Variantas aš

Pirmas lygis. Testai.

1- Kaip elektromagnetinė banga sklinda vakuume? Išvardykite visus teisingus atsakymus.

A. Iškart

B. Su greičiu

IN. Su greičiu

2- Ar elektromagnetinių bangų sklidimo greitis vakuume priklauso nuo svyravimų dažnio ir bangų sklidimo krypties?

A. Taip, tai priklauso.

B. Ne, taip nėra.

3- Kokia yra sinusinės plokštumos lygtis elektromagnetinė banga?

A .

B.

IN.

4- Kokios yra ilgųjų, vidutinių ir gama elektromagnetinių bangų savybės? Kur praktiškai naudojama infraraudonoji ir ultravioletinė spinduliuotė?

5- Koks yra terpės absoliutus lūžio rodiklis?

Vidutinis lygis:

1 užduotis: Nustatykite radijo siųstuvo periodą ir dažnį, jei jis veikia 30 m bangomis.

2 užduotis: Koks yra televizijos signalo bangos ilgis, jei nešlio dažnis yra

50 MHz?

Pakankamas lygis:

3 užduotis: IN virpesių grandinė srovės stiprumo priklausomybė nuo laiko aprašoma lygtimi. (Visos vertės pateiktos SI). Nustatykite dažnį elektromagnetiniai virpesiai ir ritės induktyvumas, jei maksimali energija magnetinis laukas J.

4 užduotis: Impulsinėje fotoblykstėje lempa maitinama 800 mikrofaradų kondensatoriumi, įkrautu iki 300 V įtampos. Raskite blykstės energiją.

Aukštas lygis:

Pratimų tema „Elektromagnetiniai virpesiai ir bangos“ sprendimas.

Variantas II

Pradedančiojo lygis: testai

1- Kuris iš šių posakių apibrėžia sąvokąelektromagnetinė banga ? Išvardykite visus teisingus atsakymus.

A. Elektrinio intensyvumo ir magnetinės indukcijos svyravimų sklidimo procesas.

B. Trumpiausias atstumas tarp dviejų taškų, kurie svyruoja toje pačioje fazėje.

IN. Įkrautų dalelių svyravimų sklidimo procesas.

2- Kokiu elektros krūvio judesiu skleis elektromagnetines bangas?

A. Su vienodu pagreičiu.

B. Su uniforma.

3- Kokia yra elektromagnetinės bangos lygtis, kai banga sklinda vakuume?

A.

B.

IN.

4- Kokia yra Maksvelo hipotezė ir kokį eksperimentinį patvirtinimą ji turi?

5- Kas vadinamas elektromagnetinės spinduliuotės srauto tankiu?

Vidutinis lygis:

1 užduotis: Nustatykite radijo siųstuvo dažnį ir bangos ilgį, jei jo elektrinių virpesių periodas yra sekundės.

2 užduotis: Kokį bangos ilgį skleidžia siųstuvas, jei virpesių periodas yra sekundės?

Pakankamas lygis:

3 užduotis: Srovės stiprumo pokytis priklausomai nuo laiko pateikiamas lygtimi. (Visos vertės pateiktos SI). Nustatykite virpesių dažnį ir periodą, taip pat srovės stiprumo amplitudę.

4 užduotis: Nustatykite dielektriko storį tarp plokščio kondensatoriaus, kurio elektrinė talpa 1400 pF, plokščių aktyvusis plotas 14, jei dielektrikas yra žėrutis (ε = 6), plokščių.

5. TV signalo perdavimo dažnių juosta

Nespalvoto televizijos vaizdo signalo dažnių spektras, kurio plotis 6,25 MHz, turi būti perduodamas radijo bangomis iš siųstuvo į imtuvą. Čia atsiranda tolesni klausimai: koks moduliacijos tipas naudojamas, koks televizijos signalo dažnių spektro plotis po moduliavimo, kokia dažnių juosta turėtų būti skirta vienam televizijos kanalui?

Televizijos signalas perduodamas naudojant amplitudės moduliaciją, nes AM signalas turi mažiausią spektro plotį, palyginti su kitomis moduliavimo rūšimis. Vaizdo signalo spektro plotis, kaip pažymėjome, yra maždaug 6,25 MHz. Naudojant amplitudės moduliaciją, nešlio atžvilgiu susidaro dvi šoninės juostos, aukšto dažnio virpesių spektro plotis bus lygus 12,5 MHz, o televizijos radijo kanalo dažnių juostos plotis turėtų būti lygus 12,5 MHz.

Tačiau nebūtina perduoti abiejų spektro šoninių juostų. Pasirodo, kad perduodamo vaizdo teisingam atkūrimui pakanka perduoti tik vieną šoninę juostą, nešlio dažnį ir nedidelį slopintos šoninės juostos likutį. Tai paaiškinama tuo, kad iš tikrųjų visa informacija apie perduodamą vaizdo signalą yra 6,25 MHz dažnių juostoje. Šia prasme abi šoninės juostos: viršutinė ir apatinė yra gana vienodos, ir tik viena iš jų gali būti perduodama.

Vidinis sistemos standartas televizijos transliacija numato vienos šoninės juostos perdavimą be iškraipymų ir dalinio antrosios šoninės juostos slopinimo, iš kurios lieka žemo dažnio spektro komponentai. Standartizuota televizijos kanalo dažnio charakteristika parodyta paveikslėlyje žemiau.

Čia taip pat rodomas plotas, kurį užima garso signalo spektras. Ši sritis yra už vaizdo signalo spektro ribų, todėl galite pašalinti abipusę ryškumo ir garso signalų įtaką vienas kitam. Ypač atkreipiame dėmesį į tai, kad skirtumas tarp garso ir vaizdo nešlio dažnių yra tarpinis 6,5 MHz garso kanalo dažnis ir išlaikomas televizijos siųstuve dideliu tikslumu ir stabilumu.

Taigi, naudojant persipynimą ir apatinės šoninės juostos slopinimą, televizijos radijo signalo spektrą galima susiaurinti iki 6,375 + 1,25 = 7,525 MHz. Naudojant laipsnišką nuskaitymą ir be šoninės juostos slopinimo, radijo signalas užimtų maždaug 25 MHz dažnių juostos plotį.

vidaus standartas Vienam televizijos kanalui, užtikrinančiam televizijos signalo ir garso signalo perdavimą, skiriama 8 MHz.

6. TV dažniai

Renkantis televizijos signalo nešlio dažnį, reikia atsižvelgti į dvi aplinkybes. Pirma, nešlio dažnis turi būti toks, kad visi televizijos signalo spektro komponentai būtų perduodami be iškraipymų, tai yra, televizijos kelio perdavimo koeficientas visiems spektro komponentams turi būti vienodas. Antra, kad priimant būtų lengva pasirinkti signalo apvalkalą.

Norint įvykdyti pirmąjį reikalavimą, perduodamo signalo dažnių juostos plotis turi būti daug mažesnis už nešlio dažnį. Tada imtuvo dažnio atsako netolygumas perduodamo signalo dažnių juostoje gali būti sumažintas. Pavyzdžiui, jei nešiklio dažnis yra 60 MHz, tada, kai slopinama apatinė šoninė juosta, televizijos signalo spektras išsiplės nuo 58,75 iki 66,375 MHz. Kaip matote, spektro plotis 66,375–58,75 = 7,625 MHz yra apie 10% nešlio dažnio, o tai yra priimtina.

Dabar panagrinėkime nešlio virpesių dažnio reikalavimus perduodant stačiakampį impulsą radijo kanalu.

Tarkime, kad turime perduoti trumpiausią televizijos signalo impulsą, kuris, kaip žinote, turėtų trukti 0,08 μs. Tegul nešiklio dažnis yra toks, kad impulso metu tilptų tik du nešiklio dažnio virpesių periodai. Tai atitinka 2/0,08 = 25 MHz nešlio dažnį. Norėdami paleisti voką (in Ši byla- impulsas) televizoriaus priėmimo kanale naudojamas detektorius, kuris, grubiai tariant, pirmiausia sukuria teigiamų (arba neigiamų nešlio dažnio pusbangių seką), o po to šias pusbanges išlygina naudodamas RC filtrą.

Kai nešlio dažnis yra 25 MHz, impulsas bus iškraipytas. Jei nešiklio dažnis yra daug didesnis, tada detektoriaus išvestyje impulsas bus atkuriamas daug mažiau iškraipant. Praktikoje manoma, kad nešlio dažnis amplitudės moduliacijos metu turėtų būti 8–10 kartų didesnis už moduliuojančių virpesių spektro plotį. Jei spektro plotis yra apie 6–7 MHz, nešlio dažnis turi būti ne mažesnis kaip 50 MHz. Atsižvelgiant į tai, pirmojo, žemiausio dažnio kanalo nešlio dažnis buvo pasirinktas 49,75 MHz. Tokio virpesio bangos ilgis λ \u003d c / f \u003d 3 * 10 8 / (49,75 * 10 6) \u003d 6,03 m

Taigi, televizijos transliacijai reikalingi radijo kanalai metrų arba decimetrų bangų diapazone.

Išvada

Telekomunikacijos yra viena iš sparčiausiai augančių šiuolaikinio mokslo ir technologijų sričių. Šiuolaikinės visuomenės gyvenimas jau neįsivaizduojamas be laimėjimų, kurie šioje pramonėje buvo pasiekti per ne daugiau kaip šimtą metų. Išskirtinis bruožas mūsų laikų – vis didėjantis informacijos srautų perdavimo dideliais atstumais poreikis. Taip yra dėl daugelio priežasčių, o pirmiausia dėl to, kad komunikacija tapo vienu galingiausių šalies ekonomikos valdymo svertų. Tuo pačiu metu, išgyvendamos reikšmingus pokyčius, tapdamos daugiašalėmis ir visapusiškomis, kiekvienos šalies telekomunikacijos vis labiau integruojasi į pasaulinę telekomunikacijų erdvę.

Bibliografija

1. Radijo inžineriniai informacijos perdavimo metodai: Pamoka universitetams / V.A. Borisovas, V.V. Kalmykovas, Ya.M. Kovalčiukas ir kiti; Red. V.V. Kalmykovas. M.: Radijas ir komunikacija. 1990. 304psl.

2. Radijo ryšio sistemos: Vadovėlis universitetams / N.I. Kalašnikovas, E.I. Krupitskis, I.L. Dorodnovas, V.I. Nosovas; Red. N.I. Kalašnikovas. M.: Radijas ir komunikacija. 1988. 352p.

3. Teplyakov I.M., Roshchin B.V., Fomin A.I., Veisel V.A. Radijo sistemos informacijos perdavimui: Vadovėlis universitetams / M.: Radijas ir ryšys. 1982. 264p.

4. Kirillovas S.N., Stukalovas D.N. Skaitmeninės sistemos kalbos signalų apdorojimas. Pamoka. Riazanė. RGRTA, 1995. 80-ieji.

Priglobta adresu http://www.

Taigi mūsų įvadinis pradinis 10 pamokų kursas baigėsi. Tikiuosi, kad pasiekėte 10 pamoką, sąžiningai atlikdami visas tas paprastas užduotis ir eksperimentus, kurie buvo pasiūlyti praktiniame darbe. Ši paskutinė pamoka bus visiškai skirta virpesių procesams, akustinių ir elektromagnetinių bangų prigimties tyrimui ir atitinkamai elektromagnetinių bangų priėmimo ir perdavimo (radijo priėmimo – perdavimo) pagrindams. Pamoka labai talpi, todėl patariu labai atsakingai žiūrėti į informacijos įsisavinimą dar ir dėl to, kad atskleidžiami pagrindiniai pagrindai ir būtini aspektai tolimesnis vystymas ir siųstuvuose-imtuvuose vykstančių procesų supratimą. Manau, kad po šios pamokos galėsite drąsiai surinkti paprasčiausią tiesioginio stiprinimo imtuvą ir panašiai.

Žodis "radijas" kilęs iš lotynų kalbos radiare – spinduliuoti arba skleisti spindulius . Pavyzdžiui, transliavimo stotis, kaip ir Saulė, spinduliuoja radijo bangas visomis kryptimis išilgai spindulių. Tik kelios radijo stotys specialus tikslas skleisti radijo bangas viena kryptimi. Atėję į transliacijos stoties teritoriją pirmiausia pamatytumėte vertikalų ažūrinį metalinį stiebą ar aukštai virš žemės iškeltus laidus. Tai antena. Šalia arba šalia – pastatas, kuriame yra siųstuvas, generuojantis elektrines vibracijas aukštas dažnis kurią antena paverčia radijo bangų energija. Prie siųstuvo iš radijo studijos, ir jis gali būti toli nuo siųstuvo, yra požeminis kabelis - gerai izoliuoti laidai tvirtame apvalkale. Studijoje yra mikrofonas. Ne tik diktoriaus balsas, žmonių pokalbis ir muzikos garsai, bet ir šnabždesys, mikrofono ošimas akimirksniu virsta elektrinėmis garso dažnio vibracijomis, kurios laidu tiekiamos į siųstuvą. Kiek dar transformacijų atlieka kintamoji garso dažnio srovė, kol imtuvas vėl paverčia jį garsais. Imtuvas bus jūsų pirmasis praktinis žingsnis radijo inžinerijos žinių link. Ir norint, kad šis žingsnis būtų tikras, būtina suprasti tų fizinių reiškinių, kuriais grindžiama radijo perdavimo ir radijo priėmimo technologija, esmę, kalbėti apie garso prigimtį, kintamąją srovę ir jo savybes.

