Введение

Стереомодуляционная система для средних волн. AM-стерео – это термин, обозначающий ряд взаимонесовместимых технологий для радиовещания стереозвука в AM-диапазоне, обеспечивающих совместимость со стандартными AM-приемниками. Существует два основных класса систем: системы с независимыми боковыми полосами (ISB), продвигаемые главным образом американским инженером-радиовещателем Леонардом Р. Каном; и системы мультиплексирования с квадратурной амплитудной модуляцией (QAM) (концептуально более близкие к FM-стерео). Внедренное первоначально многими коммерческими AM-радиостанциями в середине и конце 1980-х годов, AM-стереовещание вскоре начало приходить в упадок из-за нехватки приемников (большинство радиоприемников "AM/FM-стерео" принимают стерео только в FM-диапазоне), оттока музыкальных вещателей на FM, концентрации собственности на немногих оставшихся станциях в руках крупных корпораций и отказа от музыкального вещания на AM в пользу новостных, разговорных или спортивных программ. К 2001 году большинство бывших AM-стереовещателей прекратили стереовещание или полностью покинули AM-диапазон.

История

Ранние эксперименты со стерео AM-радио использовали две отдельные станции (обе AM или иногда одну AM и одну FM), вещавшие левый и правый аудиоканалы. Эта система была не очень удобной, поскольку требовала от слушателя использования двух отдельных приемников. Синхронизация была затруднена, что часто приводило к эффекту "перекатывания" между каналами. Прием сигнала также мог различаться на двух станциях, и многие слушатели использовали несовместимые модели приемников. После первых экспериментов с двумя станциями было разработано несколько систем для передачи стереосигнала, совместимого со стандартными AM-приемниками. Стерео FM было впервые реализовано в 1961 году. В Соединенных Штатах FM обогнал AM и стал доминирующим радиодиапазоном в конце 1970-х – начале 1980-х годов.

Хронология

1924: WPAJ (ныне WDRC) начала вещание в стерео из Нью-Хейвена, штат Коннектикут, используя два передатчика: один на частоте 1120 кГц, а другой – на 1320 кГц. Однако стереоразделение было недостаточным, чтобы обеспечить совместимость с монофоническими приемниками. В 1950-х годах было предложено несколько систем AM-стерео (включая оригинальную систему RCA AM/FM, которая позднее в 1970-х годах стала системой Belar), но Федеральная комиссия по связи (FCC) не приняла ни одного стандарта, поскольку AM по-прежнему доминировал над FM. 1960: AM-стерео впервые было продемонстрировано на станции XETRA AM в Тихуане, Мексика, с использованием системы независимых боковых полос Kahn. 1963: WHAZ вела стереопрограмму на восьми AM-станциях, по четыре на каждом канале. 1980: После пяти лет тестирования пяти систем, Федеральная комиссия по связи США (FCC) выбрала систему Magnavox в качестве официального стандарта AM-стерео. Исследования FCC сразу же подверглись критике как ошибочные и неполные. 1982: После серии судебных разбирательств и обвинений FCC приняла решение предоставить выбор рынку и отозвала сертификацию Magnavox как стандарта AM-стерео по политическим мотивам. Belar вышла из борьбы за AM-стерео из-за проблем с искажениями в приемниках, оставив Motorola C QUAM, Harris Corporation, Magnavox и систему независимых боковых полос Kahn/Hazeltine. 1984: General Motors, Ford, Chrysler и ряд иностранных автопроизводителей начали устанавливать стереоприемники C QUAM AM в автомобили, начиная с модельного года 1985. Harris Corporation отказалась от своей системы AM-стерео и перешла на поддержку C QUAM (Harris продолжает производить оборудование C QUAM и сегодня). 1985: В Австралии официально началось AM-стереовещание по стандарту C QUAM. 1988: Канада и Мексика приняли C QUAM в качестве стандарта для AM-стерео. 1992: Япония приняла C QUAM в качестве стандарта для AM-стерео. 1993: FCC утвердила C QUAM в качестве стандарта AM-стерео для станций в США, а также предоставила "стерио-приоритет" радиостанциям, желающим перейти на расширенный диапазон AM (1610–1700 кГц), хотя эти станции фактически никогда не были обязаны вести передачу в стерео. 1993: Началась программа сертификации AMAX, призванная установить официальный производственный стандарт для высококачественных AM-радиоприемников с более широкой полосой пропускания для более точного приема сильных сигналов и, опционально, с поддержкой AM-стерео C QUAM. Несмотря на наличие приемников AMAX от таких компаний, как Sony, General Electric, Denon и сертифицированных автомобильных радиоприемников AMAX от отечественных и японских автопроизводителей, большинство производителей электроники не захотели внедрять более дорогую конструкцию тюнера AMAX в свои радиоприемники, поэтому большинство AM-радиоприемников и сегодня остаются монофоническими с ограниченной точностью воспроизведения. 2006 – настоящее время: AM-стерео получило второе дыхание благодаря поддержке декодирования C QUAM в большинстве приемников, предназначенных для HD Radio. Эти новые цифровые радиоприемники принимают AM-стереосигналы, хотя полоса пропускания аудио AM-передатчиков теперь ограничена 10 кГц, а HD-приемники меняют местами левый и правый каналы при декодировании стерео C QUAM.

