Ево како ваш ауто зна која песма се пушта на радију

Пре неколико деценија, једина информација коју је већина ауто радија приказивала била је фреквенција станице коју сте подесили, можда ниво стерео јачине звука, а можда и подешавања еквилајзера, баланса и фадера. То је то; Били сте на милости локалних ди-џејева и свих вештина идентификације музике које сте могли да стекнете да бисте савладали нове нумере. Међутим, почетком новог миленијума догодило се нешто необично: ауто-радио је почео да приказује наслове песама. Дакле, како знате која песма се пушта на вашој локалној ФМ станици? Ако поседујете нешто из ове ере, то је углавном захваљујући технологији која се зове Радио Дата Систем (Редеезе) или систем података о радио емисијама (РБДС) у Америци.

Пре него што заронимо у РДС, хајде да причамо о ФМ радију. Дозволићемо Левину да размисли о томе:

Како функционише ФМ

[Lewin Day/Editor’s note: Let’s first learn about how FM radio works to broadcast stereo audio, and then we can learn how radio stations sneak in an additional data stream along with that. FM stands for Frequency Modulation, which basically means that FM radio works by taking a standard signal called a carrier signal, and modifying it with the audio signal you want to play (specifically the audio signal modifies the carrier’s frequency), and then sending that modified carrier signal to a receiver that decodes it to get the audio signal back.

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):

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=Д65ККСвфДс3с

Наравно, ово је само најједноставнији случај. ФМ радио станице обично емитују стерео са два одвојена аудио канала, па како ово функционише? Па, прилично је компликовано, али обећао сам Давиду да ћу написати добро објашњење, па смо ту.

У радио станици, леви аудио канал и десни аудио канал се сабирају како би се створио комбиновани моно аудио сигнал, са фреквенцијама од 30 Хз до 15 кХз. Ово је сигнал (Л+Р). Сигнал разлике се такође ствара одузимањем десног аудио канала од левог аудио канала, који називамо (ЛР). Сигнал је амплитудно модулисан (ЛР) на носачу од 38 кХз. У суштини, ово значи да сигнал од 38 кХз постаје „гласнији“ или „тиши“ на основу „јачине“ – или амплитуде – ЛР сигнала. Сам носилац од 38 кХз је „пригушен“, али према нашем разумевању, не морате да бринете о тим детаљима. Ту је и демо тон, који је само синусни талас од 19 кХз. Сви ови сигнали су спојени и фреквенцијски модулисани у радио сигнал неколико мегахерца, као што је 92,7МХз за Фресх ФМ, или 101,5МХз за моју стару станицу, Радио Аделаиде.

(Успут, када говоримо о „додавању“ или „додавању“ сигнала, то је иста ствар. Можете узети амплитуду сваког сигнала у датом тренутку и једноставно их комбиновати заједно.)

На крају пријемника, једноставан моно ФМ пријемник прима сигнал и демодулира га. Сав садржај изнад 15 кХз или више се једноставно филтрира и добијате сигнал (Л+Р) који се репродукује са једног звучника. Због тога су стерео ФМ станице компатибилне са моно пријемницима.

Али стерео пријемници раде другачије. Наравно, они и даље демодулирају ФМ сигнал и емитују основни аудио сигнал (Л+Р), али не занемарују садржај високе фреквенције сигнала. Уместо тога, они су у стању да покупе пилот тон од 19 кХз из сигнала, што им указује да је сигнал у ствари стерео сигнал. Сигнал од 19 кХз се интерно мултиплексира да би се створио носећи сигнал на 38 кХз. Ово се меша са демодулисаним сигналом и користи за обнављање аудио сигнала (ЛР) у времену – или „у фази“ – са аудио сигналом (Л+Р). Сабирањем аудио сигнала (Л+Р) и (ЛР) добијате 2Л сигнал, који се шаље на леви звучник. У међувремену, одузимањем (ЛР) сигнала од (Л+Р) сигнала ствара се 2Р сигнал који се шаље десном звучнику.

