Vintage High Fidelity - 1965
Ortofon Pick-up arm

 

Stereoradio i Europa
Civilingeniør P. Heiberg
Publiceret i Populær Radio og TV, september 1965

Medens man inden for den Europæiske Radiounion slås bravt om, hvilket farvefjernsynssystem man vil anbefale som europæisk standard, er der mere enighed om princippet for stereoudsendelse over kun én sender. Nogen egentlig standard er der ikke vedtaget, men unionen har rekommenderet sine medlemmer kun at anvende pilottonesystemet, således som det anvendes i USA (FCC_systemet*). Til dato er der mere end en snes stereosendere i 7 europæiske lande i drift, og alle sender efter dette system.

At man endnu ikke har vedtaget en endelig norm for disse udsendelser skyldes, at der stadig er en del problemer med pilottonesystemet, man ønsker at undersøge, samt at man stadig ønsker at holde døren åben for nye forslag og forbedringer. Inden vi dog kommer ind på mere konkrete ting, skal vi kort repetere FCC-systemets virkemåde.


Figur 1, De to muligheder for optagelse af stereoprogrammer


FCC-systemet

Stereosignalet fås ved at anvende to mikrofoner i studiet, således som vist på fig. 1. Der er, som det ses, to muligheder afhængigt af de benyttede mikrofoners retningsegenskaber. A- og B-signalerne kaldes henholdsvis venstre- og hejresignalet, medens M- og S-signalerne benævnes sum- og differenssignalet. Det ene sæt signaler kan frembringes at det andet rent elektrisk i et såkaldt matriksnetværk.

Af fig. 1 ses, at M-signalet svarer til det monofone signal, man vil få ved anvendelse at én mikrofon ved almindelige mono-optagelser. I FCC-stereosignalet indgår M-signalet derfor som et normalt monofont lavfrekvenssignal med frekvensområdet 40 Hz til 15 kHz, således som vist på fig. 2, medens S-signalet ved hjælp at en bærebølge på 38 kHz flyttes op i frekvensområdet 23 til 53 kHz (AM-modulation). Selve bærebølgen undertrykkes, da senderens rækkevidde ellers vil blive betydeligt mindre ved stereoudsendelser end ved monofone udsendelser. Dersom en optagelse foregår efter A-B-systemet, må disse signaler først omdannes til M-S-eignaler, før stereosignalet kan dannes.

Fig. 2 viser det færdige FCC-stereosignal, som det ser ud umiddelbart før, det moduleres ind på senderens bærebølge. Udover de nævnte frekvensområder sendes også en pilottone på 19 kHz. I USA anvendes yderligere frekvensområdet omkring 67 kHz til abonnentmusik (SCA-music = store cast music).


Figur 2, Stereosignal efter FCC-Standard


I modtagerens diskriminator gendannes stereo-lavfrekvenssignalet, men en almindelig monofon modtager vil ikke være i stand til at modulere S-signalet. Dette vil blot optræde som nogle høje toner på over 23 kHz, som altså ikke er hørlige, og som formodentlig heller ikke forstærkes at den efterfølgende lavfrekvensforstærker. Man vil kort sagt kun høre M-signalet, der som nævnt svarer til den monotone udgave at optagelsen.

I stereomodtageren sker derimod en demodulering af S-signalet, således at man ud fra M- og S-signalerne kan danne A- og B-signalerne, der tilføres henholdsvis venstre og højre højttaler. For at stereomodtageren (dekoderen) kan danne S-signalet, skal den først genskabe bærebølgen på de 38 kHz i korrekt fase, idet denne jo ikke udsendes fra senderen. Til hjælp herfor udsendes en pilottone (eller et synkroniseringssignal om man vil) på 19 kHz, således at man ved en frekvensdobling får den ønskede 38 kHz bærebølge med korrekt fase.

I det følgende skal nævnes nogle at de ting, man har beskæftiget sig med inden for Radiounionen i den forløbne tid.

Interferensfænomener

Det siger næsten sig selv, at det komplekse stereosignal er mere følsomt overfor forstyrrelser af forskellig art end et almindeligt monofont signal. Således har det vist sig, at kraftig forvrængning opstår, når mere end ét signal når frem til modtagerens diskriminator. En sådan interferens kan enten opstå, ved at andre sendere sender på nabokanalerne eller samme frekvens som den forstyrrede station, eller ved at det samme signal når modtageren af flere ikke lige lange veje. Forvrængningen skyldes intermodulation mellem signalernes forskellige dele, men det har vist sig, at følgende to forholdsregler forbedrer modtagelsens kvalitet væsentligt:

  1. Der indsættes et filter efter diskriminatoren, som bortskærer alle frekvens- komponenter, der ligger uden for de på fig. 2 viste frekvensområder, altså fra 15 til 23 kHz, dog ikke pilottonen, og alt hvad der ligger over 53 kHz.
  2. Der indsættes en særlig begrænser for pilottonen, således at dekoderen får pilottonen tilført med konstant (AM-modulationsfrit) niveau.