Системы вещания

Magnavox PMX, Harris Corporation V CPM и Motorola C QUAM (Compatible—Quadrature Amplitude Modulation) были основаны на модуляции фазы и амплитуды несущей, при этом стереоинформация размещалась в фазомодулированной части, а стандартная моно (L+R) информация – в амплитудной модуляции. Все системы выполняли это схожим (но не полностью совместимым) образом. Изначальная система Harris Corporation была впоследствии изменена для соответствия пилотному тону Motorola C QUAM, указывающему на стереовещание, что обеспечило ее совместимость со всеми приемниками C QUAM.

Система Харриса

Эта система, известная как V CPM (Variable Angle Compatible Phase Multiplex), была разработана компанией Harris Corporation, крупным производителем радио- и телепередатчиков. Она включала компонент "левый минус правый", частота которого была частотно-модулирована примерно на 1 кГц. Harris является правопреемником пионерской линейки радиостанций Gates, которая в 2014 году сменила название на Gates Air. Система Harris в конечном итоге изменила свой несущий сигнал, чтобы обеспечить совместимость со стандартом C QUAM, после того как C QUAM стал более популярным и, в конечном счете, был одобрен FCC. Радиостанция CKLW в Виндзоре, Онтарио, Канада (обслуживающая также близлежащий Детройт, штат Мичиган) была одной из первых, начавших вещание в стерео Harris AM. В настоящее время система Harris не используется в исходной конфигурации.

Система Magnavox

Эта система была разработана производителем электроники Magnavox. Это система фазовой модуляции. В 1980 году FCC первоначально объявила её стандартом AM-стерео, но позже разрешила станциям самостоятельно выбирать любую систему. Как и система Харриса, она была популярна в 1980-х годах, однако большинство станций прекратили стереовещание или со временем перешли на систему C QUAM. Радиостанция 1190 WOWO в Форт-Уэйне, штат Индиана, была (на тот момент) флагманской станцией Magnavox мощностью 50 000 ватт, работающей на чистом канале.

