A rádió tűnhet varázslatnak, de valójában nagyon könnyű megérteni
Gyakran előfordul, hogy némelyikünk spontán módon felismerteti, hogy az AM / FM rádió tiszta mágia. A rádió bekapcsolásakor hallgathat olyan zenét, hangot vagy bármilyen más audió szórakozást, amelyet több száz vagy akár több ezer mérföldre található forrásból sugároznak. Sajnos ez nem igazán varázslatos. Valójában a rádióvétel meglehetősen könnyű megérteni, miután demystifikálja a rádióhullámok létrehozását és sugárzását.
Mi a rádióhullám?
Valószínűleg ismeri az AM-t, ami az Amplitude Modulation és az FM, ami Frekvencia Modulációt jelent . Mind az AM, mind az FM rádiós programokat rádióhullámokon keresztül továbbítják a levegőbe, amelyek széles körű elektromágneses hullámok részét képezik: gamma-sugarak, röntgensugarak, ultraibolya sugarak, látható fény, infravörös és mikrohullámú hullámok. Az elektromágneses hullámok körül mindenütt különböző frekvenciákon vannak. A rádióhullámok hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a fényhullámoké (pl. Visszaverődés, polarizáció, diffrakció, fénytörés), de olyan frekvencián léteznek, hogy a szemünk nem érzékeny.
Az elektromágneses hullámokat váltakozó áram (AC) generálja, ami az elektromos áram, amely nagyjából minden készüléket és / vagy technológiát működtet otthonainkban és életükben - a mosógépektől a televíziókig és a mobileszközökig . Az Egyesült Államokban a váltakozó áram 120 volt 60 Hz-en. Ez azt jelenti, hogy az áram a vezetékben másodpercenként 60-szor váltakozik (irányváltoztatással). Más országok 50 Hz-es szabványt használnak. Bár mind az 50, mind a 60 Hz viszonylag alacsony frekvenciájúnak tekinthető, a váltakozó áramok még mindig alapszintű elektromágneses sugárzást (EMR) generálnak. Ez azt jelenti, hogy az elektromos energia egy része elhagyja a vezetéket, és a levegőbe kerül. Minél nagyobb a villamos energia frekvenciája, annál több energiát képesek elkerülni a vezetéket a szabad térbe. Így az elektromágneses sugárzás lazán leírható, mint "a levegő a levegőben".
A moduláció koncepciója
A levegőben lévő áram nem más, mint véletlenszerű zaj. Ahhoz, hogy hasznos információt szolgáltasson az információ (zene vagy hang) továbbítására, először modulálni kell, és a moduláció az AM és az FM rádiójelek alapja. Így erednek az AM és FM fogalmak, mivel az AM az amplitúdó modulációt jelenti, az FM pedig a frekvencia modulációt.
A moduláció másik szója a változás. Az elektromágneses sugárzást modulálni kell vagy módosítani kell annak érdekében, hogy rádióátvitelként hasznos legyen. Moduláció nélkül a rádiójel nem hordoz információt. A moduláció egy könnyű koncepció a megértéshez, különösen azért, mert körülöttünk van. A látásmódunk jó példa arra, hogy hogyan működik a moduláció. Van egy üres papír a kezedben, mégis használhatatlan, amíg valamilyen értelemszerűen nem modulálódik vagy megváltozik. A hasznos információ közlése érdekében valakinek írnia kell vagy rajzolnia kell a papírt.
A hallásérzékünk egy másik példaértékű példa. Az üres levegőt módosítani kell, vagy módosítani kell zenével, hanggal vagy hanggal annak érdekében, hogy hasznos legyen. Csakúgy, mint a papírdarab, a levegőt alkotó molekulák információs hordozók. De anélkül, hogy a tényleges információ - a papírra vagy a levegőben lévő hangokra utal - nincs semmi. Tehát, amikor rádiós adásokra kerül, az elektromágneses sugárzást (a levegő elektromos áramát) modulálni kell a küldeni kívánt információval.
AM rádióadások
Az AM rádió amplitúdó modulációt használ, és a rádióadás legegyszerűbb formája. Az amplitúdómoduláció megértéséhez vegye fontolóra egy állandó jel (vagy hullám) sugárzást 1000 kHz-en az AM sávon. Az állandó jel amplitúdója (vagy magassága) változatlan vagy nem modulált, így nem tartalmaz hasznos információt. Ez az állandó jel csak hangot ad, amíg információval, például hanggal vagy zenével modulál. A két eredmény kombinációja a folyamatos jel amplitúdóerősségének változásához vezet , ami az információ közvetlen arányában növekszik és csökken. Csak az amplitúdó változik, mivel a frekvencia állandó marad az egész idő alatt.
Az AM rádió az Amerikai Egyesült Államokban 520 kHz és 1710 kHz közötti frekvenciatartományban működik. Más országok és régiók eltérő frekvenciatartományokkal rendelkeznek. Az adott frekvencia a hordozó frekvenciaként ismert, amely a jármű, amellyel az aktuális jelet egy sugárzott antenna és egy vevő tuner hordozza.
Az AM rádió előnye, hogy nagyobb különbségeket közvetít, több állomással rendelkezik egy adott frekvenciatartományban, és könnyen felvehető a vevőkészülékek. Az AM jelek azonban érzékenyebbek a zajra és a statikus interferenciára , például zivatar esetén. A villám által termelt villamos energia zajcsillapításokat okoz, amelyeket az AM-hangolók vesznek fel. Az AM rádió nagyon korlátozott hangtartománya is van, 200 Hz-ről 5 kHz-re, ami korlátozza annak hasznosságát inkább a beszélgetési rádió és kevésbé a zenére. Ami a zenét illeti, az AM jelek alacsonyabb hangminőséggel rendelkeznek, mint az FM.
FM rádiós sugárzások
Az FM rádió frekvencia modulációt használ. A frekvencia moduláció megértéséhez vegye figyelembe a folyamatos frekvenciájú és amplitúdójú jeleket. A jel frekvenciája változatlan vagy nem modulált, így nincs benne hasznos információ. Azonban miután bejuttatták ezt a jelzést, a kombináció eredményeként a frekvencia változik , ami közvetlenül az információval arányos. Ha a frekvencia alacsony és magas között van modulálva, a vivőfrekvencia továbbítja a zenét vagy a hangot. De ennek következtében csak a frekvencia változik; az amplitúdó állandó marad az egész idő alatt.
Az FM rádió 87,5 MHz és 108,0 MHz közötti tartományban működik, ami jóval nagyobb frekvenciatartomány, mint az AM rádió. Az FM-adások távolságtartománya korlátozottabb, mint AM - általában kevesebb, mint 100 mérföld. Az FM rádió azonban jobban megfelel a zenének; a 30 Hz-től a 15 kHz-ig terjedő nagyobb sávszélesség-tartományban olyan hangminőséget eredményezünk, amelyet általában hallgatunk és élvezni fogunk. De ahhoz, hogy nagyobb kiterjedésű terület álljon rendelkezésre, az FM-adások további állomásokat igényelnek a jelek továbbítására.
Az FM-adások általában sztereóban is lejátszódnak - néhány AM állomás is képes sztereó jeleket sugározni. És bár az FM jelek kevésbé érzékenyek a zajra és az interferenciára, fizikai akadályok (pl. Épületek, dombok stb.) Korlátozhatják az átfogó vételt. Ezért lehet bizonyos helyeken könnyedén felvenni bizonyos rádióállomásokat, mint mások, függetlenül attól, hogy otthon vagy a város körül van-e.