Lūk, kā jūsu automašīna zina, kura dziesma tiek atskaņota radio

Pirms dažām desmitgadēm vienīgā informācija, ko rādīja vairums automašīnu radio, bija tās stacijas frekvence, uz kuru noskaņojāties, iespējams, stereo skaļuma līmenis un, iespējams, ekvalaizera, līdzsvara un izgaismotāja iestatījumi. Tieši tā; Jūs bijāt vietējo dīdžeju žēlastībā un visas mūzikas identifikācijas prasmes, kuras varējāt apgūt, lai apgūtu jaunas dziesmas. Tomēr jaunās tūkstošgades sākumā notika kas neparasts: automašīnu radio sāka rādīt dziesmu nosaukumus. Tātad, kā jūs zināt, kura dziesma tiek atskaņota jūsu vietējā FM stacijā? Ja jums pieder kaut kas no šī laikmeta, tas lielā mērā ir saistīts ar tehnoloģiju, ko sauc par radio datu sistēmu (Atbrīvoties) vai radio apraides datu sistēma (RBDS) Amerikā.

Pirms ienirt RDS, parunāsim par FM radio. Mēs ļausim Levinam to izsvērt:

Kā darbojas FM

The following diagram from Michel Bakni is a nice visual description of frequency modulation in its simplest form. We have a “data signal”—i.e. some audio; let’s say, your favorite Elton John song—in the form of a sine wave, and we have the “carrier signal” which is our FM radio signal. As the amplitude of the Elton John audio signal rises, the carrier’s (the red wave) frequency is modulated higher; as the amplitude of the data signal decreases, the carrier signal’s frequency is modulated lower. The result is shown in green on the right; this varying-frequency carrier is broadcast to be picked up by receivers. In the radio receiver, the frequency changes in the carrier are detected and processed back into the amplitude variations corresponding to the original audio. They’re then fed to the speaker where we hear them as sound.

Here’s a video showing how a carrier signal (which looks steady like the red one above) changes when merged with an audio signal, thereby creating a frequency modulated audio signal (the green one above) that has the audio data embedded in it (meaning that audio can then be “decoded” out by the FM receiver and played over a speaker):

Protams, tas ir tikai vienkāršākais gadījums. FM radiostacijas parasti raida stereo režīmā ar diviem atsevišķiem audio kanāliem, kā tas darbojas? Nu, tas ir diezgan sarežģīti, bet es apsolīju Deividam, ka uzrakstīšu labu paskaidrojumu, tāpēc mēs esam šeit.

Radiostacijā kreisais audio kanāls un labais audio kanāls tiek apvienoti, lai izveidotu kombinētu mono audio signālu ar frekvencēm no 30 Hz līdz 15 kHz. Šis ir signāls (L+R). Atšķirības signāls tiek izveidots arī, atņemot labo audio kanālu no kreisā audio kanāla, ko mēs saucam (LR). Signāls ir amplitūdas modulēts (LR) uz 38 kHz nesēja. Būtībā tas nozīmē, ka 38 kHz signāls kļūst “skaļāks” vai “klusāks”, pamatojoties uz LR signāla “skaļumu” jeb amplitūdu. Pats 38 kHz nesējs ir “apspiests”, taču, kā mēs saprotam, jums nav īsti jāuztraucas par šo detaļu. Ir arī demonstrācijas signāls, kas ir tikai 19 kHz sinusoidāls vilnis. Visi šie signāli tiek apvienoti un frekvence modulēta vairāku megahercu radio signālā, piemēram, 92,7 MHz Fresh FM vai 101,5 MHz manai vecajai stacijai Radio Adelaide.

(Starp citu, ja mēs runājam par signālu “pievienošanu” vai “pievienošanu”, tas ir viens un tas pats. Varat ņemt katra signāla amplitūdu noteiktā laika brīdī un vienkārši tos apvienot.)

Uztvērēja galā vienkāršs mono FM uztvērējs saņem signālu un demodulē to. Viss saturs, kas pārsniedz aptuveni 15 kHz, tiek vienkārši filtrēts, un signāls (L+R) tiek atskaņots no viena skaļruņa. Tāpēc stereo FM stacijas ir saderīgas ar mono uztvērējiem.

Bet stereo uztvērēji darbojas savādāk. Protams, tie joprojām demodulē FM signālu un izvada pamata audio signālu (L+R), taču tie neignorē signāla augstfrekvences saturu. Tā vietā viņi spēj uztvert 19 kHz pilota signālu no signāla, kas viņiem norāda, ka signāls patiesībā ir stereo signāls. 19 kHz signāls ir iekšēji multipleksēts, lai izveidotu nesējsignālu 38 kHz frekvencē. Tas tiek sajaukts ar demodulēto signālu un tiek izmantots, lai atjaunotu audio signālu (LR) laikā vai “fāzē” ar audio signālu (L+R). Saskaitot audio signālus (L+R) un (LR) kopā, jūs iegūstat 2L signālu, kas tiek nosūtīts uz kreiso skaļruni. Tikmēr, atņemot (LR) signālu no (L+R) signāla, tiek izveidots 2R signāls, kas tiek nosūtīts uz labo skaļruni.

