调制器和解调器
一个载波是一种携带信息的无线频率波。信息通过a的方式附加到载波上调制涉及载波频率特性之一的变化的过程,如振幅、频率或频率的变化持续时间.(本文将更详细地讨论所有这些过程电信系统)。
在振幅调制信息信号改变了载波的振幅,这一过程在载波频率的每一侧产生了一个称为边带的频率带。这些边带(每个调制频率一对)覆盖的频率范围等于载波频率和信息信号之间的和和差。
频率调制涉及改变载波的频率(波在给定时间内通过一个完整周期的次数,以每秒周期来测量)振幅信息信号。载波振幅不受这种变化的影响;只是频率变了。对于每个调制频率,频率调制产生的频率比一对边频率多(通常多得多)。
载波频率的变化被称为频率偏差,并适用于甚高频广播它可以达到±75千赫兹。频率偏差越大,有效调制就越大。虽然理论上它的最大值不需要限制在75千赫兹,但超过这个值的任何增加都需要更宽的信道,这增加了接收成本,并减少了可以使用的发射器的数量适应在乐队里。信道总宽度约为最大偏差频率和调制频率之和的两倍。如果信道宽度在发射机或接收机电路,失真的信息信号出现。
一个广播广播通常只包含一个信息信号。听众听到的是他在麦克风位置上听到的声音,如果他只有一只耳朵在工作;也就是说,它是一个单声道的系统。在这样的系统中,不可能获得管弦乐队中乐器组的任何位置的印象,也不能表示横向运动,尽管朝向或远离麦克风的运动是可以的转达了通过声音音量的变化。
立体声广播需要两个麦克风,一个从左边收集声音,一个从右边收集声音;这两组信息在接收器中必须是可分离的,并在收听位置被馈送到左边和右边的扬声器。对于高保真复制,传输的全音频范围高达15千赫兹;这只能在非常高的频率下通过调频才能令人满意地实现。单耳接收机接收广播信号时,一组信息是左右信号的和(L + R),另一组信息是左右信号的差(L−R),两组信息在接收机输出端相加得到左(L)信号,相减得到右(R)信号。
另一种调制系统在脉冲中开关载波,脉冲的持续时间或位置由信息信号决定。这个系统脉码调制可以提供更好的噪声保护,并且可以将多个单独的语音通道组合在一起分配每个信息通道的特定脉冲组,然后在一个称为时分多路复用的过程中交错这些脉冲。为此,需要较宽的传输信道,载波必须是超高或超高频。
电离层
一位英国数学家,奥利弗亥维赛他是一位美国电气工程师。阿瑟·埃德温·肯尼利他在1902年几乎同时预测到,无线电波通常沿直线传播,但由于地球上方的电气化(电离)空气层,无线电波被射向天空时会返回地球电离层)将它们反射或折射(弯曲)回地球,从而将发射机的范围扩展到远远超出视线的范围。1923年,这个建议被证明是正确的传播从反射层接收垂直向上和返回的脉冲。通过测量脉冲输出和返回之间的时间,可以估计出层的高度和层数。在距离地球表面50至400公里(30至250英里)的地方,通常可以分辨出三层。这些层是由太阳辐射的能量导致气体原子分解成带正电的离子和自由电子而形成的。只要能接收到太阳的能量,下层的电子就能保持独立的存在,而上层的一些电子则能在白天的几个小时内保持自由状态黑暗。
这三层是指定的D层,E层和f层大约80公里(50英里)高只存在在白天。由于它吸收了中频和短波波段的低频,因此限制了这些电台在白天的活动范围。E层大约110公里(68英里)高,在太阳落山后的4到5个小时内仍然保持着它的反射率,因此将这些观测站的范围扩大到1000公里(620英里)。这一层还可以在白天和晚上作为短波的良好反射器,直到其反射率下降。
这三层中最重要的是F层,它有相当大的力量,以反映较高的频率。在白天,它经常分成两层(F1和F2),在大约200公里和400公里(125英里和250英里)的高度,但在夜间,大约300公里(190英里)的高度通常只有一层。
无线电噪声、衰落和干扰
任何突然放电的电能,如闪电,产生瞬态(短时间)无线电波,由天线接收。这些射频能量包产生的噼啪声可以在调幅无线电接收器上听到,当附近有电风暴时,可能被归类为自然风暴噪音.
高压电线的开关也会产生类似的效果;这些线路有助于将产生噪声的信号传输到很远的地方。当地的切换当接收器靠近噪声源时,灯光和电机的噪声也会产生我们熟悉的噼啪声。这些来源被归类为人为噪音。
通常这两种类型的噪声都随着频率的增加而减小。一个例外是汽车点火噪音,它在非常高频的范围内产生最大的影响,每次点火时,附近的扬声器都会发出声音火花塞火灾。许多国家立法要求用过滤器来抑制人为噪音,以减少从源头释放的射频能量。从噪声源到噪声源的金属屏蔽抑制了辐射干扰。也可以在无线电接收器的输入端安装各种降噪装置。
噪声也是由金属、晶体管和电子管中电子流动的不规则性引起的。这种噪声源最终限制了接收机所能提供的最大有用信号放大。由于电子的随机运动而产生的噪音会使扬声器发出嘶嘶声。无线电噪声也可以作为类似于随机电子噪声的嘶嘶声从外太空接收到。
信号的衰落,在另一方面,是由于变化的传播信号路径或路径的特征。当传播依赖于电离层的反射时尤其如此,就像短波一样。穿透电离层的高频及以上波的传播可能受到平流层温度变化的影响,平流层是距离地球表面约15公里(9英里)的大气层的一部分。通过各种电子控制,如自动增益控制,可以大大降低接收扬声器的衰落效应。
现象干扰当不需要的信号与为所需信号保留的通道重叠时发生。通过与期望的载体交互,不期望的信息可能会导致语音变得难以理解。对策包括缩小所需通道,从而丢失一些信息,但防止重叠,并使用定向天线区分不受欢迎的传输。