Radio. Historia. Av: Axel Winsa, Krister Selberg, Patrik Enebrink. Före Radio

Transkript

1 Radio Av: Axel Winsa, Krister Selberg, Patrik Enebrink Historia Före Radio Människor har i tusentals år utvecklat metoder för att kommunicera med varandra. Från grottmålningar till lertavlor till tryckta böcker. Men det var först i början av 1800-talet som man lyckades utveckla elektrisk kommunikation, i och med uppfinnandet av telegrafen 1809 av Samuel Thomas von Sömmering. Utvecklingen fortsatte i rasande takt under det följande århundradet med flera effektiviseringar av telegrafin och även forskning i trådlös telegrafi. Ingen lyckade särskilt bra, men man lyckades bevisa att möjligheten för sådan kommunikation fanns, i synnerhet i samband med de många upptäckterna kring elektromagnetiska fält och strålning under 1800-talets senare hälft. Strax före sekelskiftet lyckades både Tesla och Marconi uppfinna varsin radiotelegraf, varav den senare användes för transatlantisk kommunikation, bland annat för fartyg. Dessa var dock byggda enligt principen för "gnistsändare" radio, en teknologi som sänder signaler över hela det tillgängliga frekvensbandet. Men det var 1906 som den första sändningen av audiosignaler från vad som kan liknas vid en modern anläggning gjordes, vilket var den första demonstrationen av AM radio som bara sänder på smala frekvensband och därmed tillåter flera stationer att sända samtidigt. Det var skaparen Reginald Fessenden som sände O Heliga Natt på violin och ett stycke bibelläsning. Vid den tiden fanns ingen hushållsradio, men sändningen uppfattades på flera fartyg. Efter Radio Sedan radions uppkomst har mycket hunnit hända och utvecklingen har gått snabbt fram. Utvecklingen av AM radio under 1900-talets början, FM radio 1933 och dess eventuella genombrott under 60- och 70-talen och fram till digitala radioformat under de senaste åren. Det var tack vare effektiviseringarna av radiosändare som radio som massmedia tog form och de första sändningarna från den första AM stationen i Montreal, Quebec sändes 1920 och under de påföljande åren ökade antalet stationer lavinartat. Den första Europeiska radiostationen startades 1920 i Holland, och efter endast ett decennium hade i stort sett varje Europeiskt land en egen radiostation. Västtyskland var den första nationen som introducerade FM radio på stor skala, strax efter andra världskriget, mycket på grund av att AM bandet var upptaget med både lokala radiostationer, radioamatörer, de allierade styrkornas radiokommunikation och dessutom de allierades propagandasändningar över gränsen till Östtyskland. Dessutom hade Tyskland endast tilldelats mediumvågfrekvenser i det Europeiska bandbreddsschemat som togs fram vid en konferens i Köpenhamn 1948, dit Tyskland som förlorare i kriget itne nes var inbjudna. Eftersom mediumvåg är relativt illa lämpad för radiosändningar började tyskarna istället sända på VHF-band, Very High Frequency, där FM radio är betydligt bättre lämpad. Många andra länder började anamma metoden när det stod klart att FM hade både bättre kvalitet och mer utrymme för radiokanaler. Andra stora framsteg gjordes på mottagarsidan. Radioapparater blev fler, bättre och billigare och den stora tillgängligheten lockade. I USA ägde av 5 hushåll en radio, men 1938, bara fem år senare fanns en radio i 4 av 5 hushåll. Transistorradion var ytterligare ett steg framåt, med möjlighet att tillverka billigare och fram för allt mindre radiomottagare. Redan 1954 erbjöd Regent en bärbar radiomottagare som kunde bäras i

