Радио

Радио.

Радиосвязь – передача информации с помощью электромагнитных волн радиодиапазона.

Радиовещание – передача речи и музыки с помощью электромагнитных волн радиодиапазона.

Телевидение – передача изображения, речи и музыки с помощью электромагнитных волн радиодиапазона.

А. С. Попов повторил опыты Герца и в апреле 1895 г. создал первый приемник (грозоотметчик). "Генрих Герц" - первая в мире радиограмма. (Передавалась азбукой Морзе).

7 мая 1895 г. демонстрация прибора на заседании Русского физико-химического общества. Дальность — 250м; 1899 г. -— 20 км; 1901 г.—150 км. Попов впервые использовал когерер и приемную антенну.

Одновременно с Поповым над той же проблемой работал итальянский изобретатель Гульермо Маркони. Он усовершенствовал приемник, создал первую фирму, занявшуюся производством и продажей радиооборудования (Нобелевская премия по физике).

1 - антенна, 2 - когерер, 3 - электромагнитное реле, 4 - электрический звонок, 5 - источник тока.

Когерер - трубка с металлическими опилками (R очень большое). Когда волна улавливается антенной, напряжение увеличивается, между опилками проскакивают искорки, и они спаиваются. Сопротивление уменьшается, сила тока увеличивается. Включается реле, срабатывает звонок, молоточек звонка ударяет по когереру и происходит встряхивание опилок. Сопротивление когерера увеличивается, цепь звонка размыкается. Приемник вновь готов к работе.

Роль антенны и заземления:

увеличение чувствительности и дальности приема.

Диапазоны радиоволн

Наименование радиоволн

Диапазон частот, Гц

Диапазон длин волн

(в вакууме), м

Распространение

Сверхдлинные

Длинные

Средние

<3^.10⁴

3^.10⁴-3^.10⁵

3^.10⁵ - 3^.10⁶

>1000

10000 –1000

1000 – 100

Огибают земную поверхность.

Короткие

3^.10⁶ - 3^.10⁷

100 – 10

Отражаются от ионосферы и поверхности

Ультракороткие

Метровые

Дециметровые

Сантиметровые

Миллиметровые

3^.10⁷ - 3^.10⁸

3^.10⁸ - 3^.10⁹

3^.10⁹ - 3^.10¹⁰

3^.10¹⁰ - 3^.10¹¹

10 –1

1- 0,1

0,1 – 0,01

0,01 – 0,001

Проникают сквозь ионосферу

Принцип радиотелефонной связи

Структурная схема радиопередатчика и радиоприемника.

1. Задающий генератор (генератор высокой частоты) выра­батывает гармонические колебания высокой частоты ВЧ (несу­щая частота более 100 тыс. Гц).
2. Микрофон преобразует механические звуковые колебания в электрические той же частоты.
3. Модулятор изменяет (модулирует) по частоте или ампли­туде высокочастотные колебания с помощью электрических ко­лебаний низкой частоты НЧ.
4. Усилители высокой и низкой частоты УВЧ и УНЧ усилива­ют по мощности высокочастотные и звуковые (низкочастотные) электрические колебания.

5. Передающая антенна излучает модулированные электро­магнитные волны.
6. Приемная антенна принимает электромагнитные волны. Электромагнитная волна, достигшая приемной антенны, индуци­рует в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.
7. УВЧ.
8. Детектор выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания.
9. УНЧ.
10. Динамик преобразует электромагнитные колебания в ме­ханические звуковые колебания.

Амплитудная модуляция

Изменение амплитуды колебаний высокой (несущей) частоты колебаниями низкой (звуковой) частоты называется амплитуд­ной модуляцией. Для получения амплитудно-модулированных электромагнит­ных колебаний в цепь транзисторного генератора последователь­но с колебательным контуром включают катушку трансформато­ра.

На первичную обмотку трансформатора подается напряжение звуковой частоты. На вторич­ной обмотке трансформатора ин­дуцируется ЭДС той же частоты и складывается с постоянным на­пряжением источника тока. Из­менение  напряжения между эмиттером и коллектором транзи­стора приводит к изменению звуковой частотой, амплитуды ко­лебаний тока высокой частоты в колебательном контуре генера­тора. В результате амплитуда колебаний в контуре генератора будет изменяться в такт с изме­нением напряжения низкочастот­ного сигнала на транзисторе. При изменении амплитуды сигна­ла НЧ меняется глубина моду­ляций. Основной недостаток амплитудной модуляции в том, что амплитуда на разных участках волны разная, следовательно, разная энергия. Значит и качество воспроизведения в приемнике будет не очень высоким. Существуют другие виды модуляции (частотная, фазовая), в которой эти недостатки меньше. Частотная модуляция применяется на УКВ (FM).

Детектирование (демодуляция)

Детектирование осуществляется устройст­вом, содержащим элемент с односторонней проводимостью: вакуумный или полупроводни­ковый диод — детектор.

Вольтамперная характери­стика диода показывает, что ток в цепи течет преимущест­венно в одном направлении, являясь пульсирующим током. Этот ток сглаживается с по­мощью фильтра. Когда диод пропускает ток, то часть его проходит через на­грузку, а другая часть ответв­ляется на конденсатор. Если диод заперт, то кон­денсатор частично разряжает­ся через нагрузку. Уменьшает­ся пульсация тока. Через нагрузку течет ток звуковой частоты, форма коле­баний воспроизводит форму низкочастотного сигнала.

Радиоприемник

 Детекторный радиоприемник состоит из колебательного кон­тура, антенны, детектора (диода), конденсатора постоянной ем­кости, телефона. В контуре принятая радиоволна возбуждает модулирован­ные колебания. Конденсатор переменной емкости настраивает контур в резонанс с принятой радиоволной. Модулированные колебания ВЧ поступают на детекторный каскад. После про­хождения детектора составляющая тока ВЧ идет через конден­сатор постоянной емкости, а составляющая тока НЧ идет на об­мотки катушек телефона. Так как ,то для тока высокой частоты , а для тока низкой частоты . Таким образом, по катушкам телефона идет ток низкой час­тоты, вызывающий колебания мембраны с той же звуковой ча­стотой.