Ymmärtäminen miten AM / FM-radiot toimivat

Radio voi tuntua taikuudelta, mutta se on todella melko helppo ymmärtää

Jokainen niin usein, osa meistä kehittää itsestään selvää, että AM / FM-radio tuntuu puhdasta taikuutta. Kun käynnistät radion, voit kuunnella musiikkia, ääntä tai muuta äänen viihdettä, joka lähetetään lähteeltä, joka sijaitsee satoja tai jopa tuhansia kilometrejä! Valitettavasti se ei ole todellakaan maaginen. Itse asiassa radiovastaanotto on melko helppo ymmärtää, kun hylkäät radioaaltojen luomisen ja lähettämisen.

Mitkä ovat radioaaltoja?

Olet varmaankin tuttu amplitudimodulaatioon tarkoitetusta AM: stä, ja FM: stä, joka tarkoittaa taajuusmodulaatiota . Sekä AM- että FM-radio-ohjelmat välitetään radioaaltojen kautta, jotka ovat osa laajaa sähkömagneettisten aaltojen valikoimaa, jotka ovat: gamma-säteet, röntgenkuvat, ultraviolettisäteet, näkyvä valo, infrapuna ja mikroaaltouuni. Sähkömagneettiset aallot ovat ympärillämme kaikkialla eri taajuuksilla. Radioaalloilla on samankaltaisia ​​ominaisuuksia kuin aallon aallot (esim. Heijastus, polarisaatio, diffraktio, taittuminen), mutta esiintyvät taajuudella, jonka silmät eivät ole herkkiä.

Sähkömagneettisia aaltoja syntyy vuorottelevalla virralla (AC), joka on sähköenergia, jota käytetään lähes kaikkiin laitteisiin ja / tai tekniikoihin kodeissamme ja elämässämme - pesukoneista televisioihin mobiililaitteisiin . Yhdysvalloissa vaihtovirta toimii 120 voltilla 60 Hz: n taajuudella. Tämä tarkoittaa, että virta vaihtelee (muuttaa suuntaa) langassa 60 kertaa sekunnissa. Muut maat käyttävät vakiona 50 Hz. Vaikka sekä 50- että 60 Hz pidetään suhteellisen matalina taajuuksina, vaihtovirrat tuottavat edelleen sähkömagneettisen säteilyn perusmäärän (EMR). Tämä tarkoittaa sitä, että osa sähköenergiasta pääsee pois langasta ja se kulkeutuu ilmalle. Mitä korkeampi sähkön taajuus, sitä enemmän energiaa, joka onnistuu välttämään viiran ulos avotilaan. Siten sähkömagneettista säteilyä voidaan kuvata löyhästi nimellä "sähköä ilmassa".

Modulaation käsite

Sähkön ilma ei ole muuta kuin satunnaista melua. Jotta käännettäisiin hyödyllisiksi signaaleiksi, jotka lähettävät tietoa (musiikkia tai ääntä), se täytyy ensin moduloida ja modulaatio on AM- ja FM-radiosignaalien perusta. Näin termit AM ja FM alkavat, koska AM tarkoittaa amplitudimodulaatiota ja FM tarkoittaa taajuusmodulaatiota.

Toinen sana modulaatiolle on muutos. Sähkömagneettista säteilyä on muunnettava tai muutettava, jotta se olisi käyttökelpoinen radiolähetyksenä. Ilman modulointia radiosignaalia ei toimiteta. Modulaatio on helppo käsitys ymmärtää, varsinkin kun se on ympärillämme. Visio on hyvä esimerkki siitä, miten modulaatio toimii. Sinulla voi olla käsin tyhjä paperi, mutta se on hyödytön, kunnes se muuttuu tai muuttuu jollakin mielekkäällä tavalla. Jonkun pitäisi kirjoittaa tai piirtää paperille hyödyllisten tietojen välittämiseksi.

Kuulovaikutelma on toinen tärkeä esimerkki. Tyhjä ilma on säädettävä tai muutettava musiikilla tai äänellä tai äänellä, jotta se olisi hyödyllistä. Aivan kuten paperi, molekyylit, jotka muodostavat ilmaa ovat tiedonsiirtoja. Mutta ilman todellisia tietoja - merkkejä papereihin tai ääniä ilmassa - sinulla ei ole mitään. Radiolähetyksissä sähkömagneettista säteilyä (sähköä ilmassa) on muutettava halutulla tiedon lähettämisellä.

