Кіріспе
Орта толқынға арналған стерео модуляция жүйесі. AM стерео – бұл стандартты AM қабылдағыштарымен үйлесімді түрде AM жолағында стерео дыбысты радио арқылы таратудың бір-бірімен үйлесімсіз әдістерінің жиынтығына берілген термин. Жүйелердің екі негізгі түрі бар: тәуелсіз бүйірлік жолақты (ISB) жүйелер, оны негізінен американдық хабар тарату инженері Леонард Р. Кан ұсынды; және квадрат амплитудалық модуляция (QAM) мультиплекстеу жүйелері (концепциялық тұрғыдан FM стереоға жақын). 1980-ші жылдардың ортасы мен соңында көптеген коммерциялық AM хабар таратушылары тарапынан бастапқыда қабылданған AM стерео хабар таратуы, қабылдағыштардың жетіспеуіне байланысты (көптеген "AM/FM стерео" радиолары FM-де ғана стерео режимінде қабылдайды), музыкалық хабар таратушылардың FM-ге көшуі, қалған станциялардың меншігінің ірі корпорациялардың қолына шоғырлануы және жаңалықтар/әңгімелер немесе спорттық хабар тарату артықшылығына байланысты музыканың алынып тасталуы салдарынан тез төмендеді. 2001 жылға қарай, бұрынғы AM стерео хабар таратушылардың көпшілігі енді стерео емес немесе AM жолағынан толығымен шығып кетті.
Тарих
Стерео AM радиосының алғашқы тәжірибелері екі бөлек станцияны (екі AM немесе кейде бір AM және бір FM) сол және оң аудио арналарын таратуды қамтыды. Бұл жүйе өте қолайлы емес еді, себебі тыңдаушы екі бөлек қабылдағышты пайдалануға мәжбүр болды. Синхронизация қиындық тудырып, көбінесе екі арна арасында "пинг-понг" эффектісіне әкеліп соқты. Екі станция арасында қабылдау да әртүрлі болуы мүмкін еді, сондай-ақ көптеген тыңдаушылар қабылдағыштардың үйлесімсіз үлгілерін қолданды. Екі станциямен жасалған алғашқы тәжірибелерден кейін, стандартты AM қабылдағыштарымен үйлесімді стерео сигналды тарату үшін бірнеше жүйелер ойлап табылды. FM стерео алғаш рет 1961 жылы жүзеге асырылды. АҚШ-та FM 1970-ші жылдардың соңы мен 1980-ші жылдардың басында AM-ді басып озды және басты радио тарату диапазоны болды.
Уақыт шкаласы
1924: WPAJ (қазіргі WDRC) Нью-Хейвен қаласынан, Коннектикут штатынан екі таратушыны пайдалана отырып, стереомен хабар таратты: бірі 1120 кГц, екіншісі 1320 кГц жиілігінде. Дегенмен, моно тыңдаушылар үшін үйлесімділікті сақтау мақсатында стерео бөлінуі нашар болды. 1950 жылдары бірнеше AM стерео жүйелері ұсынылды (соның ішінде бастапқы RCA AM/FM жүйесі, кейін 1970 жылдары Belar жүйесіне айналды), бірақ FCC AM әлі де FM-нен басымдық танытқандықтан, ешқандай стандартты бекітпеді. 1960: AM стерео алғаш рет XETRA AM, Тихуана, Мексикада Kahn тәуелсіз жақ жолақты жүйесін қолдана отырып көрсетілді. 1963: WHAZ сегіз AM стансасында, әрбір арнада төрттен стерео бағдарламасын жүргізді. 1980: Бес жүйені бес жыл сынақтан өткізгеннен кейін, АҚШ Федералдық коммуникация комиссиясы (FCC) Magnavox жүйесін ресми AM стерео стандарты ретінде таңдады. FCC жүргізген зерттеулер бірден кемшіліктері мен толық еместігі үшін айыпталады. 1982: Бірқатар сот процестері мен айыптаулардан кейін FCC нарық шешім қабылдауына мүмкіндік берді және саяси себептермен Magnavox сертификатын AM стерео стандарты ретінде жойды. Belar қабылдағыштағы бұрмалану мәселелеріне байланысты AM стерео жарысынан шығып қалды, ал Motorola C QUAM, Harris Corporation, Magnavox және Kahn/Hazeltine тәуелсіз жақ жолақты жүйелері қалып қойды. 