Entenda como funcionam os rádios AM e FM

Pensar em como acontece a transmissão de rádio AM e FM pode parecer algo mágico. Quando você liga o rádio, pode ouvir música, voz ou qualquer outra coisa que esteja sendo transmitido de uma fonte localizada a centenas ou até milhares de quilômetros de distância! No entanto, a recepção de rádio é bastante fácil de entender, uma vez que você desmistifique como as ondas de rádio são criadas e transmitidas.

Você provavelmente está familiarizado com o AM, sigla para Amplitude Modulation, e FM, sigla em inglês para Frequency Modulation. Ambos os programas de rádio AM e FM são transmitidos pelo ar através de ondas de rádio, que fazem parte de uma ampla gama de ondas eletromagnéticas, que incluem: raios gama, raios X, raios ultravioleta, luz visível, infravermelho e microondas. 

Ondas eletromagnéticas estão ao nosso redor em todos os lugares e em diferentes freqüências. As ondas de rádio exibem propriedades semelhantes às das ondas de luz (por exemplo, reflexão, polarização, difração, refração), mas existem em uma frequência que nossos olhos não são sensíveis.

As ondas eletromagnéticas são geradas pela corrente alternada (CA), que é a energia elétrica usada para executar praticamente todos os equipamentos e / ou tecnologias - desde máquinas de lavar até televisores e dispositivos móveis. 

Nos Estados Unidos, a corrente alternada opera a 120 volts a 60 Hz. Isso significa que a corrente alterna (muda de direção) no arame 60 vezes por segundo. Outros países usam 50 Hz como padrão. Embora 50 e 60 Hz sejam consideradas relativamente baixas, as correntes alternadas ainda geram um nível básico de radiação eletromagnética (EMR). 

Isso significa que parte da energia elétrica escapa do fio e é transmitida para o ar. Quanto maior a freqüência da eletricidade, mais energia consegue escapar do fio para o espaço aberto. Assim, a radiação eletromagnética pode ser vagamente descrita como "eletricidade no ar".

Eletricidade no ar não é nada além de ruído aleatório. Para ser transformado em sinais úteis que transmitem informações (música ou voz), ele deve primeiro ser modulado, e a modulação é a base para os sinais de rádio AM e FM. É assim que os termos AM e FM se originaram, pois AM significa modulação de amplitude e FM significa modulação de frequência.

Modulação é mudança. A radiação eletromagnética deve ser modulada ou alterada para ser útil como uma transmissão de rádio. Sem modulação, nenhuma informação seria transportada por um sinal de rádio. A modulação é um conceito fácil de entender, especialmente porque está ao nosso redor. Nosso senso de visão é um bom exemplo para descrever como funciona a modulação. Um pedaço de papel em branco na mão é inútil, até que seja modulado ou alterado de alguma forma significativa. Alguém teria que escrever ou desenhar no papel para comunicar informações úteis.

Quando se trata de transmissões de rádio, a radiação eletromagnética (eletricidade no ar) deve ser modulada com a informação desejada para enviar.

O rádio AM usa modulação de amplitude e é a forma mais simples de transmissão de rádio. Para entender a modulação de amplitude, considere uma transmissão constante de sinal (ou onda) a 1000 kHz na banda AM. A amplitude (ou altura) do sinal constante é inalterada ou não modulada, não contendo, portanto, informações úteis. Este sinal constante produz apenas ruído, até ser modulado com informações, como voz ou música. A combinação dos dois resulta em uma mudança na intensidade de amplitude do sinal constante, que aumenta e diminui em proporção direta à informação. Apenas a amplitude muda, pois a frequência permanece constante o tempo todo.

O rádio AM nas Américas opera em uma faixa de frequências de 520 kHz a 1710 kHz. Outros países e regiões têm diferentes faixas de frequência. A frequência específica é conhecida como frequência da portadora, que é o veículo pelo qual o sinal real é transportado de uma antena de transmissão para um sintonizador de recepção.

O rádio AM tem as vantagens de transmitir mais diferenças, ter mais estações em uma determinada faixa de frequência, e ser facilmente captado pelos receptores. No entanto, os sinais AM são mais suscetíveis a interferência de ruído e estática, como durante uma tempestade. A eletricidade gerada pelo raio produz picos de ruído que são captados pelos sintonizadores AM. O rádio AM também tem um alcance de áudio muito limitado, de 200 Hz a 5 kHz, o que limita sua utilidade para música. E quando se trata de música, os sinais AM têm uma qualidade de som inferior à FM. 

O rádio FM usa modulação de frequência. Para entender a modulação de frequência, considere um sinal com frequência e amplitude constantes. A frequência do sinal é inalterada ou não modulada, portanto não há informações úteis contidas. Mas uma vez que a informação tenha sido introduzida neste sinal, a combinação resulta em uma mudança na frequência, que é diretamente proporcional à informação. Quando a frequência é modulada entre baixo e alto, a música ou voz está sendo transmitida pela freqüência da portadora. Mas apenas a frequência muda como resultado; a amplitude permanece constante o tempo todo. 

O rádio FM opera na faixa de 87,5 MHz a 108,0 MHz, que é uma faixa de frequências muito maior que a rádio AM. O alcance da distância para as transmissões FM é mais limitado do que o AM - normalmente menos de 160 km. No entanto, o rádio FM é mais adequado para música; a maior faixa de largura de banda, de 30 Hz a 15 kHz, produz a qualidade de som que normalmente preferimos ouvir. Mas, para ter uma área maior de cobertura, as transmissões FM exigem estações adicionais para transportar sinais adicionais.

As transmissões de FM também são comumente feitas em estéreo - algumas estações AM também são capazes de transmitir sinais estéreo. E, embora os sinais de FM sejam menos suscetíveis a ruído e interferência, eles podem ser limitados por barreiras físicas (por exemplo, edifícios, morros etc.), o que afeta a recepção geral. É por isso que você pode pegar algumas estações de rádio mais facilmente em alguns lugares do que em outras, seja dentro de sua casa ou ao redor da cidade.