Opcija es

Pirmais līmenis. Pārbaudes.

1- Kā elektromagnētiskais vilnis izplatās vakuumā? Uzskaitiet visas pareizās atbildes.

A. Uzreiz

B. Ar ātrumu

IN. Ar ātrumu

2- Vai elektromagnētisko viļņu izplatīšanās ātrums vakuumā ir atkarīgs no svārstību biežuma un viļņu izplatīšanās virziena?

A. Jā, tas ir atkarīgs.

B. Nē, tā nav.

3- Kāds ir sinusoidālās plaknes vienādojums elektromagnētiskais vilnis?

A .

B.

IN.

4- Kādas ir garo, vidējo un gamma elektromagnētisko viļņu īpašības? Kur praksē izmanto infrasarkano un ultravioleto starojumu?

5- Kāds ir vides absolūtais refrakcijas indekss?

Vidējais līmenis:

1. uzdevums: Nosakiet radio raidītāja periodu un frekvenci, ja tas darbojas uz viļņa garuma 30 m.

2. uzdevums: Kāds ir televīzijas signāla viļņa garums, ja nesējfrekvence ir

50 MHz?

Pietiekams līmenis:

3. uzdevums: IN svārstību ķēde strāvas stipruma atkarību no laika apraksta vienādojums. (Visas vērtības ir norādītas SI). Nosakiet frekvenci elektromagnētiskās svārstības un spoles induktivitāte, ja maksimālā enerģija magnētiskais lauks Dž.

4. uzdevums: Impulsējošā foto zibspuldzē lampu darbina 800 mikrofaradu kondensators, kas uzlādēts līdz 300 V spriegumam. Atrodiet zibspuldzes enerģiju.

Augsts līmenis:

Vingrinājumu risinājums par tēmu "Elektromagnētiskās svārstības un viļņi".

Opcija II

Iesācēju līmenis: ieskaites

1- Kurš no šiem izteicieniem definē jēdzienuelektromagnētiskais vilnis ? Uzskaitiet visas pareizās atbildes.

A. Elektriskās intensitātes un magnētiskās indukcijas svārstību izplatīšanās process.

B. Īsākais attālums starp diviem punktiem, kas svārstās vienā un tajā pašā fāzē.

IN. Lādētu daļiņu svārstību izplatīšanās process.

2- Ar kādu elektriskā lādiņa kustību izstaro elektromagnētiskos viļņus?

A. Ar vienmērīgu paātrinājumu.

B. Ar uniformu.

3- Kāds ir elektromagnētiskā viļņa vienādojums, ja vilnis izplatās vakuumā?

A.

B.

IN.

4- Kāda ir Maksvela hipotēze un kāds tai ir eksperimentāls apstiprinājums?

5- Ko sauc par elektromagnētiskā starojuma plūsmas blīvumu?

Vidējais līmenis:

1. uzdevums: Noteikt radioraidītāja frekvenci un viļņa garumu, ja tā elektrisko svārstību periods ir sekundes.

2. uzdevums: Kāds ir raidītāja izstarotā viļņa garums, ja svārstību periods ir sekundes?

Pietiekams līmenis:

3. uzdevums: Strāvas stipruma izmaiņas atkarībā no laika uzrāda vienādojums. (Visas vērtības ir norādītas SI). Nosakiet svārstību biežumu un periodu, kā arī strāvas stipruma amplitūdu.

4. uzdevums: Nosakiet dielektriķa biezumu starp plāksnēm plakanam kondensatoram, kura elektriskā kapacitāte ir 1400 pF, plākšņu aktīvais laukums ir 14, ja dielektriķis ir vizla (ε = 6).

5. Frekvenču josla TV signāla pārraidei

Melnbaltā televīzijas attēla signāla frekvenču spektrs, kura platums ir 6,25 MHz, ir jāpārraida, izmantojot radioviļņus no raidītāja uz uztvērēju. Šeit rodas nākamie jautājumi: kāds modulācijas veids tiek izmantots, kāds ir televīzijas signāla frekvenču spektra platums pēc modulācijas, kāda frekvenču josla jāpiešķir vienam televīzijas kanālam?

Televīzijas signāls tiek pārraidīts, izmantojot amplitūdas modulāciju, jo AM signālam ir mazākais spektra platums salīdzinājumā ar citiem modulācijas veidiem. Attēla signāla spektra platums, kā mēs atzīmējām, ir aptuveni 6,25 MHz. Ar amplitūdas modulāciju attiecībā pret nesēju tiek veidotas divas sānjoslas, augstfrekvences svārstību spektra platums būs vienāds ar 12,5 MHz, un televīzijas radio kanāla joslas platumam jābūt vienādam ar 12,5 MHz.

Tomēr nav nepieciešams pārraidīt abas spektra sānjoslas. Izrādās, ka pārraidītā attēla pareizai reproducēšanai ir pietiekami pārraidīt tikai vienu sānjoslu, nesējfrekvenci un nelielu apspiestās sānjoslas atlikumu. Tas izskaidrojams ar to, ka faktiski visa informācija par pārraidīto video signālu ir ietverta 6,25 MHz frekvenču joslā. Šajā ziņā abas sānjoslas: augšējā un apakšējā ir diezgan vienādas, un tikai vienu no tām var pārraidīt.

Vietējais sistēmas standarts televīzijas apraide paredz vienas sānjoslas pārraidi bez kropļojumiem un otrās sānjoslas daļējas slāpēšanas, no kuras paliek spektra zemfrekvences komponenti. Televīzijas kanāla standartizētā frekvences reakcija ir parādīta attēlā zemāk.

Šeit tiek parādīts arī apgabals, ko aizņem audio signāla spektrs. Šī zona atrodas ārpus attēla signāla spektra, kas ļauj novērst spilgtuma un skaņas signālu savstarpējo ietekmi vienam uz otru. Mēs īpaši atzīmējam, ka atšķirība starp skaņas un attēla nesējfrekvencēm ir audio kanāla starpfrekvence 6,5 MHz, un tā tiek uzturēta televīzijas raidītājā ar augstu precizitātes un stabilitātes pakāpi.

Tātad, pateicoties pīšanas izmantošanai un apakšējās sānjoslas slāpēšanai, televīzijas radio signāla spektru var sašaurināt līdz 6,375 + 1,25 = 7,525 MHz. Ar progresīvu skenēšanu un bez sānjoslas slāpēšanas radio signāls aizņems aptuveni 25 MHz joslas platumu.

iekšzemes standarts Vienam televīzijas kanālam, kas nodrošina televīzijas signāla un audio signāla pārraidi, ir atvēlēti 8 MHz.

6. TV frekvences

Izvēloties televīzijas signāla nesējfrekvenci, jāņem vērā divi apstākļi. Pirmkārt, nesējfrekvencei jābūt tādai, lai visas televīzijas signāla spektra sastāvdaļas tiktu pārraidītas bez kropļojumiem, tas ir, televīzijas ceļa pārraides koeficientam visām spektra sastāvdaļām jābūt vienādam. Otrkārt, lai, saņemot, būtu viegli izvēlēties signāla aploksni.

Lai izpildītu pirmo prasību, ir nepieciešams, lai pārraidītā signāla joslas platums būtu daudz mazāks par nesējfrekvenci. Tad uztvērēja frekvences reakcijas nevienmērību pārraidītā signāla joslas platumā var samazināt. Piemēram, ja nesējfrekvence ir 60 MHz, tad ar nomāktu apakšējo sānjoslu televīzijas signāla spektrs palielināsies no 58,75 līdz 66,375 MHz. Kā redzat, spektra platums 66,375–58,75 = 7,625 MHz ir aptuveni 10% no nesējfrekvences, kas ir pieņemams.

Tagad aplūkosim prasības attiecībā uz nesēja svārstību frekvenci taisnstūra impulsa pārraidīšanas laikā pa radio kanālu.

Pieņemsim, ka mums ir jāpārraida īsākais televīzijas signāla impulss, kura ilgumam, kā jūs zināt, vajadzētu būt 0,08 μs. Lai nesējfrekvence būtu tāda, lai impulsa laikā ietilptu tikai divi nesējfrekvences svārstību periodi. Tas atbilst nesējfrekvencei 2/0,08 = 25 MHz. Lai atskaņotu aploksni (in Šis gadījums- impulss) televizora uztveršanas kanālā tiek izmantots detektors, kas, rupji runājot, vispirms ģenerē pozitīvu (vai negatīvu nesējfrekvences pusviļņu) secību un pēc tam izlīdzina šos pusviļņus, izmantojot RC filtru.

