广播(卷名：电子学与计算机)
broadcasting
利用无线电或有线电向广大接收者播送节目的过程。前者称为无线电广播，后者称为有线广播。两者都可以送声音和图像。只播送声音的称为声音广播，同时播送图像和声音的称为电视广播。通常将声音广播简称为广播。调幅广播是在无线电报的基础上于1920年在美国首次实现的。1941年开始有调频广播，并在1961年确定了与单声道广播兼容的立体声广播制式。
广播技术与设施包括广播频段的划分、广播网的建设、播控中心和发射台的建设等。
广播频段 世界各国广播频段频率范围的划分不完全一致，中国属于第三区（表1）。
广播网 在一个国家或地区内，广播电台通常根据政治、经济、文化等方面的要求和人口、地形条件设置并分布在全国各地。所有这些电台的组合称为广播网。几个广播发射台使用同一载频在不同地点同时播出同一节目的广播方式称为同步广播；同步广播电台所组成的广播网称为同步广播网。一个地区的有线电广播结构。称为有线电广播网。
调幅广播 调制方式为调幅的广播。一般用于中频和高频广播。一个调幅广播频道所占带宽约为 9～10千赫，因而传送的声音信号最高频率约为4.5～5千赫，特别是由于受到收音机通带宽度的限制，保真度较差。虽然可以采用预加重等手段对收音质量略加改善，但因频段容量有限，电台过分拥挤，干扰严重，所以难于得到高质量的接收。
调频广播 调制方式为调频的广播。调频广播电台工作在甚高频频段。一个调频广播频道所占带宽约为200千赫，声音信号最高频率可达15千赫，因而保真度高。另外，调频广播的信噪比高，抗干扰能力强。
调频立体声广播 一种利用立体声原理使听众获得声源方位感和临场感的广播方式。按声道数区分有两声道调频立体声广播和四声道调频立体声广播等。
世界上实际使用的双声道调频立体声广播有两种制式：极化调制制和导频制。两种制式都是与单声道广播兼容的，即用普通调频收音机也可以收听调频立体声广播节目；用调频立体声收音机也可以收听普通调频广播电台播出的节目，但两种情况下收到的都是单声道声音。中国采用导频制。
导频制调频立体声广播在发送端应将左右两个声道信号经立体声编码器编码后成为以下三个信号，即和信号（左右声道信号之和，占据50赫～15千赫）；差信号（左右声道信号的差对38千赫副载波进行抑制副载波调幅后的信号，占据23～53千赫）；导频信号（19千赫）。编码后的复合信号占据 50赫～53千赫的频带（图1），用它来对主载波（87～108兆赫中的某一个频率）调频。立体声编码器有矩阵式和开关式两种。矩阵式编码器渐被淘汰。普通单声道调频收音机可以收到的是立体声复合信号中的和信号，它与单声道调频广播的节目信号大致相同，所以二者可以兼容。
播控中心 在广播电台中完成广播节目的制作（包括录音、复制、音频加工和剪辑等）和播出（包括直播、重播和实况转播等），并将节目信号传送到发射台的部门。大型播控中心可以同时进行几套广播节目的制作和播出。播控中心由播音室、控制室、复制室（包括音频加工）、重播间、主控制室、电缆室、微波机房，供电和空调设备等组成。
播音室 经过声学处理、供播音或录音专用的房间。播音室要求具有一定的混响时间、声扩散状态均匀和隔声隔振的能力。混响时间是指在播音室内从某一频率的声源停止发声后，到声音能量衰减到原来的百万分之一(60分贝)为止的这一段时间。通常要求播音室对各频率的混响时间大致相等。播音室的面积和用途不同时，要求它的混响时间也不同。通常语言播音室的面积约在100米2以内，混响时间为0.4秒左右;文艺节目播音室的面积则根据演员人数和节目性质而不同。供大型交响乐团演奏的播音室面积约在3000米2以上，混响时间约在1.5秒以上。如果采用多声道录音技术，则不论播音室面积大小都要求混响时间很短。播音室还要求声音在室内扩散均匀。混响时间和声扩散状态决定于播音室内墙壁、天花板和地面敷设的吸声材料和扩散体的性质。播音室应建在振动和噪声小的地点，并采用浮筑、双层墙，不设与外界相通的窗口，用双层门形成声锁等措施，借以隔绝振动和噪声。
控制室 利用调音控制台对播音室送来的节目信号进行放大、音量调整、平衡、音质修饰、混合、分路和特殊音频加工并监听，然后进行录音或送往主控制室播出。通常播音室和相邻的控制室之间设有玻璃窗，便于两室工作人员彼此观察。
