Jak to działa? Cz. 8: radio

Radio wydaje się dziś urządzeniem tak przestarzałym, że zasada jego działania nie może być trudna, prawda? W końcu jakie zaawansowane technologie mogły powstać w prehistorii, aż 120 lat temu?

  1. Jak działają nadajniki i odbiorniki radiowe?
  2. Jak to możliwe, że fala akustyczna staje się falą radiową, a potem znów akustyczną?
  3. Jakie są różnice między stacjami radiowymi AM i FM?
  4. Czy radio ma przyszłość?

Jak działa radio?

Na pytanie: „Jak działa radio?” każdy odpowie, że wyłapuje fale radiowe. Tylko co to właściwie znaczy? Jak dźwięk staje się falą radiową? Co sprawia, że potem znów staje się dźwiękiem?

Fale radiowe to promieniowanie elektromagnetyczne o określonych częstotliwościach: od 3 kHz do 3 Thz. Światło też jest promieniowaniem elektromagnetycznym, ale o innej długości fali. Poprzez promieniowanie można przesyłać przeróżne informacje – od dźwięku, przez obraz, aż po polecenie aktywacji urządzenia, np. sterowanego radiem samochodziku.

Radioodbiorniki, o których tu mówimy – czyli radia służące do słuchania aksamitnego głosu Wojciecha Manna – są urządzeniami stworzonymi w celu odbierania fal z określonego przedziału i o określonej długości, oraz do przetwarzania ich na dźwięk.

Na filmie: Tokyo Tower, czyli gigantyczna wieża radiowa.

System nadajników i odbiorników działa, w uproszczeniu, następująco: jeżeli do anteny zostanie podłączone zasilanie, poruszające się w niej elektrony zaczną generować pole elektromagnetyczne. Jeśli w jego zasięgu znajdzie się druga antena, również i w niej zacznie płynąć prąd.

Teraz wystarczy zrozumieć, jak dźwięk staje się falą, i jak z powrotem zmienia się w dźwięk, aby pojąć działanie radia.

Jak dźwięk staje się falą radiową?

Jeżeli przyłożymy zasilanie do anteny, wygenerujemy falę radiową, ale będzie to pozbawiony informacji szum. To jednak dobry punkt wyjścia: wystarczy włączać i wyłączać zasilanie, aby móc nadawać alfabetem Morse'a. Jeżeli jednak zaczniemy modulować falę – pobawimy się jej amplitudą lub częstotliwością, czyli wychyleniem sinusoidy lub prędkością, z jaką się zmienia – zaczniemy uzyskiwać inne dźwięki.

Zobacz również: Samsung Chronos 700Z5A

W trakcie nagrywania audycji, kiedy mówimy lub gramy na instrumencie, dźwięk, czyli fale akustyczne, jest przetwarzany przez mikrofon na sygnał elektryczny, zwany sygnałem informacyjnym. Nie będziemy zgłębiać tego zagadnienia – działanie mikrofonu to temat na inny odcinek cyklu. W każdym razie: głos spikera zostaje przetworzony na prąd. Teoretycznie już teraz fala mogłaby pójść w eter, jednak tak się nie dzieje.

Transmitowanie pierwotnego sygnału byłoby zbyt kosztowne ze względu na jego niewielką moc. Nadajnik generuje więc silniejszą, pozbawioną informacji falę nośną, która jest modulowana na podobieństwo sygnału informacyjnego. Aby odbiornik wyłowił tę jedną spośród niezliczonej ilości fal, potrzebuje tunera, który dostosowuje się do określonej częstotliwości i wyodrębnia oraz wzmacnia sygnał, który jest na niej nadawany.

Wystarczy ustawić częstotliwość, na której nadawana jest nasza audycja – i voila! Przechwycona fala elektromagnetyczna zostanie "odczytana" przez demodulator, który wyodrębni pierwotną informację zawartą w zmodulowanej fali nośnej, i przetworzona w falę akustyczną przez głośnik.

Jaka jest różnica między stacjami AM i FM?

Różnica między radiem AM i FM tkwi w sposobie modulacji fali. Stacje AM wykorzystują modyfikację amplitudy do kodowania informacji o dźwięku, natomiast stacje FM – modyfikację częstotliwości. Każda z opcji ma wady i zalety.

Zobrazowanie różnych sposobów modulacji fali

Sygnał AM, działający w niższych częstotliwościach, oferuje niższą jakość dźwięku, ale nadawanie wiąże się z mniejszymi kosztami. Zasięg radia AM jest duży, lecz fale mogą zostać stosunkowo łatwo zakłócone poprzez warunki pogodowe czy nakładające się sygnały radiowe. Zakłócenie sygnału FM w taki sposób jest trudniejsze, a jakość dźwięku wyższa, ale zasięg jest mniejszy i dodatkowo ograniczany m.in. przez wysokie budynki czy przeszkody terenowe.