Ja nesējfrekvence ir 25 MHz, rodas izkropļots impulss. Ja nesējfrekvence ir daudz augstāka, tad impulss tiks reproducēts pie detektora izejas ar daudz mazākiem traucējumiem. Praksē tiek uzskatīts, ka nesējfrekvencei amplitūdas modulācijas laikā jābūt 8–10 reizes lielākai par modulējošās svārstību spektra platumu. Ja spektra platums ir aptuveni 6 - 7 MHz, tad nesējfrekvencei jābūt vismaz 50 MHz. Saskaņā ar šiem apsvērumiem pirmā, zemākās frekvences kanāla nesējfrekvence tika izvēlēta 49,75 MHz. Šādas svārstības viļņa garums λ \u003d c / f \u003d 3 * 10 8 / (49,75 * 10 6) \u003d 6,03 m

Tādējādi televīzijas pārraidei ir nepieciešami radio kanāli metru vai decimetru viļņu diapazonā.

Secinājums

Telekomunikācijas ir viena no visstraujāk augošajām mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju jomām. Mūsdienu sabiedrības dzīve jau nav iedomājama bez sasniegumiem, kas šajā nozarē ir gūti ne daudz vairāk kā simts attīstības gadu laikā. Atšķirīga iezīme mūsu laika - arvien pieaugošā vajadzība pārraidīt informācijas plūsmas lielos attālumos. Tam ir daudz iemeslu, un, pirmkārt, tas, ka komunikācija ir kļuvusi par vienu no spēcīgākajām valsts ekonomikas vadības svirām. Tajā pašā laikā, piedzīvojot būtiskas pārmaiņas, kļūstot daudzpusējām un visaptverošām, katras valsts telekomunikācijas arvien vairāk integrējas globālajā telekomunikāciju telpā.

Bibliogrāfija

1. Informācijas pārraides radioinženierijas metodes: Apmācība augstskolām / V.A. Borisovs, V.V. Kalmikovs, Ja.M. Kovaļčuks un citi; Ed. V.V. Kalmikovs. M.: Radio un sakari. 1990. 304 lpp.

2. Radiosakaru sistēmas: mācību grāmata augstskolām / N.I. Kalašņikovs, E.I. Krupitskis, I.L. Dorodnovs, V.I. Nosovs; Ed. N.I. Kalašņikovs. M.: Radio un sakari. 1988. 352 lpp.

3. Tepļakovs I.M., Roshchin B.V., Fomins A.I., Veitsels V.A. Radiosistēmas informācijas pārraidei: Mācību grāmata augstskolām / M.: Radio un sakari. 1982. 264 lpp.

4. Kirillovs S.N., Stukalovs D.N. Digitālās sistēmas runas signālu apstrāde. Apmācība. Rjazaņa. RGRTA, 1995. 80. gadi.

Izmitināts vietnē http://www.

Tātad mūsu ievadkurss, kurā ir 10 nodarbības, ir beidzies. Ceru, ka esat tikuši līdz 10. nodarbībai, godprātīgi izpildot visus tos vienkāršos uzdevumus un eksperimentus, kas tika piedāvāti praktiskajā darbā. Šī pēdējā nodarbība pilnībā būs veltīta svārstību procesiem, akustisko un elektromagnētisko viļņu būtības izzināšanai un attiecīgi elektromagnētisko viļņu uztveršanas un pārraidīšanas (radio uztveršanas – pārraidīšanas) pamatiem. Nodarbība ir ļoti ietilpīga, tāpēc iesaku ļoti atbildīgi uztvert informācijas asimilāciju arī tāpēc, ka tā atklāj pamata pamatus un nepieciešamos aspektus tālākai attīstībai un izpratne par procesiem, kas notiek raiduztvērējos. Domāju, ka pēc šīs nodarbības varēsi drosmīgi salikt vienkāršāko tiešā pastiprinājuma uztvērēju un tamlīdzīgi.

Vārds "radio" nāk no latīņu valodas radiare - izstarot vai izstarot starus . Piemēram, apraides stacija, tāpat kā Saule, izstaro radioviļņus visos virzienos pa rādiusiem. Tikai dažas radiostacijas īpašs mērķis izstaro radioviļņus vienā virzienā. Ja nonāktu apraides stacijas teritorijā, vispirms ieraudzītu vertikālu ažūru metāla mastu vai augstu virs zemes paceltus vadus. Šī ir antena. Blakus vai tuvumā - ēka, kurā atrodas raidītājs, kas rada elektriskās vibrācijas augsta frekvence ko antena pārvērš radioviļņu enerģijā. Uz raidītāju no radio studijas, un tas var būt tālu no raidītāja, ir pazemes kabelis - labi izolēti vadi spēcīgā apvalkā. Studijā ir mikrofons. Ne tikai diktora balss, cilvēku saruna un mūzikas skaņas, bet arī čuksti, mikrofona šalkoņa acumirklī pārvēršas skaņas frekvences elektriskās vibrācijās, kuras pa kabeli tiek padotas uz raidītāju. Cik daudz transformāciju vēl iziet audio frekvences maiņstrāva, pirms uztvērējs to atkal pārvērš skaņās. Uztvērējs būs jūsu pirmais praktiskais solis ceļā uz radiotehnikas zināšanām. Un, lai šis solis būtu pārliecināts, ir jāsaprot to fizisko parādību būtība, kas ir radio pārraides un radio uztveršanas tehnoloģijas pamatā, jārunā par skaņas būtību, maiņstrāvu un tās īpašībām.

Par vibrācijām un viļņiem

Svārstību parādības dzimst un sairst ap mums visu laiku. Zars, no kura putns aizlidoja, šūpojas. Pulksteņa svārsti svārstās, šūpojas. Vēja iedarbībā šūpojas koki, stabos karājas vadi, šūpojas ūdens ezeros un jūrās. Tā tu meti akmeni uz gludās ezera virsmas, un no tā skrēja viļņi. Kas notika? Ūdens daļiņas akmens trieciena vietā iespiedās, izspiežot blakus esošās daļiņas, un uz ūdens virsmas izveidojās gredzenveida kupris. Tad vietā, kur akmens nokrita, ūdens pacēlās uz augšu, bet jau virs iepriekšējā līmeņa - aiz pirmā paugura parādījās otrs, un starp tām ieplaka. Tālāk ūdens daļiņas turpina pārvietoties pārmaiņus uz augšu un uz leju - tās svārstās, velkot sev līdzi arvien vairāk blakus esošo ūdens daļiņu. Viļņi veidojas, novirzoties no to izcelsmes vietas koncentriskos apļos. Es uzsveru: ūdens daļiņas tikai svārstās, bet nepārvietojas līdzi viļņiem . To ir viegli pārbaudīt, uzmetot šķembu uz ūdens svārstīgās virsmas. Ja nav vēja vai ūdens plūsmas, skaida tikai pacelsies un nokritīs virs ūdens līmeņa, nekustoties līdzi viļņiem. Ūdens viļņi var būt lieli, t.i. stiprs vai mazs - vājš. Par spēcīgiem viļņiem mēs saucam tādus viļņus, kuriem ir liels svārstību diapazons, kā saka, lielas svārstību amplitūdas. Vājiem viļņiem ir mazi kupri – maza amplitūda. Jo lielāka ir radušos viļņu amplitūda, jo lielāka ir to enerģija. Izmestā akmens radīto viļņu enerģija ir salīdzinoši neliela, taču tā var izraisīt ezerā augošo niedres un zāles vibrāciju. Taču mēs zinām, kādus lielus postījumus krastam var radīt jūras viļņi ar lielu amplitūdu un līdz ar to arī lielu enerģiju. Šos postījumus veic tieši enerģija, ko viļņi nepārtraukti izdala krastā. Viļņi var būt bieži vai reti. Jo mazāks attālums starp ceļojošo viļņu virsotnēm, jo ​​īsāks ir katrs atsevišķais vilnis. Jo lielāks attālums starp viļņiem, jo ​​garāks ir vilnis. Par viļņa garumu uz ūdens mēs saucam attālumu starp divām blakus esošām skriešanas grēdām vai ieplakām. Viļņiem attālinoties no rašanās vietas, to amplitūdas pamazām samazinās, izgaist, bet viļņa garums paliek nemainīgs. Viļņus uz ūdens var radīt arī, piemēram, iegremdējot nūju ūdenī un ritmiski, savlaicīgi ar ūdens vibrācijām to nolaižot un paceļot. Un šajā gadījumā viļņi tiks slāpēti. Bet tie pastāvēs tikai tik ilgi, kamēr mēs nepārstāsim traucēt ūdens virsmu. Un kā notiek parastu šūpoļu svārstības? Jūs to ļoti labi zināt: jums tie jāstumj, lai tie šūtos no vienas puses uz otru. Jo spēcīgāks spiediens, jo lielāka ir svārstību amplitūda. Šīs svārstības samazinās, ja tās neatbalsta papildu triecieni. Mēs redzam šādas un daudzas citas līdzīgas mehāniskās vibrācijas. Dabā ir vairāk neredzamo vibrāciju, kuras dzirdam, jūtam skaņas formā. Ne vienmēr ir iespējams, piemēram, pamanīt mūzikas instrumenta stīgas vibrācijas, bet mēs dzirdam, kā tas skan. Kad vējš brāzmās, caurulē rodas skaņa. To rada oscilējošās gaisa kustības caurulē, kuras mēs neredzam. Skan kamertonis, glāze, karote, šķīvis, skolēna pildspalva, papīra lapa – arī tie svārstās. Jā, mēs dzīvojam skaņu pasaulē, jo daudzi ķermeņi mums apkārt vibrē un skan. Kā gaisā veidojas skaņas viļņi? Gaiss sastāv no neredzamām daļiņām. Ar vēju tos var nest lielos attālumos. Bet tie var arī svārstīties. Piemēram, ja ar kociņu gaisā izdarām asu kustību, tad sajutīsim vieglu vēja brāzmu un tajā pašā laikā dzirdēsim vāju skaņu. Šī skaņa ir gaisa daļiņu vibrāciju rezultāts, ko ierosina nūjas vibrācijas. Veiksim šo eksperimentu. Pavelkam stīgu, piemēram, ģitārai, un tad atlaidīsim to vaļā. Stīga sāks trīcēt – svārstīties ap savu sākotnējo atpūtas pozīciju. Acij ir pamanāmas pietiekami spēcīgas stīgas vibrācijas. Vājas stīgas vibrācijas var sajust tikai kā vieglu kutināšanu, pieskaroties tai ar pirkstu. Kamēr stīga vibrē, mēs dzirdam skaņu. Tiklīdz stīga nomierināsies, skaņa izdzisīs. Skaņas rašanās šeit ir kondensācijas un gaisa daļiņu retināšanas rezultāts. Svārstoties no vienas puses uz otru, stīgu pūlis it kā nospiež sev priekšā gaisa daļiņas, veidojot apgabalus kādā no tās tilpumiem. augsts asinsspiediens, un aiz, gluži pretēji, zema spiediena zonām. Tie ir skaņas viļņi. Izplatoties gaisā ar ātrumu aptuveni 340 m/s, tie nes noteiktu enerģijas daudzumu. Brīdī, kad skaņas viļņa paaugstinātā spiediena zona sasniedz izeju, tas nospiež bungādiņu, nedaudz noliecot to uz iekšu. Kad skaņas viļņa retinātais reģions sasniedz ausi, bungu membrāna nedaudz izliekas uz āru. Bungādiņa pastāvīgi vibrē laikā, mainoties augsta un zema gaisa spiediena zonām. Šīs vibrācijas tiek pārraidītas pa dzirdes nervu uz smadzenēm, un mēs tās uztveram kā skaņu. Jo lielāka ir skaņas viļņu amplitūda, jo vairāk enerģijas tie nes sevī, jo skaļāku skaņu mēs uztveram. Skaņas viļņus, tāpat kā ūdens vai elektriskās vibrācijas, attēlo viļņota līnija - sinusoīds. Tās pauguri atbilst augsta spiediena zonām, un tās siles atbilst zema gaisa spiediena zonām. Augsta spiediena zona un zemā spiediena zona pēc tam veido skaņas vilni. Mēs dzīvojam arī elektromagnētisko vibrāciju pasaulē, ko izstaro elektroierīces un visi vadi, kuros plūst maiņstrāva, milzīgs skaits radiostaciju antenu, atmosfēras elektriskās izlādes, Zemes un bezgalīgā Kosmosa zarnas. Tikai ar mākslīgo instrumentu palīdzību tos var atklāt un salabot.

