Экономика интересует?

CHI
chi-online.ru
CHI
chi-online.ru
ahmerov.com
загрузка...

Как осуществляется радиосвязь?

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 
238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 
255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 
272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 
289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 
306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 
323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 

Когда электромагнитная волна, распростра­няющаяся от передатчика со скоростью 300 тыс. км/сек, встречает на своем пути провод­ник — сразу же назовем его приемной антен­ной,— она наводит в этом проводнике переменный ток той же формы и той же частоты, что и в передающей антенне. Таким образом электро­магнитные волны переносят электрический сиг­нал от передатчика к приемнику и образуют беспроволочную линию связи.

С помощью обычных переменных токов раз­ных частот можно создать электромагнитные волны длиной от многих километров до несколь­ких миллиметров. Весь этот огромный участок спектра электромагнитных колебаний назы­вают радиоволнами, а их в свою очередь разделяют на сверхдлинные, длинные, сред­ние, короткие, ультракороткие (метровые), дециметровые, сантиметровые и миллиметровые.

В первых передатчиках источником высоко­частотного тока была искра, а сигналы пере­давались с помощью азбуки Морзе. Телеграфным ключом просто замыкали цепь антенны, создавали импульсы тока — «точки» и «тире». В виде таких же «точек» и «тире» излучались радиоволны и появлялись импульсы тока в при­емной антенне. Отсюда сигнал поступал на де­тектор, а затем на обычный телеграфный аппа­рат. В 1913 г. появился ламповый генератор, а еще через несколько лет ламповые передат­чики вытеснили все другие — искровые, дуго­вые и машинные.

Современный передатчик, как правило, со­держит большое число блоков. Первый блок — это всегда генератор высокочастотного тока, все остальные — усилители. Мощность излу­чаемых радиоволн тем больше, чем мощнее высокочастотный ток в передающей антенне. Есть огромные передающие центры, где на об­щую антенну «работает» несколько передатчи­ков. Излучаемая ими мощность достигает мно­гих тысяч киловатт. Мощные радиоцентры в ос­новном строят для радиовещания, и их про­граммы принимают миллионы радиослушателей, используя для этого простые приемники. Мощность самолетных, корабельных, переносных передатчиков радиосвязи обычно невелика — от долей ватта до нескольких киловатт. Зато приемники для радиосвязи используют очень чувствительные, с точной системой настройки на нужную станцию.

Длинные, средние, короткие и ультракороткие волны

Радиус действия радиостанции зависит не только от ее мощности, но еще и от длины волны. Многие из вас наверняка видели, как морские волны легко перекатываются через прибрежные камни, но не могут обогнуть боль­шую скалу — за скалой образуется своеобраз­ная «тень», там волн практически нет. Для длинных радиоволн Земля — это небольшой «камушек», и они сравнительно легко огибают земную поверхность. Сигналы достаточно мощ­ных длинноволновых станций можно принимать на другом конце земного шара. Еще каких-ни­будь 40 лет назад все дальние линии радиосвязи, например линия Москва — Нью-Йорк, работали на длинных и сверхдлинных волнах. А вот для средних, коротких и особенно ультрако­ротких радиоволн Земля слишком большое препятствие. Эти волны почти не огибают земной поверхности и практически не уходят за линию горизонта. И все же, несмотря на это, средние, а особенно короткие полны — это диапазоны дальнего действия.

Можно ли карманным фонариком осветить участок земли, расположенный за высоким ка­менным забором? Можно, и причем двумя спосо­бами. Во-первых, достаточно каким-то образом поднять фонарик над забором. Во-вторых, вместо фонарика можно поднять зеркало и на­править на него луч света так, чтобы он «ри­кошетом» перепрыгнул через забор. Подоб­ным же образом на коротких и средних вол­нах огромные расстояния перекрывают отра­женным радиолучом, используя зеркало, которое «повесила» над Землей сама природа. Это зеркало — расположенные на высоте от 50 до 500 км слои ионизированных газов, так назы­ваемая ионосфера.

Ионизированный газ — проводник тока, и ионосфера, подобно металлическим листам, отражает радиоволны. Правда, свойства ионо­сферы не всегда и не для всех длин волн одина­ковы. Средние волны отражаются только ночью, и дальние средневолновые станции днем не слышны. В разное время года и в разное время

суток по-разному проходят короткие волны. УКВ практически не отражаются вообще.

Подавляющее большинство коротковолно­вых станций работает отраженным лучом, пере­крывая расстояния в сотни, тысячи и десятки тысяч километров. На коротких волнах поддер­живают связь с Москвой зимовщики Арктики и Антарктиды, коротковолновые станции уста­новлены на всех кораблях дальнего плавания и самолетах. Многие тысячи радиолюбителей протягивают невидимые коротковолновые «ни­ти» между далекими странами и континентами.