Motorola C-QUAM

C QUAM был разработан и продвинут преимущественно компанией Motorola, давним производителем двухстороннего радиооборудования. К концу 1980-х годов он стал доминирующей системой и был объявлен официальным стандартом FCC в 1993 году. Хотя многие станции в США с тех пор прекратили стереовещание, многие по-прежнему располагают необходимым оборудованием для этого. C QUAM остается популярным в некоторых других странах, где он был объявлен официальным стандартом, таких как Канада, Япония и Австралия. Возбудитель C QUAM заменяет кристаллическую ступень в AM-передатчике. Сигнал C QUAM состоит из фазомодулированной части, включающей аудиоинформацию L+R и L-R, и обычной амплитудно-модулированной части L+R (моно). C QUAM является модифицированной формой квадратурной модуляции, в которой фазомодулированное аудио состоит из L+R и L-R компонентов, модулированных с разностью фаз в 90 градусов. Включение аудио L+R в фазомодулированную часть сигнала является ключевой причиной, по которой метод C QUAM AM Stereo, как следует из названия, на 100% совместим с моно AM-приемниками. Эта технология решает проблему искажений, возникающую при передаче только левого или только правого аудиосигнала с использованием базового подхода к квадратурной модуляции L-R. C QUAM долгое время подвергался критике со стороны Леонарда Кана, создателя системы Kahn Hazeltine, который считал его уступающим своей системе. Первые приемники C QUAM страдали от эффекта "движения платформы" при приеме станций по коротковолновому распространению. Последующие улучшения, внесенные Motorola, минимизировали эффект движения платформы и повысили качество звука и стереоразделение, особенно на приемниках, сертифицированных AMAX в 1990-х годах.

Кан-Хэзелтин

Система Ка́на — Ха́зельтина, также называемая ISB, была разработана американским инженером Леона́рдом Р. Ка́ном и корпорацией Hazeltine. В этой системе использовался принципиально иной подход — независимая модуляция верхней и нижней боковых полос. Хотя станция, использующая эту систему, звучала наилучшим образом при правильном декодировании, можно было использовать два стандартных AM-радиоприемника (один настроенный выше, а другой — ниже основной несущей частоты) для получения стереофонического эффекта, хотя и с плохим стереоразделением и качеством звука по сравнению с полноценным стереоприемником системы Kahn. Одной из наиболее известных станций, использовавших систему Ка́на, была 890/WLS в Чикаго. Позже WLS перешла на систему Motorola C QUAM, прежде чем вернуться к монофоническому вещанию. Однако система Ка́на страдала от сниженного стереоразделения выше 5 кГц (полностью отсутствующего на 7 кГц, в то время как FM-стерео обеспечивает 40 дБ и более разделения на 15 кГц), а антенная решетка направленного AM-вещания (распространенная на многих ночных и некоторых дневных станциях) должна была иметь плоскую частотную характеристику во всем 20-килогерцевом AM-канале. Если реактивное сопротивление решетки было выше с одной стороны частотного диапазона, чем с другой (что приводило к более высокому коэффициенту стоячей волны), это влияло на звуковую характеристику канала и, следовательно, на стереосигнал. Кроме того, Ка́н отказывался лицензировать свой проект производителям радиоприемников, хотя многосистемные приемники выпускались различными компаниями, такими как Sony, Sansui и Sanyo, которые могли принимать любую из четырех AM-стереосистем. Тем не менее, эта система оставалась конкурентоспособной с C QUAM до конца 1980-х годов, и Ка́н активно подчеркивал ее преимущества перед системой Motorola. Ка́н подал в суд, утверждая, что система Motorola не соответствовала требованиям FCC по полосе пропускания, но к тому времени C QUAM уже была объявлена единым стандартом для AM-стерео в США. Позднее конструкция AM-стереосистемы Ка́на была переработана для монофонического использования и применена в системе Power Side, в которой уменьшение сигнала в одной боковой полосе используется для улучшения зоны покрытия и громкости, особенно при использовании направленных антенных решеток. Power Side стала основой для CAM D (Compatible AM Digital) — новой цифровой системы, продвигаемой Леона́рдом Ка́ном и используемой на нескольких AM-станциях. Чипы приемников Kahn также использовались как недорогой способ оснащения высокочастотных (любительских) приемников технологией синхронного детектирования.

