AM / FM-radio kan kännas som ren magi. Slå på radion och lyssna på musik, pratprogram eller annan ljudunderhållning som sänds från en källa som ligger hundratals, om inte tusentals mil bort. Men radio är inte magiskt. Det är en okomplicerad om fascinerande process. Här är en titt på hur radiovågor skapas och sänds.
Vad är radiovågor?
AM står för Amplitude Modulation och FM står för Frequency Modulation. Både AM- och FM-radioprogram sänds över luften via radiovågor, som ingår i en rad elektromagnetiska vågor som inkluderar gammastrålar, röntgenstrålar, ultravioletta strålar, synligt ljus, infraröd och mikrovågsugn. Elektromagnetiska vågor finns runt, överallt, vid olika frekvenser. Radiovågor har egenskaper som liknar ljusvågor (som reflektion, polarisering, diffraktion och brytning), men radiovågor finns med en frekvens som dina ögon inte är känsliga för. Elektromagnetiska vågor genereras av växelström (AC), den elektriska kraften som används för att driva större delen av tekniken i ditt hem och liv, från tvättmaskiner till tv-apparater till mobila enheter. I USA arbetar växelström vid 120 volt vid 60 Hz. Detta innebär att strömmen växlar (ändrar riktning) i ledningen 60 gånger per sekund. Andra länder använder 50 Hz som standard. Även om både 50 och 60 Hz anses vara relativt låga frekvenser genererar alternerande strömmar en grundnivå av elektromagnetisk strålning (EMR). Detta innebär att en del av den elektriska energin släpper ut ledningen och överförs till luften. Ju högre elfrekvens, desto mer energi som lyckas släppa ut ledningen ut i öppet utrymme. Det är därför elektromagnetisk strålning ibland löst beskrivs som «elektricitet i luften.»
Begreppet modulering
Elektricitet i luften är slumpmässigt buller. För att förvandlas till användbara signaler som överför information (musik eller röst) måste el moduleras först. Därför är modulering grunden för AM- och FM-radiosignaler. Ett annat ord för modulering är förändring. Elektromagnetisk strålning måste moduleras eller ändras för att vara användbar som radioöverföring. Utan modulering kan en radiosignal inte bära information. När det gäller radiosändningar måste den elektromagnetiska strålningen (elektricitet i luften) moduleras med den information som ska skickas. För att bättre förstå begreppet modulering, tänk på vision. Ett tomt papper är värdelöst tills det moduleras eller ändras på något meningsfullt sätt. Du måste skriva eller rita på papperet för att kommunicera användbar information.
AM-radiosändningar
AM-radio använder amplitudmodulering, den enklaste radiosändningsformen. För att förstå amplitudmodulering, tänk på en stadig signal (eller våg) som sänder vid 1000 kHz på AM-bandet. Den konstanta signalens amplitud (eller höjd) är oförändrad eller omodulerad, så den innehåller ingen användbar information. Denna stadiga signal producerar bara brus tills den moduleras med information, till exempel röst eller musik. Denna modulering resulterar i en förändring av den stabila signalens amplitudstyrka, vilket ökar och minskar i direkt proportion till informationen. Endast amplituden förändras. Frekvensen förblir konstant. AM-radio i Amerika arbetar i en rad frekvenser från 520 kHz till 1710 kHz. Andra länder och regioner har olika frekvensområden. Den specifika frekvensen är känd som bärfrekvensen, vilket är fordonet med vilket den faktiska signalen transporteras från en sändningsantenn till en mottagar-mottagare. AM-radio sänder över större avstånd. Den har fler stationer inom ett visst frekvensområde och kan enkelt plockas upp av mottagare. Men AM-signaler är mer mottagliga för brus och statisk störning, till exempel under åskväder. Elen som genereras av blixtar producerar buller som AM-mottagare tar upp. AM-radio har också ett begränsat ljudintervall, från 200 Hz till 5 kHz, vilket gör det bättre för samtalsradio än musik. För musik har AM-signaler lägre ljudkvalitet än FM.
FM-radiosändningar
FM-radio använder frekvensmodulering. För att förstå frekvensmodulering, överväg en signal med en stadig frekvens och amplitud. Signalens frekvens är oförändrad eller omodulerad, så det finns ingen användbar information. När du introducerar information till denna signal, ändras frekvensen som är direkt proportionell mot informationen. När frekvensen är modulerad mellan låg och hög sänder bärfrekvensen musik eller röst. Endast frekvensen ändras som ett resultat. Amplituden förblir konstant hela tiden. FM-radio fungerar inom 87,5 MHz till 108,0 MHz, ett högre frekvensområde än AM-radio. Avståndet för FM-sändningar är mer begränsat än AM, vanligtvis mindre än 100 miles. FM-radio passar dock bättre för musik. Det högre bandbreddsområdet 30 Hz till 15 kHz ger den ljudkvalitet vi tycker om och föredrar. För att ha ett större täckningsområde behöver FM-sändningar ytterligare stationer för att föra signaler vidare. FM-sändningar görs vanligtvis i stereo (några AM-stationer kan också sända stereosignaler). Även om FM-signaler är mindre mottagliga för buller och störningar, kan fysiska barriärer, såsom byggnader och kullar, begränsa dem och påverka den totala mottagningen. Det är därför du kan hämta vissa radiostationer lättare på vissa ställen än andra, eller varför du tappar stationer när du kör genom olika områden.
