Commentaire d’invité
Par Jeff Keith
L’auteur est ingénieur concepteur produit pour Wheatstone
NEW BERN, Caroline du Nord — Compte tenu de l’espacement 100 kHz entre canaux FM et du court espacement géographique entre les stations, de nombreux pays européens ont recours à une réglementation de la radiodiffusion destinée à réduire les interférences entre les canaux adjacents. Pour accomplir cet exploit, il faut réduire la puissance moyenne de la bande latérale RF d’une station FM en réduisant la puissance multiplex.
Malheureusement, la puissance multiplex et le volume sont directement liés, aussi demander à des stations de radio de réduire «volontairement» leur puissance sonore équivaut à leur demander d’éteindre leurs émetteurs. Une norme de modulation obligatoire a donc été créée, l’UIT-R BS.412-7, qui exige que les stations FM dans certains pays européens mesurent et ne dépassent jamais une valeur prédéfinie de puissance multiplex maximale.
Intervenir pour réglementer l’intensité sonore de la FM est devenu nécessaire parce qu’il devient de plus en plus probable que le spectre FM du canal de diffusion d’une station soit «brouillé» par des interférences de modulations de programmes de stations adjacentes. Une complication supplémentaire du problème est que les processeurs FM audio modernes sont très performants pour générer la densité de modulation de programme qu’il faut pour «brouiller» ces canaux de diffusion FM.
Figure 1 BS.412 MPX Contrôleur de puissance “Off”.
Figure 2 BS.412 MPX Contrôleur de puissance “On”.
Les figures 1 et 2 montrent des mesures de la déviation sur une durée pour deux stations FM avec des traitements de son compétitifs. Toutes deux utilisent les mêmes processeurs audio et réglages, mais la station représentée sur la figure 2 a intégré dans son processeur BS.412 un contrôleur de puissance multiplex. La station de la figure 1 réalise un écart de 75 kHz presque sans interruption, tandis que la station de la figure 2 ne réalise que de temps en temps un écart de 75 kHz.
Mesurer, contrôler la puissance multiplex
Un équipement spécial de mesure a été conçu pour vérifier la puissance multiplex selon la norme ITU-R BS.412-7. Cet équipement réalise la détection des signaux large bande à l’intérieur du spectre de 100 kHz de la bande stéréo, cadre le signal détecté pour représenter la «puissance», puis intègre le résultat sur une période continue de 60 secondes. L’équipement peut afficher la puissance multiplex d’une station selon un numéro référencé à 0 dBr, ou graphiquement, afin de fournir des histogrammes de crête ou de puissance multiplex moyenne sur la durée.
Il est naturel de supposer qu’un «parfait» contrôleur de puissance multiplex pourrait simplement utiliser la même période moyenne continue de 60 secondes que les analyseurs utilisent pour la synchronisation de leur boucle de contrôle. Mais cette approche a pour effet que le contrôle souhaité arrive toujours trop tard pour être efficace.
Il serait également naturel de supposer qu’une limitation très rapide du multiplex pourrait maîtriser par contrainte la puissance, et que cette approche marcherait. Mais cela crée aussi des artefacts de traitement inacceptables tels que le pompage de gain tout en faisant un travail exemplaire pour maintenir la puissance multiplex dans la limite légale.
Tous les contrôleurs de puissance multiplex ajoutent encore une autre couche de traitement en plus de ce qui est déjà fait par le processeur, mais la philosophie de Wheatstone est que le rôle du processeur audio est de présenter un contenu agréable et de contrôler la modulation.
Nous avons commencé l’expérimentation avec un algorithme d’analyse prédictive de détection et de mesure dépendant du programme, qui adapte en permanence le comportement du contrôleur au contenu du programme entrant. Nous avons placé l’algorithme, ou ce que nous appelons maintenant le Multiplex Power Wizard, au début dans le trajet du signal, afin de lui permettre de prévoir les augmentations de puissance audio générées par l’ensemble du traitement antérieur, y compris le pré-processing qui a pu avoir lieu avant le processeur. Les augmentations de puissance provenant des clippers principaux et composites sont également prises en compte. Nous avons découvert qu’avec ce schéma, le réglage des clippers n’a pas d’importance, pas plus que la courbe de pré-accentuation utilisée. La puissance multiplex est toujours efficacement contrôlée.
La figure 3 montre où nous avons situé l’algorithme dans le trajet du signal des processeurs audio FM-55 et générateurs stéréo SG-192 de Wheatstone.
Figure 3 Wheatstone Multiplex Power Wizard FM-55 et SG-192 Versions logicielles 1.2.19 et suivantes.
La figure 4 représente et illustre un tracé de mesure représentant un enregistrement de deux heures de puissance multiplex d’un FM-55 fonctionnant avec l’algorithme. Le FM-55 traitait une grande variété de contenus audio et utilisait le «BS412_0dB_Aggressive» préréglé en usine. La courbe de puissance légèrement à gauche de 1:00:00 (voir échelle de temps en bas) reflète le comportement du contrôleur pendant un segment de programmation de conversation — la puissance multiplex moyenne est réduite, même si un écart maximal de crête de 75 kHz a été obtenu de manière régulière. Mesure effectuée avec un analyseur Audemat DFMA02.
Figure 4 : Diagramme de mesure représentant un enregistrement de deux heures avec la version 1.2.19 et ultérieures. Puissance multiplex d’un FM-55 fonctionnant avec l’algorithme.
Notamment absents, les artefacts habituellement entendus liés au contrôle de la puissance multiplex. Cet algorithme est maintenant en standard dans nos processeurs audio FM-55 et les générateurs stéréo SG-192 fonctionnant avec la version logicielle 1.2.19 (ou plus élevée).
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