電臺廣播

瑞典Motala的長波廣播電臺
斯洛伐克布拉提斯拉瓦斯洛伐克廣播台
挪威特隆赫姆的廣播塔

電臺廣播,又稱無線電廣播(英語:Radio broadcasting)、聲音廣播收音機廣播,是以無線電波單向傳遞聲音資訊的方式,一般是以高頻廣播,透過大氣電波發送廣播頻率後,聽眾透過收音機來接收。其基本設施廣播電臺,中文常通稱為「電臺」。

依使用的技術不同,電臺廣播主要分為調幅廣播(AM)及調頻廣播(FM),另外還有常見於國際廣播短波廣播。不同的電臺廣播使用不同的的頻率範圍。大部分電臺使用FM廣播,部分小規模電臺則採用AM廣播。除大氣電波外,部分透過有線網路人造衛星人造衛星廣播)和網際網路廣播。

歷史

1896年,古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Giovanni Maria Marconi)發明了無線電報,最早的無線電系統是無線電電報系統,其中沒有包括聲音。若要用電臺廣播來傳送聲音,需要有偵測聲音的電子裝置以及訊號放大的裝置配合才行。

熱離子管是由英國科學家約翰·弗萊明在1904年發明的,他開發了一個裝置,稱為「振動閥」(因為電流只能以單一方向通過此裝置)。其中加熱燈絲(即陰極)可以以熱發射的方式釋放電子,若對應的平板電極(即陽極)電壓較高,電子會流往陽極。而陽極沒有加熱,不會產生熱發射,因此電子無法逆向流動。此裝置可以作為交流電的整流器(之後稱為弗萊明管),也可以作為無線電波的探測器[1]。對於當時使用早期固態二極體(以礦石和貓鬚偵測器為基礎)的礦石收音機,可以顯著的提升其效能。不過此時仍需要擴大器。

1906年3月4日,奧地利人Robert von Lieben為充填水銀蒸氣的真空管三極體申請了專利[2][3][4]。而李·德富雷斯特也獨立發明了奧迪翁管,在1906年10月25日[5][6]為奧迪翁管申請了專利。不過一直到1912年研究者瞭解其放大能力後,才開始實際使用[7]。奧迪翁真空管加速了連續聲波的傳遞與接受。

1920年時,真空管的技術已相當成熟,成熟到可以開始無線電廣播的程度了[8][9]。不過最早可以當成是「廣播」的早期音訊傳輸可能是在1906年的聖誕夜,由范信達所傳送的,只是這部份仍有爭議[10]。儘管許多早期的實驗者都試圖要發明類似無線電話,只允許二方互相通訊的裝置,不過也有人試圖將訊號傳送給較多的聽眾。Charles Herrold於1909年在加利福尼亞州開始了廣播,隔年開始傳放音訊(Herrold的電臺最後變成了KCBS電臺。)

荷蘭海牙的PCGG電臺在1919年11月6日開始廣播,成為第一個商業電臺。1916年時,在西屋公司工作的電機工程師法蘭克·康拉德,開始在賓州Wilkinsburg的車庫中發送廣播,呼號8XK。這個電臺之後移到西屋公司位在East Pittsburgh工廠的屋頂。西屋公司在1920年11月2日重新開始這個電臺,叫作KDKA,是美國第一個獲得商業許可的電臺[11]廣播許可的類型會決定商業廣播的型式,一直到很多年後才開始有廣告。美國第一個獲得許可的電臺就是KDKA,這也是1920年美國總統選舉的結果。蒙特婁電臺(後來的CFCF電臺在1920年5月20日開始廣播節目,而底特律電臺(後來的WWJ電臺)在1920年8月20日開始有廣播節目,不過這二個電臺當時都沒有獲得許可。

娛樂用的廣播是在1920年從英國開始的,最早是在切爾姆斯福德附近Writtle馬可尼研究中心2MT電臺。1920年6月15日時,知名女高音內莉·梅爾巴在切爾姆斯福德的馬克尼新街工廠製作了著名的廣播節目,節目中唱了二首詠嘆調,節目中也有以著名的顫音演唱,她是第一個參與廣播直播節目的國際知名藝術家。2MT電臺在1922年開始有固定的娛樂節目。英國廣播公司在1922年合併,在1926年取得皇家特許狀,是全世界第一個國立的廣播電臺[12][13],1923年時捷克電臺以及許多歐洲的電臺紛紛成立。

