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Vom Rad zum Auto und vom ersten Motor bis zum Computerprozessor gibt es einige technologische Innovationen, die den Lauf der Menschheit für immer verändert haben. Einer der größten und wichtigsten technologischen Sprünge kam, als das erste Funksignal übertragen wurde. Die elektronischen Medien haben sich seit dieser ersten Sendung weiterentwickelt und revolutionieren die Kommunikation für Militär, Unternehmen und Privathaushalte auf der ganzen Welt. Um zu verstehen, was mit "AM" und "FM" gemeint ist, müssen Sie die Herkunft des Radios kennen und wissen, wie der Ton vom Radiosender ausgeht.
Geschichte
In den 1880er Jahren sendete und empfing der deutsche Physiker Heinrich Hertz als erster ein Funksignal, jedoch nur in der Ferne von seinem Labor. Dem italienischen Wissenschaftler Guglielmo Marconi ist es zu verdanken, dass er die Grundlagen für das heutige Radio gelegt hat. Im Jahr 1894 begann Marconi mit den sogenannten "Hertzschen Wellen" zu experimentieren und konnte drahtlose Funkwellen zunächst über mehrere Kilometer und dann entlang des gesamten Atlantiks übertragen. Diese ersten Sendungen waren lediglich Morse-Code-Blips, bis an Heiligabend 1906 ein kanadischer Physiker namens Reginald Fessenden die Töne von Musik und Sprache den Funkern auf Marineschiffen übertrug. Das erste Lied war eine Geigenversion von "Silent Night".
In den folgenden Jahren wurden die Übertragungen der New Yorker Metropolitan Opera übertragen und ein Westinghouse-Ingenieur namens Frank Conrad begann mit der Aufnahme von Schallplatten. 1920 begann der erste Radiosender, KDKA Westinghouse, regelmäßig zu senden, und das Radio als öffentliches Medium war unterwegs. Die ersten Stationen waren AM; FM wurde in den 1940er Jahren entwickelt, kam jedoch erst in den 1970er Jahren zum Einsatz.
Modulation
Um zu verstehen, was mit AM und FM gemeint ist, müssen Sie zuerst das Konzept der "Modulation" verstehen. Modulation bezieht sich darauf, wie Funkwellen standardisiert werden, um ein signifikantes Signal zu übertragen. Ein vereinfachtes Beispiel wäre, einen Lichtstrahl zu modulieren und ihn ein- und auszuschalten. Wenn Sie und Ihr Freund zugestimmt haben, dass kurze Blinkzeichen "alles in Ordnung" bedeuten und lange Blinkzeichen "Bitte helfen", können Sie Ihrem Freund diese Nachrichten von einem entfernten Punkt aus senden. In ähnlicher Weise können Funkwellen so modelliert werden, dass der Ton über Entfernungen übertragen wird, die von einem Sender zu einem Empfänger gesendet werden (d. H. Von einem Funkturm zu einem Funkgerät). AM und FM unterscheiden sich in der Art und Weise, wie das Signal moduliert wird.
AM Radio
AM bedeutet "Amplitudenmodulation", was bedeutet, dass die Amplitude oder die Gesamtstärke des Signals in einem Muster variiert wird, das das Signal und damit die Töne erzeugt, die es hört.
Das AM-Funkband ist eine Gruppe von Frequenzen, in der Funksignale gesendet und empfangen werden können. Die auf dem AM-Radio-Display angezeigten Zahlen sind Frequenzen im Bereich von 535 bis 1.705 kHz (kHz) und die Kanäle können alle 10 kHz entlang des Bereichs eingestellt werden. Im AM-Band können 117 Kanäle vorhanden sein. Stationen, die räumlich nahe beieinander liegen, können nicht auf derselben Frequenz senden, da sie sich sonst gegenseitig stören. Da AM durch Änderung der Signalamplitude Schall überträgt, verursachen andere Quellen mit hoher Amplitude, wie Blitzeinschlag und elektrische Stromleitungen, Rauschen, das mit der Übertragung gemischt wird.
UKW-Radio
UKW-Sender können HiFi-Klang erzeugen, weshalb die Musik im UKW-Bereich besser klingt oder "Frequenzmodulation". Wie AM-Radiowellen werden FM-Wellen moduliert, um ein Muster zu erzeugen, das Klanginformationen enthält. Im Gegensatz zu AM, bei dem die Amplitude moduliert wird, moduliert FM die Frequenz. Bei FM bleibt die Amplitude konstant, während die Frequenz oder die Räume zwischen den Funkwellen variiert werden.
Das UKW-Frequenzband reicht von 88,1 bis 108 MHz (Megahertz). Dies sind die Zahlen, die Sie auf Ihrem FM-Monitor sehen. Es können 200 Kanäle im UKW-Band vorhanden sein, und alle UKW-Sender senden auf ungeraden Frequenzen. Die Federal Communications Commission (FCC) reserviert die ersten 20 FM-Kanäle für nichtkommerzielle Zwecke und für die Bildung. In den USA gibt es 16000 AM und FM, die sorgfältig voneinander beabstandet sind, um sich nicht zu stören.
Wie eine Funkwelle ausgestrahlt wird
Wie beginnen also diese Amplitude und Frequenz modulierter Funkwellen von einem Radiosender zu Ihrem Radio? Laut PBS.org ist ein Funksignal ein elektrischer Strom und besteht wie jeder Strom aus Elektronen. Wenn ein elektrischer Strom durch einen Metalldraht fließt, enthalten die Atome, die den Draht bilden, Elektronen. Da selbst die geringste Energiemenge diese Elektronen aus ihren Atomen tragen kann, kann eine große Energiemenge alle Elektronen von den Atomen wegdrängen und sie hin und her transportieren. Wenn eine Funkwelle eine Frequenz von 100.000 Hz hat, bedeutet dies, dass sich die Elektronen 100.000 Mal pro Sekunde hin und her bewegen. Diese Bewegung von Elektronen verursacht ein elektromagnetisches Feld um den Draht. Elektronen bewegen sich auf einer Funkantenne genauso wie auf dem Draht, so dass um die Antenne herum ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Im Gegensatz zum Draht, der das elektromagnetische Feld enthält, strahlt die Antenne es so aus, dass es sich mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen ausbreitet. Es fährt so lange, bis es von Antennen empfangen wird, genau wie bei Ihrem Radio. Die Empfangsantenne erhält das Funksignal und verarbeitet es in Ton.