Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка):
6. Скажем сначала о гетеродинном приеме, применяемом в радиотелеграфии. В настоящее время телеграфные сигналы азбуки Морзе принимают почти исключительно с помощью телефона, «на слух». Для этого импульсы высокочастотных колебаний не подвергают
666
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
[ГЛ. X
демодуляции, а превращают их в колебания звуковой частоты. С этой целью на одну из ламп приемника подают два переменных высокочастотных напряжения: напряжение сигнала V = a sin соt и напряжение Vi = ах sin со^ от гетеродина, т. е. местного маломощного генератора, смонтированного в приемнике. Если лампа работает в нелинейном режиме, то происходит умножение этих напряжений и образование колебаний с комбинированными частотами G) — COjl И СО —1 С0Х (см. пункт 3). Величину Й! подбирают так, чтобы частота со — Их лежала в области звуковых частот, воспринимаемых ухом. Если радиостанция работает, но не передает сигналов, то в телефоне слышен непрерывный свист (музыкальный тон с частотой со — о^). Если же станция начинает передавать телеграфные сигналы, то непрерывный свист сменяется последовательностью длинных и коротких звуков. Натренированное ухо телеграфиста воспринимает длинный звук как тире, а короткий как точку. Среди других преимуществ гетеродинный прием обладает еще одним преимуществом, разъясняемым на следующем примере. Допустим, что на приемник действуют одновременно волны от нескольких радиостанций с практически совпадающими амплитудами и настолько близкими частотами, что их невозможно выделить путем резонанса. Гетеродинный прием в некоторых случаях делает возможным и это. Пусть, например, таких волн три с частотами 99 ООО, 100 ООО и 101 ООО Гц, а частота колебаний гетеродина 101 ООО Гц. Тогда последнюю волну мы совсем не услышим, так как после гетеродинирования ей соответствует колебание с нулевой частотой. Первым же двум волнам соответствуют частоты в 2000 и 1000 Гц, отличающиеся на целую октаву. Такая разница в высоте звука легко различима, и при некотором навыке можно принимать радиотелеграмму одной волны, не обращая внимания на другую.
7. Недостаток описанного выше приемника прямого усиления состоит в том, что при очень высоких частотах он не позволяет получать большие усиления сигналов. Этому препятствуют неизбежные паразитные емкости (емкости электронных ламп, емкости соединительных проводов и пр.), которые при очень высоких частотах оказывают току ничтожные сопротивления и потому шунтируют лампы. Имеются и другие причины, связанные с процессами внутри самих электронных ламп. Применять же демодуляцию непосредственно после поступления принимаемого сигнала в антенну, отказавшись вовсе от усиления высокой частоты, нельзя, так как в этом случае при усилении низкой частоты усиливался бы не только сигнал, но и различные помехи, которые особенно велики при низких частотах. От указанного недостатка в значительной степени свободен супергетеродинний приемник, наиболее распространенный в настоящее время. Основная идея этого приемника состоит в преобразовании несуиірй частоты со в частоту более низкую. Блок-схема супергетеродинного приемника изображена на рис. 387.
§ 146]
ПРИНЦИПЫ РАДИОСВЯЗИ
667
Высокочастотное модулированное колебание V = а [1 + / (t)1 sin (оt подводится к одному, а колебание Vj = ах sin (0^ от местного гетеродина — к другому электроду специальной лампы С. Если лампа С работает в нелинейном режиме, то происходит умножение напряжений F и Vj с образованием колебаний типа
[1 +/(0] cos (ш — (Oi) t (146.5)
и
[1 +/(/)] COS (со+ «!)/, (146.6)
которые модулированы той же функцией / (t), что и исходное колебание в передающей антенне. Однако несущая частота со в них
Рис. 387.
заменена на © — tOj и со + coj. Этот процесс преобразования частоты в радиотехнике называется смешением частот, а лампа, осуществляющая его, — смесительной лампой или смесителем. В супер-гетеродинном приемнике представляет интерес колебание (146.5) с частотой со — соь называемой промежуточной частотой. В отличие от простого гетеродинного приема, промежуточную частоту выбирают достаточно высокой, чтобы колебания с этой частотой не воспринимались ухом. Колебание (146.5) выделяют резонансным способом'и поступают с ним так же, как с исходным колебанием [1 -г / (/)] sin at в приемнике прямого усиления, т. е. усиливают в усилителе промежуточной частоты (УПЧ), демодулируют, усиливают в усилителе низкой частоты (УНЧ) и, наконец, направляют в телефон или другой индикатор. Заметим еще, что при настройке на разные станции с изменением емкости конденсатора входного контура приемника изменяется и емкость конденсатора колебательного контура гетеродина таким образом, что промежуточная частота о — о), остается неизменной. С этой целью подвижные пластины обоих конденсаторов насаживают на общую ось.
ПРИЛОЖЕНИЯ
& ?
ВАЖНЕЙШИЕ ФОРМУЛЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ В СИСТЕМЕ СИ
Для удобства читателя номер формулы совпадает с номером соответствующей формулы основного текста книги в гауссовой системе СГС.
F^qE. (2.2)
г (3-2)
4ль0 г1..
E = (3.-1)
4леи г’
I' ~1 • (3.7)
О,.
'^0
