18新利最新登入广播是如何工作的

由:马歇尔的大脑|
无线电波控制从AM / FM广播向车库门开器无线网络。”width=
无线电波控制从AM / FM广播向车库门开器无线网络。
iStockphoto /思想库

“无线电波传输音乐、谈话、图片和数据通过空气,常常超过数百万英里——这样的事情每天都在发生在成千上万的不同的方式!尽管无线电波是无形的和完全的人类,他们已经彻底改变了社会。无论我们谈论的是手机,一个婴儿监视器,一个无绳电话或任何其他成千上万的无线技术之一,他们用无线电波来交流。

这里有几个日常技术,依靠无线电波:

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例子不胜枚举…甚至诸如雷达和微波炉依靠无线电波。像通信和导航卫星是不可能没有无线电波,将现代航空,飞机取决于一打不同的无线电系统。当前的趋势无线上网使用无线电,这意味着在未来更多的便利!

有趣的是,在其核心,收音机是一个非常简单的技术。只有两个电子元件,成本最多一两美元,您可以建立简单的无线电发射器和接收器。如此简单的故事已经成为现代18新利最新登入世界的一种基础技术是迷人的!

在本文中,我们将探索广播技术,这样你就可以完全理解无形的无线电波使很多事情成为可能!18新利最新登入

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最简单的无线电

利用一个9伏电池用硬币的终端,您可以创建无线电波,AM收音机能收到!”width=
利用一个9伏电池用硬币的终端,您可以创建无线电波,AM收音机能收到!

广播可以非常简单,在世纪之交的这种简单性使早期的实验成为可能的任何人。18新利最新登入它可以多简单?这里有一个例子:

  • 取一个新鲜的9伏电池和一枚硬币。
  • 找到一个调频广播和优化它的刻度盘,你听到静态的。
  • 现在持有天线附近的电池和快速点击两个终端电池的硬币(这样你即时连接在一起)。
  • 你会听到收音机的裂纹是由于硬币的连接和断开。

你的电池/硬币组合是一个无线电发射器!不传输任何有用的(静态),也不会传播很远(只有几英寸,因为它不是优化距离)。但是如果您使用静态敲打出莫尔斯代码,你可以在交流与原油装置几英寸!

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(略)更复杂的收音机

如果你想获得更精细,使用金属文件和两条线。文件的处理连接到一个终端的9伏电池。另一块丝连接到其他终端,并运行免费的上下线文件结束。在黑暗中如果你这样做,你将能够看到非常小的9伏火花沿着文件的导线连接和断开连接和文件的山脊。保存文件在一个调频广播附近,你会听到很多静态的。

在早期的收音机、发射机被称为火花线圈,他们创建了一个连续流的火花在更高电压(例如20000伏)。高电压大脂肪火花像你看到创建的火花塞,他们可以传播得更远。今天,这样的发射机是非法的,因为它垃圾整个无线电频谱早期,但它工作得很好,是很常见的,因为没有多少人使用无线电波。

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无线电基础:部分

正如在前一节中所看到的,它是非常容易和静态传输。然而,今天所有无线电使用18新利最新登入连续的正弦波传输信息(音频、视频数据18luck手机登录)。我们今天用连续正弦波的原因,是因为有很多不同的人们和设备要使用无线电波在同一时间。如果你有办法看到他们,你会发现有成千上万的不同的无线电波的形式(正弦波)现在你身边——电视广播、AM和FM广播,警察和消防收音机、卫星电视传输,手机的对话,全球定位系统(GPS)信号,等等。是令人惊叹的有多少使用的无线18新利最新登入电波今天(见18新利最新登入无线电频谱是如何工作的得到一个想法)。每个不同的无线电信号使用不同的正弦波频率,那就是他们都是分开的。18新利最新登入

任何广播设置有两个部分:

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  • 发射机
  • 接收机

发射机需要某种类型的消息(可能是某人的声音,图片电视机、数据无线调制解调器或其他),编码到一个正弦波,传送无线电波。接收器接收到无线电波和解码来自正弦波它接收到的消息。发射机和接收机使用天线辐射和捕获无线电信号。