У реду, хајдемо у РДС који омогућава вашем радију да зна која је песма

У реду, то је сав откривен звук, али како се РДС подаци шаљу? Па, још један тон од 57 кХз се додаје заједно са (Л+Р), пилот тоном и (ЛР) сигналима, пре него што се сет од сва четири фреквентно модулира и шаље као радио талас са предајника. Амплитуда сигнала од 57 кХз је модулисана коришћењем података у шеми ван оквира наше дискусије овде. Међутим, сигнал од 57 кХз је изабран да безбедно стоји изнад сигнала разлике од 38 кХз, који има садржај „бочног појаса“ који се протеже на +/- 15 кХз. Са системом шифровања који се користи у РДС-у, способан је да преноси податке брзином од 1187,5 бита у секунди, или нешто мање од 1,2 килобита у секунди. Ако сте икада користили модем од 56 Кбпс током 1990-их, знаћете да 1,2 Кбпс уопште није брз. Међутим, да бисте послали део текста са насловима песама или информацијама о станици, ово је више него довољно.

Декодирање ФМ подносача користећи СДР#?
од странеу/профт0к инРТЛСД

У спектрограму изнад објављеном на Реддиту, можемо видети слом демодулираног/„декодованог“ ФМ стерео сигнала. Од 0-15 кХз видимо звук (Л+Р). На 19 кХз видимо пораст тона пилота. На врхунцу на 38 кХз, видимо центар ЛР сигнала који се шири око 15 кХз на обе стране. Фокусирајући се на 57 кХз, видимо РДС сигнал.

Дакле, доказали смо да се део података може послати помоћу нашег ФМ радио сигнала захваљујући магији РДС-а. Али које су стварне информације које РДС шаље? Па, свако РДС емитовање обично почиње са хексадецималним бројем од четири знака који идентификује радио станицу, коју пријемник онда може да упореди са листом ИД кодова пријемне станице. Ако је радио станица која се слуша регионална, пријемник може пронаћи други сигнал са ИД-ом те станице и пребацити се на њега када првобитно подешени сигнал постане слаб из даљине.

Штавише, РДС подаци укључују више информација о стилу програмирања станице. Да ли сте икада видели дугме са ознаком „ПТИ“ на главној јединици и запитали се шта оно ради? Означава „Тип програма“. (Али музика може бити и забава.) Избор ПТИ вам омогућава да сортирате радио станице по жанру. Занимљиво је да постоји врло мало преклапања између типова глобалних РДС програма и типова РБДС програма у САД. Док су ПТИ кодови нула, један и 31 заједнички, остатак је потпуно другачији према Национални комитет за радио системе. Можда зато што формати попут Топ 40 и Р&Б нису били главна брига у Европи у време када је РДС први пут имплементиран.

Па, када је РДС први пут имплементиран у Европи, бројеви разреда од 16 до 30 су били празни, као што је приказано у табели изнад. Очигледно је то од тада исправљено, али као што видите, европски типови софтвера се нису у потпуности поклапали са типовима софтвера у САД.

Пређимо на ПТИ ствари.

Када заобиђемо све важне ПТИ блокове података, долазимо до блокова података 2Б, 3А и 4А у горњој табели (ПТИ је у блоку ПТ4). Сада, 2Б означава од чега се састоје блокови 3 и 4, а то може бити до 32 бита текста. Осим ако ваш локални ДЈ не врти, реците: „Спавао сам са неким у Фалл Оут Бои-у и све што сам добио је ова глупа песма написана о мени„, то би требало да буде довољно за више наслова песама и извођача у једном снимку. Ако није, текстуални низ се може ротирати да би се приказале све одговарајуће информације о песми, а истовремено се обезбедио уредан ефекат померања. Старији радио уређаји са вишесегментним ЛЦД екранима обично ротирају текст Пошто је ограничен на веома кратку дужину знакова.

