AM/FM rádio môže pôsobiť ako čistá mágia. Zapnite rádio a počúvajte hudbu, talk show alebo akúkoľvek inú audio zábavu vysielanú zo zdroja vzdialeného stovky, ak nie tisíce kilometrov. Ale rádio nie je mágia. Je to jednoduchý, aj keď fascinujúci proces. Tu je pohľad na to, ako sa vytvárajú a vysielajú rádiové vlny.
Čo sú rádiové vlny?
AM znamená Amplitude Modulation a FM znamená Frequency Modulation. Rozhlasové programy AM aj FM sa prenášajú vzduchom prostredníctvom rádiových vĺn, ktoré sú súčasťou radu elektromagnetických vĺn, ktoré zahŕňajú gama lúče, röntgenové lúče, ultrafialové lúče, viditeľné svetlo, infračervené a mikrovlnné žiarenie.
Elektromagnetické vlny sú všade naokolo, všade, na rôznych frekvenciách. Rádiové vlny majú vlastnosti podobné svetelným vlnám (ako je odraz, polarizácia, difrakcia a lom), ale rádiové vlny existujú na frekvencii, na ktorú vaše oči nie sú citlivé.
Elektromagnetické vlny sú generované striedavým prúdom (AC), elektrickou energiou používanou na prevádzku väčšiny technológií vo vašej domácnosti a živote, od práčok cez televízory až po mobilné zariadenia.
V Spojených štátoch funguje striedavý prúd s napätím 120 voltov a frekvenciou 60 Hz. To znamená, že prúd sa v drôte strieda (mení smer) 60-krát za sekundu. Ostatné krajiny používajú 50 Hz ako štandard.
Hoci sa 50 aj 60 Hz považujú za relatívne nízke frekvencie, striedavé prúdy generujú základnú úroveň elektromagnetického žiarenia (EMR). To znamená, že časť elektrickej energie uniká z drôtu a prenáša sa do vzduchu.
Čím vyššia je frekvencia elektriny, tým viac energie dokáže uniknúť z drôtu do otvoreného priestoru. To je dôvod, prečo sa elektromagnetické žiarenie niekedy voľne opisuje ako „elektrina vo vzduchu“.
Koncept modulácie
Elektrina vo vzduchu je náhodný šum. Aby sa elektrina zmenila na užitočné signály, ktoré prenášajú informácie (hudbu alebo hlas), musí sa najprv modulovať. Preto je modulácia základom pre rozhlasové signály AM a FM.
Ďalšie slovo pre moduláciu je zmena. Elektromagnetické žiarenie musí byť modulované alebo zmenené, aby bolo užitočné ako rádiový prenos. Bez modulácie nemôže rádiový signál prenášať informácie.
Pokiaľ ide o rozhlasové vysielanie, elektromagnetické žiarenie (elektrina vo vzduchu) musí byť modulované informáciami, ktoré sa majú odoslať.
Ak chcete lepšie porozumieť konceptu modulácie, zamyslite sa nad víziou. Čistý kus papiera je zbytočný, kým nebude modulovaný alebo zmenený nejakým zmysluplným spôsobom. Ak chcete komunikovať užitočné informácie, musíte na papier písať alebo kresliť.
AM rozhlasové vysielanie
AM rádio používa amplitúdovú moduláciu, najjednoduchšiu formu rozhlasového vysielania. Aby ste pochopili amplitúdovú moduláciu, zamyslite sa nad stálym signálom (alebo vlnou) vysielajúcim na frekvencii 1 000 kHz v pásme AM. Amplitúda (alebo výška) konštantného signálu je nezmenená alebo nemodulovaná, takže nenesie žiadne užitočné informácie.
Tento stabilný signál vytvára iba šum, kým nie je modulovaný informáciami, ako je hlas alebo hudba. Táto modulácia má za následok zmenu amplitúdy ustáleného signálu, ktorá sa zvyšuje a znižuje priamo úmerne k informácii. Mení sa iba amplitúda. Frekvencia zostáva konštantná.
AM rádio v Amerike funguje v rozsahu frekvencií od 520 kHz do 1 710 kHz. Iné krajiny a regióny majú rôzne frekvenčné rozsahy. Špecifická frekvencia je známa ako nosná frekvencia, čo je vozidlo, ktorým sa skutočný signál prenáša z vysielacej antény do prijímacieho tunera.
AM rádio vysiela na väčšie vzdialenosti. Má viac staníc v danom frekvenčnom rozsahu a prijímače ho ľahko zachytia. Ale signály AM sú náchylnejšie na šum a statické rušenie, ako napríklad počas búrky. Elektrina generovaná bleskom vytvára šumové špičky, ktoré AM tunery zachytávajú.
AM rádio má tiež obmedzený rozsah zvuku, od 200 Hz do 5 kHz, vďaka čomu je lepšie pre hovorené rádio ako pre hudbu. V prípade hudby majú signály AM nižšiu kvalitu zvuku ako FM.
Vysielanie FM rádia
FM rádio používa frekvenčnú moduláciu. Aby ste pochopili frekvenčnú moduláciu, zvážte signál so stálou frekvenciou a amplitúdou. Frekvencia signálu je nezmenená alebo nemodulovaná, takže neobsahuje žiadne užitočné informácie.
Keď do tohto signálu vložíte informáciu, dôjde k zmene frekvencie priamo úmernej informácii. Keď je frekvencia modulovaná medzi nízkou a vysokou, nosná frekvencia prenáša hudbu alebo hlas. V dôsledku toho sa mení iba frekvencia. Amplitúda zostáva konštantná po celý čas.
FM rádio funguje v rozsahu 87,5 MHz až 108,0 MHz, čo je vyšší frekvenčný rozsah ako AM rádio. Rozsah vzdialenosti pre vysielanie v pásme FM je obmedzenejší ako v AM, zvyčajne menej ako 100 míľ.
Na hudbu sa však lepšie hodí FM rádio. Vyšší rozsah šírky pásma od 30 Hz do 15 kHz vytvára kvalitu zvuku, ktorú máme radi a ktorú preferujeme. Ak chcete mať väčšiu oblasť pokrytia, vysielanie v pásme FM potrebuje ďalšie stanice na prenos signálov ďalej.
Vysielanie FM sa bežne uskutočňuje stereofónne (niekoľko staníc AM môže vysielať aj stereo signály). Aj keď sú signály FM menej náchylné na šum a rušenie, fyzické bariéry, ako sú budovy a kopce, ich môžu obmedziť a ovplyvniť celkový príjem.
To je dôvod, prečo môžete na niektorých miestach zachytiť určité rozhlasové stanice ľahšie než na iných, alebo prečo ich strácate, keď prechádzate rôznymi oblasťami.