1984: General Motors, Ford, Chrysler және бірқатар импорттық автокөлік өндірушілері 1985 модельдік жылдан бастап автомобильдерге C QUAM AM стерео қабылдағыштарын орната бастады. Harris Corporation өз AM стерео жүйесінен бас тартып, C QUAM-ді қолдауға көшті (Harris C QUAM жабдықтарын бүгінге дейін өндіріп келеді). 1985: Австралияда C QUAM стандартымен AM стерео хабар тарату ресми түрде басталды. 1988: Канада және Мексика AM стерео үшін C QUAM стандартын қабылдады. 1992: Жапония AM стерео үшін C QUAM стандартын қабылдады. 1993: FCC C QUAM-ді АҚШ-тағы станциялар үшін AM стерео стандарты етіп бекітті, сондай-ақ AM кеңейтілген диапазонына (1610–1700 кГц) көшуді сұраған радиостанцияларға «стерео басымдығы» құқығын берді, бірақ бұл станциялар стереомен хабар таратуға міндетті болған емес. 1993: AMAX сертификаттау бағдарламасы басталды. Бұл жоғары сапалы AM радио қабылдағыштары үшін ресми өндіріс стандартын белгілеу мақсатында жасалды, күшті сигналдарды жоғары сапамен қабылдау үшін кеңірек аудио жолағы және опционалды C QUAM AM стерео мүмкіндігі болды. Sony, General Electric, Denon сияқты компаниялардың AMAX қабылдағыштары мен отандық және жапондық автокөлік өндірушілерінің AMAX сертификатталған автомагнитолалары болғанына қарамастан, көптеген электроника өндірушілері өз радиоларында қымбат AMAX тюнерлік дизайнын енгізуге құштарлық танытпады, сондықтан көптеген AM радиолары бүгінгі күні шектеулі сапамен моно форматта таратылады. 2006 жылдан бері: AM стерео HD радиоға арналған қабылдағыштарда C QUAM декодтауын қолдау арқасында жаңа өмірге ие болды. Бұл жаңа цифрлық радиолар AM стерео сигналдарын қабылдайды, бірақ AM таратушылар қазір 10 кГц аудио жолағымен шектелген, ал HD қабылдағыштар C QUAM стереосын декодтау кезінде сол және оң арналарды ауыстырады.
Телерадио хабарларын тарату жүйелері
Magnavox PMX, Harris Corporation V CPM және Motorola C QUAM (үйлесімді – квадратуралық амплитудалық модуляция) жүйелерінің барлығы тасымалдаушының фазасы мен амплитудасын модуляциялауға негізделген, стерео ақпарат фазалық модуляцияланған бөлікке орналастырылған, ал стандартты моно (L+R) ақпараты амплитудалық модуляцияда сақталған. Бұл жүйелердің бәрі де ұқсас (бірақ толыққанды үйлесімді емес) тәсілдермен жұмыс істеді. Harris Corporation компаниясының бастапқы жүйесі кейіннен станция стерео режимінде екенін көрсету үшін Motorola C QUAM пилоттық тонына сәйкес өзгертілді, осылайша ол барлық C QUAM қабылдағыштарымен үйлесімді болды.
Харрис жүйесі
Бұл жүйе, V CPM (Variable Angle Compatible Phase Multiplex) деп аталады, және оны радио/телевизиялық таратушыларды ірі өндіруші Harris Corporation әзірледі. Ол шамамен 1 кГц жиілікпен модуляцияланған сол минус оң компонентін қамтиды. Харрис – 2014 жылы Gates Air деп аталған, пионерлік Gates радио желісінің мұрагері. Харрис жүйесі ақырында C QUAM стандартымен үйлесімді пилоттық сигналды өзгертті, C QUAM көбірек танымал болғаннан кейін және FCC оны мақұлдағаннан соң. Канаданың Онтарио штатындағы Виндзор қаласындағы (сондай-ақ жақын орналасқан Мичиган штатының Детройт қаласын да қамтитын) CKLW станциясы Харрис AM стерео форматында хабар тарататын алғашқы станциялардың бірі болды. Харрис жүйесі қазіргі уақытта бастапқы түрінде қолданылмайды.
