Радиото може да изглежда като магия, но всъщност е доста лесно да се разбере
Всеки толкова често, някои от нас развиват спонтанна реализация, че AM / FM радиото се чувства като чиста магия. Когато включите радиото, можете да чувате музика, глас или друго аудио развлечение, което се излъчва от източник, разположен на стотици или дори на хиляди километри разстояние! За съжаление, това не е наистина магия. Всъщност, приемането на радио е доста лесно разбираемо, след като демотитирате как се създават и излъчват радиовълни.
Какви са радио вълните?
Вероятно сте запознати с AM, което означава амплитудна модулация и FM, което означава модулация на честотата . Радиочестотните програми AM и FM се предават във въздуха чрез радиовълни, които са част от широка гама от електромагнитни вълни, които включват: гама лъчи, рентгенови лъчи, ултравиолетови лъчи, видима светлина, инфрачервени лъчи и микровълнова печка. Електромагнитните вълни са навсякъде около нас на различни честоти. Радиовите вълни имат сходни свойства с тези на светлинните вълни (напр. Отражение, поляризация, дифракция, пречупване), но съществуват с честота, която нашите очи не са чувствителни.
Електромагнитните вълни се генерират от променлив ток (АС), което е електрическата енергия, използвана, за да работи почти всеки уред и / или технология в нашите домове и живот - от перални машини до телевизори до нашите мобилни устройства . В САЩ променлив ток работи при 120 волта при 60 Hz. Това означава, че текущите се редуват (променят посоката) в проводника 60 пъти в секунда. Други държави използват 50 Hz като стандарт. Въпреки че и двете 50 и 60 Hz се считат за относително ниски честоти, променливите токове все още генерират основно ниво на електромагнитно излъчване (EMR). Това означава, че част от електрическата енергия излиза от жицата и се предава във въздуха. Колкото по-висока е честотата на електричеството, толкова повече енергия успява да избяга от проводника в открито пространство. По този начин електромагнитното излъчване може свободно да се опише като "електричество във въздуха".
Концепцията за модулация
Електричеството във въздуха не е нищо друго освен случаен шум. За да се превърнат в полезни сигнали, които предават информация (музика или глас), тя трябва първо да бъде модулирана, а модулацията е в основата на AM и FM радио сигналите. Така произхождат термините AM и FM, тъй като AM означава амплитудна модулация и FM означава честотна модулация.
Друга дума за модулация се променя. Електромагнитното излъчване трябва да бъде модулирано или променено, за да бъде полезно като радио предаване. Без модулация няма да се носи никаква информация от радиосигнал. Модулацията е лесна концепция за разбиране, особено след като е навсякъде около нас. Нашето усещане за зрение е добър пример за това как модулацията работи. Можете да имате празна листа хартия в ръката си, но тя е безполезна, докато не бъде модулирана или променена по някакъв смислен начин. Някой би трябвало да напише или да рисува на хартия, за да комуникира с полезна информация.
Усещането за слух е друг добър пример. Празният въздух трябва да бъде модулиран или променен с музика, звук или звук, за да бъде полезен. Точно като парчето хартия, молекулите, които съставят въздуха, са носители за информация. Но без истинската информация - белези на хартията или звуци във въздуха - нямате нищо. Така че, когато става дума за радиопредавания, електромагнитното излъчване (електричество във въздуха) трябва да бъде модулирано с желаната информация, която да бъде изпратена.
AM Радио излъчвания
AM радио използва амплитудна модулация и е най-простата форма на радиопредаване. За да разберете амплитудна модулация, помислете за постоянно излъчване на сигнал (или вълна) при 1000 kHz в AM обхвата. Амплитудата (или височината) на постоянния сигнал е непроменена или немодулирана, като по този начин не съдържа полезна информация. Този постоянен сигнал произвежда само шум, докато се модулира с информация, като глас или музика. Комбинацията от двете води до промяна в якостта на амплитудата на постоянния сигнал, която се увеличава и намалява директно пропорционално на информацията. Само амплитудата се променя, тъй като честотата остава постоянна през цялото време.
AM радио в Америка работи в диапазон от честоти от 520 kHz до 1710 kHz. Други държави и региони имат различни честотни диапазони. Специфичната честота е известна като носеща честота , която е превозното средство, чрез което действителният сигнал се пренася от излъчвана антена към приемен тунер.
AM радиото има предимствата на предаването на по-големи различия, като има повече станции в даден честотен диапазон и лесно може да бъде прихванат от приемници. АМ сигналите обаче са по-податливи на шум и статични смущения , например при гръмотевична буря. Електроенергията, генерирана от мълния, произвежда шумови шпайкове, които се повдигат от AM тунери. AM радиото има и много ограничен аудио обхват, от 200 Hz до 5 kHz, което ограничава неговата полезност повече към радио разговори и по-малко за музика. И когато става въпрос за музика, AM сигналите са с по-ниско качество на звука от FM.
FM излъчвания
FM радиото използва честотна модулация. За да разберете честотната модулация, помислете за сигнал с постоянна честота и амплитуда. Честотата на сигнала в непроменен или немодулиран, така че няма полезна информация. Но след като се въведе информация за този сигнал, комбинацията води до промяна на честотата , която е пряко пропорционална на информацията. Когато честотата се модулира между ниско и високо, музиката или глас се предават от носещата честота. Но в резултат се променя само честотата; амплитудата остава постоянна през цялото време.
FM радиото работи в диапазона от 87.5 MHz до 108.0 MHz, което е много по-голям диапазон от честоти, отколкото AM радио. Диапазонът на разстоянието за FM предавания е по-ограничен от AM - обикновено по-малко от 100 мили. FM радиото обаче е по-подходящо за музика; високият диапазон от 30 Hz до 15 kHz осигурява качеството на звука, което обикновено предпочитаме да слушаме и да се наслаждаваме. Но за да има по-голяма площ на покритие, FM предаванията изискват допълнителни станции, за да носят допълнителни сигнали.
FM предаванията обикновено се извършват и в стерео - няколко AM станции също могат да излъчват стерео сигнали. И въпреки че FM сигналите са по-малко податливи на шум и смущения, те могат да бъдат ограничени от физически бариери (например сгради, хълмове и т.н.), които оказват влияние върху цялостното приемане. Ето защо можете да вземате определени радиостанции по-лесно на някои места, отколкото други, независимо дали е във вашия дом или в града.