Irrati-estazio

Irrati-estazioa beharrezko azpiegitura da (mikrofonoak, kontrol-zentralak, anplifikadoreak, moduladoreak, antenak, erradiofonia-estudioak) audioa          (soinua) transmititu ahal izateko balio duena. Batzuetan metadatu erlazionatuekin, entzuleria zabalarengana iristeko irrati-uhinen bidez. Lurreko irrati-difusioan, lurreko irrati-estazio batek igortzen ditu irrati-uhinak; satelite bidezko irratian, berriz, satelite batek igortzen ditu lurreko orbitan. Edukia jasotzeko, entzuleak irrati-difusioko hargailu bat izan behar du (irratia). Estazioak, askotan, irrati komuneko formatu batean edukia ematen duen irrati sare batean afiliatuta daude, transmisioko edo aldi bereko transmisioko sindikazioan edo bietan. Irrati-estazioek hainbat modulazio-motarekin transmititzen dute: AM irrati-estazioek AM (anplitude modulatua) transmititzen dute, FM irrati-estazioek FM (frekuentzia modulatua) transmititzen dute, eta audio analogikoko estandar zaharragoak dira; irrati digitaleko estazio berrienek, berriz, audio digitaleko hainbat estandarretan transmititzen dute: DAB (audio digitalaren transmisioa), HD irratia, DRM (Digital Radio Mondiale). Telebista-transmisioa zerbitzu independentea da, eta irrati-maiztasunak ere erabiltzen ditu telebista-seinaleak (bideoa) transmititzeko.

Historia 

Lehen irrati-estazioak irrati-telegrafiako sistemak ziren eta ez zuten audiorik igortzen. Audio-transmisioak posible izan zitezen, beharrezkoa izan zen detektatzeko eta anplifikatzeko gailu elektronikoak jartzea. Horretarako, balbula termoionikoa (huts-hodi moduko bat) 1904an asmatu zuen John Ambrose Fleming fisikari ingelesak. "Oszilazio-balbula" izeneko gailu bat garatu zuen (korrontea norabide bakar batean pasatzeko). Harizpi beroak, edo katodoak, elektroi termikoak igortzen zituen, eta horiek plakarantz isurtzen ziren tentsio altuagoan zegoenean. Geroago Fleming balbula bezala ezagutua, korronte alternoko artezgailu gisa eta irrati-uhin detektagailu gisa erabil zitekeen. Honek asko hobetu zuen irrati seinalea zuzentzen zuen kristal multzoa, kristal batean oinarritutako egoera solidoko diodo bat eta katuaren bibotea deiturikoa erabiliz. Hala ere, anplifikadore bat behar zen oraindik.

Triodo (merkurio baporea kontrol-sareta batekin beteta) 1906ko martxoaren 4an sortu zuen Robert von Lieben austriarrak, hori alde batera utzita, 1906eko urriaren 25ean, Lee De Forestek hiru elementuko Audiona patentatu zituen. Hau 1912ra arte ez zen praktikan jarri, ikertzaileek anplifikazio-gaitasuna aitortu zuten arte.

1920 inguruan, balbulen teknologia hobetu egin zen, irrati-difusioa azkar bideragarria bihurtzen ari zen punturaino. Hala ere, transmisio bat izenda zitekeen audio-transmisio goiztiar bat 1906ko Eguberrien bezperan gerta zitekeen, Reginald Fessenden-ek gertatu ere, nahiz eta hori eztabaidatzen ari den. Nahiz eta lehenengo esperimentatzaileetako asko saiatu ziren irrati-telefonoetako gailuen antzeko sistemak sortzen, zeinen bidez bi zati bakarrik komunikatu behar ziren, beste batzuk saiatu ziren publiko zabalago bati transmititzen. Charles Herrold 1909an hasi zen Kalifornian transmititzen eta hurrengo urtean audioa zeraman.

