Ваш радиоприемник
Шрифт:
Можно легко представить себе такой пульсирующий ток. Электроны движутся в проводнике рывками — рывок, остановка… рывок, остановка… Но поскольку направление этих рывков не меняется, то постепенно электроны сдвигаются в одну сторону, так же как и при постоянном токе. Более того, если не обращать внимания на пульсации, на неравномерность движения электронов, то можно считать, что в цепи детектора протекает постоянный ток.
Пульсирующий ток, о котором идет речь, можно получить искусственным путем, без помощи детектора. Для этого нужно иметь два генератора, один из которых дает постоянный, а другой — переменный ток (рис. 20).
Рис. 20
Если
Так, например, если в каком-то направлении по проводнику движется десять электронов и одновременно десять электронов идет навстречу им, то это равносильно тому, что никакого упорядоченного движения электронов вообще нет. В реальном случае дело не доходит до движущихся зарядов. В определенный момент переменное напряжение действует против постоянного и полностью нейтрализует его, а поэтому практически нет силы, которая могла бы двигать заряды, то есть создавать ток. Таким образом, между импульсами появляются паузы.
Если мы получили «синтетический» пульсирующий ток из постоянного и переменного, то нельзя ли решить обратную задачу — выделить постоянный и переменный ток из пульсирующего? Можно, и именно этим мы с вами сейчас должны будем заняться. Правда, придется потерпеть до следующей главы, чтобы узнать, как именно такое разделение может быть осуществлено. Пока же мы ограничимся тем, что объявим конечный результат — пульсирующий ток в цепи детектора (рис. 23, а) можно разделить на постоянную (рис. 23, в) и переменную (рис. 23, б) составляющие.
Переменную составляющую мы в дальнейшем будем называть высокочастотной. Во-первых, она действительно имеет высокую частоту: ведь сами импульсы тока в цепи детектора — это высокочастотные импульсы, далекие потомки высокочастотного тока, наведенного в антенне. Во-вторых, нам необходимо ввести слово «высокочастотная» еще и потому, что переменная составляющая, о которой идет речь, это не единственный переменный ток, протекающий в цепи детектора.
До сих пор мы рассматривали случай, когда на передающей стороне микрофон выключен, ну, например, потому, что из дикторского текста потерялась какая-то страничка и дикторы, объявив минутный перерыв, лихорадочно перебирают бумаги на столе. Наконец нужный листок обнаружен, микрофон включен, и передача продолжается. Дикторы могут облегченно вздохнуть, а для нас начнутся новые неприятности — вся описанная картина разделения пульсирующего тока окажется неверной.
Как только диктор начал говорить, ток в передающей антенне становится модулированным и значит амплитуда импульсов тока в цепи детектора также изменяется в соответствии с модуляцией (рис. 20, г). Теперь и после разделения этого тока на составляющие каждая из них будет носить следы модуляции. Что касается высокочастотной составляющей (рис. 23, д), то она не очень-то нас интересует. А вот постоянной составляющей придется заняться.
Эту составляющую уже нельзя называть постоянной (рис. 23, е). Раз меняется амплитуда импульсов, значит меняется и средняя скорость электронов, значит постоянный ток тоже меняется. Какой же он после этого постоянный?
Ток, который раньше был постоянным, теперь стал пульсирующим. Пульсирует он сравнительно медленно, величина его редко становится равной нулю и все-таки это пульсирующий ток — с неизменным направлением и изменяющейся величиной. Самое интересное это то, что, изменяясь, он в точности повторяет все изменения амплитуды высокочастотного пульсирующего тока (рис. 23, г).
Есть такая детская игра — кто-нибудь из ее участников ищет спрятанный предмет, а остальные ему подсказывают. Если поиск ведется в правильном направлении, все кричат «тепло!», если в неправильном — «холодно!». По мере приближения к спрятанному предмету «температура» нарастает — слышатся возгласы «теплее!», «еще теплее!», «очень тепло!».
Если мы сравним себя с тем участником игры, который ищет и приближается к цели, то публика уже может кричать «горячо, очень горячо!». Несмотря на все отклонения в сторону, забегания вперед и отступления назад, мы, наконец, добрались до главного результата работы детектора, результата, ради которого и нужен детектор.
Мы уже говорили, что можно получить синтетический пульсирующий ток, пустив в общую цепь постоянную и переменную составляющие, взятые из отдельных генераторов. Ну, а подумайте, какой пульсирующий ток мы получим, если роль этих генераторов будут выполнять обычная батарейка и микрофон, установленный на передатчике. Догадались? Ну, конечно! В этом случае мы получим низкочастотный пульсирующий ток точно такой же, какой протекает в цепи детектора (рис. 23, е). И, наоборот, если мы в детекторе отделим от низкочастотного пульсирующего тока постоянную составляющую (рис. 23, з), то получим (рис. 23, ж) копию переменного тока, созданного микрофоном. Этот низкочастотный переменный ток можно пропустить через звуковую катушку громкоговорителя и получить при этом такой же звук, какой заставил колебаться диффузор микрофона.
Рис. 23. а-з.
Вот и замкнулась наша цепь — звук прошел длинный путь от микрофона до громкоговорителя, как любят говорить радиоспециалисты, «от уха до уха». На этом длинном пути произошло множество интересных преобразований. Вначале звук превратился в низкочастотный ток, а он в свою очередь модулировал ток высокой частоты, затем с помощью модулированного высокочастотного тока мы излучили в пространство радиоволны, которые, добравшись до антенны приемника, создали в ней копию своего «родителя» — такой же, как и в передающей антенне модулированный ток высокой частоты. С помощью детектора мы преобразовали этот ток в пульсирующий и, наконец, выделили из него низкочастотную составляющую (рис. 23, ж), которая направилась в громкоговоритель для того, чтобы воссоздать первоначальный звук.
Мы, правда, несколько преждевременно употребили слово «выделили». Пока мы еще ничего не выделили, пока мы только отметили, что пульсирующий ток в цепи детектора можно разделить на три составляющие — высокочастотную, постоянную и нужную нам низкочастотную. Но как произвести их разделение, как отделить и направить в громкоговоритель ток низкой частоты, без каких бы то ни было посторонних «примесей»?
Решить эту задачу можно только с помощью электрических фильтров.
Электрические фильтры
Настало время выяснить то, что было недосказано о разделении сигналов на составляющие. Впервые мы заговорили об этом, когда возникла необходимость отличать звуковые колебания одной и той же частоты, но с различной тембровой окраской, с различной формой кривой. Тогда-то мы и ввели понятие о спектральном составе звука, вспомнили, что наш слуховой аппарат разделяет любой сложный звук на синусоидальные составляющие и затем уже анализирует их частоты и соотношение амплитуд. Каким образом все это осуществляется практически, мы тогда не сказали — этой, пока еще не очень ясной проблемой занимаются физиологи, а не радисты.