AM/FM-radio kan aanvoelen als pure magie. Zet de radio aan en luister naar muziek, talkshows of ander audio-entertainment dat wordt uitgezonden vanaf een bron die zich honderden, zo niet duizenden kilometers verderop bevindt. Maar radio is geen magie. Het is een eenvoudig maar fascinerend proces. Hier is een blik op hoe radiogolven worden gemaakt en uitgezonden.
Wat zijn radiogolven?
AM staat voor Amplitude Modulation en FM staat voor Frequency Modulation. Zowel AM- als FM-radioprogramma's worden via de ether uitgezonden via radiogolven, die deel uitmaken van een reeks elektromagnetische golven, waaronder gammastralen, röntgenstralen, ultraviolette stralen, zichtbaar licht, infrarood en magnetron.
Elektromagnetische golven zijn overal, overal, op verschillende frequenties. Radiogolven hebben eigenschappen die vergelijkbaar zijn met lichtgolven (zoals reflectie, polarisatie, diffractie en breking), maar radiogolven bestaan op een frequentie waarvoor je ogen niet gevoelig zijn.
Elektromagnetische golven worden gegenereerd door wisselstroom (AC), de elektrische stroom die wordt gebruikt om de meeste technologie in uw huis en leven te laten werken, van wasmachines tot televisies tot mobiele apparaten.
In de Verenigde Staten werkt wisselstroom op 120 volt bij 60 Hz. Dit betekent dat de stroom 60 keer per seconde wisselt (van richting verandert). Andere landen gebruiken 50 Hz als standaard.
Hoewel zowel 50 als 60 Hz als relatief lage frequenties worden beschouwd, genereren de wisselstromen een basisniveau van elektromagnetische straling (EMR). Dit betekent dat een deel van de elektrische energie uit de draad ontsnapt en in de lucht wordt overgebracht.
Hoe hoger de frequentie van de elektriciteit, hoe meer energie er uit de draad kan ontsnappen naar de open ruimte. Daarom wordt elektromagnetische straling soms losjes omschreven als 'elektriciteit in de lucht'.
Het concept van modulatie
Elektriciteit in de lucht is willekeurig geluid. Om te worden omgezet in bruikbare signalen die informatie doorgeven (muziek of stem), moet elektriciteit eerst worden gemoduleerd. Daarom is modulatie de basis voor AM- en FM-radiosignalen.
Een ander woord voor modulatie is verandering. Elektromagnetische straling moet worden gemoduleerd of gewijzigd om bruikbaar te zijn als radiotransmissie. Zonder modulatie kan een radiosignaal geen informatie overdragen.
Als het gaat om radio-uitzendingen, moet de elektromagnetische straling (elektriciteit in de lucht) worden gemoduleerd met de informatie die moet worden verzonden.
Om het concept van modulatie beter te begrijpen, denk aan visie. Een blanco vel papier is nutteloos totdat het op een zinvolle manier wordt gemoduleerd of veranderd. Je moet op het papier schrijven of tekenen om nuttige informatie door te geven.
AM-radio-uitzendingen
AM-radio maakt gebruik van amplitudemodulatie, de eenvoudigste vorm van radio-uitzendingen. Om amplitudemodulatie te begrijpen, moet u denken aan een stabiel signaal (of golf) dat uitzendt op 1.000 kHz op de AM-band. De amplitude (of hoogte) van het constante signaal is ongewijzigd of niet-gemoduleerd, dus het bevat geen bruikbare informatie.
Dit constante signaal produceert alleen ruis totdat het wordt gemoduleerd met informatie, zoals spraak of muziek. Deze modulatie resulteert in een verandering in de amplitudesterkte van het stabiele signaal, die recht evenredig met de informatie toeneemt en afneemt. Alleen de amplitude verandert. De frequentie blijft constant.
AM-radio in Amerika werkt in een frequentiebereik van 520 kHz tot 1.710 kHz. Andere landen en regio's hebben verschillende frequentiebereiken. De specifieke frequentie staat bekend als de draaggolffrequentie, het voertuig waarmee het eigenlijke signaal van een zendantenne naar een ontvangende tuner wordt overgebracht.
AM-radio zendt over grotere afstanden. Het heeft meer stations in een bepaald frequentiebereik en kan gemakkelijk worden opgepikt door ontvangers. Maar AM-signalen zijn gevoeliger voor ruis en statische interferentie, zoals tijdens onweer. De elektriciteit die door bliksem wordt opgewekt, produceert ruispieken die AM-tuners opvangen.
AM-radio heeft ook een beperkt audiobereik, van 200 Hz tot 5 kHz, waardoor het beter is voor praatradio dan voor muziek. Voor muziek zijn AM-signalen van een lagere geluidskwaliteit dan FM.
FM-radio-uitzendingen
FM-radio maakt gebruik van frequentiemodulatie. Om frequentiemodulatie te begrijpen, overweeg een signaal met een constante frequentie en amplitude. De frequentie van het signaal is ongewijzigd of niet-gemoduleerd, dus er zit geen bruikbare informatie in.
Als je informatie aan dit signaal toevoegt, verandert de frequentie recht evenredig met de informatie. Wanneer de frequentie wordt gemoduleerd tussen laag en hoog, zendt de draaggolffrequentie muziek of spraak uit. Alleen de frequentie verandert daardoor. De amplitude blijft de hele tijd constant.
FM-radio werkt in het bereik van 87,5 MHz tot 108,0 MHz, een hoger frequentiebereik dan AM-radio. Het afstandsbereik voor FM-uitzendingen is beperkter dan bij AM, meestal minder dan 100 mijl.
FM-radio is echter beter geschikt voor muziek. Het hogere bandbreedtebereik van 30 Hz tot 15 kHz produceert de geluidskwaliteit waar we van genieten en waar we de voorkeur aan geven. Om een groter dekkingsgebied te hebben, hebben FM-uitzendingen extra zenders nodig om de signalen verder te dragen.
FM-uitzendingen worden meestal in stereo gedaan (een paar AM-zenders kunnen ook stereosignalen uitzenden). Hoewel FM-signalen minder gevoelig zijn voor ruis en interferentie, kunnen fysieke barrières, zoals gebouwen en heuvels, deze beperken en de algehele ontvangst beïnvloeden.
Dit is de reden waarom je op sommige plaatsen bepaalde radiozenders gemakkelijker kunt oppikken dan op andere, of waarom je zenders kwijtraakt als je door verschillende gebieden rijdt.