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无线电基础:现实生活中的例子

一个typical baby monitor, with the receiver on the left and the transmitter on the right: The transmitter sits in the baby's room and is essentially a mini "radio station." The parents carry the receiver around the house to listen to the baby. Typical transmission distance is limited to about 200 feet (61 m).”width=
一个典型的婴儿监视器,左边的接收机和发射机右边:发射机坐在婴儿的房间,本质上是一个迷你“电台”。的parents carry the receiver around the house to listen to the baby. Typical transmission distance is limited to about 200 feet (61 m).
18新利最新登入HowStuffWorks.com

一个婴儿监视器是简单的无线电技术。有发射机坐在宝宝的房间和一个接收机,父母倾听孩子使用。下面是一些典型的婴儿监视器的重要特征:

  • 调制:调幅(AM)
  • 频率范围:49 MHz
  • 频率:1或2
  • 发射机功率:0.25瓦特

(不要担心诸如“调制”和“频率”现在没有意义,我们会给他们。)

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手机也是一个电台和是一个更加复杂的设备(见18新利最新登入手机如何工作详情)。手机包含发射机和接收机,可以同时使用它们,可以理解数百种不同的频率,可以自动切换频率。下面是一些典型的模拟手机的重要特征:

  • 调制:调频(FM)
  • 频率范围:800 MHz
  • 频率数:1664(832 /提供者,两个供应商单位面积)
  • 发射机功率:3瓦

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简单的发射器

你可以了解无线电发射机的工作原理是如何从一个电池18新利最新登入和一条线。在18新利最新登入电磁铁的工作原理,您可以看到一个电池发送电电子(流)通过导线如果你连接电池的两个终端之间的连接。移动电子创建一个导线周围的磁场,这足以影响一个指南针。

假设你代替另一个线和电池的线平行但几英寸(5厘米)。如果你将一个非常敏感的电压表连接到电线,然后下面会发生:每次你连接或断开电池的第一线,你会感觉非常小的电压和电流在第二线;任何变化的磁场可以产生电场中的导体——这是任何发电机背后的基本原理。所以:

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  • 电池产生电子流在第一线。
  • 创建一个移动电子磁场线。
  • 第二线的磁场延伸。
  • 电子在第二线开始流动时在第一个线圈的磁场变化。

注意到一个重要的一点是电子在第二线流只有当你连接或断开连接电池。磁场不会引起电子流动线,除非磁场改变。连接和断开电池变化磁场(将电池连接到导线产生的磁场,同时切断崩溃字段),所以电子流动在这两个时刻在第二线。

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简单的发射器:自己做

连接电池时,导线的电压为1.5伏,当你断开连接,电压是零伏特。通过连接和断开电池很快,你创建一个方波,0和1.5伏特之间波动。”width=
连接电池时,导线的电压为1.5伏,当你断开连接,电压是零伏特。通过连接和断开电池很快,你创建一个方波,0和1.5伏特之间波动。

创建一个简单的无线电发射器,你要做的是创建一个快速变化的电流在一个线。你可以通过快速连接和断开电池,像这样:

更好的方法是创建一个不断变化的电流线。最简单和最顺利的形式不断变化波是一个正弦波如下所示:18新利最新登入

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一个正弦波之间的平稳波动,例如,10伏和-10伏特。”width=
例如,一个正弦波波动之间的顺利 10伏和-10伏特。

通过创建一个正弦波通过导线运行它,您将创建一个简单的无线电发射器。它非常容易创建一个正弦波——一个只有几个电子组件电容器和一个电感器可以创建正弦波,两个晶体管可以放大声波到一个强有力的信号(看到了吗18新利最新登入振荡器的工作原理细节,在这里是一个简单的发射机示意图)。通过发送信号天线,可以传输正弦波进入太空。

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传输信息18luck手机登录

如果你有一个正弦波和发射机发射天线的正弦波进入太空,你有一个广播电台。唯一的问题是,正弦波不包含任何信息。18luck手机登录你需要调节波以某种方式对信息进行编码。18luck手机登录有三种常见的方法来调节一个正弦波:

脉冲调制——在下午,只需打开和关闭正弦波。这是一个简单的方法来发送莫尔斯电码。点并不常见,但是一个很好的例子是发送信号的无线电系统无线电控制的时钟在美国。一个点发射机能够覆盖整个美国!

