Come capire il funzionamento della radio AM/FM

La radio AM/FM pụ sembrare pura magia. Accendere la radio e ascoltare musica, talk show o altri intrattenimenti audio trasmessi da una fonte a centinaia, se non migliaia, di chilometri di distanza. Ma la radio non è una magia. È un processo semplice, anche se affascinante. Qui vediamo come vengono create ed emesse le onde radio.

Cosa sono le onde radio?

AM sta per Modulazione di ampiezza e FM sta per Modulazione di frequenza. Sia i programmi radio AM che FM sono trasmessi attraverso l’aria tramite onde radio, che fanno parte di una gamma di onde elettromagnetiche che includono i raggi gamma, raggi X, raggi ultravioletti, luce visibile, infrarossi e microonde. Le onde elettromagnetiche sono ovunque, a diverse frequenze . Le onde radio hanno proprietà simili alle onde luminose (come la riflessione, la polarizzazione, la diffrazione e la rifrazione), ma le onde radio esistono ad una frequenza a cui i tuoi occhi non sono sensibili. Le onde elettromagnetiche sono generate dalla corrente alternata (AC), la potenza elettrica che viene utilizzata per eseguire la maggior parte della tecnologia nella vostra casa e nella vostra vita, dalle lavatrici ai televisori ai dispositivi mobili . Negli Stati Uniti, la corrente alternata funziona a 120 volt a 60 Hz, che significa che la corrente si alterna (cambia direzione) nel filo 60 volte al secondo . Altri paesi usano 50 Hz come standard . Anche se entrambi 50 e 60 Hz sono considerati frequenze relativamente basse, le correnti alternate generano un livello base di radiazione elettromagnetica (EMR). Cị significa che una parte dell’energia elettrica sfugge dal cavo e viene trasmessa nell’aria.

Più alta è la frequenza dell’elettricità, più energia sfugge dal cavo nello spazio aperto. Questo è il motivo per cui la radiazione elettromagnetica è talvolta descritta in modo impreciso come « elettricità nell’aria «.

Il concetto di modulazione

L’elettricità nell’aria è un rumore casuale. Per diventare segnali utili per trasmettere informazioni (musica o voce), l’elettricità deve prima essere modulata. Pertanto, la modulazione è la base dei segnali radio AM e FM. Un’altra parola per modulazione è shift. La radiazione elettromagnetica deve essere modulata o modificata per essere utile come trasmissione radio. Senza modulazione, un segnale radio non pụ trasportare informazioni. Quando si tratta di trasmissioni radio, la radiazione elettromagnetica (elettricità nell’aria) deve essere modulata con le informazioni da inviare.

Per capire meglio il concetto di modulazione, pensate alla visione. Un pezzo di carta bianco è inutile finché non viene modulato o cambiato in qualche modo significativo. Devi scrivere o disegnare sul foglio per comunicare informazioni utili.

Trasmissioni radio AM

La radio AM utilizza la modulazione di ampiezza, la forma più semplice di trasmissione radiofonica. Per capire la modulazione di ampiezza, pensate a un segnale costante (o onda) che trasmette a 1.000 kHz nella banda AM. L’ampiezza (o altezza) del segnale costante non cambia, o non è modulato, quindi non trasmette alcuna informazione utile. Questo segnale fisso produce solo rumore finché non viene modulato con informazioni, come la voce o la musica. Questa modulazione provoca un cambiamento nell’intensità dell’ampiezza del segnale fisso, che aumenta e diminuisce in proporzione diretta all’informazione. La radio AM nelle Americhe opera in una gamma di frequenza da 520 kHz a 1.710 kHz . Altri paesi e regioni hanno gamme di frequenza diverse. La frequenza specifica è nota come frequenza portante, che è il veicolo con cui il segnale effettivo viene portato da un’antenna trasmittente a un sintonizzatore ricevente. La radio AM trasmette su distanze maggiori . Ha più stazioni in una data gamma di frequenza e pụ essere facilmente captato dai ricevitori. Ma i segnali AM sono più suscettibili al rumore e alle interferenze statiche, come durante un temporale . L’elettricità generata dai fulmini produce picchi di rumore che i sintonizzatori AM raccolgono.

La radio AM ha anche una gamma audio limitata, da 200 Hz a 5 kHz, quindi è meglio per la radio parlata che per la musica. Per la musica, i segnali AM sono di qualità sonora inferiore a quelli di FM.

Trasmissioni radio FM

La radio FM usa la modulazione di frequenza. Per capire la modulazione di frequenza, considerate un segnale con una frequenza e un’ampiezza costanti. La frequenza del segnale non cambia o non è modulata, quindi non contiene informazioni utili. Quando un’informazione viene immessa in questo segnale, c’è un cambiamento di frequenza direttamente proporzionale all’informazione. Quando la frequenza è modulata tra bassa e alta, la frequenza portante sta trasmettendo musica o voce. L’ampiezza rimane costante per tutto il tempo. La radio FM opera nella gamma da 87,5 MHz a 108,0 MHz, una gamma di frequenza più alta della radio AM. La gamma di distanza per le trasmissioni FM è più limitata di AM, tipicamente meno di 100 miglia. Tuttavia, la radio FM è più adatta alla musica. La gamma di larghezza di banda superiore, da 30 Hz a 15 kHz, produce la qualità del suono che ci piace e preferiamo. Per avere un’area di copertura più ampia, le trasmissioni FM hanno bisogno di stazioni aggiuntive per portare i segnali più lontano. Le trasmissioni FM sono comunemente fatte in stereo (alcune stazioni AM possono anche trasmettere segnali stereo). Anche se i segnali FM sono meno suscettibili al rumore e alle interferenze, le barriere fisiche come gli edifici e le colline possono limitarli e influenzare la ricezione generale.

Pertanto, alcune stazioni radio possono essere captate più facilmente in alcuni luoghi che in altri, o le stazioni possono essere perse quando si guida in aree diverse.

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