Apie vibracijas ir bangas

Virpesių reiškiniai gimsta ir nyksta aplink mus visą laiką. Šaka, nuo kurios nuskrido paukštis, siūbuoja. Laikrodžių švytuoklės svyruoja, svyruoja. Veikiant vėjui, siūbuoja medžiai, ant stulpų kabantys laidai, siūbuoja vanduo ežeruose ir jūrose. Taigi tu metei akmenį ant lygaus ežero paviršiaus, ir nuo jo bėgo bangos. Kas nutiko? Akmens smūgio vietoje susispaudusios vandens dalelės, išstumdamos gretimas daleles, vandens paviršiuje susidarė žiedo formos kauburėlis. Tada toje vietoje, kur nukrito akmuo, vanduo pakilo aukštyn, bet jau aukščiau buvusio lygio – už pirmos kupros atsirado antrasis, o tarp jų – įduba. Be to, vandens dalelės ir toliau pakaitomis juda aukštyn ir žemyn – jos svyruoja, tempdamos su savimi vis daugiau kaimyninių vandens dalelių. Susiformuoja bangos, besiskiriančios nuo jų atsiradimo vietos koncentriniais apskritimais. Pabrėžiu: vandens dalelės tik svyruoja, bet kartu su bangomis nejuda . Tai lengva patikrinti užmetus lustą ant svyruojančio vandens paviršiaus. Jei nėra vėjo ar vandens srauto, lustas tik kils ir kris virš vandens lygio, nejudės su bangomis. Vandens bangos gali būti didelės, t.y. stiprus ar mažas – silpnas. Stipriomis bangomis vadiname tokias bangas, kurios turi didelį virpesių diapazoną, kaip sakoma, didelės svyravimų amplitudės. Silpnos bangos turi mažus kauburėlius – mažą amplitudę. Kuo didesnė kilusių bangų amplitudė, tuo didesnę energiją jos neša. Išmesto akmens generuojamų bangų energija yra palyginti nedidelė, tačiau dėl jos gali suvirpti ežere augančios nendrės ir žolė. Tačiau žinome, kokią didelę žalą krantui gali padaryti didelės amplitudės ir, atitinkamai, didelės energijos jūros bangos. Šiuos sunaikinimus atlieka būtent ta energija, kurią bangos nuolat skleidžia į krantą. Bangos gali būti dažnos arba retos. Kuo mažesnis atstumas tarp keliaujančių bangų keterų, tuo trumpesnė kiekviena atskira banga. Kuo didesnis atstumas tarp bangų, tuo ilgesnė banga. Bangos ilgiu vandenyje vadiname atstumą tarp dviejų gretimų bėgančių keterų ar lovių. Bangoms tolstant nuo atsiradimo vietos, jų amplitudės palaipsniui mažėja, blunka, tačiau bangos ilgis išlieka nepakitęs. Bangas ant vandens galima sukurti ir, pavyzdžiui, įmetus lazdą į vandenį ir ritmiškai, laiku su vandens virpesiais, nuleidžiant ir pakeliant. Ir tokiu atveju bangos bus prislopintos. Bet jie egzistuos tik tol, kol nenustosime trikdyti vandens paviršiaus. O kaip atsiranda įprasto sūpynės svyravimai? Jūs tai puikiai žinote: reikia juos stumti, kad jie siūbuotų iš vienos pusės į kitą. Kuo stipresnis stūmimas, tuo didesnė svyravimų amplitudė. Šie svyravimai prislopins, jei jų nepalaikys papildomi smūgiai. Matome tokius ir daug kitų panašių mechaninių virpesių. Gamtoje yra daugiau nematomų vibracijų, kurias girdime, jaučiame garso pavidalu. Ne visada įmanoma, pavyzdžiui, pastebėti muzikos instrumento stygos virpesius, bet girdime, kaip tai skamba. Kai pučia vėjas, vamzdyje sklinda garsas. Jį sukuria svyruojantys oro judėjimai vamzdyje, kurių mes nematome. Kamtonas, stiklinė, šaukštas, lėkštė, mokinio rašiklis, popieriaus lapas skamba – jie taip pat svyruoja. Taip, mes gyvename garsų pasaulyje, nes daugelis mus supančių kūnų vibruoja ir skamba. Kaip ore susidaro garso bangos? Oras susideda iš nematomų dalelių. Su vėju juos galima nešti dideliais atstumais. Tačiau jie taip pat gali svyruoti. Pavyzdžiui, jei mes darome staigų judesį su lazda ore, tada pajusime nedidelį vėjo gūsį ir tuo pačiu išgirsime silpną garsą. Šis garsas yra oro dalelių virpesių, sužadintų lazdos virpesių, rezultatas. Atlikime šį eksperimentą. Ištraukime, pavyzdžiui, gitaros stygą, ir paleiskite ją. Styga pradės drebėti – svyruos aplink savo pradinę poilsio padėtį. Akiai pastebimi pakankamai stiprūs stygos virpesiai. Silpnus stygos virpesius galima pajusti tik kaip lengvą kutenimą, palietus ją pirštu. Kol styga vibruoja, mes girdime garsą. Kai tik styga nurims, garsas užges. Garso gimimas čia yra kondensacijos ir oro dalelių retėjimo rezultatas. Svyruodama iš vienos pusės į kitą, styga tarsi spaudžia oro daleles priešais save, sudarydama tam tikrus plotus. aukštas kraujo spaudimas, o už, priešingai, žemo slėgio zonų. Tai garso bangos. Skrisdami ore apie 340 m/s greičiu, jie neša tam tikrą energijos kiekį. Tuo metu, kai garso bangos padidėjusio slėgio sritis pasiekia išėjimą, ji spaudžia ausies būgnelį, šiek tiek palenkdama jį į vidų. Kai išretėjusi garso bangos sritis pasiekia ausį, būgninė membrana šiek tiek išlinksta į išorę. Ausies būgnelis nuolat vibruoja, kintant aukšto ir žemo oro slėgio sritims. Šios vibracijos per klausos nervą perduodamos į smegenis, o mes jas suvokiame kaip garsą. Kuo didesnė garso bangų amplitudė, tuo daugiau energijos jos neša savyje, tuo garsesnį garsą mes suvokiame. Garso bangas, kaip ir vandenį ar elektrines vibracijas, vaizduoja banguota linija – sinusoidas. Jo kauburėliai atitinka aukšto slėgio sritis, o loviai – žemo oro slėgio sritis. Aukšto slėgio sritis ir žemo slėgio sritis po jo sudaro garso bangą. Mes taip pat gyvename elektromagnetinių virpesių pasaulyje, kuriuos skleidžia elektros prietaisai ir visi laidai, kuriais teka kintamoji srovė, daugybė radijo stočių antenų, atmosferos elektros iškrovos, Žemės ir begalinio Kosmoso viduriai. Tik naudojant dirbtinius instrumentus, juos galima aptikti ir pataisyti.

Svyravimų periodas, dažnis, amplitudė

Svarbiausias parametras, apibūdinantis mechanines, garsines, elektrines, elektromagnetines ir visas kitas virpesių rūšis periodas – laikas, kurio reikia vienam visiškam svyravimui . Jei, pavyzdžiui, laikrodžių švytuoklė padaro du pilnus svyravimus per 1 s, kiekvieno svyravimo periodas yra 0,5 s. Didelio siūbavimo svyravimo periodas yra apie 2 s, o stygos svyravimo laikotarpis gali būti nuo dešimtųjų iki dešimties tūkstančių sekundės dalių. Kitas svyravimus apibūdinantis parametras yra dažnis (nuo žodžio „dažnai“) - skaičius, rodantis, kiek pilnų svyravimų per sekundę atlieka laikrodžio švytuoklė, skambantis kūnas, srovė laidininke ir kt. Virpesių dažnis matuojamas vienetu, vadinamu hercu (sutrumpintai kaip Hz): 1 Hz yra vienas virpesys per sekundę. Jei, pavyzdžiui, skambanti styga per 1 s sukelia 440 pilnų virpesių (sukuriant trečios oktavos toną „la“), sakoma, kad jos virpesių dažnis yra 440 Hz. Dažnis kintamoji srovė elektros apšvietimo tinklas 50 Hz. Esant šiai srovei, elektronai tinklo laiduose per sekundę teka pakaitomis 50 kartų viena kryptimi ir tiek pat kartų priešinga kryptimi, tai yra, per 1 s užbaigia 50 pilnų virpesių. Didesni dažnio vienetai yra kilohercai (rašytinis kHz), lygus 1000 Hz, ir megahercai (rašytinis MHz) lygus 1000 kHz arba 1000000 Hz.. Pagal skambančio kūno virpesių dažnį galima spręsti apie garso toną ar aukštį. Kuo didesnis dažnis, tuo didesnis garso tonas, ir atvirkščiai, kuo žemesnis dažnis, tuo žemesnis garso tonas. Mūsų ausis sugeba reaguoti į gana nedidelę garso virpesių dažnių juostą (sekciją) – nuo ​​maždaug 20 Hz iki 20 kHz. Nepaisant to, ši dažnių juosta talpina visą platų žmogaus balso – simfoninio orkestro – kuriamų garsų spektrą: nuo labai žemų tonų, panašių į vabalo dūzgimo garsą, iki vos juntamo aukšto uodo cypimo. Virpesių, kurių dažnis yra iki 20 Hz, vadinamų infragarsu, ir virš 20 kHz, vadinamų ultragarsu, mes negirdime. Ir jei paaiškėtų, kad mūsų ausies būgninė membrana gali reaguoti į ultragarso virpesius, tada išgirstume šikšnosparnių cypimą, delfino balsą. Delfinai skleidžia ir girdi ultragarso virpesius, kurių dažnis iki 180 kHz. Tačiau nepainiokite tono, t. y. garso tono, su jo stiprumu. Garso aukštis priklauso ne nuo amplitudės, o nuo virpesių dažnio. Pavyzdžiui, stora ir ilga muzikos instrumento styga sukuria žemą garso toną, tai yra, ji svyruoja lėčiau nei plona ir trumpa.

styga, skleidžianti aukštą garsą. Tai padės suprasti šią problemą (1 pav.). Elektros ir radijo inžinerijoje naudojamos kintamos srovės, kurių dažnis yra nuo kelių hercų iki tūkstančių gigahercų. Pavyzdžiui, transliuojamos radijo antenos maitinamos srovėmis, kurių dažnis svyruoja nuo 150 kHz iki 100 MHz. Šie greitai kintantys virpesiai, vadinami radijo dažnių virpesiais, yra priemonė, kuria garsai perduodami dideliais atstumais be laidų. Visas didžiulis kintamųjų srovių diapazonas paprastai yra suskirstytas į kelias dalis - pogrupius. Srovės, kurių dažnis nuo 20 Hz iki 20 kHz, atitinkančios virpesius, kuriuos suvokiame kaip skirtingos tonacijos garsus, vadinamos garso dažnio srovėmis (arba svyravimais), o srovės, kurių dažnis didesnis nei 20 kHz – ultragarso dažnio srovėmis. Srovės, kurių dažnis yra nuo 100 kHz iki 30 MHz, vadinamos aukšto dažnio srovėmis, o srovės, kurių dažniai viršija 30 MHz – itin aukšto ir itin aukšto dažnio srovėmis. Prisiminkite šias ribas ir kintamųjų srovių dažnių pogrupių pavadinimus.

Kas yra radijo bangos?

Tarkime, pakeliate telefono ragelį, skambinate arba skambinate norimą numerį. Netrukus išgirsi draugo balsą, o jis – tavo. Kokie elektros reiškiniai atsiranda jūsų pokalbio telefonu metu? Jūsų sukurtus oro garso virpesius mikrofonas paverčia elektriniais garso dažnio virpesiais, kurie laidais perduodami į Jūsų pašnekovo įrangą. Ten, kitame laido gale, telefono skleidėjo pagalba jie paverčiami oro virpesiais, kuriuos jūsų draugas suvokia kaip garsus. Telefonijoje ryšio priemonės yra laidai, radijo transliacijoje – radijo bangos. Bet kurios radijo stoties siųstuvo „širdis“ yra generatorius – įrenginys, generuojantis aukšto, bet griežtai pastovaus dažnio virpesius konkrečiai radijo stočiai.Šie radijo dažnio virpesiai, sustiprinti iki reikiamos galios, patenka į anteną ir sužadina lygiai tokio pat dažnio elektromagnetinius virpesius supančioje erdvėje - Radio bangos. Radijo bangų pašalinimo iš radijo stoties antenos greitis lygus šviesos greičiui: 300 000 km/s, o tai beveik milijoną kartų greičiau nei garso sklidimas ore. Tai reiškia, kad jei Maskvos transliavimo stotyje tam tikru momentu bus įjungtas siųstuvas, jo radijo bangos Vladivostoką pasieks greičiau nei per 1/30 s, o garsas per šį laiką turės laiko sklisti tik 10 - 11 m. Radijo bangos sklinda ne tik ore, bet ir ten, kur jų nėra, pavyzdžiui, kosmose. Tuo jie skiriasi nuo garso bangų, kurioms būtinai reikalingas oras ar kita tanki terpė, pavyzdžiui, vanduo. Kai transliavimo stotis pradeda transliacijas, diktorius kartais praneša, kad ši radijo stotis veikia tokio ir tokio ilgio banga. Matome vandens paviršiumi bėgančią bangą ir tam tikru vikrumu galime išmatuoti jos ilgį. Radijo bangų ilgį galima išmatuoti tik specialių prietaisų pagalba arba apskaičiuoti matematiškai, jei, žinoma, žinomas šias bangas sužadinančios srovės dažnis. Radijo bangos ilgis – tai atstumas, kuriuo radijo stoties antenoje srovės svyravimo laikotarpiu sklinda elektromagnetinio lauko energija. Taip ir reikia suprasti. Per vieną srovės periodą siųstuvo antenoje erdvėje aplink ją kyla viena radijo banga. Kuo didesnis srovės dažnis, tuo daugiau iš eilės radijo bangų skleidžia antena per kiekvieną sekundę. Tarkime, srovės dažnis radijo stoties antenoje yra 1 MHz. Tai reiškia, kad šios srovės ir jos sužadinamo elektromagnetinio lauko periodas yra lygus vienai milijoninei sekundės daliai. Per 1 s radijo banga nukeliauja 300 000 km, arba 300 000 000 m. Per vieną milijoninę sekundės dalį ji nukeliaus milijoną kartų mažesnį atstumą, t.y. 300 000 000: 1 000 000. Todėl šios radijo stoties bangos ilgis yra 300 m. Taigi, radijo stoties bangos ilgis priklauso nuo srovės dažnio jos antenoje: kuo didesnis srovės dažnis, tuo trumpesnė banga, ir atvirkščiai, kuo mažesnis srovės dažnis, tuo banga ilgesnė. Norint sužinoti radijo stoties bangos ilgį, radijo bangų sklidimo greitį, išreikštą metrais, reikia padalyti iš jos antenos srovės dažnio. Ir atvirkščiai, norint sužinoti srovės dažnį radijo stoties antenoje, radijo bangų sklidimo greitį reikia padalyti iš šios radijo stoties bangos ilgio. Norėdami konvertuoti siųstuvo srovės dažnį megahercais į bangos ilgį metrais ir atvirkščiai, patogu naudoti šias formules: ? (m) \u003d 300 / f (MHz); f (MHz) = 300 / ?, (m), kur? (graikiška raidė „lambda“) – bangos ilgis; f – virpesių dažnis, 300 – radijo bangų sklidimo greitis, išreiškiamas tūkstančiais kilometrų per sekundę. Noriu perspėti: nepainiokite bangos ilgio, kuriuo radijo stotis veikia, sąvokos su savo diapazonu, tai yra, su atstumu, kuriuo galima priimti šios stoties transliacijas. Tačiau radijo stoties diapazonas priklauso nuo bangos ilgio, bet nėra su juo tapatinamas. Taigi stoties, veikiančios kelių dešimčių metrų bangos ilgiu, perdavimas girdimas kelių tūkstančių kilometrų atstumu, tačiau ne visada girdimas arčiau. Tuo pačiu metu radijo stoties, veikiančios šimtų ir tūkstančių metrų bangos ilgiu, perdavimas dažnai nėra girdimas tokiais dideliais atstumais, kaip girdimi trumpųjų bangų stočių transliacijos. Taigi kiekviena transliavimo stotis veikia tam tikru jai priskirtu dažniu, vadinamu nešikliu. Skirtingų radijo stočių bangos ilgiai nėra vienodi, bet yra griežtai pastovūs kiekvienai iš jų. Tai leidžia priimti kiekvienos radijo stoties transliacijas atskirai, o ne visas vienu metu.