Magnavox жүйесі
Бұл жүйені электроника өндіруші Magnavox компаниясы әзірледі. Бұл фазалық модуляция жүйесі. 1980 жылы FCC оны бастапқыда AM стерео стандарты деп жариялаған, бірақ кейіннен FCC станцияларға кез келген жүйені таңдау еркіндігі берілді. Харрис жүйесі сияқты, ол 1980-ші жылдары танымал болды, алайда көптеген станциялар стерео хабар таратуды тоқтатты немесе уақыт өте келе C QUAM жүйесіне көшті. 1190 WOWO Форт-Уэйн, Индиана штатындағы (сол кездегі) 50,000 ватт қуатты, таза арналы Magnavox компаниясының бас станциясы болды.
Motorola C-QUAM
C QUAM негізінен екі таралғышты радио жабдықтарын ұзақ жылдар бойы өндіріп келген Motorola компаниясымен әзірленді және насихатталды. 1980 жылдардың соңында ол басым жүйеге айналып, 1993 жылы FCC ресми стандарт деп жариялады. АҚШ-тағы көптеген станциялар стерео хабар таратуды тоқтатса да, олардың көпшілігі әлі де қажетті жабдықтарға ие. C QUAM әлі де Канада, Жапония және Австралия сияқты ресми стандарт деп жарияланған әлемнің басқа да аймақтарында танымал. C QUAM қоздырғышы AM хабар таратушысындағы кристаллдық кезеңді алмастырады. C QUAM сигналы L+R және L-R аудио ақпаратынан тұратын фазалық модуляцияланған бөліктен және амплитудалық модуляцияланған L+R (моно) бөлігінен құралады. C QUAM – бұл квадраттық модуляцияның өңделген түрі, себебі фазалық модуляцияланған аудио L+R және L-R бөліктерінен тұрады, олар бір-біріне қатысты 90 градусқа модуляцияланады. АМ стереоның C QUAM әдісі, аты айтып тұрғандай, моно AM радиоларымен 100% үйлесімді болуының себебі – L+R аудиосын сигналдың фазалық модуляцияланған бөлігіне қосу. Бұл техника негізгі L-R квадраттық модуляция тәсілімен тек сол немесе тек оң аудио таратылған кезде туындайтын бұрмалану мәселесін шешеді. C QUAM-ды Хан Хазельтин жүйесінің авторы Леонард Кан ұзақ уақыт бойы өзінің жүйесіне қарағанда нашар деп сынап келді. Бірінші буын C QUAM қабылдағыштары аспан толқыны арқылы алынған станцияларды тыңдағанда "платформа қозғалысы" әсерінен зардап шекті. Motorola компаниясының кейінгі жетістіктері платформа қозғалысы әсерін азайтып, аудио сапасын және стерео ажыратымдылығын арттырды, әсіресе 1990 жылдары AMAX сертификатталған қабылдағыштарда.
Қаң-Хезлтин
Кан Хазельтин жүйесі, сондай-ақ ISB деп аталады, американдық инженер Леонард Р. Кан және Хазельтин корпорациясымен әзірленген. Бұл жүйе мүлдем басқа принципке негізделген – тәуелсіз түрде модуляцияланған жоғарғы және төменгі бүйірлік жолақтарды пайдалану. Жүйені қолданатын станция дұрыс декодталғанда ең жақсы дыбыстайтын болса да, стерео эффектісіне жету үшін екі стандартты AM радиосын (біреуін негізгі тасымалдаушы жиілігінен жоғары, екіншісін төмен) пайдалануға болады. Бірақ мұндай жағдайда стерео бөлінуі және сапасы дұрыс Кан жүйесінің AM стерео қабылдағышымен салыстырғанда нашар болады. Кан жүйесін қолданған ең танымал станциялардың бірі – 890/WLS, Чикаго. WLS