Quantcast

Modulační procesory, zvuk a parametry modulačního výkonu u VKV stanic

| Tisk

V dnešním článku bych se chtěl vrátit do konce roku 2012 a věnovat se dění na rozhlasových vlnách v pásmu VKV. Toto období bylo ve znamení úprav na vysílacích komponentech jednotlivých tuzemských stanic, které se musely po svém vyrovnat s nařízením ČTÚ, jenž stanovil limit modulační výkonu /MPX power/ na průměrnou hodnotu 0dBr.
V následujících odstavcích bych zjednodušeně popsal o co vůbec jde.


obrázek

V první řadě, co znamená zkratka MPX?

Zkratka MPX pochází od slova multiplex, tedy více něčeho v jednom celku. V případě rozhlasového vysílání na VKV se jedná o signál, ve kterém je zakódován stereofonní zvuk a služby, které rozhlasová stanice posluchačům nabízí /RDS, dopravní vysílání/. MPX obsahuje nosné kmitočty pro součtovou a rozdílovou složku obou kanálů stereo signálu, pilotní signál pro řízení dekodéru v přijímači a nosné kmitočty pro data Radio Data Systému a službu dopravního vysílání.


obrázek

Co je to modulační výkon, neboli MPX Power?

Nejedná se ani tak o vztah nějakého napětí na konkrétní zátěži, ale spíš o jakési doporučení z dokumentů, které slouží k plánování provozu FM vysílání. Hodnota 0dBr je přímo vztažena k úrovni čistého sinusového signálu, který po modulaci způsobí špičkový kmitočtový zdvih 19kHz. Limitní hodnota kmitočtového zdvihu komplexního signálu je 75kHz. Pro posuzování dodržování této úrovně pro komplexní audio signál tedy logicky nelze brát okamžitou úroveň, ale o průměrovou hodnotu za stanovený časový úsek. Tento úsek by se podle mého měl stanovit takový, aby byl „spravedlivý“ jak pro hudební kanály, kde je převážně odbavována jen hudba, tak i pro stanice plnoformátové, kde se vyskytují v programu mimo jiné i delší úseky mluveného slova jako jsou četby na pokračování, pohádky, reportáže, telefonáty apod.


obrázek

Pohled na důležité parametry VKV vysílání. Hnědou barvou je znázorněný průběh kmitočtového zdvihu, který má limitní hodnotu stanovenou na 75kHz. Modrou barvou je znázorněn průběh MPX výkonu. Na tomto příkladě vysílání ČRo České Budějovice je jasně patrné, že pro získání objektivní hodnoty tohoto výkonu je nezbytné nechat změřit delší časový úsek vysílání. Tento graf znázorňuje časový úsek od 6:45hod do 7:05hod, průměrná hodnota modulačního výkonu je -0,34dBr, přitom ve špičkách dosahovala hodnota až 1,5dBr. V tomto konkrétním případě se jednalo o vysílání rozhlasové rozcvičky/hudba se slovem/, píseň ze 70let, telefonického příspěvku z ČHMÚ, píseň z 90let a zpravodajské relace.
Průběh měření rozhlasové stanice, ve které hraje prim především současná moderní hudba
bude vypadat jinak, v následujícím článku nás taková ukázka také čeká. Ale zpět k podstatě věci.

Proč to všechno??

Oficiální sdělení ČTU v dokumentu PV-P/22/06.2011-9 se dá popsat třemi body, nebo důvody, proč se přistupuje k tomuto opatření.

Omezení rušení sousedních stanic ve VKV spektru
Dodržování mezinárodních ustanovení
Omezení rušení navigačních služeb leteckého provozu

Myslet si o tom můžeme každý svoje…


obrázek

Minimálně v prvním případě by si měl ČTÚ sám sypat popel na hlavu, za současný guláš ve VKV pásmu může především on sám a nikdo jiný!!!
Narážím na živelné přidělování dokrývacích kmitočtů tuzemským stanicím/viz první bod/.


obrázek

Prvopočátek toho všeho je ovšem starý pár desítek let. Na počátku toho všeho byla dobrá myšlenka studenta standfortské univerzity Roberta Orbana.


obrázek

Mladý Robert už nemohl poslouchat, jak americké VKV rozhlasové stanice „zabraňují“ přebuzení svých vysílačů obyčejnými širokopásmovými kompresory.