Transliavimas. Transliacijos bangų juostos

Labai plati radijo bangų sekcija, skirta transliavimo stotims, sutartinai skirstoma į kelis diapazonus: ilgosios bangos (sutrumpintai LW), vidutinės bangos (sutrumpintai MW), bendrabangiąsias (sutrumpintai KB), itin trumpąsias bangas (VHF). NVS šalyse ilgųjų bangų diapazonas apima radijo bangas, kurių ilgis nuo 735,3 iki 2000 m, o tai atitinka 408-150 kHz dažnius; vidutinė banga - radijo bangos, kurių ilgis nuo 186,9 iki 571,4 m (radijo dažniai 1605 - 525 kHz); trumposios bangos - radijo bangos, kurių ilgis nuo 24,8 iki 75,5 (radijo dažniai 12,1 - 3,95 MHz); ultratrumposios bangos – radijo bangos nuo 4,11 iki 4,56 m ilgio (radijo dažniai 73 – 65,8 MHz). VHF radijo bangos taip pat vadinamos matuoklio bangomis; apskritai ultratrumposiomis vadinamos visos trumpesnės nei 10 m bangos.. Šiame diapazone vedamos televizijos transliacijos, veikia ugniagesių automobiliuose įrengtos ryšio radijo stotys, taksi, medicinos tarnybos gyventojams namuose ir kt.. 31, 41 ir 50 m pojuosčiai. Pagal tarptautinį susitarimą 600 m (500 kHz) banga rezervuota nelaimės signalų perdavimui laivais jūroje – SOS. Ant šios bangos veikia visi jūriniai avariniai radijo siųstuvai, prie šios bangos derinami gelbėjimo stočių ir švyturių imtuvai.

Transliacija

Jei sudėtinga technine įranga transliavimo stotis yra supaprastinta įprastų ženklų ir stačiakampių pavidalu, tada jos blokinė schema bus gauta tokia forma, kaip parodyta Fig. 2. Štai penki pagrindiniai instrumentai ir įrenginiai: studijinis mikrofonas, garso dažnio stiprintuvas (3CH), radijo dažnio (RF) generatorius, radijo dažnio osciliatoriaus galios stiprintuvas ir antena, skleidžianti radijo bangų elektromagnetinę energiją. Kol studijos mikrofonas neįjungtas, stoties antenoje teka didelio (nešiklio), bet griežtai pastovaus dažnio ir amplitudės srovė (žr. kairiąsias grafikų dalis 3 pav.). Antena skleidžia pastovaus ilgio ir galios radijo bangas. Tačiau studijoje jie įjungė mikrofoną, ir žmonės, kurie buvo dešimtys, šimtai ir tūkstančiai kilometrų nuo radijo stoties, išgirdo pažįstamą diktoriaus balsą.

Kas šiuo metu vyksta radijo stoties siųstuve? Garso dažnio virpesiai, sukurti mikrofonu ir sustiprinti 3 valandų trukmės studijiniu stiprintuvu, tiekiami į vadinamąjį moduliatorių, kuris yra siųstuvo galios stiprintuvo dalis, ir ten, veikdami generatoriaus aukšto dažnio srovę, pakeičia jo virpesių amplitudę. Nuo to kinta siųstuvo antenos skleidžiama elektromagnetinė energija (žr. 3 pav. dešiniąsias grafikų dalis). Kuo didesnis srovės dažnis, einantis iš radijo studijos į siųstuvą, tuo dažniau keičiasi antenos srovės amplitudės. Taigi garsas, mikrofono paverstas elektrinėmis garso dažnio vibracijomis, gauna „bilietą“ į orą. Aukšto dažnio virpesių amplitudės keitimo procesas veikiant garso dažnio srovei vadinamas amplitudės moduliacija (AM). Antenoje esančios aukšto dažnio srovės, kurių amplitudė kinta, ir jos skleidžiamos radijo bangos vadinamos moduliuotais radijo dažnių virpesiais. Be amplitudės moduliacijos, taip pat yra vadinamasis dažnio moduliavimas (FM). Taikant tokio tipo moduliaciją, dažnis kinta, o radijo stoties antenoje esančių radijo dažnių svyravimų amplitudė išlieka nepakitusi. Dažnio moduliavimas naudojamas, pavyzdžiui, garsui perduoti televizijoje, radijo transliacijose VHF. Transliuojant LW, MW ir HF, naudojamas tik amplitudės moduliavimas. Radijo bangų negali aptikti jokie mūsų pojūčiai. Bet jei kelyje susitinka dirigentas, jie atiduoda jam dalį savo energijos. Šiuo reiškiniu pagrįstas radijo laidų priėmimas. Radijo imtuvo antena fiksuoja radijo bangų energiją. Suteikdamos antenai dalį elektromagnetinės energijos, radijo bangos joje sukelia moduliuotus radijo dažnio virpesius. Imtuve procesai apverčiami studijoje ir radijo stoties siųstuve vykstančiais procesais. Jei ten garsas nuosekliai pirmiausia paverčiamas elektriniais garso dažnio virpesiais, o paskui į moduliuotus radijo dažnio virpesius, tada radijo priėmimo metu išsprendžiama atvirkštinė problema: antenoje sužadintus moduliuotus radijo dažnio virpesius imtuvas paverčia elektriniais garso dažnio virpesiais, o po to – garsu. Paprasčiausiame imtuve, kuris veikia tik dėl antenos fiksuojamos energijos, moduliuotus radijo dažnių virpesius detektorius paverčia garso dažnio svyravimais, o ausinėmis – šiuos virpesius į garsą. Bet juk daugelio radijo stočių radijo bangos prasiskverbia per imtuvo anteną, joje jaudindamos moduliuotus įvairiausių radijo dažnių virpesius. Ir jei visi šie radijo signalai būtų paversti garsais, išgirstume šimtus žmonių, kalbančių skirtingomis kalbomis, balsų. Vargu ar toks radijo priėmimas mums tiko. Žinoma, įdomu klausytis skirtingų stočių transliacijų, bet tik, žinoma, ne visų vienu metu, o kiekvieną atskirai. Ir tam iš visų antenoje sužadintų dažnių svyravimų reikia išskirti radijo stoties, kurios transliacijų norime klausytis, dažnio virpesius. Ši užduotis atliekama svyravimo grandinė, kuri yra nepakeičiama tiek paprasčiausio, tiek sudėtingiausio transliavimo imtuvo dalis. Būtent svyruojančios grandinės pagalba sureguliuosite savo pirmąjį imtuvą skirtingų bangų ilgių radijo signalams.

Radijo bangų sklidimas

Dabar apsvarstykite kai kurias radijo bangų sklidimo ypatybes. Faktas yra tas, kad skirtingų diapazonų radijo bangos turi skirtingas savybes, kurios turi įtakos jų sklidimo diapazonui. Vieno ilgio bangos nukeliauja didelius atstumus, kito ilgio bangos „pasiklysta“ už horizonto. Pasitaiko, kad radijo signalas puikiai girdimas kur nors kitoje Žemės pusėje ar Kosmose, tačiau jo nepavyksta aptikti už kelių dešimčių kilometrų nuo radijo stoties. Kaip tai galima paaiškinti? Kas turi įtakos skirtingo ilgio radijo bangų „diapazonui“? Žemė ir ją supanti atmosfera. Žemė yra srovės laidininkas , nors ir ne taip gerai, kaip, tarkim, variniai laidai. Žemės atmosfera susideda iš trijų sluoksnių. Pirmasis sluoksnis, kurio viršutinė riba baigiasi 10 - 12 km nuo Žemės paviršiaus, vadinamas troposfera. Virš jo, iki 50 kilometrų nuo Žemės paviršiaus, antrasis sluoksnis yra stratosfera. O aukščiau, maždaug iki 400 km virš Žemės, tęsiasi trečiasis jonosferos sluoksnis (4 pav.). Radijo bangų, ypač trumpųjų, sklidimo metu lemiamą vaidmenį atlieka jonosfera.

Oras jonosferoje yra labai retas. Ten, veikiant saulės spinduliuotei, iš dujų atomų išsiskiria daug laisvųjų elektronų, dėl kurių atsiranda teigiamų jonų. Yra, kaip sakoma, viršutinio atmosferos sluoksnio jonizacija. Jonizuotas sluoksnis geba sugerti radijo bangas ir išlenkti jų kelią. Per dieną, priklausomai nuo saulės spinduliuotės intensyvumo, kinta laisvųjų elektronų skaičius jonizuotame sluoksnyje, jo storis ir aukštis, o tai keičia elektrines šio sluoksnio savybes. Radijo stočių antenos skleidžia radijo bangas palei Žemės paviršių ir į viršų įvairiais kampais į ją. Bangos, keliaujančios paviršiumi, vadinamos žemė ar paviršius , įvairiais kampais - erdvinis . Perduodant signalus iš DW stočių daugiausia naudojama paviršinių bangų energija, kurios gerai apgaubia Žemės paviršių. Tačiau Žemė, būdama laidininkė, sugeria radijo bangų energiją. Todėl, didėjant atstumui nuo Tolimųjų Rytų stočių, jo transliacijų priėmimo apimtis palaipsniui mažėja, o galiausiai priėmimas visiškai sustoja. Vidutinės bangos prasčiau lenkiasi aplink Žemę ir, be to, jos sugeriamos stipriau nei ilgosios. Tai paaiškina mažesnį NE transliavimo stočių „diapazoną“, palyginti su LW stotimis. Taigi, pavyzdžiui, radijo stoties, veikiančios 300–400 m bangos ilgio, signalus galima priimti du–tris kartus mažesniu atstumu nei tos pačios galios, bet veikiančios 1500–2000 m bangos ilgiu, signalus. Norint padidinti MW stočių diapazoną, būtina padidinti jų galią. Vakaro ir nakties metu LW ir MW radijo stočių transliacija girdima didesniais atstumais nei dieną. Faktas yra tas, kad radijo bangų energijos dalis, kurią šios stotys skleidžia aukštyn, per dieną atmosferoje prarandama be pėdsakų. Po saulėlydžio apatinis jonosferos sluoksnis išlenkia savo kelią taip, kad jie sugrįžtų į Žemę tokiais atstumais, kuriais paviršinėmis bangomis šių stočių priimti nebeįmanoma. Radijo bangas trumpųjų bangų diapazone Žemė stipriai sugeria ir prastai lenkia aplink jos paviršių. Todėl jau kelių dešimčių kilometrų atstumu nuo tokių radijo stočių jų paviršinės bangos susilpnėja. Tačiau kita vertus, dangaus bangas imtuvai gali aptikti kelių tūkstančių kilometrų atstumu nuo jų ir net priešingame Žemės taške. Erdvinių trumpųjų bangų kelio kreivumas atsiranda jonosferoje. Patekę į jonosferą, jie gali joje nueiti labai ilgą kelią ir grįžti į Žemę toli nuo radijo stoties. Jie gali pagaminti kelionė aplink pasaulį- juos galima priimti net toje vietoje, kur yra siuntimo stotis. Tai paaiškina gero trumpųjų bangų sklidimo dideliais atstumais paslaptį net esant mažoms siųstuvo galioms. Tačiau sklindant trumposioms bangoms gali susidaryti zonos, kuriose HF radijo transliacijos visai nesigirdi. Jos vadinamos tylos zonomis (žr. 4 pav.). Tylos zonos ilgis priklauso nuo bangos ilgio ir jonosferos būklės, o tai savo ruožtu priklauso nuo saulės spinduliuotės intensyvumo. Ultratrumposios bangos savo savybėmis yra arčiausiai šviesos spindulių. Jie daugiausia plinta tiesia linija ir yra stipriai sugeriami žemės, floros, įvairių struktūrų ir objektų. Todėl patikimas VHF stoties signalų priėmimas paviršine banga įmanomas daugiausia tik tada, kai tarp siųstuvo ir imtuvo antenų galima mintyse nubrėžti tiesią liniją, kuri per visą ilgį nesusiduria su kliūtimis kalnų, kalvų, miškų pavidalu. VHF jonosfera yra kaip stiklas šviesai – ji „skaidri“. ultratrumposios bangos beveik netrukdomai praeikite pro jį. Todėl šis radijo bangų diapazonas naudojamas bendrauti su dirbtiniais Žemės palydovais ir erdvėlaiviais.

Kaip veikia radijo imtuvas?

Bet kuriame paprastame transliacijos imtuve, nepaisant jo sudėtingumo, yra absoliučiai trys elementai, užtikrinantys jo veikimą. Šie elementai yra virpesių grandinė, detektorius ir telefonai arba, jei imtuvas yra su 3 valandų stiprintuvu, tiesioginio spinduliavimo dinaminė galvutė. Virpesių grandinė: - paprasčiausios virpesių grandinės įtaisas ir jo grandinė parodyta fig. 5. Kaip matote, jis susideda iš ritės L ir kondensatoriaus C, kurie sudaro uždarą elektros grandinę, kurioje tam tikromis sąlygomis grandinėje gali atsirasti ir egzistuoti elektriniai virpesiai. Todėl ji vadinama virpesių grandine.

