Kas ir radio: elektromagnētisko signālu pārraide, raidītāji un uztvērēji
Uzzini, kas ir radio — kā darbojas elektromagnētiskie signāli, raidītāji, uztvērēji un raiduztvērēji; tehnoloģiju pielietojumi FM/AM, televīzijā, radiovadībā un tālvadībā.
Radio ir veids, kā elektromagnētiskos signālus sūtīt lielā attālumā, lai nogādātu informāciju no vienas vietas uz citu. Iekārtu, kas sūta radio signālus, sauc par raidītāju, bet iekārtu, kas "uztver" signālus, sauc par uztvērēju. Iekārta, kas veic abus uzdevumus, ir "raiduztvērējs". Ja radiosignālus vienlaikus nosūta daudziem uztvērējiem, to sauc par raidīšanu. Radio viļņi pieder elektromagnētisko viļņu spektram un tiem ir dažādas frekvences un viļņa garumi — tie nosaka, kā signāli izplatās un kādus uzdevumus tie vislabāk pilda.
Kā darbojas radio signāli
Raidītājs ģenerē nestājošo elektromagnētisko viļņu «nēsātāju» (carrier), kuru modulē ar pārraidāmo informāciju (piemēram, skaņu vai datiem). Modificētais signāls tiek pastiprināts un nosūtīts uz antenu, kas to izstaro apkārtējā vidē. Uztvērējs ar antenu uztver daļu no šiem viļņiem, pastiprina tos, atdala nēsātāju un atjauno sākotnējo informāciju.
Raidītāji un uztvērēji — galvenās sastāvdaļas
- Oscilators — rada stabilu radiofrekvenci (nēsātāju).
- Modulators — iegriež (modulē) informāciju nēsātājā (piem., AM vai FM).
- Aplifieri — pastiprina signālu, lai tas varētu sasniegt vajadzīgo attālumu.
- Antenas — pārveido elektrisko signālu elektromagnētiskos viļņos (raidītājā) un otrādi (uztvērējā).
- Demodulators — izdala no saņemtā signāla sākotnējo informāciju (skaņu, datus).
Modulācijas veidi: AM, FM un digitālās metodes
Skaņu var pārraidīt pa radio, dažkārt izmantojot frekvences modulāciju (FM) vai amplitūdas modulāciju (AM). FM maina nēsātāja frekvenci un parasti nodrošina labāku trokšņu noturību un skaņas kvalitāti, savukārt AM maina nēsātāja amplitūdu un var pārraidīt uz lielākiem attālumiem noteiktos apstākļos. Mūsdienās ir arī digitālās radio tehnoloģijas (piem., DAB, DRM), kurās audio un dati tiek pārraidīti digitālā formātā, nodrošinot labāku kvalitāti un papildus pakalpojumus.
Radio viļņu izplatīšanās
Radio signālu izplatīšanos ietekmē frekvence, antenas izmērs un vides apstākļi:
- Zemfrekvenču (LF/VLF) un vidējo viļņu signāli var izplatīties pa zemes virsmu un sasniegt lielus attālumus.
- Īsviļņu (HF) signāli var atstaroties no jonosfēras (skywave), tādējādi sasniedzot ļoti lielus attālumus pāri valstīm un okeāniem.
- VHF/UHF/SHF signāli (piem., FM radio, televīzija, mobilie sakari) parasti izplatās "redzamības" līnijā — tie ir jutīgāki pret šķēršļiem, taču ļauj pārsūtīt lielāku datu apjomu.
Praktiskie pielietojumi
Televīzija izmanto arī radio signālus, lai pārraidītu attēlus un skaņu. Ar radio signāliem var iedarbināt dzinēju kustību, lai vārti paši atvērtos no attāluma. (Skat.: Radiovadība. ). Ar radio signāliem var no attāluma aizslēgt un atslēgt automašīnas durvis. Citās jomās radio tiek lietots: radio staciju raidījumos, mobilo sakaru tīklos, Wi‑Fi un Bluetooth datu pārraidē, navigācijā (piem., GPS), aviosatiksmes un kuģniecības sakaros, policijas un glābšanas dienestu saziņā, kā arī radioastronomijā un telemetrijā.
Interference, drošība un regulējums
Radio frekvenču joslas ir ierobežots resurss — tās tiek administrētas un piešķirtas ar licences palīdzību, lai izvairītos no traucējumiem. Traucējumus var radīt pārklāšanās starp stacijām, elektromagnētiskie trokšņi vai neatbilstoša iekārtu konfigurācija. Jutīgas sistēmas, piemēram, aviosakari un medicīniskā aprīkojuma savienojumi, bieži ir īpaši aizsargātas ar noteikumiem un standartu prasībām.
Kopsavilkums
Radio ir universāla tehnoloģija, kas izmanto elektromagnētiskos viļņus, lai pārraidītu informāciju bez vadiem. Raidītāji, uztvērēji un antenas ir tās pamatkomponentes, savukārt modulācijas metodes (AM, FM un digitālās) nosaka pārraides kvalitāti un pielietojumus. Radio ir integrēts mūsu ikdienā — no izklaides līdz drošībai un rūpnieciskiem risinājumiem.
Radio tornis.
