍只有單聲道的三分之一,在信號覆蓋邊緣地區(qū)會產(chǎn)生嘶、嘶的噪聲,必須切換到單聲道才能消除,因而沒有引起人們的好評。電臺的主要播出設備磁帶機的本底噪聲更使立體聲播出質量雪上加霜,立體聲解碼器在高檔收音機曾作為選配部件。 1965 年,杜比發(fā)明了 Dolby A 降噪技術,一下子把磁帶噪聲降低了 20 分貝,調頻立體聲看到了高傳真的曙光。
七十年代,調頻臺裝備了高分離度立體聲激勵器,加之降噪卡座和密紋唱片的應用,直播歌劇和交響樂時,能使人在收音機前產(chǎn)生身臨其境的感覺,聲源定位和聲場寬闊的優(yōu)點得到廣泛認可,立體聲被稱為身歷聲。
八十年代 DAT 數(shù)字錄音機和 CD 光盤的出現(xiàn),使錄音質量發(fā)生了革命性的變化,調頻廣播真正進入高傳真時代。這一時期的電臺的播出手段逐步邁向自動化,節(jié)目的制作和播出是分開進行的,播音方式以錄制節(jié)目為主。DAT一度是調頻臺的主力設備,節(jié)目編輯好后錄制在 DAT上,由于 DAT 和 CD 記錄的都是PCM 信號,音質可以保證。也有把語音節(jié)目錄制在 DAT 上,音樂節(jié)目直接從 CD 上按程序選曲,用自動機械手換盤。這種方式能保證最好的音質,尤其用 24bit/192KHz 制式的 SACD 光盤時能達到最好的音質。
九十年代末,自動播放機的出現(xiàn),所有的節(jié)目先在計算機上制作和編輯好以后,用高速以太網(wǎng)傳輸?shù)讲コ霾康挠脖P中,為了節(jié)約空間聲音數(shù)據(jù)采用壓縮方式儲存,這種情況下播出的音質就會打一點折扣。 因為目前壓縮比大的各種音頻碼率壓縮方式都是有損的,包括 DAB 和 FM HD audio 廣播采用的 MUSICAM 和AAC。在音頻發(fā)燒界一提起壓縮音頻大家會嗤之以鼻,不知這些骨灰級發(fā)燒友聽了數(shù)字壓縮調頻廣播以后會有什么樣的感覺?
四、立體聲激勵器從硬件到軟件在發(fā)射端影響調頻廣播質量的硬件設備是立體聲激勵器,它主要完成立體聲編碼任務。世界上有導頻制和極化制兩種調頻立體聲廣播制式,我國采用的是導頻制。在 FCC 和西方發(fā)達國家制定的調頻廣播規(guī)范中,立體聲分離度指標要大于 30 分貝,對應主副信道的電平差是 0.3 分貝,相位差為 3 度。在過去的條件下,在模擬激勵器中實現(xiàn)這些指標是相當困難的,只要某個濾波器在 15 千赫附近的相位特性稍有偏移,一旦產(chǎn)生 5 分貝的電平差或 20 度的相位差,聽感上的立體聲就會消失遺盡。因此,激勵器的質量決定了電臺的播出音質。
早期的電子管激勵器是矩陣制式,和差信號之間的電平和相位平衡對整機性能影響很大,技術指標勉強達到廣播級要求。之后的晶體管激勵器都改進成了開關制式。開關制式中和差信號通道被隱含了,影響分離度的因素轉移到了副載波和導頻的相位上,如果用副載波頻率作采樣信號,立體聲分離度可達到 35 分貝,已超過了 FCC 規(guī)范。人類具有追求完美的本性,繼而用副載波頻率的三次諧波作輔助采樣,疊加到MPX 中可以抵消復合信號中副載波的 3 次諧波,分離度提高到 40 分貝。1980 年麥克馬丁公司發(fā)明的軟開關技術使激勵器的性能大幅度提高,14 級軟開關編碼器中,復合信號中 13 次以下的諧波分量為零,分離度提高到 60 分貝。各個廠家后來競先提高軟開關頻率,38 級軟開關,444MHz 采樣頻率的激勵器分離度達到了 70 分貝。本世紀初, DSP 的處理速度已能夠應付復雜的編碼算法,一個 2048 級軟開關,7824MHz采樣頻率 DSP 編碼器一下子把分離度提高到 90 分貝以上?,F(xiàn)代的 DSP 立體聲激勵器是全制式的,包含模擬導頻制和極化制,數(shù)字 DAB 和 HD Audio 制式,直接數(shù)字頻率合成(DDS),使用非常方便,造價逐年下降。