Ar kada nors pastebėjote tokį reiškinį: tuo metu, kai išjungiama elektros apšvietimo lempos galia, tarp atidaromų jungiklio kontaktų atsiranda kibirkštis. Netyčia prijungus elektrinio žibintuvėlio baterijos polių gnybtus (to reikia vengti), jų atskyrimo momentu tarp jų taip pat šokinėja nedidelė kibirkštėlė. Ir gamyklose, gamyklų cechuose, kur peiliiniais jungikliais laužomos elektros grandinės, pro kurias teka srovės didelė jėga, kibirkštys gali būti tokios reikšmingos, kad reikia pasirūpinti, kad jos nepakenktų žmogui, kuris įjungia srovę. Kodėl susidaro šios kibirkštys? Jau žinote, kad aplink srovę nešantį laidininką yra magnetinis laukas, kurį galima pavaizduoti kaip uždaras magnetines jėgos linijas, prasiskverbiančias į aplinkinę erdvę. Norėdami aptikti šį lauką, jei jis yra pastovus, galite naudoti magnetinę kompaso adatą. Jei laidininkas yra atjungtas nuo srovės šaltinio, tai jo nykstantis magnetinis laukas, išsisklaidęs erdvėje, sukels sroves kituose arčiausiai jo esančiuose laiduose. Srovė taip pat indukuojama laidininke, kuris sukūrė EMF, magnetinį lauką. Ir kadangi jis yra labai storoje savo magnetinių jėgos linijų, jame bus indukuojama stipresnė srovė nei bet kuriame kitame laidininke. Šios srovės kryptis bus tokia pati, kokia buvo laidininko nutrūkimo momentu. Kitaip tariant, nykstantis magnetinis laukas palaikys jį kuriančią srovę tol, kol ji pati išnyks, t.y. jame esanti energija nėra visiškai išnaudojama. Vadinasi, srovė laidininke teka ir išjungus srovės šaltinį, bet, žinoma, neilgam – nežymią sekundės dalį. Atidarius grandinę, elektros srovė kurį laiką gali tekėti per oro tarpą tarp atjungtų laidininko galų, tarp jungiklio ar peilio jungiklio kontaktų. Būtent ši srovė per orą sudaro elektros kibirkštį. Šis reiškinys vadinamas saviindukcija , A elektrinė jėga(nepainiokite su indukcijos reiškiniu, žinomu iš ankstesnių pamokų), kuris, veikiamas nykstančio magnetinio lauko, palaiko jame srovę, - elektrovaros jėga saviindukcija arba, trumpai tariant, saviindukcija emf . Kuo didesnis savaiminės indukcijos EML, tuo didesnė kibirkštis gali būti elektros grandinės nutraukimo taške. Saviindukcijos reiškinys pastebimas ne tik išjungus srovę, bet ir įjungus srovę. Erdvėje, supančioje laidininką, įjungus srovę iš karto atsiranda magnetinis laukas, iš pradžių jis silpnas, bet paskui labai greitai didėja. Didėjantis srovės magnetinis laukas sužadina ir saviindukcijos srovę, tačiau ši srovė nukreipta į pagrindinę srovę. Saviindukcijos srovė neleidžia momentiniam pagrindinės srovės padidėjimui ir magnetinio lauko augimui. Tačiau po trumpo laiko pagrindinė srovė laidininke įveikia artėjančią saviindukcijos srovę ir pasiekia maksimalią vertę, magnetinis laukas tampa pastovus ir saviindukcija nutrūksta. Saviindukcijos reiškinį galima palyginti su inercijos reiškiniu. Pavyzdžiui, roges sunku pajudinti. Tačiau kai jie įgauna greitį, kaupia kinetinę energiją – judėjimo energiją, jų negalima akimirksniu sustabdyti. Stabdant rogės toliau slysta, kol jų sukaupta energija išnaudojama trintį ant sniego įveikti. Ar visi laidininkai turi vienodą savaiminę induktyvumą? Nr Kuo ilgesnis laidininkas, tuo didesnė saviindukcija . Į ritę suvyniotame laidininke savaiminės indukcijos reiškinys yra ryškesnis nei tiesiame laidininke, nes kiekvieno ritės posūkio magnetinis laukas indukuoja srovę ne tik šiame posūkyje, bet ir gretimuose šios ritės posūkiuose. Kuo ilgesnis laidas ritėje, tuo ilgiau joje egzistuos savaiminės indukcijos srovė išjungus pagrindinę srovę. Ir atvirkščiai, po pagrindinės srovės įjungimo prireiks daugiau laiko, kol srovė grandinėje padidės iki tam tikros vertės ir sukurs pastovų magnetinį lauką. Atsiminkite: laidininko savybė paveikti srovę grandinėje ir keisti jos vertę vadinama induktyvumu, o ritės, kuriose ši savybė ryškiausia, yra saviindukcijos arba induktyvumo ritės. Kuo didesnis ritės apsisukimų skaičius ir dydis, tuo didesnis jos induktyvumas, tuo labiau jis veikia srovę elektros grandinėje. Taigi, induktorius neleidžia tiek didinti, tiek sumažinti srovę elektros grandinėje. Jis vis dar yra nuolatinės srovės grandinėje, o jo įtaka jaučiama tik įjungiant ir išjungiant srovę. Kintamosios srovės grandinėje, kur srovė ir jos magnetinis laukas nuolat kinta, ritės saviindukcijos EMF veikia visą laiką, kol teka srovė. Tai elektrinis reiškinys ir naudojamas pirmame imtuvo virpesių grandinės elemente – induktoriuje. Antrasis imtuvo virpesių grandinės elementas yra elektros krūvių kaupimas – kondensatorius. Paprasčiausias kondensatorius susideda iš dviejų laidininkų elektros srovė, pavyzdžiui: - dvi metalinės plokštės, vadinamos kondensatorių plokštėmis, atskirtos dielektriku, pavyzdžiui: - oras arba popierius. Kuo didesnis kondensatoriaus plokščių plotas ir kuo arčiau jos yra viena nuo kitos, tuo didesnė šio įrenginio elektrinė talpa. Jei prie kondensatoriaus plokščių prijungtas nuolatinės srovės šaltinis (6 pav., a), tada susidariusioje grandinėje bus trumpalaikė srovė o kondensatorius bus įkraunamas iki įtampos, lygios srovės šaltinio įtampai. Galite paklausti: kodėl grandinėje, kurioje yra dielektrikas, atsiranda srovė? Kai prie kondensatoriaus prijungiame srovės šaltinį, susidariusios grandinės laidininkuose esantys elektronai pradeda judėti link teigiamo srovės šaltinio poliaus, formuodami trumpalaikį elektronų srautą visoje grandinėje. Dėl to kondensatoriaus plokštėje, kuri yra prijungta prie teigiamo srovės šaltinio poliaus, išeikvojami laisvieji elektronai ir ji yra teigiamai įkrauta, o kita plokštė yra prisodrinta laisvųjų elektronų ir todėl įkraunama neigiamai. Kai tik kondensatorius bus įkrautas, trumpalaikė srovė grandinėje, vadinama kondensatoriaus įkrovimo srove, nutrūks.

Ryžiai. 6 Įkrovimo procesas - kondensatoriaus iškrovimas.

Jei srovės šaltinis yra atjungtas nuo kondensatoriaus, tada kondensatorius bus įkraunamas (6 pav., b). Elektronų perteklius iš vienos plokštelės į kitą neleidžia pernešti dielektriku. Tarp kondensatoriaus plokščių nebus srovės, o jo sukaupta elektros energija bus sutelkta dielektriko elektriniame lauke. Bet verta įkrauto kondensatoriaus plokštes sujungti kokiu nors laidininku (6 pav., c), per šį laidininką neigiamai įkrautos plokštės „papildomi“ elektronai pereis į kitą plokštę, kur jų trūksta, ir kondensatorius išsikraus. Tokiu atveju susidariusioje grandinėje taip pat atsiranda trumpalaikė srovė, vadinama kondensatoriaus iškrovos srove. Jei kondensatoriaus talpa yra didelė ir jis įkraunamas iki didelės įtampos, jo iškrovimo momentą lydi reikšminga kibirkštis ir traškėjimas. Radijo imtuvo virpesių grandinėje panaudojama kondensatoriaus savybė kaupti elektros krūvius ir iškrauti per prie jo prijungtus laidininkus. O dabar prisiminkite įprastą sūpynę. Galite ant jų siūbuoti taip, kad „atimtų kvapą“. Ką reikia padaryti dėl to? Pirmiausia stumkite, kad ištrauktumėte sūpynes iš padėties, o tada naudokite tam tikrą jėgą, bet visada tik laiku su jų svyravimais. Be didelių sunkumų galite pasiekti stiprius siūbavimo svyravimus - gauti dideles virpesių amplitudes. Net mažas berniukas gali sūpynėse sūpuoti suaugusįjį, jei jis sumaniai panaudoja savo jėgas. Stipriau pasukus sūpynes, siekdami didelių svyravimų amplitudių, nustosime jų stumti. Kas bus toliau? Dėl sukauptos energijos jie kurį laiką laisvai siūbuoja, jų svyravimų amplitudė pamažu mažėja, kaip sakoma svyravimai slopinami , ir pagaliau sūpynės sustos. At laisvos vibracijos sūpynės, taip pat laisvai kabanti švytuoklė - sukaupta potenciali energija pereina į kinetinę judėjimo energiją, kuri kraštutiniu atveju viršutinis taškas vėl pereina į potencialą, o po sekundės dalies - vėl į kinetiką. Ir taip toliau, kol išnaudojamas visas energijos kiekis, siekiant įveikti lynų trintį sūpynės pakabinimo vietose ir oro pasipriešinimą. Bet kuriuo didelės atsargos energija, laisvieji svyravimai visada slopinami: su kiekvienu svyravimu jų amplitudė mažėja ir svyravimai palaipsniui visiškai užgęsta – sūpynės sustoja. Tačiau laikotarpis, ty laikas, per kurį įvyksta vienas svyravimas, taigi ir svyravimų dažnis, išlieka pastovus. Tačiau jei sūpynės nuolat stumiamos laiku su savo svyravimais ir taip papildo energiją, prarastą įvairioms stabdymo jėgoms įveikti, svyravimai bus neslopinami. Tai nebėra nemokama, bet priverstinės vibracijos . Jie tęsis tol, kol nustos veikti išorinė stūmimo jėga. Čia paminėjau svyravimus, nes fiziniai reiškiniai, vykstantys tokioje mechaninėje virpesių sistemoje, yra labai panašūs į elektrinėje virpesių grandinėje. Kad grandinėje kiltų elektriniai virpesiai, jai turi būti suteikta energija, kuri „stumtų“ joje esančius elektronus. Tai galima padaryti įkraunant, pavyzdžiui, jo kondensatorių. Pertraukime svyravimo grandinę jungikliu S ir prie jo kondensatoriaus plokščių prijunkite nuolatinės srovės šaltinį, kaip parodyta (7 pav. kairėje). Kondensatorius įkraus iki GB baterijos įtampos. Tada atjungiame akumuliatorių nuo kondensatoriaus ir uždarome grandinę jungikliu S.

Reiškiniai, kurie dabar įvyks grandinėje, pavaizduoti grafiškai (7 pav. dešinėje). Šiuo metu grandinė uždaryta jungikliu, viršutinė kondensatoriaus plokštė turi teigiamą krūvį, o apatinė - neigiamą (7 pav., a). Šiuo metu (grafiko taškas 0) grandinėje nėra srovės, o visa kondensatoriaus sukaupta energija yra sutelkta jo dielektriko elektriniame lauke. Kai kondensatorius uždaromas prie ritės, kondensatorius pradės išsikrauti. Ritėje atsiranda srovė, o aplink jos posūkius atsiranda magnetinis laukas. Kol kondensatorius visiškai išsikraus (7 pav., b), grafike pažymėtas skaičiumi 1, kai jo plokštelių įtampa sumažės iki nulio, srovė ritėje ir magnetinio lauko energija pasieks didžiausias reikšmes. Atrodytų, kad šiuo metu srovė grandinėje turėjo sustoti. Tačiau tai neįvyks, nes veikiant savaiminės indukcijos EMF, kuri siekia išlaikyti srovę, elektronų judėjimas grandinėje tęsis. Bet tik tol, kol bus išnaudota visa magnetinio lauko energija. Šiuo metu ritėje tekės indukuota srovė, kurios vertė mažėja, bet pradinės krypties. Iki laiko, pažymėto grafike skaičiumi 2, išnaudojus magnetinio lauko energiją, kondensatorius vėl bus įkrautas, tik dabar jo apatinėje plokštelėje bus teigiamas, o viršutinėje – neigiamas (7 pav., c). Dabar elektronai pradės judėti priešinga kryptimi - kryptimi nuo viršutinės plokštės per ritę iki apatinės kondensatoriaus plokštės. Iki 3 laiko (7 pav., d) kondensatorius išsikraus, o ritių magnetinis laukas pasieks maksimalią vertę.Ir vėl saviindukcijos EMF „varys“ elektronus išilgai ritės laido, taip įkraudamas kondensatorių. 4 momentu (7 pav., e) elektronų būsena grandinėje bus tokia pati kaip ir pradiniu momentu – 0. Baigėsi vienas pilnas svyravimas. Natūralu, kad įkrautas kondensatorius vėl bus iškraunamas į ritę, įkraunamas ir atsiras antrasis, po to trečiasis, ketvirtasis svyravimai. Kitaip tariant, grandinėje atsiras kintamoji elektros srovė, elektriniai virpesiai. Tačiau šis virpesių procesas grandinėje nėra begalinis. Tai tęsiasi tol, kol visa energija, kurią kondensatorius gauna iš akumuliatoriaus, yra naudojama grandinės ritės laido varžai įveikti. Grandinės svyravimai yra laisvi, todėl slopinami. Koks yra tokių elektronų virpesių grandinėje dažnis? Norėdami išsamiau suprasti šią problemą, patariu atlikti tokį eksperimentą su paprasta švytuokle. Ant 100 cm ilgio siūlo pakabinkite rutulį iš plastilino, arba kitokio 20 - 40 g svorio krovinio (8 pav. švytuoklės ilgis žymimas lotyniška raide L).

