Stereo op de FM band
met een multiplex decoder
MPX
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Radio » Stereo decoder

De eerste tests met stereo-uitzendingen gebeurden al voor de tweede wereldoorlog. Men gebruikte twee zenders op nabijgelegen frekwenties en twee ontvangers. Dit systeem werd nooit een succes, omdat men twee radio-ontvangers nodig had. Het systeem werkte op de middengolf (AM) en de geluidskwaliteit was niet optimaal.

Maar voor we de stereo-decoders uitleggen, misschien een paar voorbeelden van mono-radio ontvangers (toestellen met buizen, draagbare radios met buizen en uiteindelijk transistorradios).

-

-

Index frekwentiemodulatie
 
Na de tweede wereldoorlog ging men FM (frekwentie-modulatie) gebruiken, waardoor men eindelijk een betere geluidskwaliteit kon bekomen. De gebruikers willen nu ook stereofonie, als het systeem compatibel kan worden gemaakt zodat alle ontvangers het signaal kunnen weergeven. Indien aan deze voorwaarde niet voldaan kan worden zou het systeem door het publiek verworpen worden.


Het stereo-signaal: links en rechts


Het multiplexsignaal in het blauw


Het mono-signaal dat uit het multiplexsignaal afgeleid wordt

Het audio-signaal van een FM ontvanger is van goede kwaliteit (zeker in vergelijking met het signaal op de AM banden). De bandbreedte gaat van 30 tot 18kHz (in mono) en het is zelfs mogelijk stereo te versturen zonder dat de compatibiliteit verloren gaat. Bij het ontstaan van kleuren-televisie heeft men ook gekozen voor een systeem dat compatibel was met de bestaande zwart-wit televisietoestellen.

geschiedenis van de stereo

Stereo op de middengolf - raar maar waar!

Schakelingen van stereo-decoders

De eerste figuur toont ons het aangeboden audio-signaal met het linkse en rechtse kanaal (kies zelf je kleuren).

Om het signaal in stereo te versturen zal men alternerend een stukje links en een stukje rechts uitzenden. De omschakelfrekwentie ligt zo hoog (38kHz) dat die niet hoorbaar is.

De tweede figuur toont het multiplexsignaal dat naar de zender verstuurd zal worden. Vaak gebruikt men de afkorting MPX in schemas. Als beide kanalen hetzelfde signaal doorsturen is er geen 38kHz draaggolf zichtbaar. Als de kanalen een signaal in tegenfase versturen is de draaggolf maximaal.

Ontvangers met een stereo-decoder zullen het linkse en het rechtse deel splitsen en naar de juiste luidspreker sturen. Voor het versterkt wordt gaat het gedemoduleerd signaal door een laagdoorlaatfilter om de omschakelpulsen (harmonische frekwenties) te onderdrukken.

Ontvangers zonder stereo-decoder zien het multiplexsignaal niet, en geven enkel het laagfrekwent geluidssignaal weer (30Hz - 15kHz), dit is de derde figuur. Het mono signaal is in feite het sterk gefilterde multiplexsignaal. Men merkt dat in bepaalde gevallen delen van het oorspronkelijk signaal verloren gaat als de sqtereo opname niet volgens de regels is gebeurd (dit wordt uitgelegd op de pagina geschiedenis).

Voor het synchroniseren van de omschakeling tussen L en R gebruikt men een piloottoon die de halve frekwentie van de multiplexfrekwentie is (19kHz). Deze frekwentie is ideaal gelegen boven de audio-band (30Hz - 15kHz) en onder de multiplexband (23 - 53kHz). De piloottoon kan dus niet gestoord worden zelfs als die met een lager vermogen uitgestuurd wordt (10% modulatie).

Als de piloottoon aanwezig is wordt de multiplexdecoder ingeschakeld, anders worden die niet gebruikt. In de ontvanger wordt de piloottoon verdubbeld in frekwentie om de demultiplexer aan te sturen (synchrone demodulator).

Na de demodulator plaatst men een laagdoorlaatfilter om schakelgeluiden te onderdrukken (deze vallen trouwen volledig buiten de gehoorband).