Haganen (Herbehereak),1919ko azaroaren 6an hasi zen PCGG transmititzen, ziurrenik, merkataritza-transmisioko lehen estazio bihurtu zen. 1916an, Frank Conrad, Westinghouse Electric Corporationen lan egiten zuen ingeniari elektrikoa, Wilkinsburgen (Pennsylvania) bere etxeko garajetik 8XK letrekin transmititzen hasi zen. Geroago, geltokia Westinghouse fabrikaren eraikinaren goiko aldera aldatu zen, East Pittsburghen, Pennsylvanian. 1920ko azaroaren 2an, Westinghousek estazioa KDKA gisa berrabiarazi zuen, Estatu Batuetan lizentzia komertziala zuen lehen irrati-estazio gisa. Irrati-difusio komertzialaren izendapena transmisio-lizentzia motatik dator; iragarkiak ez ziren airera atera urte batzuk geroago arte. Estatu Batuetako lizentziadun lehen eskualdaketa KDKAtik etorri zen: Harding/Cox hauteskunde presidentzialen emaitzak, CFCF bihurtu zen Montrealgo estazioa 1920ko maiatzaren 20an hasi zen programazioa transmititzen eta WWJ bihurtu zen Detroiteko estazioa 1920ko abuztuaren 20tik aurrera hasi zen programak transmititzen, nahiz eta garai hartan inork ez zuen lizentziarik.

1920an, entretenimendurako hari gabeko transmisioak hasi ziren Erresuma Batuan Marconi 2MT Ikerketa Zentrotik, Writtle hirian, Ingalaterran. Marconik Chelmsforden duen New Street Works fabrikaren transmisio ospetsu bat Dame Nellie Melba soprano ospetsuak egin zuen 1920ko ekainaren 15ean, non  bere txio ospetsua abestu zituen. Irrati-transmisio zuzenetan parte hartu zuen nazioarteko lehen artista ospetsua izan zen. 2MT estazioa 1922an hasi zen entretenimendu erregularra transmititzen. BBCk 1922an bat egin zuen eta 1926an Errege Gutun bat jaso zuen. 1923an Txekiar Irratiak eta Europako beste irrati batzuek jarraitutako 12/13 munduko lehen irrati nazionala bihurtu zuena.

Radio Argentinak Buenos Aireseko Coliseo Antzokitik programatutako transmisioak hasi zituen 1920ko abuztuaren 27an, bere lehentasun eskaera propioa eginez. Irrati kateak 1923ko azaroaren 19an lortu zuen lizentzia. Atzerapena data hori baino lehen Argentinako lizentzia-izapide ofizialik egin ez izanak eragin zuen. Urtaro honek aisialdia eta kultura-janaria transmititzen jarraitu zuen hainbat hamarkadatan.

Irratiak laster jarraitu zuen hezkuntzan, eta AEBetako unibertsitateek aurrera egin zuten. AEB Beren ikasketa-planetan irrati-difusioko ikastaroak gehitzen hasi ziren. Curry College en Milton, Massachusetts sartu irrati-difusioko lehen espezialitateetako bat 1932an, unibertsitatea WLOErekin elkartu zenean Bostonen, ikasleek programak transmiti zitzaten. 1931n, AEBetako etxe gehienek gutxienez irrati-hargailu bat zuten.

Motak 
Irrati bidezko transmisioak hainbat forma hartzen ditu. Horien artean daude AM eta FM estazioak. Gainera sakonki hainbat azpimota daude: irrati-difusio komertziala, hezkuntzako irrati-zabalkunde publiko ez-komertziala, irabazi-asmorik gabeko barietateak, irrati komunitarioa, ikasleek zuzendutako kampusetako irrati-estazioak eta mundu osoan aurki daitezkeen ospitaleetako irrati-estazioak. Estazio askok uhin laburreko bandak transmititzen dituzte, milaka miliatara (batez ere gauez) jaso daitekeen AM teknologia erabiliz. Adibidez, BBC, VOA, VOR eta Deutsche Welle uhin laburrez transmititu dira Afrikara eta Asiara. Isuri horiek oso sentikorrak dira baldintza atmosferikoekiko eta eguzki-jarduerarekiko.

Nielsen Audiok, lehen Arbitron bezala ezagutzen zenak, Estatu Batuetan egoitza duen eta irrati audientziei buruzko informazioa ematen duen enpresak, honela definitzen du "irrati estazio" bat: gobernuaren lizentzia duen AM edo FMko estazio bat; HD irrati estazio bat (lehen mailakoa edo zabalkunde anitzekoa); gobernuaren lizentzia duen estazio baten Internet transmisio bat; XM Satellite Radioren edo Sirius Satellite Radioren irrati satelitaleko kanaletako bat; edo, potentzialki, gobernuaren lizentziarik ez duen estazio bat.

