Radijas gali atrodyti magija, bet tai iš tikrųjų gana lengva suprasti
Kiekvienas taip dažnai kai kurie iš mūsų sukuria spontanišką supratimą, kad AM / FM radijas jaučiasi kaip gryna magija. Įjungę radiją, galite klausytis muzikos, balso ar kitų garso pramogų, transliuojamų iš šimto ar netgi tūkstančio mylių esančio šaltinio! Deja, tai nėra tikrai magija. Tiesą sakant, radijo signalų priėmimas yra gana lengvas, kai paaiškėja, kaip radijo bangos yra sukurtos ir transliuojamos.
Kas yra radijo bangos?
Jūs tikriausiai susipažinę su AM, kuris reiškia Amplitudės moduliavimą , ir FM, kuris reiškia dažnio moduliavimą . Tiek AM, tiek FM radijo programos perduodamos per orą radijo bangomis, kurios yra plačios elektromagnetinės bangos, apimančios: gama spindulius, rentgeno spindulius, ultravioletinius spindulius, matomą šviesą, infraraudonųjų spindulių ir mikrobangų krosnelę. Elektromagnetinės bangos yra visur aplink mus visur skirtinguose dažniuose. Radijo bangas pasižymi panašiomis savybėmis kaip šviesos bangos (pvz., Atspindėjimas, poliarizacija, difrakcija, refrakcija), tačiau egzistuoja tokiu dažnumu, kurio mūsų akys nėra jautrūs.
Elektromagnetines bangas generuoja kintama srovė (AC), kuri yra elektros energija, naudojama beveik kiekvienam prietaisui ir (arba) technologijai mūsų namuose ir gyvenime - nuo skalbimo mašinų iki televizorių prie mūsų mobiliųjų įrenginių . Jungtinėse Amerikos Valstijose kintamoji srovė veikia 120 voltų 60 Hz dažniu. Tai reiškia, kad dabartiniai pakaitiniai (keičiama kryptis) vieloje 60 kartų per sekundę. Kitose šalyse standartas taikomas kaip 50 Hz. Nors 50 ir 60 Hz dažniai laikomi santykinai mažais dažniais, kintamosios srovės vis dar sukuria pagrindinį elektromagnetinės spinduliuotės lygį (EMR). Tai reiškia, kad dalis elektros energijos ištraukia laidą ir perduodama į orą. Kuo didesnis elektros energijos dažnis, tuo didesnė energija, kuri sugeba ištraukti laidą į atvirą erdvę. Taigi elektromagnetinę spinduliuotę galima laisvai apibūdinti kaip "elektros energiją ore".
Moduliavimo koncepcija
Elektra ore yra nieko, bet atsitiktinis triukšmas. Norint paversti naudingais signalais, perduodančiais informaciją (muziką ar balsą), pirmiausia reikia moduliuoti, o moduliavimas yra AM ir FM radijo signalų pagrindas. Taip atsirado AM ir FM sąvokos, nes AM reiškia amplitudinę moduliaciją, o FM - tai dažnio moduliacija.
Kitas moduliacijos žodis yra pakeitimas. Elektromagnetinė spinduliuotė turi būti moduliuota arba pakeista, kad ji būtų naudinga kaip radijo perdavimas. Be moduliacijos, radijo signalu nebus perduota jokios informacijos. Moduliavimas yra lengva sąvoka suprasti, ypač todėl, kad tai viskas aplink mus. Mūsų regėjimo pojūtis yra geras pavyzdys, kaip apibūdinti, kaip veikia moduliacija. Jūs galite turėti tuščią popieriaus lapą rankoje, tačiau jis nenaudingas, kol jis tam tikru būdu tampa moduliuojamas ar pakeistas. Norint pateikti naudingos informacijos, kas nors turėtų rašyti ar parengti popierių.