Radio nie ma przyszłości?

Pamiętacie piosenkę „Video Killed the Radio Star” autorstwa The Buggles? Pierwszy w historii MTV teledysk – właśnie do niej – zapowiadał rewolucję w świecie muzyki. Kto miałby słuchać radia, skoro może słuchać i jednocześnie oglądać telewizję? Nowe i lepsze wyprze stare i gorsze, nie może być inaczej.

Oczywiście stało się inaczej. Radio wciąż jest popularne. Według Komitetu Badań Radiowych prawie trzy czwarte Polaków włącza odbiornik co najmniej na 15 minut dziennie. W 2015 przeciętny słuchacz słuchał audycji średnio przez 4,5 godziny dziennie. Temu niemłodemu już medium nic nie grozi… choć zgubę wieszczono mu nawet tuż po jego narodzinach.

Radio nie ma przyszłości” - takie słowa przypisuje się Sir Williamowi Thomasowi, Baronowi Kelvin, odkrywcy jednego ze zjawisk termodynamicznych. Ten znakomity naukowiec, usłyszawszy w 1894 r. o nowym wynalazku, uznał, że nie ma szans się przyjąć. Pięć lat później rozpoczęła działalność pierwsza fabryka radioodbiorników.

Pamiętajmy też, że i radio, i telewizja były uważane za wielkie zagrożenie dla prasy. Telewizja 3D miała wyprzeć 2D, a co kilka lat mówi się o czających się tuż za rogiem końcu konsol do gier – który nigdy nie następuje. Staremu, dobremu radiu — które możemy słuchać w tle podczas pracy, i które jest mniejsze i poręczniejsze niż telewizor czy komputer — jeszcze długo nic nie zagrozi.

Zobacz więcej artykułów z serii: Jak to działa?

Podziel się:

Przeczytaj także:

Ten artykuł ma 1 komentarz

Pokaż wszystkie komentarze

Także w kategorii Technologie:

Niezwykłe urządzenia: największe, najszybsze i najdroższe maszyny świata Julian Assange: drzazga w tyłku prezydenta. WikiLeaks ujawnia to, co władze chcą ukryć "Spagettifikacja". Co się stanie, jeżeli wpadniesz do czarnej dziury? Zmiana czasu. Dlaczego dwa razy w roku przestawiamy zegarki? Jak brzmi liczba pi? Długa historia płyty CD. Czy srebrny krążek ma jeszcze przyszłość? Współczesne czołgi i pojazdy bojowe Wojska Polskiego. Ten sprzęt ma nas obronić Nietypowe zastosowania WD-40. Do czego można go wykorzystać? Rok 1984: 35 lat temu Macintosh rzucił wyzwanie Wielkiemu Bratu Rosyjski Air Force One. Tak wygląda wnętrze osobistego samolotu Władimira Putina To lata! Najdziwniejsze samoloty pionierów lotnictwa Lotniskowiec z lodu. Projekt niezwykłego okrętu z czasów drugiej wojny światowej Konstruktor rzuca wyzwanie planowemu starzeniu. Lampa Dysona wytrzyma 37 lat Te samoloty mają nas bronić! Jakim sprzętem dysponuje polskie lotnictwo? Cuda techniki, które działają bez prądu Współczesne lotniskowce. Najpotężniejsze okręty, jakie kiedykolwiek pływały po morzach 11 zapomnianych konkurentów PlayStation: Jaguar, Amiga CD32, Apple Pippin i inne Najlepsze śmigłowce szturmowe dla polskiej armii Jeden z nich to chińska podróbka. Potrafisz wskazać, który? Genialny naukowiec wymyślił Internet na nowo. Poświęcił na to 40 lat życia Najlepsze małe, bezprzewodowe głośniki. Co oferują Harman Kardon, Creative, Marshall i Polk Audio? Kosmiczne technologie, których używamy na co dzień Jaki nóż wybrać? Najlepsze scyzoryki i foldery za 50, 100 i więcej złotych Sprzęt dla graczy – sposób na wyciąganie kasy od naiwnych czy narzędzia dla zawodowców?

Popularne w tym tygodniu:

Niezwykłe urządzenia: największe, najszybsze i najdroższe maszyny świata Projekt Babilon: tajna broń Saddama Husajna. Kto zamordował genialnego konstruktora?