Modulazio Anplitudea 
Anplitudea modulatzen denean (AM sisteman), igortzen den uhinari intentsitatea modulatzen zaio. Adibidez, mikrofonoan jasotako soinuaren seinaleak tentsio elektrikoak induzitzen ditu eta tentsio elektriko horien aldaketen arabera modulatzen da uhina.

AM sistemako transmisioak dira zaharrenak eta teknikoki lortzen errazenak. Frekuentzi banda nahikoa estua hartzen dute, baina parasito nahiz interferentzia ugari jasotzen dituzte. Uhin elektromagnetikoak sortzen dituen edozerk (lanpara fluoreszenteak, motore elektrikoak, automobilen instalazio elektrikoak, eta abarrek) eragiten dizkio interferentziak. Bestetik, emisoretik urrundu ahala ahuldu egiten dira. Dena den, AM-ko emisioa irrati-hargailuan entzuten da, baina parasitoz betea.Horrez gain, AM sisteman parasitorik egon ezta ere, hargailuetan berriz osatzen den soinuak 50 eta 6.000 Hz bitarteko frekuentziak bakarrik ditu, eta giza entzumenak 20 eta 20.000 Hz bitartekoak jasotzeko ahalmena du. Batez ere soinuaren tonu altuak galtzen dira, beraz.

AMko estazioak izan ziren garatu ziren lehen irrati-hedapeneko estazioak. AM anplitude-modulazioari dagokio, transmitituko den seinalearen anplitudeari erantzunez seinale eramailearen anplitudea aldatuz irrati-uhinak transmititzeko modu bati. Uhin ertaineko banda mundu osoan erabiltzen da AM irrati-hedapenerako. Europak ere uhin luzeko banda erabiltzen du. 1980ko hamarkadaren amaieran eta 1990ekoaren hasieran FMko estazioek zuten ospe gero eta handiagoari erantzunez, estazio iparamerikar batzuk AM estereo gisa transmititzen hasi ziren, nahiz eta horrek ez zuen inoiz ospea lortu eta oso hartzaile gutxi saldu ziren.

Seinalea ekaitz elektrikoen interferentziak (tximistak) eta beste interferentzia elektromagnetikoak (EMI) kontrolatzen du. . AM irrati-seinalea abantaila bat da detektatu daiteke (soinu bihurtu) ekipo sinple batekin. Seinale bat nahikoa indartsua bada, elikadura-iturririk ere ez da behar; elikadurarik gabeko kristalezko irrati-hargailu baten eraikuntza haurtzaroko proiektu komuna izan zen AM irrati-hedapenaren lehen hamarkadetan.

AM transmisioak Ipar Amerikako aire-uhinetan gertatzen dira, batez besteko uhin-maiztasunaren tartean, 525 eta 1,705 kHz artean (transmisio-banda estandarra). Banda 1990eko hamarkadan zabaldu zen, 1,605etik 1,705era bederatzi kanal gehituta. Kanalak 10 kHz-tik behin daude Ameriketan eta, oro har, 9 kHz-tik behin beste leku guztietan.

AM transmisioak ezin dira ionosferikoki hedatu egunez, ionosferaren D geruzan xurgapen handia dagoelako. Gainezka dauden kanalen ingurune batean, horrek esan nahi du maiztasun bat partekatzen duten eskualdeko kanalen potentzia murriztu egin behar dela gauez edo norabidez transmititu interferentziak saihesteko, eta horrek gaueko audientzia potentziala murrizten du. Estazio batzuek Ipar Amerikako beste estazio batzuekin partekatu gabeko maiztasunak dituzte; horiei kanal argiko estazioak deitzen zaie. Horietako asko herrialdeko zati handi batean entzun daitezke gauez. Gauean, xurgapena desagertu egiten da neurri handi batean, eta seinaleak askoz urrutiago dauden lekuetara bidaiatzea ahalbidetzen du, erreflexu ionosferikoen bidez. Hala ere, seinalea desagertzea larria izan daiteke gauean.