Имајте на уму да очекивање наслова песама и извођача као текста не функционише увек. Неки мали независни емитери који немају новца нису купили РДС технологију, а неке радио станице једноставно не могу да се муче са ротирањем своје РДС скрипте, већ само приказују име и позивни знак радио станице. Затим, постоји питање да се ствари не преводе на континенте, јер се глобални РДС веома разликује од америчког РБДС-а у примени РБДС подаци приказани преко РДС пријемника можда неће изгледати сасвим исправно. Како је речено у ЕБУ папир:

Ако је потребно хитно изменити постојећи софтвер, прво треба додати препознавање одговарајуће речи Е, а ако се додатно имплементира ПТИ, мораће се користити нова табела америчких ПТИ кодова.

Ах да, неколико година РБДС је имао много типова програма који нису постојали у Европи, а посао „Е-ворд дисплацемент“ се вртео око мултиплекса са модификованим системом мобилног претраживања који је данас суштински ирелевантан. Међутим, ово су безначајна питања када узмете у обзир како РДС смањује шансу да пропустите назив нове песме.

Ових дана постоји други начин на који ваш аутомобил може да каже која песма се пушта на радију: то може бити зато што емитовање уопште није аналогни ФМ сигнал. Добродошли у ХД Радио, метод емитовања дигиталних и аналогних радио сигнала у истом пропусном опсегу у исто време. Доубле ФТВ! Шта ово значи? Ако је ваш пријемник потпуно аналоган, добићете старински ФМ или АМ сигнал. Ако имате пријемник који може да прима ХД радио, добићете ток дигиталних аудио сигнала који се стримују брзином до 128 кбит/с у неким ФМ апликацијама. Ох, и емитери су ограничени на само један ХД канал по станици. Према ХД Радио:

Рецимо да је ваша омиљена локална радио станица на 96.9ФМ. Користећи ХД Радио технологију, иста станица се емитује у дигиталном звуку на 96.9 ХД1. Осим тога, свим новим садржајима можете приступити на највише три додатне станице: 96.9 ХД2, ХД3 и ХД4.

Поред симултаног емитовања и додатних ХД канала, ХД Радио омогућава пријемницима да сниме много већу количину података, укључујући мале слике које се шаљу преко таласа преко ХД Радио функције „Артист Екпериенце“. А када кажем мали, мислим на микроскопски у поређењу са тренутним трендовима, као Кспери, компанија која поседује ХД Радио, Он тако тврди „Слике имају номиналну резолуцију од 200 к 200 пиксела и максималну величину датотеке од 24 КБ.“ Ипак, какав искорак.

Наравно, земаљски радио је изашао из моде откако су конгломерати подигли своју ружну главу и све станице су почеле да се уклапају у одређене жанрове. Деценијама су се истицали потрошачи спремни да мало више плате за иПод или претплату на сателитски радио. Међутим, Аппле-ови иПод-и и оне помало рђаве сателитске радио станице од обале до обале брзо губе на популарности због појаве јефтиног стримовања и планова за пренос података. Да, ја сам један од оних људи који стримују, и док још увек купујем физичке медије када могу, лакоћа и организација онлајн радио станица су без премца.

Имајте на уму да ако шаљете стриминг звука преко Блуетоотх-а на главну јединицу аутомобила, и даље ће вам требати начин да извучете информације о рути. Ово је место Благословна белешка Долази са истом марком технологије идентификације стаза која се користи у иТунес-у и ВинАмп-у. Уграђен је у све врсте аутомобила од Тојота до БМВ-а, користи се у свему, од радија до стриминга, и вероватно ће и даље бити кључан јер неки произвођачи напуштају пресликавање телефона. Више о Граценотес-у у наредном чланку, јер знам да сте сви узбуђени.

(Заслуге за слике: Долоспин – Сопствени радЦЦ БИ-СА 4.0, Ниссан, Јагуар, ЕБУ, Кспери, Граценоте)

Подржите нашу мисију подршке аутомобилској култури Постаните званични члан Аутопиан-а.

Имате добар савет? Пошаљите нам га овде. Или погледајте приче на нашој почетној страници.