Kitas svarbus pavyzdys yra mūsų girdėjimas. Tušus oras turi būti moduliuojamas arba pakeistas muzika, balsu ar garsu, kad jis būtų naudingas. Kaip popierius, molekulės, sudarančios orą, yra informacijos šaltiniai. Bet be faktinės informacijos - ant popieriaus pažymėtų ženklų ar garsų ore - nieko nėra. Taigi, kai kalbama apie radijo laidų transliavimą, elektromagnetinė spinduliuotė (elektra ore) turi būti moduliuojama su norima išsiųsti informacija.
AM radijo laidos
AM radijas naudoja amplitudinę moduliaciją ir yra paprasčiausias radijo laidas. Norėdami suprasti amplitudės moduliavimą, apsvarstykite pastovų signalą (arba bangą), transliuojamą 1000 kHz dažnių juostoje. Pastovio signalo amplitudė (arba aukštis) yra nepakitusi arba ne moduliuojama, todėl nėra jokios naudingos informacijos. Šis pastovus signalas sukuria tik triukšmą, kol jis moduliuojamas su informacija, tokia kaip balso ar muzika. Dviejų rezultatų derinys keičiant pastovaus signalo amplitudės stiprumą , kuris didėja ir mažėja tiesiogiai proporcingai informacijai. Tik amplitudė keičiasi, nes dažnis išlieka pastovus visą laiką.
AM radijas Amerikoje veikia dažnių diapazone nuo 520 kHz iki 1710 kHz. Kitose šalyse ir regionuose yra skirtingų dažnių diapazonų. Konkretus dažnis vadinamas nešlio dažniu , kuris yra transporto priemonė, per kurią realus signalas transliuojamas iš transliuojamos antenos į priėmimo imtuvą.
AM radijas turi pranašumų perduodant didesnius skirtumus, turinčius daugiau stočių tam tikrame dažnių diapazone ir lengvai priimamus imtuvais. Tačiau AM signalai yra jautresni triukšmui ir statinėms trikdžiams , pavyzdžiui, per grūsti. Žaibo sukuriama elektros energija sukuria triukšmo spąstus, kuriuos pakėlė AM tuneriai. AM radijas taip pat turi labai ribotą garso diapazoną nuo 200 Hz iki 5 kHz, todėl jo naudingumas riboja tik kalbėto radijo ir mažiau muzikos. Kalbant apie muziką, AM signalai yra prastesnės kokybės nei FM.
FM radijo laidos
FM radijas naudoja dažnio moduliavimą. Norėdami suprasti dažnio moduliavimą, apsvarstykite pastovaus dažnio ir amplitudės signalą. Signalo dažnis nesikeičia arba ne moduliuojamas, todėl nėra jokios naudingos informacijos. Tačiau kai tik šiam signalui pateikiama informacija, dėl derinio pasikeičia dažnis , kuris yra tiesiogiai proporcingas informacijai. Kai dažnis moduliuojamas tarp žemo ir aukšto, muzika ar balsas perduodama nešlio dažniu. Tačiau rezultatas keičia tik dažnį; amplitudė išlieka pastovi visą laiką.
FM radijas veikia nuo 87,5 MHz iki 108,0 MHz diapazono, tai yra daug didesnis dažnių diapazonas nei AM radijas. FM perdavimo nuotolio diapazonas yra labiau ribotas nei AM - paprastai yra mažesnis nei 100 mylių. Tačiau FM radijas geriau tinka muzikai; didesnis juostos pločio diapazonas nuo 30 Hz iki 15 kHz sukuria garso kokybę, kurią paprastai norėtume klausytis ir mėgautis. Tačiau norint, kad būtų didesnis aprėpties plotas, FM laidai reikalauja papildomų stočių, kad būtų galima toliau perduoti signalus.
FM transliacijos taip pat dažniausiai atliekamos stereotipai - kelios AM stotys taip pat gali transliuoti stereo signalus. Nors FM signalai yra mažiau jautrūs triukšmui ir trukdžiams, juos gali apriboti fizinės kliūtys (pvz., Pastatai, kalvos ir tt), o tai daro įtaką visuotiniam priėmimui. Štai kodėl tam tikromis vietomis galite lengviau rasti tam tikras radijo stotis, negu kiti, nepriklausomai nuo to, ar tai yra jūsų namuose ar aplink miestą.