Illumin - eine Welle Radiowellen auffangen und wie sie funktionieren
Häufig verwendete und oft übersehen, hat das Radio eine wichtige Rolle in unserem Leben und das Leben derer, die vor uns gespielt. Die Geheimnisse von Radio aufgegeben werden, weil wir einfach erwarten wunderbarer Klang aus den Lautsprechern ausgehen, wenn der Strom eingeschaltet ist. Selten erwägen wir die Physik hinter, wie das Radio in der Lage, Broadcast-Sound. Noch selten tun fragen wir uns, was Ingenieure uns die Kraft von Radiowellen zu verwenden und nutzen getan haben, um zu helfen. Exploring das Phänomen der Radiowellen werden Sie mehr bewusst, was die Kulissen tritt hinter jedes Mal, wenn die Melodie wählen.
Einführung
Technobabble, Matthewcieplak / Wikim # 8203; Edia Commons
Abbildung 1: Ihre Lieblingssender - A Technobabble Radiosendung mit Buchmal. (Audio)
Sie fahren die offene Straße, keine Sorge in der Welt nach unten. Es ist ein sonniger Sommertag und Sie haben die Autofenster nach unten. Alles scheint fast perfekt, doch etwas fehlt. Sie schalten Sie das Radio, stimmen Sie es auf Ihren Lieblingssender (siehe Abb. 1), und sofort das Auto füllt mit Ton. Plötzlich fühlt sich alles richtig gemacht. Radio ist etwas, die meisten von uns für selbstverständlich halten. Haben Sie schon einmal prüfen gestoppt, wie ein Radio funktioniert? Wie weiß ein Radio, welche Station zu spielen? Was AM ist, was ist FM, und wie sind die beiden unterschiedlich? Warum FM besser klingen, aber AM kann weit weg zu hören? Sie haben erlebt, wahrscheinlich eine Zeit, wenn ein bestimmte Radiosender schwierig war, zu finden. Es gibt viele Faktoren beteiligt bei der Suche nach und Empfangsstationen, Faktoren wie Modulation, Sendeleistung, Tageszeit, und die geografische Lage. Der Schlüssel, um das Beste aus Ihrem Radio zu verstehen, wie Radio funktioniert und wie Technik eine Rolle bei der Entwicklung eines Gerätes gespielt hat, die die meisten von uns jeden Tag benutzen.
Radio Basics
AM- und FM-Unterschiede
Abbildung 2: AM vs FM-Modulation.
Modulation erklärt
Um zu verstehen, warum Modulation notwendig ist, eine Situation vorstellen, in dem Sie eine Nachricht mit Semaphore Flags senden. (Semaphore ist eine Möglichkeit, Buchstaben und Zahlen zu vertreten durch zwei Flaggen halten, eine in jeder Hand, und Verändern der Positionen der Fahnen auf der Grundlage der Buchstaben oder Zahlen, die Sie kommunizieren wollen.) Zuerst das vorstellt, statt die Positionen der Fahnen unterschiedlicher halten Sie immer Ihre Arme zu den Seiten ausgestreckt unabhängig davon, welche Buchstaben, den Sie senden möchten.
Nun, da Sie die Semaphore Analogie gelesen haben, sollte die Idee der Radio Modulation leicht verständlich sein. Wenn ein Radiosender eine einfache Sinuswelle übertragen, dann gäbe es keine Möglichkeit, Informationen zu kodieren, weil die Radiowelle immer gleich aussehen würde. Um alle nützlichen Informationen zu senden, würde die Radiosender irgendwie muss die Form der Radiowelle ändern. Wie sie die Form ändern? Durch eine der beiden Formen der Modulation verwendet wird. Lassen Sie uns zunächst einen Blick auf die Amplitudenmodulation.
Amplitudenmodulation (AM)
Wie dann Informationen tatsächlich für AM-Radio codiert? Um damit zu beginnen, müssen Sie ein Trägersignal. Dies ist nur eine einfache unmodulierte Sinuswelle, eine konstante Sinuswelle ohne Änderungen in der Amplitude oder Frequenz bedeutet. Dann brauchen Sie eine Welle, die die Nachricht, die Sie senden möchten, darstellt. Die Amplitude dieser Welle wird auf die gesendeten Informationen basieren ändern. Aus Gründen der Einfachheit halber nehmen Sie Buchstaben statt Töne senden. Dann wird der Buchstabe ‚A‘ kann durch eine sehr kleine Amplitude und den Buchstaben ‚Z‘ mit sehr großer Amplitude, der mit dem Rest des Alphabets darstellen fällt jeweils dazwischen.
Wenn Sie sowohl die Träger und Nachrichtensignale haben, multiplizieren Sie die beiden zusammen. Durch die zwei multipliziert wird die Amplitude des Trägersignals entsprechend der Amplitude der Nachricht Signal ausgegeben kombinierte Welle verändert ist das eigentliche Sendesignal. Wenn ein Funk dieses Signal aufnimmt, alles was man zu tun hat, ist es, die unterschiedlichen Amplituden des Signals zu bestimmen und diese Amplituden zurück in Buchstaben umwandeln.
Frequenzmodulation (FM)
Abbildung 3: Eine Animation einer Sinuswelle mit ansteigender Frequenz.
Klangqualität und Leistung
Die Wahl zwischen FM-Radio und AM-Radio hat einen Einfluss auf die Klangqualität haben, aufgrund physischen und regulatorischen Unterschiede zwischen den beiden. Im nächsten Abschnitt werden diese Unterschiede sowie die daraus resultierenden Vorteile und Nachteile untersuchen. Neben den Unterschieden in wie Informationen codiert sind, AM und FM-Radio in der Leistung unterscheiden, insbesondere im Hinblick Qualität und den Broadcast-Bereich klingen. Sie haben wahrscheinlich bemerkt, während Sie Radio hören, dass UKW-Sender besser klingen neigen als AM-Stationen, aber Stationen AM können in der Regel weiter entfernt zu hören.
Signalstärke
Es gibt drei Gründe, warum FM besser klingt, dass AM. Der erste Grund ist, dass AM-Radio eine schwächere Signalstärke als FM zu neigt. Aufgrund der Federal Communications Commission (FCC) Vorschriften, AM-Sender nicht mit mehr als 50 Kilowatt Leistung übertragen kann [2].
Frequenzbereich
Interferenz
Das dritte Grund, AM-Radio klingt nicht so gut ist, dass AM-Radio eine Menge Störungen neigt. Es gibt viele natürliche Quellen von Radiowellen, von denen die meisten AM Wellen, und das Radio ist nicht in der Lage zwischen natürlichen AM Wellen zu unterscheiden und die von Radiosendern ausgestrahlt. Vielleicht haben Sie bemerkt, dass AM-Radio in der Nacht besser zu klingen neigt als während des Tages. Der Grund dafür ist, dass die Sonne eine große Quelle von Natur AM Radiowellen ist.