De ACEC 12/3 kW FM zenders van zendstation Veltem

Geschreven door Peter De Gruyter.

Deze zenders waren mee van de eerste FM-zenders die door de toenmalige BRT in het begin van de jaren 1960-1961 installeerde. Het waren zenders met een zogenaamde passieve reserve. Ze bestonden in feite uit twee afzonderlijke zenders: een hoofdzender met een vermogen van 12 kW en een reservezender met een vermogen van 3 kW. Bij een defect van de hoofdzender werd automatisch omgeschakeld naar de reservezender die, met een korte onderbreking voor de omschakeling,  de uitzending overnam.

Acec FM-zender voorpaneel Veltem met aanduidingen

Op bovenstaande foto vormen de twee rechtse panelen de hoofdzender, het derde paneel van rechts de reservezender en het laatste paneel bevatte de sturing van de inschakeling van beide zenders. Voor dit laatste paneel staat de in de hoofdzender gebruikte zendlamp van de eindtrap. Een grotere foto van deze lamp staat hiernaast.  Vermist dit een zendlamp is voor hogere vermogens is ze ook wat omvangrijker dan wat men zich normaal bij een versterkerlamp voorstelt.

3688 PA140849

Op de foto van de zender ziet u hem na de laatste wijziging van de stuurzender. Deze stuurzenders ( Rohde&Schwarz-stuurzender type SU155 zie verder) ontbreken op de foto. Waar ze zouden moeten zitten ziet u een lege plaats in het voorpaneel.

Van de eerste Acec-stuurzenders, die een integraal deel van deze zender uitmaakten, is slechts de laatste helft bewaard gebleven. Deze stuurzenders bestonden uit een FM-modulator die werkte met een vaste kristaloscillator. Na deze oscillator volgden verschillende door het geluidssignaal gestuurde, fazeverschuivende vermenigvuldigers. Deze zorgden voor een voldoende frequentieafwijking van de draaggolf. Het signaal werd dan opnieuw met een kristal gestuurde frequentie gemengd en de uiteindelijke uitzendfrequentie werd uit dit signaal gefilterd. Van deze modulator is helaas niets meer overgebleven. De volgende trap was een versterker met twee versterkerlampen waarvan er een exemplaar in het omroepmuseum aanwezig is.

De afbeelding hieronder toont deze trap die tweemaal in de zender ingebouwd was boven waar nu de lege gaten zitten. De eerste versterkerlamp zit onder de donkere ronde afscherming iets links van het midden van het paneel. De tweede versterkerlamp is van de buitenwereld afgeschermd door het kastje rechts op het paneel.

1918

Bij de eerste wijziging van de stuurzender werd de voornoemde modulator vervangen door een Thomson-stuurzender met een rechtstreeks door het multiplexsignaal gestuurde oscillator. De oscillator van deze stuurzender werkte rechtstreeks op de uit te zenden frequentie.

Het multiplexsignaal bestond - zoals de naam aangeeft - uit drie afzonderlijke signalen: het gewone mono signaal, het stereosignaal en de vaste pilottoon.  Door die piloottoon kon de FM-ontvanger vanuit dit multiplexsignaal het originele linker- en rechterklank signaal opnieuw samenstellen. Nu wordt er nog een vierde signaal - het Radio Data Signal - mee uitgezonden, dat is de drager van de RDS-informatie.

In de laatste wijziging van de modulator werd de Thomson-stuurzender en de navolgende versterker vervangen door een Rohde&Schwarz-stuurzender type SU155 die op zich voldoende signaal leverde voor de volgende versterkertrappen. Hieronder een afbeelding van dit toestel uit de originele brochure van Rohde&Schwarz.

RS SU155

Bij de resevezender was de volgende versterkertrap tevens de eindversterker, in de hoofdzender volgde daarna nog een versterker trap. Zowel in de hoofdzender als de resevezender werd in deze versterkers dezelfde hier rechts afgebeelde zendlamp gebruikt

2509 
 

Acec FM-zender achterkant voorpaneel Veltem met aanduidingen 

Dit is een afbeelding van de achterkanten van het voorpaneel.

Helemaal rechts zijn de relais voor de sturing van de zenders gedeeltelijk zichtbaar. De twee volgende achterkanten zijn gelijk. De eerste is de gehele reservezender, de volgende is het volledige eerste deel van de hoofdzender. De grijze buizen die uit de vloer komen zijn de ventilatiebuizen voor de koeling van de zendlampen. De ventilatoren voor deze koeling stonden een verdieping lager. Helemaal achteraan rechts bevindt zich de eindversterker van de hoofdzender. Ook deze zendlamp werd gekoeld door een ventilator die een verdieping lager stond. Bovenaan bevinden zich de selenium gelijkrichters voor de hoogspanning van de verschillende versterkerlampen. Helemaal achteraan boven hangt de omschakelaar voor keuze van de hoofdzender of de reservezender.