Proto po čase na základě předchozího prostudování všech principů a aktuálních problémů činnosti VKV vysílacího řetězce, zkonstruoval první modulační procesor. Tehdy svým prvním výrobkům dal označení Optimod, od slovního spojení optimální modulace. Toto označení se v branži používá do dneška. Od roku 1975 začala americká firma ORBAN vyrábět profesionální modulační procesory i s kodérem MPX.


obrázek

Na počátku devadesátých let minulého století se s boomem privátních stanic, se začaly hromadně používat modulační procesory i u nás. V této době se začaly objevovat i první modely modulačních procesorů v digitální podobě, kdy veškeré operace prováděly interní DSP jednotky.


obrázek

Se vzrůstajícím výpočetním výkonem procesorů se zvyšovaly i možnosti těchto přístrojů tak nezbytných pro terestrické rozhlasové vysílání. Největší neštěstí se ale rodilo o pár roků později, to se totiž v naší společnosti začal objevovat nový lidský druh, který dostal označení „manažer“. Manažer se začal nekontrolovatelně rozrůstat do všech oborů lidské činnosti a členit do několika skupin. Nás zajímají především manažeři obchodu, programu, public relations.

Tento druh se postupně implementoval i do vedení rozhlasových stanic a postupně začal ovládat i ty úseky, kterým vůbec nerozumí a začal je dokonce sám řídit! Takže i využití modulačního procesoru se postupně změnilo podle manažerova gusta. Robert Orban to tenkrát myslel určitě dobře, tehdy se hlídal především kmitočtový zdvih, šířka využívaného pásma, dynamika audiosignálu se upravovala pouze do té míry, aby rozhlasový posluchač nebyl rušen nejrůznějším rušením, které „obohatilo“ užitečný signál po cestě k anténě přijímače. Tedy rušením, které ja tak charakteristické pro terestrické šíření signálu.

Dynamika byla upravována kvalifikovanými techniky s hudebním sluchem a vkusem.
To byla krásná doba…


obrázek

Modulační procesor je přístroj, do kterého se přivádí stereo signál z mixážního pultu vysílacího pracoviště rozhlasové stanice a na jeho výstupu dostaneme kompletní MPX signál, který má veškeré důležité parametry pro co nejefektivnější využití přiděleného kmitočtového rozsahu a následně výkonu VKV vysílače pod stálou kontrolou.

Aby byl vstupní signál co nejlépe připraven k úpravě, má takový procesor na vstupu nejdříve jakýsi vyrovnávač vstupní úrovně/leveler/ a pak se spektrum signálu rozdělí na několik kmitočtových pásem, moderní procesory pracují separovaně až s pěti frekvenčními pásmy.
Poté je v každém takovém pásmu samostatný kompresor dynamiky, který od určité prahové úrovně signálu začne další nárůst signálu omezovat v nastavené poměru, čím vyšší poměr nastavíme, tím více bude dynamika snižována. Dalšími parametry jsou časové reakce, jak rychle bude kompresor na změny signálu reagovat, či jak rychle se po odeznění signálové špičky vrátí zpět do původního režimu. Zjednodušeně řečeno, například ostrá sykavka moderátora v pásmu středním, nebo vyšším tím pádem nebude nijak ovlivňovat procesing hlubokotonového pásma. Platí to i naopak například u retnice. Dalšími obvody v modulačním procesoru jsou kmitočtové parametrické filtry, expandery, rozšiřovače sterobáze, AGC, detektory mluveného slova s možností aplikování na tento druh signálu jiný preset procesingu a na konci nechybí výstupní limiter, který zadrží i ty nejrychlejší špičky signálu, aby nedošlo k přebuzení vysílače.

