Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Если к этой схеме добавить колебательный контур L_кC_к, несколько расстроенный по отношению к частоте принимаемой станции, то получится частотный детектор Р-119;5. Введем обозначения: без модуляции частота сигнала — f₀, а при модуляции она меняется от f_мин до f _макс. По мере того как частота сигнала приближается к резонансной частоте контура f_рез или удаляется от нее, меняется напряжение на элементах контура (Т-84), и в итоге ЧМ превращается в AM. А дальше AM детектор делает свое обычное дело — превращает переменный ток ВЧ в пульсирующий и из него уже выделяет низкочастотную составляющую.

Основная профессия колебательного контура, основная его работа в радиоприемнике — выделение сигнала принимаемой станции из бессчетного множества сигналов, наведенных в приемной антенне радиоволнами разных радиостанций (Р-117;6). Чтобы познакомиться с этой деятельностью контура, нужны некоторые дополнительные сведения.

Т-207. В спектр модулированного сигнала входят составляющие несущей частоты и двух боковых частот (частотных полос). Пока нет модуляции, ток в передающей антенне — чисто синусоидальный ток. Но как только начнется модуляция, он уже перестает быть синусоидой в результате медленного изменения амплитуды (в процессе модуляции) высокочастотного тока, форма его несколько искажается. Короче говоря, модуляция есть процесс нелинейный, и в спектре модулированного сигнала появляются новые составляющие (Т-117). Математический анализ и точные измерения показали, что эти составляющие появляются обязательно парами и что их частоты чуть выше и чуть ниже основной, или, как ее называют, несущей, частоты f_нес. При этом верхняя боковая частота I_в и нижняя боковая частота f_н отличаются от несущей ровно на частоту модуляции F (Р-120). Модуляция — это частный случай нелинейного преобразования двух сигналов, при котором появляются составляющие суммарной и разностной частоты (Т-182).

Р-120

Две боковые составляющие с частотами f_в и f_н появляются в том случае, когда высокочастотный ток модулируется одним чисто синусоидальным низкочастотным сигналом. Если же таких модулирующих сигналов несколько, то каждый из них создаст свою пару боковых частот (Р-120;4). Реальный звуковой сигнал состоит из большого числа синусоидальных составляющих (Т-100), и при модуляции появляются целые полосы боковых частот (Р-120;5). Причем граничные боковые частоты — самая низкая из низших f_н.мин и самая высокая из верхних f_в.макс определяются высшей модулирующей частотой f_макс. Так, например, если несущая частота 100 кГц, а низкочастотный модулирующий сигнал имеет спектр от 200 Гц до 3 кГц (спектр речи), то получается: f_{в.макс =} 103 кГц и f_{н. мин} = 97 кГц. А если ту же несущую модулировать сигналом, спектр которого 50 Гц — 10 кГц (спектр музыки), то получаются уже такие граничные боковые частоты — верхняя f_в.макс = 110 кГц и нижняя f_н.мин = 90 кГц.

Эти числовые примеры помогают сделать важный вывод: передатчик излучает не одну частоту, а целую полосу частот ΔF, и ширина этой полосы частот зависит от того, каким сигналом модулирован высокочастотный ток: она равна удвоенной наивысшей частоте модуляции F_макс. В частности, при передаче речи (первый пример, полоса ΔF = 6 кГц) передатчик излучает более узкую полосу частот, чем при передаче музыки (второй пример, полоса ΔF = 20 кГц). Все это значит, что фильтр, который будет выделять нужную станцию, должен пропустить к детектору не только несущую частоту, но и все боковые частоты, весь спектр модулированного сигнала, всю полосу частот, излучаемых передатчиком (Р-120;9,10). И еще один вывод: нельзя назначать радиостанциям очень близкие рабочие частоты, нужно раздвигать несущие частоты так, чтобы спектр одного передатчика не налезал на спектр другого (Р-120;6,7). Именно поэтому на некоторых диапазонах, не мешая друг другу, может работать очень много станций, а на других диапазонах мало.

Т-208. У длинных, средних, коротких и ультракоротких радиоволн свои особенности распространения и различные «частотные территории». Все высокочастотные токи, используемые для радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации и других целей, принято делить на несколько участков, диапазонов. Такое деление на диапазоны, в частности, связано с тем, что радиоволны разной длины по-разному проходят путь от передатчика к приемнику.