AM/FM-raadio toimimise mõistmine
AM/FM raadio võib tunduda puhas maagia. Lülitage raadio sisse ja kuulake muusikat, vestlussaateid või muud helimeelelahutust, mida edastatakse sadade, kui mitte tuhandete miilide kaugusel asuvast allikast. Kuid raadio pole maagia. See on lihtne, kuigi põnev protsess. Siin on ülevaade raadiolainete loomisest ja levitamisest.
Mis on raadiolained?
AM tähistab amplituudmodulatsiooni ja FM sagedusmodulatsiooni. Nii AM- kui ka FM-raadioprogramme edastatakse eetri kaudu raadiolainete kaudu, mis on osa sagedusalast elektromagnetlained, mis hõlmavad gammakiirgust, röntgenikiirgust, ultraviolettkiirgust, nähtavat valgust, infrapunakiirgust ja mikrolaine.
Elektromagnetlained on kõikjal ümberringi, igal pool, erinevatel sagedustel. Raadiolainete omadused on sarnased valguslainetega (nagu peegeldus, polarisatsioon, difraktsioon ja murdumine), kuid raadiolained eksisteerivad sagedusel, mille suhtes teie silmad ei ole tundlikud.
Elektromagnetlaineid tekitavad vahelduvvoolu (AC), elektrienergia, mida kasutatakse enamiku teie kodus ja elus kasutatavate tehnoloogiate käitamiseks, alates pesumasinatest ja lõpetades televiisoritega
Ameerika Ühendriikides töötab vahelduvvool 120 volti sagedusel 60 Hz. See tähendab, et vool vaheldub (muutub suunda) juhtmes 60 korda sekundis. Teised riigid kasutavad standardina 50 Hz.
Kuigi nii 50 kui 60 Hz peetakse suhteliselt madalateks sagedusteks, tekitavad vahelduvvoolud elektromagnetilise kiirguse (EMR) põhitaseme. See tähendab, et osa elektrienergiast väljub juhtmest ja kandub õhku.
Mida kõrgem on elektri sagedus, seda rohkem energiat õnnestub juhtmest avakosmosesse pääseda. Seetõttu kirjeldatakse elektromagnetkiirgust mõnikord lõdvalt kui "elektrit õhus".
Modulatsiooni kontseptsioon
Elekter õhus on juhuslik müra. Et muutuda kasulikeks signaalideks, mis edastavad teavet (muusika või hääl), tuleb elektrit esmalt moduleerida. Seetõttu on modulatsioon AM- ja FM-raadiosignaalide aluseks.
Teine sõna modulatsiooni kohta on muutus. Elektromagnetkiirgust tuleb moduleerida või muuta, et see oleks raadioülekandena kasulik. Ilma modulatsioonita ei saa raadiosignaal teavet edastada.
Raadioülekannete puhul tuleb elektromagnetkiirgus (õhus olev elekter) moduleerida saadetava teabega.
Modulatsiooni mõiste paremaks mõistmiseks mõelge nägemisele. Tühi paberitükk on kasutu, kuni seda ei muudeta või muudetakse mingil tähendusrikkal viisil. Kasuliku teabe edastamiseks peate paberile kirjutama või joonistama.
AM raadiosaated
AM-raadio kasutab amplituudmodulatsiooni, mis on kõige lihtsam raadioedastusvorm. Amplituudmodulatsiooni mõistmiseks mõelge püsivale signaalile (või lainele), mis levib sagedusel 1000 kHz AM-sagedusalas. Konstantse signaali amplituud (või kõrgus) on muutumatu või moduleerimata, seega ei kanna see kasulikku teavet.
See püsiv signaal tekitab ainult müra, kuni see on moduleeritud teabega, näiteks hääle või muusikaga. Selle modulatsiooni tulemusena muutub püsiva signaali amplituudi tugevus, mis suureneb ja väheneb otseses proportsioonis teabega. Ainult amplituud muutub. Sagedus jääb konstantseks.
AM-raadio Ameerikas töötab sagedusvahemikus 520 kHz kuni 1710 kHz. Teistes riikides ja piirkondades on erinevad sagedusvahemikud. Spetsiifilist sagedust nimetatakse kandesageduseks, mis on vahend, mille abil edastatakse tegelik signaal edastusantennist vastuvõtvasse tuunerisse.
AM-raadio edastab suuremate vahemaade tagant. Sellel on antud sagedusvahemikus rohkem jaamu ja vastuvõtjad saavad seda hõlpsalt kätte saada. Kuid AM-signaalid on vastuvõtlikumad mürale ja staatilised häired, näiteks äikesetormi ajal. Välgu tekitatud elekter tekitab müra naelu, mida AM-tuunerid koguvad.
AM raadiol on ka piiratud helivahemik, 200 Hz kuni 5 kHz, mistõttu on see kõneraadio jaoks parem kui muusika jaoks. Muusika puhul on AM-signaalid madalama helikvaliteediga kui FM-signaalid.
FM raadiosaated
FM-raadio kasutab sagedusmodulatsiooni. Sagedusmodulatsiooni mõistmiseks kaaluge püsiva sageduse ja amplituudiga signaali. Signaali sagedus on muutumatu või moduleerimata, seega pole kasulikku teavet.
Kui sisestate sellesse signaali, muutub sagedus teabega otseselt võrdeliselt. Kui sagedus on moduleeritud madala ja kõrge vahel, edastab kandesagedus muusikat või häält. Selle tulemusena muutub ainult sagedus. Amplituud jääb kogu aja muutumatuks.
FM-raadio töötab vahemikus 87,5 MHz kuni 108,0 MHz, mis on kõrgem sagedusvahemik kui AM-raadio. FM-edastuste kaugus on piiratum kui AM, tavaliselt alla 100 miili.
Muusika jaoks sobib aga paremini FM-raadio. Kõrgem ribalaiuse vahemik 30 Hz kuni 15 kHz tagab helikvaliteeti, mida me naudime ja eelistame. Suurema leviala saamiseks vajavad FM-edastused täiendavaid jaamu signaalide edasikandmiseks.
FM-saateid tehakse tavaliselt sisse stereo (mõned AM-jaamad võivad edastada ka stereosignaale). Kuigi FM-signaalid on müra ja häirete suhtes vähem vastuvõtlikud, võivad füüsilised tõkked, nagu hooned ja mäed, neid piirata ja mõjutada üldist vastuvõttu.
See on põhjus, miks saate teatud raadiojaamu mõnes kohas hõlpsamini kätte saada kui teistes või kaotate jaamad erinevatest kohtadest läbi sõites.