音樂、新聞和聊天，無論您身在何處 去!直到 互聯(lián)網(wǎng) 來了， 沒有什么能與 收音機(jī)——甚至沒有 電視. 收音機(jī)是一個(gè)裝滿電子元件的盒子，可以捕捉 無線電波在空中航行，有點(diǎn)像棒球捕手的手套， 將它們轉(zhuǎn)換回您的耳朵可以聽到的聲音。 無線電最早是在19世紀(jì)后期發(fā)展起來的，并達(dá)到了 幾十年后，它的受歡迎程度達(dá)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(jīng)成為心臟 新技術(shù)，如 無線電 互聯(lián)網(wǎng), 手機(jī)(手機(jī)), 和 無線射頻識別 (射頻識別)芯片。 與此同時(shí)，廣播本身最近獲得了新的生命，因?yàn)?更優(yōu)質(zhì)的到來 數(shù)字收音機(jī)集。

　　照片：一個(gè)天線可以捕捉波浪，一些電子設(shè)備可以將它們變回聲音，還有一個(gè)揚(yáng)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(nèi)容。箱子里面有什么?退房 下面框中的照片!

　　什么是收音機(jī)?

　　你可能認(rèn)為“收音機(jī)”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(gè)地方到另一個(gè)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(shè)備稱為 發(fā)射機(jī);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(gè)世界——當(dāng)它到達(dá)第二臺名為 接收器.

　　當(dāng)您擴(kuò)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(jī)調(diào)諧到電臺和 電子的 電路內(nèi)部 收音機(jī)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(dāng)無線電波擊中接收器時(shí)，它們使電子在其中振動，重新產(chǎn)生原始信號。這個(gè)過程可能發(fā)生在一個(gè)強(qiáng)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(shí)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(gè)地方之間傳播的速度。這 波長 是一個(gè)波峰之間的距離 (波峰)和下一個(gè)， 而 頻率 是波數(shù) 到達(dá)每個(gè) 第二。 頻率用一個(gè)稱為 赫, 所以如果七 波 一秒鐘到達(dá)，我們稱之為七赫茲(7赫茲)。如果你曾經(jīng) 看著海浪滾地涌向海灘，你會知道它們在旅行 與一個(gè) 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(dāng)你的收音機(jī)坐在書架上試圖捕捉來襲的海浪時(shí) 走進(jìn)你的家，有點(diǎn)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(gè)波峰和下一個(gè)波峰之間。但它們的頻率可以在 數(shù)百萬赫茲——所以每個(gè)波都有數(shù)百萬個(gè)這樣的波到達(dá) 第二。如果海浪有幾百米長，怎么能有幾百萬 他們到達(dá) 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(zhì)上是一個(gè)隔音盒，可以將聲音轉(zhuǎn)換為 可以使用發(fā)射器廣播的高質(zhì)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(yùn)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(jī)上的天線。通過將程序添加到 稱為 載體.此過程稱為 調(diào)制. 有時(shí)，無線電節(jié)目以這樣的方式添加到載體中： 程序信號導(dǎo)致載波頻率波動。 這稱為 調(diào)頻 (調(diào)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(diào)幅 (AM). 頻率調(diào)制是FM收音機(jī)的廣播方式;調(diào)幅是技術(shù) 由AM廣播電臺使用。

　　AM和FM有什么區(qū)別?

　　一個(gè)例子使這一點(diǎn)更加清晰。假設(shè) 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(jīng)有波浪從我的船上掠過，從遙遠(yuǎn)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(jīng)過，發(fā)送我的信號，因?yàn)槲視?改變波浪的高度，我將通過以下方式傳輸我的信號 調(diào)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(diào)制。

　　通過改變波浪的形狀來發(fā)送信息是 一個(gè)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(jī)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(shí)際上是從一個(gè)波峰到下一個(gè)波峰之間的周期) 不斷變化。右：AM收音機(jī)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(chǎn)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(jī)聽起來很脆，特別是如果你 在車?yán)锫牎?數(shù)字收音機(jī) 可以幫助解決這個(gè)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(gè)問題， 但首先讓我們看看模擬收音機(jī)的內(nèi)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(jī)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(jī)內(nèi)。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(gè)收音機(jī)上的一個(gè)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(kuò)展和 旋轉(zhuǎn)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(jī)是 也 電池 或交流供電。當(dāng)你 插入交流引線，開關(guān)會自動切斷電池電源。

　　揚(yáng)聲器：只有一個(gè) 揚(yáng)聲器，所以這個(gè)收音機(jī)可以重現(xiàn) 只有單聲道聲音。通常，揚(yáng)聲器越大，聲音越大 收音機(jī)(以及它的聲音質(zhì)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(jīng)濟(jì)地運(yùn)行收音機(jī) 電源(電源插座)。

　　變壓器：收音機(jī)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(jī)的精密組件。

　　內(nèi)置AM天線：當(dāng)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(gè)緊密盤繞的AM天線隱藏在外殼內(nèi)。如果你是 收聽AM，您必須轉(zhuǎn)動整個(gè)收音機(jī)以重新定向 內(nèi)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(jī)專注于您想要的電臺 屏蔽附近的其他車站。