Išimkite švytuoklę iš pusiausvyros padėties ir, naudodami laikrodį su sekundės rodykle, suskaičiuokite, kiek pilnų svyravimų ji padaro per 1 minutę. Apytiksliai 30. Todėl šios švytuoklės virpesių dažnis yra 0,5 Hz, o periodas 2 s. Per laikotarpį švytuoklės potencinė energija du kartus pereina į kinetiką, o kinetinė į potencialą. Perpjaukite siūlą per pusę. Švytuoklės dažnis padidės maždaug pusantro karto, o svyravimo periodas sumažės tiek pat. Ši patirtis leidžia daryti išvadą: mažėjant švytuoklės ilgiui, didėja jos natūralių svyravimų dažnis, o periodas proporcingai mažėja. Keisdami švytuoklės pakabos ilgį, pasiekite, kad jos virpesių dažnis būtų 1 Hz. Tai turėtų būti su maždaug 25 cm sriegio ilgiu. Šiuo atveju švytuoklės svyravimo periodas bus lygus 1 s. Nesvarbu, kaip bandysite sukurti pradinį švytuoklės svyravimą, jos svyravimų dažnis nesikeis. Tačiau tereikia sutrumpinti arba pailginti siūlą, nes svyravimų dažnis tuoj pat pasikeis. Esant vienodam sriegio ilgiui, visada bus toks pat virpesių dažnis. Tai yra natūralus švytuoklės dažnis. Nurodytą virpesių dažnį galite gauti pasirinkę sriegio ilgį. Sriegio švytuoklės svyravimai slopinami. Jie gali tapti neslopinti tik tada, kai švytuoklė šiek tiek stumiama laiku su savo svyravimais, taip kompensuojant energiją, kurią ji išeikvoja įveikdama oro pasipriešinimą, trinties energiją, žemės trauką. Natūralus dažnis būdingas ir elektrinei virpesių grandinei. Tai priklauso, pirma, nuo ritės induktyvumo. Kuo didesnis apsisukimų skaičius ir ritės skersmuo, tuo didesnis jos induktyvumas, tuo ilgesnė bus kiekvieno svyravimo periodo trukmė. Natūralus virpesių dažnis grandinėje bus atitinkamai mažesnis. Ir, atvirkščiai, sumažėjus ritės induktyvumui, sumažės svyravimų laikotarpis - padidės natūralus virpesių dažnis grandinėje. Antra, natūralus virpesių dažnis grandinėje priklauso nuo jo kondensatoriaus talpos. Kuo didesnė talpa, tuo daugiau įkrovos gali sukaupti kondensatorius, kuo daugiau laiko reikia jį įkrauti, tuo mažesnis virpesių dažnis grandinėje. Sumažėjus kondensatoriaus talpai, grandinėje didėja virpesių dažnis. Taigi, natūralus dažnis slopintus virpesius grandinėje galima valdyti keičiant ritės induktyvumą arba kondensatoriaus talpą. Bet elektros grandinėje, kaip ir mechaninėje virpesių sistemoje, galima gauti ir neslopintų, t.y. priverstiniai svyravimai, jei kiekvieno svyravimo metu grandinė papildoma papildomomis elektros energijos dalimis iš bet kurio kintamosios srovės šaltinio. Kaip tada imtuvo grandinėje sužadinami ir palaikomi neslopinami elektriniai virpesiai? Imtuvo antenoje sužadinami radijo dažnio svyravimai. Šie svyravimai suteikia grandinei pradinį krūvį, taip pat palaiko ritminius grandinės elektronų virpesius. Tačiau stipriausi neslopinti svyravimai imtuvo grandinėje atsiranda tik grandinės natūralaus dažnio rezonanso ir antenos srovės dažnio momentu. Ką tai reiškia? Vyresnės kartos žmonės pasakoja, kad Sankt Peterburge Egipto tiltas sugriuvo nuo žingsniu einančių karių. Ir tai gali atsitikti, matyt, tokiomis aplinkybėmis. Visi kareiviai ritmingai žingsniavo tiltu. Tiltas nuo to pradėjo siūbuoti – svyruoti. Atsitiktinai natūralus tilto dažnis sutapo su kareivių žingsnių dažniu, ir sakoma, kad tiltas įėjo rezonansas . Pastato ritmas suteikdavo tiltui vis daugiau energijos. Dėl to tiltas taip siūbavo, kad sugriuvo: karinės sistemos darna tiltui pakenkė. Jei nebūtų tilto natūralaus dažnio rezonanso su karių žingsnių dažniu, tiltui nieko nebūtų nutikę. Todėl, beje, kai kariai eina per silpnus tiltus, įprasta duoti komandą „numušti koją“. Ir čia yra patirtis. Prisijunkite prie kokios nors eilutės muzikinis instrumentas ir garsiai šaukti „a“: atsilieps viena iš stygų – suskambės. Ta, kuri rezonuoja su šio garso dažniu, vibruos stipriau nei kitos stygos – reaguos į garsą. Dar vienas eksperimentas su švytuokle. Ištempkite ploną virvę horizontaliai. Prie jos pririškite tą pačią švytuoklę iš siūlų ir plastilino (9 pav.).

Užmeskite kitą panašią švytuoklę ant virvės, tik ilgesniu siūlu. Šios švytuoklės pakabos ilgį galima pakeisti ranka patraukus laisvą sriegio galą. Įveskite švytuoklę į svyruojantį judėjimą. Tokiu atveju pirmoji švytuoklė taip pat pradės svyruoti, bet mažesne amplitude. Nestabdydami antrosios švytuoklės svyravimų, palaipsniui mažinkite jos pakabos ilgį – padidės pirmosios švytuoklės svyravimų amplitudė. Šiame eksperimente, iliustruojančiame mechaninių virpesių rezonansą, pirmoji švytuoklė yra antrosios švytuoklės sužadintų virpesių imtuvas. Priežastis, verčianti pirmąją švytuoklę svyruoti, yra periodiniai išplėtimo svyravimai, kurių dažnis lygus antrosios švytuoklės virpesių dažniui. Pirmosios švytuoklės priverstiniai svyravimai turės didžiausią amplitudę, o jos natūralusis dažnis sutaps su antrosios svyravimo dažniu. Tokie ar panašūs reiškiniai, tik, žinoma, elektrinės kilmės, stebimi ir imtuvo virpesių grandinėje. Veikiant daugelio radijo stočių bangoms, priėmimo antenoje sužadinamos įvairaus dažnio srovės. Iš visų radijo dažnių svyravimų turime pasirinkti tik radijo stoties, kurios transliacijų norime klausytis, nešlio dažnį. Norėdami tai padaryti, turėtumėte pasirinkti ritės apsisukimų skaičių ir virpesių grandinės kondensatoriaus talpą, kad jos natūralusis dažnis sutaptų su srovės, kurią antenoje sukuria mus dominančios stoties radijo bangos, dažniu. Tokiu atveju stipriausi svyravimai įvyks grandinėje su radijo stoties, į kurią ji yra suderinta, nešlio dažniu. Štai kas yra imtuvo grandinės derinimas iki rezonanso su siunčiančios stoties dažniu . Tokiu atveju kitų stočių signalai visai negirdimi arba girdimi labai tyliai, nes jų sužadinti virpesiai grandinėje bus daug kartų silpnesni. Taigi, derindami savo imtuvo grandinę į rezonansą su radijo stoties nešlio dažniu, jūs jį tarytum naudojate tik šios stoties dažnio svyravimų išryškinimui. Kuo geriau grandinė parinks norimus antenos virpesius, tuo didesnis imtuvo selektyvumas, tuo silpnesni bus kitų radijo stočių trikdžiai. Iki šiol jums pasakojau apie uždarą virpesių grandinę, t.y. grandinė, kurios natūralų dažnį lemia tik ritės induktyvumas ir ją formuojančio kondensatoriaus talpa. Tačiau imtuvo įvesties grandinėje taip pat yra antena ir įžeminimas. Tai jau ne uždara, o atvira virpesių grandinė. Faktas yra tas, kad antenos laidas ir įžeminimas yra kondensatoriaus, turinčio tam tikrą elektrinę talpą, "plokštelės". Priklausomai nuo laido ilgio ir antenos aukščio virš žemės, ši talpa gali būti keli šimtai pikofaradų. Bet juk antena ir žemė taip pat gali būti laikomos ne pilna didelės ritės rite. Todėl antena ir įžeminimas kartu taip pat turi induktyvumą. O talpa kartu su induktyvumu sudaro virpesių grandinę (10 pav.).

Tokia grandinė, kuri yra atvira virpesių grandinė , taip pat turi savo virpesių dažnį. Tarp antenos ir žemės įdėję induktorius ir kondensatorius, galime pakeisti jo natūralų dažnį, suderinti jį į rezonansą su skirtingų radijo stočių dažniais. Kaip tai daroma praktiškai, jūs jau žinote. Nesuklysiu, jei pasakysiu, kad svyravimo grandinė yra radijo imtuvo „širdis“. Ir ne tik radijas. Štai kodėl aš jam daviau daugiau dėmesio. Kreipiuosi į antrą imtuvo elementą – detektorių.

Radijo signalo detektorius ir aptikimas

Detektorius yra dviejų elektrodų pusiau laidus įtaisas (aukšto dažnio diodas), turintis vienpusį elektros laidumą: gerai praleidžia srovę viena kryptimi, o priešinga – nelaidus arba silpnai. Norėdami supaprastinti diodo, kaip detektoriaus, veikimo paaiškinimą, darysime prielaidą, kad jis visiškai nepraleidžia atvirkštinės srovės ir yra tarsi jo izoliatorius. Šią diodo savybę iliustruoja grafikas, parodytas (11 pav.), diodas laisvai praeina per save teigiamas kintamosios srovės pusbanges ir visai nepraleidžia neigiamų. Neigiamos diodo pusbangos tarsi nutrūko. Dėl šio diodo veikimo kintamoji srovė paverčiama pulsuojančia srove viena kryptimi, tačiau jos dydis keičiasi atsižvelgiant į per ją praleidžiamos srovės dažnį. Šis konvertavimo procesas, vadinamas kintamosios srovės taisymu, yra priimtų radijo signalų aptikimo pagrindas.

Pažvelkite į diagramas, parodytas (12 pav.). Jie iliustruoja procesus, vykstančius paprasčiausio imtuvo detektoriaus grandinėje. Veikiant radijo bangoms imtuvo grandinėje sužadinami moduliuoti radijo dažnio svyravimai (12 pav., a). Prie grandinės prijungta grandinė, susidedanti iš diodo ir telefonų.

Šiai grandinei virpesių grandinė yra radijo dažnio kintamos srovės šaltinis. Kadangi diodas praleidžia srovę tik viena kryptimi, į jo grandinę patenkantys moduliuotų radijo dažnių svyravimai bus jo ištaisyti (12 pav., b), kitaip tariant, aptikti. Jei aplink išlygintos srovės viršų nubrėžiate punktyrinę liniją, gausite garso dažnio srovės „schemą“, kuri moduliuoja srovę, patenkančią į radijo stoties anteną perdavimo metu. Aptikimo metu gaunama srovė susideda iš radijo dažnių impulsų, kurių amplitudės kinta priklausomai nuo garso dažnio. Jis gali būti laikomas bendra srove ir suskaidomas į du komponentus: aukšto dažnio ir žemo dažnio . Jie atitinkamai vadinami pulsuojančios srovės aukšto dažnio ir garso dažnio komponentais. Paprasčiausiame imtuve garso dažnio komponentas eina per telefonus ir jais paverčiamas garsu.

Ausinės ir jų įrenginys

Telefonas yra trečioji, paskutinė paprasčiausio imtuvo grandis, kuri, vaizdžiai tariant, „išduoda gatavą produkciją“ – garsą. Tai vienas seniausių elektros prietaisų, pagrindines savybes išlaikęs beveik nepakitęs iki šių dienų. Detektoriams ir daugeliui paprastų tranzistorių imtuvų naudojamos ausinės, pavyzdžiui, TON-1, TG-1, TA-4 tipai. Tai du telefonai, sujungti nuosekliai, laikomi ant galvos juostos. Nusukite vieno iš telefonų dangtelį (13 pav., a).

Po juo yra apvali skardinė plokštė – membrana. Atsargiai nuėmę membraną pamatysime dvi rites, sumontuotas ant nuolatinio magneto polių, įspaustų į korpusą. Ritės jungiamos nuosekliai, o kraštutiniai laidai prilituojami prie strypų, prie kurių iš išorės su užveržimo varžtais prijungiamas laidas su vienpoliais kištukais. Kaip veikia telefonas? Garsą skleidžianti membrana yra šalia magneto polių dalių ir remiasi į korpuso šonus (13 pav., a). Veikiamas magnetinio lauko, jis šiek tiek pasilenkia per vidurį, bet neliečia magneto polių dalių (13 pav., b) - ištisinė linija. Kai srovė teka per telefono rites, aplink rites sukuriamas magnetinis laukas, kuris sąveikauja su nuolatinio magneto magnetiniu lauku. Šio magnetinio lauko stiprumas, taigi ir membranos traukos prie polių dalių jėga, priklauso nuo srovės krypties ritėse. Viena kryptimi, kai ritinių ir magneto magnetinio lauko linijų kryptys sutampa ir jų laukai sumuojasi, membrana stipriau traukiasi prie magneto polių (13 pav. b - apatinė punktyrinė linija). Esant skirtingai srovės krypčiai, ritės ir magneto jėgos linijos yra nukreiptos priešingai ir bendras laukas tampa silpnesnis nei magneto laukas. Šiuo atveju membrana yra silpniau pritraukiama polių gabalėlių ir, tiesinant, šiek tiek nutolsta nuo jų (13 pav., b - viršutinė punktyrinė linija). Jei per telefono rites praleidžiama kintamoji garso dažnio srovė, bendras magnetinis laukas arba padidės, arba susilpnės, o membrana arba priartės prie magneto polių, tada tolsta nuo jų, t.y., svyruos srovės dažniu. Svyruodama membrana sukurs garso bangas supančioje erdvėje. Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad nuolatinio magneto telefone nereikia: ritinius galima uždėti ant geležinio neįmagnetinto bato. Bet taip nėra. Ir todėl. Kintamąja srove įmagnetintas geležinis batas pritrauks membraną, nesvarbu, ar srovė teka per ritinius viena ar kita kryptimi. Tai reiškia, kad vienu kintamosios srovės periodu membrana bus pritraukta per pirmąjį pusciklą, tolsta nuo jos, o per antrąjį pusciklą vėl bus pritraukta, t.y. vienam kintamosios srovės periodui (14 pav., a) jis atliks du svyravimus (14 pav., b).

Jei, pavyzdžiui, srovės dažnis yra 500 Hz, tai telefono membrana per 1 s padarys 500 * 2 = 1000 virpesių ir garso tonas bus iškraipytas – bus dvigubai didesnis. Vargu ar toks telefonas mums tiks. Su nuolatiniu magnetu situacija kitokia: su vienu pusciklu magnetinis laukas sustiprėja – jau pritraukta membrana dar labiau išlinks; per kitą pusę ciklo laukas susilpnėja, o membrana tiesėdama tolsta toliau nuo magneto polių. Taigi, esant nuolatiniam magnetui, membrana per vieną kintamosios srovės periodą atlieka tik vieną virpesį (14 pav., c) ir telefonas garso neiškraipo. Nuolatinis magnetas taip pat padidina telefono garsumą. Dabar panagrinėkime šį klausimą: kodėl blokuojantis kondensatorius yra prijungtas lygiagrečiai su ausinėmis? Koks jos vaidmuo? Blokuojančio kondensatoriaus elektrinė talpa yra tokia, kad per jį laisvai praeina aukšto dažnio srovės, ir tai suteikia didelį atsparumą garso dažnio srovėms. Priešingai, telefonai gerai praleidžia garso dažnio sroves ir pasižymi dideliu atsparumu aukšto dažnio srovėms. Šioje detektoriaus grandinės dalyje aukšto dažnio pulsuojanti srovė yra padalinta (15 pav. - taške a) į komponentus, kurie eina toliau: aukšto dažnio - per blokuojantį kondensatorių Сbl, o garso dažnio komponentą per telefonus. Tada komponentai sujungiami (15 pav. - taške b) ir vėl sujungiami.

