§ 5.9. ПРИНЦИПЫ РАДИОСВЯЗИ

Радиосвязь — это передача и прием информации посредством электромагнитных волн в широком диапазоне частот — от 3-Ю4 до 3• 1011 Гц.

Схема радиосвязи изображена на рисунке 5.22, а, б.

Излучаемые передающей антенной электромагнитные волны распространяются во все стороны и достигают антенны приемной станции (рис. 5.22, б). Под действием переменного электромагнитного поля волны электроны в приемной антенне приходят в движение. В антенне возникает переменный ток высокой частоты. Для того чтобы антенна не влияла на резонансную частоту приемного контура, этот контур вынесен из цепи антенны и связан с ней индуктивно. Приемный контур выделяет из

Генератор

Рис. 5.23

всех частот, возбужденных в антенне, только колебания, частота которых равна собственной частоте контура.

Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было изобретение американским радиоинженером Де Форестом (1873—1961) в 1906 г. электронной лампы — триода. На основе триода был создан в 1913 г. ламповый генератор незатухающих электрических колебаний. Благодаря этому, кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов электромагнитных волн, т. е. «точек» и «тире» азбуки Морзе (рис. 5.23), стала возможной надежная и высококачественная радиотелефонная связь — передача речи или музыки с помощью электромагнитных волн.

Радиотелефонная связь

При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне преобразуются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы. Казалось бы, достаточно усилить эти колебания, подать в антенну, и передачу на расстоянии речи и музыки с помощью электромагнитных волн будет осуществлена.

Дело здесь вот в чем. Колебания звуковой частоты — это медленные колебания. Энергия же, излучаемая в единицу времени, пропорциональна четвертой степени частоты (см. § 5.6). Поэтому электромагнитные волны низкой частоты практически не излучаются.

Возникает проблемная ситуация. Высокочастотные волны интенсивно излучаются, но не несут с собой необходимой информации. Напротив, электрические колебания звуковой частоты такую информацию несут, но электромагнитные волны таких частот не излучаются.

Модуляция колебаний

Из этого положения был найден весьма остроумный выход. Он состоит в том, что для передачи используются высокочас-

- vwwwvww

тотные колебания, вырабатываемые генератором (рис. 5.24, а). Колебания же низкой (звуковой) частоты (рис. 5.24, б) применяют лишь для изменения высокочастотных колебаний или, как говорят, для их модуляции .

Модуляцией электромагнитной волны называется изменение ее характеристик (амплитуды, частоты или фазы) при помощи колебаний с частотами, значительно меньшими частоты самой электромагнитной волны. Соответственно различаются амплитудная (рис. 5.24, в), частотная (рис. 5.24, г) и фазовая (рис. 5.24, 5) модуляции колебаний. Частота исходной (немо- дулированной) волны называется несущей частотой, а частота изменения характеристик волны при модуляции — частотой модуляции.

Модуляция — медленный процесс. Это такой процесс изменений в высокочастотной колебательной системе, при котором она успевает совершить очень много своих высокочастотных колебаний, прежде чем модулируемая характеристика изменится сколько-нибудь заметным образом. Без модуляции нет никакой передачи — ни телеграфной, ни телефонной, ни телевизионной. В лучшем случае можно лишь констатировать, работает станция или нет.

Рис. 5.25

Детектирование

В радиоприемнике из модулированных колебаний высокой частоты, после их усиления, получают низкочастотные колебания. Такой процесс преобразования называется детектированием* или демодуляцией.

Полученный в результате детектирования низкочастотный сигнал соответствует тому звуковому сигналу, который дейст-вовал на микрофон передатчика. После усиления электрические колебания низкой частоты могут быть преобразованы в акустические колебания или использованы для других целей.

На рисунке 5.25 показана блок-схема радиовещательного тракта.