音乐、新闻和聊天，无论您身在何处 去!直到 互联网 来了， 没有什么能与 收音机——甚至没有 电视. 收音机是一个装满电子元件的盒子，可以捕捉 无线电波在空中航行，有点像棒球捕手的手套， 将它们转换回您的耳朵可以听到的声音。 无线电最早是在19世纪后期发展起来的，并达到了 几十年后，它的受欢迎程度达到了顶峰。 虽然无线电广播不像以前那样流行，但基本思想 无线通信仍然非常重要： 在过去的几年里，广播已经成为心脏 新技术，如 无线电 互联网, 手机(手机), 和 无线射频识别 (射频识别)芯片。 与此同时，广播本身最近获得了新的生命，因为 更优质的到来 数字收音机集。

　　照片：一个天线可以捕捉波浪，一些电子设备可以将它们变回声音，还有一个扬声器，所以你 可以听到它们 - 这几乎就是像这样的基本无线电接收器的全部内容。箱子里面有什么?退房 下面框中的照片!

　　什么是收音机?

　　你可能认为“收音机”是你听的小工具，但它也有别的意思。 无线电意味着发送 能源 有波浪。换句话说，它是 一种从 一个地方到另一个地方，不使用任何类型的直接有线连接。这就是为什么它通常被称为 无线电. 发出无线电波的设备称为 发射机;这 发射器发送的无线电波在空中呼啸而过——也许是从 世界到另一个世界——当它到达第二台名为 接收器.

　　当您扩展 天线 (天线)在无线电接收器上，它抢走了一些电磁能量 路过。将收音机调谐到电台和 电子的 电路内部 收音机仅从所有 广播。

　　插图：无线电波如何从发射器传播到接收器。1)电子在发射器上上下冲动，射出无线电波。2)无线电波以光速在空气中传播。3)当无线电波击中接收器时，它们使电子在其中振动，重新产生原始信号。这个过程可能发生在一个强大的发射器和许多接收器之间 - 这就是为什么数千或数百万人可以同时接收相同的无线电信号。

　　这是怎么发生的?电磁能量，即 混合 电力 和 磁性，从你身边走过 波 喜欢 那些在海洋表面。这些被称为无线电波。喜欢 海浪，无线电波有一定的速度、长度和频率。 速度只是波在两个地方之间传播的速度。这 波长 是一个波峰之间的距离 (波峰)和下一个， 而 频率 是波数 到达每个 第二。 频率用一个称为 赫, 所以如果七 波 一秒钟到达，我们称之为七赫兹(7赫兹)。如果你曾经 看着海浪滚地涌向海滩，你会知道它们在旅行 与一个 速度可能为每秒一米(三英尺)左右。波长 海洋 波浪往往为数十米或英尺，频率约为 每隔几秒钟一波。

　　当你的收音机坐在书架上试图捕捉来袭的海浪时 走进你的家，有点像你站在海边看着 断路器滚滚而来。无线电波很多 然而，比海浪更快、更长、更频繁。他们 波长通常为数百米，所以这就是距离 在一个波峰和下一个波峰之间。但它们的频率可以在 数百万赫兹——所以每个波都有数百万个这样的波到达 第二。如果海浪有几百米长，怎么能有几百万 他们到达 这么频繁?很简单。无线电波传播 难以置信地 快速 - 在 这 光速(300，000公里或每秒186，000英里)。

　　照片：广播工作室本质上是一个隔音盒，可以将声音转换为 可以使用发射器广播的高质量信号。 信用： 卡罗尔· 海史密斯档案馆，国会图书馆，印刷和照片部。

　　模拟无线电

　　海浪通过使 水上下移动。以大致相同的方式，无线电波携带 能量作为无形的，上下运动的电力和 磁性。这携带来自巨大发射器的程序信号 天线，连接到无线电台，到较小的 收音机上的天线。通过将程序添加到 称为 载体.此过程称为 调制. 有时，无线电节目以这样的方式添加到载体中： 程序信号导致载波频率波动。 这称为 调频 (调频). 发送无线电信号的另一种方法是使载波的峰值更大或 较小。由于波的大小称为其振幅，因此 过程称为 调幅 (AM). 频率调制是FM收音机的广播方式;调幅是技术 由AM广播电台使用。

　　AM和FM有什么区别?