Svārstību periods, frekvence, amplitūda

Vissvarīgākais parametrs, kas raksturo mehāniskās, skaņas, elektriskās, elektromagnētiskās un visus citus vibrāciju veidus, ir periods - laiks, kas nepieciešams vienai pilnīgai svārstībai . Ja, piemēram, pulksteņu svārsts 1 s laikā veic divas pilnīgas svārstības, katras svārstības periods ir 0,5 s. Lielo šūpoļu svārstību periods ir aptuveni 2 s, un virknes svārstību periods var būt no sekundes desmitdaļām līdz desmit tūkstošdaļām. Vēl viens parametrs, kas raksturo svārstības, ir biežums (no vārda "bieži") - skaitlis, kas parāda, cik pilnīgas svārstības sekundē veic pulksteņa svārsts, skanošais korpuss, strāva vadītājā utt. Svārstību biežumu mēra ar mērvienību, ko sauc par herciem (saīsināti kā Hz): 1 Hz ir viena svārstība sekundē.. Ja, piemēram, skanoša stīga 1 s laikā rada 440 pilnas vibrācijas (kamēr tā rada trešās oktāvas toni “la”), viņi saka, ka tās vibrācijas frekvence ir 440 Hz. Biežums maiņstrāva elektriskā apgaismojuma tīkls 50 Hz. Ar šo strāvu elektroni tīkla vados sekundes laikā pārmaiņus plūst 50 reizes vienā virzienā un tikpat reižu pretējā virzienā, tas ir, 1 s laikā veic 50 pilnīgas svārstības. Lielākas frekvences vienības ir kiloherci (rakstītie kHz), kas vienādi ar 1000 Hz un megaherci (rakstīti MHz), kas vienādi ar 1000 kHz vai 1000000 Hz. Pēc skanošā ķermeņa vibrāciju biežuma var spriest par skaņas toni vai augstumu. Jo augstāka frekvence, jo augstāks skaņas tonis, un otrādi, jo zemāka frekvence, jo zemāks skaņas tonis. Mūsu auss spēj reaģēt uz salīdzinoši nelielu skaņas vibrāciju frekvenču joslu (sekciju) - no aptuveni 20 Hz līdz 20 kHz. Neskatoties uz to, šī frekvenču josla ietver visu plašo skaņu diapazonu, ko rada cilvēka balss, simfoniskais orķestris: no ļoti zemiem toņiem, kas līdzīgi vaboles dūkoņai, līdz tikko manāmam augstam odu čīkstoņam. Svārstības ar frekvenci līdz 20 Hz, ko sauc par infraskaņu, un virs 20 kHz, ko sauc par ultraskaņu, mēs nedzirdam. Un, ja izrādījās, ka mūsu auss bungādiņa spēj reaģēt uz ultraskaņas vibrācijām, mēs varētu dzirdēt sikspārņu čīkstēšanu, delfīna balsi. Delfīni izstaro un dzird ultraskaņas vibrācijas ar frekvenci līdz 180 kHz. Taču nejauciet toni, t.i., skaņas toni ar tā stiprumu. Skaņas augstums nav atkarīgs no amplitūdas, bet gan no vibrāciju frekvences. Resna un gara mūzikas instrumenta stīga, piemēram, rada zemu skaņas toni, tas ir, svārstās lēnāk nekā tieva un īsa.

stīga, kas rada augstu skaņu. Tas palīdzēs jums izprast šo jautājumu (1. att.). Elektrotehnikā un radiotehnikā tiek izmantotas maiņstrāvas ar frekvenci no vairākiem herciem līdz tūkstošiem gigahercu. Piemēram, apraides radio antenas tiek barotas ar strāvu no aptuveni 150 kHz līdz 100 MHz. Šīs strauji mainīgās svārstības, ko sauc par radiofrekvenču svārstībām, ir līdzeklis, ar kuru palīdzību skaņas tiek pārraidītas lielos attālumos bez vadiem. Viss milzīgais maiņstrāvu diapazons parasti ir sadalīts vairākās sadaļās - apakšdiapazonos. Strāvas ar frekvenci no 20 Hz līdz 20 kHz, kas atbilst svārstībām, kuras mēs uztveram kā dažādas tonalitātes skaņas, sauc par audio frekvences strāvām (vai svārstībām), bet strāvas, kuru frekvence pārsniedz 20 kHz, sauc par ultraskaņas frekvences strāvām. Strāvas ar frekvenci no 100 kHz līdz 30 MHz sauc par augstfrekvences strāvām, bet strāvas ar frekvencēm virs 30 MHz sauc par īpaši augstas un īpaši augstas frekvences strāvām. Atcerieties šīs robežas un maiņstrāvu frekvenču apakšdiapazonu nosaukumus.

Kas ir radioviļņi?