Белорусская система

Система Белара использовалась на ограниченном числе станций, таких как WJR. Система Белара, первоначально разработанная RCA в 1950-х годах, представляла собой простую систему FM/AM-модуляции, в которой ослабленный сигнал L-R частотно модулировал несущую (с предварительным акцентом 400 мкс) в диапазоне +/- 320 Гц относительно центральной частоты, а сигнал L+R осуществлял обычную AM-модуляцию "высокого уровня" (обычно называемую пластинчатой модуляцией в передатчиках с ламповым каскадом, где аудиосигнал подается на напряжение пластины лампы; в твердотельных передатчиках доступны различные, более эффективные при низких уровнях мощности методы). Система Белара (компании с тем же названием) была прекращена из-за недостатков конструкции, хотя ее реализация была значительно проще, чем у других систем. Как система Белара, так и система Кана не подвергались влиянию "движения платформы" (когда стереобаланс смещается то вправо, то влево, а затем возвращается в центр), однако использование низкоуровневой частотной модуляции не обеспечивало высокого разделения каналов L и R.

Усыновление в Соединенных Штатах

В 1975 году Федеральная комиссия по связи (FCC) начала серию пятилетних испытаний, чтобы определить, какой из пяти конкурирующих стандартов будет выбран. К концу испытательного периода система Belar была исключена. В 1980 году FCC объявила, что система Magnavox станет стандартом. Это объявление вызвало резкую критику и серию судебных исков. 4 марта 1982 года FCC отозвала свою поддержку стандарта Magnavox и предоставила рынку возможность выбора, что означало разрешение всех четырех стандартов. После решения 1982 года многие станции внедрили один из четырех стандартов. Первоначально все системы оставались конкурентоспособными, но к концу 1980-х годов Motorola C QUAM имела явное большинство станций и приемников. Примерно в то же время корпорация Harris отказалась от своей системы и поддержала C QUAM. В этот период производители радио выпускали приемники, декодирующие либо только одну систему, либо все четыре. Множество систем сильно запутало потребителей и серьезно замедлило их принятие. В результате этой путаницы и продолжающегося роста популярности FM-диапазона интерес к AM-стерео начал угасать. В 1993 году FCC утвердила систему C QUAM от Motorola в качестве стандарта. Чтобы обеспечить одинаковое качество звука для всех AM-стереоприемников, Национальная ассоциация вещателей и Ассоциация электронной промышленности запустили программу сертификации AMAX.

Глобальное принятие

В начале 1980-х годов другие страны, в первую очередь Канада, Австралия и Япония, одобрили и внедрили AM стереосистемы. Большинство правительств утвердили единый стандарт, как правило, C QUAM от Motorola, что значительно снизило путаницу и способствовало более широкому распространению среди пользователей. После запуска американской пиратской радиостанции Laser 558 у берегов Великобритании появились сообщения о том, что вскоре появится еще одна подобная станция, предварительно названная Stereo Hits 576, которая будет использовать AM стерео на частоте, соседней с частотой Laser. Однако этот проект так и не был реализован, и вместо этого частота 576 кГц была принята радиостанцией Radio Caroline. Во многих странах, где AM-диапазон оставался основным, продолжалось производство и продажа AM стереоприемников, а радиостанции продолжали вещание в стереорежиме. Последними моделями, совместимыми с C QUAM, были портативный приемник SRF A300 производства Sony Japan, снятый с производства в 2011 году, и тюнер F D3 от Pioneer для компонентных аудиосистем, снятый с производства в 2013 году.