Радиоприемник, радиола, магнитофон

Самый распространенный радиоаппарат — это, несомненно, радиовещательный приемник. Трудно найти человека, который не видел бы его, не умел бы с ним обращаться. Но прием­ник совсем не так прост, как это может пока­заться с первого взгляда. В нем работает боль­шое число сложных и совершенных радиоэлек­тронных блоков.

В общих чертах все приемники устроены одинаково. Радиоволны наводят в приемной антенне высокочастотные токи, и они прежде всего попадают на фильтр — колебательный контур. Контур из всех переменных токов выби­рает только один, частота которого совпадает с частотой собственных колебаний этого конту­ра. Если нужно принять другую станцию, т. е. выделить переменный ток другой частоты, то для этого достаточно изменить собственную ча­стоту контура (о настройке контура рассказано на стр. 157). Для резкого изменения частоты (переход с одного диапазона на другой) с по­мощью переключателя диапазонов вводят в дей­ствие ту или иную контурную катушку. Плав­ную перестройку контура (в пределах одного диапазона) производят с помощью конденсатора переменной емкости. Одна из самых важных характеристик приемника — избирательность— говорит о способности «коллектива» колебатель­ных контуров выделять нужный сигнал и ослаблять все остальные.

Колебательные контуры обычно совмещают с ламповыми или транзисторными усилителями. Их задача — усилить слабый сигнал, сделать его пригодным для дальнейших преобразований. Способность приемника «вытягивать» слабые сигналы зависит от его чувствительности. Она, в свою очередь, определяется числом усилитель­ных каскадов, а также типом ламп или тран­зисторов.

Обязательный элемент любого приемника — детектор. Здесь происходит преобразование высокочастотного сигнала, и на свет появляется

переменный ток низкой частоты. Но он еще очень слаб и едва мог бы «раскачать» мембрану телефона. Поэтому за детектором следует уси­литель низкой частоты (НЧ) с мощным выход­ным каскадом, который через выходной транс­форматор направляет низкочастотный ток в катушку громкоговорителя.

Низкочастотный тракт приемника — усили­тель НЧ с громкоговорителями — используют для воспроизведения грамзаписей. Двигаясь по пластинке и следуя за всеми неровностями звуко­вой дорожки, звукосниматель, подобно микро­фону, преобразует механические колебания в электрические. На выходе его появляется пере­менный ток низкой частоты — электрическая копия записанного звука. Этот переменный ток усиливается, а затем превращается в звук точно так же, как сигнал, полученный после детектора. Приемник, объединенный с электро­проигрывателем, называют радиолой.

Несколько лет назад во всех проигрывателях и радиолах была только одна скорость вращения диска — 78 об/мин. В дальнейшем с появлени­ем новых материалов для пластинок и улучше­нием аппаратуры звукозаписи оказалось воз­можным повысить точность нанесения звуко­вой дорожки, с особой тщательностью воспро­изводить все ее изгибы. Это, в свою очередь, позволило сблизить дорожки и, что особо важ­но, сжать рисунок, уменьшить протяженность дорожки. Естественно, что по «сжатой» дорожке

Верность воспроизведения звука зависит от частотной характеристики низкоча­стотного тракта: а — «за­вал» высоких и подъем низких частот; б— «завал» низких и подъем высоких частот; в — идеальная ха­рактеристика.

Радиоприемник радиолы «Латвия» : 1 — магнитная антенна; 2 — переключатель диапазонов и кон­турные катушки; 3 — шкала настройки; 4— фильтр выпрямителя; 5 — сетевой трансформатор и вы­прямитель; 6 — усилитель низкой частоты; 7 — выходной трансформатор; 8 — детектор; 9 — коле­бательные контуры промежуточной частоты; 10 — лампа усилителя промежуточной частоты; 11 — преобразователь частоты; 12 — конденсатор настройки; 13 — блок УКВ.

игла движется медленнее, чем но обычной, а на пластинке умещается более длинная запись. Такие пластинки — их называют долгоиграю­щими — рассчитаны на одну из трех «медлен­ных» скоростей — 45, 33 или 16 об/мин.

