Grunderna i Radio Electronics

September 19

Radio - elektronisk teknik om inte ljudprogrammering - har aldrig varit mer populärt än det är just nu. Under 1930- och 40-talet, fanns det bara en användning för radio: sända ljudsignaler. Idag är ljudsändning via radio så vanligt som någonsin, men listan över andra typer av information som sänds från radiotekniken har skjutit i höjden.

De flesta människor tänker på radio som trådlös sändning av ljud, oftast musik och tal. Men termen radion är faktiskt mycket bredare än så; sändning av ljud är faktiskt bara en tillämpning av den extremt användbar elektriskt fenomen som kallas radio.

TV-sändningar är inget annat än en kombination av ljud och video broadcast över radio. Mobiltelefoner använder radio att förlänga världens telefonnät. Sedan fanns det trådlösa nätverk och cellulära data planer, som överför data över Internet via radio. Och det finns många andra populära användningsområden för radioteknik, inklusive radar, GPS navigationssystem, och trådlösa Bluetooth-enheter.

Radio utnyttjar en av de mest intressanta av alla elektriska fenomen: elektromagnetisk strålning (ofta förkortat EMR), som är en typ av energi som färdas i vågor vid ljusets hastighet. EMR färdas fritt genom luften och även i rymdens vakuum.

EMR vågor kan oscillera vid alla tänkbara frekvens. Hastigheten av svängningen mäts i cykler per sekund, även känd som hertz (förkortat Hz). Istället hedrar den stora tyska fysikern Heinrich Hertz, som var den förste att bygga en apparat som kunde skapa och upptäcka radiovågor.

Radio är helt enkelt ett specifikt frekvensområde av EMR vågor. Den lägre delen av detta intervall ligger bara några cykler per sekund, och den övre änden är ca 300 miljarder cykler per sekund (även känd som gigahertz, förkortat GHz.) Det är en ganska stort utbud, men EMR vågor med mycket högre frekvenser existerar som väl, och är i själva verket vardagsmat.

EMR vågor med frekvenser över radiovågor går under olika namn, bland annat infraröd, ultraviolett, röntgen, gammastrålning, och - viktigast av allt - synligt ljus.

Det är rätt; vad vi kallar ljus är precis samma sak som det vi kallar radio, men vid högre frekvenser. Frekvensen av synligt ljus mäts i miljarder hertz, även kallad terahertz och förkortat THz. Den lägre delen av synligt ljus (röd) är ca 405THz och den övre änden (violett) är cirka 790 THz.

Så här är en intressant tanke att fundera: Radiostationer sänds på en viss frekvens. Till exempel i San Francisco, det finns en populär radiostation som heter KNBR, vilket har sänt på frekvensen 680 kHz sedan 1922. Det finns gott om andra radiostationer i området, men bara KNBR sändningar på 680 kHz.

Termen kanalen används ofta för att hänvisa till en radiostation som sänder vid en viss frekvens.

Lila är färgen vi uppfattar när vi ser ljus vars frekvens är runt 680 THz. Det finns många andra färger, men bara färgen lila är på 680 THz.

På ett sätt är färgen samma sak som kanal. Om EMR vågor vibrerar vid 680 kHz, de är KNBR radio. Om samma EMR vågor vibrerar en miljon gånger snabbare, vid 680 THz, de är färgen lila.

Ett viktigt begrepp som är relaterade till frekvensen är idén om våglängden. Termen våglängd avser avståndet mellan krönen hos varje cykel av EMR vid en viss frekvens. Eftersom EMR vågor färdas med ljusets hastighet, kan du beräkna våglängden för en given frekvens genom att dividera den sträcka som ljuset färdas i en enda sekund med antalet cykler per sekund.

Ju högre frekvens, desto kortare våglängd. Våglängden flesta AM sändning radiostationer är några hundra meter. Våglängden för synligt ljus är en mycket liten bråkdel av en tum.