Описанный Любознайкиным угольный микрофон, работающий иа принципе изменения сопротивления, очень чувствителен даже к относительно слабым звукам, но имеет некоторые недостатки, мешающие чистому воспроизведению звучания. Существуют другие системы микрофонов, более совершенные, но менее чувствительные; однако это ие имеет большого значения, так как с помощью ламп всегда можно усилить слабые микрофонные токи. К более со-вершенны.м относятся электродинамические микрофоны, в которых легкая катушка колеблется под воздействием звуковых воли в магнитном поле магнита; мы знаем, что в этих условиях в катушке появляются наведенные токи.

Модуляция

ЛАикрофонный ток, электрически точно воспроизводящий звуковые волны, имеет слишком низкую частоту, чтобы порождать электромагнитные волны. Для передачи тока низкой частоты через пространство, отделяющее передающую антенну от приемной, его нужно ввести в ток высокой частоты, который способен создавать радиоволны.

Каким образом вводят низкую частоту в ток высокой частоты? Или, пользуясь технической терминологией, каким образом осуществляется модуля-ц и я высокой частоты низкой частотой?

В чистом виде, без модуляции, ток высокой частоты имеет форму обычного переменного тока, который нам уже достаточно хорошо известен (см. рис. 38, а). В результате модуляции правильный строй отдельных амплитуд тока высокой частоты нарушается. Они удлиняются или укорачиваются в соответст-пии с формой тока низкой частоты (рис. 38,6). Если соединить все верхушки гП-дельных полупериодов, то получится кривая (изображенная на рис. 38, в пунктиром), имеющая форму микрофонного тока.

В этом неравенстве амплитуд тока высокой частоты скрыта низкая частота. Таким образом, модуляция является своеобразным формированием высокочастотного тока.

Описанная намн система модуляции носит название амплитудной модуляции, потому что именно амплитуда высокочастотных колебаний изменяется в ритме низкой частоты. Однако низкой частотой можно воздействовать на другой параметр высокочастотного тока - его частоту. В частотной модуляции, как называют этот метод, амплитуда тока высокой частоты остается постоянной, а изменяется частота в большую или меньшую сторону от среднего значения пропорционально мгновенным значениям модулирующего тока низкой частоты. Ниже мы рассмотрим этот метод частотной модуляции, применяющийся на ультракоротких волнах.

Передатчик

Ток высокой частоты (немодулированный) создается лампой, входящей в состав генератора. Гетеродин приемника является примером такого устройства, и Любознайкнн был прав, задержавшись иа анализе его работы.

Не возвращаясь к деталям различных стадий процесса возбуждения незатухающих колебаний, напомним лишь, что основной частью генератора является колебательный контур между сеткой и катодом лампы, индуктивно связанный с катушкой в ее анодной цепи. Последовательно чередующиеся заряды и разряды конденсатора колебательного контура создают ток высокой частоты, который прекратился бы через некоторое количество периодов (как это показано на рнс. 21, а), если бы в соответствующие моменты катушка в анодной цепи ие передавала через индуктивную связь в катушку колебательного контура энергию, необходимую для пополнения потерь. Благодаря этому непрерывно возобновляемому пополнению энергии возбужденные колебания поддерживаются с постоянной амплитудой и частотой, равной резонансной частоте колебательного контура.

в конечном итоге колебания генератора поддерживаются за счет энергии анодного тока. В передатчике (рис. 140) относительно слабые колебания задающего генератора усиливаются перед подачей нх в передающую ан-тенну мощным высокочастотным усилителем. Один из каскадов этого усилителя используется для манипуляции с помощью ключа, разрывающего цепь, в случае телеграфин или для модуляции микрофонным током в случае теле-фоинн. Микрофонный ток в большинстве случаев слишком слаб, чтобы нм можно было непосредственно модулировать высокую частоту. Поэтому перед подачей на модулятор его усиливают. Схема радиотелефонного передатчика, приведенная на рис. 37, очень упрощена; она служила лишь для пояснения принципа работы.

Рнс. 140. Блок-схема радиотелефонного передатчика.

; - микрофон; 2 - микрофонный усилитель; 3 - модулятор; 4 - задающий генератор; 5-усилитель высокой частоты; 6 - передающая антенна.

комментарии -

к десятой беседе

Телефонные трубки

Если началом радиотелефонной цепн служит микрофон, то последним ее звеном являются телефонные трубки. Именно онн (нлн их близкий н более мощный родственник громкоговоритель) выполняют функции, обратные функциям микрофона: превращение токов низкой частоты в звуковые колебания.

