Hur fungerar din radio?

RUNDRADIOUTSÄNDNINGAR började i Sverige 1922, för mindre än femtio år sedan. Från och med 1925 fick AB Radiotjänst (nuvarande Sveriges Radio) monopol på alla sändningar av radioprogram. Då fanns det 40.000 radiolicenser i landet. Vid årsskiftet 1968—1969 hade de ökat till över 2.900.000. Och i de flesta länder är radion numera mycket allmän. I USA till exempel finns det uppskattningsvis 275 millioner radioapparater, vilket är mer än en radio per person! Men trots att det finns så många förstår de flesta människor inte mycket av hur en radio fungerar. Har du någon gång undrat över hur den fungerar?

Det kan hända att du sitter i en fåtölj, när du läser detta, och att radion förser dig med bakgrundsmusik. Låt oss följa de steg som gör det möjligt för musiken att färdas från radiostationen till ditt hem.

Musiken sänds

När programmet frambringas av levande musik, dvs. direktsändning, överförs tonerna genom luften till mikrofonen. Ljudet är i själva verket små tryckvariationer i luften. Örat känner dessa tryckvariationer, vilket gör det möjligt för en person att höra musik. Mikrofonen förnimmer också dessa tryckvariationer och förvandlar ljudvågorna till spänningsvariationer, den elektriska motsvarigheten till ljudvågorna.

Mikrofonen utför alltså det första grundsteget för att överföra ljudet till elektrisk form. Det finns många typer av mikrofoner, men vi skall undersöka hur en dynamisk mikrofon fungerar. Bredvidstående illustration kommer att hjälpa dig att få en klar bild av dess olika delar.

Membranet är gjort av papper eller annat lätt material som vibrerar vid ljudet av musiken. Detta får den lilla trådspolen att röra sig fram och tillbaka, eftersom den är fastsatt vid membranet. Spolen rör sig fram och tillbaka genom det starka magnetfält som alstras av den permanenta magneten, och detta alstrar i spolen den elektriska motsvarigheten till ljudvågor. Dessa elektriska vågor är nu mycket svaga och måste alltså förstärkas. Detta gör man med elektronrör eller transistorer.

Från studiokontrollen överförs de elektriska vågorna till sändaren. När det gäller små radiostationer, har man kanske sändaren i själva kontrollrummet. Men större stationer har vanligtvis sina kraftigare sändare utanför staden, på stort avstånd från höga byggnader, som skulle kunna förvränga sändningarna.

Sändaren består av elektrisk utrustning som frambringar radiovågor och kombinerar dessa vågor med de elektriska vågor som har frambringats i mikrofonen. Den här kombinationen kan man göra så att det skapas endera av två slags vågor, amplitudmodulerade (AM) eller frekvensmodulerade (FM) vågor.

Amplitudmodulering innebär att man varierar vågens effekt, medan frekvensmodulering innebär att man varierar vågens frekvens. En AM-våg har fördelen att den täcker långa avstånd, eftersom det är en lång våg som följer jordens krökning. FM-vågor når endast korta avstånd, eftersom de inte följer jordens krökning. En fördel hos FM i jämförelse med AM är dess relativt distorsionsfria mottagning.

Sedan elektriska vågor och radiovågor kombinerats i sändaren till modulerade vågor, överförs de modulerade vågorna till en radioantenn. Antennen når högt upp i luften, ibland 150 meter eller mera. Från denna antenn sänds vågorna ut och sprids som krusningarna efter en sten som kastas i lugnt vatten. Dessa modulerade vågor bär alla variationer och toner i musiken som frambringats i studion.

Med bokstavligen tusentals radiostationer i världen som gör utsändningar kanske du undrar hur alla vågor som sänds ut av dessa stationer hindras från att störa varandra. För att förhindra sådan störning finns det internationella avtal, varigenom varje station tilldelas en särskild kanal eller frekvens som den kan använda vid sändningar, och det skulle innebära en överträdelse för en station att använda någon annan frekvens än den som den fått sig tilldelad. Denna tilldelade frekvens är vanligtvis angiven genom det nummer som står på radions tavla där du tar in stationen. Frekvensen för en AM-station kan ligga var som helst mellan 550 och 1600 kilocykler.

Musiken tas emot

Radiovågor som kommer från radiostationer finns överallt omkring oss. Vi kan inte se dem, men de finns där. Hur kommer det sig då att radion väljer ut de vågor som bär musiken du vill höra och omvandlar dessa vågor till ljud? Låt oss se!