De volgende foto geeft een beeld van het achterpaneel van de zender. Links vooraan staat de scheidingsschakelaar voor de elektrische voeding van het zendergeheel. Daaronder de filterspoelen voor de hoogspanning van de versterker lampen. Iets meer naar achter de transformator voor de hoogspanning van de reservezender. Boven de transformator in het midden van het beeld hangen de kwikrelais die te groot stroomverbruik van de zendlampen signaleren aan de besturing van de zender. Achter de transformator staan de afvlakcondensatoren voor de hoogspanningen. Daarboven hangen de weerstanden voor het afleiden van de hoogspanningen (bleederweerstanden) bij het stoppen van de zender. Achter deze condensatoren staat de hoogspanningstransformator voor de hoofdzender.

Acec FM-zender achterpaneel Veltem met aanduidingen

De scheidingsschakelaar staat op de foto in geopende - veilige - toestand. Hij was gekoppeld aan een schakelaar die de hoogspanning kortsloot. Het was onmogelijk om de toegangsdeur tot het inwendige van de zender te openen als die schakelaar gesloten was. Pas als de schakelaar openstond en er zeker geen hoogspanning meer op de zenderonderdelen stond, kon het onderhoudspersoneel veilig werken. Als extra beveiliging waren in de zender - niet zichtbaar op de foto's - nog aardingshaken aanwezig die op kritische plaatsen aan de apparatuur konden gehangen worden.  Deze haken zorgden ervoor dat er zeker geen hoogspanning meer kon aanwezig zijn op de onderdelen die voor het onderhoud werden aangeraakt door de technici.  De foto's zijn genomen met geopende deur, vandaar de stand van de schakelaar.

De evolutie van het signaal van de FM-zenders

Geschreven door Peter De Gruyter.

Van Mono over Stereo tot RDS en DARC

Mono

De eerste FM-uitzendingen waren – zoals de AM-uitzendingen – in mono. Het door de microfoon in een elektrisch signaal omgezet geluidssignaal werd rechtstreeks gebruikt om de zender te moduleren.

Hieronder is het dan gebruikte signaal weergegeven in het frequentiespectrum. Van onder naar boven is de toegelaten sterkte van het signaal weergegeven. Van links naar rechts is de stijgende frequentie weergegeven van 0 Hz tot 96000 Hz.

Theoretisch reikt het menselijk gehoor van 20 tot 20000 Hz. In de praktijk blijkt dat dit bereik, zeker in de hogere frequenties, bij het ouder worden te krimpen. De gevoeligheid van het menselijk oor voor de verschillende frequenties is ook afhankelijk van de sterkte van het geluidssignaal. Hoge en in mindere mate lage frequenties moeten luider aanwezig zijn om voor de mens hoorbaar te zijn.

FM multiplex mono

Stereo

Toen de opkomst van stereogeluid begon, zocht men naar een middel om de twee geluidskanalen die hiervoor nodig waren samen via één FM-zender uit te sturen. Het systeem moest ervoor zorgen dat de bestaande mono-ontvangers het ontvangen signaal nog konden weergeven, maar ook dat de stereo-ontvangers het stereosignaal gescheiden konden weergeven.

In 1961 werd er uit een aantal voorstellen één als standaard aangenomen. Het volgens deze standaard samengesteld signaal werd een multiplex genoemd omdat het verschillende signalen tegelijkertijd - gemultiplext – bevat. Het frequentiespectrum van deze standaard staat hieronder.

FM multiplex stereo

Op de plaats waar vroeger het enige geluidssignaal stond, is nu een nieuw monosignaal gecreëerd als volgt.

Om plaats te hebben in het frequentiespectrum voor de bijkomende signalen worden het linker- en het rechterkanaal van het stereogeluid elk door een filter geleid die alle frequenties boven 15000 Hz tegenhoudt. De aldus bekomen signalen worden bij elkaar opgeteld. Dit 'somsignaal' klinkt dubbel zo luid als elk der kanalen afzonderlijk, vandaar dat het wordt gehalveerd. Uit een mono-ontvanger komt enkel dit signaal . Geel aangeduid op te tekening.

Om het originele stereogeluid te kunnen reproduceren in de ontvanger is een extra signaal nodig.

Dit extra signaal bekomt men door van het in frequentie beperkte linkersignaal het eveneens in frequentie beperkte rechtersignaal af te trekken. Het aldus bekomen signaal wordt gehalveerd.  Het resultaat van deze bewerkingen wordt het 'stereosignaal' genoemd. Dit stereosignaal wordt in amplitude gemoduleerd op een draaggolf van 38000 Hz, zodanig dat deze draaggolf niet in het bekomen frequentiespectrum aanwezig is. In de tekening is dit aangegeven door de gestippelde pijl tussen de twee zijbanden van het tweede signaal. Het meest rechtse rode deel van de tekening.

Voor het demoduleren van van het in amplitude gemoduleerde signaal heeft de ontvanger echter de ontbrekende draaggolf nodig.

Daarom is nog een derde signaal toegevoegd, de piloottoon. Een zuivere niet gemoduleerde frequentie van 19000 Hz, juist de helft van de benodigde 38000 Hz, zit in het spectrum tussen de twee hiervoor besproken signalen. Via deze piloottoon kan de ontvanger de 38000 Hz genereren en zodoende de volledige stereoklank reproduceren.