Pieņemsim, ka paceļat telefona klausuli, zvanāt vai zvanāt vēlamo numuru. Drīz jūs dzirdat drauga balsi, un viņš - jūsu. Kādas elektriskās parādības notiek jūsu telefona sarunas laikā? Jūsu radītās gaisa skaņas vibrācijas mikrofons pārvērš skaņas frekvences elektriskās vibrācijās, kuras pa vadiem tiek pārraidītas uz jūsu sarunu biedra aprīkojumu. Tur, līnijas otrā galā, tās ar telefona emitētāja palīdzību tiek pārvērstas gaisa vibrācijās, kuras draugs uztver kā skaņas. Telefonijā saziņas līdzekļi ir vadi, radio apraidē radioviļņi. Jebkuras radiostacijas raidītāja "sirds" ir ģenerators - ierīce, kas ģenerē augstas, bet stingri nemainīgas frekvences svārstības konkrētai radiostacijai.Šīs radiofrekvenču svārstības, kas pastiprinātas līdz vajadzīgajai jaudai, nonāk antenā un apkārtējā telpā ierosina tieši tādas pašas frekvences elektromagnētiskās svārstības - radio viļņi. Radioviļņu noņemšanas ātrums no radiostacijas antenas ir vienāds ar gaismas ātrumu: 300 000 km / s, kas ir gandrīz miljons reižu ātrāk nekā skaņas izplatīšanās gaisā. Tas nozīmē, ka, ja kādā brīdī Maskavas apraides stacijā tiek ieslēgts raidītājs, tā radioviļņi Vladivostoku sasniegs mazāk nekā 1/30 s, un skaņai šajā laikā būs laiks izplatīties tikai 10–11. m. Radioviļņi izplatās ne tikai gaisā, bet arī tur, kur tādu nav, piemēram, kosmosā. Ar to tie atšķiras no skaņas viļņiem, kuriem absolūti nepieciešams gaiss vai kāda cita blīva vide, piemēram, ūdens. Kad raidstacija sāk pārraides, diktors dažkārt ziņo, ka šī radiostacija darbojas uz tāda un tāda garuma viļņa. Mēs redzam vilni, kas skrien pa ūdens virsmu, un ar zināmu veiklību varam izmērīt tā garumu. Radioviļņu garumu var izmērīt tikai ar īpašu instrumentu palīdzību vai aprēķināt matemātiski, ja, protams, ir zināma strāvas frekvence, kas šos viļņus ierosina. Radioviļņa garums ir attālums, kādā radiostacijas antenā strāvas svārstību periodā izplatās elektromagnētiskā lauka enerģija. Tā tas ir jāsaprot. Viena strāvas perioda laikā raidītāja antenā telpā ap to rodas viens radio vilnis. Jo augstāka ir strāvas frekvence, jo vairāk secīgu radioviļņu izstaro antena katrā sekundē. Pieņemsim, ka strāvas frekvence radiostacijas antenā ir 1 MHz. Tas nozīmē, ka šīs strāvas un tās ierosinātā elektromagnētiskā lauka periods ir vienāds ar vienu sekundes miljondaļu. 1 s laikā radio vilnis noiet 300 000 km vai 300 000 000 m. Vienā sekundes miljondaļā tas nobrauks miljons reižu mazāku attālumu, t.i., 300 000 000: 1 000 000. Tāpēc šīs radiostacijas viļņa garums ir 300 m. Tātad radiostacijas viļņa garums ir atkarīgs no strāvas frekvences tās antenā: jo augstāka ir strāvas frekvence, jo īsāks ir vilnis, un otrādi, jo zemāka ir strāvas frekvence, jo garāks vilnis. Lai noskaidrotu radiostacijas viļņa garumu, radioviļņu izplatīšanās ātrums, kas izteikts metros, ir jāsadala ar strāvas frekvenci tās antenā. Un otrādi, lai noskaidrotu strāvas frekvenci radiostacijas antenā, ir nepieciešams dalīt radioviļņu izplatīšanās ātrumu ar šīs radiostacijas viļņa garumu. Lai pārveidotu raidītāja strāvas frekvenci megahercos uz viļņa garumu metros un otrādi, ir ērti izmantot šādas formulas: ? (m) \u003d 300 / f (MHz); f (MHz) = 300 / ?, (m), kur? (grieķu burts "lambda") - viļņa garums; f ir svārstību frekvence, 300 ir radioviļņu izplatīšanās ātrums, kas izteikts tūkstošos kilometru sekundē. Es gribu jūs brīdināt: nejauciet jēdzienu par viļņa garumu, kurā radiostacija darbojas, ar tās diapazonu, tas ir, ar attālumu, kādā var uztvert šīs stacijas pārraides. Radiostacijas diapazons tomēr ir atkarīgs no viļņa garuma, bet nav identificēts ar to. Tādējādi stacijas, kas darbojas uz vairāku desmitu metru viļņa garuma, pārraide ir dzirdama vairāku tūkstošu kilometru attālumā, bet ne vienmēr ir dzirdama tuvākā attālumā. Tajā pašā laikā radiostacijas, kas darbojas uz simtiem un tūkstošiem metru viļņa garuma, pārraide bieži vien nav dzirdama tik lielos attālumos, kā īsviļņu staciju pārraides ir dzirdamas. Tātad katra apraides stacija darbojas noteiktā tai piešķirtā frekvencē, ko sauc par nesēju. Dažādu radiostaciju viļņu garumi nav vienādi, bet ir stingri nemainīgi katrai no tām. Tas ļauj uztvert katras radiostacijas pārraides atsevišķi, nevis visas vienlaikus.

Apraide. Apraides viļņu joslas

Ļoti plaša radioviļņu daļa, kas rezervēta apraides stacijām, parasti ir sadalīta vairākos diapazonos: garo viļņu (saīsināti kā LW), vidējo viļņu (saīsināti kā MW), kopviļņu (saīsināti kā KB), īpaši īso viļņu. (VHF). NVS valstīs garo viļņu diapazons aptver radioviļņus ar garumu no 735,3 līdz 2000 m, kas atbilst frekvencēm 408-150 kHz; vidējais vilnis - radioviļņi ar garumu no 186,9 līdz 571,4 m (radio frekvences 1605 - 525 kHz); īsviļņi - radioviļņi ar garumu no 24,8 līdz 75,5 (radio frekvences 12,1 - 3,95 MHz); ultrashortwave - radioviļņi no 4,11 līdz 4,56 m gari (radio frekvences 73 - 65,8 MHz). VHF radioviļņus sauc arī par metru viļņiem; kopumā visus viļņus, kas ir īsāki par 10 m, sauc par ultraīsajiem viļņiem.Šajā diapazonā tiek veiktas televīzijas pārraides, šajā diapazonā darbojas sakaru radiostacijas, kas aprīkotas ar ugunsdzēsēju transportlīdzekļiem, taksometriem, mājas veselības dienestiem utt. viļņu apraides stacijas ir nevienmērīgi sadalītas diapazonā: vairāk tās visas darbojas uz viļņiem, kuru garums ir aptuveni 25, 31, 41 un 50 m. Līdz ar to īsviļņu apraides diapazons ir sadalīts 25, 31, 41 un 50- metru apakšjoslas. Saskaņā ar starptautisku līgumu 600 m (500 kHz) vilnis ir rezervēts kuģu briesmu signālu pārraidīšanai jūrā - SOS. Uz šī viļņa darbojas visi jūras avārijas radioraidītāji, uz šo vilni ir noskaņoti glābšanas staciju un bāku uztvērēji.

Raidījums

Ja grūti tehniskais aprīkojums apraides stacija ir vienkāršota nosacīto zīmju un taisnstūru veidā, tad tās blokshēma tiks iegūta attēlā parādītajā formā. 2. Šeit ir pieci galvenie instrumenti un ierīces: studijas mikrofons, audio frekvences pastiprinātājs (3CH), radiofrekvences (RF) oscilators, radiofrekvences oscilatora jaudas pastiprinātājs un antena, izstaro radioviļņu elektromagnētisko enerģiju. Kamēr studijas mikrofons nav ieslēgts, stacijas antenā plūst augstas (nesēja), bet stingri nemainīgas frekvences un amplitūdas strāva (sk. 3. att. grafiku kreisās daļas). Antena izstaro nemainīga garuma un jaudas radioviļņus. Bet studijā viņi ieslēdza mikrofonu, un cilvēki, kas atradās desmitiem, simtiem un tūkstošiem kilometru no radiostacijas, dzirdēja pazīstamo diktora balsi.

