AM/FM-radio kan føles som ren magi. Slå på radioen og lytt til musikk, talkshow eller annen lydunderholdning som sendes fra en kilde som befinner seg hundrevis, om ikke tusenvis av kilometer unna. Men radio er ikke magi. Det er en enkel, men fascinerende prosess. Her er en titt på hvordan radiobølger lages og kringkastes.
Hva er radiobølger?
AM står for Amplitude Modulation, og FM står for Frequency Modulation. Både AM- og FM-radioprogrammer sendes over luften via radiobølger, som er en del av en rekke elektromagnetiske bølger som inkluderer gammastråler, røntgenstråler, ultrafiolette stråler, synlig lys, infrarødt og mikrobølger.
Elektromagnetiske bølger er rundt, over alt, ved forskjellige frekvenser. Radiobølger har egenskaper som ligner på lysbølger (som refleksjon, polarisering, diffraksjon og refraksjon), men radiobølger eksisterer med en frekvens som øynene dine ikke er følsomme for.
Elektromagnetiske bølger genereres av vekselstrøm (AC), den elektriske kraften som brukes til å drive mesteparten av teknologien i hjemmet og livet ditt, fra vaskemaskiner til TV-er til mobile enheter.
I USA fungerer vekselstrøm ved 120 volt ved 60 Hz. Det betyr at strømmen veksler (endrer retning) i ledningen 60 ganger i sekundet. Andre land bruker 50 Hz som standard.
Selv om både 50 og 60 Hz regnes som relativt lave frekvenser, genererer vekselstrømmene et grunnleggende nivå av elektromagnetisk stråling (EMR). Dette betyr at noe av den elektriske energien slipper ut av ledningen og overføres til luften.
Jo høyere elektrisitetens frekvens, desto mer energi klarer å unnslippe ledningen ut i åpen plass. Dette er grunnen til at elektromagnetisk stråling noen ganger beskrives løst som "elektrisitet i luften."
The Concept of Modulation
Elektrisitet i luften er tilfeldig støy. For å bli omgjort til nyttige signaler som overfører informasjon (musikk eller stemme), må elektrisitet først moduleres. Derfor er modulering grunnlaget for AM- og FM-radiosignaler.
Et annet ord for modulasjon er endring. Elektromagnetisk stråling må moduleres eller endres for å være nyttig som radiooverføring. Uten modulering kan ikke et radiosignal bære informasjon.
Når det gjelder radiosendinger, må den elektromagnetiske strålingen (elektrisitet i luften) moduleres med informasjonen som skal sendes.
For bedre å forstå konseptet med modulering, tenk på visjon. Et blankt stykke papir er ubrukelig før det blir modulert eller endret på en meningsfull måte. Du må skrive eller tegne på papiret for å formidle nyttig informasjon.
AM-radiosendinger
AM-radio bruker amplitudemodulasjon, den enkleste radiokringkastingsformen. For å forstå amplitudemodulasjon, tenk på et stabilt signal (eller bølge) som sendes på 1 000 kHz på AM-båndet. Det konstante signalets amplitude (eller høyde) er uendret eller umodulert, så det har ingen nyttig informasjon.
Dette stabile signalet produserer bare støy til det er modulert med informasjon, for eksempel stemme eller musikk. Denne moduleringen resulterer i en endring av det stabile signalets amplitudestyrke, som øker og avtar i direkte proporsjon med informasjonen. Bare amplituden endres. Frekvensen forblir konstant.
AM-radio i Amerika opererer i en rekke frekvenser fra 520 kHz til 1 710 kHz. Andre land og regioner har forskjellige frekvensområder. Den spesifikke frekvensen er kjent som bærefrekvensen, som er kjøretøyet som det faktiske signalet overføres fra en kringkastingsantenne til en mottakertuner.
AM-radio sender over større avstander. Den har flere stasjoner i et gitt frekvensområde og kan enkelt plukkes opp av mottakere. Men AM-signaler er mer utsatt for støy og statisk interferens, for eksempel under tordenvær. Elektrisiteten som genereres av lynet produserer støytopper som AM-tunere fanger opp.
AM-radio har også et begrenset lydområde, fra 200 Hz til 5 kHz, noe som gjør den bedre for taleradio enn musikk. For musikk har AM-signaler lavere lydkvalitet enn FM.
FM-radiosendinger
FM-radio bruker frekvensmodulasjon. For å forstå frekvensmodulasjon bør du vurdere et signal med jevn frekvens og amplitude. Signalets frekvens er uendret eller umodulert, så det er ingen nyttig informasjon.
Når du introduserer informasjon til dette signalet, er det en endring i frekvensen direkte proporsjonal med informasjonen. Når frekvensen er modulert mellom lav og høy, sender bærefrekvensen musikk eller stemme. Bare frekvensen endres som et resultat. Amplituden forblir konstant hele tiden.
FM-radio opererer i området 87,5 MHz til 108,0 MHz, et høyere frekvensområde enn AM-radio. Avstandsrekkevidden for FM-sendinger er mer begrenset enn AM, vanligvis mindre enn 100 miles.
Men FM-radio er bedre egnet for musikk. Det høyere båndbreddeområdet på 30 Hz til 15 kHz produserer lydkvaliteten vi liker og foretrekker. For å ha et større dekningsområde trenger FM-sendinger flere stasjoner for å bære signaler videre.
FM-sendinger utføres vanligvis i stereo (noen få AM-stasjoner kan også kringkaste stereosignaler). Selv om FM-signaler er mindre utsatt for støy og forstyrrelser, kan fysiske barrierer, som bygninger og bakker, begrense dem og påvirke det generelle mottaket.
Dette er grunnen til at du kan plukke opp enkelte radiostasjoner lettere noen steder enn andre, eller hvorfor du mister stasjoner når du kjører gjennom forskjellige områder.
