Au début du siècle dernier, il y avait un engouement pour l'invention dans la communauté scientifique américaine. Après qu'Edison ait inventé la lumière électrique et le phonographe, Forrest a inventé la triode et Bell a inventé le téléphone, Armstrong a également rejoint les rangs des grandes inventions. Il a inventé des circuits à rétroaction négative, régénératifs, super régénératifs et super hétérodynes en une seule fois, jetant les bases des récepteurs radio modernes. En 1933, il invente la modulation de fréquence à large bande et construit une station de radio expérimentale privée de 50 kilowatts. En avril 1935, il transmet simultanément des signaux FM et AM à l'Empire State Building de New York et compare la réception dans son propre laboratoire à Hattonfield, New Jersey. Le résultat montre que le signal AM a été submergé par le bruit, mais le signal FM est toujours très clair. Les États-Unis attachent une grande importance à la technologie FM. Le jour du Nouvel An 1941, 25 stations de radio FM ont ouvert simultanément à travers les États-Unis, créant la première radio FM au monde. En 1958, l'ingénieur américain Reinard Kahn a développé un système de diffusion stéréo. En 1960, la Radio de Montréal utilise pour la première fois le système de Reinard Kahn pour la diffusion FM stéréo. La stéréo FM s'est développée rapidement au milieu des années 1960. À partir de la fin des années 1970, certains pays ont commencé à étudier la diffusion de son surround panoramique à quatre canaux, mais en raison des conditions de réception exigeantes, ce fut un échec de courte durée.
La diffusion FM de mon pays a été pilotée à Pékin le jour du Nouvel An en 1959. La bande de fréquences est de 64.5 à 73 MHz. La radiodiffusion FM stéréo de mon pays a commencé à Harbin en 1979, et la radiodiffusion FM a été popularisée dans tout le pays au milieu des années 1980. Depuis lors, les Chinois ont inauguré une nouvelle ère de diffusion radio avec une haute fidélité sans interférence du bruit tiandien.
Parmi les formats de diffusion analogiques tels que AM ondes longues, ondes moyennes, ondes courtes, ondes courtes à bande latérale unique et FM, la FM est le seul support capable de fournir une diffusion haute fidélité. Le contenu de la diffusion est principalement de la musique, connue sous le nom de happy FM. La FM apporte non seulement du bonheur dans nos vies, elle est également pleine de charme dans la culture de la radiodiffusion, l'exploration technique, l'évaluation de la qualité sonore et la collecte d'équipements.
Qualité sonore comparable à celle d'un CD
Le 23 septembre 2007, lors de la conférence de presse de l'établissement WECWRA tenue à l'Université de Tongji, M. Liang de Desheng General Electric Company a apporté une radio de bureau commémorative TECSUN-1994 pour montrer le programme de la station de musique classique de Shanghai 94.7 MHz. », S'est exclamé le journaliste de Shanghai TV Shen Ying:« Comment cette radio sonne-t-elle comme des stéréos! » C'est le charme de la diffusion FM. En fait, la qualité sonore de 1994 n'a atteint que le niveau d'entrée de gamme, elle peut émettre un son confortable et gonflé, des médiums doux et doux, mais manque de magnifiques aigus. Bien qu'il y ait peu de composants au-dessus de 8000Hz dans le spectre de la musique vocale, les composants au-dessus de 20KHz dans le spectre de la musique instrumentale sont toujours très riches. Surtout la musique à cordes, comme le violon et l'erhu, ses harmoniques d'ordre élevé s'étendent toujours à la bande de fréquences ultrasonores. Bien que le niveau de ces aigus soit très bas, ils ne font que refléter la couleur de la musique et jouent une cerise sur le gâteau. Cependant, dans la conception des radios FM ordinaires, en raison de la nécessité de prendre en compte la sélectivité, la bande passante IF est conçue pour être étroite et, afin de réduire le coût, le circuit est programmé, de sorte que la qualité sonore est grandement compromise. .
Le système pilote GE-Zenith est le système de diffusion FM unifié au monde. Par rapport au système AM, le décalage de fréquence de 75 KHz peut améliorer le rapport signal sur bruit de 17 décibels; la préaccentuation de 50 microsecondes peut s'améliorer de 10.18 décibels, ce qui peut améliorer un total de 27.18 décibels. . Si le rapport signal / bruit AM est calculé à 50 décibels, le rapport signal / bruit de la diffusion FM peut atteindre 77.18 décibels. Les équipements de diffusion FM et de diffusion de télévision analogique n'ont jamais arrêté la transformation numérique, en particulier l'excitateur stéréo a subi un codage matriciel, un codage par commutation temporelle, un codage à commutation douce à plusieurs niveaux vers le codage DSP logiciel actuel et la qualité de l'équipement à l'extrémité de transmission a été grandement améliorée. Améliorer. Les sources de programmes de la radio vont des bandes analogiques ouvertes, des disques compacts, des platines à cassettes analogiques aux DAT, CD et disques durs actuels. La distorsion de la source est réduite de 3% à 0.001% et la plage dynamique est augmentée de 50 décibels à 90 décibels. L'avancement du matériel et des logiciels au niveau de l'émetteur a ouvert la voie à la réalisation de la haute fidélité.
