Радио AM / FM может чувствовать себя чистой магией. Когда вы включаете радио, вы можете слышать музыку, голос или любые другие аудиопрограммы, транслируемые из источника, расположенного за сотни или даже тысячи миль! Тем не менее, прием радиосигнала довольно легко понять, когда вы узнаете, как создаются и распространяются радиоволны.
Что такое радиоволны?
Вы, вероятно, знакомы с AM, который обозначает амплитудную модуляцию , и с FM, который обозначает частотную модуляцию . Радиопрограммы AM и FM передаются по воздуху с помощью радиоволн, которые являются частью широкого спектра электромагнитных волн, в том числе: гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасный порт и микроволновая печь. Электромагнитные волны повсюду вокруг нас на разных частотах. Радиоволны проявляют свойства, подобные свойствам световых волн (например, отражение, поляризация, дифракция, преломление), но существуют на частоте, к которой наши глаза не чувствительны.
Электромагнитные волны генерируются переменным током (переменным током), который является электрической энергией, используемой для работы практически любого устройства и / или технологии в наших домах и бытах — от стиральных машин до телевизоров и мобильных устройств., В Соединенных Штатах переменный ток работает при 120 вольт и частоте 60 Гц. Это означает, что ток чередуется (меняет направление) в проводе 60 раз в секунду. Другие страны используют 50 Гц в качестве стандарта. Хотя 50 и 60 Гц считаются относительно низкими частотами, переменные токи по-прежнему генерируют базовый уровень электромагнитного излучения (ЭМИ). Это означает, что часть электрической энергии уходит из провода и передается в воздух. Чем выше частота электричества, тем больше энергии удается вывести из провода в открытый космос. Таким образом, электромагнитное излучение можно свободно описать как «электричество в воздухе».
Концепция Модуляции
Электричество в воздухе — не что иное, как случайный шум. Чтобы быть превращенным в полезные сигналы, которые передают информацию (музыку или голос), она должна быть сначала модулирована, а модуляция является основой для радиосигналов AM и FM. Так возникли термины AM и FM, поскольку AM обозначает амплитудную модуляцию, а FM обозначает частотную модуляцию.
Другое слово для модуляции — изменение. Для использования в качестве радиопередачи электромагнитное излучение должно быть модулировано или изменено. Без модуляции никакая информация не будет передана по радиосигналу. Модуляция — это простая для понимания концепция, тем более что она вокруг нас. Наше зрение является хорошим примером для описания работы модуляции. Чистый лист бумаги в вашей руке бесполезен, пока не станет модулированным или измененным каким-либо осмысленным образом. Кто-то должен будет написать или нарисовать на бумаге, чтобы сообщить полезную информацию.
Когда речь идет о радиопередачах, электромагнитное излучение (электричество в воздухе) должно модулироваться желаемой информацией для отправки.
Радиопередачи AM
AM-радио использует амплитудную модуляцию и является самой простой формой радиопередачи. Чтобы понять амплитудную модуляцию, рассмотрим устойчивый сигнал (или волну), вещающий на частоте 1000 кГц в диапазоне AM. Амплитуда (или высота) постоянного сигнала не изменяется или не модулируется, поэтому не содержит полезной информации. Этот устойчивый сигнал производит только шум, пока он не модулируется информацией, такой как голос или музыка. Сочетание этих двух факторов приводит к изменению силы амплитуды установившегося сигнала, которая увеличивается и уменьшается прямо пропорционально информации. Изменяется только амплитуда, так как частота остается постоянной все время.
AM-радио в Америке работает в диапазоне частот от 520 кГц до 1710 кГц. Другие страны и регионы имеют разные частотные диапазоны. Конкретная частота известна как несущая частота , которая является транспортным средством, с помощью которого фактический сигнал передается от вещательной антенны к приемному тюнеру.
AM-радио имеет преимущества передачи на большие расстояния, наличия большего количества станций в заданном частотном диапазоне и облегчения приема приемниками. Однако AM-сигналы более восприимчивы к шуму и статическим помехам , например, во время грозы. Электричество, генерируемое молнией, производит шумовые пики, которые улавливаются AM-тюнерами. AM-радио также имеет очень ограниченный звуковой диапазон , от 200 Гц до 5 кГц, что ограничивает его полезность в большей степени для разговорного радио и меньше для музыки. А что касается музыки, AM-сигналы имеют более низкое качество звука, чем FM-сигналы.
FM-радио
FM-радио использует частотную модуляцию. Чтобы понять частотную модуляцию, рассмотрим сигнал с постоянной частотой и амплитудой. Частота сигнала не изменяется или не модулируется, поэтому полезной информации нет. Но как только информация введена в этот сигнал, комбинация приводит к изменению частоты , которая прямо пропорциональна информации. Когда частота модулируется между низкой и высокой частотой, музыка или голос передаются несущей частотой. Но только частота изменяется в результате; амплитуда остается постоянной все время.
FM-радио работает в диапазоне от 87,5 МГц до 108,0 МГц, что намного выше диапазона частот, чем AM-радио. Диапазон расстояний для FM-передач более ограничен, чем AM — обычно менее 100 миль. Тем не менее, FM-радио лучше подходит для музыки; более широкий диапазон частот от 30 Гц до 15 кГц обеспечивает качество звука, которое мы обычно предпочитаем слушать и наслаждаться. Но для того, чтобы иметь большую зону покрытия, FM-передачи требуют дополнительных станций для дальнейшей передачи сигналов.
FM-вещание также обычно осуществляется в стереофоническом режиме — несколько станций AM также могут транслировать стереофонические сигналы. И хотя FM-сигналы менее чувствительны к шуму и помехам, они могут быть ограничены физическими барьерами (например, зданиями, холмами и т. Д.), Которые влияют на общий прием. Вот почему некоторые радиостанции можно выбирать в некоторых местах легче, чем в других, будь то дома или в городе.