Kas šobrīd notiek radiostacijas raidītājā? Skaņas frekvences svārstības, ko rada mikrofons un pastiprina 3 stundu studijas pastiprinātājs, tiek ievadītas tā sauktajā modulatorā, kas ir daļa no raidītāja jaudas pastiprinātāja, un tur, iedarbojoties uz ģeneratora augstfrekvences strāvu, maina tās svārstību amplitūda. No tā mainās raidītāja antenas izstarotā elektromagnētiskā enerģija (sk. 3. att. grafiku labās daļas). Jo augstāka ir strāvas frekvence, kas nāk no radio studijas uz raidītāju, jo biežāk mainās strāvas amplitūdas antenā. Tātad skaņa, ko mikrofons pārvērš skaņas frekvences elektriskās vibrācijās, saņem "biļeti" gaisā. Augstfrekvences svārstību amplitūdu maiņas procesu skaņas frekvences strāvas ietekmē sauc par amplitūdas modulāciju (AM). Antenā esošās augstfrekvences strāvas, kuru amplitūda mainās, un tās izstarotos radioviļņus sauc par modulētajām radiofrekvenču svārstībām. Papildus amplitūdas modulācijai ir arī tā sauktā frekvences modulācija (FM). Ar šāda veida modulāciju frekvence mainās, un radiostacijas antenas radiofrekvenču svārstību amplitūda paliek nemainīga. Frekvences modulāciju izmanto, piemēram, lai pārraidītu skaņu televīzijā, radio apraidē VHF. Apraidē LW, MW un HF tiek izmantota tikai amplitūdas modulācija. Radioviļņus nevar noteikt neviena no mūsu maņām. Bet, ja diriģents savā ceļā satiekas, viņi viņam atdod daļu savas enerģijas. Radio raidījumu uztveršanas pamatā ir šī parādība. Radio uztvērēja antena uztver radioviļņu enerģiju. Piešķirot antenai daļu no elektromagnētiskās enerģijas, radioviļņi tajā inducē modulētas radiofrekvences svārstības. Uztvērējā procesi tiek apgriezti tiem, kas notiek studijā un radiostacijas raidītājā. Ja tur skaņa tiek secīgi pārveidota vispirms skaņas frekvences elektriskās svārstībās un pēc tam modulētās radiofrekvences svārstībās, tad radio uztveršanas laikā tiek atrisināta apgrieztā problēma: antenā ierosinātās modulētās radiofrekvences svārstības uztvērējs pārvērš par skaņas frekvences elektriskās svārstības un pēc tam skaņā. Vienkāršākajā uztvērējā, kas darbojas tikai pateicoties antenas uztvertajai enerģijai, modulētās radiofrekvences svārstības detektors pārvērš audio frekvences svārstībās, bet austiņas – šīs svārstības skaņā. Bet galu galā daudzu radiostaciju radioviļņi iekļūst uztvērēja antenā, aizraujoši tajā modulētas visdažādāko radiofrekvenču svārstības. Un, ja visi šie radio signāli tiktu pārvērsti skaņās, tad mēs dzirdētu simtiem cilvēku balsu, kas runā dažādās valodās. Diez vai šāda radio uztveršana mums derēja. Protams, ir interesanti klausīties dažādu staciju pārraides, bet tikai, protams, ne visas vienlaicīgi, bet katru atsevišķi. Un šim nolūkam no visu antenā ierosināto frekvenču svārstībām ir jāizdala svārstības ar tās radiostacijas frekvenci, kuras pārraides mēs vēlamies klausīties. Šis uzdevums tiek veikts oscilācijas ķēde, kas ir neaizstājama gan vienkāršākā, gan sarežģītākā apraides uztvērēja sastāvdaļa. Ar oscilācijas ķēdes palīdzību jūs noskaņosit savu pirmo uztvērēju dažādu viļņu garumu radio signāliem.

Radioviļņu izplatīšanās

Tagad apsveriet dažas radioviļņu izplatīšanās iezīmes. Fakts ir tāds, ka dažādu diapazonu radioviļņiem ir dažādas īpašības, kas ietekmē to izplatīšanās diapazonu. Viena garuma viļņi ceļo lielus attālumus, cita garuma viļņi "pazūd" aiz horizonta. Gadās, ka radiosignāls ir lieliski dzirdams kaut kur otrpus Zemes vai Kosmosā, bet to nevar noteikt dažus desmitus kilometru attālumā no radiostacijas. Kā to var izskaidrot? Kas ietekmē dažāda garuma radioviļņu "diapazonu"? Zeme un tās apkārtējā atmosfēra. Zeme ir strāvas vadītājs , lai gan ne tik labi kā, teiksim, vara vadi. Zemes atmosfēra sastāv no trim slāņiem. Pirmo slāni, kura augšējā robeža beidzas 10 - 12 km attālumā no Zemes virsmas, sauc par troposfēru. Virs tā, līdz 50 kilometriem no Zemes virsmas, otrais slānis ir stratosfēra. Un augšā, līdz aptuveni 400 km virs Zemes, stiepjas trešais jonosfēras slānis (4. att.). Jonosfērai ir izšķiroša nozīme radioviļņu, īpaši īsu, izplatīšanā.

Gaiss jonosfērā ir ļoti reti sastopams. Saules starojuma iedarbībā no gāzu atomiem izdalās daudzi brīvie elektroni, kā rezultātā parādās pozitīvi joni. Notiek, kā saka, atmosfēras augšējā slāņa jonizācija. Jonizētais slānis spēj absorbēt radioviļņus un saliekt to ceļu. Dienas laikā atkarībā no saules starojuma intensitātes mainās brīvo elektronu skaits jonizētajā slānī, tā biezums un augstums, un tas maina šī slāņa elektriskās īpašības. Radiostaciju antenas izstaro radioviļņus gar Zemes virsmu un uz augšu dažādos leņķos pret to. Viļņus, kas pārvietojas pa virsmu, sauc zeme vai virsma , dažādos leņķos - telpiskā . Pārraidot signālus no DW stacijām, galvenokārt tiek izmantota virsmas viļņu enerģija, kas labi aptver Zemes virsmu. Bet Zeme, būdama vadītāja, absorbē radioviļņu enerģiju. Tāpēc, palielinoties attālumam no Tālo Austrumu stacijām, tās pārraides uztveršanas apjoms pakāpeniski samazinās, un, visbeidzot, uztveršana pilnībā apstājas. Vidējie viļņi ap Zemi liecas sliktāk un turklāt tiek absorbēti tajā spēcīgāk nekā garie viļņi. Tas izskaidro NE apraides staciju zemāko "diapazonu", salīdzinot ar LW stacijām. Tā, piemēram, radiostacijas, kas darbojas ar viļņa garumu 300–400 m, signālus var uztvert divas līdz trīs reizes mazākā attālumā nekā tādas pašas jaudas stacijas signāli, kas darbojas ar viļņa garumu 1500 - 2000 m Lai palielinātu ZA staciju darbības rādiusu, nepieciešams palielināt to jaudu. Vakarā un naktī radiostaciju LW un MW pārraide dzirdama lielākos attālumos nekā dienā. Fakts ir tāds, ka radioviļņu enerģijas daļa, ko šīs stacijas izstaro augšup, dienas laikā atmosfērā tiek zaudēta bez pēdām. Pēc saulrieta jonosfēras apakšējais slānis izliec savu ceļu tā, ka tie atgriežas uz Zemes tādos attālumos, kādos šo staciju uztveršana ar virsmas viļņiem vairs nav iespējama. Radioviļņus īsviļņu diapazonā Zeme spēcīgi absorbē un slikti izliecas ap tās virsmu. Tāpēc jau vairāku desmitu kilometru attālumā no šādām radiostacijām to virsmas viļņi vājinās. Bet, no otras puses, debess viļņus var uztvert uztvērēji vairāku tūkstošu kilometru attālumā no tiem un pat pretējā Zemes punktā. Telpisko īso viļņu ceļa izliekums notiek jonosfērā. Ienākot jonosfērā, viņi tajā var noiet ļoti garu ceļu un atgriezties uz Zemes tālu no radiostacijas. Viņi var izgatavot ceļojums apkārt pasaulei- tos var uztvert pat vietā, kur atrodas raidstacija. Tas izskaidro īso viļņu labas izplatīšanās noslēpumu lielos attālumos pat ar zemu raidītāja jaudu. Bet, izplatoties īsviļņiem, var veidoties zonas, kurās HF radio pārraides vispār nav dzirdamas. Tās sauc par klusuma zonām (skat. 4. att.). Klusuma zonas garums ir atkarīgs no viļņa garuma un jonosfēras stāvokļa, kas savukārt ir atkarīgs no saules starojuma intensitātes. Ultraīsie viļņi pēc savām īpašībām ir vistuvāk gaismas stariem. Tie galvenokārt izplatās taisnā līnijā, un tos spēcīgi absorbē zeme, flora, dažādas struktūras un objekti. Tāpēc uzticama VHF staciju signālu uztveršana ar virsmas viļņu ir iespējama galvenokārt tikai tad, ja starp raidītāja un uztvērēja antenām var garīgi novilkt taisnu līniju, kas nesastop nekādus šķēršļus kalnu, pakalnu, mežu veidā. visā garumā. VHF jonosfēra ir kā stikls gaismai - tā ir “caurspīdīga”. ultraīsie viļņi gandrīz netraucēti iziet tai cauri. Tāpēc šis radioviļņu diapazons tiek izmantots, lai sazinātos ar mākslīgajiem Zemes pavadoņiem un kosmosa kuģiem.

Kā darbojas radio uztvērējs?