　　一个例子使这一点更加清晰。假设 我在海里的划艇上假装是无线电发射器 你在岸上假装自己是无线电接收器。比方说 我想向你发出求救信号。我可以摇晃船， 迅速落入水中，向你发出大浪。如果有 已经有波浪从我的船上掠过，从遥远的海洋到 岸上，我的动作会 那些现有的波浪要大得多。换句话说，我将使用 波浪作为载体经过，发送我的信号，因为我会 改变波浪的高度，我将通过以下方式传输我的信号 调幅。或者，与其将我的船向上移动， 向下，我可以把手放在水里，然后迅速地把它移回去， 四。现在我'会让海浪更频繁地传播——增加他们的 频率。所以，在这种情况下，我的信号将按频率传播给你 调制。

　　通过改变波浪的形状来发送信息是 一个示例 模拟 过程。这意味着 您尝试的信息 发送是 由直接的物理变化(水上下移动)表示 或来回更快)。

　　插图：左：在FM收音机中，信号以相同的振幅(波具有相同的“高度”)广播，但它们的频率(实际上是从一个波峰到下一个波峰之间的周期) 不断变化。右：AM收音机的情况正好相反。在这里，频率(周期)保持不变，但波的振幅(高度)不同。

　　AM和FM的问题在于 程序信号成为承载它的波的一部分。所以，如果 途中的波发生意外，部分信号可能 迷路了。如果它丢失了，就没有办法找回它 再。想象一下，我正在从船上向 岸上和快艇在两者之间比赛。它产生的波浪将 迅速压倒我所做的那些并抹去我的信息 尝试发送。这就是为什么模拟收音机听起来很脆，特别是如果你 在车里听。 数字收音机 可以帮助解决这个问题 以编码的数字格式发送无线电广播的问题，以便干扰 不会以同样的方式破坏信号。我们一会儿会讨论这个问题， 但首先让我们看看模拟收音机的内部情况。

　　模拟无线电的工作原理

　　让我们揭开旧式模拟晶体管收音机的盖子，看看是什么 我们可以在里面找到!单击图像以查看稍大的照片。

　　照片：在 1970 年代的老式模拟收音机内。如果您有兴趣，它是日立KH-437E的 大约 1975-1980 年。

　　外部伸缩式 FM 天线：这 这个收音机上的一个延伸到大约30厘米(1英尺)，这很长。 足以捕捉到大量 FM 广播。您可以扩展和 旋转伸缩天线以获得更好的接收效果。一般而言 天线越长(在英国称为天线)，信号越多 你可以拿起。

　　电池仓：此收音机是 也 电池 或交流供电。当你 插入交流引线，开关会自动切断电池电源。

　　扬声器：只有一个 扬声器，所以这个收音机可以重现 只有单声道声音。通常，扬声器越大，声音越大 收音机(以及它的声音质量越好)。

　　交流电源输入：电缆插入此 插座，因此您可以通过家用电源经济地运行收音机 电源(电源插座)。

　　变压器：收音机的电子 组件在非常小的电压(小于 6 伏)下工作，但来自 交流电源插座通常为 110 伏(在美国)，240 伏(在 英国)或类似。变压器的工作是降低交流电压 因此，它既安全又适合收音机的精密组件。

　　内置AM天线：当你在 收听 AM(也称为 MW 或中波)广播， 外部 FM 天线是冗余的。相反，信号由 这个紧密盘绕的AM天线隐藏在外壳内。如果你是 收听AM，您必须转动整个收音机以重新定向 内置天线并改善您的信号接收。

　　变压器：一系列较小的 变压器帮助收音机专注于您想要的电台 屏蔽附近的其他车站。

　　放大器：这个小芯片提升了 信号强度，因此它足够强大，可以驱动扬声器。 该放大器基于 晶体管, 吸收小电流并输出大量电流的电子元件 较大的一个 - 放大其大小。小型收音机通常被称为 “晶体管收音机”：这是微型晶体管的发展，从晚期开始 从 1940 年代开始，这使得将收音机的所有组件打包到一个小型便携式装置中成为可能。 在晶体管出现之前，收音机通常是巨大的木箱，站立着。 在你家的角落里，和老式电视一样大(通常甚至更大)。

　　耳机插孔：你可以插一个小 单声道耳机在这里私密聆听。如果您插入立体声 耳机插入单声道插座，您只会听到其中一个声音 两个听筒。

　　音量控制：这是背面 音量旋钮。转动音量旋钮可调整电子元件 称为变量 电阻器 或电位计，增加或 减少 电流 流动 到扬声器。电流越大，声音越大，声音越大 卷;较小的电流以较小的音量发出更安静的声音。

　　调谐控制：这是一个变量 电容器 将收音机调谐到特定电台。

　　收音机如何将AM和FM信号变回声音?