2 fickan och 1960 hade Sony tagit fram en bärbar transistorradio som var så liten att den rymdes i en västficka. I början av 90-talet när datorerna började dyka upp i vart och vartannat hem började amatörer experimentera med att behandla radiosignaler digitalt, något som fortsatte utvecklas så långt att det under slutet av 90-talet fanns fungerande metoder för att sända digital radio i marknätet. 1 Svensk radiohistoria Sverige hade tidigt flera stationer för radiotelegrafi, fullt kapabla att sända signaler till kontinentala Europa. Redan 1919 fanns dessutom sändare för ljud i form av tal och musik, men dessa var få och användes enbart för demonstrationer, bland annat på grund av den mycket dålig kvaliteten. Det var först 1923 som Svenska Telegrafstyrelsen införskaffade en sändare avsedd för större publik, så kallad "rundradio". Stationen sattes up i Stockholm och sändningstiden delades mellan Telegrafverket och Radiobolaget som fick sända på olika dagar. Där sändes allt från språklektioner till inspelningar från Operan till föredrag om framtidens energikällor. Till stationen hörde även Sveriges första ljuddämpade studio. Utvecklingen fortsatte och sändare sattes upp i Göteborg, Boden och Malmö. De tidiga radiosändningarna bekostades till stor del av olika företag och rörelser, mot att de nämndes i början och slutet av varje program. En tidig form av dagens reklam, alltså. Radiosändningarna var dessutom av stort intresse för flera organisationer, och inte alla särskilt välvilligt inställda. Det fanns en styrelse och ett programråd som bestod av flera institutioner som på olika sätt ville påverka innehållet i radion. Till exempel kunde det debatteras om det ska vara tillåtet att spela dragspel eller grammofonskivor i radion, då man fruktade att publiken skulle sluta gå på framträdanden eller köpa skivor. Folkbildningsföreningar råkade i panik när deras åhörare försvann till förmån för utbildningsprogram i radion. Dessutom fick inte radiosändningarna sända några egna nyheter, utan det var TT som läste upp alla telegram och dessas innehåll var relativt snävt och inaktuellt, helt enkelt för att ingen ville stöta sig med de existerande nyhetsmedierna; tidningarna, som var rädda att radionyheter skulle konkurrera ut dem. Operan och teatern kund förbjuda sina skådespelare och sångare att uppträda i radio av samma anledning. Vid den tiden var dock allmänheten nöjda så länge de fick höra något alls, vilket inte alltid var möjligt på grund av de få sändarna. Därför tilläts radioklubbar att hålla egna sändare som återutsände programmen och även sände egna program fanns det 10 privata radiostationer och 8 år senare var antalet det dubbla grundades Radiotjänst som två år senare började utsändningarna från världens då kraftigaste rundradiostation i Motala. Radiotjänst bytte 1957 namn till Sveriges Radio som idag har 4 rikstäckande kanaler och 27 lokala radiokanaler som sänder på FM bandet. Dessa och 16 ytterligare kanaler finns tillgängliga via Digital Audio Broadcasting i storstadsområden samt över webben i flera format. Radiovågor Elektromagnetisk strålning Ljudvågor uppstår då partiklar, till exempel luft, komprimeras och dekomprimeras till följd av något som rör sig i luften. Vågor på en vätskeyta uppstår då vätskepartiklarna rör på sig på grund av något som rör sig i vattnet. Elektromagnetiska vågor är lite mer Ingemar Lindqvist, (2005)

3 komplicerade än så. De uppstår när ett elektriskt fält rör sig i ett magnetiskt fält, men kräver ofta inga partiklar för att röra på sig, utan svänger istället runt fasta punkter. Därför kan de röra sig i till exempel vakuum där inga mekaniska rörelser uppstår. I vissa fall kan elektromagnetisk strålning ses som en kombination av en partikelrörelse och en vågform, men detta är inget som detta dokument kommer behöva. På andra sätt kan de dock jämföras med till exempel ljudvågor. Elektromagnetiska vågor rör sig med en hastighet, svänger med en viss frekvens, har en våglängd, kan reflekteras eller stoppas av ytor, lågfrekventa vågor tar sig lättare längre sträckor och ju mer energi en våg har desto mer krävs för att stoppa den. Här bör dock noteras att hastigheten de rör sig med är c, ljusets hastighet ( m/s i vakuum, men kan variera beroende på medium och gravitationskällor). Deras frekvens har ett mycket större spektrum än man normalt räknar med vid ljudvågor och även större spektrum för våglängder; den mest högfrekventa elektromagnetiska strålningen räknas gå ända ner till vågor som är ungefär lika långa som atomer, medan den mest lågfrekventa har våglängder på tusentals kilometer. Vidare är ytor och föremål som påverkar elektromagnetiska vågor kan vara atmosfären eller elektromagnetiska fält lika gärna som något man kan ta på. 3 Elektromagnetiska vågor kan uppfattas genom att de orsakar störningar då de passerar genom elektromagnetiska fält. Radiovågor Den lågfrekventa änden av det elektromagnetiska spektrat utgör radiovågorna. De kan ha så lång våglängd som tusentals kilometer med bara någon svängning per sekund. Som radiovågor räknas all elektromagnetisk strålning upp till någon meters våglängd och en frekvens på hundratals MHz, där mikrovågsstrålning börjar ta över. Frekvensbanden som vanligtvis används för radio är 148, kHz för AM och MHz för FM radio. 4 Sändningsmetoder Gnistsändare Om det finns en tillräckligt stor spänning över två element med en mindre ledande gas emellan så kommer elektriciteten jonisera gasmolekylerna. Joniserade molekyler har avsevärt högre ledningsförmåga och en gnista uppstår mellan elementen. Principen känns igen från så vardagliga händelser och föremål som blixtar, tändstift och detoneringsmekanismen för atombomber. En sådan urladdning ger även upphov till svängningar i det elektromagnetiska fältet och skapar således pulser av radiovågor. Dock sänder gnistsändare över mycket breda band, ofta över flera MHz, samt att de tillgängliga bandbredderna är mycket begränsade. Alla signaler som skickas hörs därför samtidigt på alla frekvenser och för att kunna uttyda vad som meddelas kan endast en station sända i taget. Vidare är gnistsändare sändare för långsamma för att få bra kvalitet på ljud, i princip är metoden enbart användbar för morsekod. Försök gjordes under början av 1900-talet av Reginald Fessenden med att skicka audiosignaler med gnistsändare, men signalen var så otydlig att vad som sades inte kunde urskiljas, ens över mycket korta avstånd. gnistsändare användes fram till första världskriget, varefter den snabbt fasades ut till förmån för AM radio och i början av andra världskriget fanns sändare endast kvar på gamla fartyg som en backup till modernare system, tack vare dess robusthet och enkla