AM irrati-transmisoreek 15 kHz-rainoko audio-frekuentziak transmiti ditzakete (orain 10 kHz-ra mugatua AEBetan). AEB Interferentzia murrizteko diseinatutako FCC arauak direla eta), baina hartzaile gehienek 5 kHz edo gutxiagoko frekuentziak bakarrik erreproduzitu ditzakete. 1920ko hamarkadan AM transmisioa hasi zenean, horrek leialtasun egokia eman zien zeuden mikrofonoei, 78 rpm-ko grabazioei eta bozgorailuei. Ondoren, soinu-ekipoaren fideltasuna nabarmen hobetu zen, baina hargailuak ez. Hartzaileen banda-zabalera murrizteak fabrikazio-kostua murrizten du eta interferentziak izateko joera txikiagoa du. AMko estazioei ez zaie inoiz alboko kanalik esleitzen zerbitzugune berean. Horrek saihesten du bi estaziok sortutako alboko banda-potentziak elkarren artean eragitea. Bob Carverrek AMko sintonizadore estereo bat sortu zuen, hozkazko iragazketa erabiltzen duena, eta horrek frogatu zuen AMko transmisio batek FMko estazioei esleitutako 15 kHz-ko oinarrizko banda-zabalera lortu edo gainditu dezakeela, interferentzia objektiborik gabe. Hainbat urteren ondoren, sintonizadorea eten egin zen. Bob Carverrek konpainia utzi zuen eta Carver Corporationek gero ekoiztutako modeloen kopurua murriztu zuen ekoizpena erabat eten aurretik.

Uhin ertaineko bandetan ez ezik, uhin motzeko eta luzeko bandetan ere erabiltzen da anplitude modulatua (AM). Uhin laburra batez ere irrati nazionaletarako, nazioarteko propagandarako edo irrati-difusioko erakunde religoetarako erabiltzen da.

Modulazio Frekuentzia 

FM edo frekuentzia modulatzen deneko sisteman, akats hauek konponduta geratzen dira. Hemen soinuak eragindako tentsio-aldaketen arabera uhinaren frekuentzia aldatzen da. Igortzen den uhinaren potentzia konstante mantentzen da eta parasitoen eragina jasan gabe errazago transmititzen dira seinaleak.

Emisore eta hargailuaren arteko distantziak ere ez du entzuten den soinuaren kalitatean eraginik, hargailua emisoreak hartzen duen esparruan badago. Teorian behintzat, FM-ko emisioak oso ongi entzuten dira ala bestela ez dira entzuten. Automobiletako hargailuetan maiz gertatzen da hori. Ongi entzuten ari zarela, bapatean hitza joan egiten da. Uhin eramalearen fasean gainera, transmisioaren kalitatea kalte daiteke batzuetan; zerora pasatzear dagoenean batez ere.Dena den, FM-ko frekuentziak AM-koak baino askoz ere handiagoak direlako soinu beteagoa transmititzen da, hau da, giza entzumenak hartzen duen 20 eta 20.000 Hz bitarteko tarte osoa hartuz. Horrez gain, frekuentzia handiagoan bigarren uhin eramalea (edo “azpieramale” deitzen dena) igor daiteke, soinu estereofonikoa transmititzearren.

Gaur egun FM da soinua behar bezala entzuteko dagoen sistema bakarra, baina hargailuko sintonizadoreari eragitea aski da emisore ugariegi dagoela konturatzeko. FM-rako frekuentzi banda estua delako, emisoreak elkarrengandik oso hurbil egoten dira eta emisore batek ondokoari zaratak eragiten dizkio. Automobilez zoazenean adibidez, zaila da programa bat bidaia osoan (luze samarra bada) kalitate onean entzutea. Horretarako oraingo emisoreen potentzia handiagotu ala errepikagailu gehiago jarri beharko lirateke. Errepikagailuak ordea, frekuentzia horretan bertan emititu ezin duelako beste bat behar du, eta horrek lehendik oso beteta dagoen frekuentzi banda are gehiago asetzen du.