Du côté du récepteur, comme la fréquence FM est dans la bande VHF, les caractéristiques haute fréquence de l'appareil et les paramètres de distribution du circuit affecteront les performances de l'ensemble de la machine. Le coût de conception et de fabrication est relativement élevé. Il est impossible de faire de la haute fidélité avec uniquement la technologie conventionnelle et des composants bon marché. Radio. Heureusement, le système FM a un énorme potentiel à exploiter. Si vous n’hésitez pas à coûter, l’utilisation d’un filtre transversal adaptatif, le traitement des paramètres variables, la discrimination de fréquence numérique, le décodage à verrouillage de phase d’échantillonnage de crête et d’autres technologies peuvent concevoir un récepteur à très haut indice. Il y a vingt ans, quand j'ai allumé le tuner ST5555, je ne pouvais pas croire que c'était un circuit imprimé radio. Même à l'ère actuelle de la technologie microélectronique hautement développée, il n'est toujours pas possible de concevoir un tuner avec une qualité sonore CD. La technologie FM est vraiment imprévisible. Si vous le comparez à une maison où vivent des humains, le tuner avancé est un hôtel cinq étoiles et le semi-conducteur FM portable est une petite maison en bois.
Tous les progrès mentionnés ci-dessus ont permis à la radiodiffusion FM d'atteindre le niveau de haute fidélité d'aujourd'hui à partir du télécopieur moyen il y a trente ans. Dire que la radio FM est comparable au CD, beaucoup de gens seraient en désaccord. En effet, une fois le son codé et modulé au niveau de l'émetteur, transmis par voie hertzienne, sélectionné au niveau du récepteur, amplifié et démodulé, des erreurs de traitement et du bruit mixte se produiront inévitablement. Il faut dire que la qualité sonore d'un récepteur FM bien conçu est très proche de celle d'un CD. Si vous avez la possibilité d'écouter un tuner tel que MD-108 ou L02-T, vous pouvez vraiment apprécier la qualité sonore originale de l'émission stéréo FM d'aujourd'hui.
Source radio de la bande au CD
Depuis qu'Edison a inventé le premier phonographe du monde le 15 août 1877, la technologie d'enregistrement a évolué. La qualité de diffusion de la radio FM a suivi les traces de la technologie d'enregistrement. La source sonore de la radio FM mono, née dans les années 1940, a commencé avec des enregistreurs à fil et des disques à grain brut. Il est impossible de vérifier la qualité de la radio FM à ce moment-là. À la fin des années 1950, les disques compacts et les magnétophones à bobine étaient essentiellement capables d'enregistrer et de restaurer fidèlement le son d'origine. La qualité sonore de la diffusion FM était reconnue et appréciée par les gens. La triode électronique haute fréquence à faible bruit spécialement conçue pour les récepteurs FM, les pentodes de coupure Sharp et les tubes de puissance à transconductance élevée ont commencé la production de masse, jetant les bases de la fabrication de récepteurs de haute qualité.
La technologie stéréo a été introduite dans la radiodiffusion FM dans les années 1960. Étant donné que le rapport signal / bruit des signaux faibles était inférieur de 21.7 décibels à celui du mono, la couverture stéréo n'était que d'un tiers de celle du mono. Des sifflements et des sifflements seraient générés au bord de la couverture du signal. Le passage au mono peut être éliminé, donc il n'a pas suscité les éloges des gens. Le bruit de fond du principal équipement de diffusion de la station de radio, le lecteur de cassette, aggrave la qualité de la diffusion stéréo. Le décodeur stéréo a été utilisé comme composant optionnel dans les radios haut de gamme. En 1965, Dolby a inventé la technologie de réduction du bruit Dolby A, qui a soudainement réduit le bruit de la bande de 20 décibels. La stéréo FM a vu l'aube de la haute fidélité.
Dans les années 1970, la station FM était équipée d'un excitateur stéréo haute résolution, couplé à l'application de platines de réduction du bruit et de disques compacts, lorsque l'opéra et la symphonie en direct, il peut rendre les gens immersifs devant la radio et localiser le son. la source. Les avantages d'un large champ d'harmonie sont largement reconnus et la stéréo est appelée son stéréophonique.