广播节目有三种播出形式。①直播：在播音室中进行的实时直接播音。②重播：将录制好节目的磁带重放播出。③实况转播：在现场拾取声音由转播设备通过微波或电缆将节目信号送回播控中心，然后播出。所有节目都集中到主控制室放大，同时还要混入报时信号，按照规定的程序通过电缆或微波信道分送到各个发射台去。直播所占百分比很小。利用电子计算机按照节目表编排的节目顺序，控制磁带放音机、主控制室的放大和转接设备等形成自动播出系统，不但可以节省人力，还可避免差错。
发射台 在广播系统中，利用发射机和天线将广播节目广播出去的部门。调幅发射台一般建在城市郊区;调频发射台则建在市区。发射台设有接受播控中心送来的节目信号的终端设备、信号处理设备、发射机、供电、冷却、空调系统和天线及其馈线等。短波发射中心还设有交换节目信号和转换天线的调度室。
发射机产生高能量的射频载波，经广播节目信号调制后，馈送给发射天线。广播发射机通常由以下几个部分组成：射频激励器、射频功率放大器、节目信号处理设备、调制器、电源设备、冷却系统、程序控制和保安设备等。广播发射机的分类如表2。
图2是脉宽调制广播发射机的框图，图中70千赫脉冲发生器所形成的三角波与节目信号相加，经脉宽调制器和开关管形成随节目信号振幅而改变宽度的脉冲串，通过解调器转换为大功率的音频信号，耦合至被调射频放大器，对载波进行调幅。
调频广播发射机可分为直接调频广播发射机和间接调频广播发射机。间接调频广播发射机通过调相间接获得调频信号。实际使用的间接调频广播发射机大多是脉冲调相发射机。新型的调频广播发射机一般为直接调频式，大多采用锁相环电路或数字式频率合成电路。
发射天线 将发射机输出的射频能量转换为电磁波并辐射到空间去的设备。小功率中波广播发射台通常采用四分之一波长垂直极化天线。大功率中波广播发射台通常采用二分之一波长垂直极化天线，以垂直铁塔本身作为天线辐射体。短波广播发射台大多使用同相水平天线阵、缝隙天线、菱形天线和对数周期天线等。超短波调频广播则大多使用架在高铁塔上的多层蝙蝠翼天线（见正交振子天线）和超绕杆天线等。
节目制作 节目制作分为语言节目制作和文艺节目制作两类。语言节目制作比较简单，按照播音人数可以使用单指向性或无指向性动圈传声器和双指向性带式传声器，由控制室对传声器所拾取的信号进行调音处理后录音。文艺节目的制作比较复杂，需要按照节目性质、演播人数、乐器种类和数量等布置传声器。拾音方式可分为单点拾音方式和多点拾音方式两种。单点拾音方式是用一个拾声器来拾声，要求全部声源的位置布置平衡，对个别乐器可以增设辅助传声器来拾音。这种拾音方式适用于合唱节目，也适用于大型交响乐。对轻音乐则大多使用多点拾音方式，按照各声源的音量、音质、室内声学条件和所用传声器的种类及其指向性来布置传声器。通常对文艺节目的制作大多使用电容传声器来拾音，以求良好的音色。
双声道立体声的拾音方式有两种。一种是用传声器对或立体声传声器进行拾音，它适合于要求声音定位保持原来自然声场的古典音乐等。另一种是使用多个传声器拾音后进行多声道录音的方式，适用于轻音乐等。传声器对拾音也称为AB方式拾音。它是将两个特性相同的单指向性传声器，彼此相距几十厘米(也可加宽到几米)，互为左右地布置在声源前面，利用声源与左右传声器的距离差所产生的声级差和由时间差所产生的相位差来拾得左右不同的信号。这种方式当声源频率改变时对左右传声器会产生不同的相位差，使左右的和信号随频率而改变强度，这不利于与单声道广播的兼容，并且两传声器间距较大时还会出现中间声音凹陷现象，因而很少使用。立体声传声器是将两个传声器单元上下同轴相靠地装在一起，它又可分为XY方式和MS方式。XY方式是用两个指向性相同的传声器单元使主轴分别与正前方成45°～60°角来拾音；MS方式是将一个双指向性传声器主轴朝向左右方向，将另一无指向性传声器或一有指向性的传声器主轴朝向正前方来拾音。立体声传声器方式因声音到达两传声器单元时没有时间差只有声级差而能获得良好的兼容性，使用广泛。