　　放大器：這個(gè)小芯片提升了 信號強(qiáng)度，因此它足夠強(qiáng)大，可以驅(qū)動揚(yáng)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(gè) - 放大其大小。小型收音機(jī)通常被稱為 “晶體管收音機(jī)”：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(jī)的所有組件打包到一個(gè)小型便攜式裝置中成為可能。 在晶體管出現(xiàn)之前，收音機(jī)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(jī)插孔：你可以插一個(gè)小 單聲道耳機(jī)在這里私密聆聽。如果您插入立體聲 耳機(jī)插入單聲道插座，您只會聽到其中一個(gè)聲音 兩個(gè)聽筒。

　　音量控制：這是背面 音量旋鈕。轉(zhuǎn)動音量旋鈕可調(diào)整電子元件 稱為變量 電阻器 或電位計(jì)，增加或 減少 電流 流動 到揚(yáng)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(diào)諧控制：這是一個(gè)變量 電容器 將收音機(jī)調(diào)諧到特定電臺。

　　收音機(jī)如何將AM和FM信號變回聲音?

　　但這里有一個(gè)問題。想象一下，你是一個(gè)無線電接收器，你拾取了一些經(jīng)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(nèi)部有電路，稱為探測器，其 工作是將調(diào)制后的AM或FM無線電信號轉(zhuǎn)換回產(chǎn)生它們的聲音的副本。 這個(gè)過程與調(diào)制相反，所以它被稱為 解調(diào). 在不涉及技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下，您可能會想象它在調(diào)諧到一個(gè)頻率的AM收音機(jī)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(jī)： 頻率只能改變(“偏離”)中央載波頻率的兩側(cè)。 調(diào)頻收音機(jī)使用各種 檢測器電路 將變化的頻率轉(zhuǎn)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(jī)

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

　　你沿著高速公路行駛，收音機(jī)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(jīng)習(xí)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(jī)， 承諾近乎完美 聲音. 數(shù)字收音機(jī)，正如它所稱的那樣，發(fā)送 語音和歌曲像一串串?dāng)?shù)字一樣在空中傳播。不管怎樣 收音機(jī)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(jī)聽起來更好。但 數(shù)字技術(shù)也帶來了更多 電臺并顯示有關(guān)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(jī)與模擬收音機(jī)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(gè)人都帶著一個(gè)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(shè)我確實(shí)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(dá)的機(jī)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(gè)片段以增加其通過的機(jī)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(gè)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(dá)岸邊。這 寬帶允許單個(gè)數(shù)字信號傳輸六個(gè)立體聲音樂 節(jié)目或一次性20個(gè)演講節(jié)目。將信號混合在一起 以這種方式稱為 多路復(fù)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(gè)廣播電臺 你在聽，等等。

　　數(shù)字收音機(jī)如何工作?

　　打開您的數(shù)字收音機(jī)，它...

　　收集在空中飛行的無線電信號碎片。

　　對片段進(jìn)行分類并重新組合，以產(chǎn)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(jī)需要一些時(shí)間來處理傳入的信號，而您 可以自己聽到!將數(shù)字收音機(jī)和普通模擬收音機(jī)并排放置 并將它們調(diào)諧到同一個(gè)電臺中。您會找到來自數(shù)字收音機(jī)的聲音 滯后 明顯 在模擬收音機(jī)的聲音后面，因?yàn)樗枰獣r(shí)間 重新組裝數(shù)字信號。下次您根據(jù)數(shù)字收音機(jī)的時(shí)間信號設(shè)置手表時(shí)，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(dǎo)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(fù)雜的數(shù)學(xué)代碼將無線電信號彼此分開要容易得多;這就是人們?nèi)绾卧谝粭l城市街道上同時(shí)使用數(shù)百部手機(jī)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(shí)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(gè)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(rèn)為這些是準(zhǔn)確的;世界各地的定義確實(shí)有所不同， 有些波段確實(shí)重疊，我也對一些數(shù)字進(jìn)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(wǎng)站，你會發(fā)現(xiàn)一張非常詳細(xì)的海報(bào)。 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(jié)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(qū)古列爾莫·馬可尼。 照片由 美國國會圖書館

　　1888年：德國物理學(xué)家 海因里希·赫茲 (1857-1894) 他實(shí)驗(yàn)室里的第一個(gè)電磁無線電波。

　　1894年：英國物理學(xué)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(xué)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(yīng)無線通信(換句話說，無線電)。 次年，特斯拉獲得批準(zhǔn) 美國專利 613，809 對于無線電遙控船。(然而，關(guān)于他“發(fā)明”收音機(jī)的說法是有爭議的，因?yàn)橥旭R斯· 詳細(xì)討論 尼古拉·特斯拉：沒有“發(fā)明收音機(jī)”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(xué)家、數(shù)學(xué)家和發(fā)明家 約翰·斯通·斯通 (1869-1943)利用他的電報(bào)知識在無線電調(diào)諧方面取得了重要進(jìn)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(fèi)森登 (1866-1932)成為第一個(gè)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(jī)更小，更實(shí)用。這項(xiàng)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(gè)商業(yè)化生產(chǎn)的晶體管 收音機(jī)。第一年售出約1500輛，到1955年底，銷量已達(dá)到10萬輛。

　　1973: 馬丁·庫珀 摩托羅拉首次通過手機(jī)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(shù)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(jì)算機(jī)相互連接和Internet的方法)。

　　1998年：開發(fā)藍(lán)牙?(小工具的短距離無線通信)。