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高清收音机的工作原理

来源:
2023-02-17
类别:基础知识
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文章创建人 拍明芯城

  

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  高清广播承诺更高的质量和更多的电台。 AIRE IMAGES / GETTY IMAGES

  收音机 在过去的80年左右的时间里,并没有太大的变化。最后一件“大事”是在 1960 年代和 70 年代广泛采用频率调制 (FM)。现在,设置了一种新的广播格式,以为您的广播收听体验添加功能: 高清收音机.这项新技术承诺提供更高质量的声音,具有相同带宽的更多电台以及作为数字信号直接传输到收音机的额外信息。然而,HD Radio并非没有批评者,在被认为是成功之前还有很长的路要走。

  当大多数人第一次听说高清广播时,他们通常认为它就像 高清晰度电视,但用于无线电。然而,高清收音机是一种非常不同的技术。与HDTV中的“HD”不同,HD Radio中的“HD”不是“高清”的缩写。 尽管有人说它实际上意味着“混合数字”,但根据 iBiquity,“HD”是一个商标品牌名称,实际上并不代表任何东西[来源: 克鲁奇菲尔德顾问].

  高清广播不会取代传统的无线电广播 - 它将与它一起提供。因此,如果您对HD Radio所提供的内容不感兴趣,则不必担心有一天您值得信赖的立体声接收器会停止接收广播电台。但是,如果您想享受新技术允许的额外功能,则必须购买可以接受和解释高清无线电信号的接收器。

  这些新功能是什么?音质的提高立竿见影。FM无线电频率只能携带一定数量的信息,这就是为什么FM音质被认为低于 光盘 质量。 调幅 (AM) 频率携带的信息更少,这就是为什么几乎所有AM电台都以单声道广播的原因。他们的信号不能携带立体声信息。

  高清无线电通过相同的无线电频率发送更多信息 数字化 信号。然后,计算机可以压缩数字信号,就像MP3是CD上更大的WAV文件的压缩版本一样。数字化允许 FM 电台以接近 CD 质量的声音进行广播,高清广播 AM 电台的声音将与现在的 FM 电台一样好。高清无线电接收器还可以直接在数字传输上归零,消除建筑物的干扰和信号“反射”。结果是清晰的声音,没有任何静电,爆裂或嘶嘶声。

  

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  高清收音机的另一个应用是能够 组 播 同一信号上的多个通道。多播也指互联网路由架构的一种形式,因此高清广播允许的多通道传输可能更准确地描述为 多路复用 (iBiquity选择了术语“多播”)。

  高清无线电信号的额外带宽为在同一频率上运行的完全独立的通道留出了空间。以下是它的工作原理:假设您最喜欢的广播电台是 102.5 FM。当你收看时,你会听到常规广播——经典摇滚。您的高清无线电接收器指示电台正在多播。您转动拨盘以选择备用频道,在那里他们只播放蓝调。或者,您最喜欢的谈话广播电台可能有单独的同步广播,包括新闻和天气,体育谈话和政治评论。­

  目前的高清技术允许在音质开始受到影响之前添加一个额外的音乐通道和三个额外的谈话通道。额外的车站被称为 HD2 工作站.如果高清无线电接收器丢失了数字信号,它将无缝地淡回模拟 FM,直到数字信号返回。

  HD 无线电接收器可以显示与音频信号一起发送的文本数据。这可以采取有关正在播放的音乐或体育、天气或股票更新的艺术家和歌曲信息的形式。

  没有广播电台计划采用全高清。他们将继续广播常规模拟信号以及高清信号,因此在可预见的未来,旧收音机将能够毫无问题地接收AM和FM电台。

  高清无线电信号

  

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  传输模拟立体声信号的 FM 广播电台的射频频谱

  下使用的图像 GNU 自由文档许可证携带模拟AM和FM信号的无线电波可以传达的信息量受到限制,这既是因为波本身的性质,也是由于频段上电台的间距。FM 电台之间相隔 200 kHz,而 AM 电台之间只有 10 kHz。FM 电台的备用频道间距使其可以使用 400 kHz。无线电台广播的信号实际上分散在频率的两侧 上边带和下边带(USB 和 LSB).

  FM 电台之间的较大间距为它们提供了足够的空间来广播更高质量的立体声音频,但不足以播放真正的 CD 质量音频。FM信号可以携带足够的信息来获得更高质量的信号,但它会占用太多带宽,以至于表盘上的电台空间要少得多。

  HD Radio通过压缩数字信号来解决这个问题,因此可以沿着相同数量的无线电带宽发送更多信息。最初,iBiquity使用了一种称为压缩算法的压缩算法。 PAC(感知音频编码).然而,用这种方法压缩的音频导致了对音质差的抱怨,因此在 2003 年,iBiquity 改为 HDC (高清编码),一种不同的压缩方法,可实现更高的音质。

