AM stereo - AM stereo

AM stereo to termin określający szereg wzajemnie niekompatybilnych technik radiowego nadawania dźwięku stereofonicznego w paśmie AM w sposób zgodny ze standardowymi odbiornikami AM . Istnieją dwie główne klasy systemów: niezależne systemy wstęgi bocznej (ISB), promowane głównie przez amerykańskiego inżyniera transmisji Leonarda R. Kahna ; oraz systemy multipleksowania z kwadraturową modulacją amplitudy (QAM) (koncepcyjnie bliższe stereo FM ).

Początkowo przyjęta przez wielu komercyjnych nadawców AM w połowie do późnych lat 80., nadawanie stereofoniczne AM wkrótce zaczęło spadać z powodu braku odbiorników (większość radioodbiorników „AM/FM stereo” odbiera tylko w stereo na FM), rosnący exodus nadawców muzycznych na FM, koncentrację własności nielicznych pozostałych stacji w rękach wielkich korporacji oraz usunięcie muzyki ze stacji AM na rzecz wiadomości/rozmów lub transmisji sportowych. Do 2001 r. większość byłych nadawców stereofonicznych AM nie była już stereofoniczna lub całkowicie opuściła pasmo AM.

Historia

Wczesne eksperymenty ze stereofonicznym radiem AM obejmowały dwie oddzielne stacje (zarówno AM, jak i czasami jedną AM i jedną FM) nadające lewy i prawy kanał audio. Ten system nie był zbyt praktyczny, ponieważ wymagał od słuchacza użycia dwóch osobnych odbiorników. Synchronizacja była problematyczna, często skutkując efektem „ping-ponga” między dwoma kanałami. Odbiór był również prawdopodobnie różny w obu stacjach, a wielu słuchaczy używało niedopasowanych modeli odbiorników.

Po wczesnych eksperymentach z dwiema stacjami wynaleziono szereg systemów do nadawania sygnału stereofonicznego w sposób kompatybilny ze standardowymi odbiornikami AM.

Radio FM zostało po raz pierwszy wdrożone w 1961 roku. W Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 70. i na początku lat 80. FM wyprzedził AM jako dominujący pasmo radiowe.

Oś czasu

  • 1924: WPAJ (obecnie WDRC ) nadaje w stereo z New Haven, Connecticut , używając dwóch nadajników: jednego na 1120 kHz, a drugiego na 1320 kHz. Separacja stereo była jednak słaba, aby zachować kompatybilność dla słuchaczy monofonicznych.
  • W latach 50. zaproponowano kilka systemów stereo AM (w tym oryginalny system RCA AM/FM, który później stał się systemem Belar w latach 70.), ale FCC nie zaproponowała żadnego standardu, ponieważ AM nadal dominował nad FM w tym czasie.
  • 1960: AM stereo po raz pierwszy zademonstrowany na XETRA-AM , Tijuana , Meksyk , przy użyciu niezależnego systemu wstęgowego Kahna .
  • 1963: WHAZ uruchamia program stereo na ośmiu stacjach AM, po cztery na każdym kanale.
  • 1980: Po pięciu latach testowania pięciu systemów, Federalna Komisja Łączności Stanów Zjednoczonych (FCC) wybrała system Magnavox jako oficjalny standard stereo AM. Badania FCC są natychmiast oskarżane o to, że są błędne i niekompletne.
  • 1982: Po serii pozwów i oskarżeń FCC postanawia pozwolić rynkowi podjąć decyzję i cofa certyfikat Magnavox jako standard stereo AM z powodów politycznych. Belar odpadł z wyścigu stereo AM z powodu problemów ze zniekształceniami odbiornika, pozostawiając Motorolę C-QUAM , Harris Corporation , Magnavox i niezależny system wstęg bocznych Kahn/Hazeltine .
  • 1984: General Motors , Ford , Chrysler i wielu importowanych producentów samochodów rozpoczyna instalowanie odbiorników stereo C-QUAM AM w samochodach, począwszy od roku modelowego 1985. Harris Corporation porzuca system stereo AM i wspiera C-QUAM (Harris kontynuuje produkcję sprzętu C-QUAM do dziś).
  • 1985: Oficjalne rozpoczęcie nadawania stereofonicznego AM w Australii w standardzie C-QUAM.
  • 1988: Kanada i Meksyk przyjmują C-QUAM jako standard stereo AM.
  • 1992: Japonia przyjmuje C-QUAM jako standard stereo AM.
  • 1993: FCC sprawia, że ​​C-QUAM jest standardem stereo AM dla stacji w USA, a także przyznaje „preferencję stereo” dla stacji radiowych proszących o przejście do rozszerzonego pasma AM (1610-1700 kHz), chociaż takie stacje nigdy nie były wymagane do nadawania w stereo.
  • 1993: Rozpoczyna się program certyfikacji AMAX . Miało to na celu ustanowienie oficjalnego standardu produkcyjnego dla wysokiej jakości odbiorników radiowych AM, z szerszym pasmem audio dla uzyskania wyższej wierności odbioru silnych sygnałów i opcjonalnie stereo C-QUAM AM. Pomimo dostępności odbiorników AMAX firm takich jak Sony , General Electric , Denon i certyfikowanych przez AMAX radia samochodowe z krajowych i japońskich producentów samochodów, większość producentów elektroniki nie chciała wdrażać droższego tunera AMAX w swoich radioodbiornikach, więc większość AM Obecnie radia pozostają w trybie mono z ograniczoną wiernością.
  • 2006 do chwili obecnej: AM stereo zyskuje nowe życie dzięki obsłudze dekodowania C-QUAM w większości odbiorników zaprojektowanych dla radia HD . Te nowe radiotelefony cyfrowe odbierają sygnały stereofoniczne AM, chociaż nadajniki AM są teraz ograniczone do pasma audio 10 kHz, a odbiorniki HD przełączają lewy i prawy kanał w dekodowaniu C-QUAM stereo.