1986 年,哥倫比亞廣播公司(CBS) 和美國廣播工作者協(xié)會(NAB) 的兩名工程師,發(fā)明了 FMX,它增加了一個正交的差信號,用壓擴編碼的方式把調頻臺的立體聲覆蓋范圍擴大了 3 倍,達到了與單聲道相同的傳輸距離, 并且使立體聲分離度大幅度提高。 這個制式的另一個優(yōu)點是和普通 FM 制式是兼容的,普通 FM 接收機能接收 FMX 信號,只是解調不出正交差信號。 FMX 接收機則在電波覆蓋邊緣地區(qū)也能穩(wěn)定地接收立體聲廣播,不用切換到單聲道。 FMX 對電臺和聽眾都具有吸引力,美國 FCC 沒有強制推行 FMX制式, 由地方電臺自己選擇實施。就像我國沒有調幅立體聲一樣,我國也沒有 FMX 電臺。
版權說明:本文由用戶上傳,如有侵權請聯(lián)系刪除!
- 上一篇:哪款手機好(目前最值得買的3部手機)
- 下一篇:最后一頁
猜你喜歡:
- 2022-06-07哪款手機好(目前最值得買的3部手機)
- 2022-06-07鄭愷的老婆是苗苗嗎?(鄭凱媳婦兒苗苗是演員嗎)
- 2022-06-07米皮的做法(很多人都選錯了大米)
- 2022-06-07電腦文件夾加密(電腦里的文件夾怎么加密)
- 2022-06-07celebrate是什么意思(15秒記一個單詞(第888個)celebrate)
- 2022-06-07雅江縣縣城海拔多少米(雅江縣縣城海拔多少)
- 2022-06-07珊瑚是生物嗎(珊瑚是植物 礦物還是動物)
最新文章:
- 2022-06-07哪款手機好(目前最值得買的3部手機)
- 2022-06-07鄭愷的老婆是苗苗嗎?(鄭凱媳婦兒苗苗是演員嗎)
- 2022-06-07陳奕迅最新的專輯(陳奕迅 陳奕迅首張音樂專輯)
- 2022-06-07米皮的做法(很多人都選錯了大米)
- 2022-06-07絕命時刻五星之光戰(zhàn)役(絕命時刻五星之光)
- 2022-06-07微信怎么發(fā)帶有文字的動態(tài)圖(微信發(fā)哪些文字可以有動態(tài)圖案掉下來優(yōu)質)
- 2022-06-07電腦文件夾加密(電腦里的文件夾怎么加密)
- 2022-06-07celebrate是什么意思(15秒記一個單詞(第888個)celebrate)
- 2022-06-07驚鴻一場何必情深一往歌詞(驚鴻一場,情深一往是什么歌)
- 2022-06-07雅江縣縣城海拔多少米(雅江縣縣城海拔多少)
- 2022-06-07女人每天做提肛運動有什么好處(女人經(jīng)常做提肛運動的好處和壞處詳細介紹)
- 2022-06-07廣州開四停四區(qū)域(廣州開四停四怎么算)
- 2022-06-07珊瑚是生物嗎(珊瑚是植物 礦物還是動物)
- 2022-06-07異界之技能召喚大師txt下載(異界之技能召喚大師)
- 2022-06-07蚊子的壽命(蚊子的壽命有多長)
- 熱點推薦
- 熱評文章