кейін моноға қайта оралғанға дейін Motorola C QUAM жүйесін пайдаланды. Дегенмен, Кан жүйесі 5 кГц-тен жоғары жиілікте стерео бөлінуінің төмендеуінен зардап шекті (7 кГц-те бөліну мүлдем болмайды, ал FM стерео 15 кГц-те 40 дБ немесе одан да көп бөлінуге ие). Сондай-ақ, бағытталған AM станцияларындағы радио антенна массивінің (көптеген түнгі және кейбір күндізгі станцияларда кездесетін) жиілік диапазоны 20 кГц АМ арнасының барлық жиілігінде тегіс болуы керек еді. Егер массивтің бір жағындағы реактивтілігі жоғары болса (бұл тұрақты толқын коэффициентінің жоғарылауына әкеледі), онда бұл арнаның дыбыстық жауабына және, демек, стерео сигналға әсер етеді. Сонымен қатар, Кан өзінің дизайнына радио қабылдағыштарын өндірушілерге лицензия беруден бас тартты. Бірақ Sony, Sansui және Sanyo сияқты компаниялар көп жүйелі қабылдағыштарды өндірді, олар төрт AM стерео жүйесінің кез келгенін қабылдай алатын. Дегенмен, бұл жүйе 1980-ші жылдардың соңына дейін C QUAM жүйесімен бәсекелесе алды және Кан Motorola жүйесінен артықшылықтарын жиі айтты. Кан Motorola жүйесі FCC эмиссиялық енінің талаптарына сәйкес келмейді деп талапшақы берді, бірақ сол кезде C QUAM АҚШ-та AM стерео үшін жалғыз стандарт деп жарияланды. Кейін Канның AM стерео дизайны монофониялық қолдану үшін қайта жаңартылды және Power Side жүйесінде пайдаланылды, онда бір бүйірлік жолақтағы сигналдың төмендеуі жабылу аймағын және дыбыс күшін арттыру үшін қолданылды, әсіресе бағытталған антенна массивтерімен. Power Side, Леонард Кан ұсынған және бірнеше AM станцияларында қолданылатын жаңа цифрлық жүйе – CAM D (Compatible AM Digital) жүйесінің негізі болды. Кан қабылдағыш чиптері жоғары жиілікті (әлемдік диапазонды) қабылдағыштарды синхронды анықтау технологиясымен қамтамасыз етудің арзан тәсілі ретінде де қолданылды.
Беларус жүйесі
Беларо жүйесі WJR сияқты шектеулі станцияларда қолданылды. Белар жүйесі, бастапқыда 1950 жылдары RCA компаниясында жасалған, қарапайым FM/AM модуляциялық жүйе болды. Бұл жүйеде әлсіретілген L R сигналы тасымалдаушы жиілігін модуляциялап, орталық жиіліктен +/- 320 Гц шамасында ауытқыды (400 мкс алдын ала баса назармен), ал L+R сигналы әдеттегі "жоғары деңгейдегі" AM модуляциясын жасады (соңғы сатыда лампа қолданылатын хабар таратушыларда бұл пластинкалық модуляция деп аталады, онда аудио сигнал лампаның пластинкалық кернеуіне беріледі; ал қатты күйдегі хабар таратушыларда төмен қуат деңгейлерінде тиімдірек түрлі техникалар қолданылады). Белар жүйесі (сол аттас компаниямен) конструкциялық мәселелерге байланысты тоқтатылды, бірақ оны іске асыру басқа жүйелерге қарағанда әлдеқайда оңай болды. Белар және Кан жүйелері платформалық қозғалысқа ұшырамады (платформалық қозғалыс – стерео баланстың бір жақтан екінші жаққа, содан кейін ортаға қарай ауысуы), бірақ төмен деңгейлі жиілік модуляциясы L және R арналарын толық бөлуге мүмкіндік бермеді.
