رادیو AM/FM می تواند شبیه جادوی خالص باشد. رادیو را روشن کنید و به موسیقی، برنامه‌های گفتگو یا هر سرگرمی صوتی دیگری که از منبعی در صدها، و نه هزاران مایل دورتر پخش می‌شود، گوش دهید. اما رادیو جادو نیست. این یک روند ساده و البته جذاب است. در اینجا نگاهی به نحوه ایجاد و پخش امواج رادیویی داریم.
امواج رادیویی چیست؟
AM مخفف Amplitude Modulation و FM مخفف Frequency Modulation است. هر دو برنامه رادیویی AM و FM از طریق امواج رادیویی که بخشی از طیف وسیعی از امواج الکترومغناطیسی هستند که شامل پرتوهای گاما، اشعه ایکس، اشعه ماوراء بنفش، نور مرئی، مادون قرمز و مایکروویو هستند، منتقل می شوند.
امواج الکترومغناطیسی در همه جا، در فرکانس های مختلف در اطراف وجود دارند. امواج رادیویی خواصی مشابه امواج نور دارند (مانند انعکاس، قطبش، پراش و شکست)، اما امواج رادیویی در فرکانسی وجود دارند که چشمان شما به آن حساس نیستند.
امواج الکترومغناطیسی توسط جریان متناوب (AC)، نیروی الکتریکی مورد استفاده برای اجرای بیشتر فناوری در خانه و زندگی شما، از ماشین لباسشویی گرفته تا تلویزیون و دستگاه های تلفن همراه، تولید می شوند.
در ایالات متحده، جریان متناوب در 120 ولت در 60 هرتز کار می کند. این بدان معنی است که جریان متناوب (تغییر جهت) در سیم 60 بار در ثانیه است. کشورهای دیگر از 50 هرتز به عنوان استاندارد استفاده می کنند.
اگرچه هر دو فرکانس ۵۰ و ۶۰ هرتز فرکانس های نسبتاً پایینی در نظر گرفته می شوند، جریان های متناوب سطح پایه تابش الکترومغناطیسی (EMR) تولید می کنند. این بدان معناست که مقداری از انرژی الکتریکی از سیم خارج شده و به هوا منتقل می شود.
هر چه فرکانس الکتریسیته بالاتر باشد، انرژی بیشتری می تواند از سیم به فضای باز فرار کند. به همین دلیل است که گاهی اوقات تشعشعات الکترومغناطیسی را به عنوان "الکتریسیته در هوا" توصیف می کنند.
مفهوم مدولاسیون
برق در هوا صدای تصادفی است. الکتریسیته برای تبدیل شدن به سیگنال های مفیدی که اطلاعات (موسیقی یا صدا) را منتقل می کند، ابتدا باید مدوله شود. بنابراین، مدولاسیون اساس سیگنال های رادیویی AM و FM است.
کلمه دیگری برای مدولاسیون تغییر است. تابش الکترومغناطیسی باید مدوله یا تغییر یابد تا به عنوان یک انتقال رادیویی مفید باشد. بدون مدولاسیون، سیگنال رادیویی نمی تواند اطلاعات را حمل کند.
وقتی صحبت از پخش رادیویی به میان می آید، تابش الکترومغناطیسی (الکتریسیته موجود در هوا) باید با اطلاعاتی که ارسال می شود مدوله شود.
برای درک بهتر مفهوم مدولاسیون، به بینایی فکر کنید. یک تکه کاغذ خالی تا زمانی که مدوله نشود یا به روشی معنادار تغییر کند بی فایده است. برای انتقال اطلاعات مفید باید روی کاغذ بنویسید یا نقاشی بکشید.
پخش رادیو AM
رادیو AM از مدولاسیون دامنه استفاده می کند که ساده ترین شکل پخش رادیویی است. برای درک مدولاسیون دامنه، به یک سیگنال (یا موج) ثابت که با فرکانس 1000 کیلوهرتز در باند AM پخش می شود فکر کنید. دامنه (یا ارتفاع) سیگنال ثابت بدون تغییر یا تعدیل نشده است، بنابراین هیچ اطلاعات مفیدی ندارد.
