stringtranslate.com

НИКАМ

Near Instantaneous Companded Audio Multiplex ( NICAM ) — ранняя форма сжатия с потерями для цифрового звука . Первоначально она была разработана в начале 1970-х годов для соединений точка-точка в сетях вещания. [1] В 1980-х годах вещатели начали использовать сжатие NICAM для передачи стереозвука телевидения публике.

История

Почти мгновенное компандирование

Идея была впервые описана в 1964 году. В ней «ранжирование» должно было применяться к аналоговому сигналу до аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и после цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) . [2] Применение этого к вещанию, в котором компандирование должно было выполняться полностью цифровым способом после АЦП и до ЦАП, было описано в исследовательском отчете BBC 1972 года . [3]

Связи точка-точка

Первоначально NICAM предназначался для предоставления вещателям шести высококачественных аудиоканалов в общей полосе пропускания 2048 кбит/с. Эта цифра была выбрана для соответствия первичной скорости мультиплекса E1 , и системы, использующие эту скорость, могли использовать запланированные национальные и международные телекоммуникационные сети PDH .

Несколько подобных систем были разработаны в разных странах, и примерно в 1977/78 году Исследовательский отдел BBC провел тесты на прослушивание, чтобы оценить их. Кандидатами были:

Было обнаружено, что NICAM-2 обеспечивает наилучшее качество звука, но снижает программно-модулированный шум до неоправданно низкого уровня за счет скорости передачи данных. NICAM-3, который был предложен во время теста для решения этой проблемы, был выбран победителем. [4] [5]

Звук кодируется с использованием 14- битной импульсно-кодовой модуляции с частотой дискретизации 32 кГц .

Трансляции для общественности

Вторая роль NICAM – передача публике – была разработана в 80-х годах BBC . Этот вариант был известен как NICAM-728, по битовому потоку 728 кбит/с , по которому он передается. Он использует те же параметры аудиокодирования, что и NICAM-3.

Первой цифровой стереопрограммой NICAM стала первая ночь 92-го выпуска Proms , которая транслировалась на BBC2 с передающей станции Crystal Palace в Лондоне 18 июля 1986 года, хотя программы не рекламировались как транслируемые в стерео на BBC до субботы 31 августа 1991 года, к тому времени большинство передатчиков страны были модернизированы для вещания NICAM, и большое количество программ BBC производилось в стерео. Это произошло спустя 18 месяцев после того, как ITV и Channel 4 начали рекламировать эту возможность совместно с Independent Broadcasting Authority, разворачивающим NICAM на основе передатчика за передатчиком, что началось в 1989 году с передатчиков Crystal Palace и Emley Moor . [6]

Он был стандартизирован как ETS EN 300 163. [7]

Страны и регионы, использующие общественное вещание NICAM

Несколько европейских стран внедрили NICAM с телевизионными системами PAL и SECAM [8] [9] [10]

Некоторые страны и регионы Азиатско-Тихоокеанского региона внедрили NICAM

В некоторых других странах вместо этого используется аналоговое стерео Zweikanalton . Таким образом, начинается преобразование аналогового стерео.

Реализации

В настоящее время не известно ни одного потребительского оборудования, способного к модуляции NICAM. [11] Ниже приведен неполный список вещательного оборудования, способного к кодированию и/или модуляции NICAM:

Операция

Для обеспечения моно "совместимости" сигнал NICAM передается на поднесущей вместе с несущей звука. Это означает, что обычная мононесущая звука FM или AM остается в покое для приема монофоническими приемниками.

Инфраструктура стерео-ТВ на основе NICAM может передавать стереопрограмму ТВ, а также моно-звук "совместимости" одновременно, или может передавать два или три совершенно разных звуковых потока. Этот последний режим может использоваться для передачи звука на разных языках, аналогично тому, как это используется для фильмов в полете на международных рейсах. В этом режиме пользователь может выбрать звуковую дорожку для прослушивания при просмотре контента, используя элемент управления "выбор звука" на приемнике.

Спектр NICAM в системе PAL отличается от спектра в системе SECAM L, где звуковая несущая NICAM находится на частоте 5,85 МГц, перед звуковой несущей AM, а полоса пропускания видеосигнала уменьшена с 6,5 МГц до 5,5 МГц.

В настоящее время NICAM предлагает следующие возможности. Режим автоматически выбирается путем включения 3-битного поля типа в поток данных.

Четыре других варианта могут быть реализованы позднее. Однако только первые два из перечисленных известны как широко используемые.

Передача пакетов NICAM

Пакет NICAM (за исключением заголовка) перед передачей шифруется с помощью девятибитного псевдослучайного генератора битов.

Важно сделать поток битов NICAM более похожим на белый шум , поскольку это уменьшает искажение сигнала на соседних телеканалах.

Проблемы с передачей NICAM

Существуют некоторые скрытые проблемы, связанные с обработкой звука NICAM в цепочке передачи.

Мощность несущей NICAM

Стандарты ITU (и CCITT) указывают, что уровень мощности сигнала NICAM должен быть на уровне -20 дБ относительно мощности несущей изображения.

При измерении с помощью спектроанализатора фактический уровень несущей (L) можно рассчитать по следующей формуле:

L(NICAM) = L(измерено) + 10 log (R/BWAnalyser) + K

  1. L(NICAM) = фактический уровень несущей NICAM [дБмкВ]
  2. L(измеренный) = измеренный уровень несущей NICAM [дБмкВ]
  3. R = -3 дБ полоса пропускания сигнала [кГц]
  4. BWAnalyser = полоса пропускания анализатора спектра [кГц]
  5. K = логарифмический форм-фактор анализатора спектра ~2 дБ

примечание: если BWAnalyser больше R, формула становится L(NICAM) = L(Измерено) + K

Различные особенности

NICAM-семплирование не является стандартным PCM- семплированием, которое обычно используется с компакт-диском или на уровне кодека в аудиоустройствах MP3 , AAC или Ogg . NICAM-семплирование больше напоминает адаптивную дифференциальную импульсно-кодовую модуляцию или компандирование по закону А с расширенным, быстро изменяемым динамическим диапазоном.

