La radio AM/FM può sembrare pura magia. Accendi la radio e ascolta musica, talk show o qualsiasi altro intrattenimento audio trasmesso da una fonte situata a centinaia, se non migliaia, di chilometri di distanza. Ma la radio non è magia. È un processo semplice ma affascinante. Ecco come vengono create e trasmesse le onde radio.
Cosa sono le onde radio?
AM sta per Amplitude Modulation e FM sta per Frequency Modulation. Sia i programmi radio AM che FM vengono trasmessi via etere tramite onde radio, che fanno parte di una gamma di onde elettromagnetiche che includono raggi gamma, raggi X, raggi ultravioletti, luce visibile, infrarossi e microonde.
Le onde elettromagnetiche sono ovunque, ovunque, a frequenze diverse. Le onde radio hanno proprietà simili alle onde luminose (come riflessione, polarizzazione, diffrazione e rifrazione), ma le onde radio esistono a una frequenza a cui i tuoi occhi non sono sensibili.
Le onde elettromagnetiche sono generate dalla corrente alternata (AC), l'energia elettrica utilizzata per far funzionare la maggior parte della tecnologia nella tua casa e nella tua vita, dalle lavatrici ai televisori ai dispositivi mobili.
Negli Stati Uniti, la corrente alternata funziona a 120 volt a 60 Hz. Ciò significa che la corrente si alterna (cambia direzione) nel filo 60 volte al secondo. Altri paesi utilizzano 50 Hz come standard.
Sebbene sia 50 che 60 Hz siano considerati frequenze relativamente basse, le correnti alternate generano un livello base di radiazione elettromagnetica (EMR). Ciò significa che parte dell'energia elettrica fuoriesce dal filo e viene trasmessa nell'aria.
Più alta è la frequenza dell'elettricità, più energia riesce a sfuggire al filo nello spazio aperto. Questo è il motivo per cui la radiazione elettromagnetica è talvolta vagamente descritta come "elettricità nell'aria".
Il concetto di modulazione
L'elettricità nell'aria è un rumore casuale. Per essere trasformati in segnali utili che trasmettono informazioni (musica o voce), l'elettricità deve prima essere modulata. Pertanto, la modulazione è la base per i segnali radio AM e FM.
Un' altra parola per la modulazione è cambiamento. La radiazione elettromagnetica deve essere modulata o modificata per essere utile come trasmissione radio. Senza modulazione, un segnale radio non può trasportare informazioni.
Quando si tratta di trasmissioni radiofoniche, la radiazione elettromagnetica (elettricità nell'aria) deve essere modulata con le informazioni da inviare.
Per comprendere meglio il concetto di modulazione, pensa alla visione. Un pezzo di carta bianco è inutile finché non viene modulato o modificato in 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 di trasmissione radiofonica più semplice. Per comprendere la modulazione di ampiezza, pensa a un segnale (o onda) costante che trasmette a 1.000 kHz sulla banda AM. L'ampiezza (o l' altezza) del segnale costante è invariata o non modulata, quindi non contiene alcuna informazione utile.
Questo segnale costante produce solo rumore finché non viene modulato con informazioni, come voce o musica. Questa modulazione determina una modifica dell'intensità dell'ampiezza del segnale costante, che aumenta e diminuisce in proporzione diretta all'informazione. Cambia solo l'ampiezza. La frequenza rimane costante.
La radio AM nelle Americhe opera in una gamma di frequenze 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 attraverso il quale il segnale effettivo viene trasportato da un'antenna di trasmissione a un sintonizzatore ricevente.
La radio AM trasmette a distanze maggiori. Ha più stazioni in una determinata gamma di frequenze e può essere facilmente rilevata 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 rilevati dai sintonizzatori AM.
La radio AM ha anche una gamma audio limitata, da 200 Hz a 5 kHz, il che la rende migliore per la radio parlata che per la musica. Per la musica, i segnali AM hanno una qualità del suono inferiore rispetto a FM.
Trasmissioni radio FM
La radio FM utilizza la modulazione di frequenza. Per comprendere la modulazione di frequenza, considera un segnale con una frequenza e un'ampiezza costanti. La frequenza del segnale è invariata o non modulata, quindi non sono contenute informazioni utili.
Quando introduci informazioni a questo segnale, c'è un cambiamento nella frequenza direttamente proporzionale all'informazione. Quando la frequenza è modulata tra bassa e alta, la frequenza portante trasmette musica o voce. Di conseguenza cambia solo la frequenza. L'ampiezza rimane costante per tutto il tempo.
La radio FM funziona nella gamma da 87,5 MHz a 108,0 MHz, una gamma di frequenza superiore rispetto alla radio AM. L'intervallo di distanza per le trasmissioni FM è più limitato di AM, in genere inferiore a 100 miglia.
Tuttavia, la radio FM è più adatta per la musica. La gamma di larghezza di banda più ampia da 30 Hz a 15 kHz produce la qualità del suono che ci piace e preferiamo. Per avere un'area di copertura maggiore, le trasmissioni FM necessitano di stazioni aggiuntive per trasportare ulteriormente i segnali.
Le trasmissioni FM vengono comunemente eseguite in stereo (alcune stazioni AM possono anche trasmettere segnali stereo). Sebbene i segnali FM siano meno suscettibili al rumore e alle interferenze, le barriere fisiche, come edifici e colline, possono limitarli e influire sulla ricezione complessiva.
Questo è il motivo per cui puoi ascoltare alcune stazioni radio più facilmente in alcuni luoghi rispetto ad altri, o perché perdi stazioni mentre guidi in aree diverse.