Endvidere vil anvendelse af mere retningsbestemte antenner end nødvendigt ved almindelig FM-modtagning have en gunstig virkning på dette forhold. Det skal dog bemærkes, at det kun vil være i ekstreme tilfælde, at en eller flere af disse forholdsregler vil være nødvendige for opnåelse af tilfredsstillende kvalitet.

Ved planlægning af sendefrekvenser sørger man for, at feltstyrken fra den ønskede sender indenfor dækningsområdet er et vist antal dB større end feltstyrken fra andre sendere på samme frekvens eller nabofrekvenser. Ved stereoudsendelser skal disse tal være 10 til 15 dB større end ved monoudsendelser for at give forstyrrelsesfri modtagning, hvilket eventuelt kan betyde, at antallet af sendere inden for et givet område må gøres større end ved monofon dækning af området.

Forbudt område i FM-båndet

Det har vist sig, at frekvenser i omegnen af 96,3 MHz er ugunstige for stereoudsendelser, idet indgangssignalet sammen med den 9. harmoniske af mellemfrekvensen (9 x 10,7=96,3 MHz) i standardmodtagere vil give interferens, som vil forringe gengivelsen. Et resultat heraf bliver formodentlig, at man undgår at placere stereosenderne i området 95,9 til 96,7 MHz.

Varianter af FCC-systemet

Man har undersøgt muligheden for at sende S-signalet som et enkeltsidebåndssignal. Dette synes dog ikke at give afgørende fordele frem for FCC-systemet.

Derimod har den svenske Telestyrelse udviklet apparatur til et system, der åbner videre perspektiver end FCC-systemet, selv om det formodentlig ikke kan anbefales som et system for stereoudsendelse.

FCC-systemet giver i praksis en vis krydstale mellem M- og S-eignalerne, svarende til en separation på 25 til 35 dB, hvilket er fuldt tilstrækkeligt til stereoudsendelser, men ikke til udsendelse af to uafhængige programmer. Det svenske system tager direkte sigte på at opnå en tilstrækkelig separation til dette formål, da det naturligvis både økonomisk og frekvensmæssigt vil være en stor fordel at kunne udsende to programmer fra hver FM-sender.

Det svenske stereosignal er opbygget som vist på fig. 3. M-signalet indgår på normal måde med frekvensområdet 40 Hz til 15 kHz. S-signalet derimod FM-moduleres ind på en bærebølge på 31,25 kHz, som er det dobbelte af liniefrekvensen for fjernsynstransmission. Da S-signalets signal-støjforhold bliver væsentligt ringere (størrelsesordnen 30 dB) end M-signalets, må førstnævnte for at give samme gengivelseskvalitet som M-signalet komprimeres på sendersiden til et dynamiktal i dB, der er det halve af det ukomprimerede signals dynamik. En modsvarende dynamikekspansion finder sted på modtagesiden i dekoderen.


Figur 3, Stereosignal efter Telestyrelsens system


Det opbyggede apparatur har vist sig at give en separation mellem de to kanaler på 50 til 60 dB, hvilket er tilstrækkeligt for to-kanaloverførsel. Til gengæld er kvaliteten af stereoprogrammer en del forringet, ligesom dynamikændringerne komplicerer apparaturet i forhold til FCC-systemet.

Alt i alt må man sige, at der indtil nu ikke er fremkommet systemer, der har afgørende fordele frem for FCC-systemet, ligesom der heller ikke har vist sig alvorlige ulemper ved dette system.

Mørch pladespiller

 

Ny Delphon pladespiller

 

B&O 15º pick-up

Det var overingeniør E. Rørbæk Madsen, som for et par år siden foreslog - og fik antaget - en international standard for 15º for den verticale skærevinkel ved indspilning af grammofonplader. Tidligere havde denne skærevinkel varieret stærkt, hvilket medførte, at alle pick-ups ikke kunne afspille all grammofonplader med lige godt resultat. Idag er 15º  skærevinkel international standard - og findes naturligvis på de verdensbrømte B & O diamant pick-ups.

 

J.B. Lansing højttalere