Почему движение автомобиля не влияет на частоту радиостанций?

Оно делает! Однако это не меняет частоту настолько, чтобы это имело значение.

FM-передача не является точной частотой. Вместо этого он охватывает диапазон около 100 или 200 кГц в зависимости от того, в какой стране вы находитесь . Таким образом, ваше FM-радио на самом деле принимает диапазон частот по обе стороны от центральной частоты.

Предположим, вы едете с максимальной скоростью, разрешенной в Великобритании, которая составляет 70 миль в час или чуть более 30 м/с. Это приведет к доплеровскому сдвигу частоты FM-станции примерно в 1,0000001 раз. В Великобритании частота FM составляет около 100 МГц, поэтому сдвиг частоты составляет около 10 Гц. Это всего лишь 0,01 % диапазона частот, используемых при передаче, поэтому сдвиг частоты не влияет на прием.

Чтобы серьезно повлиять на прием, вам нужно двигаться со скоростью около 100 000 миль в час.

Для полноты мне, вероятно, следует добавить, что современные радиоприемники автоматически настраиваются и автоматически компенсируют изменение частоты из-за доплеровского сдвига.

В дополнение к ответу Джона Ренни : вам даже не нужна автонастройка для дрейфа частоты той величины, которую вычисляет Джон (10 Гц): все FM-приемники, с которыми я когда-либо имел дело (я получил квалификацию инженера-электрика в 1985 году и работал несколько короткие годы в связи, прежде чем вернуться к учебе) демодулируется с помощью детектора фазовой автоподстройки частоты , работа которого заключается в отслеживании подобных дрейфов несущей частоты.

В любом случае, при любой FM-демодуляции постоянное смещение 10 Гц декодируется в очень малый сигнал постоянного тока (*т.е . постоянное смещение 0 герц ): скажем, полный динамический диапазон соответствует$10^5Hz$как и в ответе Джона, это смещение на 80 дБ ниже полного динамического диапазона демодулятора. Полностью демодулированный сигнал, вероятно, в любом случае не воспроизводит сигналы вплоть до постоянного тока. Скорость вашего автомобиля не может меняться быстро, поэтому изменения в его скорости будут соответствовать изменению этого смещения с частотой в герц или около того максимум: если он вообще пройдет через фильтр полной демодуляции, это окажет незначительное влияние на сигнал. .

Джон и Род уже отмечали, что ожидаемый сдвиг частоты при вождении автомобиля «небольшой»; Я хотел бы еще немного рассказать о том, как работает FM.

ЧМ = частотная модуляция. Несущая (номинальная центральная частота) модулируется , то есть для передачи аудиоконтента частота фактически намеренно перемещается, чтобы музыка попала в ваш автомобиль. И очень много двигается.

В случае с FM вам придется беспокоиться о двух вещах в модуляции:

1. Какова связь между диапазоном амплитуд, который вы хотите передать, и частотным сдвигом?
2. Какую максимальную частоту вы хотите передавать?

Некоторые из следующих фактов были взяты из этой презентации .

Частотная характеристика обычно составляет от 50 Гц до 15 кГц; 100% модуляция определяется как 75 кГц в обе стороны (максимальная амплитуда). Для стерео FM самая высокая частота модуляции составляет 53 кГц. По правилу Карсона минимальная ширина канала должна быть$CBR = 2(\Delta f + f_m)$куда$CBR$требование к пропускной способности,$\Delta f$- размах частоты, соответствующий полной амплитуде, и$f_m$максимальная частота модуляции (53 кГц). Это означает, что FM-передатчику по этому правилу нужно 256 кГц - причина, по которой географически близкие передатчики никогда не стоят рядом друг с другом на циферблате (каналы распределены по слотам 200 кГц, но нельзя передавать на 90,1 и 90,3 в одном и том же месте). город и уйти с ним).

Движение с постоянной скоростью не повлияет на ваш прием - PLL в приемнике без проблем улавливает сигнал, который значительно отличается от заданной частоты (намного больше, чем сдвиг, который вы можете получить от движения автомобиля - с учетом всех других источников помех). дрейфа в передатчике и приемнике, а также за то, что модулированный сигнал различается на 256 кГц).

Вы можете задаться вопросом: если вы прикрепите свою антенну к колесу, которое очень быстро вращается, сможете ли вы услышать низкочастотный гул, когда вы добавите небольшую модуляцию несущей? Ваше колесо должно было бы вращаться со скоростью около 3000 об/мин (чтобы выдать сигнал частотой 50 Гц); и если полная амплитуда 75 кГц (соответствует, например, 80 дБ на ваших динамиках) и ваш порог слышимости 40 дБ (на самом деле он ниже, но с прялкой рядом вам будет тяжело...) вы можете услышать амплитуду, которая в 100 раз меньше, что потребовало бы пикового сдвига 750 Гц и, следовательно, скорости$3\cdot 10^6 \mathrm{m/s}$. При частоте 50 Гц (300 рад/сек для круглых чисел) вам понадобится колесо с радиусом 10 км.

Вот видите - волноваться действительно не о чем. Ваше радио может справиться с вашими привычками вождения.