Jebkurā vienkāršā apraides uztvērējā, neatkarīgi no tā sarežģītības, ir absolūti trīs elementi, kas nodrošina tā darbību. Šie elementi ir oscilācijas ķēde, detektors un telefoni vai, ja uztvērējs ir ar 3 stundu pastiprinātāju, tieši izstarojošu dinamisko galvu. Svārstību ķēde: - vienkāršākās svārstību ķēdes ierīce un tās ķēde parādīta att. 5. Kā redzat, tas sastāv no spoles L un kondensatora C, kas veido slēgtu elektrisko ķēdi, kurā noteiktos apstākļos ķēdē var rasties un pastāvēt elektriskās svārstības. Tāpēc to sauc par svārstību ķēdi.

Vai esat kādreiz novērojuši šādu parādību: brīdī, kad tiek izslēgta elektriskā apgaismojuma lampas jauda, ​​starp slēdža atveres kontaktiem parādās dzirkstele. Ja nejauši savienojat elektriskā lukturīša akumulatora polu spailes (no kurām jāizvairās), to atdalīšanas brīdī starp tiem izlec arī neliela dzirkstele. Un rūpnīcās, rūpnīcu darbnīcās, kur ar naža slēdžiem tiek lauztas elektriskās ķēdes, caur kurām plūst strāvas liels spēks, dzirksteles var būt tik nozīmīgas, ka jāuzmanās, lai tās nekaitētu cilvēkam, kurš ieslēdz strāvu. Kāpēc rodas šīs dzirksteles? Jūs jau zināt, ka ap strāvu nesošo vadītāju ir magnētiskais lauks, ko var attēlot kā slēgtas magnētiskas spēka līnijas, kas iekļūst apkārtējā telpā. Lai noteiktu šo lauku, ja tas ir nemainīgs, varat izmantot kompasa magnētisko adatu. Ja vadītājs ir atvienots no strāvas avota, tad tā izzūdošais magnētiskais lauks, izkliedējoties telpā, inducēs strāvu citos tam tuvākajos vadītājos. Strāva tiek inducēta arī vadītājā, kas radīja EMF, magnētisko lauku. Un, tā kā tas atrodas ļoti biezā no savām magnētiskajām spēka līnijām, tajā tiks inducēta spēcīgāka strāva nekā jebkurā citā vadītājā. Šīs strāvas virziens būs tāds pats, kāds tas bija vadītāja pārrāvuma brīdī. Citiem vārdiem sakot, izzūdošais magnētiskais lauks atbalstīs strāvu, kas to rada, līdz tā pati pazūd, t.i. tajā esošā enerģija netiek pilnībā izlietota. Līdz ar to strāva vadītājā plūst arī pēc strāvas avota izslēgšanas, bet, protams, ne uz ilgu laiku - niecīga sekundes daļa. Pēc ķēdes atvēršanas elektriskā strāva kādu laiku var plūst caur gaisa spraugu starp atvienotajiem vadītāja galiem, starp slēdža vai naža slēdža kontaktiem. Tieši šī strāva caur gaisu veido elektrisko dzirksteli. Šo fenomenu sauc pašindukcija , A elektriskais spēks(nejauciet ar indukcijas fenomenu, kas jums pazīstams no iepriekšējām nodarbībām), kas izzūdošā magnētiskā lauka ietekmē uztur tajā strāvu, - elektromotora spēks pašindukcija vai, saīsināti, pašindukcijas emf . Jo lielāka pašindukcijas EML, jo nozīmīgāka var būt dzirkstele elektriskās ķēdes pārrāvuma vietā. Pašindukcijas parādība tiek novērota ne tikai tad, kad strāva ir izslēgta, bet arī tad, kad strāva ir ieslēgta. Telpā, kas ieskauj vadītāju, magnētiskais lauks rodas uzreiz, ieslēdzot strāvu, sākumā tas ir vājš, bet pēc tam ļoti ātri palielinās. Strāvas pieaugošais magnētiskais lauks ierosina arī pašindukcijas strāvu, bet šī strāva ir vērsta uz galveno strāvu. Pašindukcijas strāva novērš momentānu galvenās strāvas palielināšanos un magnētiskā lauka pieaugumu. Taču pēc neilga laika galvenā strāva vadītājā pārvar pretimnākošo pašindukcijas strāvu un sasniedz maksimālo vērtību, magnētiskais lauks kļūst nemainīgs un pašindukcija apstājas. Pašindukcijas fenomenu var salīdzināt ar inerces fenomenu. Piemēram, ragavas ir grūti izkustināt. Bet, kad tie uzņem ātrumu, uzkrāj kinētisko enerģiju - kustības enerģiju, tos nevar apturēt uzreiz. Bremzējot, ragavas turpina slīdēt, līdz tajās uzkrātā enerģija tiek izmantota, lai pārvarētu berzi uz sniega. Vai visiem vadītājiem ir vienāda pašinduktivitāte? Nē Jo garāks vadītājs, jo lielāka pašindukcija . Spolē satītā vadītājā pašindukcijas parādība ir izteiktāka nekā taisnā vadītājā, jo katra spoles pagrieziena magnētiskais lauks inducē strāvu ne tikai šajā, bet arī blakus esošajos šīs spoles pagriezienos. . Jo garāks ir vads spolē, jo ilgāk tajā pastāvēs pašindukcijas strāva pēc galvenās strāvas izslēgšanas. Un otrādi, pēc galvenās strāvas ieslēgšanas būs nepieciešams vairāk laika, līdz strāva ķēdē palielināsies līdz noteiktai vērtībai un izveidos pastāvīgu magnētisko lauku. Atcerieties: vadītāja īpašību ietekmēt strāvu ķēdē un mainīt tās vērtību sauc par induktivitāti, un spoles, kurās šī īpašība ir visizteiktākā, ir pašindukcijas vai induktivitātes spoles. Jo lielāks ir apgriezienu skaits un spoles izmērs, jo lielāka ir tās induktivitāte, jo vairāk tas ietekmē strāvu elektriskās ķēdē. Tātad, induktors novērš gan strāvas palielināšanos, gan samazināšanos elektriskajā ķēdē. Tas joprojām atrodas līdzstrāvas ķēdē, un tā ietekme ir jūtama tikai tad, kad strāva tiek ieslēgta un izslēgta. Maiņstrāvas ķēdē, kur strāva un tās magnētiskais lauks pastāvīgi mainās, spoles pašindukcijas EMF darbojas visu laiku, kamēr strāva plūst. Šī ir elektriska parādība un tiek izmantota uztvērēja svārstību ķēdes pirmajā elementā - induktors. Otrs uztvērēja svārstību ķēdes elements ir elektrisko lādiņu uzglabāšana - kondensators. Vienkāršākais kondensators sastāv no diviem vadītājiem elektriskā strāva, piemēram: - divas metāla plāksnes, ko sauc par kondensatora plāksnēm, kas atdalītas ar dielektriķi, piemēram: - gaiss vai papīrs. Jo lielāks ir kondensatora plākšņu laukums un jo tuvāk tās atrodas viena otrai, jo lielāka ir šīs ierīces elektriskā kapacitāte. Ja kondensatora plāksnēm ir pievienots līdzstrāvas avots (6. att., a), tad iegūtajā ķēdē būs īslaicīga strāva un kondensators tiks uzlādēts līdz spriegumam, kas vienāds ar strāvas avota spriegumu. Jūs varat jautāt: kāpēc ķēdē, kurā ir dielektriķis, rodas strāva? Kad kondensatoram pievienojam strāvas avotu, elektroni izveidotās ķēdes vadītājos sāk virzīties uz strāvas avota pozitīvo polu, veidojot īslaicīgu elektronu plūsmu visā ķēdē. Rezultātā kondensatora plāksne, kas ir savienota ar strāvas avota pozitīvo polu, ir noplicināta ar brīvajiem elektroniem un ir pozitīvi uzlādēta, bet otra plāksne ir bagātināta ar brīvajiem elektroniem un līdz ar to tiek uzlādēta negatīvi. Tiklīdz kondensators ir uzlādēts, īslaicīgā strāva ķēdē, ko sauc par kondensatora uzlādes strāvu, apstāsies.

Rīsi. 6 Uzlādes process - kondensatora izlāde.

