Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Несмотря на простоту и привлекательность такой системы, на практике она неприменима. И вот одна из причин. Чтобы передающая антенна эффективно излучала электромагнитные волны, эта антенна должна быть как можно выше, во всех случаях ее высота должна быть соизмерима с длиной волны (Р-117;5). Это требование связано с самим механизмом излучения: трудно представить себе, чтобы громкоговоритель размером с булавочную головку эффективно излучал звук. Хорошо, если высота антенны равна половине X, неплохо, если четверть. Можно смириться даже с тем, что высота антенны составляет несколько процентов от длины волны, хотя при этом мощность излучения составит чрезвычайно малую часть мощности переменного тока в передающей антенне. Теперь подсчитаем: даже на средней звуковой частоте 1000 Гц длина волны оказывается 300 км и, если смириться с тем, что высота антенны составляет всего 1 % от λ (это очень плохо, но пусть хоть так), то понадобится антенна высотой 3 км. Построить такую высокую антенну непросто. А ведь нужно еще излучать и более низкие частоты, для которых антенну пришлось бы делать намного выше.

А вот другой серьезный недостаток: если одновременно будет работать несколько таких систем радиосвязи и в приемную антенну попадут все сигналы, то разделить их будет невозможно, слушатель получит невообразимую смесь голосов и мелодий.

Выход такой: создавать радиоволны нужно с помощью токов высокой частоты, а каждому передатчику разрешать работать только на одной, именно за ним закрепленной частоте. Во-первых, это позволит в приемнике с помощью резонансных фильтров (Т-86) отделять сигнал нужной станции от всех остальных (Р-117;6). А во-вторых, для эффективного излучения высокочастотному току понадобятся уже сравнительно небольшие антенны. Так, например, частоте 150 кГц, одной из самых низких высоких частот, применяемых для радиовещания, соответствует длина волны 2 км. Высота антенны, если принять для нее 10 % от длины волны, составит 200 м. А инженеры уже давно умеют строить передающие антенны высотой в несколько сот метров.

Правда, использование высокочастотных токов в линии беспроволочной связи создает новые проблемы — на передатчике нужно как-то записать информацию в высокочастотном токе, а в приемнике нужно эту информацию извлечь.

Т-205. Модуляция: изменяя тем или иным способом высокочастотный ток, записывают в нем информацию. Включив в передающую антенну телеграфный ключ, а в приемную — приемный телеграфный аппарат, можно создать линию беспроволочной радиотелеграфной связи (Р-118;1). Именно это в конце прошлого века сделал изобретатель радио Александр Степанович Попов. Свои работы он так и называл — телеграфирование без проводов. Передавать по радио речь, то есть осуществлять телефонирование без проводов, научились значительно позже.

Р-118

Чтобы записать в высокочастотном токе речь или музыку и таким образом заставить радиоволны переносить эту информацию к приемнику, можно просто включить угольный микрофон в антенну. Так же, как его включали в цепь постоянного тока (Р-69). Под действием звуковых волн сопротивление микрофона меняется, а значит, будет меняться и амплитуда высокочастотного тока, как в свое время менялся ток в линии телефонной связи (Т-111). Этот процесс называется амплитудной модуляцией. Высокочастотный ток, модулированный по амплитуде, излучает модулированные радиоволны — их интенсивность тоже меняется, повторяя все изменения звукового давления перед микрофоном. Модулированные радиоволны наводят в приемной антенне модулированный высокочастотный ток, а довольно простой электронный блок (заранее назовем его детектором) позволяет расшифровать этот ток (Р-119) и получить переменный ток низкой частоты, точную копию звука.

Р-119

Амплитудная модуляция, сокращенно AM, — это лишь один из способов зашифровывания информации в высокочастотном токе. Другой распространенный способ — частотная модуляция ЧМ (Р-118;3). Здесь амплитуда высокочастотного тока остается неизменной, а под влиянием микрофона в сравнительно небольших пределах меняется сама частота переменного тока. Сделать это несложно: генератор высокочастотного тока в передатчике — это всегда ламповый или транзисторный генератор, частоту которого определяют параметры колебательного контура (Т-167). Существуют несложные схемы, которые под действием микрофонного тока в небольших пределах меняют емкость контура и таким образом осуществляют частотную модуляцию.