Blokuojančio kondensatoriaus paskirtį galima paaiškinti taip. Telefonas dėl membranos inertiškumo negali reaguoti į kiekvieną detektoriaus grandinėje esantį aukšto dažnio srovės impulsą. Tai reiškia, kad norint, kad telefonas veiktų, reikia kažkaip „išlyginti“ aukšto dažnio impulsus, „užpildyti“ srovės kritimus tarp jų. Ši problema išspręsta naudojant blokuojantį kondensatorių taip. Atskiri aukšto dažnio impulsai įkrauna kondensatorių. Momentais tarp impulsų per telefoną išsikrauna kondensatorius, taip užpildydamas „tarpus“ tarp impulsų. Dėl to telefonu viena kryptimi teka srovė, tačiau keičiasi garso dažniu, kuris paverčiamas garsu. Dar trumpiau, blokuojančio kondensatoriaus vaidmenį galima pasakyti taip: jis filtruoja diodo izoliuotą garso dažnio signalą, t.y. „išvalo“ nuo radijo dažnio komponento. Telefono kokybė daugiausia vertinama pagal jo jautrumą – gebėjimą reaguoti į silpnus elektros srovės svyravimus. Kuo silpnesnė vibracija, į kurią telefonas reaguoja, tuo didesnis jo jautrumas. Telefono jautrumas priklauso nuo jo ritės apsisukimų skaičiaus ir magneto kokybės. Du telefonai su lygiai tokiais pačiais magnetais, bet su nevienodu apsisukimų skaičiumi turi skirtingą jautrumą. Geriausias jautrumas bus tas, kuriame naudojamos daug apsisukimų turinčios ritės. Telefono jautrumas taip pat priklauso nuo membranos padėties magneto polių atžvilgiu. Geriausias jautrumas bus tuo atveju, kai membrana yra labai arti polių dalių, tačiau vibruodama jų neliečia. Telefonai dažniausiai skirstomi į didelės varžos – su dideliu apsisukimų skaičiumi ritėse ir mažos varžos – su sąlyginai nedideliu apsisukimų skaičiumi. Detektorius imtuvui tinka tik didelės varžos telefonai. Pavyzdžiui, kiekvieno telefono tipo TON-1 ritės yra suvyniotos emaliuota 0,06 mm storio viela ir turi 4000 apsisukimų. Jų nuolatinės srovės varža yra apie 2200 omų. Šis telefonams būdingas numeris yra įspaustas ant jų dėklų. Kadangi du telefonai yra sujungti nuosekliai, jie viso pasipriešinimo DC yra 4400 omų. Mažos varžos telefonų, pavyzdžiui, TA - 56 tipo, nuolatinės srovės varža gali būti 50 - 60 omų. Kai kuriems tranzistoriniams imtuvams galima naudoti mažos varžos telefonus. Kaip patikrinti ausinių būklę ir jautrumą? Prispauskite juos prie ausų. Suvilgykite seilėmis laido gale esančius kištukus, o tada palieskite juos kartu – telefonuose turėtų pasigirsti silpnas spragtelėjimas. Kuo stipresnis šis paspaudimas, tuo jautresni telefonai. Paspaudimai gaunami, nes šlapias kontaktas tarp metalinių kištukų yra labai silpnas srovės šaltinis. Apytikslę telefonų patikrą galima atlikti naudojant žibintuvėlio bateriją. Prijungiant telefonus prie akumuliatoriaus ir atjungiant nuo jo, turi pasigirsti staigūs spragtelėjimai. Jei nėra spragtelėjimų, tada kažkur ritėse ar laidoje yra pertrauka arba blogas kontaktas.

Praktinis darbas

Šiame praktiniame darbe suprojektuosime patį paprasčiausią radijo imtuvą (detektorinį imtuvą), be kurio, mano nuomone, neįsivaizduojama tolesnė bet kokios radijo priėmimo įrangos plėtra. Paklauskite bet kurio radijo elektronikos (HF - VHF radijo ryšio) srities specialisto, kas yra detektorius radijo imtuvas ir, manau, jis nedelsdamas pateiks suprantamą atsakymą. Žodžiu, tai yra klasika, pagrindas - pagrindai, nuo kurių prasidėjo mūsų tėvai ir seneliai. Ir mes stengsimės su jais neatsilikti.

Pagrindinis šios paprasčiausio radijo imtuvo versijos privalumas yra tas, kad lengva atlikti bet kokius jo pakeitimus ir papildymus, ištaisyti klaidas perjungiant jungiamuosius laidininkus, nes visos jo detalės bus prieš jus išplėstoje formoje. Eksperimentuodami su juo galėsite suprasti pagrindinius bet kurio transliacijos imtuvo veikimo principus ir įgyti praktinių radijo inžinerijos įgūdžių. Tokiam imtuvui jums reikės: induktoriaus, 400NN arba 600NN markės ferito strypo, kurio skersmuo 7 - 8 mm ir ilgis 120 - 140 mm (tokie strypai naudojami tranzistorinių imtuvų magnetinėms antenoms), puslaidininkinio taško diodo, kuris bus kelių galvučių detektorių ir kondensatoriaus detektorių1. ).

Padarykite induktorių patys (iš ankstesnių pamokų žinote, kaip tai padaryti). Likusios detalės yra paruoštos. Diodas gali būti bet kurios serijos D9, D2. Kondensatoriai taip pat yra bet kokio tipo - žėručio, keramikos ar popieriaus, kurių talpa nuo kelių dešimčių iki kelių tūkstančių pikofaradų (sutrumpintai: pF). Ausinės yra didelio atsparumo, tai yra, su apvijomis, kurių varža yra 1500 - 2200 omų, pavyzdžiui, tipo TON - 1 arba TA - 4. Šiek tiek vėliau, kai pradėsite eksperimentuoti, jums reikės kai kurių kitų dalių ir medžiagų. Ritei reikės apvijos vielos prekės ženklo PEV - 1 (Vidas su emaliu, didelio stiprio izoliacija viename sluoksnyje), PEV - 2 (tas pats, bet su izoliacija dviem sluoksniais) arba PEL (laidas su emalio laku atsparia izoliacija), kurio skersmuo 0,15 - 0,2 mm. Šių markių apvijų laidai ir jų skersmuo žymimi taip: PEV - 1 0,15, PEV - 2 0,18, PEL 0,2. Tinka ir kitų markių apvijų laidai, pavyzdžiui, PBD – su izoliacija iš dviejų (raidė D) medvilninių verpalų (raidė B), arba PELSHO – su emalio laku atsparia izoliacija ir vienu (raidė O) natūralaus šilko sluoksniu (raidė Sh). Svarbu tik, kad laido izoliacija būtų nepažeista, kitaip tarp ritės posūkių gali įvykti trumpasis jungimas, kurio negalima leisti. Ritės rėmo, klijuoto iš rašomojo popieriaus 3 - 4 sluoksniais, vidinis skersmuo turi būti toks, kad ferito strypas į jį patektų su maža trintimi. Prieš apvyniodami ritę, įkiškite strypą į rėmą. Netempkite vielos per stipriai, kitaip rėmas susitrauks ir bus sunku iš jo ištraukti strypą. Iš viso ant rėmo vienoje eilėje reikia suvynioti 300 vielos apsisukimų, kas 50 apsisukimų darant lenkimus kilpų pavidalu. Jūs gaunate vieno sluoksnio šešių sekcijų induktorių su dviem kraštutiniais laidais ir penkiais čiaupais. Į ekstremalūs posūkiai baigtos ritės laidai nenukrito, pritvirtinkite prie rėmo iš guminio ar PVC vamzdžio išpjautais žiedais arba apvyniokite siūlais. Papildomai ritės vielos posūkius galima tvirtinti plonu Moment klijų sluoksniu. Aštriu peiliu atsargiai nupjaukite rėmo galus. Pasitaiko, kad vyniojant ritę nutrūksta viela arba visai ritei neužtenka vieno vielos gabalo. Tokiu atveju jungiamo laido galai turi būti nuimti nuo izoliacijos, sandariai susukti, lituoti ir būtinai apvynioti plona izoliacine juosta. Jei jungtis yra šalia čiaupo, tada geriau nepagailėti kelių vielos apsisukimų ir padaryti jį kilpa. Dabar pradėkite surinkti pirmąjį radiją (2 pav.).

Nuimkite laidų galus ir lenkimus, ritinius nuo izoliacijos tik atsargiai, kad nenutrūktų viela. Vieną iš kraštutinių išvadų pavadinsime ritės pradžia ir pažymėsime raide (n). Prijunkite jį prie diodo. Prijunkite antrąjį ritės galą, jo galą (k), prie vieno iš ausinių laido kontaktinių kaiščių. Likęs laisvas diodo išėjimas ir telefonų kaištis taip pat yra sujungti vienas su kitu. Prie laidininko, einančio nuo ritės pradžios iki diodo, nuėmus izoliaciją, tvirtai prisukite antenos laidą. Šis imtuvo laidininkas bus vadinamas antena. Prisukite įžeminimo laidą prie laidininko, jungiančio ritės galą su telefonais. Tai bus įžemintas laidininkas. Eksperimentų metu jį teks perjungti iš vieno ritės išėjimo į kitą (2 pav. parodyta punktyrine linija su rodykle), nekeičiant įžeminimo jungčių telefonais. „Pasivaikščiokime“ gauto imtuvo grandinėmis. Nuo ritės (n) pradžios išilgai antenos laidininko patenkame į diodą, o nuo jo - į ausines. Per telefonus, tada palei įžemintą laidininką ir per visus ritės posūkius patenkame į pradinį tašką (n). Pasirodė uždara elektros grandinė, susidedantis iš ritės, diodo ir telefonų. Jie jai skambina detektorius . Jei kur nors šioje grandinėje yra atvira, prastas kontaktas tarp dalių ar jungiamųjų laidų, pavyzdžiui, laisvas sukimasis, imtuvas, žinoma, neveiks. Trumpiausias kelias nuo antenos iki žemės eina per ritę. Šiuo keliu eis aukšto dažnio srovė, kurią antenoje sužadina radijo bangos. Ši srovė ritės galuose sukurs aukšto dažnio įtampą, kuri indukuos tokio paties dažnio srovę visoje detektoriaus grandinėje. Grandinė, susidedanti iš antenos, ritės ir įžeminimo, vadinama antena arba antenos grandine. Atkreipkite dėmesį: imtuvo kilpos ritė yra tiek antenos, tiek detektoriaus grandinėse. Po tokio pasivaikščiojimo per imtuvo grandines galite pereiti prie jo bandymo. Padėkite telefonus ant galvos, prispauskite prie ausų, klausykite. Gali būti, kad iš karto nieko neišgirsite net su žinoma gera antena ir įžeminimu, iš anksto patikrintu diodu ir telefonais. Taip yra todėl, kad atrodo, kad imtuvas nesuderintas su jūsų vietovėje gerai girdimo transliavimo stoties nešlio dažniu arba jus užklupo perdavimo pertrauka. Tokį imtuvą galite sureguliuoti pakeisdami antenos grandinėje esančios ritės apsisukimų skaičių. (2 pav.) visi 300 ritės apsisukimų yra įtraukti į antenos grandinę. Jei įžemintas laidininkas yra atjungtas nuo ritės galo ir prijungtas, pavyzdžiui, prie čiaupo 5, tada į grandinę bus įtraukta ne 300, o 250 apsisukimų. Jei šis laidininkas bus perjungtas į 4 čiaupą, į grandinę bus įtraukta 200 apsisukimų. Perjungiant jį į čiaupą 3, į antenos grandinę bus įtraukta 150 apsisukimų ir pan. Tokiu atveju apatinės sekcijos nebus įtrauktos į grandinę ir nedalyvaus imtuvo veikime. Taigi, perjungdami įžemintą laidininką, po 50 apsisukimų į grandinę galite įtraukti skirtingą apsisukimų skaičių. Atminkite: kuo ilgesnis transliavimo stoties bangos ilgis, prie kurio galima derinti imtuvą, tuo didesnis ritės apsisukimų skaičius turi būti įtrauktas į antenos grandinę. Jūsų patyręs imtuvas gali suderinti transliavimo stotis tiek vidutinėse, tiek ilgosiose bangose. Bet, žinoma, negalite priimti transliacijų iš kiekvienos stoties. Detektoriaus imtuvas negalės reaguoti į silpnus signalus iš tolimų stočių – jautrumas mažas. Dabar pradėkite nustatyti imtuvą, pirmiausia prijungdami įžemintą laidininką prie 5 kaiščio, tada prie 4 kaiščio ir taip toliau iki 1. Tuo pačiu metu įsitikinkite, kad ritės čiaupai ir jungiamieji laidininkai nesiliečia, o posūkiuose esantys kontaktai nėra nutrūkę. Priešingu atveju imtuvas visiškai neveiks arba telefonuose pasigirs traškėjimas ir šiugždesys, trukdantys priimti. Elektros kontaktai bus patikimesni, jei laidų ir dalių jungtys bus lituojamos. Pritaikę imtuvą prie vienos stoties, prisiminkite grandinėje, kurioje stotis girdima didžiausiu garsu, įtrauktų apsisukimų skaičių. Tada tokiu pat būdu pabandykite „rasti“ kitą stotį. Tikimės, kad jums pasiseks. Pabandykite pagerinti imtuvo veikimą. Nekeisdami imtuvo nustatymų, lygiagrečiai su telefonais (tarp jo kontaktinių kaiščių) prijunkite kondensatorių. Šio kondensatoriaus, šiuo atveju vadinamo blokavimu, talpa gali būti nuo 1000 iki 3000 pF. Tuo pačiu metu telefonų garso garsumas turėtų šiek tiek padidėti. Ir jei transliavimo stotys yra daugiau nei 150–200 km nuo jūsų gyvenamosios vietos, pačioje eksperimento pradžioje įjunkite blokavimo kondensatorių. Imtuvo derinimo būdas tik peršokant ritės apsisukimų skaičių yra labai paprastas. Tačiau tai ne visada leidžia tiksliai sureguliuoti imtuvą pagal stoties nešlio dažnį. Tikslus derinimas gali būti pasiektas papildomu būdu, pavyzdžiui, naudojant vinį. Pabandykite įprastu būdu sureguliuoti imtuvą pagal radijo stoties bangą ir į ritės rėmą įkiškite storą vinį arba tinkamo skersmens geležinį strypą. Kas nutiko? Priėmimo garsumas šiek tiek padidės arba, atvirkščiai, sumažės. Ištraukite vinį iš ritės – tūris bus toks pat. Dabar lėtai įkiškite vinį į ritę ir lygiai taip pat lėtai išimkite jį iš ritės - imtuvo garsas keisis šiek tiek, bet sklandžiai. Empiriškai galima rasti tokią metalinio objekto padėtį ritėje, kurioje garso stiprumas bus geriausias. Ši patirtis leidžia daryti išvadą, kad metalinis strypas, įdėtas į ritę, turi įtakos grandinės derinimui. Su šiuo imtuvo derinimo būdu, tik, žinoma, naudojant feromagnetinę šerdį, geresnę nei vinis, susipažinsite vėliau. Tuo tarpu aš siūlau tokią patirtį - sureguliuokite imtuvą prie transliavimo stoties signalų naudodami kintamą kondensatorių. Kad būtų patogiau atlikti šį ir kelis tolesnius eksperimentus su detektoriaus imtuvu, ant faneros plokštės, kurios matmenys yra maždaug 30 x 70 mm, sumontuokite bloką su kištukiniais lizdais, dviem spaustukais, blokuojančiu kondensatoriumi, sujungdami juos po plokšte, kaip parodyta pav. 3.

