CATC-FM Cat City FM Radio Station

音の良い送信機とは！(その２、猫にもわかる音が悪い理由/高周波編)

前回の続き、

前回は、コンポジット信号（音声信号）を見て貰いましたが、
今回は、その腐ったコンポジット信号が電波に乗ると、どうなるのか電波の側からみて見てみましょう。

電波を見ると言えば一般的に送信電波の高調波とかスプリアスを思い浮かべると思いますが、
今回は電波の幅（占有帯域）を見ます。

ＦＭ電波は皆んなも知ってのとうり周波数変調なので音の強弱によって電波の幅が変動します。
コンポジット信号によって電波は変調されるのでスプリアスの多い腐った信号の場合だと占有帯域が異常に拡散します。
腐った、コンポジット信号やパイロット信号では、電波も腐ってしまうのです。

腐った、パイロット信号やコンポジット信号で変調された電波がどのような姿になっているのか診て見ましょう。
前回のパイロット信号やコンポジット信号の画像と対になっていますので両者を見比べると理解しやすくなります。

難しい説明はしませんので、今回も雰囲気で感じとって下さい。

電波を周波数軸側から見るには、電波解析装置(スペクトル・アナライザー)を使います。
 

帯域拡散の無い良好な電波	帯域が異常に拡散した電波	帯域が異常に拡散した電波
[画像03e_RF1]	[画像m_A_RF1]	[画像m_B_RF1]
さて、下の画像ですが、前回リファレンスとしての[画像03e_p1/2]のＦＭステレオパイロット信号が、電波に乗るとこんな感じになります よく見て下さい。 アナライザー画面のSPANは400KHzです。 画面は送信電波を中心に、左に-200KHz、右に+200KHz 電波の中心周波数が76.7MHzなので一番左側は76.5MHz、右側が76.9MHzと言う事になりますので、画面の見方を覚えて下さい。 画面中央に5つの山があります、一番高い山が中心周波数で左右の山はパイロット信号により変調された電波です。 山の裾は急激に減衰しノイズレベルに達しているのが確認出来ます。	こちらは、貴方も使って居るかも知れない前回の[画像m_A_p1/2]で紹介した超有名なＡ社のミニＦＭ用送信機のパイロット信号が、電波に乗った画面です。 アナライザーの画面はSPAN400KHzで左の測定条件と同じです。   なにやら前回の悪い予感が的中しましたか？ そうなんです、19KHzのパイロット信号が歪んでいたと言うことは、その信号には高調波やスプリアスが大量に含まれていたのです、その高調波やスプリアスがそのまま変調され電波に乗ってしまっているのです。 スプリアスが拡散し電波の幅（占有帯域）が広がっている。	こちらは、Ｂ社のミニＦＭ用送信機のパイロット信号[画像m_B_p1/2]が、電波に乗った画面です。   アナライザー画面のSPANは400KHz測定条件は同じです。 (Ｂ社の送信機はキットは無く全て完成品のみメーカー完全調整済みの物)

 

一般的に言うの電波の高調波とかスプリアスとは種類が違いますがこれもスプリアスの一種です。
わかりやすくするために、アナライザーの測定画面を2倍の800KHzにSPANを広げて測定画像を診て見ましょう。

帯域拡散の無い良好な電波	帯域が異常に拡散した電波	帯域が異常に拡散した電波
[画像03e_RF2]	[画像m_A_RF2]	[画像m_B_RF2]
まともな送信波を見ると、こんな感じです、画面で立ち上がっている部分がパイロット信号により変調された電波で他は全てノイズです。 ちなみに右の測定画像も同一条件のアナライザーSPANを800KHzです。 右のＡ社とＢ社の測定画像と良く見比べて見て下さい。	Ａ社のミニＦＭ用送信機   左の、まともな送信波と比べるとノイズ域が全く確認出来ないほど電波が拡散していて極めてヤバイ常態なのです。     この電波は、すでにシビレてます。	Ｂ社のミニＦＭ用送信機       Ａ社の送信機に比べるとゴミの量が多少、少ないが、帯域が異常に拡散しているのは猫でもわかるよネ！。

 
 
 
 

次は、100%変調した時の画像です。　L+R チャンネル 1000Hz(150KHz周波数偏移)