Labi, iedziļināsimies RDS, kas ļauj jūsu radio uzzināt, kura dziesma tā ir

Labi, tas ir viss atklātais audio, bet kā tiek nosūtīti RDS dati? Nu, kopā ar (L+R), pilotsignālu un (LR) signāliem tiek pievienots vēl viens 57 kHz signāls, pirms visu četru komplekts tiek modulēts un nosūtīts kā radioviļņi no raidītāja. 57 kHz signāla amplitūda tiek modulēta, izmantojot datus shēmā, kas ir ārpus mūsu diskusijas jomas. Tomēr 57 kHz signāls tika izvēlēts, lai droši atrastos virs 38 kHz atšķirības signāla, kura “sānu joslas” saturs paplašina +/- 15 kHz. Izmantojot RDS izmantoto šifrēšanas sistēmu, tā spēj pārsūtīt datus ar ātrumu 1187,5 biti sekundē jeb nedaudz mazāk par 1,2 kilobitiem sekundē. Ja 90. gados esat kādreiz izmantojis 56 Kb/s modemu, zināsiet, ka 1,2 Kb/s nepavisam nav ļoti ātrs. Tomēr, lai nosūtītu teksta daļu ar dziesmu nosaukumiem vai informāciju par staciju, tas ir vairāk nekā pietiekami.

Vai dekodēt FM apakšnesējus, izmantojot SDR#?
autorsu/proft0x iekšāRTLSD

Iepriekš Reddit ievietotajā spektrogrammā mēs varam redzēt demodulētā / “dekodētā” FM stereo signāla sadalījumu. No 0-15 kHz mēs redzam skaņu (L+R). Pie 19 kHz mēs redzam pilota signāla paaugstināšanos. Maksimālajā frekvencē 38 kHz mēs redzam LR signāla centru, kas izplatās aptuveni 15 kHz abās pusēs. Koncentrējoties uz 57 kHz, mēs redzam RDS signālu.

Tātad, mēs esam pierādījuši, ka, izmantojot mūsu FM radio signālu, pateicoties RDS burvībai, var nosūtīt nedaudz datu. Bet kāda ir faktiskā informācija, ko RDS sūta? Katra RDS apraide parasti sākas ar četru zīmju heksadecimālo skaitli, kas identificē radiostaciju, ko uztvērējs pēc tam var salīdzināt ar uztverošās stacijas ID kodu sarakstu. Ja klausītā radiostacija ir reģionāla, uztvērējs var atrast citu signālu ar šo stacijas ID un pārslēgties uz to, tiklīdz sākotnēji noregulētais signāls no attāluma kļūst vājš.

Turklāt RDS dati ietver vairāk informācijas par stacijas programmēšanas stilu. Vai esat kādreiz redzējis pogu ar uzrakstu “PTY” uz galvas bloka un domājis, ko tā dara? Tas norāda “Programmas veids”. (Bet mūzika var būt arī ballīte.) Izvēloties PTY, varat kārtot radiostacijas pēc žanra. Interesanti, ka globālie RDS programmu veidi un ASV RBDS programmu veidi pārklājas ļoti maz. Kamēr PTY kodi nulle, viens un 31 tiek koplietoti, pārējais ir pilnīgi atšķirīgs atbilstoši Nacionālā radiosistēmu komiteja. Varbūt tāpēc, ka tādi formāti kā Top 40 un R&B nebija lielas bažas Eiropā laikā, kad RDS pirmo reizi tika ieviests.

Kad RDS pirmo reizi tika ieviests Eiropā, klases numuri no 16 līdz 30 bija tukši, kā parādīts tabulā iepriekš. Acīmredzot kopš tā laika tas ir labots, taču, kā redzat, Eiropas programmatūras tipi īsti neatbilda ASV programmatūras tipiem.

Pāriesim no PTY lietām.

Kad esam apieti visus svarīgos PTY datu blokus, mēs nonākam pie datu blokiem 2B, 3A un 4A augstāk esošajā tabulā (PTY ir blokā PT4). Tagad 2B norāda, no kā sastāv 3. un 4. bloks, un tas var būt līdz 32 bitiem teksta. Ja vien jūsu vietējais dīdžejs negriežas, sakiet:Es pārgulēju ar kādu filmā Fall Out Boy, un viss, ko es saņēmu, bija šī muļķīgā dziesma, kas rakstīta par mani“, ar to vajadzētu pietikt vairākiem dziesmu nosaukumiem un izpildītājiem vienā kadrā. Ja nē, teksta virkni var pagriezt, lai parādītu visu atbilstošo dziesmas informāciju, vienlaikus nodrošinot glītu ritināšanas efektu. Vecāki radio ar vairāku segmentu LCD displejiem parasti pagriež teksts Jo tas ir ierobežots ar ļoti īsu rakstzīmju garumu.

