Το Το ραδιόφωνο AM/FM μπορεί να μοιάζει σαν καθαρή μαγεία. Ανοίξτε το ραδιόφωνο και ακούστε μουσική, talk show ή οποιαδήποτε άλλη ηχητική ψυχαγωγία που μεταδίδεται από μια πηγή που βρίσκεται εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, μίλια μακριά. Αλλά το ραδιόφωνο δεν είναι μαγικό. Είναι μια απλή αν και συναρπαστική διαδικασία. Δείτε πώς δημιουργούνται και μεταδίδονται τα ραδιοκύματα.
Τι είναι τα ραδιοκύματα;
Το AM σημαίνει Διαμόρφωση πλάτους και το FM σημαίνει Διαμόρφωση συχνότητας. Τόσο τα ραδιοφωνικά προγράμματα AM όσο και τα FM μεταδίδονται στον αέρα μέσω ραδιοκυμάτων, τα οποία αποτελούν μέρος μιας σειράς ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που περιλαμβάνουν ακτίνες γάμμα, ακτίνες Χ, υπεριώδεις ακτίνες, ορατό φως, υπέρυθρο και μικροκύματα.
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι παντού, παντού, σε διαφορετικές συχνότητες. Τα ραδιοκύματα έχουν ιδιότητες παρόμοιες με τα κύματα φωτός (όπως ανάκλαση, πόλωση, περίθλαση και διάθλαση), αλλά τα ραδιοκύματα υπάρχουν σε μια συχνότητα στην οποία τα μάτια σας δεν είναι ευαίσθητα.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται από εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), την ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του μεγαλύτερου μέρους της τεχνολογίας στο σπίτι και τη ζωή σας, από πλυντήρια ρούχων έως τηλεοράσεις και φορητές συσκευές.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το εναλλασσόμενο ρεύμα λειτουργεί στα 120 βολτ στα 60 Hz. Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα εναλλάσσεται (αλλάζει κατεύθυνση) στο καλώδιο 60 φορές το δευτερόλεπτο. Άλλες χώρες χρησιμοποιούν 50 Hz ως πρότυπο.
Αν και τόσο τα 50 όσο και τα 60 Hz θεωρούνται σχετικά χαμηλές συχνότητες, τα εναλλασσόμενα ρεύματα δημιουργούν ένα βασικό επίπεδο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMR). Αυτό σημαίνει ότι μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας διαφεύγει από το καλώδιο και μεταδίδεται στον αέρα.
Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του ηλεκτρισμού, τόσο περισσότερη ενέργεια καταφέρνει να διαφύγει από το καλώδιο στον ανοιχτό χώρο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μερικές φορές περιγράφεται χαλαρά ως "ηλεκτρισμός στον αέρα."
Η έννοια της διαμόρφωσης
Η ηλεκτρική ενέργεια στον αέρα είναι τυχαίος θόρυβος. Για να μετατραπεί σε χρήσιμα σήματα που μεταδίδουν πληροφορίες (μουσική ή φωνή), ο ηλεκτρισμός πρέπει πρώτα να διαμορφωθεί. Επομένως, η διαμόρφωση είναι η βάση για τα ραδιοφωνικά σήματα AM και FM.
Μια άλλη λέξη για τη διαμόρφωση είναι η αλλαγή. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία πρέπει να διαμορφωθεί ή να αλλάξει για να είναι χρήσιμη ως ραδιομετάδοση. Χωρίς διαμόρφωση, ένα ραδιοφωνικό σήμα δεν μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες.
Όταν πρόκειται για ραδιοφωνικές εκπομπές, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ηλεκτρισμός στον αέρα) πρέπει να διαμορφωθεί με τις πληροφορίες που θα σταλούν.
Για να κατανοήσετε καλύτερα την έννοια της διαμόρφωσης, σκεφτείτε την όραση. Ένα κενό κομμάτι χαρτί είναι άχρηστο μέχρι να διαμορφωθεί ή να αλλάξει με κάποιο ουσιαστικό τρόπο. Πρέπει να γράψετε ή να σχεδιάσετε στο χαρτί για να επικοινωνήσετε χρήσιμες πληροφορίες.
Ραδιοφωνικές εκπομπές
Το ραδιόφωνο AM χρησιμοποιεί διαμόρφωση πλάτους, την απλούστερη μορφή ραδιοφωνικής εκπομπής. Για να κατανοήσετε τη διαμόρφωση πλάτους, σκεφτείτε ένα σταθερό σήμα (ή κύμα) που εκπέμπει στα 1.000 kHz στη ζώνη AM. Το πλάτος (ή το ύψος) του σταθερού σήματος είναι αμετάβλητο ή μη διαμορφωμένο, επομένως δεν φέρει καμία χρήσιμη πληροφορία.
