Izpratne par AM/FM radio darbību
AM/FM radio var justies kā tīra maģija. Ieslēdziet radio un klausieties mūziku, sarunu šovus vai jebkuru citu audio izklaidi, kas tiek pārraidīta no avota, kas atrodas simtiem, ja ne tūkstošiem jūdžu attālumā. Bet radio nav maģija. Tas ir vienkāršs, bet aizraujošs process. Lūk, kā tiek radīti un pārraidīti radioviļņi.
Kas ir radio viļņi?
AM apzīmē amplitūdas modulāciju, un FM apzīmē frekvences modulāciju. Gan AM, gan FM radio programmas tiek pārraidītas pa gaisu, izmantojot radioviļņus, kas ir daļa no virknes elektromagnētiskie viļņi, kas ietver gamma starus, rentgenstarus, ultravioletos starus, redzamo gaismu, infrasarkano staru un mikroviļņu krāsns.
Elektromagnētiskie viļņi ir visapkārt, visur, dažādās frekvencēs. Radioviļņu īpašības ir līdzīgas gaismas viļņiem (piemēram, atstarošana, polarizācija, difrakcija un refrakcija), taču radioviļņi pastāv frekvencē, pret kuru jūsu acis nav jutīgas.
Elektromagnētiskos viļņus ģenerē maiņstrāva (AC), elektrības jauda, ko izmanto, lai darbinātu lielāko daļu tehnoloģiju jūsu mājās un dzīvē, sākot no veļasmašīnām līdz televizoriem un beidzot ar
Amerikas Savienotajās Valstīs maiņstrāva darbojas ar 120 voltiem pie 60 Hz. Tas nozīmē, ka strāva mainās (maina virzienu) 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 rada elektromagnētiskā starojuma (EMR) pamata līmeni. Tas nozīmē, ka daļa elektriskās enerģijas izplūst no stieples un tiek pārnesta gaisā.
Jo augstāka ir elektrības frekvence, jo vairāk enerģijas izdodas izvadīt vadu atklātā kosmosā. Tāpēc elektromagnētiskais starojums dažreiz tiek brīvi aprakstīts kā "elektrība gaisā".
Modulācijas jēdziens
Elektrība gaisā ir nejaušs troksnis. Lai to pārvērstu par noderīgiem signāliem, kas pārraida informāciju (mūziku vai balsi), elektrība vispirms ir jāmodulē. Tāpēc modulācija ir AM un FM radio signālu pamats.
Vēl viens modulācijas vārds ir izmaiņas. Elektromagnētiskais starojums ir jāmodulē vai jāmaina, lai tas būtu noderīgs kā radio pārraide. Bez modulācijas radio signāls nevar pārraidīt informāciju.
Runājot par radio raidījumiem, elektromagnētiskais starojums (elektrība gaisā) ir jāmodulē ar nosūtāmo informāciju.
Lai labāk izprastu modulācijas jēdzienu, padomājiet par redzējumu. Tukšs papīrs ir bezjēdzīgs, līdz tas tiek modulēts vai kaut kādā jēgpilni mainīts. Lai sniegtu noderīgu informāciju, jums ir jāraksta vai jāzīmē uz papīra.
AM radio raidījumi
AM radio izmanto amplitūdas modulāciju, kas ir vienkāršākā radio apraides forma. Lai saprastu amplitūdas modulāciju, padomājiet par vienmērīgu signālu (vai viļņu), kas raida 1000 kHz AM joslā. Pastāvīgā signāla amplitūda (vai augstums) ir nemainīga vai nav modulēta, tāpēc tas nesniedz nekādu noderīgu informāciju.
Šis vienmērīgais signāls rada tikai troksni, līdz tas tiek modulēts ar informāciju, piemēram, balsi vai mūziku. Šīs modulācijas rezultātā mainās vienmērīgā signāla amplitūdas stiprums, kas palielinās un samazinās tieši proporcionāli informācijai. Mainās tikai amplitūda. Frekvence paliek nemainīga.
AM radio Amerikā darbojas frekvenču diapazonā no 520 kHz līdz 1710 kHz. Citās valstīs un reģionos ir atšķirīgi frekvenču diapazoni. Īpašā frekvence ir pazīstama kā nesējfrekvence, kas ir transportlīdzeklis, ar kuru faktiskais signāls tiek pārsūtīts no apraides antenas uz uztverošo uztvērēju.
AM radio pārraida lielākos attālumos. Tam ir vairāk staciju noteiktā frekvenču diapazonā, un uztvērēji to var viegli uztvert. Bet AM signāli ir jutīgāki pret troksni un statiskie traucējumi, piemēram, pērkona negaisa laikā. Zibens radītā elektrība rada trokšņa kāpumus, ko uztver AM uztvērēji.
AM radio ir arī ierobežots audio diapazons, no 200 Hz līdz 5 kHz, padarot to labāku sarunu radio nekā mūzikai. Mūzikai AM signāliem ir zemāka skaņas kvalitāte nekā FM.
FM radio raidījumi
FM radio izmanto frekvences modulāciju. Lai saprastu frekvences modulāciju, apsveriet signālu ar vienmērīgu frekvenci un amplitūdu. Signāla frekvence ir nemainīga vai nav modulēta, tāpēc tajā nav iekļauta noderīga informācija.
Kad jūs ievadāt informāciju šim signālam, notiek izmaiņas frekvencē, kas ir tieši proporcionāla informācijai. Ja frekvence tiek modulēta starp zemu un augstu, nesējfrekvence pārraida mūziku vai balsi. Rezultātā mainās tikai frekvence. Amplitūda paliek nemainīga visu laiku.
FM radio darbojas diapazonā no 87,5 MHz līdz 108,0 MHz, kas ir augstāks frekvenču diapazons nekā AM radio. FM pārraides attāluma diapazons ir ierobežotāks nekā AM, parasti mazāks par 100 jūdzēm.
Tomēr FM radio ir labāk piemērots mūzikai. Lielāks joslas platuma diapazons no 30 Hz līdz 15 kHz nodrošina skaņas kvalitāti, kas mums patīk un dod priekšroku. Lai nodrošinātu lielāku pārklājuma zonu, FM pārraidei ir nepieciešamas papildu stacijas, lai pārraidītu signālus tālāk.
FM pārraides parasti tiek veiktas iekšā stereo (dažas AM stacijas var pārraidīt arī stereo signālus). Lai gan FM signāli ir mazāk jutīgi pret troksni un traucējumiem, fiziskas barjeras, piemēram, ēkas un kalni, var tos ierobežot un ietekmēt kopējo uztveršanu.
Tāpēc dažās vietās varat uztvert noteiktas radiostacijas vieglāk nekā citās, vai arī jūs pazaudējat stacijas, braucot pa dažādām vietām.