Om ruis te verminderen zal men de hoge tonen versterken bij de uitzending, en verzwakken bij de ontvangst. De ruis is aanwezig op alle frekwenties, maar is meer hoorbaar in de hoge tonen. Deze correctie wordt vaak toegepast: vinylplaten, audiocassettes en zelfs de eerste CD's hadden een zogenaamde pre-emphasis die gecorrigeerd moest worden door een de-emphasis.

De bandbreedte van een stereo-FM uitzending is ongeveer 100kHz. Men voegt een beetje reserve toe om mogelijke storing van een sterkere zender te vermijden, zodat men een FM-bandbreedte van 2×150kHz bekomt: de zenders liggen op een afstand van 300kHz van elkaar. Op digitale tuners is de stapgrootte 50kHz om in alle landen gebruikt te kunnen worden (bepaalde landen gebruiken een andere stapgrootte).

Het laagste gedeelte van de bandbreedte (30Hz - 15kHz) wordt ingenomen door het monosignaal L+R. Dit is het enige signaal die mono-ontvangers kunnen weergeven, de hogere frekwenties worden gefilterd. In de jaren 1950 hadden bepaalde mono tuners een zogenaamde "MPX" uitgang dat niet gefilterd was, dit signaal werd dan naar een aparte stereo-decoder gestuurd.

De piloottoon zit op 19kHz.

Tussen 23 et 53kHz hebben we het stereo-signaal L-R. De draaggolf is onderdrukt.

Nog hoger hebben we het RDS signaal, dat digitaal is. De draaggolf is 57kHz, dus driemaal de piloottoon. Hier ook is de draaggolf onderdrukt want men maakt gebruik van de piloottoon.

Het grafiek toont ons de effektieve bandbreedte bij een normale ontvangst. Er zijn relatief meer bassen dan hoge tonen en er is ruis aanwezig op alle frekwenties. De ontvangst op een electronica werkplaats is meestal niet goed wegens de taltijke storingsbronnen.

Stereo bij televisie
(A2 stereo, Zweikanalton)

Eind jaren 80 had men ook stereo op de televisie (toen de radio al 30 jaar stereo was). In afwachting werden er simultane uitzendingen op de radio gedaan (bij concerten en dergelijke), met de FM-radio die een volledig stereo signaal voorzag. Tegenwoordig is een simultane uitzending via televisie en radio niet meer mogelijk vanwege de verschillende digitale vertragingen tussen radio en televisie (looptijdverschillen tussen beeld en klank).

Bij analoge televisie gebruikte men twee onafhankelijke draaggolven om beide signalen door te sturen. Het voordeel is dat de kanaalscheiding zo goed is, dat men twee verschillende audioprogramma's kan doorsturen (bijvoorbeeld een tweede taal). De eerste draaggolf wordt bij alle televisieuitzendigen gebruikt. De frekwentie van de tweede draaggolg is zodanig gekozen dat er geen interferentie kan zijn met de beeldinhoud (interferenties die zouden optreden heffen elkaar op van raster tot raster).

Volgende mogelijkgeden zijn beschikbaar:

Mono uitzending
Het tweede kanaal wordt niet uitgezonden.
Stereo
De eerste draaggolf bevat het L+R signaal (om compatibel te zijn met mono-toestellen), de tweede draaggolf bevat het rechter kanaal (en niet L-R)
Tweetalig
De eerste draaggolf bevat de hoofdtaal, de tweede draaggolf de tweede taal.
Een piloottoon op de tweede draaggolf geeft aan of het een stereo of tweetalige uitzending betreft.

Nicam stereo

Bij Nicam stereo bevat een tweede draaggolf het volledige audiosignaal in digitale vorm, naast de eerste FM draaggolf die blijft bestaan (compatibiliteit met bestaande ontvangers). Analoge en digitale stereo zijn niet simultaan mogelijk. Televisies met een analoge stereo decoder vioelen terug op mono toen nicam gebruikt werd.

PublicitÚs - Reklame

-