В последние годы большую популярность приобрели магнитофоны. Они записывают звук на магнитную пленку и воспроизводят за­пись. Все вы знаете, что, если пропустить по катушке электрический ток, вблизи нее появит­ся магнитное поле. И если поднести к такой катушке железный предмет, то он намагнитится. А теперь представьте себе, что в катушку напра­вили переменный ток от микрофона, а мимо нее непрерывно движется тонкая стальная лен­та. Если перед микрофоном звучит речь или музыка, ток в его цепи меняется, а вместе с ним меняется и магнитное поле катушки. В итоге па движущейся ленте остается магнитный «след», появляются по-разному намагниченные участ­ки. Чем громче звук микрофона, тем сильнее ток в катушке, тем больше намагнитится уча­сток стальной ленты.

Теперь посмотрим, как происходит обрат­ный процесс — как считывается запись с маг­нитной ленты. Для этого нужно прежде всего

вспомнить, что такое электромагнитная индук­ция. Если изменять магнитное поле вблизи проводника (или катушки), то в этом провод­нике наведется ток, который будет повторять все изменения магнитного поля. Это значит, что если равномерно протягивать вблизи ка­тушки ленту с магнитной записью, то в цепи катушки появится переменный ток — копия записанного на этой ленте звука.

В современных магнитофонах используют не стальную ленту, а специальную ферромаг­нитную пленку. Иногда запись осуществляют и на тонкую стальную проволоку.

Пленка для магнитной записи, так же как и кинопленка, изготовлена из полимерных ма­териалов, а с одной стороны на нее нанесен тончайший слой окислов железа. Именно этот слой намагничивается при записи, и плен­ка превращается в магнитную фонограмму.

Запись и воспроизведение звука осуществля­ют с помощью магнитных головок, расположенных на кольцеобразных сердечни­ках из специальных магнитных сплавов. В сер­дечнике имеется тонкая (в несколько микрон) щель, к которой плотно прилегает движущаяся пленка. В некоторых магнитофонах — три головки: записывающая, воспроизводящая и сти­рающая. Часто для записи и воспроизведения звука используют одну, универсальную голов­ку. В большинстве магнитофонов запись и сти­рание записи, т. е. размагничивание пленки, осуществляют переменным током с «неслыши­мой» частотой 25—50 кгц.

Еще не так давно, чтобы получить магнит­ную запись высокого качества, в частности для того чтобы записывать высшие звуковые часто­ты, приходилось протягивать пленку с довольно большой скоростью — около 76 см/сек. Сейчас благодаря улучшению свойств пленки и кон­струкции головок получают достаточно высо­кое качество при значительно меньших скоро­стях — 19,5 и даже 9,5 см/сек.

Перематывают пленку со значительно боль­шей скоростью.

Одна из важнейших характеристик всякого приемника, радиолы или магнитофона — это полоса воспроизводимых частот. В приемниках высокого класса, где работает несколько «разно­голосых» громкоговорителей, полоса частот очень широка — она легко вмещает весь диапазон симфонического оркестра: от 30 гц до 12—15 кгц. В средних приемниках полоса заметно уже, а в карманных совсем узкая — от маленького громкоговорителя трудно ждать высокого ка­чества звучания. Правда, и в хорошем прием­нике в ряде случаев (например, при приеме далекой станции или проигрывании шипящей пластинки) приходится с помощью регуляторов тембра искусственно сужать полосу частот для того, чтобы «срезать» мешающие звуки.

Приемники прямого усиления, где сигнал проходит прямой путь антенна — усилитель ВЧ— детектор — усилитель НЧ — громкоговоритель (телефон), встречаются сейчас сравнительно ред­ко. Уже давно основным типом радиоприемного устройства стал супергетеродин. Здесь высокочастотные токи для начала «стригут под одну гребенку» — направляют их в специальный преобразовательный каскад, откуда любой при­нятый сигнал независимо от его «прошлого» вы­ходит, имея стандартную промежуточную часто­ту. Настройка на станцию сводится к тому, что с помощью вспомогательного генератора — ге­теродина промежуточную частоту получают из сигнала то одной, то другой, то третьей стан­ции. В дальнейшем сигнал промежуточной частоты детектируют самым обычным способом — он модулирован точно так же, как и высокоча­стотный ток на входе приемника.

Высокое качество звучания дают передачи с частотной модуляцией сигнала. С каждым годом они пользуются все большей популяр­ностью. Однако сигнал, модулированный по частоте, занимает очень широкую полосу час­тот — 250 кгц вместо обычных 10 кгц. Из-за «тесноты в эфире» его можно без ущерба раз­местить только на ультракоротких волнах.

Во многих современных приемниках имеет­ся специальный блок для приема радиостан­ций УКВ ЧМ, т. е. работающих в диапазоне ультракоротких волн с частотной модуляцией.

Вращая ручку настройки приемника, вы, очевидно, обратили внимание, что на средних волнах работает намного меньше станций, чем