L'avènement des enregistreurs numériques DAT et des disques CD dans les années 1980 a révolutionné la qualité d'enregistrement, et la diffusion FM est véritablement entrée dans l'ère de la haute fidélité. Au cours de cette période, les modes de diffusion des radios évoluent progressivement vers l'automatisation. La production et la diffusion des programmes étaient effectuées séparément et la méthode de diffusion reposait principalement sur des programmes enregistrés. Le DAT était autrefois l'équipement principal de la station FM. Une fois le programme édité, il a été enregistré sur DAT. Étant donné que les signaux PCM enregistrent à la fois le DAT et le CD, la qualité du son peut être garantie. Il existe également des programmes vocaux enregistrés sur DAT, les programmes musicaux sont directement sélectionnés à partir du CD en fonction du programme et le manipulateur automatique est utilisé pour changer de disque. Cette méthode peut garantir la meilleure qualité sonore, en particulier lors de l'utilisation de disques SACD 24 bits / 192 KHz.
À la fin des années 1990, le joueur automatique est apparu. Une fois tous les programmes créés et édités sur l'ordinateur, ils ont été transmis au disque dur du service de diffusion par Ethernet à haut débit. Afin d'économiser de l'espace, les données sonores ont été stockées dans une méthode de compression. La qualité sonore de la prochaine diffusion sera un peu réduite. Parce que diverses méthodes de compression du taux de code audio avec des taux de compression élevés sont avec perte, y compris MUSICAM et AAC utilisés dans la diffusion audio DAB et FM HD. En ce qui concerne l'audio compressé dans l'industrie des amateurs d'audio, tout le monde s'en moquera. Je me demande ce que ressentiront ces passionnés de hardcore après avoir écouté l'émission FM numérique compressée?
excitatrice stéréo du matériel au logiciel
Le périphérique matériel qui affecte la qualité de la diffusion FM à l'extrémité de transmission est un excitateur stéréo, qui complète principalement la tâche de codage stéréo. Il existe deux systèmes de diffusion FM stéréo dans le monde: le système pilote et le système de polarisation. Notre pays adopte le système pilote. Dans les spécifications de diffusion FM formulées par la FCC et les pays développés occidentaux, l'indice de séparation stéréo doit être supérieur à 30 décibels, la différence de niveau correspondant aux canaux principal et secondaire est de 0.3 décibels et la différence de phase est de 3 degrés. Dans les conditions passées, il est assez difficile d'atteindre ces indicateurs dans un excitateur analogique. Tant que les caractéristiques de phase d'un certain filtre près de 15 kHz sont légèrement décalées, une fois qu'une différence de niveau de 1.5 décibels ou une phase de 20 degrés est générée Si elle est mauvaise, le son stéréo disparaîtra. Par conséquent, la qualité de l'excitateur détermine la qualité sonore de la radio.
Les premiers excitateurs à tube étaient de format matriciel, et l'équilibre de niveau et de phase entre les signaux de somme et de différence avait un grand impact sur les performances de l'ensemble de la machine, et les indicateurs techniques atteignaient à peine les exigences de niveau de diffusion. Tous les pilotes de transistors ultérieurs ont été améliorés en un système de commutation. Le canal de signal de la différence de neutre dans le système de commutation est implicite, et les facteurs qui affectent la séparation sont transférés à la phase de la sous-porteuse et du pilote. Si la fréquence de la sous-porteuse est utilisée comme signal d'échantillonnage, la séparation stéréo peut atteindre 35 décibels, ce qui a dépassé la spécification FCC. . Les humains ont la nature de rechercher la perfection, puis utilisent la troisième harmonique de la fréquence de la sous-porteuse comme échantillonnage auxiliaire, qui peut être superposé dans le MPX pour annuler la troisième harmonique de la sous-porteuse dans le signal composite, et la séparation peut être augmentée à 40 décibels. En 1980, la technologie de commutation douce inventée par McMartin Company a considérablement amélioré les performances de l'excitatrice. Dans le codeur à commutation douce à 14 niveaux, la composante harmonique au-dessous du 13ème ordre dans le signal composite était nulle et la séparation a été augmentée à 60 décibels. Divers fabricants se sont par la suite concurrencés pour augmenter la fréquence de commutation douce, la commutation douce à 38 niveaux, et la séparation de l'excitateur avec une fréquence d'échantillonnage de 3.444 MHz a atteint 70 décibels. Au début de ce siècle, la vitesse de traitement du DSP a été capable de faire face à des algorithmes de codage complexes. Un commutateur logiciel de niveau 2048, un encodeur DSP de fréquence d'échantillonnage de 77.824 MHz a soudainement augmenté la résolution à plus de 90 décibels. Les excitateurs stéréo DSP modernes sont des systèmes complets, y compris un système pilote analogique et un système de polarisation, des systèmes numériques DAB et HD Audio et une synthèse de fréquence numérique directe (DDS). Ils sont très pratiques à utiliser et leur coût diminue d'année en année.
