Đài phát thanh có vẻ như ma thuật, nhưng nó thực sự khá dễ hiểu
Thường xuyên như vậy, một số người trong chúng ta phát triển một sự nhận biết tự phát rằng đài AM / FM cảm thấy như ma thuật thuần túy. Khi bạn bật radio, bạn có thể nghe nhạc, âm thanh, hoặc bất kỳ giải trí âm thanh khác đang được phát sóng từ một nguồn nằm hàng trăm - hoặc thậm chí hàng ngàn - dặm! Đáng buồn thay, nó không thực sự kỳ diệu. Trong thực tế, việc thu thanh vô tuyến là khá dễ hiểu khi bạn làm sáng tỏ cách sóng radio được tạo ra và phát sóng.
Sóng Radio là gì?
Bạn có thể quen thuộc với AM, viết tắt của Amplitude Modulation , và FM, viết tắt của Frequency Modulation . Cả hai chương trình AM và FM đều được truyền qua sóng vô tuyến, là một phần của một loạt các sóng điện từ bao gồm: tia gamma, tia X, tia cực tím, ánh sáng khả kiến, hồng ngoại và lò vi sóng. Sóng điện từ là tất cả xung quanh chúng ta ở khắp mọi nơi trong các tần số khác nhau. Sóng vô tuyến biểu diễn các tính chất tương tự như sóng ánh sáng (ví dụ phản xạ, phân cực, nhiễu xạ, khúc xạ), nhưng tồn tại ở tần số mà mắt của chúng ta không nhạy cảm.
Sóng điện từ được tạo ra bằng dòng xoay chiều (AC), là công suất điện được sử dụng để chạy khá nhiều thiết bị và / hoặc công nghệ trong nhà và cuộc sống của chúng ta - từ máy giặt đến tivi tới các thiết bị di động của chúng tôi. Tại Hoa Kỳ, dòng điện xoay chiều hoạt động ở 120 volt tại 60 Hz. Điều này có nghĩa rằng các thay thế hiện tại (thay đổi hướng) trong dây 60 lần mỗi giây. Các quốc gia khác sử dụng 50 Hz làm tiêu chuẩn. Mặc dù cả 50 và 60 Hz được coi là tần số tương đối thấp, các dòng xen kẽ vẫn tạo ra một mức bức xạ điện từ cơ bản (EMR). Điều này có nghĩa là một số năng lượng điện thoát khỏi dây và được truyền vào không khí. Tần số của điện càng cao, năng lượng càng có nhiều khả năng thoát khỏi dây dẫn ra ngoài không gian mở. Do đó, bức xạ điện từ có thể được mô tả lỏng lẻo như 'điện trong không khí'.
Khái niệm điều chế
Điện trong không khí không là gì ngoài tiếng ồn ngẫu nhiên. Để được biến thành tín hiệu hữu ích truyền tải thông tin (âm nhạc hoặc giọng nói), đầu tiên nó phải được điều chế, và điều chế là cơ sở cho các tín hiệu AM và FM radio. Đó là cách các thuật ngữ AM và FM có nguồn gốc, vì AM là viết tắt của điều chế biên độ và FM là viết tắt của điều chế tần số.
Một từ khác cho điều chế là thay đổi. Bức xạ điện từ phải được điều chế hoặc thay đổi để có ích như là một truyền dẫn vô tuyến. Nếu không có điều chế, sẽ không có thông tin nào được mang bởi tín hiệu vô tuyến. Điều chế là một khái niệm dễ hiểu, đặc biệt vì nó là tất cả xung quanh chúng ta. Tầm nhìn của chúng tôi là một ví dụ tốt để mô tả cách thức hoạt động của điều chế. Bạn có thể có một mảnh giấy trắng trong tay của bạn, nhưng nó là vô ích cho đến khi nó trở nên được điều chế hoặc thay đổi theo một cách có ý nghĩa. Ai đó sẽ phải viết hoặc vẽ trên giấy để truyền đạt thông tin hữu ích.
Cảm giác nghe của chúng tôi là một ví dụ điển hình khác. Không khí trống phải được điều chế hoặc thay đổi bằng âm nhạc hoặc giọng nói hoặc âm thanh để nó có ích. Cũng giống như mảnh giấy, các phân tử tạo nên không khí là những vật mang thông tin. Nhưng nếu không có thông tin thực tế - các dấu hiệu trên giấy hoặc âm thanh trong không khí - bạn không có gì. Vì vậy, khi nói đến các chương trình phát sóng radio, bức xạ điện từ (điện trong không khí) phải được điều chế với thông tin mong muốn để gửi.