1920年8月27日時,位在布宜諾斯艾利斯Teatro Coliseo的阿根廷廣播電臺開始固定的廣播播放。因為阿根廷政府沒有正式的廣播許可程式,廣播電臺 一直到1923年12月19日才取得許可。此電臺繼續播放娛樂及文化節目達數十年之久[14]

廣播相關的教育很快就出現了,美國的學院也開始將廣播相關程放進其課程規劃中。馬薩諸塞州米爾頓的庫裡學院在1932年有第一個主修廣播的科系,當時該校與波士頓的WLOE合作,讓學生們播放節目[15]

傳播方式

一般是普通收音機能接收的。

廣播原理
1.播音室
2.混音裝置
3.音訊轉換器
4.無線電轉換器
5.無線電塔(發射塔)
6.使用者收音機

電臺的種類廣泛,有由幾個人運作的業餘電臺,亦有數以百計職員的商營、公營電臺,或是軍用電臺。在一些已發展國家,非牟利的校園電臺亦甚為常見。電臺廣播內容有新聞報告、音樂點播、人物專訪、戲曲欣賞、體育旁述、廣告時間等。電臺節目可以直播形式,或採用預先錄音形式廣播。部分電臺更採用全電腦控制形式,播放預先錄製的節目內容。

雖然現在傳統電臺的光芒正在逐漸被網路電臺所蓋過,但是仍有許多使用AM技術的短波頻率電臺能在數千英里之外被接收到(除開夜晚)。比如說,BBC有一個完整的短波訊號傳送時刻表。這些廣播對大氣狀況與太陽黑子非常敏感。

類型

短波

有關短波及中波低頻(長波)的差異,參見短波廣播。短波大部份用在國家廣播公司、國際宣傳或是宗教電臺組織[16]

AM

AM 電臺是最早的廣播電臺,AM表示(Amplitude modulation),即振幅調諧(調幅),這是一種通過變化載波訊號的振幅來調節訊號的調變方法。

AM 廣播在全世界範圍內使用中波波段,歐洲也使用長波波段,由於20世紀80年代和90年代FM立體聲廣播電臺的興起,一些北美電臺也開始使用AM進行立體聲廣播,但是這一舉措沒有贏得很多使用者。

AM 的優勢之一是,它的訊號可以使用簡單的裝置探測到,如果一個訊號強度足夠大,接收器甚至不需要電源;建設一個不需要電源的收音機也成為了早期 AM 廣播的夢想。

AM廣播起源於北美的中波無線電系統,載波訊號的頻段為 530 到 1700 kHz,在20世紀90年代,這個頻段有加入了九個頻道,它們的頻段為 1620 到 1700 kHz,在美國,每個頻道中間間隔 10 kHz,在其它地方大概是 9 kHz。

AM 訊號容易受到來自閃電和其他電磁干擾的影響。

由於大氣電離層中D層對訊號的強力吸收,AM發射系統無法發射球狀的電波,在夜間,這種吸收大幅減小,因此訊號可以傳播至更遠的距離,但是,這也會造成一定的訊號衰落,而且在一個頻道擁擠的情況下,這意味著占據同一頻率的不同頻道必須在夜間減小訊號功率,或者改變訊號傳播方向來避免干擾,在北美,電臺之間共享一個頻率。

AM 電波傳送裝置可以發射的訊號頻率最多為 15 kHz(注意訊號頻率和載波頻率是兩回事,收音機上的標識是載波頻率),但是大多數的接收器(收音機)只能接受最大5kHz的訊號,在20世紀20年代,這是可以滿足當時需求的,因為當時的麥克風的保真度較低,磁帶的轉速為78轉每分鐘,擴音器的效能也很低,但隨著科技的發展,音訊裝置的保真度大幅上升,而接收機的最大頻率還是 5 kHz,不同AM電臺在同一個服務區內不准使用重疊的頻段,這避免了訊號間的干擾,Bob Carver發明了 AM 立體聲調諧器,使得這些接收器的頻段可以超過 15 kHz,可是在幾年之後,這種調諧器沒有發展下去,再有就是,減少接收機的頻段減小了製造成本,而且也使它們更耐干擾,減小了開發商開發立體聲調諧器的積極性,因此AM的收聽效果現在一直不好,比不上具備立體聲的 FM。

