Radio var šķist burvju, bet tas ir diezgan viegli saprotams
Katru tik bieži, daži no mums izstrādā spontānu realitāti, ka AM / FM radio jūtas kā tīra burvība. Kad ieslēdzat radio, jūs varat dzirdēt mūziku, balsi vai jebkuru citu audio izklaidi, ko pārraida no avota, kas atrodas simtiem vai pat tūkstošiem jūdžu attālumā! Diemžēl tas nav īsti burvju. Faktiski radio uztveršana ir diezgan viegli saprotama, kad jūs demystify, kā radioviļņi tiek izveidoti un pārraidīti.
Kas ir radioviļņi?
Jūs, iespējams, iepazinies ar AM, kas nozīmē Amplitude Modulation , un FM, kas nozīmē Frekvenču modulācija . Gan AM, gan FM radio programmas tiek pārraidītas pa gaisu, izmantojot radioviļņus, kas ir daļa no plaša spektra elektromagnētisko viļņu, kas ietver: gamma starus, rentgena starus, ultravioletās starojuma starus, redzamo gaismu, infrasarkano staru un mikroviļņu krāsni. Elektromagnētiskie viļņi ir visapkārt mums visur dažādās frekvencēs. Radioviļņos piemīt līdzīgas īpašības kā gaismas viļņus (piemēram, atstarošana, polarizācija, difrakcija, refrakcija), bet pastāv tādā frekvencē, ka mūsu acis nav jutīgas.
Elektromagnētiskos viļņus ģenerē maiņstrāva (AC), kas ir elektriskā jauda, ko izmanto, lai palaistu gandrīz visas ierīces un / vai tehnoloģijas mūsu mājās un dzīvēs - no veļasmašīnām līdz televizoriem uz mūsu mobilajām ierīcēm . Amerikas Savienotajās Valstīs maiņstrāva strādā pie 120 voltiem ar 60 Hz frekvenci. Tas nozīmē, ka pašreizējie aizstājēji (maiņas virziens) vadā 60 reizes sekundē. Citas valstis kā standartu izmanto 50 Hz. Lai gan gan 50, gan 60 Hz tiek uzskatītas par salīdzinoši zemām frekvencēm, maiņstrāvas joprojām rada elektromagnētiskā starojuma pamatlīmeni (EMR). Tas nozīmē, ka daži no elektrības enerģijas izplūst no vadiem un tiek pārsūtīti gaisā. Jo augstāka ir elektroenerģijas biežums, jo lielāka ir enerģija, kas spēj izbēgt vadu no ārpuses. Tādējādi elektromagnētisko starojumu var brīvi raksturot kā "elektrību gaisā".
Modulācijas koncepcija
Elektrība gaisā ir nekas cits kā izlases troksnis. Lai pārveidotu par noderīgiem signāliem, kas pārraida informāciju (mūziku vai balsi), vispirms tas ir jāmaina, un modulācija ir pamats AM un FM radio signāliem. Tā kā AM un FM radās, jo AM ir amplitūdas modulācija, un FM ir frekvences modulācija.
Vēl viens modulācijas vārds ir izmaiņas. Elektromagnētiskajam starojumam jābūt modulētam vai mainītam, lai tas būtu noderīgs kā radio pārraide. Bez modulācijas radiosignālu nesniegs nekāda informācija. Modulācija ir vienkāršs jēdziens, kas jāapzinās, jo īpaši tāpēc, ka tas ir viss ap mums. Mūsu redzes sajūta ir labs piemērs, lai aprakstītu, kā darbojas modulācija. Jūsu rokā var būt tukša papīra lapa, tomēr tas nav jēgpilni, līdz tas kļūst modulēts vai mainīts kādā nozīmīgā veidā. Lai nodotu noderīgu informāciju, kādam būtu jāraksta vai jāizmanto papīrs.
