Come funziona la vostra radio?

NEGLI Stati Uniti le radiotrasmissioni commerciali cominciarono solo cinquant’anni fa, nel 1920. Nel 1925 c’erano 3 milioni di radio nelle case americane. Nel 1940 erano salite a oltre 45 milioni e ora si calcola che negli Stati Uniti ci siano 275 milioni di apparecchi radiofonici. Questo è più di una radio per persona! Tuttavia, nonostante il loro numero, la maggioranza delle persone capisce poco come funziona la radio. Vi siete mai chiesto come funziona?

Forse siete comodamente seduto in poltrona mentre leggete questo e la radio trasmette musica in sordina. Facciamo a ritroso i passi che permettono a questa musica di venire dalla stazione radio a casa vostra.

Trasmissione della musica

La musica è suonata da un’orchestra o, nella maggioranza dei casi odierni da un’incisione nello studio della radio. Le melodie musicali sono trasmesse attraverso l’aria dal disco al microfono. Il suono consiste in effetti di piccole variazioni di pressione nell’aria. L’orecchio percepisce queste variazioni di pressione e consente di udire la musica. Anche il microfono percepisce queste variazioni di pressione, e cambia queste onde sonore in volt o equivalenti elettrici delle onde sonore.

Il microfono compie pertanto il primo passo fondamentale nel trasformare il suono in forma elettrica. Ci sono molti tipi di microfoni, ma esamineremo come funziona il tipo a bobina mobile. L’illustrazione qui accanto vi aiuterà a raffigurarvi le varie parti.

La membrana è fatta di carta o altro materiale leggero che vibra al suono della musica. Questo fa muovere avanti e indietro la piccola bobina di filo, giacché essa è rigidamente attaccata alla membrana. La bobina si muove avanti e indietro nel forte campo magnetico prodotto dal magnete permanente, e ciò produce nella bobina equivalenti elettrici delle onde sonore. Le onde elettriche sono a questo punto molto deboli, per cui si devono amplificare o rafforzare. Si fa ciò per mezzo di valvole termoioniche o di transistor.

Dal posto di controllo nell’auditorio le onde elettriche sono mandate alla trasmittente. Nel caso di piccole stazioni radio, la trasmittente può essere situata proprio nella sala di controllo dell’auditorio. Comunque, le grandi stazioni hanno di solito le loro potenti trasmittenti fuori città, lontano da alti edifici e altri ostacoli che potrebbero alterarne le trasmissioni.

La trasmittente consiste di apparecchi elettrici che producono radioonde, e combina queste onde con le onde elettriche prodotte dal microfono. Questa combinazione può dare origine a due specie di onde, a modulazione di ampiezza (AM) o a modulazione di frequenza (FM).

La modulazione di ampiezza consiste nel cambiare la potenza dell’onda, mentre la modulazione di frequenza consiste nel cambiare la frequenza dell’onda. L’onda AM ha il vantaggio di coprire una grande distanza, giacché è un’onda lunga e segue la curva della terra. D’altra parte, le onde FM raggiungono distanze minori, poiché non seguono la curva della terra. Il vantaggio dell’FM rispetto all’AM è la ricezione relativamente esente da rumori.

Una volta che nella stazione trasmittente è avvenuta la combinazione delle onde elettriche e delle radioonde per formare onde modulate, le onde modulate sono inviate all’antenna trasmittente. L’antenna raggiunge una certa altezza nell’aria, talvolta 150 metri o più. Da questa antenna le onde sono mandate nello spazio, ed esse si propagano come le increspature prodotte da un sasso lanciato in acqua ferma. Queste onde modulate hanno tutte le variazioni e i toni della musica prodotta nell’auditorio.

Essendoci letteralmente migliaia di stazioni radio che trasmettono negli Stati Uniti, potreste chiedere come si impedisca a tutte le onde emesse da queste stazioni di interferire le une nelle altre. La Commissione Radiofonica Federale fu stabilita nel 1927 per impedire tali interferenze; nel 1934 fu sostituita dalla Commissione Federale per le Comunicazioni.

Questa commissione federale assegna alle stazioni un particolare canale o frequenza che possono usare nelle trasmissioni ed è un reato federale se una stazione usa una frequenza diversa da quella assegnatale. Questa frequenza stabilita è di solito indicata dal numero della gamma della vostra radio a cui ricevete tale stazione. La frequenza di una stazione AM può variare tra i 550 e i 1600 chilocicli.

Ricezione della musica

Le radioonde provenienti dalle stazioni trasmittenti sono tutt’intorno a noi. Non possiamo vederle, ma ci sono. Com’è dunque che la vostra radio sceglie le onde che trasportano la musica che volete udire e converte queste onde in suono? Vediamo.