FM

衛星電臺

衛星廣播(satellite broadcasting)利用廣播衛星向地面轉播電視或聲音廣播訊號,供一般公眾直接接收的廣播方式。自從1963年7月美國發射成功世界上第1顆同步通訊衛星「同步Ⅱ號」後,衛星通訊得到很快發展。到20世紀70年代中期,各國開始發射實驗用的廣播衛星。到80年代衛星廣播進入實用階段。

地面數位廣播

地下電臺

地下電臺是指未經所在地國家批准的電臺。地下電臺可以是一個由廣告支援的針對接受區的聽眾的商業企業,或是供於私人經營的娛樂,或是為了政治目的,一般情況下只在一個非常小的範圍下放送。

Digital

數位聲音廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB),亦稱尤里卡147(EUREKA 147),是目前用於某些國家的電臺廣播的數位技術。自2006年,全世界有約1,000個電臺採用DAB技術作廣播之用。

DAB技術於1980年代設計,幾年內許多國家已有其接收器。支持者聲稱這標準比類比FM廣播較多好處,例如聲音保真度高,以及同一頻率可廣播更多電臺頻道,解決對噪音、多徑、廣播音量時強時弱和同頻率干擾的問題;但由英國、丹麥、挪威和瑞士的98%的電臺進行的收聽測試實驗證明DAB的聲音品質比FM廣播差,原因是他們使用的位元率太低,導致品質上差異。

節目形式

電臺節目形式依國家、監管和市場的不同而不同。例如美國聯邦通訊委員會規定美國在88–92 MHz頻道的節目要是非營利或是教育性的,其中不能含有廣告。

此外,節目形式也會隨著時代以及技術的演進而不同。早期的廣播裝置只允許現場錄製節目後直接播放,稱為live。後來錄音技術進步,越來越多的廣播節目是先行製作後,再播放事先錄製好的節目。目前的趨勢是電臺的自動化(廣播電臺自動化播出系統)。有一些電臺已可以在不需人力介入的情形下運作,完全用電腦控制,依序播放事先錄製好的內容。 電臺節目的主播又分為DJ和電臺節目的主持人,DJ主要都是在分享音樂,而電臺主持人則會有一個主題(例如:政論或旅遊等)主要在分享資訊。

參考文獻

  1. ^ Guarnieri, M. The age of vacuum tubes: Early devices and the rise of radio communications. IEEE Ind. Electron. M. 2012: 41–43. doi:10.1109/MIE.2012.2182822. 
  2. ^ [1]頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) DRP 179807
  3. ^ Tapan K. Sarkar (ed.) "History of wireless", John Wiley and Sons, 2006. ISBN 0-471-71814-9, p.335
  4. ^ Sōgo Okamura (ed), History of Electron Tubes, IOS Press, 1994 ISBN 90-5199-145-2 page 20
  5. ^ [2] Patent US841387 from 10/25/1906
  6. ^ U.S. Patent 879,532
  7. ^ Nebeker, Frederik. Dawn of the Electronic Age: Electrical Technologies in the Shaping of the Modern World, 1914 to 1945. John Wiley & Sons. 2009: 14–15 [2018-06-19]. ISBN 0470409746. (原始內容存檔於2019-04-28). 
  8. ^ The Invention of Radio. 
  9. ^ Guarnieri, M. The age of vacuum tubes: the conquest of analog communications. IEEE Ind. Electron. M. 2012: 52–54. doi:10.1109/MIE.2012.2193274. 
  10. ^ Fessenden — The Next Chapter RWonline.com頁面存檔備份,存於網際網路檔案館
  11. ^ Baudino, Joseph E; John M. Kittross. Broadcasting's Oldest Stations: An Examination of Four Claimants. Journal of Broadcasting. Winter 1977: 61–82 [2013-01-18]. (原始內容存檔於2008-03-06). 
  12. ^ Callsign 2MT & New Street. 
  13. ^ BBC History – The BBC takes to the Airwaves. BBC News. [2018-06-26]. (原始內容存檔於2019-11-22). 
  14. ^ Atgelt, Carlos A. "Early History of Radio Broadcasting in Argentina." The Broadcast Archive (Oldradio.com).
  15. ^ http://www.curry.edu
  16. ^ Grodkowski, Paul. Beginning Shortwave Radio Listening. Booktango. 2015-08-24. ISBN 9781468964240 (英語). 

參見

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