Ņemiet vērā, ka dziesmas un izpildītāja nosaukumu sagaidīšana kā teksts ne vienmēr darbojas. Dažas mazas, naudas trūkuma neatkarīgas raidorganizācijas nav iegādājušās RDS tehnoloģiju, un dažas radiostacijas vienkārši nevar apgrūtināt savu RDS skriptu, un tā vietā tikai parāda radiostacijas nosaukumu un izsaukuma signālu. Tālāk ir jautājums par to, ka lietas netiek tulkotas dažādos kontinentos, jo globālā RDS ieviešana ļoti atšķiras no ASV RBDS. RBDS dati, kas tiek parādīti caur RDS uztvērēju, var izskatīties nepareizi. Kā teikts iekšā EBU papīrs:

Ja ir jāveic steidzamas izmaiņas esošajā programmatūrā, vispirms ir jāpievieno atbilstošā vārda E atpazīšana, un, ja PTY tiek ieviests papildus, būs jāizmanto jaunā ASV PTY kodu tabula.

Ak, jā, vairākus gadus RBDS bija daudz veidu programmas, kas Eiropā nepastāvēja, un “E-word displacement” bizness grozījās ap multipleksiem ar modificētu mobilās meklēšanas sistēmu, kas mūsdienās būtībā nav svarīga. Tomēr šīs ir nenozīmīgas problēmas, ja ņem vērā, kā RDS samazina iespēju nepamanīt jaunas dziesmas nosaukumu.

Mūsdienās ir otrs veids, kā jūsu automašīna var noteikt, kura dziesma tiek atskaņota radio: tas var būt tāpēc, ka apraide vispār nav analogais FM signāls. Laipni lūdzam HD radio — digitālo un analogo radio signālu apraides metodē vienā un tajā pašā joslas platumā vienlaikus. Dubultā FTW! Ko tas nozīmē? Ja jūsu uztvērējs ir pilnībā analogs, jūs saņemsiet vecās skolas FM vai AM signālu. Ja jums ir uztvērējs, kas spēj uztvert HD radio, dažās FM lietojumprogrammās jūs saņemsiet digitālo audio signālu straumi ar ātrumu līdz 128 kbit/s. Ak, un raidorganizācijas katrā stacijā ir tikai viens HD kanāls. Saskaņā ar HD radio:

Pieņemsim, ka jūsu iecienītākā vietējā radiostacija ir 96,9 FM. Izmantojot HD radio tehnoloģiju, tā pati stacija tiek pārraidīta digitālā audio formātā 96.9 HD1. Turklāt visam jaunajam saturam varat piekļūt līdz pat trīs papildu stacijām: 96.9 HD2, HD3 un HD4.

Papildus vienlaicīgai apraidei un papildu HD kanāliem HD radio ļauj uztvērējiem uzņemt daudz lielāku datu apjomu, tostarp mazus attēlus, kas tiek nosūtīti pa ētera viļņiem, izmantojot HD Radio funkciju “Artist Experience”. Un, kad es saku niecīgu, es domāju mikroskopisku salīdzinājumā ar pašreizējām tendencēm, jo ​​Xperi, uzņēmums, kam pieder HD radio, Viņš tā apgalvo “Attēlu nominālā izšķirtspēja ir 200 x 200 pikseļi, un maksimālais faila izmērs ir 24 KB.” Tomēr kāds lēciens uz priekšu.

Protams, virszemes radio ir izgājis no modes, jo konglomerāti pacēla savu neglīto galvu un visas stacijas sāka iekļauties noteiktos žanros. Gadu desmitiem ilgi patērētāji, kas ir gatavi maksāt nedaudz papildus par iPod vai satelīta radio abonementiem, ir izcēlušies. Tomēr Apple iPod un tās no krasta līdz krastam, bet nedaudz vāji skanošās tikai abonējamās satelīta radiostacijas strauji zaudē popularitāti lētu straumēšanas un datu plānu parādīšanās dēļ. Jā, es esmu viens no tiem cilvēkiem, kas straumē, un, lai gan es joprojām pērku fiziskos datu nesējus, kad vien iespējams, tiešsaistes radio staciju vienkāršība un organizācija ir nepārspējama.

Ņemiet vērā: ja sūtāt audio straumēšanu, izmantojot Bluetooth, uz automašīnas galveno ierīci, jums joprojām būs nepieciešams veids, kā iegūt maršruta informāciju. Šī ir vieta Svētības piezīme Tam ir tāda paša zīmola sliežu identifikācijas tehnoloģija, kas tiek izmantota iTunes un WinAmp. Tas ir iebūvēts visu veidu automašīnās, sākot no Toyotas līdz BMW, tiek izmantots visās jomās, sākot no radio līdz straumēšanai, un, iespējams, arī turpmāk būs galvenais, jo daži ražotāji atsakās no tālruņa spoguļošanas. Vairāk par Gracenotēm gaidāmajā rakstā, jo es zinu, ka jūs visi esat sajūsmā.

(Attēlu kredīti: Dolos Ben – Pašu darbsCC BY-SA 4.0, Nissan, Jaguar, EBU, Xperi, Gracenote)

Atbalstiet mūsu misiju atbalstīt automašīnu kultūru ar Kļūstiet par oficiālu Autopian dalībnieku.

Vai jums ir karsts padoms? Nosūtiet to mums šeit. Vai arī skatiet stāstus mūsu mājas lapā.