音樂、新聞和聊天，無論您身在何處 去!直到 互聯(lián)網 來了， 沒有什么能與 收音機——甚至沒有 電視. 收音機是一個裝滿電子元件的盒子，可以捕捉 無線電波在空中航行，有點像棒球捕手的手套， 將它們轉換回您的耳朵可以聽到的聲音。 無線電最早是在19世紀后期發(fā)展起來的，并達到了 幾十年后，它的受歡迎程度達到了頂峰。 雖然無線電廣播不像以前那樣流行，但基本思想 無線通信仍然非常重要： 在過去的幾年里，廣播已經成為心臟 新技術，如 無線電 互聯(lián)網, 手機(手機), 和 無線射頻識別 (射頻識別)芯片。 與此同時，廣播本身最近獲得了新的生命，因為 更優(yōu)質的到來 數(shù)字收音機集。

　　照片：一個天線可以捕捉波浪，一些電子設備可以將它們變回聲音，還有一個揚聲器，所以你 可以聽到它們 - 這幾乎就是像這樣的基本無線電接收器的全部內容。箱子里面有什么?退房 下面框中的照片!

　　什么是收音機?

　　你可能認為“收音機”是你聽的小工具，但它也有別的意思。 無線電意味著發(fā)送 能源 有波浪。換句話說，它是 一種從 一個地方到另一個地方，不使用任何類型的直接有線連接。這就是為什么它通常被稱為 無線電. 發(fā)出無線電波的設備稱為 發(fā)射機;這 發(fā)射器發(fā)送的無線電波在空中呼嘯而過——也許是從 世界到另一個世界——當它到達第二臺名為 接收器.

　　當您擴展 天線 (天線)在無線電接收器上，它搶走了一些電磁能量 路過。將收音機調諧到電臺和 電子的 電路內部 收音機僅從所有 廣播。

　　插圖：無線電波如何從發(fā)射器傳播到接收器。1)電子在發(fā)射器上上下沖動，射出無線電波。2)無線電波以光速在空氣中傳播。3)當無線電波擊中接收器時，它們使電子在其中振動，重新產生原始信號。這個過程可能發(fā)生在一個強大的發(fā)射器和許多接收器之間 - 這就是為什么數(shù)千或數(shù)百萬人可以同時接收相同的無線電信號。

　　這是怎么發(fā)生的?電磁能量，即 混合 電力 和 磁性，從你身邊走過 波 喜歡 那些在海洋表面。這些被稱為無線電波。喜歡 海浪，無線電波有一定的速度、長度和頻率。 速度只是波在兩個地方之間傳播的速度。這 波長 是一個波峰之間的距離 (波峰)和下一個， 而 頻率 是波數(shù) 到達每個 第二。 頻率用一個稱為 赫, 所以如果七 波 一秒鐘到達，我們稱之為七赫茲(7赫茲)。如果你曾經 看著海浪滾地涌向海灘，你會知道它們在旅行 與一個 速度可能為每秒一米(三英尺)左右。波長 海洋 波浪往往為數(shù)十米或英尺，頻率約為 每隔幾秒鐘一波。

　　當你的收音機坐在書架上試圖捕捉來襲的海浪時 走進你的家，有點像你站在海邊看著 斷路器滾滾而來。無線電波很多 然而，比海浪更快、更長、更頻繁。他們 波長通常為數(shù)百米，所以這就是距離 在一個波峰和下一個波峰之間。但它們的頻率可以在 數(shù)百萬赫茲——所以每個波都有數(shù)百萬個這樣的波到達 第二。如果海浪有幾百米長，怎么能有幾百萬 他們到達 這么頻繁?很簡單。無線電波傳播 難以置信地 快速 - 在 這 光速(300，000公里或每秒186，000英里)。