4 konstruktion - amatörradiooperatörer kunde under 1900-talets början bygga gnistsändare sändare utan mer komplicerade komponenter än tändspolen från en T- Ford. 5 Idag räknas dock signaler av den här typen i radiobanden som störningar som om möjligt elimineras. 6 AM - Amplitude Modulation När försöken att sända audio med gnistsändare misslyckades började Reginald Fessenden se över andra metoder att generera radiovågor med möjlighet till högre frekvenser och skapade genom en kombination av en gnistsändare och en Alexandersson växelströmsgenerator den första AM sändaren I stället för att sända över hela frekvensspektrat sänder AM radio på endast en frekvens där ljudet genereras genom förändringar i amplituden. Radiovågor som sänds med AM radio delas in i tre typer; lång (148,5kHz-283,5kHz), medium (520kHz-1 610KHz) och kort våg (2,3MHz - 26,1MHz), beroende på deras våglängd, och olika vågor används för olika syften i olika delar av världen. Till exempel används långvågsradio i Europa för i stort sett all AM radio, medan samma frekvensband i Nordamerika är reserverat för navigationsinstrument till flygplan och mediumvåg används för radiostationer. En AM radiosignals frekvensband är typiskt sett 9-10kHz bred, för att inte undvika störningar mellan kanaler. Tyvärr är AM radio mycket känslig för störningar och atmosfäriska förändringar, i synnerhet medium och kortvågsband. Till exempel färdas radiovågorna dagtid nära marken och följer jordens krökning, vilket får högfrekventa signaler att avta snabbt. Men nattetid orsakar avsknaden av solaktivitet förändringar i jonosfären som då böjer radiovågor tillbaka mot marken vilket låter även högfrekvent radio att nå betydligt längre. Därför förhindras ibland AM radiostationer från att sända på natten, för att inte störa andra radiostationer långt bort. Dessutom påverkas AM radio kraftigt av omgivningen, och i synnerhet i storstäder där det finns många stora och metalliska byggnader uppstår störningar eller så går inte stationerna att höra överhuvudtaget. De första AM radiostationerna startades strax efter andra världskriget, mycket tack vare uppfinnandet av vakuumröret som förenklade och förbättrade radiosändare samt att gnistsändare, som stör hela AM bandet slutade användas. Den första, XWA, började sända från Montreal Under de följande åren startades stationer över hela världen. Den första svenska stationen startades i Stockholm i December 1923 som ett samarbete mellan AM radio används än idag, om än i ganska liten utsträckning. Främst för små stationer och amatörradio. De stora stationer som än idag använder AM har ett utbud som främst består av pratshower eller utbildningsprogram. Musik sänds istället på FM band som är bättre lämpade för högkvalitativa sändningar. 7 FM - Frequency Modulation 1933 patenterade Edwin H. Armstrong en ny sändningsmetod som istället för att variera amplituden på en konstant frekvens, varierade frekvensen över ett bredare band med en konstant amplitud. Frequency Modulation, eller FM, hade fördelen att den inte alls lika lätt stördes av elektrisk utrustning eller atmosfäriska egenskaper. Sändningsfrekvenserna för FM radio ligger även betydligt högre än AM; internationell standard är 87.5MHz-108.0MHz, och kallas därför ibland för VHF - Very High Frequency - radio. Trots att metoden uppfanns tidigt så dröjde det mycket länge innan den anammades. Till en början använde den enbart av radiostationer i tätbefolkade områden som ville sända 5. John S Belrose, (1994)

