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電台廣播

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瑞典Motala的長波廣播電台
斯洛伐克布拉迪斯拉發斯洛伐克廣播台英語Slovak Radio Building
挪威特隆赫姆的廣播塔

電台廣播,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,透過大氣電波傳送廣播頻率後,聽眾透過收音機來接收。其基本設施廣播電台,中文常通稱為「電台」。

依使用的技術不同,電台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。不同的電台廣播使用不同的的頻率範圍。大部分電台使用FM廣播,部分小規模電台則採用AM廣播。除大氣電波外,部分透過有線網絡人造衛星人造衛星廣播英語Satellite radio)和互聯網廣播。

歷史

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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英語Wireless telegraphy系統,其中沒有包括聲音。若要用電台廣播來傳送聲音,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。

熱離子管英語thermionic valve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,若對應的平板電極英語Plate electrode(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(之後稱為弗萊明管英語Fleming valve),也可以作為無線電波的探測器英語Detector (radio)[1]。對於當時使用早期固態二極管(以礦石和貓鬚偵測器英語cat's whisker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英語Robert von Lieben為充填水銀蒸氣的真空管三極管申請了專利[2][3][4]。而李·德富雷斯特也獨立發明了奧迪翁管英語Audion tube,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英語Charles Herrold於1909年在加利福尼亞州開始了廣播,隔年開始傳放音頻(Herrold的電台最後變成了KCBS電台英語KCBS (AM)。)

荷蘭海牙的PCGG電台英語PCGG在1919年11月6日開始廣播,成為第一個商業電台。1916年時,在西屋公司工作的電機工程師法蘭克·康拉德英語Frank Conrad,開始在賓州Wilkinsburg的車庫中傳送廣播,呼號8XK。這個電台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日重新開始這個電台,叫作KDKA英語KDKA (AM),是美國第一個獲得商業許可的電台[11]廣播許可英語broadcast license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台就是KDKA,這也是1920年美國總統選舉的結果。蒙特利爾電台(後來的CFCF電台英語CFCF-AM在1920年5月20日開始廣播節目,而底特律電台(後來的WWJ電台英語WWJ (AM))在1920年8月20日開始有廣播節目,不過這二個電台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英語Writtle馬可尼研究中心英語Marconi Research Centre2MT英語2MT電台。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電台在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台[12][13],1923年時捷克電台英語Czech Radio以及許多歐洲的電台紛紛成立。

1920年8月27日時,位在布宜諾斯艾利斯Teatro Coliseo英語Teatro Coliseo的阿根廷廣播電台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,廣播電台 一直到1923年12月19日才取得許可。此電台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課程放進其課程規劃中。馬薩諸塞州米爾頓的庫裏學院在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

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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.音頻轉換器
4.無線電轉換器
5.無線電塔(發射塔)
6.用戶收音機

電台的種類廣泛,有由幾個人運作的業餘電台,亦有數以百計職員的商營、公營電台,或是軍用電台。在一些已發展國家,非牟利的校園電台亦甚為常見。電台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。電台節目可以直播形式,或採用預先錄音形式廣播。部分電台更採用全電腦控制形式,播放預先錄製的節目內容。

雖然現在傳統電台的光芒正在逐漸被網路電台所蓋過,但是仍有許多使用AM技術的短波頻率電台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

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短波

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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台組織[16]

AM

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AM 電台是最早的廣播電台,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制方法。

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立體聲廣播電台的興起,一些北美電台也開始使用AM進行立體聲廣播,但是這一舉措沒有贏得很多用戶。

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,這意味着佔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,電台之間共用一個頻率。

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,但隨着科技的發展,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電台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

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衛星電台

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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。

地面數碼廣播

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地下電台

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地下電台是指未經所在地國家批准的電台。地下電台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

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數碼聲音廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB),亦稱尤里卡147(EUREKA 147),是目前用於某些國家的電台廣播的數碼技術。自2006年,全世界有約1,000個電台採用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模擬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台頻道,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%的電台進行的收聽測試實驗證明DAB的聲音質素比FM廣播差,原因是他們使用的位元率太低,導致質素上差異。

節目形式

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電台節目形式依國家、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,節目形式也會隨着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。目前的趨勢是電台的自動化(廣播電台自動化播出系統)。有一些電台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。 電台節目的主播又分為DJ和電台節目的主持人,DJ主要都是在分享音樂,而電台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。

參見

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參考資料

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  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,存於互聯網檔案館) 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]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) Patent US841387 from 10/25/1906
  6. ^ U.S. Patent 879,532. [2018-06-19]. (原始內容存檔於2014-01-31). 
  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. [2018-06-19]. (原始內容存檔於2017-04-05). 
  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,存於互聯網檔案館
  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. [2018-06-26]. (原始內容存檔於2021-05-05). 
  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."頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) The Broadcast Archive (Oldradio.com).
  15. ^ 存档副本. [2022-07-29]. (原始內容存檔於2021-05-25). 
  16. ^ Grodkowski, Paul. Beginning Shortwave Radio Listening. Booktango. 2015-08-24 [2018-05-21]. ISBN 9781468964240. (原始內容存檔於2021-01-01) (英語).