Sumontuokite bloką su lizdais ant plokštės taip: išgręžkite jame dvi 6 - 8 mm skersmens skyles su 20 mm atstumu tarp centrų ir įkiškite į jas kištukinių lizdų „uodegas“. Pritvirtinkite bloką prie lentos varžtais arba varžtais su veržlėmis. Prijunkite ritės pradžią ir anteną prie gnybto, prie kurio prijungtas diodas, o ritės galą ir įžeminimą prijunkite prie antrojo gnybto, prijungto prie telefono lizdo. Kintamasis kondensatorius gali būti su oru arba su kietu dielektriku. Tačiau kintamo kondensatoriaus funkciją gali atlikti dvi maždaug 150 x 150 mm dydžio metalinės plokštės, išpjautos, pavyzdžiui, iš didelių skardinių skardos. Prie plokščių lituojami 250 - 300 mm ilgio laidininkai. Naudodami šiuos laidininkus prijunkite vieną plokštę prie antenos spaustuko, o kitą - prie įžeminimo gnybto. Padėkite plokštes ant stalo vieną šalia kitos, bet taip, kad jos nesiliestų, o imtuvą derinkite prie radijo stoties tik perjungdami ritės sekcijas įžemintu laidininku. Dabar prijunkite įžeminimo plokštę prie plokštės, prijungtos prie antenos. Jei tūris didėja, suartinkite lėkštes ir galiausiai vieną lėkštę padėkite ant kitos, tarp jų padėkite sauso popieriaus lapą (kad neliktų elektrinis kontaktas). Raskite tokį abipusį plokščių išdėstymą, kuris bus tiksliai sureguliuotas. Tačiau, jei plokštėms artėjant vienai prie kitos, priėmimo garsas sumažės, perjunkite įžemintą laidininką į lizdą, esantį arčiausiai ritės pradžios, ir vėl priartinkite plokštes, kad pasiektumėte didžiausią garsumą. Šiame eksperimente imtuvas buvo suderintas prie radijo stoties nešlio dažnio dviem būdais: apytiksliai - keičiant ritės induktyvumą perjungiant jos sekcijas, tiksliai - keičiant plokštelinio kondensatoriaus talpą.Atminkite: ritės induktyvumas ir kondensatoriaus talpa derinant imtuvą prie radijo stoties yra tarpusavyje sujungti. Tos pačios radijo stoties galima klausytis į imtuvo antenos grandinę įtraukus didesnį apsisukimų skaičių, t.y. daugiau induktyvumo ritės, bet su mažesne kondensatoriaus talpa arba, atvirkščiai, su mažesne ritės induktyvumu, bet didesnės talpos kondensatorius. Dabar vėl sureguliuokite imtuvą prie bet kurios radijo stoties, prisiminkite perdavimo priėmimo garsumą ir tada, nekeisdami nustatymų, tarp antenos ir antenos spaustuko įjunkite kondensatorių, kurio talpa 47–62 pF (4 pav.).

Kas nutiko? Priėmimo garsumas šiek tiek sumažėjo. Taip atsitiko todėl, kad kondensatorius, įtrauktas į antenos grandinę, pakeitė visos grandinės parametrus. Sureguliuokite grandinę su kintamu kondensatoriumi pagal ankstesnį telefonų garsumą. Jei prieš įtraukiant į grandinę papildomą kondensatorių, priimant vieną stotį, buvo klausomasi kitos artimo dažnio radijo stoties, dabar ji bus girdima daug silpniau ir galbūt visai netrukdys. Imtuvas pradėjo aiškiau atskirti stoties, kuriai yra derinamas, signalus arba, kaip sakoma, pagerėjo jo selektyvumas, t.y. Vietoj fiksuoto kondensatoriaus tarp antenos ir imtuvo prijunkite kintamąjį kondensatorių. Su juo galite ne tik pakeisti imtuvo selektyvumą, bet, galbūt, suderinti jį su įvairiomis stotimis. Kitas eksperimentas – imtuvo nustatymas su ferito strypu (5 pav.).

Ryžiai. 5 Imtuvas sureguliuotas ferito lazdele.

Nuimkite plokštelinį kondensatorių, o vietoj to tarp antenos ir įžeminimo gnybtų, t.y. lygiagrečiai ritei, įjunkite žėručio arba keraminį kondensatorių, kurio talpa 120–150 pF. Prispauskite telefonus arčiau ausų, susikaupkite ir labai lėtai įkiškite ferito strypą į ritės rėmą. Palaipsniui gilindami strypą į ritę, detektoriaus imtuve turėtumėte išgirsti visų tų transliavimo stočių, kurias galima priimti jūsų vietovėje, transliacijas. Kuo ilgesnė radijo banga, tuo giliau strypas turi būti įkištas į ritę. Empiriškai suraskite tokią strypo padėtį ritėje, kurioje garsiausiai girdimi stoties signalai, ir pieštuku padarykite atitinkamą žymę ant strypo. Naudodami jį kaip skalės padalijimą, galite greitai nustatyti imtuvą pagal šios stoties dažnį. Tęsdami eksperimentą naudodami ferito strypą, lygiagrečiai su ritė prijunkite kitą kondensatorių, kurio talpa 390–470 pF. Kaip tai paveikė imtuvo derinimą? Garsas išlieka toks pat, bet norint sureguliuoti tą pačią stotį, strypą į ritę reikia kišti mažiau. Visiškai išimkite kondensatorių, palikdami tik ritę. Kas nutiko? Norint sureguliuoti imtuvą į tą pačią stotį, strypą reikia įkišti giliau į ritę. Kokias išvadas galima padaryti atliekant eksperimentus su šia detektoriaus imtuvo versija? Pagrindiniai du. Pirma, ferito strypas veikia ritės induktyvumą, taigi ir grandinės derinimą, daug stipriau nei metalinis objektas. Antra, ferito strypo pagalba galite sklandžiai ir tiksliai sureguliuoti imtuvo grandinę į norimą radijo stotį. Dar vienas eksperimentas. Atjunkite anteną ir įžeminimą nuo imtuvo, įjunkite diodą tarp jų, o lygiagrečiai - telefonus be blokuojančio kondensatoriaus. Tai visas imtuvas. Veikia? Tyliai, gal? Be to, gali būti, kad vienu metu girdisi dviejų ar trijų transliavimo stočių transliacijos. Nereikėtų tikėtis geresnio iš tokio imtuvo. tikriausiai pastebėjote, kad ranka palietus detales ar jungiančius laidininkus šiek tiek pakinta darbo apimtis. Taip yra dėl antenos grandinės išjungimo, kurią į ją įveda jūsų kūno elektrinė talpa.

Detektoriaus imtuvo schema

Norėdami teisingai prijungti imtuvo dalis, naudojote brėžinius. Ant jų matėte ritę, telefonus, diodą - detektorių ir kitas dalis, prietaisus ir jungtis, kaip atrodo natūra. Tai labai patogu pradžiai, nes tenka susidurti su labai paprastomis radijo inžinerinėmis konstrukcijomis, susidedančiomis iš nedaug dalių. Bet pabandžius taip pavaizduoti modernaus imtuvo įrenginį, gautųsi toks dalių ir laidų „voratinklis“, kurio būtų neįmanoma suprasti. Siekiant to išvengti, bet koks elektros prietaisas ar radijo įrenginys pavaizduotas schematiškai, t.y. naudojant supaprastintas brėžinys – diagramos . Yra trys pagrindiniai schemų tipai: konstrukcinės, pagrindinės elektros ir laidų schemos. Blokinė schema – tai supaprastintas brėžinys, kuriame dalių ir prietaisų grupės, atliekančios tam tikras radijo inžinerinio įrenginio funkcijas, sutartinai vaizduojamos stačiakampiais ar kitais simboliais. Pateikiama tik struktūrinė schema bendra idėja apie šio įrenginio veikimą, apie jo struktūrą ir funkcinių grupių ryšius. Galime pasitarnauti blokinės schemos pavyzdžiu (2 pav.), pagal kurią pasakojau apie transliavimo stoties veikimo principą. Ar galima taip pavaizduoti detektoriaus imtuvo įrenginį? Žinoma, jūs galite. Vienoje eilėje nubrėžkite keturis stačiakampius ir sujunkite juos linijomis su rodyklėmis, einančiomis iš kairės į dešinę. Kairiausiame stačiakampyje įveskite žodį „Antena“, kitame stačiakampyje – „Virpesių grandinė“, trečiame stačiakampyje – „Detektorius“, ketvirtame – „Telefonai“. Gaukite detektoriaus imtuvo blokinę schemą. „Perskaityti“ galite taip: antenoje sužadinti moduliuoti radijo dažnio virpesiai patenka į imtuvo virpesių grandinę, o tada į detektorių detektorius iš gauto signalo išgauna garso dažnio virpesius, kuriuos telefonai paverčia garsu. Anksčiau tokie brėžiniai buvo vadinami skeleto diagramos arba blokinės diagramos . Ši terminija dabar laikoma pasenusia. esminis elektros schema dažnai vadinamas principu arba tiesiog diagrama. Ant jo pavaizduotos visos radijo inžinerijos įrenginio detalės ir jų prijungimo tvarka sutartiniai ženklai, simbolizuojantis šias detales, linijas. "Skaitymas" grandinės schema, kaip geografinis žemėlapis ar kokio nors mechanizmo brėžinys, nesunku suprasti schemas ir įrenginio veikimo principą. Tačiau tai nesuteikia supratimo apie įrenginio matmenis ir jo dalių išdėstymą ant plokščių. Sujungimo schema, priešingai nei principas, informuoja, kaip įrenginio dalys yra konstrukcijoje ir yra tarpusavyje sujungtos. Surinkdamas imtuvą, stiprintuvą ar bet kurį kitą radijo įrenginį, radijo mėgėjas detales ir laidininkus išdėsto maždaug taip, kaip nurodyta rekomenduojamoje sujungimo schemoje. Bet montavimas ir visos dalių jungtys tikrinamos pagal įrenginio schemą. Mokėti teisingai nubrėžti ir nuskaityti radijo grandines – visiškai reikalinga sąlyga visiems, norintiems tapti radijo mėgėjais. (6 pav.) matote jums jau pažįstamas dalis ir įrenginius bei kai kuriuos kitus, su kuriais turėsite susidurti ateityje. O toliau apskritimuose – jų simboliniai grafiniai vaizdai jungčių schemose.