　　照片：廣播工作室本質上是一個隔音盒，可以將聲音轉換為 可以使用發(fā)射器廣播的高質量信號。 信用： 卡羅爾· 海史密斯檔案館，國會圖書館，印刷和照片部。

　　模擬無線電

　　海浪通過使 水上下移動。以大致相同的方式，無線電波攜帶 能量作為無形的，上下運動的電力和 磁性。這攜帶來自巨大發(fā)射器的程序信號 天線，連接到無線電臺，到較小的 收音機上的天線。通過將程序添加到 稱為 載體.此過程稱為 調制. 有時，無線電節(jié)目以這樣的方式添加到載體中： 程序信號導致載波頻率波動。 這稱為 調頻 (調頻). 發(fā)送無線電信號的另一種方法是使載波的峰值更大或 較小。由于波的大小稱為其振幅，因此 過程稱為 調幅 (AM). 頻率調制是FM收音機的廣播方式;調幅是技術 由AM廣播電臺使用。

　　AM和FM有什么區(qū)別?

　　一個例子使這一點更加清晰。假設 我在海里的劃艇上假裝是無線電發(fā)射器 你在岸上假裝自己是無線電接收器。比方說 我想向你發(fā)出求救信號。我可以搖晃船， 迅速落入水中，向你發(fā)出大浪。如果有 已經有波浪從我的船上掠過，從遙遠的海洋到 岸上，我的動作會 那些現(xiàn)有的波浪要大得多。換句話說，我將使用 波浪作為載體經過，發(fā)送我的信號，因為我會 改變波浪的高度，我將通過以下方式傳輸我的信號 調幅?；蛘?，與其將我的船向上移動， 向下，我可以把手放在水里，然后迅速地把它移回去， 四?，F(xiàn)在我'會讓海浪更頻繁地傳播——增加他們的 頻率。所以，在這種情況下，我的信號將按頻率傳播給你 調制。

　　通過改變波浪的形狀來發(fā)送信息是 一個示例 模擬 過程。這意味著 您嘗試的信息 發(fā)送是 由直接的物理變化(水上下移動)表示 或來回更快)。

　　插圖：左：在FM收音機中，信號以相同的振幅(波具有相同的“高度”)廣播，但它們的頻率(實際上是從一個波峰到下一個波峰之間的周期) 不斷變化。右：AM收音機的情況正好相反。在這里，頻率(周期)保持不變，但波的振幅(高度)不同。

　　AM和FM的問題在于 程序信號成為承載它的波的一部分。所以，如果 途中的波發(fā)生意外，部分信號可能 迷路了。如果它丟失了，就沒有辦法找回它 再。想象一下，我正在從船上向 岸上和快艇在兩者之間比賽。它產生的波浪將 迅速壓倒我所做的那些并抹去我的信息 嘗試發(fā)送。這就是為什么模擬收音機聽起來很脆，特別是如果你 在車里聽。 數(shù)字收音機 可以幫助解決這個問題 以編碼的數(shù)字格式發(fā)送無線電廣播的問題，以便干擾 不會以同樣的方式破壞信號。我們一會兒會討論這個問題， 但首先讓我們看看模擬收音機的內部情況。

　　模擬無線電的工作原理

　　讓我們揭開舊式模擬晶體管收音機的蓋子，看看是什么 我們可以在里面找到!單擊圖像以查看稍大的照片。

　　照片：在 1970 年代的老式模擬收音機內。如果您有興趣，它是日立KH-437E的 大約 1975-1980 年。

　　外部伸縮式 FM 天線：這 這個收音機上的一個延伸到大約30厘米(1英尺)，這很長。 足以捕捉到大量 FM 廣播。您可以擴展和 旋轉伸縮天線以獲得更好的接收效果。一般而言 天線越長(在英國稱為天線)，信號越多 你可以拿起。

