Rádio může vypadat jako magie, ale je to docela snadné pochopit
Každý tak často někteří z nás rozvíjejí spontánní představu, že rádio AM / FM se cítí jako čistá magie. Když zapnete rádio, můžete slyšet hudbu, hlas nebo jakoukoli jinou zvukovou zábavu vysílanou ze zdroje umístěného stovky - nebo dokonce tisíce kilometrů dál! Je smutné, že to není opravdu magické. Ve skutečnosti je příjem rádia poměrně snadno pochopitelný, jakmile vysvětlíte, jak jsou vytvářeny a vysílány rádiové vlny.
Co jsou rádiové vlny?
Pravděpodobně jste obeznámeni s AM, což znamená amplitudovou modulaci a FM, což znamená Frekvenční modulace . Programy AM i FM jsou vysílány vzduchem přes rádiové vlny, které jsou součástí širokého spektra elektromagnetických vln, které zahrnují: záření gama, rentgenové záření, ultrafialové záření, viditelné světlo, infračervené záření a mikrovlnná trouba. Elektromagnetické vlny jsou všude kolem nás v různých frekvencích. Rádiové vlny vykazují podobné vlastnosti jako vlny světla (např. Reflexe, polarizace, difrakce, refrakce), ale existují s frekvencí, kterou naše oči nejsou citlivé.
Elektromagnetické vlny jsou generovány střídavým proudem (AC), což je elektrická energie používaná k běhu téměř každého spotřebiče a / nebo technologie v našich domácnostech a životě - od praček až po televizory až po naše mobilní zařízení . Ve Spojených státech střídavý proud pracuje při 120 voltech při 60 Hz. To znamená, že střídavé proudy střídavě (mění směr) v drátu 60krát za sekundu. Ostatní země používají jako standardní 50 Hz. Přestože 50 a 60 Hz jsou považovány za poměrně nízké frekvence, střídavé proudy stále generují základní úroveň elektromagnetického záření (EMR). To znamená, že část elektrické energie uniká z drátu a přenáší se do ovzduší. Čím vyšší je frekvence elektřiny, tím více energie dokáže uniknout drátu do volného prostoru. Elektromagnetické záření může být volně popsáno jako "elektřina ve vzduchu".
Koncepce modulace
Elektřina ve vzduchu není nic jiného než náhodný hluk. Abychom se mohli stát užitečnými signály, které přenášejí informace (hudbu nebo hlas), musí být nejprve modulovány a modulace je základem pro AM a FM rádiové signály. Tak vznikly termíny AM a FM, protože AM znamená amplitudovou modulaci a FM znamená frekvenční modulaci.
Další slovo pro modulaci se mění. Elektromagnetické záření musí být modulováno nebo měněno, aby bylo možno použít jako rádiový přenos. Bez modulace by rádiové signály nesl žádnou informaci. Modulace je snadný pojem, obzvláště proto, že je to kolem nás. Náš pocit zraku je dobrým příkladem toho, jak modulace funguje. Můžete mít v ruce prázdný kus papíru, ale je to k ničemu, dokud se nezmění nebo nezmění nějakým smysluplným způsobem. Někdo by musel psát nebo kreslit na papíře, aby mohl sdělovat užitečné informace.
Náš pocit sluchu je dalším dobrým příkladem. Prázdný vzduch musí být modulován nebo měněn hudbou nebo hlasem nebo zvukem, aby byl užitečný. Stejně jako kus papíru jsou molekuly, které tvoří vzduch, nosiče pro informaci. Ale bez skutečných informací - značek na papíře nebo zvuků ve vzduchu - nemáte nic. Pokud jde o rozhlasové vysílání, musí být elektromagnetické záření (elektřina ve vzduchu) modulována s požadovanou informací pro odeslání.
Rozhlasové vysílání AM
AM rádio využívá amplitudovou modulaci a je nejjednodušší formou rozhlasového vysílání. Chcete-li porozumět amplitudové modulaci, zvážit vysílání stálého signálu (nebo vlny) v pásmu AM 1000 kHz. Amplituda (nebo výška) konstantního signálu je nezměněná nebo nemodulovaná, takže neobsahuje žádnou užitečnou informaci. Tento stálý signál vytváří pouze šum, dokud není modulován informacemi, jako je hlas nebo hudba. Kombinace těchto dvou způsobí změnu amplitudové síly stálého signálu, který se zvyšuje a snižuje přímo vzhledem k informacím. Změní se pouze amplituda, protože frekvence zůstává po celou dobu konstantní.
AM rádio v Americe pracuje v rozsahu frekvencí od 520 kHz do 1710 kHz. Jiné země a regiony mají různé frekvenční rozsahy. Tato specifická frekvence je známá jako nosná frekvence , což je vozidlo, kterým je skutečný signál přenášen z vysílací antény do přijímacího tuneru.
AM rádio má výhody přenosu přes větší rozdíly, které mají více stanic v daném kmitočtovém rozsahu a jsou snadno přijímány přijímači. Signály AM jsou však více náchylné na hluk a statické rušení , například při bouřce. Elektřina generovaná bleskem vytváří hlukové hroty, které jsou zachyceny AM tunery. AM rádio má také velmi omezený rozsah zvuku od 200 Hz do 5 kHz, což omezuje jeho užitečnost více na rozhovor a méně hudby. A pokud jde o hudbu, signály AM mají nižší kvalitu zvuku než FM.
Rozhlasové vysílání FM
FM rádio využívá frekvenční modulaci. Chcete-li pochopit frekvenční modulaci, zvážte signál se stálou frekvencí a amplitudou. Frekvence signálu v nezměněné nebo nemodulované oblasti, takže nejsou obsaženy žádné užitečné informace. Ale jakmile je k tomuto signálu zavedena informace, výsledkem kombinace je změna frekvence , která je přímo úměrná informacím. Když je frekvence modulace mezi nízkou a vysokou, vysílá se pomocí nosné frekvence hudba nebo hlas. Ale jako výsledek se mění pouze frekvence; amplituda zůstává po celou dobu konstantní.
FM rádio pracuje v rozmezí od 87,5 MHz do 108,0 MHz, což je mnohem vyšší rozsah frekvencí než rádio AM. Rozsah vzdálenosti pro FM přenosy je omezenější než AM - obvykle méně než 100 mil. FM rádio je však vhodnější pro hudbu; vyšší rozsah pásma od 30 Hz do 15 kHz vytváří kvalitu zvuku, kterou normálně dáváme přednost poslechu a užívání. Kvůli většímu dosahu pokrytí však FM vysílání vyžadují další stanice, aby dále přenášely signály.
FM vysílání se také běžně provádí ve stereu - několik stanic AM je také schopno vysílat stereofonní signály. Ačkoliv FM signály jsou méně náchylné k hluku a rušení, mohou být omezeny fyzickými bariérami (např. Budovy, kopce apod.), Což ovlivňuje celkový příjem. To je důvod, proč některé stanice můžete vyzvednout snadněji na některých místech než jiné, ať už je to uvnitř vašeho domu nebo v okolí města.