Bet koks bešerdis induktorius, nepriklausomai nuo jo konstrukcijos ir apsisukimų skaičiaus, grandinės schemoje pavaizduotas kaip banguota linija. Ričių čiaupai rodomi brūkšneliais. Jei ritė turi fiksuotą feromagnetinę šerdį (ferito strypą), kuri padidina jos induktyvumą, tai rodo tiesia linija išilgai ritės vaizdo. Jei imtuvo grandinė sureguliuota su tokia šerdimi, kaip buvo eksperimentiniame imtuve, diagramoje ji pažymėta ta pačia tiesia linija, bet perbraukta rodykle kartu su rite. Derinimo feromagnetinė ritės šerdis pažymėta trumpa paryškinta linija, susikertančia su T formos simboliu. Bet kuris pastovios talpos kondensatorius pavaizduotas dviem trumpomis lygiagrečiomis linijomis, simbolizuojančiomis dvi viena nuo kitos izoliuotas plokštes. Jei kondensatorius yra elektrolitinis, jo teigiama plokštė žymima papildomu „+“ ženklu. Kintamos talpos kondensatoriai vaizduojami taip pat, kaip ir pastovios talpos kondensatoriai, tačiau įstrižai perbraukti rodykle, simbolizuojančia šio įrenginio talpos kintamumą. Antenos laido, ausinių ar kai kurių kitų prietaisų ar dalių prijungimo lizdai yra pažymėti piktogramomis kištuko pavidalu, o spaustukai yra apskritimai. Naujiena jums yra jungiklis. Užuot sukdami ir sukdami laidininkus nustatydami imtuvą, kaip tai darėte eksperimentuojant su imtuvu su detektoriumi, ritės laidus ir čiaupus galima perjungti paprastu slankikliu, slankikliu ar kitokio dizaino jungikliu. Laidininkai, jungiantys dalis, pažymėti tiesiomis linijomis. Jei linijos susilieja ir jų susikirtimo taške yra taškas, tai laidininkai yra sujungti. Taško nebuvimas laidininkų sankirtoje rodo, kad jie nėra sujungti. Scheminėse diagramose šalia simbolinių radijo komponentų, įrenginių, perjungimo ir kitų įrenginių žymėjimų parašytos atitinkamos lotyniškos raidės. Taigi, pavyzdžiui, visi kondensatoriai, nepaisant jų dizaino elementai ir taikomosios programos, raidė C, rezistoriai - raidė R, ritės - raidė L, puslaidininkiniai diodai, tranzistoriai ir daugelis kitų puslaidininkinių įrenginių - raidė VD, V, antenos raidė W, lizdai ir kiti jungiamieji įrenginiai - raidė G, ausinės, garsiakalbių galvutės, ausinės, garsiakalbių galvutės, baterijos, galvaniniai elementai, elektros ar garso elementai, galvaniniai elementai, virpesiai, elektros ar garso elementai aktoriai - raidės GB, kaitrinėms lempoms - raidė H ir kt. Be to, schemose dalys yra sunumeruotos, tai yra, šalia detalei priskirtos raidės rašomas skaičius, pavyzdžiui, Cl, L1, L2, R1, VI ir kt. Kad būtų supaprastintos schemos, jose kartais nerodoma antena, ausinės, apsiribojama tik jų prijungimo lizdų ar spaustuvų žymėjimais, bet tada šalia jų rašomos atitinkamos raidės su skaičiais: Wl, B1. Daugiau informacijos apie sąlyginį raidinį ir skaitmeninį radijo inžinerinių elementų ir prietaisų žymėjimą radijo įrangos schemose galima rasti informacinėje literatūroje arba internete. Dabar, žinodami dalių nuorodas, galite pavaizduoti detektoriaus imtuvus, su kuriais eksperimentavote su scheminėmis diagramomis. Pirmosios eksperimentinio imtuvo versijos schema parodyta (6 pav., a). Jūs jį sureguliavote pakeisdami į grandinę įtrauktų ritės sekcijų skaičių, perjungdami įžemintą laidininką. Todėl į grandinę įvedamas jungiklis S1. Prisiminkite mūsų „vaikščiojimą“ per imtuvo grandines ir pakartokite tai dar kartą, bet pagal koncepciją. Nuo ritės L1 pradžios, pažymėtos tašku diagramoje, pateksite į diodą VI ir per jį - telefonus B1, tada per telefonus palei įžemintą laidininką. Jungiklis S1 ir ritė sukasi Ll - į pradinį tašką. Tai detektoriaus grandinė. Aukšto dažnio srovėms kelias nuo antenos iki žemės eina per ritės dalis ir jungiklį. Tai yra antenos grandinė. Imtuvas suderinamas su radijo stotimi staigiai pakeitus grandinėje įtrauktų apsisukimų skaičių. Lygiagrečiai su telefonais prijungtas blokuojantis kondensatorius C1. Diagramoje punktyrinės linijos rodo kondensatorių Ca. Imtuve tokios detalės nebuvo. Tačiau ją simbolizuojanti elektrinė talpa buvo – ji buvo suformuota iš antenos ir įžeminimo, o taip sakant, prijungta prie pritaikomos grandinės. Vieno iš tolesnių eksperimentinio imtuvo variantų schema parodyta (6 pav., b). Jo įvesties derinimo grandinę sudaro ritė L1, kurioje yra vienas čiaupas, kintamasis kondensatorius C2, kurį pristatėte, antenos įtaisas ir antenos kondensatorius C1. Tik viršutinės (pagal schemą) ritės sekcijos įtraukimas į grandinę atitinka CB diapazono radijo stočių priėmimą, abiejų sekcijų įtraukimas atitinka LW diapazono radijo stočių priėmimą. Taigi imtuve perėjimas iš vieno diapazono į kitą vyksta jungikliu S1, o sklandų derinimą kiekviename diapazone atlieka kintamasis kondensatorius C2. Paskutinis variantas buvo imtuvas, suderintas ferito lazdele. Jo scheminę schemą galite pamatyti (6 pav., c). Virpesių grandinę sudaro ritė L1 ir pastovios talpos C2 kondensatorius. Ritė neturi čiaupų, vadinasi, imtuvas yra vieno diapazono. Norint priimti kito diapazono radijo stotis, į grandinę turi būti įtraukta ritė, skirta priimti šio diapazono stotis. B1 lizdai yra skirti ausinėms prijungti.

Mažo dydžio 5 elementų „bangų kanalo“ tipo antena(10.23 pav.) skirtas montuoti priėmimo zonoje (žr. 10.1 pav.). Antena gali priimti televizijos signalus iš lentelėje nurodytų kanalų grupių. 10.17. Laikiklio strėlės ilgis visoms kanalų grupėms yra 660 mm. Atstumas D tarp aktyviosios kilpos vibratoriaus vamzdelių centrų yra 52...56 mm, atstumas S tarp jo galų 26...30 mm. Vibratorių gamybai skirtų vamzdžių skersmuo 6...10 mm. Antenos elementai pritvirtinami prie nešiklio strėlės metalinio vamzdžio, kurio skersmuo 20 ... 28 mm, arba prie medinio strypo, kurio sekcija yra 20 x 20 mm.

10.17 lentelė

Aktyviosios kilpos vibratorius prijungiamas prie tiektuvo, naudojant atitikimo-balansavimo kilpą (žr. 10.13 pav.). Jo ilgis apskaičiuojamas kaip tam tikros kanalų grupės aritmetinis vidurkis.

Mažos 5 elementų antenos stiprinimas yra 6,5 ​​dB. KZD plačiajuosčio ryšio antena tiek horizontalioje, tiek vertikalioje plokštumose daugiau nei 20 dB.

11 elementų plačiajuosčio ryšio antenos tipas "bangų kanalas" su sutrumpinta nešimo strėlė parodyta fig. 10.24, lentelėje. 10.18 yra ji geometriniai matmenys kanalų grupėms.

Atstumas tarp tam tikrų antenos elementų yra vienodas, todėl visų kanalų grupių nešiklio strėlė yra 2680 mm. Didelę antenos įėjimo varžą užtikrina pirmojo režisieriaus artumas prie kilpos vibratoriaus. Todėl antena prie tiektuvo jungiama naudojant pusės bangos suderinimo-balansavimo kilpą (žr. 10.13 pav.), kurios ilgis yra vidutinisšiam kanalų deriniui (žr. 10.1 lentelę).

Antenos stiprinimas kiekvienai kanalų grupei yra 10,5 dB. Pagrindinės spinduliuotės modelio skilties atidarymo kampas horizontalioje plokštumoje turi būti ne mažesnis kaip 20 °, o vertikalioje - ne mažesnis kaip 12 °. Ant pav. 10.25 parodyta plačiajuosčio „Bangos kanalo“ tipo antenos, skirtos veikti 6 ... 12 kanalų dažnių juostoje, konstrukcija. Tokios antenos stiprinimas yra 9 dB. Spinduliuotės modelio atidarymo kampai yra tokie patys kaip ir antenos, parodytos Fig. 10.24.

Plačiajuostis ventiliatorius. Norint išplėsti veikimo dažnių juostą, iš didelio skersmens vamzdžio pagamintas linijinis pusės bangos vibratorius. „Storų“ vibratorių trūkumas – didelis svoris, tvirtinimo ir montavimo sudėtingumas. To galima išvengti, jei vietoj tokio vamzdžio naudojami keli ploni vamzdžiai, esantys toje pačioje plokštumoje, lygiagrečiai vienas kitam. Tokie vibratoriai yra pagaminti iš dviejų kūgių, nukreiptų vienas į kitą. Jie vadinami bikoniniais.

Paprasčiausias bikoninių vibratorių tipas yra ventiliatorius (10.26 pav.), kurio kiekviena pusė susideda iš kelių vamzdžių, esančių toje pačioje plokštumoje ir besiskiriančių tam tikru kampu vienas kito atžvilgiu. Ventiliatoriaus vibratorius veikia 48,5 ... 100 ir 174 ... 230 MHz dažnių juostoje, ty visuose 12 VHF skaitiklio diapazono kanalų. Vibratoriaus Alina yra maždaug l/2 esant vidutiniam kanalų dažniui 1...5 ir 3*l/2 esant vidutiniam 6...12 kanalų dažniui.

Iš pav. 10.26b matyti, kad kampas tarp plokštumų, kuriose yra vibratoriaus vamzdeliai, yra 120° (pasvirimas į televizijos siųstuvą), ir tai neatsitiktinai. Linijinio vibratoriaus krypties modelis horizontalioje plokštumoje, kurio vibratoriaus ilgis lygus l/2, yra aštuonių figūrų formos. Kanaluose 6 ... 12, kurių vibratoriaus ilgis yra 3 * l / 2, krypties modelis yra iškraipytas: pagrindinė skiltis išsišakoja ir atsiranda nuosmukis televizijos siųstuvo kryptimi. Norėdami ištaisyti spinduliuotės modelį, t. y. pašalinti kritimą, padarykite plokštumų, kuriose yra vamzdeliai, nuolydį

vibratorius. Tai ne tik pašalina „aštuonetuko“ priekinės skilties kritimą, bet ir sumažina jo galinės skilties lygį, dėl to 6...12 kanalų vibratorius tampa kryptingesnis nei 1...5 kanaluose.

Plačiajuosčio ventiliatoriaus vibratoriaus lauko (įtampos) stiprinimas yra 1 (0 dB) kanaluose 1...5 ir 1,15 (1,3 dB) kanaluose 6...12. Balansuojamojo trumpojo jungimo tiltelio ilgis lygus l/4 esant vidutiniam kanalų dažniui 1...5 ir 3*l/4 kanaluose 6...12. [skilimas]

Keliaujančios bangos antena(ABV) – tai kryptinė antena, kurios geometrine ašimi sklinda slenkanti gauto signalo banga. Paprastai ABV (10.27 pav.) susideda iš surinkimo linijos (1) ir vibratorių (2). Vibratoriuose elektromagnetinio lauko sukeltas EML fazėje pridedamas prie surinkimo linijos ir patenka į tiektuvą. Skirtingai nuo „Wave Channel“ tipo antenų, ABV

visi vibratoriai yra aktyvūs, plačiajuosčiai ir jų nereikia derinti.

Surinkimo linija ABV sudaryta iš dviejų 22 ... 30 mm skersmens vamzdžių, besiskiriančių nedideliu kampu. Tai dviejų laidų kintamos varžos linija. Prie kiekvieno surinkimo linijos vamzdelio 60° kampu vienodu atstumu vienas nuo kito prijungiami šeši vienodo skersmens vamzdeliai (vibratoriai), sulenkti 120° kampu. Tokie vibratoriai žymiai sumažina antenos modelio galinę skiltį, todėl didžiojoje antenos veikimo diapazono dalyje antenos SAR yra bent 14 dB. Surinkimo linijos vamzdžiai tarpusavyje tvirtinami izoliacinės medžiagos plokštėmis, esančiomis viršuje ir apačioje. Vidurinė plokštė naudojama antenai pritvirtinti prie stiebo svorio centre.

Tiektuvas yra prijungtas prie antenos naudojant trumpojo jungimo tiltelį, kurį sudaro du metaliniai vamzdeliai (5) su metaliniu trumpikliu apačioje. Tiektuvas su

kurio bangos pasipriešinimas 750 m, patenka į tilto vamzdį, kuris yra dešinėje. Prie jo galo prijungiamas transformatorius iš kabelio, kurio būdinga varža 50 omų (transformatoriaus ilgis 700 ... 750 mm). Kitas kabelio galas praeina viršutinis galas dešinysis vamzdis. Čia kabelio pynė yra lituojama prie dešiniojo tilto vamzdžio, o centrinis laidininkas - į kairę. Alinos tiltas (1100mm) ir transformatorius (700...750mm) parenkami taip, kad 1...5 kanalų diapazone atitiktų apie 1/4 vidutinio bangos ilgio, o kanalams 6...12 - 3/4 vidutinio bangos ilgio. Tai užtikrina priimtiną antenos ir tiektuvo atitiktį. Įjungta

Praktiškai kartais jie apsieina be atitinkamo įrenginio (trumpojo nuotolio priėmimui). Tokiais atvejais iš bendraašio kabelio segmentų naudojama balansavimo kilpa (žr. 10.12 pav.). Tilto A ir B taškai gali būti apsaugoti dangteliu (4). Keliaujančios bangos antenos stiprinimas 1 ir 2 kanaluose yra 3,5 dB, 3...5 - 4,6, kanaluose 6...12 - 8 dB.

10.19 lentelė

Zigzago metro bangų antena. Antenos konstrukcija yra gana paprasta, o nukrypimai viena ar kita kryptimi nuo vardinių matmenų, kurie yra neišvengiami ją gaminant, parametrams praktiškai įtakos neturi. Kaip televizijos zigzago antena (10.28 pav.;

skirtuką. 10.19) galima dirbti 1...5 (50...100 MHz) arba 6...12 (174...230 MHz) kanaluose.

Zigzago antenos įtaisas. Du horizontalūs bėgiai (2), kurių skerspjūvis yra 40 x 40 mm, yra pritvirtinti prie medinio bloko (1), kurio sekcija yra maždaug 60 x 60 mm 90 ° kampu. Prie strypo galų pritvirtintos dvi metalinės plokštės

(3), iki bėgių galų – tos pačios metalinės plokštės

(4), bet per dielektrinius tarpiklius (5). Maitinimo plokštę (7) sudaro dvi metalinės plokštės, sumontuotos ant izoliacinio pagrindo. Plokščių medžiagos storis ir jų matmenys parenkami savavališkai, tačiau atstumas tarp plokščių turi būti 10 ... 15 mm kanalams 1 ... 5 ir 7 ... 10 mm kanalams 6 ... 12. Ant paruoštos konstrukcijos iš trijų lygiagrečių 2 ... 3 mm skersmens laidų (6) arba antenos laido užtraukiamas antenos audinys. Įlinkimo vietose laidai prilituojami prie plokštelių (3), (4), (7).

Tiektuvas (8) iš koaksialinio kabelio, kurio bangos varža yra 75 omų, yra nutiestas išilgai vieno iš vidinių antenos tinklo laidų į maitinimo plokštę. Kabelio pynė yra prilituota prie plokštės (7). Centrinis kabelio laidininkas yra prilituotas prie priešingos plokštės (3). Jungiant tiektuvą prie zigzaginės antenos, papildomų suderinimo-balansavimo įtaisų nereikia. Jei reikia, apatinę plokštę (3) galima įžeminti, nes tai yra nulinio potencialo taškas.

Zigzago antena turi dvi identiškas spinduliuotės modelio skilteles horizontalioje plokštumoje, kurių maksimumai yra orientuoti statmenai antenos juostos plokštumai. Taigi šios antenos priima signalus iš priekio ir galo, kaip linijinis arba kilpinis pusbangis vibratorius, o tai kelia pavojų

gauti trukdžius iš priešingos krypties. Žymiai pagerinti darbą / zigzago antena gali būti dėl jos komplikacijos naudojant reflektorių (10.29 pav.). Atšvaitą sudaro horizontalūs laidininkai, kurie tvirtinami ant medinio arba metalinio rėmo. Antenos lakštas nutolsta nuo reflektoriaus plokštumos tam tikru atstumu E (10.19 lentelė).

Šios antenos spinduliuotės modelis turi vieną pagrindinę skiltį, o galinės skilties praktiškai nėra. Atšvaito buvimas padidina stiprinimą 1,5...2 kartus. 1 ... 5 kanaluose zigzago antenos stiprinimas sklandžiai didėja nuo 7,8 dB pirmame kanale iki 14 dB penktame, o kanaluose 6 ... 12 - nuo 7,8 iki 10 dB.