AM/FM rádio může působit jako čistá magie. Zapněte rádio a poslouchejte hudbu, talk show nebo jakoukoli jinou audio zábavu vysílanou ze zdroje vzdáleného stovky, ne-li tisíce kilometrů. Ale rádio není kouzlo. Je to přímočarý, i když fascinující proces. Zde je pohled na to, jak vznikají a vysílají rádiové vlny.
Co jsou rádiové vlny?
AM znamená Amplitude Modulation a FM znamená Frequency Modulation. Rozhlasové programy AM i FM jsou přenášeny vzduchem prostřednictvím rádiových vln, které jsou součástí řady elektromagnetických vln, které zahrnují gama záření, rentgenové záření, ultrafialové záření, viditelné světlo, infračervené záření a mikrovlnné záření.
Elektromagnetické vlny jsou všude kolem, všude a na různých frekvencích. Rádiové vlny mají vlastnosti podobné světelným vlnám (jako je odraz, polarizace, difrakce a lom), ale rádiové vlny existují na frekvenci, na kterou vaše oči nejsou citlivé.
Elektromagnetické vlny jsou generovány střídavým proudem (AC), elektrickou energií používanou k provozu většiny technologií ve vašem domě a životě, od praček přes televizory až po mobilní zařízení.
Ve Spojených státech funguje střídavý proud při 120 voltech při 60 Hz. To znamená, že proud se střídá (mění směr) v drátu 60krát za sekundu. Jiné země používají 50 Hz jako standard.
Přestože jsou 50 i 60 Hz považovány za relativně nízké frekvence, střídavé proudy generují základní úroveň elektromagnetického záření (EMR). To znamená, že část elektrické energie uniká drátem a je přenášena do vzduchu.
Čím vyšší je frekvence elektřiny, tím více energie dokáže uniknout z drátu do otevřeného prostoru. To je důvod, proč je elektromagnetické záření někdy volně popisováno jako "elektřina ve vzduchu."
Koncept modulace
Elektřina ve vzduchu je náhodný šum. Aby se elektřina změnila na užitečné signály, které přenášejí informace (hudbu nebo hlas), musí být nejprve modulována. Proto je modulace základem pro rozhlasové signály AM a FM.
Další slovo pro modulaci je změna. Elektromagnetické záření musí být modulováno nebo změněno, aby bylo užitečné jako rádiový přenos. Bez modulace nemůže rádiový signál přenášet informace.
Pokud jde o rozhlasové vysílání, elektromagnetické záření (elektřina ve vzduchu) musí být modulováno informacemi, které se mají odeslat.
Abyste lépe porozuměli konceptu modulace, přemýšlejte o vizi. Prázdný kus papíru je k ničemu, dokud se nějakým smysluplným způsobem neupraví nebo nezmění. Abyste mohli sdělit užitečné informace, musíte na papír psát nebo kreslit.
AM rozhlasové vysílání
AM rádio používá amplitudovou modulaci, nejjednodušší formu rozhlasového vysílání. Abyste pochopili amplitudovou modulaci, zamyslete se nad stálým signálem (nebo vlnou) vysílaným na frekvenci 1 000 kHz v pásmu AM. Amplituda (nebo výška) konstantního signálu se nemění nebo nemoduluje, takže nenese žádné užitečné informace.
Tento stálý signál produkuje pouze šum, dokud není modulován informacemi, jako je hlas nebo hudba. Tato modulace má za následek změnu síly amplitudy ustáleného signálu, která se zvyšuje a snižuje přímo úměrně s informací. Mění se pouze amplituda. Frekvence zůstává konstantní.
AM rádio v Americe funguje v rozsahu frekvencí od 520 kHz do 1 710 kHz. Jiné země a oblasti mají různé frekvenční rozsahy. Konkrétní frekvence je známá jako nosná frekvence, což je vozidlo, kterým je skutečný signál přenášen z vysílací antény do přijímacího tuneru.
AM rádio vysílá na větší vzdálenosti. Má více stanic v daném frekvenčním rozsahu a přijímače jej snadno zachytí. Ale signály AM jsou náchylnější k šumu a statickému rušení, například během bouřky. Elektřina generovaná bleskem vytváří šumové špičky, které AM tunery zachycují.
AM rádio má také omezený zvukový rozsah, od 200 Hz do 5 kHz, takže je lepší pro hovorové rádio než pro hudbu. U hudby mají signály AM nižší kvalitu zvuku než FM.
Vysílání FM rádia
FM rádio používá frekvenční modulaci. Abyste pochopili frekvenční modulaci, zvažte signál se stálou frekvencí a amplitudou. Frekvence signálu je nezměněná nebo nemodulovaná, takže nejsou obsaženy žádné užitečné informace.
Když do tohoto signálu vložíte informaci, dojde ke změně frekvence přímo úměrné informaci. Když je frekvence modulována mezi nízkou a vysokou, nosná frekvence přenáší hudbu nebo hlas. V důsledku toho se mění pouze frekvence. Amplituda zůstává po celou dobu konstantní.
FM rádio pracuje v rozsahu 87,5 MHz až 108,0 MHz, což je vyšší frekvenční rozsah než AM rádio. Dosah pro vysílání FM je omezenější než AM, obvykle méně než 100 mil.
Pro hudbu je však vhodnější FM rádio. Vyšší rozsah šířky pásma 30 Hz až 15 kHz vytváří kvalitu zvuku, kterou máme rádi a kterou preferujeme. Chcete-li mít větší oblast pokrytí, vysílání FM potřebuje další stanice, které přenesou signály dále.
Vysílání FM se běžně provádí ve stereu (několik stanic AM může také vysílat stereo signály). Ačkoli jsou signály FM méně náchylné na šum a rušení, fyzické překážky, jako jsou budovy a kopce, je mohou omezit a ovlivnit celkový příjem.
To je důvod, proč můžete na některých místech zachytit určité rozhlasové stanice snadněji než na jiných, nebo proč při projíždění různými oblastmi ztrácíte stanice.