Αυτό το σταθερό σήμα παράγει μόνο θόρυβο μέχρι να διαμορφωθεί με πληροφορίες, όπως φωνή ή μουσική. Αυτή η διαμόρφωση έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στην ισχύ του πλάτους του σταθερού σήματος, η οποία αυξάνεται και μειώνεται σε ευθεία αναλογία με τις πληροφορίες. Μόνο το πλάτος αλλάζει. Η συχνότητα παραμένει σταθερή.
Το ραδιόφωνο AM στην Αμερική λειτουργεί σε ένα εύρος συχνοτήτων από 520 kHz έως 1, 710 kHz. Άλλες χώρες και περιοχές έχουν διαφορετικά εύρη συχνοτήτων. Η συγκεκριμένη συχνότητα είναι γνωστή ως φέρουσα συχνότητα, η οποία είναι το όχημα με το οποίο μεταφέρεται το πραγματικό σήμα από μια κεραία εκπομπής σε έναν δέκτη λήψης.
Το ραδιόφωνο AM εκπέμπει σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Έχει περισσότερους σταθμούς σε μια δεδομένη περιοχή συχνοτήτων και μπορεί να ληφθεί εύκολα από τους δέκτες. Αλλά τα σήματα AM είναι πιο ευαίσθητα σε θόρυβο και στατικές παρεμβολές, όπως κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον κεραυνό παράγει αιχμές θορύβου που ανεβάζουν οι δέκτες AM.
Το ραδιόφωνο AM έχει επίσης περιορισμένο εύρος ήχου, από 200 Hz έως 5 kHz, καθιστώντας το καλύτερο για ομιλία ραδιοφώνου παρά για μουσική. Για τη μουσική, τα σήματα AM είναι χαμηλότερης ποιότητας ήχου από τα FM.
Ραδιοφωνικές εκπομπές FM
Το ραδιόφωνο FM χρησιμοποιεί διαμόρφωση συχνότητας. Για να κατανοήσετε τη διαμόρφωση συχνότητας, εξετάστε ένα σήμα με σταθερή συχνότητα και πλάτος. Η συχνότητα του σήματος είναι αμετάβλητη ή μη διαμορφωμένη, επομένως δεν υπάρχουν χρήσιμες πληροφορίες.
Όταν εισάγετε πληροφορίες σε αυτό το σήμα, υπάρχει μια αλλαγή στη συχνότητα ευθέως ανάλογη με τις πληροφορίες. Όταν η συχνότητα διαμορφώνεται μεταξύ χαμηλής και υψηλής συχνότητας, η φέρουσα συχνότητα μεταδίδει μουσική ή φωνή. Μόνο η συχνότητα αλλάζει ως αποτέλεσμα. Το πλάτος παραμένει σταθερό καθ' όλη τη διάρκεια του χρόνου.
Το Το ραδιόφωνο FM λειτουργεί στην περιοχή από 87,5 MHz έως 108,0 MHz, υψηλότερο εύρος συχνοτήτων από το ραδιόφωνο AM. Το εύρος απόστασης για εκπομπές FM είναι πιο περιορισμένο από το AM, συνήθως λιγότερο από 100 μίλια.
Ωστόσο, το ραδιόφωνο FM είναι πιο κατάλληλο για μουσική. Το υψηλότερο εύρος εύρους ζώνης από 30 Hz έως 15 kHz παράγει την ποιότητα ήχου που απολαμβάνουμε και προτιμάμε. Για να έχουν μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης, οι εκπομπές FM χρειάζονται πρόσθετους σταθμούς για περαιτέρω μεταφορά σημάτων.
Οι εκπομπές FM γίνονται συνήθως στερεοφωνικά (μερικοί σταθμοί AM μπορούν επίσης να εκπέμπουν στερεοφωνικά σήματα). Αν και τα σήματα FM είναι λιγότερο επιρρεπή σε θόρυβο και παρεμβολές, τα φυσικά εμπόδια, όπως τα κτίρια και οι λόφοι, μπορούν να τα περιορίσουν και να επηρεάσουν τη συνολική λήψη.
Αυτός είναι ο λόγος που μπορείτε να λαμβάνετε ορισμένους ραδιοφωνικούς σταθμούς πιο εύκολα σε ορισμένα μέρη από άλλους ή γιατί χάνετε σταθμούς καθώς οδηγείτε σε διαφορετικές περιοχές.
