AM/FM-Radio kann sich wie pure Magie anfühlen. Sch alten Sie das Radio ein und hören Sie Musik, Talkshows oder andere Audiounterh altung, die von einer Quelle ausgestrahlt wird, die Hunderte, wenn nicht Tausende von Kilometern entfernt ist. Aber Radio ist keine Zauberei. Es ist ein unkomplizierter, wenn auch faszinierender Prozess. Hier sehen Sie, wie Radiowellen erzeugt und gesendet werden.
Was sind Funkwellen?
AM steht für Amplitudenmodulation und FM steht für Frequenzmodulation. Sowohl AM- als auch FM-Radioprogramme werden über Funkwellen übertragen, die Teil einer Reihe elektromagnetischer Wellen sind, zu denen Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, ultraviolette Strahlen, sichtbares Licht, Infrarot und Mikrowellen gehören.
Elektromagnetische Wellen sind überall, überall, mit unterschiedlichen Frequenzen. Radiowellen haben ähnliche Eigenschaften wie Lichtwellen (wie Reflexion, Polarisation, Beugung und Brechung), aber Radiowellen existieren bei einer Frequenz, für die Ihre Augen nicht empfindlich sind.
Elektromagnetische Wellen werden durch Wechselstrom (AC) erzeugt, die elektrische Energie, mit der die meisten Technologien in Ihrem Haus und Leben betrieben werden, von Waschmaschinen über Fernseher bis hin zu mobilen Geräten.
In den Vereinigten Staaten arbeitet Wechselstrom mit 120 Volt bei 60 Hz. Das bedeutet, dass der Strom im Draht 60 Mal pro Sekunde alterniert (die Richtung wechselt). Andere Länder verwenden 50 Hz als Standard.
Obwohl sowohl 50 als auch 60 Hz als relativ niedrige Frequenzen angesehen werden, erzeugen die Wechselströme ein Grundniveau an elektromagnetischer Strahlung (EMR). Das bedeutet, dass ein Teil der elektrischen Energie aus dem Draht entweicht und in die Luft übertragen wird.
Je höher die Frequenz des Stroms, desto mehr Energie entweicht aus dem Draht ins Freie. Aus diesem Grund wird elektromagnetische Strahlung manchmal salopp als „Elektrizität in der Luft“bezeichnet.
Das Konzept der Modulation
Elektrizität in der Luft ist zufälliges Rauschen. Um in nützliche Signale umgewandelt zu werden, die Informationen (Musik oder Sprache) übertragen, muss Strom zunächst moduliert werden. Daher ist die Modulation die Grundlage für AM- und FM-Radiosignale.
Ein anderes Wort für Modulation ist Veränderung. Elektromagnetische Strahlung muss moduliert oder verändert werden, um als Funkübertragung nützlich zu sein. Ohne Modulation kann ein Funksignal keine Informationen übertragen.
Bei Radiosendungen muss die elektromagnetische Strahlung (Elektrizität in der Luft) mit der zu sendenden Information moduliert werden.
Um das Konzept der Modulation besser zu verstehen, denken Sie an das Sehen. Ein leeres Blatt Papier ist nutzlos, bis es auf sinnvolle Weise moduliert oder verändert wird. Sie müssen auf das Papier schreiben oder zeichnen, um nützliche Informationen mitzuteilen.
AM-Radiosendungen
AM-Radio verwendet Amplitudenmodulation, die einfachste Form von Radiosendungen. Um die Amplitudenmodulation zu verstehen, stellen Sie sich ein Dauersignal (oder eine Welle) vor, das mit 1.000 kHz auf dem AM-Band ausgestrahlt wird. Die Amplitude (oder Höhe) des konstanten Signals ist unverändert oder unmoduliert, sodass es keine nützlichen Informationen enthält.
Dieses stetige Signal erzeugt nur Rauschen, bis es mit Informationen wie Sprache oder Musik moduliert wird. Diese Modulation führt zu einer Änderung der Amplitudenstärke des stationären Signals, die direkt proportional zur Information zunimmt und abnimmt. Nur die Amplitude ändert sich. Die Frequenz bleibt konstant.
AM-Radio in Amerika arbeitet in einem Frequenzbereich von 520 kHz bis 1.710 kHz. Andere Länder und Regionen haben andere Frequenzbereiche. Die spezifische Frequenz ist als Trägerfrequenz bekannt, die das Mittel ist, mit dem das eigentliche Signal von einer Rundfunkantenne zu einem Empfangstuner übertragen wird.
AM-Radio überträgt über größere Entfernungen. Es hat mehr Sender in einem bestimmten Frequenzbereich und kann problemlos von Empfängern aufgenommen werden. AM-Signale sind jedoch anfälliger für Rauschen und statische Interferenzen, z. B. während eines Gewitters. Der vom Blitz erzeugte Strom erzeugt Rauschspitzen, die AM-Tuner auffangen.
AM-Radio hat auch einen begrenzten Audiobereich von 200 Hz bis 5 kHz, was es besser für Talk-Radio als für Musik macht. Bei Musik haben AM-Signale eine geringere Tonqualität als FM.
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 unmoduliert, daher sind keine nützlichen Informationen enth alten.
Wenn Sie diesem Signal Informationen hinzufügen, ändert sich die Frequenz direkt proportional zur Information. Wenn die Frequenz zwischen niedrig und hoch moduliert wird, überträgt die Trägerfrequenz Musik oder Sprache. Nur die Frequenz ändert sich dadurch. Die Amplitude bleibt die ganze Zeit über konstant.
UKW-Radio arbeitet im Bereich von 87,5 MHz bis 108,0 MHz, einem höheren Frequenzbereich als AM-Radio. Die Reichweite für FM-Übertragungen ist begrenzter als für 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 genießen und bevorzugen. Um einen größeren Abdeckungsbereich zu haben, benötigen UKW-Übertragungen zusätzliche Sender, um Signale weiter zu übertragen.
UKW-Sendungen werden üblicherweise in Stereo gesendet (einige AM-Sender können auch Stereosignale senden). Obwohl UKW-Signale weniger anfällig für Rauschen und Interferenzen sind, können physische Barrieren wie Gebäude und Hügel sie einschränken und den Gesamtempfang beeinträchtigen.
Deshalb können Sie bestimmte Radiosender an manchen Orten leichter empfangen als an anderen oder verlieren Sender, wenn Sie durch verschiedene Gegenden fahren.