Lidské ucho je nejméně dokonalý člen celého řetězce a správně nastaveným procesorem a při dobře odvedené práci zvukaře na vysílacím pracovišti, by nemělo ucho procesing na straně přijímače zaregistrovat, případně by ho takový procesing neměl alespoň unavovat. Skutečnost je ale přesně opačná. Dnes se používá stlačení dynamiky především k tomu, aby byla co nejvyšší subjektivní hlasitost reprodukce, aby i tiché pasáže skladby byli hlasité, aby působila reprodukce hutně, bohatě, aby tlačila z reproduktorků neustále energie. Původní vize zlepšení odstupu vysílaného užitečného signálu od šumu a pozadí se jaksi vymkla kontrole.

Dnes se dá použít vtipné přirovnání rozhlasové stanice k pomyslnému rodinnému domu. Dříve byl modulační procesor v technické místnosti, dnes je umístěn v koupelně před zrcadlem, kde se pomocí jeho tvoří kosmetický design stanice. Je to opravdu smutné, že se na internetu objevují články i technicky odpovědných lidí, kteří tvrdí, že modulačním procesorem se tvoří image radiostanice. Já myslel, že image stanice tvoří programový obsah, profesní kvalita a oblíbenost lidí, kteří v radiu pracují, nebo hudba, která se tam pouští…
Image hudby tvoří skladatelé, producenti, interpreti a zvukaři v nahrávacím studiu, to myslím platí i nyní. Současné nahrávací studia dnes houfně používají tzv masteringové procesory, které stlačují dynamiku především u populární hudby tak výrazně, že by se další procesing zdál téměř zbytečný, ale provádí se znovu. Pak se nelze divit tomu, že z radia zní taková skladba jako neposlouchatelný paskvil, který nemá s přirozeným zvukem nástrojů a hlasu nic společného. Charakteristickým efektem takové úpravy je dýchání zvuku, absence pevného basového základu nahrávky, nakřáplé středovýškové pásmo, někdy je problém rozeznat díky zkreslenému signálu i jednotlivé moderátorů podle barvy hlasu.

Pro modulační procesor v dnešní době platí stejné přirovnání jako pro oheň „dobrý sluha, ale zlý pán“, nebo ještě lépe jiné „sirky nepatří dětem do rukou“.


obrázek

Manažeři mají velmi náročné zaměstnání, často cestují vozem a tam mají všichni stejnou zbraň a to je autorádio s VKV tunerem a na předním panelu mají většinou šest knoflíků předvoleb a pod pěti jsou jejich protivníci a na jednom z nich, většinou na prvním zleva je to jejich „ráádííjóó“. A každý z nich chce, aby to „jeho“ nejenom přeřvalo motor pod kapotou, ale i všechna ostatní radia na vedlejších knoflících. Lady Gaga a bulvár je slyšet všude, tak alespoň musíme hrát co nejvíc nahlas. Kdo hraje něco jiného a potichu, tak se buď přizpůsobí, nebo zemře…
Bohužel, ostatním stanicím nezbývá nic jiného, než se přizpůsobují hlavně tím „řvaním“.
Digitální modulační procesory toto umožnují „moderním“ manažerům zrealizovat velmi snadno.

Nejdříve hnali svoje modulační procesory nadoraz privátní hudební stanice, pak se to samozřejmě nelíbilo manažerům v Českém Rozhlase a nakonec byl „nařvaný“ i Radiožurnál.
Moderátoři měli nádechy v řeci téměř stejně hlasité jako samotné mluvené slovo, podobně jako to mají astmatici. Svoji oblíbenou skladbu z VKV vysílání už ani nepoznáte. Nedávno jsem slyšel z českého éteru skladbu Stairway To Heaven od autorské dvojice Plant/Page. Píseň měla díky brutální komprimaci ve všech kmitočtových pásmech tak zmršený průběh, že jemný flétnový part v úvodu skladby byl stejně hlasitý, jako Bonhamovy legendární přechody v závěrečné gradaci písně. Proč se toto děje, jakým právem zasahují radiostanice do autorských děl? Nebudou je třeba pouštět za pět let podladěné o tón, nebo dokonce pozpátku?

Takhle to funguje dobře patnáct let a se vzrůstajícím počtem dokrývacích frekvencí na každém kopci i malého městečka se dalo očekávat, že se situace stane neudržitelnou, že ČTU „zasáhne“. Západní norma/CCIR/ není nafukovací a jednou musí dojít na konec své kapacity. Že je ale ČTU největším viníkem tohoto stavu pochopitelně nikdy nepřizná.