　　但这里有一个问题。想象一下，你是一个无线电接收器，你拾取了一些经过的波浪。 由。你怎么知道它们是什么意思?你怎么知道它们是AM还是FM? 首先，AM和FM以非常不同的频率广播：AM波比FM长得多， 而FM波的频率要高得多。无线电使用不同种类的 天线 并使用不同的方法将AM和FM波变回可识别的声音。

　　像上图这样的无线电内部有电路，称为探测器，其 工作是将调制后的AM或FM无线电信号转换回产生它们的声音的副本。 这个过程与调制相反，所以它被称为 解调. 在不涉及技术细节的情况下，您可能会想象它在调谐到一个频率的AM收音机中如何工作，但是频率变化的FM呢?如果波的频率很高，电台如何在特定频率上广播 从变送器出来的是不断变化的?好吧，它并不像这表明的那样随机： 频率只能改变(“偏离”)中央载波频率的两侧。 调频收音机使用各种 检测器电路 将变化的频率转换回重新创建原始声音的可变振幅。 这些工作究竟是如何工作的超出了这篇简单文章的范围。 如果您有兴趣，可以在维基百科的文章中找到更多信息 无线电中的探测器.

　　数字收音机

　　照片：典型的罗伯茨DAB数字收音机。中间的大橙色按钮让 暂停实时无线电广播，稍后重新启动它。

　　你沿着高速公路行驶，收音机里传来你最喜欢的歌曲。你走到一座桥下，嗡嗡声、嘶嘶声、噼里啪啦声、啪啪声、啪啪声、啪啪 歌声在一阵寂静中消失了。就像人们已经习惯了一样 这样的小玩意儿，发明家们想出了一种新型收音机， 承诺近乎完美 声音. 数字收音机，正如它所称的那样，发送 语音和歌曲像一串串数字一样在空中传播。不管怎样 收音机和发射器之间有什么，信号几乎 总是通过。这就是为什么数字收音机听起来更好。但 数字技术也带来了更多 电台并显示有关您正在收听的节目的信息 (例如音乐曲目或节目的名称)。

　　数字收音机与模拟收音机有何不同?

　　让我们回到前面的例子，从船上向岸边发送信息，但这次 使用数字方法。在紧急情况下，我可以在我的船上存放数百只塑料鸭子， 每个人都带着一个号码。如果我遇到麻烦，像以前一样，想发出求救信号，我可以发送 您通过释放仅释放紧急编码消息“12345” 用这些数字鸭子。假设我确实有问题。我放鸭子 数字为 1、2、3、4 和 5，但我不是只发送五只编号的鸭子，而是发送 10 或 20 只 每只鸭子都增加了消息到达的机会。现在，即使大海波涛汹涌 或者快艇切入，鸭子的可能性仍然很高 会通过的。最终，海浪将携带带有数字的鸭子 1、2、3、4 和 5 上岸。 你把鸭子收集在一起，锻炼 我想说的。

　　这或多或少就是数字广播的工作原理!

　　发射器发送分成片段并用数字(数字)编码的程序信号。

　　发射器多次发送每个片段以增加其通过的机会。

　　即使事情中断或延迟了一些片段，接收器仍然可以将来自其他地方的片段拼凑在一起 并将它们放在一起以发出不间断的程序信号。

　　为了帮助避免干扰，数字无线电信号在一个巨大的宽带无线电频率上传播，大约 比模拟无线电中使用的宽 1500 倍。返回我们的划艇 例如，如果我可以发送 1500 倍宽的波，它将绕过任何 快艇挡住了路，更容易到达岸边。这 宽带允许单个数字信号传输六个立体声音乐 节目或一次性20个演讲节目。将信号混合在一起 以这种方式称为 多路复用.部分 信号可能是音乐，而另一部分可能是文本信息流 告诉你音乐是什么，DJ的名字，哪个广播电台 你在听，等等。

　　数字收音机如何工作?

　　打开您的数字收音机，它...