Systemy nadawcze

Magnavox PMX, Harris Corporation V-CPM i Motorola C-QUAM (Compatible—Quadrature Amplitude Modulation) opierały się na modulowaniu fazy i amplitudy nośnej, umieszczając informacje stereo w części z modulacją fazową, podczas gdy standardowe mono ( L+R) informacje znajdują się w modulacji amplitudy. Wszystkie systemy robiły to w podobny (ale nie do końca kompatybilny) sposób. Oryginalny system Harris Corporation został później zmieniony, aby dopasować go do sygnału pilota Motorola C-QUAM wskazującego, że stacja jest w trybie stereo, dzięki czemu jest kompatybilny ze wszystkimi odbiornikami C-QUAM.

System Harris

System ten, znany jako V-CPM (ang. Variable Angle Compatible Phase Multiplex), został opracowany przez firmę Harris Corporation , głównego producenta nadajników radiowych i telewizyjnych. Zawierał komponent lewy minus prawy, który był modulowany częstotliwościowo o około 1 kHz. Harris jest następcą pionierskiej linii radiowej Gates, która w 2014 roku zmieniła nazwę na Gates-Air. System Harris ostatecznie zmienił ton pilota, aby był kompatybilny z C-QUAM, po tym, jak C-QUAM stał się bardziej popularny i ostatecznie został zatwierdzony przez FCC. CKLW w Windsor, Ontario , Kanada (służąca również w pobliżu Detroit w stanie Michigan ) była jedną z pierwszych stacji nadających w stereo Harris AM. System Harris nie jest już używany w swojej pierwotnej formie.

System Magnavox

System ten został opracowany przez producenta elektroniki, firmę Magnavox . Jest to system modulacji fazy . Początkowo został uznany przez FCC za standard stereo AM w 1980 roku, ale później FCC ogłosiło, że stacje mogą swobodnie wybierać dowolny system. Podobnie jak system Harris, był popularny w latach 80., ale większość stacji przestała nadawać w stereo lub z czasem przeszła na system C-QUAM. 1190 WOWO w Fort Wayne w stanie Indiana była (wówczas) flagową stacją Magnavox o mocy 50 000 W.

Motorola C-QUAM

C-QUAM został opracowany i promowany przede wszystkim przez firmę Motorola, wieloletniego producenta dwukierunkowego sprzętu radiowego. Stał się dominującym systemem pod koniec lat 80. i został uznany za oficjalny standard przez FCC w 1993 roku. Podczas gdy wiele stacji w USA zaprzestało nadawania w stereo, wiele z nich nadal posiada niezbędny sprzęt. C-QUAM jest nadal popularny w niektórych innych częściach świata, gdzie został uznany za oficjalny standard, takich jak Kanada , Japonia i Australia .

Wzbudnik C-QUAM zastępuje stolik kryształowy w nadajniku AM. Sygnał C-QUAM składa się z części modulowanej fazowo, która składa się zarówno z informacji audio L+R, jak i LR oraz konwencjonalnej części L+R (mono), która jest modulowana amplitudowo. C-QUAM jest zmodyfikowaną formą modulacji kwadraturowej, w której dźwięk z modulacją fazową składa się z części L+R i LR, modulowanych względem siebie o 90 stopni względem fazy.

