AM, stretta va meglio

Un documento appena rilasciato dal National Radio Systems Committee americano si inserisce a perfezione nel dibattito sulle considerazioni qualitative delle emissioni digitali


da Radio Passioni

Il NRSC è andato ad analizzare con uno studio approfondito le caratteristiche di banda dei ricevitori per le onde medie e ha altresì studiato la reazione soggettiva degli ascoltatori in presenza di trasmissioni alarghezza di banda sensibilmente inferiori ai 10 kHz che costituiscono la spaziatura standard autorizzata tra le frequenze delle onde medie negli USA (in Europa e Asia sono 9 kHz). Lo studio è stato commissionato sulla base di considerazioni molto pratiche. Il NRSC rivela che numerose stazioni radio americane riducono la banda utilizzata (attraverso l’uso di pre-processori audio) per ridurre il fenomeno delle interferenze tra un canale e l’altro. In questo modo è possibile coprire bacini di utenza più estesi, evitando di disturbare le emittenti lontane.

The AM Broadcasting (AMB) Subcommittee of the National Radio Systems Committee (NRSC) was formed in 2004 to maintain NRSC standards relating to analog AM broadcasting.
Currently, the Subcommittee has three standards under review: NRSC-1, NRSC-2 and NRSC-3, dealing with (respectively) AM broadcast preemphasis/deemphasis and audio transmission bandwidth, emission limitation for AM transmission, and audio bandwidth and distortion recommendations for AM receivers. As part of the standards maintenance process, the Subcommittee can reaffirm, modify or retire these standards.
During the initial discussions within the Subcommittee regarding these Standards, it was noted that some broadcasters have already reduced the bandwidth of their analog AM signals from the 10 kHz specified by the NRSC standards to 5-6 kHz, in an effort to reduce the interference in the band, and with the understanding that most consumer receivers are band-limited to 5 kHz or less. A proposal was put forth that the NRSC consider reducing the bandwidth specification in NRSC-1, -2, and -3 to something less than 10 kHz, but the Subcommittee agreed that before such an action could be considered, a rigorous study of both analog AM receivers (characterizing, among other things, receiver bandwidth) and consumer reaction to reduced bandwidth would need to be conducted.
Vista la situazione, il NRSC si è chiesto se non fosse il caso di modificare le regole relative ai 10 kHz, in vista di una riduzione complessiva delle interferenze e soprattutto in considerazione del fatto che quasi tutti i ricevitori oggi utilizzati per ascoltare le onde medie hanno filtri da 5 o 6 kHz. Prima di qualsiasi modifica, il comitato si è prefisso l’obiettivo di uno studio scientifico della questione. La lettura del documento (disponibile in versione abbreviata e estesa) è molto, molto istruttiva. Dopo aver chiesto a un panel di persone di esprimere il proprio giudizio sulla piacevolezza dell’ascolto dei programmi la NRSC conclude per esempio che per le stazioni takl e news l’orecchio si sente addirittura più a suo agio con larghezze di banda di 5-7 kHz invece di 10.
Il che fa molto riflettere sulle ragioni qualitative del digitale, anche tenendo conto del fattore compressione e adattamento: uno spettro audio analogico ricostruito a partire da quello digitale trasmesso, è infatti diverso dall’originale audio campionato da”analogico in digitale. La compressione non è per forza di cose “loss-less” come si dice tecnicamente. E’ uno dei motivi per cui il DAB è stato aggiornato in DMB. L’idea era di rimediare alle limitazioni di una compressione che produceva un audio metaliico e poco piacevole. Trovo che questo tipo di studi andrebbe esteso e approfondito. E’ notevole vedere che l’orecchio umano sembra preferire una trasmissione a banda più stretta rispetto a una più larga e sarebbe molto interessante capire qualcosa di più sul confronto tra spettri audio originali (magari compressi e ottimizzati con tecniche digitali, ma non campionati al momento di trasmetterli) e spettri ricostruiti dopo la trasmissione digitale.
Autorizzare le stazioni a usare spettri di emissione più ristretti potrebbe anche cambiare completamente le carte in tavola per quanto riguarda l’allocazione delle frequenze e la spaziatura dei canali. Queste sono in sintesi le conclusioni tratte dall’executive summary della relazione:

Under the supervision of the NRSC’s AM Study Task Group, laboratory measurement of consumer AM receivers was completed in late 2005, establishing that the majority of these receivers have audio bandwidths of 5 kHz or less. Based on those findings, subjective testing was designed and conducted in two phases between February and May, 2006. In Phase 1, “broadcast-industry” participants determined an intermediate bandwidth, between 5 kHz and 10 kHz, to be included in the consumer test (7 kHz was selected). In Phase 2, consumers judged which transmission bandwidth at 5 kHz, 7 kHz or 10 kHz had better quality, the magnitude of the differences and whether they would continue to listen to the radio, given the quality of each of the samples. Testing included audio samples impaired by first-adjacent channel interference in addition to unimpaired reception. Consumer test results suggest the following:
• Perceived differences in audio quality between 5, 7, and 10 kHz bandwidth were small for most genres. For music, commercials and sportscasts, little difference was heard between 7 and 10 kHz, regardless of adjacent channel interference conditions. For speech, which does not mask noise and interference, larger differences were perceived, based on impairment conditions.
• In unimpaired or slightly impaired conditions (as determined by the desired-to- undesired signal ratio, D/U), people tended to prefer higher bandwidths to lower
bandwidths. However, 7 and 10 kHz had equal preference.
• With speech in moderate to heavy impairment conditions participants preferred lower bandwidths (5 and 7 kHz) to higher bandwidths, despite a mutual reduction in transmission bandwidth on the desired channel.
• The data suggest that the rather substantial “turn-off” rate with heavy impairment can be ameliorated by using a lower transmission bandwidth. Overall, although there was some variation in preference between genres and D/U ratios, the data strongly suggest that in general consumers preferred lower bandwidths (between 5 and 7kHz) to higher bandwidths.

Vi suggerisco la lettura di questo studio in versione estesa, dove troverete anche le schede sui ricevitori analizzati. Tra i modelli elencati c’è una autoradio HD Radio ready, ma immagino che le prove siano state svolte in modalità analogica. I dati forniscono diversi dettagli inediti su apparecchi abbastanza noti nella comunità dei DXer. Un lavoro nel complesso molto interessante, che dimostra un approccio davvero olistico alla problematica della radiofonia. Si arriva così a conclusioni che mettono un po’ in dubbio il positivismo ultraindustriale di chi da anni va ripetendo i miti della “CD quality” e sulla superiorità dell’audio digitale. Non dico che i positivisti abbiano sempre torto, ma il problema rimane: certi discorsi partono dalla mistica contemplazione degli spettri audio, dall’esoterismo irragionevole di chi insegue l’ultimo armonico prodotto dagli archi della grande orchestra. Veicolare tutto questo attraverso la compressione digitale è molto bello, ma il nostro orecchio percepisce spettri ricchi e complessi, ma non necessariamente estesi. Forse è per questo che si accontenta dei 7 kHz di parlato fedele all’originale analogico e disdegna i 20+20 khz trasmessi in pochi kilobit compressi. Il settore della radio fa molto bene a ragionare di queste cose, perché è veramente assurdo che miliardi di radioascoltatori si vedano costretti a sposare la causa del digitale solo per far piacere a tre produttori di chipset. La musica digitale esoterica, nel frattempo, continuerà a funzionare molto bene sui super-DVD e con gli amplificatori e i processori audio di fascia più alta.
A proposito di larghezza di banda nelle onde medie. Tempo fa il Medium Wave Circle ha pubblicato una paginetta davvero divertente sul suo sito Web, andando a confrontare tra loro, con gli aiuti dei programmi SDR, gli spettri ricevuti dalle stazioni analogiche e da quelle digitali in Europa, per studiare il fenomeno delle interferenze europee sui canali transatlantici (spaziati di 10 kHz e quindi sempre “sghembi” rispetto ai nostri). Sapete che cosa salta fuori? Che mentre certe stazioni analogiche barano sfacciatamente sul famoso limite dei 9 kHz di separazione tra un canale e l’altro, gli sperimentatori del DRM sono bravissimi a rispettarlo e appaiono quindi assai più virtuosi. Il confronto vede affiancati gli spettri ricevuti dalla BBC su 909 kHz (1 kW), quasi perfettamente nei limiti dei 9 kHz, quello di Virgin 1.215 e BiG L 1.395 kHz (ampiamente debordanti, fino a occupare 12 kHz, assurdi se si pensa che buona parte dei ricevitori ne taglierà oltre la metà!). E infine lo spettro di RTL 1.440 in DRM, perfettamente tagliato prima della linea dei ±4,5 kHz. I DXer si lamentano delle interferenze dai canali digitali, ma gli splatter (interferenze dai canali adiacenti) dalle stazioni analogiche causano altrettanti problemi.

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