　　收集在空中飞行的无线电信号碎片。

　　对片段进行分类并重新组合，以产生完整的无线电信号，从而生成您想要收听的节目。

　　测试数字无线电

　　数字收音机需要一些时间来处理传入的信号，而您 可以自己听到!将数字收音机和普通模拟收音机并排放置 并将它们调谐到同一个电台中。您会找到来自数字收音机的声音 滞后 明显 在模拟收音机的声音后面，因为它需要时间 重新组装数字信号。下次您根据数字收音机的时间信号设置手表时，请考虑一下!

　　为什么无线电波不都混在一起?

　　从电视广播到 全球定位系统卫星导航，无线电波通过空气摧毁各种方便的信息， 所以你可能想知道为什么这些非常不同的信号没有完全混淆?现在我们有了数字广播，使用复杂的数学代码将无线电信号彼此分开要容易得多;这就是人们如何在一条城市街道上同时使用数百部手机而不会听到彼此的电话的方式。但是，回到几十年前只有模拟无线电的时代，阻止不同类型的信号相互干扰的唯一明智方法是将整个无线电频率频谱分成不同的频段，很少或没有重叠。以下是一些主要无线电广播频段的例子(不要认为这些是准确的;世界各地的定义确实有所不同， 有些波段确实重叠，我也对一些数字进行了四舍五入)：

　　如果你查看美国国家电信和信息管理局的网站，你会发现一张非常详细的海报。 称为 美国 频率分配：无线电频谱图，显示所有不同的频率及其用途。

　　如果你看一下表格，你会发现波长和频率的方向相反。随着无线电波的波长变小(向下移动)，它们的频率也会变大(更高)。但是，如果你将这些波的频率和波长相乘，你会发现你总是得到相同的结果：每秒3亿米，更广为人知的是光速。

　　无线电简史

　　照片：意大利广播先驱古列尔莫·马可尼。 照片由 美国国会图书馆

　　1888年：德国物理学家 海因里希·赫兹 (1857-1894) 他实验室里的第一个电磁无线电波。

　　1894年：英国物理学家 奥利弗·洛奇爵士 (1851–1940) 发送 在英国牛津使用无线电波的第一条消息。

　　1897： 物理学家 尼古拉·特斯拉 (1856–1943) 申请专利解释 如何在没有电线的情况下传输电能(美国专利 645，576 和 美国专利 649，621) 和 后来(在马可尼的工作之后)意识到它们也可以适应无线通信(换句话说，无线电)。 次年，特斯拉获得批准 美国专利 613，809 对于无线电遥控船。(然而，关于他“发明”收音机的说法是有争议的，因为托马斯· 详细讨论 尼古拉·特斯拉：没有“发明收音机”的人.)

　　1899年：意大利发明家 古列尔莫·马可尼 (1874-1937)通过英吉利海峡发送无线电波。到1901年。马可尼发送了无线电 横跨大西洋，从英格兰的康沃尔到纽芬兰。

　　1902-1903：美国物理学家、数学家和发明家 约翰·斯通·斯通 (1869-1943)利用他的电报知识在无线电调谐方面取得了重要进展 这有助于克服干扰问题。

　　1906年：加拿大出生的工程师 雷金纳德·费森登 (1866-1932)成为第一个使用无线电波传输人声的人。 他从布兰特岩的发射器发送了11英里的信息， 马萨诸塞州飞往 船舶 大西洋的无线电接收器。

　　1906年：美国工程师 李德福雷斯特 (1873-1961)发明了三极管(audion)阀，这是一种电子元件，使 收音机更小，更实用。这项发明为德福雷斯特赢得了“无线电之父”的绰号。

　　1910年：纽约市大都会歌剧院首次进行公共广播。

　　1920年代：广播开始演变为电视。

　　1947年：发明 晶体管 由 约翰·巴丁 (1908–1991), 沃尔特·布拉坦 (1902-1987)，以及 威廉 肖克利 贝尔实验室(1910-1989)使放大无线电信号成为可能 具有更紧凑的电路。

　　1954： 摄政TR-1，1954年10月推出，是世界上第一个商业化生产的晶体管 收音机。第一年售出约1500辆，到1955年底，销量已达到10万辆。

　　1973: 马丁·库珀 摩托罗拉首次通过手机拨打电话。

　　1981年：德国无线电工程师开始开发现在称为DAB(数字音频广播)的东西。 慕尼黑广播技术研究所。

　　1990年：无线电专家提出了Wi-Fi的原始版本(一种无需电线即可将计算机相互连接和Internet的方法)。

　　1998年：开发蓝牙®(小工具的短距离无线通信)。