Chương trình phát sóng AM Radio
Đài AM sử dụng điều chế biên độ và là dạng phát sóng radio đơn giản nhất. Để hiểu điều chế biên độ, hãy xem xét phát tín hiệu ổn định (hoặc sóng) ở 1000 kHz trên băng tần AM. Biên độ (hoặc chiều cao) của tín hiệu không thay đổi hoặc không được điều chế, do đó không chứa thông tin hữu ích. Tín hiệu ổn định này chỉ tạo ra nhiễu cho đến khi nó được điều chế với thông tin, chẳng hạn như giọng nói hoặc âm nhạc. Sự kết hợp của hai kết quả trong một sự thay đổi cường độ biên độ của tín hiệu ổn định, làm tăng và giảm tỷ lệ trực tiếp với thông tin. Chỉ những thay đổi biên độ, vì tần số vẫn không đổi trong toàn bộ thời gian.
Đài phát thanh AM ở châu Mỹ hoạt động trong dải tần số từ 520 kHz đến 1710 kHz. Các quốc gia và khu vực khác có dải tần số khác nhau. Tần số cụ thể được gọi là tần số sóng mang , là phương tiện mà tín hiệu thực tế được mang từ ăng ten phát sóng đến bộ thu sóng.
Đài phát thanh AM có những ưu điểm của việc truyền tải trên những khác biệt lớn hơn, có nhiều trạm hơn trong một dải tần số nhất định và dễ dàng được nhận bởi người nhận. Tuy nhiên, tín hiệu AM dễ bị nhiễu và nhiễu tĩnh hơn , chẳng hạn như khi có giông bão. Điện được tạo ra bởi sét tạo ra tiếng ồn gai được chọn bởi AM tuners. Đài phát thanh AM cũng có phạm vi âm thanh rất hạn chế, từ 200 Hz đến 5 kHz, giới hạn tính hữu dụng của nó nhiều hơn đối với đài phát thanh nói chuyện và ít âm nhạc hơn. Và khi nói đến âm nhạc, tín hiệu AM có chất lượng âm thanh thấp hơn FM.
Chương trình phát thanh FM Radio
Đài FM sử dụng điều chế tần số. Để hiểu điều chế tần số, hãy xem xét một tín hiệu với một tần số ổn định và biên độ. Tần số của tín hiệu không thay đổi hoặc không được điều chế, vì vậy không có thông tin hữu ích nào được chứa. Nhưng một khi thông tin đã được đưa vào tín hiệu này, kết hợp kết quả là thay đổi tần số , tỷ lệ thuận với thông tin. Khi tần số được điều chế giữa thấp và cao, âm nhạc hoặc giọng nói đang được truyền bởi tần số sóng mang. Nhưng chỉ có những thay đổi tần số là kết quả; biên độ vẫn không đổi trong toàn bộ thời gian.
Đài FM hoạt động trong khoảng từ 87,5 MHz đến 108,0 MHz, đây là dải tần số cao hơn nhiều so với đài AM. Phạm vi khoảng cách cho truyền FM có nhiều hạn chế hơn so với AM - thường ít hơn 100 dặm. Tuy nhiên, đài FM phù hợp hơn với âm nhạc; dải băng thông cao hơn từ 30 Hz đến 15 kHz tạo ra chất lượng âm thanh mà chúng ta thường thích nghe và thưởng thức. Nhưng để có diện tích phủ sóng lớn hơn, truyền dẫn FM yêu cầu các trạm bổ sung để thực hiện thêm tín hiệu.
Các chương trình phát sóng FM cũng thường được thực hiện bằng âm thanh nổi - một vài đài AM cũng có thể phát tín hiệu âm thanh nổi. Và mặc dù tín hiệu FM ít nhạy cảm với tiếng ồn và nhiễu, chúng có thể bị giới hạn bởi các rào cản vật lý (ví dụ: tòa nhà, đồi, v.v.), ảnh hưởng đến việc tiếp nhận tổng thể. Đây là lý do tại sao bạn có thể chọn một số đài phát thanh nhất định dễ dàng hơn ở một số nơi so với các đài khác, cho dù đó là trong nhà bạn hoặc xung quanh thành phố.