Құрама Штаттардағы асырап алу
1975 жылы Федералды байланыс комиссиясы (FCC) бес бәсекелес стандарттың қайсысы таңдалатынын анықтау үшін бес жылдық сынақтарды бастады. Сынақ кезеңінің соңында Беларус жүйесінен бас тартылды. 1980 жылы FCC Magnavox жүйесі стандарт болады деп жариялады. Бұл жариялау қатты сынға ұшырап, бірнеше сот процесіне әкелді. 1982 жылдың 4 наурызында FCC Magnavox стандартына қолдауын кері алып, нарық шешім қабылдауына рұқсат берді, яғни барлық төрт стандартқа да жол берілді. 1982 жылғы шешімнен кейін көптеген станциялар төрт стандарттың бірін енгізді. Бастапқыда барлық жүйелер бәсекеге қабілетті болды, бірақ 1980-ші жылдардың соңына қарай Motorola C QUAM станциялар мен қабылдағыштардың көп бөлігін иеленді. Осы кезеңде Harris Corporation өз жүйесінен бас тартып, C QUAM-ды қолдады. Осы уақыт ішінде радио өндірушілер бір жүйені ғана декодтейтін немесе барлық төрт жүйені декодтейтін қабылдағыштар жасады. Қолданылған көптеген жүйелер тұтынушыларды шатастырып, тұтынушылардың қабылдауына елеулі әсер етті. Осы шатасудың және FM жолағының үнемі өсуінің нәтижесінде AM стереоға қызығушылық азайды. 1993 жылы FCC Motorola-ның C QUAM жүйесін стандарт деп жариялады. Барлық AM стерео қабылдағыштардың бірдей дыбыс сапасын сақтауын қамтамасыз ету үшін Ұлттық хабар таратушылар қауымдастығы және Электрондық өнеркәсіптер қауымдастығы AMAX сертификаттау бағдарламасын іске қосты.
Әлемдік қабылдау
1980 жылдардың басында басқа елдер, ең әйгілісі Канада, Австралия және Жапония AM стерео жүйелерін бекітіп, енгізді. Көптеген үкіметтер әдетте Motorola-ның C QUAM стандартын қабылдады, бұл шатасуды азайтып, қолданушылардың қабылдау деңгейін арттырды. Ұлыбритания жағалауында американдық "Лазер 558" кемелік пираттық радиостанциясы іске қосылғаннан кейін, "Лазерге" жақын жиілікте AM стереоды пайдаланатын, шамамен "Stereo Hits 576" деп аталатын тағы бір станцияның жақын арада ашылатыны туралы хабарландырылды. Алайда, бұл жоба іске аспады және 576 кГц жиілігі Radio Caroline радиостанциясына берілді. Көптеген елдерде AM толқыны әлі де басым болғандықтан, AM стерео радио қабылдағыштарын өндіру және сату жалғасты, радиостанциялар стерео сигналдарды таратуын тоқтатпады. C QUAM стандартына сәйкес шығарылған соңғы үлгілер – Sony Japan компаниясының 2011 жылы өндірісі тоқтатылған SRF A300 портативті қабылдағышы және Pioneer компаниясының 2013 жылы өндірісі тоқтатылған компоненттік аудио жүйесіне арналған F D3 тюнері болды.
Ағымдағы жағдай
Әлемде AM стерео дыбысына қызығушылық пен қолдану 1990 жылдардан бері тұрақты түрде төмендеп келеді, себебі көптеген музыка станциялары FM диапазонына көшуді жалғастырды. Нәтижесінде, AM станцияларының басым көпшілігі жаңалықтар/талқылаулар немесе спорт/спорттық талқылаулар форматын таратады. AM стерео дыбысын бастапқыда іске асырған станциялар 50,000 Вт-ты ашық каналды станциялар болып табылады және стерео дыбыстан гөрі тыңдау диапазонына көбірек мән береді (бірақ AM стерео дыбысын қолдану тыңдау диапазонына әсер ететініне дәлел жоқ). Сондықтан, бұл станцияларда әлі де стереода хабар таратуға қажетті жабдықтар бар, бірақ ол пайдаланылмайды (немесе HD радиоға айналдырылады). Сонымен қатар, көптеген бұрынғы AM стерео станцияларын телерадиокомпаниялар сатып алды, олар әдетте AM стерео хабарларын таратуға қарсы. АҚШ-та қазіргі уақытта AM стереоды пайдаланатын станциялардың көпшілігі шағын, тәуелсіз меншіктегі және әртүрлі музыка форматтарын таратады. АҚШ: станциялар тізімі үшін (Template:AM