Телефонные трубки состоят нз электромагнита с сердечником нз намагниченной стали, установленного позади тонкой упругой стальной мембраны (рнс. 141). Все это размещено в металлическом нли пластмассовом корпусе. Переменные токн низкой частоты, протекая по обмоткам электромагнита, попеременно увеличивают илн уменьшают намагниченность сердечника, который сильнее нлн слабее притягивает мембрану. Последняя больше нли меньше изгибается в ритме изменений тока. Созданные таким образом вибрации передаются окружающему воздуху и распространяются в виде звуковых волн. Если нн одно из многочисленных преобразований, которые претерпевает ток между микрофоном передатчика и телефонными трубками приемника, не исказили его, то воспроизводимый трубками звук будет точно соответствовать звуку, попавшему на микрофон.

Рис. 141. Устройство телефонных трубок.

/ - электромагнит; 2-мембрана; 3 - акустический раструб; 4 - корпус; 5 - питающий провод.

Детектирование

Через телефонные трубки должен проходить ток низкой частоты. Совершенно бесполезно пытаться питать наушннкн модулированным током высокой частоты. Мембрана, имеющая слишком большую инерцию, не стала бы вибри-

ровать на такой высокой частоте. Однако если бы это п оказалось возможным, воспроизведенный «звук» имел бы столь высокую частоту, которую человеческое у.хо не воспринимает. Кроме того, ток высокой частоты ие пройдет через обмотки телефонных трубок из-за их слишком большого индуктивного сопротивления. Три причины, из которых достаточно каждой отдельно взятой, приводят к необходимости осушествнть операцию, обратную модуляции: выделить из модулированного тока высокой частоты его низкочастотную составляюшую. Эта операция носит название детектирования (иногда говорят демодуляция). *

Для выделены низкочастотной составляющей модулированного тока его достаточно выпрямить, т. е. подавить все полупериоды одной из полярностей. Таким образом, получаются импульсы тока, имеющие только одно направление и следующие один за другим в ритме высокой частоты, амплитуда которых изменяется в соответствии с формой тока низкой частоты (см. рис. 40, б). Достаточно накопить эти импульсы на обкладках конденсатора малой емкости, чтобы, разряжая его на телефонные трубки (или любое другое сопротивление), создать ток низкой частоты (рнс. 40, в). Таков общий смысл процесса детектирования. Рассмотрим подробнее способы его осуществления.

Детекторы

Выпрямление тока производится с помощью проводника с односторонней проводимостью. Такой проводник имеет относительно небольшое сопротивление при прохождении тока в одном направлении и значительно большее (или даже бесконечно большое) в другом направлении. Ламповый диод может служить примером детектора с бесконечно большим сопротивлением в «запрещенном направлении», потому что электроны не могут пройти в направлении от анода к гатоду. Детекторы с так называемым непостоянным контактом, из которых в прошлом был наиболее известен галеновый детектор с точечным контактом, про-г:ускают в одном направлении ток значительно большей величины, чем в другом.

Любознайкии был прав, утверждая, что любая асимметрия (физическая, химическая или геометрическая) между двумя соприкасающимися телами, определяет неодинаковую проводимость в обоих направлениях. А так как идеальной симметрии никогда не бывает, то можно сказать, что все неидеальные контакты в большей или меньшей степени детектируют. Это явление часто бывает весьма нежелательным. Отсюда возникает опасность плохих контактов и необходимость применять пайку контактов при сборке радиоприемника.

Кристаллический детектор с непостоянным контактом имеет преимущества перед ламповым диодом в том, что не требует тока накала, и уступает ему в том, что может детектировать лишь очень слабые токи. В наши дни кристаллический детектор применяется лишь в безламповых радиоприемниках, в которых вообще нет усиления и очень слабый ток антенны после детектирования подается иепосредстве1шо иа телефонные трубки. Такие приемники пригодны для приема только местных передач.

Но разве не является чудом даже такой приемник, в котором ничтожной частицы энергии, полученной антенной из пространства, достаточно для приведения в движение мембраны телефонных трубок..?

Конденсатор, служащий для накапливания однонаправленных импульсов выпрямленного тока, должен иметь достаточно малую емкость, чтобы представлять большое сопротивление для тока низкой частоты, так как иначе этот ток замкнулся бы через конденсатор. Обычно используется конденсатор емкостью до 2 ООО пф.

Добавим, что в современных ламповых приемниках часто применяют полупроводниковые детекторы, германиевые или кремниевые, не уступающие ламповым диодам и не требующие накала.