Подписание дополнения до двух

Для подписи образцов используется метод дополнения до двух [ 20] , поэтому:

±0 В имеет три двоичных представления

Проверка четности ограничена только 6 из 10 бит

Для усиления защиты четности для звуковых образцов бит четности вычисляется только для верхних шести бит каждого образца NICAM. Ранние исследования BBC NICAM показали, что неисправленные ошибки в младших четырех битах были предпочтительнее, чем сниженная общая защита, обеспечиваемая защитой четности всех десяти бит.

Запись

Видеомагнитофон

Домашние видеомагнитофоны (VCR) VHS и Betamax изначально записывали только аудиодорожки с помощью фиксированной линейной головки записи, что было недостаточным для записи звука NICAM; это значительно ограничивало их качество звука. Многие VCR позже включали высококачественную стереозапись звука в качестве дополнительной функции, в которой входящий высококачественный стереоисточник звука (обычно FM-радио или NICAM-телевизор) был частотно-модулирован , а затем записан, в дополнение к обычным аудио- и видеодорожкам VCR, используя ту же самую широкополосную спиральную технику сканирования, которая использовалась для видеосигнала. Полноразмерные VCR уже полностью использовали ленту, поэтому высококачественный аудиосигнал записывался по диагонали под видеосигналом, используя дополнительные спиральные сканирующие головки и глубинное мультиплексирование. Моно-аудиодорожка (а на некоторых машинах и не-NICAM, не-Hi-Fi стереодорожка) также записывалась на линейной дорожке, как и раньше, чтобы обеспечить обратную совместимость записей, сделанных на машинах Hi-Fi, при воспроизведении на не-Hi-Fi VCR.

Такие устройства часто описывались как "HiFi audio", "Audio FM" / "AFM" (FM означает "Frequency Modulation"), а иногда неформально как видеомагнитофоны "Nicam" (из-за их использования при записи вещательного аудиосигнала Nicam). Они оставались совместимыми с не-HiFi VCR-плеерами, поскольку стандартная звуковая дорожка также записывалась, и иногда использовались в качестве альтернативы аудиокассетам из -за их превосходного частотного диапазона и плоской частотной характеристики .

ДВД

При записи в видеорежиме (совместимом с DVD-Video ) большинство DVD-рекордеров могут записывать только один из трех каналов (Digital I, Digital II, Analogue mono), разрешенных стандартом. Более новый стандарт, такой как DVD-VR, позволяет записывать все цифровые каналы (как в стерео, так и в двуязычном режиме), тогда как моноканал будет потерян.

Флэш-память и компьютерные мультимедиа

Кодеки для цифровых носителей на компьютерах часто преобразуют NICAM в другой цифровой аудиоформат для экономии места на диске.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Кролл, MG, Осборн, DW и Спайсер, CR (1974), Цифровые звуковые сигналы: современная система распределения BBC и предложение по снижению скорости передачи данных с помощью цифрового компандирования . Публикация конференции IEE № 119, стр. 90–96
  2. ^ Bartlett, CJC и Greszczuk, J. (1964), Компандирование в системе PCM . Симпозиум по аспектам передачи в сетях связи, Лондон, IEE 1964, стр. 183–186.
  3. ^ Осборн, Д.У. (1972) Цифровые звуковые сигналы: дальнейшее исследование мгновенных и других быстрых систем компандирования. Отчет исследовательского отдела BBC 1972/31.
  4. ^ Джонс, AH (1978), Цифровое кодирование аудиосигналов для передачи «точка-точка» . Публикация конференции IEE № 166, стр. 25–28.
  5. ^ Gilchrist, NHC (1978), Цифровые звуковые сигналы: тесты для сравнения производительности пяти систем компандирования для высококачественных звуковых сигналов. Отчет исследовательского отдела BBC 1978/26.
  6. ↑ Инженерное объявление IBA, 19 декабря 1989 г.
  7. ^ ETSI ETS EN 300 163 (ранее: EBU T 3266)
  8. ^ "Broadcasting System Details". Университет Суррея – Кафедра электронной инженерии. Архивировано из оригинала 5 декабря 2010 года . Получено 30 августа 2007 года .
  9. ^ Аналоговые ТВ-технологии
  10. ^ Мировые стандарты телевидения
  11. ^ «Бытовые модуляторы NICAM. Существовали ли они?».
  12. ^ «Список известных кодеров NICAM-728».
  13. ^ «Вспоминая NICAM, часть 1: демонтаж вещательного оборудования». 4 июня 2022 г.
  14. ^ «Список известных кодеров NICAM-728».
  15. ^ «Изучение (своего рода) решения BBC для вещания Sound-in-Sync (NICAM-728)».
  16. ^ "IBA Engineering Announcements - Graham Sawdy на NICAM - 20 марта 1990". YouTube . 5 марта 2014.
  17. ^ «Список известных кодеров NICAM-728».
  18. ^ «Список известных кодеров NICAM-728».
  19. ^ «Список известных кодеров NICAM-728».
  20. ^ Стив Хосгуд. «Все, что вы когда-либо хотели знать о NICAM, но боялись спросить». Архивировано из оригинала 14 февраля 2005 года . Получено 30 августа 2007 года .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Связанные веб-сайты или технические пояснения