Först måste vågorna tas upp av radion. Antennen är denna mottagare. Den motsvarar en persons öron. I dag har de flesta radioapparater inbyggda antenner, fastän radioapparater i bilar ofta har yttre antenner. En yttre antenn sörjer för bättre mottagning av svaga inkommande signaler.

Radiovågorna som sänds ut av eller radieras från radiostationen inducerar en svag elektrisk ström när de träffar din radioantenn. Eftersom vågorna från oräkneliga stationer matas in i radion med hjälp av antennen, måste de vågor som bär den musik du vill höra skiljas från de övriga. Hur går det till?

Det utförs med en särskild anordning i radion. Visartavlan eller stationsinställningsratten kan vridas så att man kan välja den stations kanal eller frekvens som sänder ut den önskade musiken. Detta innebär därför helt enkelt att välja en frekvens och utestänga alla andra frekvenser. Men det har inte alltid varit lätt att göra.

För många år sedan, när radiotekniken inte hade utvecklats så långt som i dag, var oförmågan att exakt välja önskade frekvenser en påtaglig brist. När den amerikanska flottan önskade ta emot SOS-signaler från ett fartyg i nöd, måste kommersiella radiostationer tillfälligt sluta sända, så att flottans mottagare kunde ta in dessa radiosignaler utan störning. Nu för tiden möter man sällan problemet med störning från andra stationer. Det beror på att de flesta radioapparater använder superheterodynprincipen för att få stor noggrannhet vid valet, så att man undviker att ta in stationer på närbelägna kanaler.

Sedan den s. k. avstämningskretsen i radion valt ut den speciella station som man önskar, ändras de modulerade vågorna till en lägre frekvens med ett elektronrör (eller en transistor), som kallas frekvensomvandlare. Därnäst förstärks vågorna av ett rör eller en transistor som kallas mellanfrekvensförstärkare.

När sedan den modulerade vågen är tillräckligt förstärkt, sänds den in i ett demodulatorrör. Detta rör avskiljer den radiovåg, som frambringades av sändaren och som har tjänat som bärvåg hela vägen fram till denna punkt, från den elektriska vågen. Nu återstår bara den elektriska vågen. Det är den våg som skapades i mikrofonen i radiostudion av tryckvibrationer som frambringades av orkestermusiken.

Effekten hos dessa vågor från demodulatorn är mycket svag, och därför måste de återigen förstärkas. För att utföra detta leds de elektriska vågorna in i spänningsförstärkaren som finns i samma rör som demodulatorn. Här ökas spänningen, och sedan matas vågorna in i ett effektförstärkarrör som driver högtalaren.

Högtalaren är den slutliga länken mellan de musikaliska vibrationer som erhölls vid mikrofonen i radiostudion och åhöraren i hemmet. Den omvandlar de nu mycket starka elektriska vågorna till mekaniska vibrationer. Den är uppbyggd som en mikrofon men fungerar på omvänt sätt.

I högtalaren finns en fast permanent magnet och en trådspole, som kallas ljudspolen. Den är förbunden med effektförstärkarstegets utgång. Därifrån sänds ström genom spolen som är fäst på högtalarkonen. Detta får konen, som vanligtvis är gjord av papper, att röra sig fram och tillbaka och så frambringa mekaniska vibrationer. Dessa vibrationer frambringar sedan tryckvariationer i luften i ditt rum som är lika dem som frambringades av musiken i studion.

Därför hör du njutbara toner av bakgrundsmusik, när du kopplar av i din fåtölj! Radioöverföring är sannerligen en förvånansvärd bedrift.

[Diagram på sidan 18]

(För formaterad text, se publikationen)

Figur över en dynamisk mikrofon

PERMANENT MAGNET

MJUK JÄRNKLYKA

MEMBRAN OCH RÖRLIG SPOLE

[Diagram på sidan 19]

(För formaterad text, se publikationen)

Insidan av en radio sedd uppifrån

DEMODULATOR (DETEKTOR) OCH SPÄNNINGSFÖRSTÄRKARE

MELLANFREKVENSFÖRSTÄRKARE

AVSTÄMNINGSKONDENSATOR

EFFEKTFÖRSTÄRKARRÖR

FREKVENSOMVANDLARE

HÖGTALARE

LIKRIKTARE

ANTENN