AM / FM-Radio kann sich wie pure Magie anfühlen. Wenn Sie das Radio einschalten, hören Sie Musik, Sprache oder andere Audio-Unterhaltung, die von einer Quelle gesendet wird, die sich hunderte oder sogar tausende von Kilometern entfernt befindet. Der Radioempfang ist jedoch sehr einfach zu verstehen, wenn Sie herausfinden, wie Radiowellen erzeugt und gesendet werden.
Was sind Radiowellen?
Sie kennen wahrscheinlich AM, wofür es steht Amplitudenmodulation , und FM, für das steht Frequenzmodulation . Sowohl AM- als auch FM-Radioprogramme werden über Funk über Funkwellen übertragen, die Teil eines breiten Spektrums elektromagnetischer Wellen sind, zu denen Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, Ultraviolettstrahlen, sichtbares Licht, Infrarot und Mikrowellen gehören. Überall um uns herum sind elektromagnetische Wellen in verschiedenen Frequenzen. Radiowellen weisen ähnliche Eigenschaften wie Lichtwellen auf (z. B. Reflexion, Polarisation, Beugung, Brechung), liegen jedoch bei einer Frequenz vor, auf die unsere Augen nicht empfindlich sind.
Elektromagnetische Wellen werden durch Wechselstrom (Wechselstrom) erzeugt. Dabei handelt es sich um die elektrische Leistung, mit der nahezu alle Geräte und / oder Technologien in unseren Häusern und Leben betrieben werden - von Waschmaschinen über Fernsehgeräte bis hin zu mobilen Geräten. In den Vereinigten Staaten arbeitet Wechselstrom mit 120 Volt bei 60 Hz. Dies bedeutet, dass der Strom 60 Mal pro Sekunde im Draht wechselt (die Richtung ändert). Andere Länder verwenden 50 Hz als Standard. Obwohl sowohl 50 als auch 60 Hz als relativ niedrige Frequenzen betrachtet werden, erzeugen die Wechselströme immer noch ein Grundniveau an elektromagnetischer Strahlung (EMR). Dies bedeutet, dass ein Teil der elektrischen Energie aus dem Draht entweicht und in die Luft übertragen wird. Je höher die Frequenz der Elektrizität ist, desto mehr Energie kann aus dem Draht in den freien Raum entweichen. Daher kann elektromagnetische Strahlung lose als "Elektrizität in der Luft" bezeichnet werden.
Das Konzept der Modulation
Strom in der Luft ist nichts als zufälliges Geräusch. Um in nützliche Signale umgewandelt zu werden, die Informationen (Musik oder Sprache) übertragen, muss diese zuerst moduliert werden. Die Modulation ist die Basis für AM- und FM-Radiosignale. So stammen die Begriffe AM und FM, da AM für Amplitudenmodulation und FM für Frequenzmodulation steht.
Ein anderes Wort für Modulation ist Veränderung. Die elektromagnetische Strahlung muss moduliert oder geändert werden, um als Funkübertragung nützlich zu sein. Ohne Modulation würde keine Information von einem Funksignal übertragen. Modulation ist ein leicht zu verstehendes Konzept, zumal es uns umgibt. Unser Sehsinn ist ein gutes Beispiel, um zu beschreiben, wie Modulation funktioniert. Ein leeres Blatt Papier in Ihrer Hand ist unbrauchbar, bis es moduliert oder auf sinnvolle Weise verändert wird. Jemand muss auf dem Papier schreiben oder zeichnen, um nützliche Informationen zu übermitteln.
Bei Rundfunkübertragungen muss die elektromagnetische Strahlung (Luftstrom) mit den gewünschten Informationen moduliert werden.
AM-Radiosendungen
AM-Radio verwendet Amplitudenmodulation und ist die einfachste Form der Radiosendung. Um die Amplitudenmodulation zu verstehen, sollten Sie ein stationäres Signal (oder eine stabile Welle) bei 1000 kHz im AM-Band verwenden. Die Amplitude (oder Höhe) des konstanten Signals ist unverändert oder nicht moduliert und enthält daher keine nützlichen Informationen. Dieses Dauersignal erzeugt nur Rauschen, bis es mit Informationen wie Sprache oder Musik moduliert wird. Die Kombination der beiden ergibt a Ändern Sie die Amplitudenstärke des Dauersignals, das proportional zu den Informationen steigt und fällt. Nur die Amplitude ändert sich, da die Frequenz die ganze Zeit konstant bleibt.
AM-Radio in Amerika funktioniert in einem Frequenzbereich von 520 kHz bis 1710 kHz. Andere Länder und Regionen haben unterschiedliche Frequenzbereiche. Die spezifische Frequenz ist als bekannt Trägerfrequenz Dies ist das Fahrzeug, mit dem das tatsächliche Signal von einer Rundfunkantenne zu einem Empfangstuner befördert wird.
AM-Radio hat die Vorteile, über größere Unterschiede hinweg zu senden, mehr Sender in einem bestimmten Frequenzbereich zu haben und von Empfängern leicht empfangen zu werden. AM-Signale sind jedoch anfälliger für Rauschen und statische Interferenzen, beispielsweise während eines Gewitters. Die vom Blitz erzeugte Elektrizität erzeugt Geräuschspitzen, die von AM-Tunern aufgenommen werden. AM-Radio hat auch einen sehr begrenzten Audiobereich von 200 Hz bis 5 kHz, was seine Nützlichkeit eher für Sprechfunk und weniger für Musik einschränkt. Und wenn es um Musik geht, haben AM-Signale eine schlechtere Klangqualität als UKW.
UKW-Radiosendungen
UKW-Radio verwendet Frequenzmodulation. Um die Frequenzmodulation zu verstehen, betrachten Sie ein Signal mit einer konstanten Frequenz und Amplitude. Die Frequenz des Signals ist unverändert oder nicht moduliert, daher sind keine nützlichen Informationen enthalten. Sobald jedoch Informationen in dieses Signal eingeführt worden sind, führt die Kombination zu a zur Frequenz wechseln , die direkt proportional zu den Informationen ist. Wenn die Frequenz zwischen niedrig und hoch moduliert wird, wird Musik oder Sprache von der Trägerfrequenz übertragen. Es ändert sich aber nur die Frequenz; Die Amplitude bleibt die ganze Zeit konstant.
UKW-Radio arbeitet im Bereich von 87,5 MHz bis 108,0 MHz, was einen viel höheren Frequenzbereich als AM-Radio darstellt. Der Entfernungsbereich für UKW-Übertragungen ist begrenzter als AM - normalerweise weniger als 100 Meilen.UKW-Radio eignet sich jedoch besser für Musik. Der höhere Bandbreitenbereich von 30 Hz bis 15 kHz erzeugt die Klangqualität, die wir normalerweise bevorzugen. Um jedoch einen größeren Erfassungsbereich zu haben, benötigen FM-Übertragungen zusätzliche Stationen, um Signale weiterzuleiten.
UKW-Sendungen werden häufig auch in Stereo ausgeführt - einige AM-Sender können auch Stereosignale ausstrahlen. Obwohl FM-Signale weniger anfällig für Rauschen und Interferenzen sind, können sie durch physikalische Barrieren (z. B. Gebäude, Hügel usw.) begrenzt werden, die den Gesamtempfang beeinträchtigen. Deshalb können Sie bestimmte Radiosender an manchen Orten leichter abrufen als an anderen, egal ob zu Hause oder in der Stadt.