Radio vēsture
Lai radītu radio, strādāja daudzi cilvēki. Pēc tam, kad Džeimss Klerks Maksvels tos paredzēja, Heinrihs Rūdolfs Hercs Vācijā pirmais pierādīja, ka radio viļņi pastāv. Guljelmo Markoni Itālijā padarīja radio par praktisku telegrāfa līdzekli, ko galvenokārt izmantoja kuģi jūrā. Dažkārt tiek uzskatīts, ka viņš ir izgudrojis radio. Vēlākie izgudrotāji iemācījās pārraidīt balsis, kas noveda pie ziņu, mūzikas un izklaides pārraidīšanas.
Radio izmantošana
Radio vispirms tika radīts kā veids, kā nosūtīt telegrāfa ziņojumus starp diviem cilvēkiem bez vadiem, bet drīz vien divvirzienu radio nodrošināja balss saziņu, tostarp rāciju un galu galā mobilos tālruņus.
Šobrīd radio ir svarīgi izmantot mūzikas, ziņu un izklaides raidījumu, tostarp "sarunu radio", pārraidīšanai. Radio raidījumus izmantoja, pirms parādījās televīzijas programmas. Pagājušā gadsimta 30. gados ASV prezidents sāka katru nedēļu sūtīt Amerikas iedzīvotājiem ziņu par valsti. Uzņēmumus, kas veido un raida radio programmas, sauc par radiostacijām. Tās dažkārt vada valdības, bet dažkārt privāti uzņēmumi, kas pelna naudu, sūtot reklāmas. Citas radiostacijas atbalsta vietējās kopienas. Tās sauc par kopienas radiostacijām. Agrīnajos laikos ražošanas uzņēmumi maksāja par pilnīgu stāstu pārraidi pa radio. Tās bieži vien bija lugas vai drāmas. Tā kā uzņēmumi, kas ražoja ziepes, bieži par tām maksāja, tās sauca par "ziepju operām".
Radio viļņus joprojām izmanto, lai nosūtītu ziņojumus starp cilvēkiem. Sarunas ar kādu cilvēku, izmantojot radio, atšķiras no "radio sarunām". Pilsoņu radio un amatieru radio izmanto īpašus radioaparātus, lai sazinātos. Policisti, ugunsdzēsēji un citi cilvēki, kas palīdz ārkārtas situācijās, saziņai (sarunai savā starpā) izmanto radiosakaru sistēmu ārkārtas situācijās. Tā ir līdzīga mobilajam tālrunim (kas arī izmanto radio signālus), taču attālums, ko tie sasniedz, ir mazāks, un abiem cilvēkiem ir jāizmanto viena veida radio.
Dažkārt vārdu "radio" lieto, lai apzīmētu tikai balss diapazona apraidi. Lielākajā daļā balss joslas apraides izmanto zemāku frekvenci un garāku viļņu garumu nekā lielākā daļa televīzijas apraides.
Mikroviļņu viļņiem ir vēl augstāka frekvence; viļņu garums ir īsāks. Tos izmanto arī televīzijas un radio programmu pārraidei un citiem mērķiem. Sakaru satelīti pārraida mikroviļņus visā pasaulē.
Radio uztvērējam nav jābūt tieši raidītāja redzeslokā, lai uztvertu programmu signālus. Zemas frekvences radioviļņi difrakcijas dēļ var izkliedēties ap kalniem, lai gan signālu kvalitātes uzlabošanai bieži izmanto retranslatoru stacijas.
Īso viļņu radiofrekvences tiek atstarotas arī no atmosfēras augšējā slāņa, ko sauc par jonosfēru. Zemes virsmas izliekuma dēļ viļņi var atlēkt starp jonosfēru un Zemi, sasniedzot uztvērējus, kas nav redzamības līnijā. Tie var aizsniegt ļoti tālu, dažkārt pat ap visu pasauli.
Radioteleskopi saņem radio viļņus no debesīm, lai pētītu astronomiskos objektus. Satelītnavigācija izmanto radio, lai noteiktu atrašanās vietu, un radars izmanto radio, lai atrastu un izsekotu priekšmetus.
Saistītās lapas
- Kristāla radio
- Mediju studijas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir radio?
A: Radio ir veids, kā elektromagnētiskos signālus sūtīt lielā attālumā, lai nogādātu informāciju no vienas vietas uz citu.
J: Kas ir raidītājs?
A: Raidītājs ir iekārta, kas sūta radio signālus.
J: Kas ir uztvērējs?
A: Uztvērējs, ko dēvē arī par antenu, ir ierīce, kas "uztver" radio signālus.
J: Kas ir raiduztvērējs?
A: Raidītājs ir ierīce, kas pilda gan raidītāja, gan uztvērēja funkcijas.
J: Kas ir raidījums?
A: Ja radiosignāli tiek raidīti uz daudziem uztvērējiem vienlaicīgi, to sauc par apraidi.
J: Kā skaņa tiek pārraidīta pa radio?
A: Skaņu var raidīt pa radio, dažkārt izmantojot frekvenču modulāciju (FM) vai amplitūdas modulāciju (AM).
J: Kādi ir daži piemēri, ko var kontrolēt, izmantojot radio signālus?
A: Lidmašīnas un automašīnas ir piemēri lietām, kuras var vadīt, izmantojot radio signālus.
Meklēt