Ja strāvas avots ir atvienots no kondensatora, tad kondensators tiks uzlādēts (6. att., b). Elektronu pārnešana no vienas plāksnes uz otru tiek novērsta ar dielektriķi. Starp kondensatora plāksnēm nebūs strāvas, un tā uzkrātā elektriskā enerģija tiks koncentrēta dielektriķa elektriskajā laukā. Bet ir vērts savienot lādēta kondensatora plāksnes ar kādu vadītāju (6. att., c), negatīvi lādētās plāksnes “papildu” elektroni nokļūs caur šo vadītāju uz citu plāksni, kur to trūkst, un kondensators būs izlādējies. Šajā gadījumā iegūtajā ķēdē rodas arī īslaicīga strāva, ko sauc par kondensatora izlādes strāvu. Ja kondensatora kapacitāte ir liela un tas ir uzlādēts līdz ievērojamam spriegumam, tā izlādes brīdi pavada ievērojama dzirkstele un sprakšķēšana. Radiouztvērēja svārstību ķēdē tiek izmantota kondensatora īpašība uzkrāt elektriskos lādiņus un izlādēties caur tam pieslēgtiem vadītājiem. Un tagad atcerieties parastās šūpoles. Jūs varat šūpoties uz tiem, lai "tas aizrauj elpu". Kas šim nolūkam ir jādara? Vispirms piespiediet, lai izvestu šūpoles no miera stāvokļa, un pēc tam pielieciet kādu spēku, bet vienmēr tikai savlaicīgi ar to svārstībām. Bez lielām grūtībām jūs varat sasniegt spēcīgas šūpoles - iegūt lielas svārstību amplitūdas. Pat mazs zēns var šūpolēs šūpot pieaugušo, ja viņš prasmīgi pieliek spēkus. Stiprāk šūpojuši šūpoles, lai panāktu lielas svārstību amplitūdas, pārtrauksim tās stumt. Kas notiks tālāk? Uzkrātās enerģijas dēļ viņi kādu laiku brīvi šūpojas, to svārstību amplitūda pakāpeniski samazinās, kā saka, svārstības ir slāpētas , un beidzot šūpoles apstāsies. Plkst brīvas vibrācijas šūpoles, kā arī brīvi piekārts svārsts - uzkrātā potenciālā enerģija nonāk kustības kinētiskajā enerģijā, kas galējā gadījumā augšējais punkts atkal pāriet potenciālā, un pēc sekundes daļas - atkal kinētikā. Un tā tālāk, līdz tiek izmantots viss enerģijas krājums, lai pārvarētu virvju berzi šūpoles piekarināšanas vietās un gaisa pretestību. Jebkurā liels krājums enerģija, brīvās svārstības vienmēr tiek slāpētas: ar katru svārstību to amplitūda samazinās un svārstības pamazām pilnībā izdziest - šūpoles apstājas. Bet periods, t.i., laiks, kurā notiek viena svārstība, un līdz ar to arī svārstību biežums, paliek nemainīgs. Tomēr, ja šūpoles ar savām svārstībām tiek pastāvīgi stumtas laikā un tādējādi papildina enerģiju, kas zaudēta, lai pārvarētu dažādus bremzēšanas spēkus, svārstības tiks neslāpētas. Tas vairs nav bezmaksas, bet piespiedu vibrācijas . Tie turpināsies, līdz ārējais stumšanas spēks pārstāj darboties. Es šeit minēju svārstības, jo fiziskās parādības, kas notiek šādā mehāniskā svārstību sistēmā, ir ļoti līdzīgas tām, kas notiek elektriskās svārstību ķēdē. Lai ķēdē rastos elektriskās svārstības, tai ir jādod enerģija, kas “stumtu” tajā esošos elektronus. To var izdarīt, uzlādējot, piemēram, tā kondensatoru. Pārtrauksim svārstību ķēdi ar slēdzi S un pievienosim līdzstrāvas avotu tā kondensatora plāksnēm, kā parādīts (7. att. pa kreisi). Kondensators uzlādēs līdz GB akumulatora spriegumam. Pēc tam mēs atvienojam akumulatoru no kondensatora un aizveram ķēdi ar slēdzi S.

Parādības, kas tagad notiks ķēdē, ir grafiski attēlotas (7. att. pa labi). Šobrīd ķēde ir slēgta ar slēdzi, kondensatora augšējai plāksnei ir pozitīvs lādiņš, bet apakšējā - negatīvs (7. att., a). Šajā laikā (grafikā 0 punkts) ķēdē nav strāvas, un visa kondensatora uzkrātā enerģija tiek koncentrēta tā dielektriķa elektriskajā laukā. Kad kondensators ir aizvērts pie spoles, kondensators sāks izlādēties. Spolē parādās strāva, un ap tās pagriezieniem parādās magnētiskais lauks. Brīdī, kad kondensators ir pilnībā izlādējies (7. att., b), kas grafikā atzīmēts ar skaitli 1, kad spriegums uz tā plāksnēm samazinās līdz nullei, strāva spolē un magnētiskā lauka enerģija sasniegs augstākās vērtības. Šķiet, ka šajā brīdī strāvai ķēdē vajadzēja apstāties. Tomēr tas nenotiks, jo no pašindukcijas EMF darbības, kas cenšas uzturēt strāvu, elektronu kustība ķēdē turpināsies. Bet tikai līdz tiek izlietota visa magnētiskā lauka enerģija. Spolē šajā laikā plūdīs inducēta strāva, kuras vērtība samazinās, bet sākotnējais virziens. Līdz laikam, kas grafikā atzīmēts ar ciparu 2, kad magnētiskā lauka enerģija būs iztērēta, kondensators atkal tiks uzlādēts, tikai tagad tā apakšējā plāksnē būs pozitīvs lādiņš, bet augšējā - negatīvs. viens (7. att., c). Tagad elektroni sāks kustēties pretējā virzienā - virzienā no augšējās plāksnes caur spoli uz kondensatora apakšējo plāksni. Līdz 3. laikam (7. att., d) kondensators izlādēsies, un spoļu magnētiskais lauks sasniegs savu maksimālo vērtību.Un atkal pašindukcijas EMF “dzenīs” elektronus pa spoles vadu, tādējādi uzlādējot kondensators. 4. brīdī (7. att., e) elektronu stāvoklis ķēdē būs tāds pats kā sākuma momentā - 0. Viena pilnīga svārstība ir beigusies. Protams, uzlādētais kondensators atkal tiks izlādēts uz spoli, uzlādēts, un notiks otrā, pēc tam trešā, ceturtā svārstības. Citiem vārdiem sakot, ķēdē parādīsies mainīga elektriskā strāva, elektriskās svārstības. Bet šis svārstību process ķēdē nav bezgalīgs. Tas turpinās, līdz visa enerģija, ko kondensators saņem no akumulatora, tiek izmantota, lai pārvarētu ķēdes spoles vada pretestību. Ķēdes svārstības ir brīvas un līdz ar to slāpētas. Kāda ir šādu elektronu svārstību frekvence ķēdē? Lai izprastu šo jautājumu sīkāk, iesaku veikt šādu eksperimentu ar vienkāršu svārstu. Uz 100 cm gara diega uzkar no plastilīna vai citas 20 - 40 g smagas slodzes bumbiņu (8. att. svārsta garums norādīts ar latīņu burtu L).