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振幅调制- - - - - - AM广播电台和图片的一部分电视信号用振幅调制编码信息。18luck手机登录在调幅,正弦波的振幅(其峰电压)变化。举个例子,一个人的声音产生的正弦波叠加到发射机正弦波的振幅变化。

频率调制调频广播电台和数以百计的其他无线技术(包括声音的一部分电视信号、无绳电话、手机等)使用频率调制。FM的优点是,它在很大程度上是受静态的。在调频发射机的正弦波频率变化略微基于信号的信息。18luck手机登录

一旦你的正弦波调制信息,可以发送信息!18luck手机登录

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接收AM信号

这是一个真实世界的例子。当你调整你的车的调频广播电台——例如,680年是拨号,发射机的正弦波是传输680000赫兹(正弦波重复680000次每秒)。的DJ的声音被调制到载波发射机通过改变振幅的正弦波。一个放大器放大信号,类似50000瓦的大型空间站。然后天线的无线电波发送到太空中。

那么你18新利最新登入的车的调频广播——接收器接收680000赫兹的信号发射机发送和提取信息(DJ的声音)吗?18luck手机登录下面是步骤:

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  • 除非你在身旁发射机,无线电接收机需要一个天线帮助其选择发射机的无线电波在空中。AM天线是一个简单的线或金属贴的数量增加发射机的波可以互动。
  • 你的无线电接收机需要调谐器。天线将收到成千上万的正弦波。调谐器的工作是独立的一个正弦波的成千上万的天线接收无线电信号。在这种情况下,调谐器调到接收680000赫兹的信号。调谐器使用一个原则共振。也就是说,调谐器产生共鸣在放大,一个特定的频率和空气中忽略所有其他的频率。很容易创建一个谐振器与一个电容器和一个电感器(查看18新利最新登入振荡器的工作原理电感和电容如何18新利最新登入一起工作来创建一个调谐器)。
  • 调谐器使无线电接收一个正弦波频率(在这种情况下,680000赫兹)。现在收音机提取DJ的声音的正弦波。这是用广播叫的一部分探测器解调器。在调频广播的情况下,探测器是由一个称为电子组件二极管。一个二极管允许电流在一个方向流过而不是其他,所以剪辑波的一边,像这样:
  • 收音机下放大剪信号并将其发送到演讲者(或一个耳机)。放大器是由一个或多个晶体管(晶体管越多扬声器放大,因此更多的权力)。

你所听到的来自扬声器DJ的声音!

在一个调频收音机,探测器是不同的,但其他的都是相同的。在调频,探测器变成声音频率的变化,但天线调谐器和放大器在很大程度上是相同的。

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最简单的是接收机

对于一个强大的信号,事实证明,您可以创建一个简单的无线电接收机只有两个部分和一些电线!这个过程是非常简单的,这里有你需要的东西:

  • 一个二极管你可以得到一个二极管在无线电器材公司大约1美元。零件号码276 - 1123。
  • 两块线你需要大约20到30英尺(15至20米)的电线。无线电器材公司零件号278 - 1224是伟大的,但任何线都可以。
  • 一个小金属股份你可以开车到地面(或者,如果发射机的栏杆或金属栅栏附近,你可以使用)
  • 一个水晶耳机——不幸的是,无线电器材公司不卖。18新利最新登入然而,无线电器材公司并出售水晶无线电设备(部件编号28 - 178)包含耳机,二极管,线和一个调谐器(这意味着你不需要站旁边的发射机工作),所有为10美元。

你现在需要找到和AM电台传输塔附近(在一英里/ 1.6公里左右)工作。这是你该怎么做:

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  • 推动股权在地上,或找到一个方便的金属栅栏。剥离绝缘的最后一块10英尺(3米)的线,把它补在股权/ 5或10倍后得到一个好的固体连接。这是地线。
  • 把二极管的另一端地线。
  • 取另一块线,10到20英尺长(3到6米)和连接的一端到另一端的二极管。这条线是你的天线。躺在地面上,或把它挂在树上,但确保裸结束不接触地面。
  • 连接两个从耳塞二极管两端,是这样的:

如果你把耳塞放在你的耳朵,你会听到电台——这是最简单的无线电接收机!这一些超级简单的项目将不工作如果你离车站很远,但它确实证明简单的无线电接收机可以。18新利最新登入

这是它是如何工18新利最新登入作的。你的线天线接收各种各样的无线电信号,但因为你是如此接近特定的发射机并不重要。附近的信号就会冲破一切数百万倍。因为你是如此接近传感器、天线也收到很多能源——足以推动耳机!因此,你不需要一个调谐器或电池或其他。二极管作为探测器的信号如前一节所述。所以你可以听到车站尽管缺乏一个调谐器和一个放大器!