　　電池倉：此收音機是 也 電池 或交流供電。當你 插入交流引線，開關會自動切斷電池電源。

　　揚聲器：只有一個 揚聲器，所以這個收音機可以重現(xiàn) 只有單聲道聲音。通常，揚聲器越大，聲音越大 收音機(以及它的聲音質量越好)。

　　交流電源輸入：電纜插入此 插座，因此您可以通過家用電源經濟地運行收音機 電源(電源插座)。

　　變壓器：收音機的電子 組件在非常小的電壓(小于 6 伏)下工作，但來自 交流電源插座通常為 110 伏(在美國)，240 伏(在 英國)或類似。變壓器的工作是降低交流電壓 因此，它既安全又適合收音機的精密組件。

　　內置AM天線：當你在 收聽 AM(也稱為 MW 或中波)廣播， 外部 FM 天線是冗余的。相反，信號由 這個緊密盤繞的AM天線隱藏在外殼內。如果你是 收聽AM，您必須轉動整個收音機以重新定向 內置天線并改善您的信號接收。

　　變壓器：一系列較小的 變壓器幫助收音機專注于您想要的電臺 屏蔽附近的其他車站。

　　放大器：這個小芯片提升了 信號強度，因此它足夠強大，可以驅動揚聲器。 該放大器基于 晶體管, 吸收小電流并輸出大量電流的電子元件 較大的一個 - 放大其大小。小型收音機通常被稱為 “晶體管收音機”：這是微型晶體管的發(fā)展，從晚期開始 從 1940 年代開始，這使得將收音機的所有組件打包到一個小型便攜式裝置中成為可能。 在晶體管出現(xiàn)之前，收音機通常是巨大的木箱，站立著。 在你家的角落里，和老式電視一樣大(通常甚至更大)。

　　耳機插孔：你可以插一個小 單聲道耳機在這里私密聆聽。如果您插入立體聲 耳機插入單聲道插座，您只會聽到其中一個聲音 兩個聽筒。

　　音量控制：這是背面 音量旋鈕。轉動音量旋鈕可調整電子元件 稱為變量 電阻器 或電位計，增加或 減少 電流 流動 到揚聲器。電流越大，聲音越大，聲音越大 卷;較小的電流以較小的音量發(fā)出更安靜的聲音。

　　調諧控制：這是一個變量 電容器 將收音機調諧到特定電臺。

　　收音機如何將AM和FM信號變回聲音?

　　但這里有一個問題。想象一下，你是一個無線電接收器，你拾取了一些經過的波浪。 由。你怎么知道它們是什么意思?你怎么知道它們是AM還是FM? 首先，AM和FM以非常不同的頻率廣播：AM波比FM長得多， 而FM波的頻率要高得多。無線電使用不同種類的 天線 并使用不同的方法將AM和FM波變回可識別的聲音。

　　像上圖這樣的無線電內部有電路，稱為探測器，其 工作是將調制后的AM或FM無線電信號轉換回產生它們的聲音的副本。 這個過程與調制相反，所以它被稱為 解調. 在不涉及技術細節(jié)的情況下，您可能會想象它在調諧到一個頻率的AM收音機中如何工作，但是頻率變化的FM呢?如果波的頻率很高，電臺如何在特定頻率上廣播 從變送器出來的是不斷變化的?好吧，它并不像這表明的那樣隨機： 頻率只能改變(“偏離”)中央載波頻率的兩側。 調頻收音機使用各種 檢測器電路 將變化的頻率轉換回重新創(chuàng)建原始聲音的可變振幅。 這些工作究竟是如何工作的超出了這篇簡單文章的范圍。 如果您有興趣，可以在維基百科的文章中找到更多信息 無線電中的探測器.

　　數(shù)字收音機

　　照片：典型的羅伯茨DAB數(shù)字收音機。中間的大橙色按鈕讓 暫停實時無線電廣播，稍后重新啟動它。

　　你沿著高速公路行駛，收音機里傳來你最喜歡的歌曲。你走到一座橋下，嗡嗡聲、嘶嘶聲、噼里啪啦聲、啪啪聲、啪啪聲、啪啪 歌聲在一陣寂靜中消失了。就像人們已經習慣了一樣 這樣的小玩意兒，發(fā)明家們想出了一種新型收音機， 承諾近乎完美 聲音. 數(shù)字收音機，正如它所稱的那樣，發(fā)送 語音和歌曲像一串串數(shù)字一樣在空中傳播。不管怎樣 收音機和發(fā)射器之間有什么，信號幾乎 總是通過。這就是為什么數(shù)字收音機聽起來更好。但 數(shù)字技術也帶來了更多 電臺并顯示有關您正在收聽的節(jié)目的信息 (例如音樂曲目或節(jié)目的名稱)。

　　數(shù)字收音機與模擬收音機有何不同?