使用多个传声器拾音进行多声道录音的方式，是在一个混响时间很短的播音室中将乐队按乐器种类分为若干组，彼此用隔声屏或隔声小室隔开，演员头带耳机，一边听取送回的声音一边进行演奏。每个乐器组各有一个或几个传声器，用来拾取本组乐器的声音，并在多声道磁带录音机的磁带上分别录成一条磁迹。多声道磁带录音机使用宽度约为 5厘米的磁带，可以记录16条或24条磁道，这种录音机可以单独记录、重放或消去其中任何一条磁迹。因此，这种录音方式也可以先录下乐曲节奏声，然后倒回磁带再重放这一节奏声给某一乐器的演员，同时录下这一乐器的演奏，这样依次录下所有乐器的声音。若对某一乐器的录音不满意，则可仅重录这一乐器的声音，因而比较灵活。对多声道磁带上的每一条磁迹可以分别进行后期音频修饰加工，以得到预期的效果。在合成两声道立体声节目时，利用立体声调音台上的声象电位器，可以人为地将各乐器组声音按不同比例分配到左右两声道中，使重放时能在左右两扬声器之间所形成的各乐器声音具有不同的方位，从而获得立体感。
音频加工 包括单频率音调补偿、多频率音调补偿、延时、混响等。单频率音调补偿器是按需要对某一频率信号的振幅进行提升或抑制的设备。多频率补偿器是按需要对多个频率信号的振幅进行提升或抑制的设备。延时器是用来将信号延迟几毫秒到几百毫秒后再与原信号按不同比例混合，以取得使声音丰满或造成回声效果的设备。现代大多使用数字延时器。混响器是用来增加节目混响效果的设备，有钢板混响器、金箔混响器和数字混响器等。也有使用混响室来得到混响效果的，现代大多使用混响效果好的数字混响器。
收音机 用来收听无线电广播的设备，用得最多的是超外差式收音机(图3)。由天线接收到的无线电信号经输入调谐电路选择，在变频级由本机振荡器产生与已选电台频率相差一个固定频率的振荡信号，与已选电台频率构成一称为中间频率的固定差频，经过中间频率放大器后，由解调器解调，恢复出声音信号，再经低频放大器放大后，由扬声器发出声音。超外差收音机的优点在于中频是固定的，而且频率较低，容易进行高增益高选择性放大。调幅收音机的中间频率中国规定为465千赫，解调器为检波器；调频收音机的中间频率为10.7兆赫，解调器为鉴频器。通常调频收音机在变频级前不加高频放大级。
调频立体声收音机与普通调频收音机的差别在于前者工作带宽较宽，并在鉴频器后有一立体声解码器。立体声解码器有矩阵式和开关式之分，现代大多使用开关式。从鉴频器的输出端可以得到立体声广播的复合信号，立体声解码器则从其中分离出19千赫导频信号，并将其倍频为38千赫，用以恢复出左右声道信号，经两路放大后，由左右两个扬声器放声。
噪声和干扰 影响正常接收广播的无规则随机信号称为噪声。噪声分为自然噪声和人为噪声。自然噪声中以大气噪声为主，它是由雷电、暴风雨等产生的噪声，大多是脉冲式的，强度一般与频率成反比。人为噪声由各种机电设备产生的噪声，它的频率范围较广。
非欲收电台的信号对欲收电台信号的影响称为干扰。干扰可分为同频干扰、邻频干扰、镜像干扰和假信号反应干扰等。同频干扰是指与欲收电台具有相同载频的非欲收电台信号的干扰，可以用指向性天线来加以抑制。邻频干扰是指与欲收电台载频相近的非欲收电台信号的干扰，可以用加强收音机选择性的方法来抑制。镜像干扰是指用超外差式收音机时，由与欲收电台信号相差两倍中频频率的非欲收电台信号的干扰，可以用提高高频电路的选择性来抑制。假信号响应干扰是指用超外差式收音机时，由对欲收电台信号成某一倍数的非欲收电台信号与本机振荡频率的某一倍数频率所形成的干扰，它可由设法减小变频电路产生的高次谐波来抑制。
音质评价 对广播节目声音质量的主观评价。音频设备的质量可由测量仪器进行客观测量，但对于制作出来的节目却很难用仪器测量。因此节目质量的测定还须采用主观评价的方法。通过主观评价还可以建立设备的客观技术指标与用它制作的节目的主观效果之间的关系，这对确定音频设备的技术要求非常重要。对广播节目质量的主观评价是由一定人数的电声和音乐方面的专家和音乐爱好者在审听室内对节目进行审听，用评分方式或填写听音印象等方式评价节目的清晰度、丰满度、保真度、临场感和立体感等。审听室的体积、混响时间、声扩散状态等应满足一定要求，以免影响评价结果。
参考书目
谢兴甫：《立体声原理》，科学出版社，北京，1981。