AM radiolähetykset

AM-radio käyttää amplitudimodulaatiota ja on yksinkertaisin radio-lähetyksen muoto. Amplitudimodulaation ymmärtämiseksi kannattaa pitää tasainen signaali (tai aalto) lähetyksessä 1000 kHz: ssä AM-kaistalla. Vakiosignaalin amplitudi (tai korkeus) on muuttumaton tai moduloimaton, eikä siinä siten ole hyödyllisiä tietoja. Tämä vakaa signaali tuottaa vain melua, kunnes se moduloidaan tietoa, kuten ääniä tai musiikkia. Näiden kahden yhdistelmän tuloksena muuttuu tasaisen signaalin amplitudi- voimakkuus , joka kasvaa ja pienenee suoraan suhteessa tietoihin. Vain amplitudi muuttuu, koska taajuus pysyy vakiona koko ajan.

AM-radio Amerikassa toimii taajuuksilla 520 kHz - 1710 kHz. Muilla mailla ja alueilla on eri taajuusalueita. Spesifinen taajuus tunnetaan kantoaaltotaajuudeksi , joka on ajoneuvo, jolla todellinen signaali kuljetetaan yleislähetysantennista vastaanottoviestiin.

AM-radiolla on etuja siirtää suurempia eroja, sillä on enemmän asemia tietyllä taajuusalueella ja vastaanottimet helposti ottavat vastaan. AM-signaalit ovat kuitenkin alttiimpia melulle ja staattisille häiriöille , kuten ukkonen aikana. Salaman tuottama sähkö tuottaa melutasoja, joita AM-virittimet poistavat. AM-radiossa on myös hyvin rajallinen äänialue 200 Hz: stä 5 kHz: iin, mikä rajoittaa sen käyttökelpoisuutta enemmän puhetta radiota varten ja vähemmän musiikkia. Ja kun se tulee musiikkiin, AM-signaalit ovat alhaisemmalla äänenlaadulla kuin FM.

FM-radiolähetykset

FM-radio käyttää taajuusmodulaatiota. Jotta voisit ymmärtää taajuusmodulaatiota, harkitse signaalia tasaisella taajuudella ja amplitudilla. Signaalin taajuus muuttumattomana tai moduloimattomana, joten siinä ei ole hyödyllisiä tietoja. Mutta kun tieto on otettu käyttöön tähän signaaliin, yhdistelmä muuttaa taajuutta , joka on suoraan verrannollinen tietoon. Kun taajuus on moduloitu matalan ja korkean välillä, kantoaaltotaajuus välittää musiikkia tai ääntä. Mutta vain taajuus muuttuu seurauksena; amplitudi pysyy koko ajan vakiona.

FM-radio toimii 87,5 MHz: n ja 108,0 MHz: n välillä, mikä on paljon suurempi taajuusalue kuin AM-radion. FM-lähetysten etäisyysetäisyys on rajoitetumpi kuin AM - yleensä alle 100 mailia. Kuitenkin FM-radio sopii paremmin musiikkiin; korkeampi kaistanleveysalue 30 Hz - 15 kHz tuottaa äänenlaadun, jota pidämme normaalisti kuunteluna ja nauttimisena. Mutta jotta kattavuus olisi suurempi, FM-lähetykset vaativat lisää asemia signaalien kuljettamiseksi edelleen.

FM-lähetykset tehdään myös yleisesti stereona - muutama AM-asema pystyy myös lähettämään stereosignaaleja. Ja vaikka FM-signaalit ovat vähemmän alttiita melulle ja häiriöille, niitä voidaan rajoittaa fyysisillä esteillä (esim. Rakennukset, kukkulat jne.), Jotka vaikuttavat yleiseen vastaanottoon. Siksi voit poimia tiettyjä radioasemia helpommin joillakin paikoilla kuin muilla, olipa kyseessä kotisi tai kaupungin ympärillä.