Anzitutto, le onde devono essere ricevute dalla vostra radio. L’antenna e il mezzo di ricezione. Corrisponde agli orecchi della persona. La maggioranza delle radio odierne hanno antenne incorporate, sebbene le radio delle automobili le abbiano frequentemente esterne. L’antenna esterna dà una ricezione migliore per i segnali in arrivo più deboli.

Le radioonde inviate o diffuse nella circostante comunità dalla stazione radio causano un piccolo segnale elettrico o pressione quando colpiscono l’antenna della vostra radio. Giacché le onde delle innumerevoli stazioni sono ricevute per mezzo dell’antenna nella vostra radio, le onde che trasportano la musica che volete udire devono essere separate dal resto. Come si fa questo?

Questo si ottiene per mezzo del dispositivo all’interno della vostra radio detto controllo di sintonia. La manopola del controllo di sintonia si può girare per scegliere il canale o frequenza della stazione che trasmette la musica desiderata. La sintonizzazione, perciò, implica semplicemente la scelta di una frequenza e il rigetto di tutte le altre frequenze. Ma questo non è sempre stato facile.

Anni fa, quando la radio non era così perfezionata com’è oggi, l’incapacità di scegliere con precisione le frequenze desiderate era una notevole manchevolezza. Infatti, quando la Marina Statunitense desiderava ricevere segnali di SOS da una nave in difficoltà, le stazioni trasmittenti commerciali erano costrette a cessare temporaneamente le trasmissioni così che gli apparecchi riceventi della Marina potessero captare queste comunicazioni radio senza interferenza. Comunque, oggi il problema dell’interferenza di altre stazioni si incontra di rado. Questo è dovuto al fatto che la maggioranza delle radio seguono il principio della supereterodina per ottenere la precisa selezione che evita di prendere stazioni su canali adiacenti.

Dopo che il circuito di sintonia ha scelto la particolare stazione desiderata, per mezzo di una valvola termoionica (o di un transistor), detta commutatore, le onde modulate sono cambiate in onde di frequenza più bassa. Successivamente le onde sono rafforzate o amplificate da una valvola o da un transistor detto amplificatore di I-F (frequenza intermedia).

Ora che l’onda modulata è sufficientemente amplificata, viene mandata a un rivelatore. Esso separa dall’onda elettrica la radioonda prodotta nella trasmittente e impiegata come onda portante per tutto il tragitto fino a questo punto. Ora tutto ciò che rimane è l’onda elettrica. È l’onda che fu creata nel microfono nell’auditorio della radio dalle vibrazioni di pressione prodotte dalla musica dell’orchestra.

Quando escono dal rivelatore queste onde sono molto deboli, per cui devono nuovamente essere rafforzate. Per far ciò le onde elettriche sono mandate all’amplificatore di voltaggio, che è nella stessa valvola del rivelatore. Qui il voltaggio è aumentato e poi le onde sono mandate a una valvola d’uscita che aziona l’altoparlante.

L’altoparlante è l’ultimo legame fra le vibrazioni musicali ricevute nel microfono all’auditorio della radio e l’ascoltatore in casa. Esso trasforma le onde elettriche ora molto forti in vibrazioni meccaniche. Si fa ciò invertendo semplicemente l’azione del microfono.

Nell’altoparlante è fissato un magnete permanente, e una bobina di filo detta bobina della voce è collegata all’uscita dell’amplificatore di corrente. Viene mandata la corrente attraverso la bobina, che è montata sul cono. Essa fa muovere avanti e indietro il cono, usualmente fatto di carta, producendo vibrazioni meccaniche. Queste vibrazioni producono quindi vibrazioni di pressione nell’aria della vostra stanza simili a quelle prodotte dalla musica nell’auditorio.

Così udite le piacevoli melodie della musica in sordina mentre vi riposate nella vostra comoda poltrona! Veramente, le trasmissioni radiofoniche sono una rimarchevole impresa.

[Diagramma a pagina 21]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Diagramma di un microfono a bobina mobile

MAGNETE PERMANENTE

GIOCO DI FERRO DOLCE

MEMBRANA E BOBINA MOBILE

[Diagramma a pagina 22]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Interno di una radio, visto dall’alto

RIVELATORE E AMPL. VOLTAGGIO

AMPLIFICATORE DI I-F.

CONDENSATORE DI SINTONIA

COMMUTATORE

USCITA

ALTOPARLANTE

RETTIFICATORE

ANTENNA