FM frekuentzia-modulazioari dagokio eta 88 eta 108 MHz bitarteko maiztasun-tartean gertatzen da, Japonian eta Errusian izan ezik. Errusiak, Sobietar Batasun ohiak bezala, 65,9 eta 74 MHz bitarteko maiztasunak erabiltzen ditu, munduko estandarraz gain. Japoniak 76 eta 90 MHz bitarteko maiztasun-banda erabiltzen du.

AM irratiaren gaueko interferentzien arazoa beste modu batera jorratu zen. FM konfiguratu zen unean, frekuentzia erabilgarriak askoz altuagoak ziren espektroan AM irratirako erabilitakoak baino, gutxi gorabehera 100 faktorean. Frekuentzia horien erabilerak esan nahi zuen potentzia askoz handiagoa izanda ere, emandako FM seinale baten heina askoz ere laburragoa zela; beraz, bere merkatua lokalagoa zen AM irratiarena baino. Gaueko harrera-tartea eguneko bera da. FMren irrati-transmisio guztiek ikusmen-lerroa dute, eta errebote ionosferikoa ez da bideragarria. Banda-zabalera askoz handiagoak, AM eta SSBrekin alderatuta, fase-dispertsiorako joera handiagoa dute. Hedapen-abiadurak (zeleritateak) azkarragoak dira ionosferan alboko banda-maiztasun baxuenean baino. Alboko banda altuenen eta baxuenen arteko bizkortasun-aldea nahiko nabarmena da entzulearentzat. Distortsio hori 50 MHz inguruko maiztasunetaraino gertatzen da. Maiztasun altuenak ez dira islatzen ionosferan, ezta ekaitz-hodeietan ere. Ilargiaren erreflexuak esperimentu batzuetan erabili dira, baina oso praktikoak ez diren potentzia-mailak eskatzen dituzte.

AEBetako jatorrizko FM irrati zerbitzua Yankee Network zen, New Ingalaterran kokatuta.21 eta 22 eta 23 bitartean. FM irrati erregularra 1939an hasi zen, baina ez zen mehatxu esanguratsua izan AM irrati hedapenaren industriarentzat. Hartzaile berezi baten erosketa eskatzen zuen. Erabilitako maiztasunak, 42-50 MHz, ez ziren gaur egun erabiltzen direnak. Gaur egungo maiztasunen aldaketa, 88 MHz-tik 108 MHz-ra, Bigarren Mundu Gerra amaitu ondoren hasi zen, eta neurri bateraino AMko irratiek ezarri zuten, orain mehatxu seriotzat jotzen zena geldiarazteko ahalegin gisa.

Banda berriaren FM irratia beheko solairutik hasi behar zen. Enpresa komertzial gisa, 1960ko hamarkadara arte audioaren zaleentzat gutxi erabiltzen zen bitarteko bat izaten jarraitu zuen. AMren urtarorik oparoenek, edo haien jabeek, FM lizentziak eskuratu zituzten eta, askotan, transmititu egiten dute.

AM eta FM desberdintasunak 

 AMren eta FMren arteko alde nabarmenena asaldura-faktorea da; AM askoz zaratatsuagoa da, eta erraz eragiten diote kanpoko ingurumen-aldaketek; FMk, berriz, asaldurarik gabeko harrera eskaintzen du. AMk soinu kalitate txarra du FMk baino

 Izan ere, ekonomia baten terminoetan onartu behar da AM irrati-seinaleak distantzia luzera heda daitezkeela bitarteko irrati-estazioen beharrik gabe; FM, berriz, ezin da transmititu distantzia luzeago batera, eta, hala eginez gero, hainbat estazio behar dira jasotzeko eta erreproduzitzeko.

 Kostuan kontuan hartu beharreko beste faktore bat da AMren transmisorearen eta hartzailearen osagaiak sinpleak eta ez hain garestiak direla, eta, aldi berean, FMren osagaiak garestiak direla.

 Modulazioaren diferentzia teknikoa da AMn anplitudea modulatu egiten dela fasea eta maiztasuna konstante gisa mantenduz; FMn, berriz, maiztasuna modulatu egiten da fasea eta anplitudea konstante gisa mantenduz.

 FMk behar duen banda-zabalera handiagoa da AMk behar duena baino. FM-k AMk baino hogei aldiz banda-zabalera handiagoa behar du.

Erreferentziak

Kanpo estekak 

Irrati-teknologia