Vēl viens svarīgs piemērs ir mūsu dzirdes sajūta. Tukšais gaiss ir modulēts vai jāmaina ar mūziku vai balsi vai skaņu, lai tas būtu noderīgs. Tāpat kā papīra gabals, molekulas, kas veido gaisu, ir informācijas nesēji. Bet bez faktiskās informācijas - zīmēm uz papīra vai skaņām gaisā - jums nav nekas. Tātad, kad runa ir par radio raidījumiem, elektromagnētiskais starojums (elektrība gaisā) jāmaina, nosūtot vēlamo informāciju.
AM raidījums
AM radio izmanto amplitūdas modulāciju un ir vienkāršākais radio apraides veids. Lai izprastu amplitūdas modulāciju, apsveriet stabilu signālu (vai viļņu) pārraidi ar 1000 kHz frekvenču joslu. Konstanta signāla amplitūda (vai augstums) ir nemainīta vai nav modulēta, tādejādi nav nekādas noderīgas informācijas. Šis vienmērīgais signāls rada tikai troksni, līdz tas tiek modulēts ar informāciju, piemēram, balsi vai mūziku. Šo divu rezultātu kombinācija mainās uz stabilā signāla amplitūdas stiprību , kas palielinās un samazinās tieši proporcionāli informācijai. Tikai amplitūda mainās, jo frekvence nemainās visu laiku.
AM radio Amerikā darbojas frekvenču diapazonā no 520 kHz līdz 1710 kHz. Citās valstīs un reģionos ir atšķirīgs frekvenču diapazons. Īpašo frekvenci sauc par nesējfrekvenci , kas ir transportlīdzeklis, ar kura palīdzību faktiskais signāls tiek pārraidīts no apraides antenas uz uztvērēju.
AM radio ir priekšrocības, pārsniedzot lielākas atšķirības, kam ir vairāk staciju noteiktā frekvenču diapazonā un kuru uztvērēji viegli uztver. Tomēr AM signāli ir vairāk pakļauti troksnim un statiskajiem traucējumiem , piemēram, negaisa laikā. No zibens ģenerētā elektrība rada trokšņu tapas, ko uztver AM uztvērēji. AM radio ir ļoti ierobežots audio diapazons, no 200 Hz līdz 5 kHz, kas ierobežo tā lietderību vairāk runāt radio un mazāk mūzikai. Un, kad runa ir par mūziku, AM signāliem ir zemāka skaņas kvalitāte nekā FM.
FM radio raidījumi
FM radio izmanto frekvences modulāciju. Lai izprastu frekvences modulāciju, apsveriet signālu ar vienmērīgu frekvenci un amplitūdu. Signāla frekvence nemainās vai nav modulēta, tāpēc nav ietverta noderīga informācija. Bet, tiklīdz šī signāla informācija ir ieviesta, kombinācija izmaina frekvenci , kas ir tieši proporcionāla informācijai. Kad frekvence ir modulēta starp zemu un augstu, mūzika vai balss tiek pārraidīti ar nesējfrekvenci. Taču mainās tikai frekvence; amplitūda paliek nemainīga visu laiku.
FM radio darbojas diapazonā no 87,5 MHz līdz 108,0 MHz, kas ir daudz lielāks frekvenču diapazons nekā AM radio. FM pārraide attāluma diapazons ir vairāk ierobežots nekā AM - parasti mazāk nekā 100 jūdzes. Tomēr FM radio ir labāk piemērots mūzikai; augstākais frekvenču joslas diapazons no 30 Hz līdz 15 kHz rada skaņas kvalitāti, kādu mēs parasti vēlamies klausīties un baudīt. Tomēr, lai nodrošinātu lielāku pārklājumu, FM pārraide prasa papildu stacijas, lai pārvadātu signālus tālāk.
FM raidījumi parasti tiek veikti arī stereoaparāti - dažas AM stacijas arī var pārraidīt stereo signālus. Lai gan FM signāli ir mazāk pakļauti trokšņiem un traucējumiem, tos var ierobežot ar fiziskiem šķēršļiem (piemēram, ēkām, kalniem utt.), Kas ietekmē vispārējo uztveri. Tieši tāpēc dažās vietās dažās vietās jūs varat vieglāk uzņemt noteiktas radiostacijas nekā citās, neatkarīgi no tā, vai tās atrodas jūsu mājās vai ap pilsētu.