AM/FM radio se lahko počuti kot čista čarovnija. Vklopite radio in poslušajte glasbo, pogovorne oddaje ali katero koli drugo zvočno razvedrilo, ki se oddaja iz vira, ki je na stotine, če ne na tisoče kilometrov stran. Toda radio ni čarovnija. To je preprost, a fascinanten proces. Tukaj je pogled na ustvarjanje in oddajanje radijskih valov.
Kaj so radijski valovi?
AM pomeni amplitudno modulacijo, FM pa frekvenčno modulacijo. Radijski programi AM in FM se prenašajo po zraku prek radijskih valov, ki so del niza elektromagnetnih valov, ki vključujejo žarke gama, rentgenske žarke, ultravijolične žarke, vidno svetlobo, infrardeče in mikrovalovne žarke.
Elektromagnetni valovi so povsod, na različnih frekvencah. Radijski valovi imajo podobne lastnosti kot svetlobni valovi (kot so odboj, polarizacija, uklon in lom), vendar radijski valovi obstajajo na frekvenci, na katero vaše oči niso občutljive.
Elektromagnetne valove ustvarja izmenični tok (AC), električna energija, ki se uporablja za delovanje večine tehnologije v vašem domu in življenju, od pralnih strojev do televizorjev in mobilnih naprav.
V Združenih državah Amerike deluje izmenični tok pri 120 voltih pri 60 Hz. To pomeni, da se tok v žici izmenjuje (spremeni smer) 60-krat na sekundo. Druge države uporabljajo 50 Hz kot standard.
Čeprav tako 50 kot 60 Hz veljata za relativno nizki frekvenci, izmenični tokovi ustvarjajo osnovno raven elektromagnetnega sevanja (EMR). To pomeni, da nekaj električne energije uide iz žice in se prenese v zrak.
Višja kot je frekvenca elektrike, več energije ji uspe pobegniti iz žice v odprt prostor. Zato je elektromagnetno sevanje včasih ohlapno opisano kot "elektrika v zraku."
Koncept modulacije
Elektrika v zraku je naključen hrup. Da bi jo elektriko spremenili v uporabne signale, ki prenašajo informacije (glasbo ali glas), je treba najprej modulirati. Zato je modulacija osnova za radijske signale AM in FM.
Druga beseda za modulacijo je sprememba. Elektromagnetno sevanje je treba modulirati ali spremeniti, da je uporabno kot radijski prenos. Brez modulacije radijski signal ne more prenašati informacij.
Ko gre za radijske oddaje, mora biti elektromagnetno sevanje (elektrika v zraku) modulirano z informacijami, ki jih je treba poslati.
Za boljše razumevanje koncepta modulacije pomislite na vid. Prazen kos papirja je neuporaben, dokler se ne modulira ali spremeni na nek smiseln način. Za sporočanje koristnih informacij morate pisati ali risati na papir.
AM radijske oddaje
AM radio uporablja amplitudno modulacijo, najpreprostejšo obliko radijskega oddajanja. Da bi razumeli amplitudno modulacijo, razmislite o enakomernem signalu (ali valovanju), ki se oddaja pri 1000 kHz na pasu AM. Amplituda (ali višina) konstantnega signala je nespremenjena ali nemodulirana, zato ne prenaša nobenih uporabnih informacij.
Ta enakomeren signal proizvaja le šum, dokler ni moduliran z informacijami, kot sta glas ali glasba. Ta modulacija povzroči spremembo jakosti amplitude enakomernega signala, ki se povečuje in zmanjšuje premosorazmerno z informacijo. Spremeni se le amplituda. Frekvenca ostaja konstantna.
AM radio v Ameriki deluje v razponu frekvenc od 520 kHz do 1710 kHz. Druge države in regije imajo drugačna frekvenčna območja. Specifična frekvenca je znana kot nosilna frekvenca, ki je sredstvo, s katerim se dejanski signal prenaša od oddajne antene do sprejemnega sprejemnika.
AM radio oddaja na večje razdalje. Ima več postaj v določenem frekvenčnem območju in sprejemniki ga zlahka ujamejo. Toda signali AM so bolj dovzetni za hrup in statične motnje, na primer med nevihto. Elektrika, ki jo proizvaja strela, povzroča hrupne konice, ki jih AM sprejemniki zaznajo.
AM radio ima tudi omejen obseg zvoka, od 200 Hz do 5 kHz, zaradi česar je boljši za pogovorni radio kot glasbo. Za glasbo so AM signali slabše kakovosti zvoka kot FM.
FM radijske oddaje
FM radio uporablja frekvenčno modulacijo. Da bi razumeli frekvenčno modulacijo, razmislite o signalu s stalno frekvenco in amplitudo. Frekvenca signala je nespremenjena ali nemodulirana, zato ni koristnih informacij.
Ko temu signalu vnesete informacijo, pride do spremembe frekvence, ki je neposredno sorazmerna z informacijo. Ko je frekvenca modulirana med nizko in visoko, nosilna frekvenca prenaša glasbo ali glas. Posledično se spremeni samo frekvenca. Amplituda ostane konstantna ves čas.
FM radio deluje v območju od 87,5 MHz do 108,0 MHz, kar je višje frekvenčno območje kot AM radio. Razpon razdalje za FM prenose je bolj omejen kot AM, običajno manj kot 100 milj.
Vendar je FM radio bolj primeren za glasbo. Višje območje pasovne širine od 30 Hz do 15 kHz proizvaja kakovost zvoka, ki jo uživamo in jo imamo najraje. Da bi dosegli večje območje pokritosti, potrebujejo FM-oddaje dodatne postaje za daljši prenos signala.
FM oddajanje se običajno izvaja v stereo (nekaj AM postaj lahko oddaja tudi stereo signale). Čeprav so signali FM manj dovzetni za hrup in motnje, jih lahko fizične ovire, kot so zgradbe in hribi, omejijo in vplivajo na splošni sprejem.
Zato lahko nekatere radijske postaje na nekaterih mestih lažje ujameš kot na drugih ali zakaj med vožnjo po različnih območjih izgubiš postaje.