　　讓我們回到前面的例子，從船上向岸邊發(fā)送信息，但這次 使用數(shù)字方法。在緊急情況下，我可以在我的船上存放數(shù)百只塑料鴨子， 每個人都帶著一個號碼。如果我遇到麻煩，像以前一樣，想發(fā)出求救信號，我可以發(fā)送 您通過釋放僅釋放緊急編碼消息“12345” 用這些數(shù)字鴨子。假設我確實有問題。我放鴨子 數(shù)字為 1、2、3、4 和 5，但我不是只發(fā)送五只編號的鴨子，而是發(fā)送 10 或 20 只 每只鴨子都增加了消息到達的機會?，F(xiàn)在，即使大海波濤洶涌 或者快艇切入，鴨子的可能性仍然很高 會通過的。最終，海浪將攜帶帶有數(shù)字的鴨子 1、2、3、4 和 5 上岸。 你把鴨子收集在一起，鍛煉 我想說的。

　　這或多或少就是數(shù)字廣播的工作原理!

　　發(fā)射器發(fā)送分成片段并用數(shù)字(數(shù)字)編碼的程序信號。

　　發(fā)射器多次發(fā)送每個片段以增加其通過的機會。

　　即使事情中斷或延遲了一些片段，接收器仍然可以將來自其他地方的片段拼湊在一起 并將它們放在一起以發(fā)出不間斷的程序信號。

　　為了幫助避免干擾，數(shù)字無線電信號在一個巨大的寬帶無線電頻率上傳播，大約 比模擬無線電中使用的寬 1500 倍。返回我們的劃艇 例如，如果我可以發(fā)送 1500 倍寬的波，它將繞過任何 快艇擋住了路，更容易到達岸邊。這 寬帶允許單個數(shù)字信號傳輸六個立體聲音樂 節(jié)目或一次性20個演講節(jié)目。將信號混合在一起 以這種方式稱為 多路復用.部分 信號可能是音樂，而另一部分可能是文本信息流 告訴你音樂是什么，DJ的名字，哪個廣播電臺 你在聽，等等。

　　數(shù)字收音機如何工作?

　　打開您的數(shù)字收音機，它...

　　收集在空中飛行的無線電信號碎片。

　　對片段進行分類并重新組合，以產生完整的無線電信號，從而生成您想要收聽的節(jié)目。

　　測試數(shù)字無線電

　　數(shù)字收音機需要一些時間來處理傳入的信號，而您 可以自己聽到!將數(shù)字收音機和普通模擬收音機并排放置 并將它們調諧到同一個電臺中。您會找到來自數(shù)字收音機的聲音 滯后 明顯 在模擬收音機的聲音后面，因為它需要時間 重新組裝數(shù)字信號。下次您根據(jù)數(shù)字收音機的時間信號設置手表時，請考慮一下!

　　為什么無線電波不都混在一起?