Włączenie dźwięku L+R do modulowanej fazowo części sygnału jest właśnie powodem, dla którego metoda C-QUAM AM Stereo jest, jak sama nazwa wskazuje, w 100% kompatybilna z monofonicznymi radiami AM. Ta technika rozwiązuje problem zniekształceń, który pojawia się, gdy przesyłany jest tylko lewy lub tylko prawy sygnał audio przy użyciu podstawowej modulacji kwadraturowej LR.

C-QUAM był długo krytykowany przez twórcę systemu Kahn-Hazeltine, Leonarda Kahna, jako gorszy od jego systemu. Odbiorniki C-QUAM pierwszej generacji cierpiały na efekt „ruchu platformy” podczas słuchania stacji odbieranych za pośrednictwem fal skywave . Późniejsze ulepszenia firmy Motorola zminimalizowały efekt ruchu platformy i poprawiły jakość dźwięku oraz separację stereo, zwłaszcza w odbiornikach z certyfikatem AMAX w latach 90.

Kahn-Hazeltine

System Kahn-Hazeltine zwany również ISB został opracowany przez amerykańskiego inżyniera Leonarda R. Kahna i Hazeltine Corporation . Ten system wykorzystywał zupełnie inną zasadę — wykorzystując niezależnie modulowane górne i dolne wstęgi boczne. Podczas gdy stacja korzystająca z tego systemu brzmiałaby najlepiej przy odpowiednim dekodowaniu, możliwe było również użycie dwóch standardowych radioodbiorników AM (jedno dostrojone powyżej, a drugie poniżej podstawowej nośnej), aby uzyskać efekt stereofoniczny, chociaż ze słabą separacją stereo i wiernością w porównaniu do odpowiedni amplituner stereo systemu Kahn AM. Jedną z najbardziej znanych stacji korzystających z systemu Kahna była stacja 890/ WLS w Chicago. WLS później wykorzystał system Motorola C-QUAM, zanim powrócił do trybu mono.

Jednak system Kahna cierpiał z powodu niższej separacji stereo powyżej 5 kHz (osiągając brak przy 7 kHz, podczas gdy stereo FM ma separację 40 dB lub więcej przy 15 kHz) oraz układ anten radiowych na kierunkowym AM (często w nocy i w niektórych porach dnia). stacji) musiały mieć płaską odpowiedź w całym kanale AM ​​20 kHz. Gdyby tablica miała wyższą wartość reaktancji (prowadzącą do wyższego współczynnika fali stojącej ) po jednej stronie częstotliwości w porównaniu z drugą, wpłynęłoby to na odpowiedź audio tego kanału, a tym samym wpłynęłoby to na sygnał stereo. Kahn odmówił również licencjonowania swoich projektów wszystkim producentom odbiorników radiowych, chociaż odbiorniki wielosystemowe były produkowane przez różne firmy, takie jak Sony , Sansui i Sanyo , które mogły odbierać każdy z czterech systemów stereo AM.

Niemniej jednak system ten pozostawał konkurencyjny w stosunku do C-QUAM do późnych lat 80-tych, a Kahn bardzo głośno mówił o jego przewadze nad systemem Motoroli. Kahn złożył pozew, twierdząc, że system Motoroli nie spełnia specyfikacji pasma emisji FCC, ale do tego czasu C-QUAM został już uznany za jedyny standard dla stereo AM w USA.

Konstrukcja stereofoniczna AM Kahna została później zmodernizowana do użytku monofonicznego i wykorzystana w systemie Power-Side, w którym zmniejszony sygnał w jednej wstędze bocznej jest używany do poprawy zasięgu i głośności, szczególnie w przypadku anten kierunkowych. Power-Side stał się podstawą dla CAM-D , Compatible AM ​​Digital, nowego systemu cyfrowego promowanego przez Leonarda Kahna i używanego na kilku stacjach AM.

Chipy odbiorcze Kahna były również wykorzystywane jako niedroga metoda dostarczania odbiorników wysokiej częstotliwości ( pasmo światowe ) z technologią detekcji synchronicznej.