De volgende tekeningen laten de verschillende signalen zien. Verticaal kan u de ogenblikkelijke spanning van dat signaal aflezen. Horizontaal zijn al deze ogenblikkelijke spanningen in de loop van de tijd naast elkaar gezet.

Voor het signaal in het linkerkanaal is gekozen voor een zuivere toon van 900 Hz.

Links

Voor het signaal in het rechterkanaal is gekozen voor een zuivere toon van 1350 Hz.

Rechts

Het monosignaal ziet er dan zo uit.

Mono

Het bijhorende stereosignaal.

Stereo

Het stereosignaal amplitudegemoduleerd zonder draaggolf.

Stereo in MPX

Het monosignaal samen met het ampitudegemoduleerde stereosignaal.

MPX zonder piloot

De volgende tekening maakt de samenhang tussen de verschillende signalen duidelijker.  De blauwe lijn geeft het linkerkanaal  weer, de oranje lijn het rechterkanaal, de lichtblauwe lijn tenslotte het monosignaal samen met het amplitudegemoduleerde stereosignaal.

LinksRechtsMPX z Piloot

De piloottoon weergegeven op dezelfde schaal.

Piloot

Het monosignaal samen met het amplitudegemoduleerde stereosignaal en de piloottoon of het volledige multiplexsignaal.

MPX

RDS

In 1984 werd een nieuwe standaard goedgekeurd. Radio Data Signal of RDS deed zijn intrede. Hiermee was het mogelijk digitale informatie mee te sturen met het FM-signaal. Dit signaal heeft niet zozeer iets te maken met de uitgezonden klank maar bezorgt de luisteraar extra faciliteiten.

Deze kunnen onder andere zijn:

PS of Programme Service: een code die het uitgezonden programma identificeert. Dit wordt in een autoradio gebruikt om een andere zender met hetzelfde programma te zoeken als de ontvangst verslechtert.

PI of Programme Identification: een tekst die de programmanaam aangeeft. Dit is de tekst die getoond wordt op het scherm van de meeste autoradios.

PTY of Programmme Type: een indicatie van het uitgezonden programmatype zoals bijvoorbeeld pop, rock, classic, enz.

AF of Alternative Frequencies: een lijst van andere frequenties van zenders die hetzelfde programma uitzenden eventueel aangevuld met frequenties van zenders die programma's uitzenden die door dezelfde uitzendorganisatie worden geproduceerd.

RT of Radio Text: een tekst die kan meegestuurd worden en informatie over het huidige programma kan bevatten zoals bijvoorbeeld titel en uitvoerder van het huidige muziekstuk. Op autoradios niet zichtbaar om de bestuurder niet af te leiden door steeds wijzigende berichten.

TA en TP Traffic Annoucement en Traffic Programme: Twee samenwerkende signalen. TP geeft aan dat de huidig ontvangen zender verkeersberichten uitzendt. TA geeft aan dat er op dit ogenblik een verkeersbericht wordt uitgezonden.

CT of Clock Time: de huidige lokale tijd.

TMC of Traffic Message Chanel: digitaal gecodeerde verkeersinformatie die laatste jaren steeds vaker gebruikt in de GPS-toestellen voor navigatie in voertuigen.

De VRT zend op dit ogenblik al de voornoemde informatie uit.

Het nieuwe frequentiespectrum ziet er nu uit als volgt.

FM multiplex stereo RDS

De informatie wordt digitaal gecodeerd op een hulpdraaggolf van driemaal de pilootfrequentie of 57000 Hz die bij het coderen uit de 19000 Hz piloottoon wordt gegenereerd. De gekozen modulatiemethode – BPSK of Bi-Phase Shift Keying – zorgt er ook hier voor dat er geen draaggolf aanwezig is.

DARC

In 1997 is er weer een nieuwe standaard voor een extra signaal. DARC of Data Radio Channel. Hiermee kan willekeurige digitale informatie via een FM-zender worden doorgestuurd.

De VRT verhuurde dit kanaal aan externe firma's. In Brussel werd het signaal gebruikt voor signalisatieborden aan de haltes van het openbaar vervoer om de aankomst van de opeenvolgende vervoersmiddelen te signaleren. In Gent was er een project voor de aansturen van informatieborden in de openbaar vervoersmiddelen. Beide toepassingen zijn ondertussen gestopt.

Het spectrum zag er toen zo uit.

FM multiplex stereo RDS DARC

DARC maakt gebruik van een nieuwe draaggolf ook weer verkregen uit de piloottoon maar ditmaal viermaal de frequentie of 76000 Hz. De modulatiemethode is L-MSK of Level controlled Minimum Shift Keying wat een vorm van FM-modulatie van de drager is. De aanduiding Level controlled slaat op de mogelijkheid om de sterkte van de DARC-drager aan te passen aan de sterkte van het volledige stereogeluidssignaal.  Bij de VRT gebruikte men deze mogelijkheid niet en was de sterkte vast ingesteld.