　　從電視廣播到 全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星導航，無線電波通過空氣摧毀各種方便的信息， 所以你可能想知道為什么這些非常不同的信號沒有完全混淆?現(xiàn)在我們有了數(shù)字廣播，使用復雜的數(shù)學代碼將無線電信號彼此分開要容易得多;這就是人們如何在一條城市街道上同時使用數(shù)百部手機而不會聽到彼此的電話的方式。但是，回到幾十年前只有模擬無線電的時代，阻止不同類型的信號相互干擾的唯一明智方法是將整個無線電頻率頻譜分成不同的頻段，很少或沒有重疊。以下是一些主要無線電廣播頻段的例子(不要認為這些是準確的;世界各地的定義確實有所不同， 有些波段確實重疊，我也對一些數(shù)字進行了四舍五入)：

　　如果你查看美國國家電信和信息管理局的網站，你會發(fā)現(xiàn)一張非常詳細的海報。 稱為 美國 頻率分配：無線電頻譜圖，顯示所有不同的頻率及其用途。

　　如果你看一下表格，你會發(fā)現(xiàn)波長和頻率的方向相反。隨著無線電波的波長變小(向下移動)，它們的頻率也會變大(更高)。但是，如果你將這些波的頻率和波長相乘，你會發(fā)現(xiàn)你總是得到相同的結果：每秒3億米，更廣為人知的是光速。

　　無線電簡史

　　照片：意大利廣播先驅古列爾莫·馬可尼。 照片由 美國國會圖書館

　　1888年：德國物理學家 海因里?！ず掌?(1857-1894) 他實驗室里的第一個電磁無線電波。

　　1894年：英國物理學家 奧利弗·洛奇爵士 (1851–1940) 發(fā)送 在英國牛津使用無線電波的第一條消息。

　　1897： 物理學家 尼古拉·特斯拉 (1856–1943) 申請專利解釋 如何在沒有電線的情況下傳輸電能(美國專利 645，576 和 美國專利 649，621) 和 后來(在馬可尼的工作之后)意識到它們也可以適應無線通信(換句話說，無線電)。 次年，特斯拉獲得批準 美國專利 613，809 對于無線電遙控船。(然而，關于他“發(fā)明”收音機的說法是有爭議的，因為托馬斯· 詳細討論 尼古拉·特斯拉：沒有“發(fā)明收音機”的人.)

　　1899年：意大利發(fā)明家 古列爾莫·馬可尼 (1874-1937)通過英吉利海峽發(fā)送無線電波。到1901年。馬可尼發(fā)送了無線電 橫跨大西洋，從英格蘭的康沃爾到紐芬蘭。

　　1902-1903：美國物理學家、數(shù)學家和發(fā)明家 約翰·斯通·斯通 (1869-1943)利用他的電報知識在無線電調諧方面取得了重要進展 這有助于克服干擾問題。

　　1906年：加拿大出生的工程師 雷金納德·費森登 (1866-1932)成為第一個使用無線電波傳輸人聲的人。 他從布蘭特巖的發(fā)射器發(fā)送了11英里的信息， 馬薩諸塞州飛往 船舶 大西洋的無線電接收器。

　　1906年：美國工程師 李德福雷斯特 (1873-1961)發(fā)明了三極管(audion)閥，這是一種電子元件，使 收音機更小，更實用。這項發(fā)明為德福雷斯特贏得了“無線電之父”的綽號。

　　1910年：紐約市大都會歌劇院首次進行公共廣播。

　　1920年代：廣播開始演變?yōu)殡娨暋?/span>

　　1947年：發(fā)明 晶體管 由 約翰·巴丁 (1908–1991), 沃爾特·布拉坦 (1902-1987)，以及 威廉 肖克利 貝爾實驗室(1910-1989)使放大無線電信號成為可能 具有更緊湊的電路。

　　1954： 攝政TR-1，1954年10月推出，是世界上第一個商業(yè)化生產的晶體管 收音機。第一年售出約1500輛，到1955年底，銷量已達到10萬輛。

　　1973: 馬丁·庫珀 摩托羅拉首次通過手機撥打電話。

　　1981年：德國無線電工程師開始開發(fā)現(xiàn)在稱為DAB(數(shù)字音頻廣播)的東西。 慕尼黑廣播技術研究所。

　　1990年：無線電專家提出了Wi-Fi的原始版本(一種無需電線即可將計算機相互連接和Internet的方法)。

　　1998年：開發(fā)藍牙?(小工具的短距離無線通信)。