Текущий статус

В глобальном масштабе интерес к использованию AM-стерео постоянно снижается с 1990-х годов, поскольку многие музыкальные станции продолжают переходить на FM-диапазон. В результате подавляющее большинство AM-станций вещают новости/ток-шоу или спортивные передачи/спортивные ток-шоу. Многие из станций, которые изначально внедрили AM-стерео, – это мощные станции с чистым каналом 50 000 Вт, которые больше заботятся о зоне покрытия, чем о стереозвуке (хотя нет доказательств того, что использование AM-стерео влияет на зону покрытия). В результате эти станции по-прежнему имеют необходимое оборудование для вещания в стерео, но оно остается неиспользованным (или преобразовано в HD Radio). Кроме того, многие бывшие AM-стереостанции были приобретены крупными вещательными компаниями, которые, как правило, не поощряют AM-стереовещание. В Соединенных Штатах большинство станций, использующих AM-стерео в настоящее время, – это небольшие, независимо принадлежащие станции, которые вещают различные музыкальные форматы. Соединенные Штаты: Список станций см. Япония: В период с 1992 по 1996 год 16 коммерческих радиовещательных компаний в Японии приняли стандарт C QUAM из-за узкого японского FM-диапазона, который в то время охватывал только 14 МГц (76–90 МГц), в отличие от 20,5 МГц, используемых в остальном мире (87,5–108 МГц). Однако сейчас AM-радиоприемники со стереофункцией довольно редко встречаются в магазинах бытовой техники в Японии из-за сокращения числа AM-стереостанций и ограниченной зоны покрытия, в основном в густонаселенных районах. 14 из 16 стереостанций с тех пор вернулись к монофоническому вещанию, 12 – с начала 2010 года (ja:AMステレオ放送), в результате чего только 2 станции, Radio Osaka и Wakayama Broadcasting System (ja:和歌山放送), продолжают вещание в стерео на AM. Также в 2021 году было принято решение о переходе большинства коммерческих AM-станций на FM к 2028 году в связи с расширением FM-диапазона на 5 МГц (90–95 МГц) для обеспечения FM-ретрансляции этих станций. Австралия: AM-стерео было популярно в Австралии, поскольку AM обеспечивает широкую географическую зону покрытия по сравнению с FM, а также благодаря тому, что правительство приняло единый стандарт (Motorola C QUAM) на несколько лет раньше, чем в США, и относительно позднему внедрению FM в Австралии (частоты в FM-диапазоне первоначально были выделены для телевидения). По состоянию на июнь 2008 года ни одна AM-станция в Мельбурне не вещала в стерео C QUAM AM. В период пиковой популярности в конце 1980-х годов большинство станций это делали. В настоящее время 4WK – единственная станция в Австралии, которая вещает в AM-стерео. Европа: После некоторых экспериментов в 1980-х годах AM-стерео было признано не подходящим для перегруженных диапазонов и узкой полосы пропускания, связанных с AM-вещанием в Европе. Однако стерео Motorola C QUAM AM по-прежнему используется сегодня на нескольких станциях в Италии и Греции. France Bleu вещала в AM-стерео до закрытия своей AM-сети в 2019 году. Канада: AM-стерео было более широко распространено в Канаде, чем в США. Это могло быть связано с решением канадского правительства использовать единый стандарт, а также с лицензированием станций Канадской радиовещательной и телекоммуникационной комиссией (CRTC) по формату и их правилами, касающимися хитов/нехитов для FM (поэтому на AM было больше музыкальных станций). Однако, в отличие от США, некоторые бывшие AM-стереостанции перешли в FM-диапазон и полностью покинули AM-диапазон, вместо того чтобы просто вернуться к монофоническому вещанию. Бразилия: AM-стерео рассматривалось в 1990-х годах, однако оно так и не было внедрено по экономическим причинам.

Звук окружающей среды

26 февраля 2010 года радиостанция KCJJ (AM 1630) в городе Коралвилл, штат Айова, осуществила четырехчасовую квадрофоническую радиовещание шоу Робба Спевака. В передаче была представлена музыка квадрофонической эры, приуроченная к 40-летию выхода формата в США, а звукорежиссером выступил Тэб Паттерсон. Вся музыка была взята с оригинальных 4-канальных магнитных лент, затем закодирована в Dolby Pro Logic II и транслировалась через стереопередатчик C QUAM.

Снижение использования

Радиостанции по всему миру переходят на различные системы цифрового радио, такие как Digital Radio Mondiale, DAB или HD Radio (в Соединенных Штатах). Некоторые из этих цифровых радиосистем, особенно HD Radio, имеют "гибридные режимы", позволяющие станции вещать стандартный AM-сигнал одновременно с цифровой информацией. Несмотря на то, что эти способы передачи позволяют использовать стандартный AM, они несовместимы ни с одной AM стереосистемой (то есть, AM-сигнал и стереозвук не могут вещаться одновременно).