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IT之家學院：靈魂畫師圖解收音機工作原理

時間：2017-08-18　來源：IT之家　作者：網(wǎng)絡(luò)　點擊：次

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1888年，德國科學家赫茲發(fā)現(xiàn)了無線電波的存在。

1906年，史上首個無線電廣播電臺在美國誕生。

1923年，美國在上海開辦中國首個廣播電臺，呼號“ECO”。

1926年，中國自辦的廣播電臺——哈爾濱廣播電臺開始播音。

從《直播中國》，到《小喇叭》，從《央廣新聞》，到《千里共良宵》，和電視一樣，收音機同樣陪伴了一代人的成長，今天的IT之家學院，我們就來聊聊收音機的工作原理。

收音機的作用是什么呢？接收來自廣播電臺的電波，并將其轉(zhuǎn)化為人耳能夠聽到和辨識的聲音。在說收音機是如何將無線電波轉(zhuǎn)化為我們可聽見、可辨識的聲音之前，我們先來看看廣播電臺是如何將播音員的聲音傳送出去的。

若播音員在廣播電臺的播音間里直接說話，而這些聲音不經(jīng)過任何處理，那你的收音機肯定不會收到他的聲音的。為什么呢？因為這些聲音的“能量”太弱了，不等傳到你的收音機里，它們就衰減沒了。

要怎么樣才能讓聲音傳得遠呢？我們要給它“加點兒勁兒”。

在廣播電臺中，有一種名叫振蕩器的設(shè)備，它可以產(chǎn)生出比較“有能量”的電波，這種電波可以傳播到更遠，不過振蕩器生成電波中包含的信息是無意義的。

要讓廣播電臺發(fā)出既有能力遠距離傳播、又包含有意義的信息的電波，那么只需將來自麥克風的聲音信息和來自振蕩器的高頻電波混合在一起，在這里，來自振蕩器的高頻電波就相當于運送貨物的卡車，稱之為“載波”，而要傳輸?shù)穆曇�，則相當于卡車上的貨物，稱之為“載體”，而要將“載波”和“載體”捏到一塊兒，就需要調(diào)制器的協(xié)助了，所謂的調(diào)制器，就是一臺可以將載波和載體“調(diào)制”在一起的設(shè)備。

好的，現(xiàn)在，來自播音間麥克風的聲音和來自振蕩器的高頻信號經(jīng)過調(diào)制器的調(diào)制疊在了一起，包含有用的聲音信息的高頻信息已經(jīng)穿過大街小巷，來到了你的收音機面前。

此時，來自廣播電臺的電波還不能被人耳直接聽到，要愉快地收聽節(jié)目，我們的收音機還需把來自廣播電臺的高頻信號轉(zhuǎn)換為人耳可以聽到的聲音。

前面我們提到，要把聲音信號運送到你的收音機，廣播電臺需要將其放在被稱為“載波”的“卡車”上，而你的收音機要做的，就是將“卡車”上被稱為“載體”的貨物卸載下來，這些“貨物”，就是我們在收音機里所聽到的聲音。

收音機里面有很多元器件，不過核心元件大概只有這幾樣：調(diào)諧器、解調(diào)器、放大器、揚聲器。

調(diào)諧器是來自廣播電臺的信號在收音機內(nèi)所經(jīng)歷的第一站，它的作用是告訴收音機，從哪輛卡車上卸載貨物，是這輛車牌號是FM97.5的，還是那輛車牌號是FM98.6的。

當確定了哪車是正確的之后，這輛車上的貨物就要被卸載下來了。負責卸載貨物的元件名叫“解調(diào)器”，它的作用是將“載波”（來自振蕩器的高頻信號）和“載體“（來自播音間的聲音）分離。

好的，經(jīng)過解調(diào)器之后，我們要的貨物已經(jīng)被卸載下來了，不過這個時候你還不能直接聽它，因為它的強度很弱，我們需要給它“加點兒勁兒”，這時，放大器就派上用場了，放大器的作用，是將從載波上卸載下來的載體放大，并送到揚聲器。

好的，至此，我們就可以聽到來自廣播電臺的聲音了。撒個花~

不過，一般廣播電臺的信號塔離我們的收音機都比較遙遠，就算電波被打了雞血，等到達收音機時，也衰減得比較厲害了，如果這時直接進行解調(diào)，那恐怕效果不會很好，如果我們能給這些衰減了的信號再打一波雞血就好了。

這個主意十分不錯。我們可以在收音機內(nèi)部來一個本機振蕩器，在檢波（解調(diào)）之前，先給剛剛收到的來自信號塔的高頻信號加個buff，使其變成中頻信號，然后，再對這些中頻信號進行放大（負責做這個工作的同學叫做“中放”），送到解調(diào)器里進行解調(diào)（檢波），真是美滋滋。

不過，廣播電臺的信號發(fā)射塔，功率有高有低，發(fā)射出來的信號強度，也是有強有弱，如果我們的收音機將來自不同發(fā)射臺的信號一視同仁地放大，那來自功率較強的電臺的聲音就會震破你的耳膜，來自功率較弱的電臺的聲音就會小得像蚊子叫，為了平衡強臺和弱臺之間的差異，我們就需要一個叫做“AGC”的電路了。這個電路的全稱為“Automatic Gain Control”，翻譯成中文，意思是“自動增益控制”，它的作用是，當來自電臺的信號很強時，它就把來自中放的電流調(diào)小，當來自電臺的信號很弱是，它就把來自中放的電流調(diào)大。

好的，現(xiàn)在，來自電臺的電波已經(jīng)經(jīng)過解調(diào)了，不過，解調(diào)后，我們得到的低頻信號還是很微弱，可不能就這么直接送到揚聲器里，于是，這里，我們需要再加一個放大器，將它放大一下（低放）。

從低放里出來的信號雖然已經(jīng)比較強了，不過它的內(nèi)阻很大，推不動揚聲器，這時，我們可以通過功放將它的功率放大到可以推得動揚聲器程度，這樣，收音機前的你就可以美滋滋地聽到來自廣播電臺的聲音了。

隨著科技的進步和時代的發(fā)展，我們迎來了數(shù)字時代，DSP收音機自此登上了歷史舞臺。

這種收音機采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，直接以軟件的方式來實現(xiàn)放大、解調(diào)、AGC等操作。和傳統(tǒng)的收音機比，這種數(shù)字化的收音機的靈敏性和抗干擾性更好，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也更加高級。

再后來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各式各樣的網(wǎng)絡(luò)收音機上架到應(yīng)用商店，在網(wǎng)絡(luò)收音機中，你不僅可以預(yù)約節(jié)目、回聽節(jié)目、保存節(jié)目錄音，甚至還可以在某個廣播節(jié)目下的評論區(qū)當中與來自各地的網(wǎng)友互動和交流，此時，網(wǎng)絡(luò)收音機已經(jīng)不僅僅是一個收音機，而更像是一個社交平臺了。