AM/FM-радио может ощущаться как настоящее волшебство. Включите радио и слушайте музыку, ток-шоу или любые другие звуковые развлечения, которые транслируются из источника, расположенного за сотни, если не тысячи километров. Но радио - это не волшебство. Это простой, хотя и увлекательный процесс. Вот посмотрите, как создаются и передаются радиоволны.
Что такое радиоволны?
AM означает амплитудную модуляцию, а FM означает частотную модуляцию. И AM-, и FM-радиопрограммы передаются по воздуху с помощью радиоволн, которые являются частью ряда электромагнитных волн, включающих гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасное излучение и микроволны.
Электромагнитные волны повсюду, повсюду, на разных частотах. Радиоволны имеют свойства, подобные световым волнам (такие как отражение, поляризация, дифракция и преломление), но радиоволны существуют на частоте, к которой ваши глаза не чувствительны.
Электромагнитные волны генерируются переменным током (AC), электроэнергией, используемой для работы большинства технологий в вашем доме и в быту, от стиральных машин до телевизоров и мобильных устройств.
В Соединенных Штатах переменный ток работает при напряжении 120 вольт и частоте 60 Гц. Это означает, что ток чередуется (меняет направление) в проводе 60 раз в секунду. В других странах в качестве стандарта используется частота 50 Гц.
Хотя и 50, и 60 Гц считаются относительно низкими частотами, переменные токи генерируют базовый уровень электромагнитного излучения (ЭМИ). Это означает, что часть электрической энергии покидает провод и передается в воздух.
Чем выше частота электричества, тем больше энергии ускользает по проводу в открытый космос. Вот почему электромагнитное излучение иногда вольно описывают как «электричество в воздухе».
Концепция модуляции
Электричество в воздухе - это случайный шум. Чтобы превратиться в полезные сигналы, передающие информацию (музыку или голос), электричество необходимо сначала смодулировать. Следовательно, модуляция является основой для радиосигналов AM и FM.
Другое слово для обозначения модуляции – изменение. Электромагнитное излучение должно быть модулировано или изменено, чтобы его можно было использовать в качестве радиопередачи. Без модуляции радиосигнал не может нести информацию.
Когда дело доходит до радиопередач, электромагнитное излучение (электричество в воздухе) должно модулироваться передаваемой информацией.
Чтобы лучше понять концепцию модуляции, подумайте о зрении. Чистый лист бумаги бесполезен до тех пор, пока он не будет модулирован или изменен каким-либо осмысленным образом. Вы должны писать или рисовать на бумаге, чтобы передать полезную информацию.
Радиопередачи AM
AM радио использует амплитудную модуляцию, простейшую форму радиовещания. Чтобы понять амплитудную модуляцию, подумайте об устойчивом сигнале (или волне), вещающем на частоте 1000 кГц в AM-диапазоне. Амплитуда (или высота) постоянного сигнала не изменяется или не модулируется, поэтому он не несет никакой полезной информации.
Этот устойчивый сигнал производит только шум, пока он не модулируется информацией, такой как голос или музыка. Эта модуляция приводит к изменению силы амплитуды устойчивого сигнала, которая увеличивается и уменьшается прямо пропорционально информации. Меняется только амплитуда. Частота остается постоянной.
AM радио в Америке работает в диапазоне частот от 520 кГц до 1710 кГц. Другие страны и регионы имеют другие диапазоны частот. Конкретная частота известна как несущая частота, которая представляет собой транспортное средство, с помощью которого фактический сигнал передается от широковещательной антенны к приемному тюнеру.
AM радио передает на большие расстояния. Он имеет больше станций в заданном диапазоне частот и может легко приниматься приемниками. Но сигналы AM более восприимчивы к шуму и статическим помехам, например, во время грозы. Электричество, генерируемое молнией, создает всплески шума, которые улавливают AM-тюнеры.
AM-радио также имеет ограниченный звуковой диапазон, от 200 Гц до 5 кГц, что делает его лучше для разговорного радио, чем для музыки. Что касается музыки, сигналы AM имеют более низкое качество звука, чем FM.
Передачи 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 никакой полезной информации не содержится.
Когда вы вводите информацию в этот сигнал, происходит изменение частоты, прямо пропорциональное информации. Когда частота модулируется между низким и высоким, несущая частота передает музыку или голос. В результате меняется только частота. Амплитуда остается неизменной все время.
FM-радио работает в диапазоне частот от 87,5 МГц до 108,0 МГц, что является более высоким частотным диапазоном, чем AM-радио. Диапазон расстояний для FM-передач более ограничен, чем для AM, обычно менее 100 миль.
Однако FM-радио лучше подходит для прослушивания музыки. Более широкий диапазон частот от 30 Гц до 15 кГц обеспечивает качество звука, которое нам нравится и которое мы предпочитаем. Чтобы иметь большую зону покрытия, FM-передачам нужны дополнительные станции для дальнейшей передачи сигналов.
FM-трансляции обычно ведутся в стереофоническом режиме (некоторые AM-станции также могут транслировать стереофонические сигналы). Хотя FM-сигналы менее восприимчивы к шуму и помехам, физические препятствия, такие как здания и холмы, могут ограничивать их и влиять на общий прием.
Вот почему в некоторых местах вам легче ловить определенные радиостанции, чем в других, или почему вы теряете станции, проезжая по разным районам.