Situace je to hrozná a nařízení limitní hodnoty MPX výkonu na hodnotu 0dB ji zásadně nezlepší.Možná se zlepší příjem některých zahraničních stanic z ciziny, to je asi největší přínos této akce. Rozhodně se zbytečně zhorší tolik důležitý odstup signál/šum, tedy s tím spojený nerušený poslech rozhlasového vysílání v komplikovanějších příjmových podmínkách. Tím pádem se zmenší i dosah pokrytí vysílače, ten je dán právě kvalitou příjmu.

Rozhlasové stanice budou muset zainvestovat do nových modulačních procesorů, nebo nahrát nový SW do svých moderních stávajících, nakoupit měřící přístroje, nebo platit firmám, která se v této činnosti pohybují.

Plno lidí, kteří pláčou nad obludným zvukovým projevem našich VKV stanic si moc nepolepší, protože z tohoto pohledu je problém kdesi jinde, určitě ne ve špičkové, nebo průměrné úrovni MPX modulace. V tomto ohledu je třeba vrátit modulační procesor zpět do technické místnosti technikům a nikoliv ho používat jako kosmetický přípravek manažerů.
Klidně by se mohl zavést nařízení, že modulační procesory budou nastavovat odpovědné firmy všem stanicím, které vlastní licenci. Zohledněno by bylo pouze programové zaměření stanice /klasická hudba, mluvené slovo, hudební kanál atd./.

Nyní bych rád podělil o několik poznatků, jak se vysílá a pracuje s modulačními procesory v Rakousku a Bavorsku. Tyto destinace jsou mi velmi blízké a dobře vím, že především v Bavorsku hrají VKV radiostanice moc pěkně, příjemně i na dlouhý poslech, hrají daleko za hranicemi s ČR a přitom neporušují žádné normy pro VKV vysílání.


obrázek

Zajel jsem si na začátku prosince do osady Svatý Tomáš poblíž Lipenského jezera. Odtud je možný příjem několika známých Rakouských a Bavorských vysílačů.


obrázek

Zaměřil jsem se na ukázky rozhlasového vysílaní z rakouského Gaisbergu a Lichtenbergu a z bavorských vysílačů Wendelstein a Brotjacklriegel.


obrázek
obrázek
obrázek
obrázek


Při měření jsem anténu vždy přizpůsobil nasměrováním na konkrétní směr, navíc jsem kontroval potlačení silných signálů z nedaleké Kletě, což se myslím podařilo. Viz následující bandscany.


obrázek

VKV spektrum ve směru Brotjacklriegel


obrázek

VKV spektrum ve směru Gaisberg/Wendelstein


obrázek

VKV spektrum ve směru Lichtenberg


obrázek
obrázek

Pro měření jsem použil měřící přijímač z produkce PIRA, program FM Scope a tříprvkovou chlumeckou anténu.


obrázek
obrázek

Pořídil jsem i audionahrávky jednotlivých stanic pomocí přijímače SANGEAN 909X a rekordéru Tascam DRM 680.


obrázek

Nahrávky jsem pořídil ve formátu wav/16bit/44.1kHz, pro zájemce jsem uložil nahrávky v MP3 na níže uvedených odkazech.

Na prvních dvou snímcích vidíme průběh parametrů rakouské stanice Ö3, nejdříve signál ze salzburského Gaisbergu, poté z vysílače Lichtenberg. Jak vidíme, v Rakousku nejsou kladeny tak přísné podmínky ohledně modulačního výkonu jako u nás. Průměrná hodnota přes 1dBr.


obrázek

Ö3 - Gaisberg


obrázek

Ö3 - Lichtenberg

Podobně na tom je hornorakouské rádio LIFE, opět z lineckého Lichtenbergu.


obrázek

100,5MHz – Radio LIFE


obrázek

Průměrnou hodnotu modulačního výkonu přes 1dBr dosahuje i radio FM4 z Gaisbergu.