5 klassisk musik eller utbildningsprogram med högre kvalitet. Det var i slutet av 60-talet som radiostationer inriktade på populärmusik började gå över till FM radio. Snabbast gick utvecklingen i norra Europa, i synnerhet Västtyskland, Holland, Belgien och Danmark, främst för att AM bandet var i stort sett helt upptaget av sändningar och nytt frekvensutrymme krävdes. Det var först 1978 som antalet FM lyssnare översteg antalet AM lyssnare. FM radio har dock fler fördelar än bara minskat brus. Ett FM radioband är betydligt bredare än för AM radio, vilket gör att det ryms betydligt mer information. Typiskt sett är varje band någon multipel av 100kHz i bredd, men i områden med väldigt många kanaler, till exempel Italien, används multiplar av 50kHz. En del av den nya information som ryms tack vare FM radio är stereoljud. Stereoljud skapas typiskt i radio genom SDM, sum- and difference modulation. Denna adderar vänster (V) och höger (H) stereokanaler till en enda signal, V+H, som då är kompitabel med monomottagare. Men den subtraherar också stereokanalerna och skickar differensen, V-H, av de två i en annan del av frekvensbandet. En stereomottagare kan då använda de två signalerna för att få ut vänster kanal för sig och höger för sig igen. 8 FM radio är än idag den vanligaste sändningsmetoden för radio som en billig, effektiv och kvalitativ metod, men digitala sändningsmetoder är under utveckling för att ersätta den. DAB Digital Broadcasting Audio / Eureka DAB-standarden formades och skapades på 80talet, och olika typer av mottagare har tagits fram genom åren,utvecklingen av bättre och mindre mottagare pågår just nu världen över. Det har även tagits fram en uppgradering av DAB som heter DAB+, som släpptes februari Grundarna hävdade att DAB skulle slå ut FM systemet helt på grund av bättre kvalite och större utbud för den individuella lyssnaren. Men under en stor undersökning 1990 i England så upptäcktdes det att DAB inte alls hade bättre kvalitet än FM plus att mottagare för DAB var otroligt dyra att köpa in vilket gjorde det hela till en flopp. Men DAB har ändå överlevt på grund av den snabba data-utveklingen och möjligheten att sända privat radio via nätet. Nu när DAB+ släppts och datorer inte alls kostar lika mycket pengar så växer mängden kanaler och lyssnare i mängder för av dag som går och det har börjat snacaks om att göra DAB+ till den nya standarden, men det kommer nog ta många år till innan den fastställs. Skillnader mellan DAB och FM&AM Till skillnad från FM & AM som måste sändas på egna frekvenser, så sänder DAB flera kanaler på samma frekvens med hjälp av nånting som kallas för DAB ensamble. DAB ensamble fungerar så att materialet som ska sändas komprimeras och kodas av olika programvaror, för att sen skickas till mottagarna i som avkodar och packar upp och spelar upp materialet för lyssnaren. Detta gör då det möjligt att rymmas flera kanaler på samma frekvens, mängden kanaler som ryms beror ju helt och hållet på i vilken kvalitet/ bitrate som den sänds i. Audio Codecs Valet av codecs är otroligt viktigt när det gäller DAB och mycket har hänt genom åren. Den gamla versionen av DAB som användes i england och danmark på 80-talet, använde sig av MPEG-1 Audio Layer 2 som är mer känt som MP2. Det nya DAB+ system använder sig istället av ACC codecen oc dess effektivitet är uppåt 3 gånger så bra som den gamla mp2:an. Den levererar mycket bättre kvalitet och arbetar mycket snabbare vilket ökar mängden kanaler per frekvens

6 Slutsatser Radio är idag ett etablerat, välkänt och välutforskat medium, som inte ser ut att behöva frukta några större förändringar inom den närmaste framtiden. FM radio ger god kvalitet och god effektivitet som inte kommer kunna matchas av Digitala radiosändningar så länge ivern att minska bitdjup och frekvens för att få plats med fler kanaler finns. Vidare är FM radiomottagare betydligt billigare än de än så länge oetablerade digitala mottagarna. Givetvis finns konkurrenter online och offline såsom webbradio och TV, men än så länge hamnar människor regelbundet i situationer där de vill lyssna på musik eller nyheter utan att ha tillgång till internet eller TV. Radiomottagare finns däremot nästan överallt. I lokaler, i bilar, i mobiler och mp3-spelare.