System Belara

System Belar był używany w ograniczonej liczbie stacji, takich jak WJR . System Belar, pierwotnie zaprojektowany przez RCA w latach 50., był prostym systemem modulacji FM/AM, z osłabioną częstotliwością sygnału LR modulującą nośną (z preemfazą 400 µs) w zakresie +/- 320 Hz wokół częstotliwość środkową, a L+R wykonuje normalną modulację AM „wysokiego poziomu” (zwykle określaną jako modulacja płytowa w nadajnikach wykorzystujących lampę w końcowej fazie, gdzie dźwięk jest przykładany do napięcia płyty lampy; w stanie stałym nadajników, dostępne są różne techniki, które są bardziej wydajne przy niższych poziomach mocy). System Belar (firmy o tej samej nazwie) został porzucony z powodu problemów z jego konstrukcją, choć był znacznie łatwiejszy do wdrożenia niż inne systemy. To i system Kahna nie ucierpiały z powodu ruchu platformy (ruch platformy polega na przesunięciu równowagi stereo z jednej strony na drugą, a następnie z powrotem do środka), ale zastosowanie modulacji częstotliwości niskiego poziomu nie pozwoliło na wysoką separację L i Kanały R.

Przyjęcie w Stanach Zjednoczonych

W 1975 roku Federalna Komisja Łączności (FCC) rozpoczęła serię pięcioletnich testów w celu określenia, który z pięciu konkurencyjnych standardów zostanie wybrany. Pod koniec okresu testowego system Belar został wycofany. W 1980 roku FCC ogłosiło, że system Magnavox stanie się standardem. Ogłoszenie to spotkało się z ostrą krytyką i serią procesów sądowych. W dniu 4 marca 1982 roku FCC wycofała swoje poparcie dla standardu Magnavox i pozwoliła rynkowi podjąć decyzję, co oznacza, że ​​wszystkie cztery standardy były dozwolone. Po decyzji z 1982 r. wiele stacji wdrożyło jeden z czterech standardów. Początkowo wszystkie systemy pozostały konkurencyjne, ale pod koniec lat 80. Motorola C-QUAM miała wyraźną większość stacji i odbiorników. Mniej więcej w tym samym czasie firma Harris Corporation porzuciła swój system i zamiast tego poparła C-QUAM. W tym czasie radio produkuje odbiorniki dekodujące tylko jeden system lub dekoduje wszystkie cztery. Wiele systemów, z których korzystano, bardzo dezorientowało konsumentów i poważnie wpłynęło na ich przyjęcie. W wyniku tego zamieszania i dalszego wzrostu pasma FM zainteresowanie stereofonicznym AM zmalało.

W 1993 roku FCC ogłosiło standardem system C-QUAM Motoroli. Aby zapewnić, że wszystkie amplitunery stereo AM zachowują tę samą jakość dźwięku, National Association of Broadcasters i Electronic Industries Association rozpoczęły program certyfikacji AMAX .

Globalna adopcja

Na początku lat 80. inne kraje, w szczególności Kanada , Australia i Japonia, zatwierdziły i wdrożyły systemy stereo AM. Większość rządów zatwierdziła jeden standard, zwykle C-QUAM firmy Motorola, co znacznie zmniejszyło zamieszanie i zwiększyło adopcję użytkowników.

Po uruchomieniu amerykańskiej pirackiej stacji radiowej Laser 558 u wybrzeży Wielkiej Brytanii pojawiły się zapowiedzi, że wkrótce pojawi się kolejna taka stacja, tymczasowo nazwana Stereo Hits 576, wykorzystująca stereo AM na częstotliwości sąsiadującej z Laserem. Nic nigdy nie wyszło z tego projektu, a 576 kHz zostało przyjęte przez Radio Caroline .

W wielu krajach, w których pasmo AM nadal dominowało, radiotelefony stereofoniczne AM nadal były produkowane i sprzedawane, a stacje nadal nadawały sygnały stereo; ostatnie modele kompatybilne z C-QUAM, które zostały wyprodukowane, to przenośny model Sony Japan SRF-A300, wycofany z produkcji w 2011 roku, oraz tuner Pioneera F-D3 do komponentowego dźwięku, wycofany w 2013 roku.

Aktualny stan

Na całym świecie zainteresowanie i korzystanie ze stereo AM stale spada od lat 90., ponieważ wiele stacji muzycznych kontynuuje przechodzenie na pasmo FM. W rezultacie zdecydowana większość stacji AM nadaje wiadomości/rozmowy lub rozmowy sportowe/sportowe . Wiele stacji, które początkowo zaimplementowały stereofoniczne AM, to stacje czystego kanału o mocy 50 000 W i są bardziej zainteresowane zasięgiem odsłuchu niż dźwiękiem stereo (chociaż nie ma dowodów na to, że użycie stereo AM wpływa na zasięg odsłuchu). W efekcie stacje te nadal posiadają niezbędny sprzęt do nadawania w stereo, ale pozostaje on niewykorzystany (lub przekonwertowany na HD Radio ). Ponadto wiele dawnych stacji stereofonicznych AM zostało wykupionych przez konglomeraty nadawcze, które generalnie zniechęcają do nadawania stereofonicznego AM. W Stanach Zjednoczonych większość stacji obecnie korzystających ze stereo AM jest małych, niezależnych i nadaje różne formaty muzyczne.