无线电器材公司销售的晶体收音机工具箱(28 - 178)包含两个部分:一个电感器和一个电容器。这两个部分创建一个调谐器,给出了无线电额外的范围。看到18新利最新登入振荡器的工作原理获取详细信息。

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天线基础知识

你可能已经注意到,几乎每一个电台(喜欢你的手机,收音机在你的车,等等)有一个天线。天线有各种形状和大小,根据频率天线正试图获得。从长天线可以是任何东西,硬线(如AM / FM收音机天线在大多数汽车)一样奇怪的东西卫星天线。无线电发射器也用极高的天线塔来传输信号。

无线电发射机天线背后的想法是将无线电波发射到太空。接收器,这个想法是为了接尽可能多的发射机的功率和供应调谐器。为数百万英里远的卫星,美国国家航空航天局使用巨大的碟形天线200英尺(60米)直径!

最佳大小的无线电天线与天线的信号的频率正试图发送或接收。这种关系的原因了光的速度,距离电子可以旅行。光的速度是每秒186000英里(每秒300000千米)。在下一个页面上,我们将使用这个数字来计算实际天线的尺寸。

天线:现实生活中的例子

假设你正试图建立一个无线电塔电台680点。传输一个正弦波的频率680000赫兹。在一个周期的正弦波,发射机将电子在天线在一个方向上移动,开关和拉回,开关,推动开关和移动他们回来。换句话说,电子会改变方向四次在一个周期的正弦波。如果发射机运行在680000赫兹,这意味着每一个周期完成(1/680,000)0.00000147秒。四分之一的0.0000003675秒。在光的速度,电子可以在0.0000003675秒内旅行0.0684英里(0.11公里)。这意味着最优天线发射机680000赫兹的大小约361英尺(110米)。我的广播电台需要非常高的塔。手机在900000000 (900 MHz),另一方面,最优天线尺寸大约是8.3厘米或3英寸。 This is why cell phones can have such short antennas.

您可能已经注意到,你的车的调频广播天线不是300英尺长——只有几英尺长。如果你把天线不再会得到更好的,但我车站是如此强大的城市,它并不重要,如果你的天线的最佳长度。

您可能想知道为什么,当一个无线电发射器传输,无线电波想通过空间传播远离天线以光速。为什么无线电波数百万英里旅行吗?为什么不天线周围有磁场,靠近天线,如你所见,一根电线连着一个电池吗?思考一个简单的方法是这样的:当电流进入天线,它创建一个磁场天线。我们也看到,磁场将创建一个电场(电压和电流)在另一个线放置接近发射机。事实证明,在空间形成的磁场天线诱发电场在空间。这反过来又引发另一个电场磁场空间,导致另一个电场,导致另一个磁场,等等。这些电场和磁场(电磁场)诱导对方空间以光速旅行向外远离天线。

出版:2000年12月7日

无线电常见问题解答

我可以在电脑上听广播吗?
你可以在电脑上听广播,虽然流数字通过你的网络连接。在网上搜索你最喜欢的电台,看看你能从其网站上收听。如果你不确定车站叫什么或者宁愿浏览各种各样的电台,看看www.radio-locator.com搜索城市,邮编,呼号,格式,或国家(如果你正在寻找国际广播)。
我能听收音机在我的电话吗?
为听一些广播电台有自己的应用程序通过智能手机。TuneIn应用程序是一个伟大的方式来浏览和听流行的电台。您可以使用免费版本和听到广告或支付一个无广告经验为9.99美元/月后免费试用7天。
收音机死了吗?
有相当多的争论收音机的出路。流媒体音乐提供了一些陡峭的竞争,传统的广播。18新利最新登入然而,如果你看看类似苹果广受欢迎的苹果音乐1,看来也许电台的格式是不断变化的,而不是人们的消费。
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