Stereo radio stations in the United States) қараңыз. Жапония: 1992-1996 жылдар аралығында Жапониядағы 16 коммерциялық телерадиокомпания C QUAM стандартын қабылдады, себебі жапондық FM жолағы тар болды, ол сол кезде тек 14 МГц (76-90 МГц) көлемді қамтыды, ал әлемнің қалған бөлігінде 20,5 МГц (87,5-108 МГц) қолданылды. Дегенмен, AM стерео станцияларының азаюы және қолда бар аумақтың шектеулі болуы, әсіресе халық тығыз қоныстанған жерлерде, Жапониядағы техника дүкендерінде стерео функциясы бар AM радиоларын табу өте сирек. 16 стерео станцияның 14-і моноға қайта оралды, ал 12-сі 2010 жылдың басынан бері (ja:AMステレオ放送) моноға көшті, қазір тек 2 станса – Radio Osaka және Wakayama Broadcasting System (ja:和歌山放送) AM-де стереода хабар таратады. Сондай-ақ, 2021 жылы FM жолағын 5 МГц (90-95 МГц) кеңейту арқылы FM ретрансляцияларын қамтамасыз ету мақсатында, 2028 жылға дейін көптеген AM коммерциялық станцияларын FM-ге көшіру туралы шешім қабылданды. Австралия: AM стерео Австралияда танымал болды, себебі AM FM-ге қарағанда кең географиялық аумақты қамтиды, сонымен қатар үкімет АҚШ-тан бірнеше жыл бұрын бір стандартты (Motorola C QUAM) қабылдады және Австралия FM-ді салыстырмалы түрде кеш қабылдады (FM жолағындағы жиіліктер бастапқыда теледидарға бөлінген). 2008 жылдың маусым айына дейін Мельбурн АМ станциялары C QUAM AM стерео хабарларын таратпады. 1980 жылдардың соңындағы ең танымал кезеңінде көптеген станциялар осылай істеді. Қазіргі уақытта 4WK Австралияда AM стерео хабарларын тарататын жалғыз станция. Еуропа: 1980 жылдардағы бірнеше тәжірибелерден кейін AM стереосы Еуропадағы AM хабар таратумен байланысты толы жолақты жағдайлар мен тар жолақты кеңістік үшін жарамсыз деп танылды. Дегенмен, Motorola C QUAM AM стерео Италия мен Грекиядағы бірнеше станцияларда әлі де қолданылуда. France Bleu AM стерео желісін 2019 жылы AM желісін жабуға дейін пайдаланды. Канада: AM стерео Канадада АҚШ-қа қарағанда кеңінен қолданылды. Бұл Канада үкіметінің бір стандартты қолдану туралы шешіміне және Канада радио, теледидар және телекоммуникациялар комиссиясының (CRTC) станцияларды формат бойынша лицензиялауына және FM үшін олардың хит/хит емес ережелеріне байланысты болуы мүмкін (осыдан кейін AM-де көбірек музыкалық станциялар). Алайда, АҚШ-тан айырмашылығы, кейбір бұрынғы AM стерео станциялары FM жолағына көшіп, AM жолағын мүлдем тастады, тек моноға қайта оралудың орнына. Бразилия: AM стерео 90-шы жылдары қарастырылды, бірақ экономикалық себептермен іске асырылмады.
Қоршаған дыбыс
2010 жылдың 26 ақпанында Айова штатының Коралвилл қаласында KCJJ (AM 1630) радиостанциясы Робб Спевак шоуының төрт сағаттық квадрофониялық радио хабарын эфирге шығарды. Шоу Америкада бұл форматтың пайда болғанына 40 жыл толуына орай квадрофониялық дәуірдің музыкасын таныстырды, ал дыбыс режиссерлігін Таб Паттерсон жасады. Барлық музыка дискретті 4 арналы таспалардан алынып, содан кейін Dolby Pro Logic II форматына түрлендіріліп, олардың стерео C QUAM таратушысы арқылы таратылды.
Пайдаланудың төмендеуі
Әлемдегі радиостанциялар Digital Radio Mondiale, DAB немесе АҚШ-тағы HD Radio сияқты сандық радионың әртүрлі жүйелеріне көшіп жатыр. Осы цифрлық радио жүйелерінің кейбіреулері, әсіресе HD Radio, "гибридтік режимдерге" ие, бұл станцияға стандартты AM сигналын цифрлық ақпаратпен бірге беруге мүмкіндік береді. Бұл тарату режимдері стандартты AM-ды қолдаса да, олар ешқандай AM стерео жүйесімен үйлесімді емес (демек, екеуін бір уақытта тарату мүмкін емес).