  • Stany Zjednoczone: Aby zapoznać się z listą stacji, zobacz Szablon: Stacje radiowe AM Stereo w Stanach Zjednoczonych .
  • Japonia: W latach 1992-1996 16 komercyjnych nadawców w Japonii przyjęło C-QUAM ze względu na wąskie japońskie pasmo FM, które w tym czasie obejmowało tylko 14 MHz (76-90 MHz), w przeciwieństwie do 20,5 MHz używanej w pozostałych świata (87,5-108 MHz). Jednak obecnie dość rzadko można zobaczyć radia AM z funkcją stereo w sklepach AGD w Japonii z powodu spadku liczby stacji stereo AM i ograniczonego dostępnego obszaru, głównie w gęsto zaludnionych obszarach. Od tego czasu 13 z 16 stacji stereofonicznych powróciło do trybu mono, a 11 od początku 2010 r. ( ja:AMステレオ放送), pozostawiając tylko 3 stacje nadające w stereo. Ponadto w 2021 r. podjęto decyzję o przejściu większości komercyjnych stacji AM na FM do 2028 r., ze względu na rozszerzenie pasma FM o 5 MHz (90-95 MHz) w celu zapewnienia przekaźników FM tych stacji.
  • Australia: AM stereo był popularny w Australii, ponieważ AM obejmuje szeroki obszar geograficzny w porównaniu do FM, oprócz przyjęcia przez rząd jednego standardu (Motorola C-QUAM) kilka lat wcześniej niż USA i stosunkowo późnego przyjęcia FM przez Australię ( częstotliwości w paśmie FM były pierwotnie przeznaczone dla telewizji). Od czerwca 2008 żadne stacje AM w Melbourne nie nadawały stereofonii C-QUAM AM. U szczytu popularności w późnych latach 80. większość stacji to zrobiła. Obecnie 4WK jest jedyną stacją, która nadaje AM stereo w Australii.
  • Europa: Po kilku eksperymentach w latach 80. uznano, że AM stereo nie nadaje się do warunków zatłoczonego pasma i wąskich przepustowości związanych z nadawaniem AM w Europie. Jednak stereo Motorola C-QUAM AM jest nadal używana na kilku stacjach we Włoszech i Grecji .
  • Kanada: stereo AM był szerzej stosowany w Kanadzie niż w USA. Mogło to wynikać z decyzji rządu kanadyjskiego o użyciu jednego standardu oraz z licencjonowania stacji kanadyjskiej Komisji Radiowo-telewizyjnej i Telekomunikacyjnej (CRTC) według formatu oraz ich zasad dotyczących hitów/nie-hitów dla FM (stąd więcej stacji muzycznych na AM ). Jednak w przeciwieństwie do USA, niektóre dawne stacje stereofoniczne AM przeniosły się na pasmo FM i całkowicie opuściły pasmo AM zamiast po prostu wrócić do mono.
  • Brazylia: AM stereo był rozważany w latach 90-tych, jednak nigdy nie został wdrożony ze względów ekonomicznych.

Dźwięk przestrzenny

W dniu 26 lutego 2010 roku, KCJJ (AM 1630) w Coralville, Iowa, wyemitowany czterogodzinny Quadraphonic radiową transmisję pokazu Robb Spewak. Program skupiał się na muzyce z ery kwadrofonii w 40. rocznicę premiery tego formatu w Ameryce i został zaprojektowany przez Tab Pattersona. Cała muzyka pochodziła z dyskretnych 4-kanałowych taśm, a następnie została zakodowana w Dolby Pro-Logic II i przesłana za pomocą ich stereofonicznego nadajnika C-QUAM.

Spadek użycia

Stacje radiowe na całym świecie konwertują na różne systemy radia cyfrowego , takie jak Digital Radio Mondiale , DAB czy HD Radio (w Stanach Zjednoczonych). Niektóre z tych cyfrowych systemów radiowych, w szczególności HD Radio, mają „tryby hybrydowe”, które umożliwiają stacji nadawanie standardowego sygnału AM wraz z informacją cyfrową. Chociaż te tryby transmisji pozwalają na standard AM, nie są one kompatybilne z żadnym systemem stereo AM (co oznacza, że ​​oba nie mogą być nadawane w tym samym czasie).

Bibliografia

Zewnętrzne linki