این سیگنال ثابت فقط نویز تولید می کند تا زمانی که با اطلاعاتی مانند صدا یا موسیقی مدوله شود. این مدولاسیون منجر به تغییر در قدرت دامنه سیگنال ثابت می شود که به نسبت مستقیم اطلاعات افزایش و کاهش می یابد. فقط دامنه تغییر می کند. فرکانس ثابت می ماند.
رادیو AM در قاره آمریکا در طیفی از فرکانس‌ها از ۵۲۰ کیلوهرتز تا ۱، ۷۱۰ کیلوهرتز کار می‌کند. سایر کشورها و مناطق دارای محدوده فرکانس متفاوتی هستند. فرکانس خاص به عنوان فرکانس حامل شناخته می شود، که وسیله نقلیه ای است که توسط آن سیگنال واقعی از یک آنتن پخش به یک تیونر گیرنده منتقل می شود.
رادیو AM در فواصل دورتر مخابره می کند. دارای ایستگاه های بیشتری در یک محدوده فرکانس مشخص است و به راحتی توسط گیرنده ها قابل دریافت است. اما سیگنال های AM بیشتر مستعد نویز و تداخل استاتیک هستند، مانند طوفان رعد و برق. الکتریسیته تولید شده توسط رعد و برق نویزهایی تولید می کند که تیونرهای AM آن را دریافت می کنند.
رادیو AM همچنین دارای محدوده صوتی محدودی است، از 200 هرتز تا 5 کیلوهرتز، که آن را برای رادیو مکالمه بهتر از موسیقی می کند. برای موسیقی، سیگنال‌های AM کیفیت صدای پایین‌تری نسبت به FM دارند.
پخش رادیو FM
رادیو FM از مدولاسیون فرکانس استفاده می کند. برای درک مدولاسیون فرکانس، سیگنالی با فرکانس و دامنه ثابت در نظر بگیرید. فرکانس سیگنال بدون تغییر یا تعدیل نشده است، بنابراین هیچ اطلاعات مفیدی در آن وجود ندارد.
وقتی اطلاعاتی را به این سیگنال معرفی می کنید، تغییری در فرکانس مستقیماً متناسب با اطلاعات ایجاد می شود. وقتی فرکانس بین کم و زیاد مدوله می شود، فرکانس حامل در حال انتقال موسیقی یا صدا است.در نتیجه فقط فرکانس تغییر می کند. دامنه در تمام مدت ثابت می ماند.
رادیو FMدر محدوده 87.5 مگاهرتز تا 108.0 مگاهرتز کار می کند که محدوده فرکانس بالاتری نسبت به رادیو AM است. محدوده فاصله برای انتقال FM محدودتر از AM است، معمولا کمتر از 100 مایل.
با این حال، رادیو FM برای موسیقی مناسب تر است. محدوده پهنای باند بالاتر 30 هرتز تا 15 کیلوهرتز کیفیت صدایی را تولید می کند که ما از آن لذت می بریم و ترجیح می دهیم. برای داشتن یک منطقه تحت پوشش بیشتر، ارسال‌های FM به ایستگاه‌های اضافی برای انتقال سیگنال‌ها بیشتر نیاز دارند.
پخش FM معمولاً به صورت استریو انجام می شود (چند ایستگاه AM نیز می توانند سیگنال های استریو را پخش کنند). اگرچه سیگنال‌های FM کمتر در معرض نویز و تداخل هستند، موانع فیزیکی، مانند ساختمان‌ها و تپه‌ها، می‌توانند آنها را محدود کرده و بر دریافت کلی تأثیر بگذارند.
به همین دلیل است که می‌توانید ایستگاه‌های رادیویی خاصی را در برخی مکان‌ها راحت‌تر از مکان‌های دیگر انتخاب کنید، یا چرا هنگام رانندگی در مناطق مختلف، ایستگاه‌های رادیویی را از دست می‌دهید.