Další dva grafy představují bavorské vysílání. Jedná se o oblíbenou stanici Bayern3. První snímek ukazuje parametry vysílání z bavorských Alp na Wendelsteinu, druhé pak z Bavorského lesa z vysílače Brotjacklriegel. Na snímcích je vidět, že Bavorský rozhlas má přísnější pravidla než ORS. Průměrná hodnota modulačního výkonu je téměř -1dBr.


obrázek

Bayern3 – Wendelstein


obrázek

Bayern3 - Brotjackriegel

K zvukovému projevu:

Zvuk všech stanic z Bavorska je velmi příjemný, komprimace signálu je v únosné míře, zvuk je příjemný i na dlouhodobý poslech, zvuk mikrofonů moderátorů je sice poměrně sytý, ale přirozenou barvu, nádechy jsou slovo jsou v obvyklém poměru hlasitosti. Jistě na to má vliv i skutečnost, že se jedná o školené, kvalitní speakery, výborně hlasově vybavené.
V audio ukázkách je ukázka i delšího mluveného slova, takže můžete sami posoudit…

Pro srovnání přidávám několik měření z vysílání českých rádií na českobudějovicku


obrázek

BandScan VKV pásma směr České Budějovice. Anténa HB9CV – vertikální uchycení.


obrázek

Jako první vidíme MPX výkon a modulační zdvih u Čro1 z vysílače Kleť


obrázek

Z rozhledny Kleť vysílá Hitradio Faktor


obrázek

Z centra Českých Budějovic vysílá pražské rádio Bonton


obrázek

MPX výkon a kmitočtový zdvih stanice Čro3 Vltava z vysílače Kluk


obrázek

Zde vidíme MPX výkon téměř o 2dB na limitem stanoveným ČTÚ. Rádio Orlík – vysílač Češnovice.
Měřeno 25.12.2012


obrázek

Grafický průběh audio modulace rádia Orlík, zvuk je natolik komprimován, že těžko vizuálně rozpoznáme, kde se nalézá mluvené slovo. Hrůza…


obrázek

Grafický průběh audio modulace rádia Ö3 z Gaisbergu, zde vidíte mluvené slovo naprosto jasně. Přesto i zde je komprimace signálu poměrně výrazná.


obrázek

V této grafické ukázce audio modulace stanice B1 z Wendelsteinu mluvené slovo vůbec není,
ale díky jen mírné kompresi rozpoznáme průběhy dvou po sobě jdoucích skladeb, což u českých stanic nepoznáte ani náhodou…

Ke zvuku českých radiostanic se vyjadřovat nebudu, ať si udělá subjektivní obrázek každý sám z přiložených ukázek.

Napsáno toho už v tomto směru bylo dost a dost, jen dodám, že zvuk Radia Country se mi nezdál vůbec špatný, stejně tak Čro3 Vltava z vysílače Kluk. Celkem příjemně poslouchatelné vysílání i po technické stránce.

Bayern1/ vysílač Wendelstein –
http://www.ulozto.cz/x5Q2ZoK/b1-wendlstein-93-7-mp3

Bayern2/ vysílač Brotjaclkriegel –
http://www.ulozto.cz/xhGujXW/b2-brotjacklriegel-96-5-mp3

Bayern3/ vysílač Brotjaclkriegel –
http://www.ulozto.cz/x67KbfM/b3-brotjacklriegel-94-4-mp3

Radio LIFE/ vysílač Lichtenberg –
http://www.ulozto.cz/xhX8Nfs/life-lichtenberg-100-5-mp3

OE3/ vysílač Gaisberg –
http://www.ulozto.cz/xGWUjLD/oe3-gaisberg-99-0-mp3

Radio Country/ vysílač Č.Budějovice –
http://www.ulozto.cz/xanmvff/country-cb-94-7-mp3

Čro1/ vysílač Kleť –
http://www.ulozto.cz/xzEqPS1/cro1-klet-91-1-mp3



Čro3/ vysílač Kluk –
http://www.ulozto.cz/xEA7soz/cro3-kluk-96-1-mp3

KISS JČ/ vysílač České Budějovice –
http://www.ulozto.cz/xyrXzQk/kissjc-cb-87-8-mp3

Radio Orlík/ vysílač Češnovice –
http://www.ulozto.cz/xhEren4/radio-orlik-cb-95-5-mp3

Saxon





Reklama




Vybrané články