En 1986, deux ingénieurs de CBS et NAB ont inventé le FMX, qui a ajouté un signal de différence orthogonale et utilisé un codage de compression pour couvrir la gamme stéréo de la station FM. Il a été multiplié par 3 pour atteindre la même distance de transmission que le mono, et la séparation stéréo est grandement améliorée. Un autre avantage de ce système est qu'il est compatible avec le système FM ordinaire. Les récepteurs FM ordinaires peuvent recevoir des signaux FMX, mais le signal de différence de quadrature ne peut pas être démodulé. Le récepteur FMX peut recevoir de manière stable des émissions stéréo même dans les zones marginales de la couverture des ondes radio sans passer en mono. FMX est attrayant pour les stations de radio et les auditeurs. La FCC aux États-Unis n'applique pas le système FMX et les stations de radio locales choisissent de le mettre en œuvre. Tout comme il n'y a pas de chaîne stéréo AM dans notre pays, il n'y a pas de radio FMX dans notre pays.
Tuner-l'empereur dans le récepteur FM
Tuner signifie précisément un tuner de diffusion, appelé tête radio en chinois. C'est un produit haut de gamme dans les récepteurs de diffusion, et ne contient généralement que deux bandes FM / AM. Bien sûr, le plus attractif est la bande FM. Les fabricants utilisent également des solutions globales pour optimiser la bande FM. Les années 1960 et 1980 ont été la période la plus prospère de la radiodiffusion FM. Pendant cette période, il n'y avait ni Internet ni source sonore numérique. La configuration typique du centre de musique à domicile était un tuner, un tourne-disque en fer et une platine de réduction du bruit Dolby. Au début des années 1960, la radiodiffusion FM était au stade de la transition du mono à la stéréo. L'accordeur est né pendant cette période. Le circuit était composé de tubes électroniques ou de composants discrets de transistors, et la qualité sonore était pire que celle du vinyle et de la bande. Dans les années 1970, la radiodiffusion FM avait tous réalisé un son stéréo. D'excellents excitateurs stéréo ont grandement amélioré la qualité de la diffusion. La technologie de conception des tuners a également fait de grands progrès. D'excellents circuits intégrés et des filtres à semi-conducteurs (sonomètres à cristal et céramique) ont été largement utilisés. , De sorte que la qualité sonore de la stéréo FM surpasse celle des cassettes Dolby B et se rapproche des disques vinyles. Les années 1980 ont été l'âge d'or de la diffusion FM. Les stations de radio utilisaient généralement DAT et CD comme sources sonores. Le microprocesseur présente le syntoniseur et la conception du circuit poursuit l'innovation. D'excellents accordeurs sont apparus les uns après les autres, avec une distorsion de 0.003% pour le mono et de 0.01% pour la stéréo. La qualité sonore est meilleure que celle d'un tourne-disque en fer en mouvement et plus douce que la platine Dolby C. Dolby C ne sonne pas aussi beau que FM en raison de son effet haletant. Pendant cette période, les passionnés de diffusion au Japon et en Europe étaient enthousiasmés par les tuners avancés. Tout le monde attendait avec impatience l'annonce du nouveau modèle. Après le lancement du nouveau modèle, ils se sont précipités pour acheter en premier, puis ont comparé les performances et ont commenté. Heureux aussi. Au cours de la même période, "Radio Science", "Wireless and Experiment" et d'autres magazines ont publié de nombreux articles présentant la nouvelle technologie des tuners. La tentation des passionnés est comme un aimant. Après l'avoir lu, qui peut supporter trois ou deux jours, ne rompez pas le jeûne.
Avec la popularité des sources audio numériques dans les années 1990, les CD ont presque remplacé toutes les sources audio, les vinyles et les platines se sont rapidement retirés de la scène de l'histoire et les tuners FM ont commencé à tomber en disgrâce. Avec le début de la diffusion numérique, le tuner FM / AM d'origine est devenu le tuner DAB / FM actuel et le tuner HD Audio / FM, et la FM est devenue un statut subsidiaire dans le tuner.
La glorieuse histoire de la radiodiffusion FM au siècle dernier a laissé un riche héritage aux collectionneurs de tuners. À cette époque, 65 entreprises d'électronique à travers le monde produisaient plus de 2,000 modèles de tuners, dont 18 étaient les plus célèbres. Voir le tableau 1. Les radiodiffuseurs chinois n'ont pas eu l'occasion d'accéder à ces équipements nobles dans le passé, mais aujourd'hui, ils peuvent parfois les trouver sur les marchés des déchets électroniques à Beijing, Shanghai et Guangzhou.
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