帯域の拡散の無い良好な電波	帯域が異常に拡散した電波	帯域が異常に拡散した電波
[画像03e_RF3a	[画像m_A_RF3a]	[画像m_B_RF3a]
前回の[画像03e_c1/2]をアナライザーの測定画面で見ると、この様になります。 まともな送信機では、サイドが急激に減衰し地面（ノイズ域）まで観測でき帯域が拡散していない事がわかります。 アナライザー画面のSPANは400KHzで右の測定条件と同じです。 画面は送信電波を中心に、左に-200KHz、右に+200KHz、画面の中心周波数が76.7MHzなので一番左側は76.5MHz、右側が76.9MHzと言う事になります。 100%変調/150KHzなので、下に-75KHz、右(上)に+75KHzの周波数偏移となる。	Ａ社のミニＦＭ用送信機 [画像m_A_c1/2]を電波で見ると、 なにやら最悪の雰囲気が漂ってます、 そうなんです、19KHzのパイロット信号が拡散したスプリアスに、そのまま変調信号が重畳するので電波の幅は、さらに広がるのです。 ここまで、来るとチューナーの分離帯域幅を超えるので音が歪むのは、当然だがパイロット信号を正確に捕捉出来なくなるので 音楽信号などのピーク時にはステレオ・インジケーターが明滅したりする。 既に近所迷惑な妨害電波発生器と化している。？	Ｂ社のミニＦＭ用送信機       こちらは、Ｂ社のミニＦＭ用送信機Ａ社の送信機に比べると少しだけ、ましかも！。     しかし近所迷惑な妨害電波発生器に変わりは無い。

 
 
 

ここで、猫にもわかる様に復習しましょう。
クリーンなパロット信号で変調された電波は不要な帯域拡散も無く電波もクリーン

クリーンなパロット信号の画像 [画像03e_p1]	左のクリーンなパロット信号で変調された電波[画像03e_RF2]
⇒⇒	⇒⇒

 
 

ラリッた、信号で変調された電波は単なる妨害電波発生器そのもの！！！

こんな電波を増幅したりするのは、もはや正気の沙汰では無い、君も考え無いと・・・・・・・・・
自分の出している電波をもう一度、見直して見よう。

異常なパイロット信号波形[画像m_A_p1]	左の異常なパイロット信号では単なる妨害電波[画像m_A_RF2]
⇒⇒	⇒⇒

上記の画像は同一条件で撮影された信号画像です。
測定器で観測すると、FM送信機(FMトランスミッター)の電波の質が明らかになり、性能の差が一目瞭然ですね。

 
 
 

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簡単に捕捉説明

雰囲気で何となくわかった人もいるかと思いますが信号のスプリアスで電波の帯域が広がる事と音が悪い理由！！！

受信機（ＦＭチューナー）は、受信した電波を分離しています、各放送局を選別するために電波のフィルターが付いているのですが、電波がチューナーのフィルター帯域幅を超えると信号を正しく増幅できないので当然、音が歪みます。

簡単に理解出来ると思いますが、音声スプリアスで変調され帯域の広がった電波を送信すると
受信機側でも音が歪んでしまうのです、さらに500KHz位離れていても隣接チャンネルに妨害を与える事もあります。

高音が多い音楽などのピーク時にステレオ・インジケーターが明滅したりする話を、ミニＦＭ局から聞きます、
音の高域成分と19KHzのパイロット信号が干渉して起こす物と言われていて、一部のミニＦＭ局では、入力にMPXフィルターと
称するローパスフィルターを入れ回避しようとしている様ですが、フィルターを入れる以前に問題が発生しているのです。

パイロット信号のスプリアスで帯域が異常に広がっている所に高域成分の多い音を入れると、
極度に帯域が広がりチューナーの受信帯域幅を超えＦＭチューナーがパイロット信号を捕捉出来なくなって明滅します。

ＦＭ変調ではプリエンファシスで高域を上げているので、
高い周波数ほど電波の占有帯域は広がり悪条件を引き起こします。

クリーンな電波を目指すなら自分の使っている送信機の本当の性能を知ることが基本です。
あなたの送信機は単なる妨害電波発生器になってるかも知れません。

腐ったコンポジット信号は、まともな音が出ないだけではなく電波も腐さるんです。

ミニＦＭをやってる局長さんによく電波をもっと飛ばしたいので、
増幅器の作り方を教えてくれと言われるのですが、いつも丁重にお断りしています。
もともと電波が弱いので電波障害などの問題が起き難いだけだったのですから！・・・

この様なミニＦＭ用の「おもちゃ」の送信機の電波を増幅したらどうなるか猫でも知ってるよ！。

君達が電波の質を正しく認識出来る様になったら増幅器の作り方を教えてあげます。
それまでは、微弱でいいんです、微弱で！。
 

CATC-FM/日下
 

ご質問はまで、
 
 

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