Az AM/FM rádió varázslatos érzés lehet. Kapcsolja be a rádiót, és hallgasson zenét, talk-show-t vagy bármilyen más audio szórakoztató műsort, amelyet több száz, ha nem több ezer mérföldre található forrásból sugároznak. De a rádió nem varázslat. Ez egy egyszerű, de lenyűgöző folyamat. Íme egy pillantás a rádióhullámok létrehozására és sugárzására.
Mik azok a rádióhullámok?
Az AM az amplitúdómodulációt, az FM pedig a frekvenciamodulációt jelenti. Mind az AM, mind az FM rádióműsorokat rádióhullámokon keresztül továbbítják az éteren, amelyek egy sor elektromágneses hullám részét képezik, beleértve a gamma-, röntgen-, ultraibolya-sugarakat, látható fényt, infravöröst és mikrohullámú sugárzást.
Az elektromágneses hullámok mindenhol, mindenhol, különböző frekvenciákon vannak. A rádióhullámok tulajdonságai hasonlóak a fényhullámokhoz (például visszaverődés, polarizáció, diffrakció és fénytörés), de a rádióhullámok olyan frekvencián léteznek, amelyre a szeme nem érzékeny.
Az elektromágneses hullámokat a váltakozó áram (AC) generálja, amely az otthonában és az életében a legtöbb technológia működtetéséhez használt elektromos áram, a mosógépektől a televíziókon át a mobileszközökig.
Az Egyesült Államokban a váltakozó áram 120 volton, 60 Hz-en működik. Ez azt jelenti, hogy az áram másodpercenként 60-szor váltakozik (irányt változtat) a vezetékben. Más országok 50 Hz-et használnak szabványként.
Bár az 50 és 60 Hz is viszonylag alacsony frekvenciának számít, a váltakozó áramok az elektromágneses sugárzás (EMR) alapszintjét generálják. Ez azt jelenti, hogy az elektromos energia egy része kikerül a vezetékből, és a levegőbe kerül.
Minél magasabb az elektromosság frekvenciája, annál több energiát sikerül kiszöknie a vezetékből a szabad térbe. Ez az oka annak, hogy az elektromágneses sugárzást néha lazán úgy írják le, mint "villamos áramot a levegőben".
A moduláció fogalma
A levegőben lévő elektromosság véletlenszerű zaj. Ahhoz, hogy hasznos jelekké váljanak, amelyek információt (zenét vagy hangot) továbbítanak, először modulálni kell az elektromosságot. Ezért a moduláció az AM és FM rádiójelek alapja.
A moduláció másik szója a változás. Az elektromágneses sugárzást modulálni vagy módosítani kell, hogy rádióadásként használható legyen. Moduláció nélkül a rádiójel nem tud információt hordozni.
Amikor rádióadásokról van szó, az elektromágneses sugárzást (a levegőben lévő elektromosságot) modulálni kell a küldendő információval.
A moduláció fogalmának jobb megértéséhez gondoljon a látásra. Egy üres papír mindaddig haszontalan, amíg nem módosítják vagy nem változtatják valamilyen értelmes módon. Ha hasznos információkat közöl, írjon vagy rajzoljon a papírra.
AM rádióadások
Az AM rádió amplitúdómodulációt használ, a rádióadás legegyszerűbb formáját. Az amplitúdómoduláció megértéséhez gondoljon egy állandó jelre (vagy hullámra), amely 1000 kHz-en sugároz az AM sávon. Az állandó jel amplitúdója (vagy magassága) változatlan vagy modulálatlan, így nem hordoz semmilyen hasznos információt.
Ez az állandó jel csak zajt kelt, amíg információval, például hanggal vagy zenével nem modulálják. Ez a moduláció változást eredményez az állandó jel amplitúdójának erősségében, amely az információval egyenes arányban növekszik és csökken. Csak az amplitúdó változik. A frekvencia állandó marad.
Az amerikai kontinensen működő AM rádió 520 kHz és 1710 kHz közötti frekvenciatartományban működik. Más országokban és régiókban eltérő frekvenciatartományok vannak. Az adott frekvenciát vivőfrekvenciának nevezik, amely az a jármű, amellyel a tényleges jelet továbbítják a műsorszóró antennától a vevő tunerhez.
Az AM rádió nagyobb távolságokra sugároz. Több állomása van egy adott frekvencia tartományban, és könnyen felvehető a vevők számára. Az AM jelek azonban érzékenyebbek a zajra és a statikus interferenciára, például zivatar idején. A villámlás által termelt elektromosság zajcsúcsokat hoz létre, amelyeket az AM tunerek érzékelnek.
Az AM rádió korlátozott hangtartományban is működik, 200 Hz-től 5 kHz-ig, így jobb a talk rádiózás, mint a zene. Zene esetén az AM jelek hangminősége gyengébb, mint az FM.
FM rádióadások
FM rádió frekvenciamodulációt használ. A frekvenciamoduláció megértéséhez vegyünk egy állandó frekvenciájú és amplitúdójú jelet. A jel frekvenciája változatlan vagy modulálatlan, így nincs benne hasznos információ.
Amikor információt visz be ehhez a jelhez, a frekvencia az információval egyenesen arányos változást mutat. Ha a frekvencia alacsony és magas között van modulálva, a vivőfrekvencia zenét vagy hangot továbbít. Ennek eredményeként csak a frekvencia változik. Az amplitúdó állandó marad egész idő alatt.
FM rádió a 87,5 MHz és 108,0 MHz közötti tartományban működik, ami magasabb frekvenciatartományban, mint az AM rádió. Az FM-adások távolsága korlátozottabb, mint az AM-nél, általában kevesebb, mint 100 mérföld.
Az FM-rádió azonban jobban megfelel a zenének. A magasabb, 30 Hz-től 15 kHz-ig terjedő sávszélesség-tartomány biztosítja az általunk élvezett és kedvelt hangminőséget. A nagyobb lefedettség érdekében az FM adásokhoz további állomásokra van szükség a jelek továbbviteléhez.
Az FM adások általában sztereóban zajlanak (néhány AM állomás sztereó jeleket is sugároz). Bár az FM-jelek kevésbé érzékenyek a zajra és az interferenciára, fizikai akadályok, például épületek és dombok korlátozhatják őket, és befolyásolhatják az általános vételt.
Ez az oka annak, hogy egyes helyeken könnyebben foghat bizonyos rádióállomásokat, mint másokat, vagy ezért veszít el állomásokat, amikor különböző területeken halad keresztül.