  尽管高清收音机被吹捧为在FM电波上提供CD质量的声音,但数字信号的压缩是一种“有损”方法。这意味着它会丢弃信号中的一些信息,导致原始声音的整体保真度降低。人耳无法察觉到许多丢弃的信息,最终产品听起来可能非常接近CD质量,但从技术上讲,它与CD上的声音不同。

  数字信号捎带在模拟信号上 载波 (发射器发出的波,在表盘上为无线电台提供频率)。还可以添加第三个信号 - 它携带文本数据。这是一个 带内频道 (IBOC) 系统,因为信号搭载在模拟信号上,不会占用额外的带宽。如果系统是 带内相邻信道 (IBAC) 系统,带宽将通过使用附近频道上的空间来增加(如果另一个电台试图在那里广播,则会造成干扰)。

  

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  广播调频广播电台传输高清无线电信号的射频频谱

  下使用的图像 GNU 自由文档许可证

  在电台方面实施高清无线电需要重大修改和升级,费用估计从30 000美元到200 000美元不等[资料来源: 克鲁奇菲尔德顾问 和连线]。由于HD Radio是iBiquity拥有的专有系统,因此电台还必须支付每年5,000美元的许可费。

  高清与卫星广播成本

  HD Radio的主要竞争对手是 卫星广播,它还提供更高质量的声音和广泛的聆听选择。但是,除了接收器的费用外,卫星广播还需要每月支付订阅费。

  因为高清广播是通过无线电波广播的,所以它是免费的 - 不需要每月订阅。起初,许多HD2电台将无广告播放,但随着听众人数的增加,电台将像其标准频道一样插入广告。这些额外的广告收入将帮助电视台支付高清升级和许可费。­

  高清无线电接收器

  

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  高清无线电接收器

  照片由 亚马逊河到目前为止,目前家庭或汽车中的高清无线电接收器数量很少 - 大约100,000台。iBiquity希望在2006年底之前销售四倍。市场渗透率低的一个原因是第一代HD Radio接收器非常昂贵,成本超过1,000美元。今天,你可以花大约200美元买到支持高清收音机的汽车音响,而可以收录高清收音机的家庭影院接收器并不比其他高端接收器贵多少。还有报道称,建伍家用接收器的价格为100美元。

  截至2006年10月, HDRadio.com 据报道,美国有609个电台广播某种形式的高清广播。这些电台中约有一半是多播,很少使用数据投播。

  高清广播并非一帆风顺。除了压缩方法的变化和成本问题外,该技术还必须应对有关FCC决定将其命名为美国数字无线电主要标准的争议,来自其他数字无线电格式的竞争,对声音和接收质量不符合预期的投诉以及对其他信号的干扰问题。

  无线电行业的许多人都担心iBiquity的系统被FCC授予主要地位,因为也许另一种数字无线电格式可以表现得更好。一些人声称,负责决定高清广播应该成为美国主要数字无线电系统的人也是在该技术上投入巨资的人,造成了利益冲突[来源: 有线].

  Eureka-147是一种在欧洲流行的数字广播格式,它使用单独的频段进行数字广播,而不是将数字信号捎带到模拟广播上。有人试图让FCC在美国开放该频段进行数字广播。 卡恩通讯 报告了一种系统的发展,以提供更高带宽的AM无线电,而没有AM频段上的HD Radio面临的许多问题,也不需要新的接收器来收听它。

  虽然HD Radio应该使用与原始模拟电台相同的带宽,但有人抱怨干扰,尤其是AM。AM波在夜间传播得更远,因为波浪在 电离层 (见 为什么有些广播电台在晚上比白天听得更好? 了解更多。因此,FCC不允许在AM电台夜间进行高清广播。在白天,相邻的电台不允许以高清广播,因为它们会产生太多干扰。即使在 FM 频段上,数字信号有时也会在相邻频道上产生可听见的声音,特别是对于试图调谐远距离 FM 信号(称为 DXing).

  那些购买了高清无线电接收器的人报告了一些问题。有时,音频压缩会导致音质明显降低。一些广播电台没有正确处理其数字传输信号,导致声音失真。有时,数字信号的音量或时序与模拟版本不同,导致接收器必须在两者之间切换时出现问题[来源: 克鲁奇菲尔德顾问].其他用户发现数字信号难以调谐,多播严重影响音频质量,或者在高清广播中广播的电台会损失模拟信号的质量。

  有关高清广播和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

  成本和高清与卫星

  HD Radio的主要竞争对手是 卫星广播,它还提供更高质量的声音和广泛的聆听选择。但是,除了接收器的费用外,卫星广播还需要每月支付订阅费。

  因为高清广播是通过无线电波广播的,所以它是免费的 - 不需要每月订阅。起初,许多HD2电台将无广告播放,但随着听众人数的增加,电台将像其标准频道一样插入广告。这些额外的广告收入将帮助电视台支付高清升级和许可费。

  常见问题

  高清收音机是免费的吗?

  是的,高清收音机是免费的。广播公司可以选择付费提供额外的内容和功能,但核心高清广播技术是免费的。


责任编辑:David

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标签: 高清收音机

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