AM/FM radijas gali atrodyti kaip magija. Įjunkite radiją ir klausykite muzikos, pokalbių laidų ar bet kokių kitų garso pramogų, transliuojamų iš š altinio, esančio už šimtų, jei ne tūkstančių mylių. Tačiau radijas nėra magija. Tai paprastas, nors ir žavus procesas. Štai kaip kuriamos ir transliuojamos radijo bangos.
Kas yra radijo bangos?
AM reiškia amplitudės moduliaciją, o FM – dažnio moduliaciją. Tiek AM, tiek FM radijo programos yra perduodamos radijo bangomis, kurios yra elektromagnetinių bangų diapazono dalis, apimanti gama spindulius, rentgeno spindulius, ultravioletinius spindulius, matomą šviesą, infraraudonuosius spindulius ir mikrobangų krosnelę.
Elektromagnetinės bangos yra visur, visur, skirtingais dažniais. Radijo bangų savybės panašios į šviesos bangas (pvz., atspindys, poliarizacija, difrakcija ir lūžis), tačiau radijo bangos egzistuoja tokiu dažniu, kuriam jūsų akys nėra jautrios.
Elektromagnetines bangas generuoja kintamoji srovė (AC), elektros energija, naudojama daugumai technologijų jūsų namuose ir gyvenime – nuo skalbimo mašinų iki televizorių iki mobiliųjų įrenginių.
Jungtinėse Valstijose kintamoji srovė veikia 120 voltų įtampa ir 60 Hz. Tai reiškia, kad srovė laidoje kinta (keičia kryptį) 60 kartų per sekundę. Kitose šalyse kaip standartas naudojamas 50 Hz.
Nors tiek 50, tiek 60 Hz laikomi palyginti žemais dažniais, kintamoji srovė sukuria pagrindinį elektromagnetinės spinduliuotės (EMR) lygį. Tai reiškia, kad dalis elektros energijos išeina pro laidą ir perduodama į orą.
Kuo didesnis elektros srovės dažnis, tuo daugiau energijos pavyksta išeiti iš laido į atvirą erdvę. Štai kodėl elektromagnetinė spinduliuotė kartais laisvai apibūdinama kaip „elektra ore“.
Moduliavimo samprata
Elektra ore yra atsitiktinis triukšmas. Kad elektros energija būtų paversta naudingais signalais, perduodančiais informaciją (muziką ar balsą), pirmiausia ją reikia moduliuoti. Todėl moduliavimas yra AM ir FM radijo signalų pagrindas.
Kitas žodis moduliacijai yra keisti. Elektromagnetinė spinduliuotė turi būti moduliuojama arba pakeista, kad būtų naudinga kaip radijo perdavimas. Be moduliacijos radijo signalas negali perduoti informacijos.
Kalbant apie radijo transliacijas, elektromagnetinė spinduliuotė (elektra ore) turi būti moduliuojama su siunčiama informacija.
Norėdami geriau suprasti moduliacijos sąvoką, pagalvokite apie regėjimą. Tuščias popieriaus lapas yra nenaudingas, kol jis nebus moduliuojamas ar pakeistas kokiu nors būdu. Norėdami perduoti naudingą informaciją, turite rašyti arba piešti ant popieriaus.
AM radijo transliacijos
AM radijas naudoja amplitudės moduliaciją – paprasčiausią radijo transliavimo formą. Norėdami suprasti amplitudės moduliaciją, pagalvokite apie pastovų signalą (arba bangą), transliuojamą 1 000 kHz dažniu AM juostoje. Pastovaus signalo amplitudė (arba aukštis) yra nepakitusi arba nemoduliuojama, todėl jame nėra jokios naudingos informacijos.
Šis pastovus signalas skleidžia tik triukšmą, kol nėra moduliuojamas informacija, pvz., balsu ar muzika. Dėl šios moduliacijos pasikeičia pastovaus signalo amplitudės stiprumas, kuris didėja ir mažėja tiesiogiai proporcingai informacijai. Keičiasi tik amplitudė. Dažnis išlieka pastovus.
AM radijas Amerikoje veikia nuo 520 kHz iki 1 710 kHz dažnių diapazone. Kitos šalys ir regionai turi skirtingus dažnių diapazonus. Specifinis dažnis yra žinomas kaip nešlio dažnis, kuris yra transporto priemonė, kuria tikrasis signalas perduodamas iš transliacijos antenos į imtuvą.
AM radijas perduoda didesnius atstumus. Jame yra daugiau stočių tam tikrame dažnių diapazone ir imtuvai gali būti lengvai paimami. Tačiau AM signalai yra jautresni triukšmui ir statiniams trukdžiams, pavyzdžiui, per perkūniją. Žaibo generuojama elektra sukelia triukšmo šuolius, kuriuos fiksuoja AM imtuvai.
AM radijas taip pat turi ribotą garso diapazoną – nuo 200 Hz iki 5 kHz, todėl jis geresnis pokalbių radijui nei muzikai. Muzikos AM signalai yra prastesnės kokybės nei FM.
FM radijo transliacijos
FM radijas naudoja dažnio moduliaciją. Norėdami suprasti dažnio moduliaciją, apsvarstykite pastovaus dažnio ir amplitudės signalą. Signalo dažnis nesikeičia arba nemoduliuojamas, todėl jame nėra jokios naudingos informacijos.
Kai įvedate informaciją į šį signalą, dažnis pasikeičia tiesiogiai proporcingai informacijai. Kai dažnis moduliuojamas tarp žemo ir aukšto, nešlio dažnis perduoda muziką arba balsą. Dėl to keičiasi tik dažnis. Amplitudė išlieka pastovi visą laiką.
FM radijas veikia nuo 87,5 MHz iki 108,0 MHz diapazone, didesniame dažnių diapazone nei AM radijas. FM perdavimo atstumo diapazonas yra labiau ribotas nei AM, paprastai mažesnis nei 100 mylių.
Tačiau FM radijas geriau tinka muzikai. Didesnis dažnių juostos pločio diapazonas nuo 30 Hz iki 15 kHz sukuria garso kokybę, kuri mums patinka ir kuriai teikiame pirmenybę. Kad būtų didesnė aprėpties zona, FM transliacijai reikia papildomų stočių, kad būtų galima toliau perduoti signalus.
FM transliacijos dažniausiai atliekamos stereofoniniu režimu (kelios AM stotys taip pat gali transliuoti stereo signalus). Nors FM signalai yra mažiau jautrūs triukšmui ir trukdžiams, fizinės kliūtys, pvz., pastatai ir kalvos, gali juos apriboti ir paveikti bendrą priėmimą.
Štai kodėl kai kuriose vietose galite lengviau paimti tam tikras radijo stotis nei kitose arba prarandate stotis važiuodami per skirtingas vietas.