Izņemiet svārstu no līdzsvara stāvokļa un, izmantojot pulksteni ar sekunžu rādītāju, saskaitiet, cik pilnīgas svārstības tas veic 1 minūtē. Aptuveni 30. Tāpēc šī svārsta svārstību frekvence ir 0,5 Hz, un periods ir 2 s. Perioda laikā svārsta potenciālā enerģija divreiz pāriet kinētikā, bet kinētiskā - potenciālā. Pārgrieziet pavedienu uz pusēm. Svārsta frekvence palielināsies apmēram pusotru reizi, un svārstību periods samazināsies tikpat daudz. Šī pieredze ļauj secināt: samazinoties svārsta garumam, palielinās tā dabisko svārstību biežums, un periods proporcionāli samazinās. Mainot svārsta balstiekārtas garumu, panāk, lai tā svārstību frekvence būtu 1 Hz. Tam jābūt ar vītnes garumu aptuveni 25 cm. Šajā gadījumā svārsta svārstību periods būs vienāds ar 1 s. Neatkarīgi no tā, kā jūs mēģināt izveidot sākotnējo svārsta šūpošanos, tā svārstību biežums nemainīsies. Bet ir tikai jāsaīsina vai jāpagarina pavediens, jo svārstību frekvence nekavējoties mainīsies. Ar vienādu vītnes garumu vienmēr būs tāda pati svārstību frekvence. Šī ir svārsta dabiskā frekvence. Doto svārstību frekvenci var iegūt, izvēloties vītnes garumu. Vītnes svārsta svārstības tiek slāpētas. Tie var kļūt neslāpēti tikai tad, ja svārsts ar savām svārstībām tiek nedaudz nospiests laikā, tādējādi kompensējot enerģiju, ko tas tērē, lai pārvarētu gaisa pretestību, berzes enerģiju, zemes gravitāciju. Dabiskā frekvence ir raksturīga arī elektriskās svārstību ķēdei. Tas, pirmkārt, ir atkarīgs no spoles induktivitātes. Jo lielāks ir apgriezienu skaits un spoles diametrs, jo lielāka ir tās induktivitāte, jo ilgāks būs katras svārstības perioda ilgums. Svārstību dabiskā frekvence ķēdē būs attiecīgi mazāka. Un, otrādi, samazinoties spoles induktivitātei, tiks samazināts svārstību periods - palielināsies dabiskā svārstību frekvence ķēdē. Otrkārt, dabiskā svārstību frekvence ķēdē ir atkarīga no tā kondensatora kapacitātes. Jo lielāka kapacitāte, jo vairāk kondensators var uzkrāties, jo vairāk laika nepieciešams tā uzlādēšanai, jo zemāka ir svārstību frekvence ķēdē. Samazinoties kondensatora kapacitātei, palielinās svārstību biežums ķēdē. Tādējādi dabiskā frekvence slāpētās svārstības ķēdē var kontrolēt, mainot spoles induktivitāti vai kondensatora kapacitāti. Bet elektriskā ķēdē, tāpat kā mehāniskajā svārstību sistēmā, var iegūt arī neslāpētus, t.i. piespiedu svārstības, ja pie katras svārstības ķēde tiek papildināta ar papildu elektroenerģijas porcijām no jebkura maiņstrāvas avota. Kā tad uztvērēja ķēdē tiek ierosinātas un uzturētas neslāpētas elektriskās svārstības? Uztvērēja antenā ierosinātas radiofrekvences svārstības. Šīs svārstības nodrošina ķēdei sākotnējo lādiņu, un tās arī atbalsta ķēdē esošo elektronu ritmiskās svārstības. Bet spēcīgākās neslāpētās svārstības uztvērēja ķēdē notiek tikai ķēdes dabiskās frekvences rezonanses brīdī ar antenas strāvas frekvenci. Ko tas nozīmē? Vecākās paaudzes cilvēki stāsta, ka Sanktpēterburgā Ēģiptes tilts sabrucis no solī staigājošiem karavīriem. Un tas acīmredzot varētu notikt šādos apstākļos. Visi karavīri ritmiski soļoja pāri tiltam. Tilts no tā sāka šūpoties – svārstīties. Nejaušības dēļ tilta dabiskā frekvence sakrita ar karavīru soļu biežumu, un tiek teikts, ka tilts ir iekļuvis rezonanse . Ēkas ritms deva tiltam arvien vairāk enerģijas. Rezultātā tilts tik ļoti šūpojās, ka sabruka: militārās sistēmas saskaņotība tiltam kaitēja. Ja nebūtu tilta dabiskās frekvences rezonanses ar karavīru soļu frekvenci, ar tiltu nekas nebūtu noticis. Tāpēc, starp citu, karavīriem ejot cauri vājiem tiltiem, ir ierasts dot komandu “notriekt viņu kāju”. Un šeit ir pieredze. Pakāpieties uz kādu virkni mūzikas instruments un skaļi kliedz "a": viena no stīgām atbildēs - skanēs. Tā, kas ir rezonansē ar šīs skaņas frekvenci, vibrēs spēcīgāk nekā pārējās stīgas – tā reaģēs uz skaņu. Kārtējais eksperiments ar svārstu. Izstiepiet plānu virvi horizontāli. Piesien pie tā to pašu svārstu no diega un plastilīna (9. att.).

Mest pāri virvei vēl vienu līdzīgu svārstu, bet ar garāku vītni. Šī svārsta balstiekārtas garumu var mainīt, ar roku pavelkot vītnes brīvo galu. Ieved svārstu svārstību kustībā. Šajā gadījumā arī pirmais svārsts sāks svārstīties, bet ar mazāku amplitūdu. Nepārtraucot otrā svārsta svārstības, pakāpeniski samaziniet tā balstiekārtas garumu - palielināsies pirmā svārsta svārstību amplitūda. Šajā eksperimentā, kas ilustrē mehānisko vibrāciju rezonansi, pirmais svārsts ir otrā svārsta ierosināto vibrāciju uztvērējs. Iemesls, kas liek pirmajam svārstam svārstīties, ir periodiskas pagarinājuma svārstības ar frekvenci, kas vienāda ar otrā svārsta svārstību frekvenci. Pirmā svārsta piespiedu svārstībām būs maksimālā amplitūda, un tā dabiskā frekvence sakritīs ar otrā svārsta svārstību frekvenci. Šādas vai līdzīgas parādības, tikai, protams, elektriskas izcelsmes, tiek novērotas arī uztvērēja svārstību ķēdē. No daudzu radiostaciju viļņu darbības uztvērēja antenā tiek ierosinātas dažādu frekvenču strāvas. No visām radiofrekvenču svārstībām mums jāizvēlas tikai tās radiostacijas nesējfrekvence, kuras pārraides mēs vēlamies klausīties. Lai to izdarītu, jums jāizvēlas spoles apgriezienu skaits un svārstību ķēdes kondensatora kapacitāte tā, lai tā dabiskā frekvence sakristu ar strāvas frekvenci, ko antenā rada interesējošās stacijas radio viļņi. mums. Šajā gadījumā visspēcīgākās svārstības notiks ķēdē ar tās radio stacijas nesējfrekvenci, kurai tā ir noregulēta. Tā tas ir uztvērēja ķēdes noregulēšana rezonansei ar raidošās stacijas frekvenci . Šajā gadījumā citu staciju signāli vispār nav dzirdami vai tiek dzirdami ļoti klusi, jo to ierosinātās svārstības ķēdē būs daudzkārt vājākas. Tādējādi, noskaņojot uztvērēja ķēdi rezonansei ar radiostacijas nesējfrekvenci, jūs to it kā izmantojat, lai atlasītu, izceļot frekvences svārstības, tikai šai stacijai. Jo labāk ķēde izvēlēsies vēlamās antenas svārstības, jo augstāka ir uztvērēja selektivitāte, jo vājāki būs citu radio staciju radītie traucējumi. Līdz šim es jums stāstīju par slēgtu svārstību ķēdi, t.i. ķēde, kuras dabisko frekvenci nosaka tikai spoles induktivitāte un to veidojošā kondensatora kapacitāte. Tomēr uztvērēja ievades ķēdē ir iekļauta arī antena un zemējums. Šī vairs nav slēgta, bet gan atvērta svārstību ķēde. Fakts ir tāds, ka antenas vads un zemējums ir kondensatora "plāksnes", kurām ir zināma elektriskā kapacitāte. Atkarībā no stieples garuma un antenas augstuma virs zemes šī kapacitāte var būt vairāki simti pikofaradu. Bet galu galā arī antenu un zemi var uzskatīt par ne pilnīgu lielas spoles spoli. Tāpēc antenai un zemei, kopā ņemot, ir arī induktivitāte. Un kapacitāte kopā ar induktivitāti veido svārstību ķēdi (10. att.).

Šāda ķēde, kas ir atvērta svārstību ķēde , ir arī sava svārstību frekvence. Iekļaujot induktorus un kondensatorus starp antenu un zemi, mēs varam mainīt tās dabisko frekvenci, noskaņot to uz rezonansi ar dažādu radiostaciju frekvencēm. Kā tas tiek darīts praksē, jūs jau zināt. Es nekļūdīšos, ja teikšu, ka oscilējošā ķēde ir radio uztvērēja "sirds". Un ne tikai radio. Tāpēc es viņam iedevu vairāk uzmanības. Pievēršos otrajam uztvērēja elementam - detektoram.

Radiosignāla detektors un noteikšana

Detektors ir divu elektrodu pusvadoša ierīce (augstfrekvences diode) ar vienpusēju elektrisko vadītspēju: tā labi vada strāvu vienā virzienā un nevada vai vāji vada strāvu pretējā virzienā. Lai vienkāršotu skaidrojumu par diodes kā detektora darbību, pieņemsim, ka tā vispār nevada pretējo strāvu un it kā ir tās izolators. Šo diodes īpašību ilustrē (11. att.) redzamais grafiks, diode brīvi iziet cauri sev pozitīvos maiņstrāvas pusviļņus un vispār nelaiž cauri negatīvos pusviļņus. Diodes negatīvie pusviļņi it kā nogriezti. Šīs diodes darbības rezultātā maiņstrāva tiek pārveidota par pulsējošu strāvu vienā virzienā, bet mainās atkarībā no caurplūdes strāvas frekvences. Šis pārveidošanas process, ko sauc par maiņstrāvas taisnošanu, ir uztverto radio signālu noteikšanas pamatā.

Apskatiet diagrammas, kas parādītas (12. att.). Tie ilustrē procesus, kas notiek vienkāršākā uztvērēja detektora ķēdē. Radioviļņu iedarbībā uztvērēja ķēdē tiek ierosinātas modulētas radiofrekvences svārstības (12. att., a). Ķēdei ir pievienota ķēde, kas sastāv no diodes un telefoniem.

Šai ķēdei oscilējošā ķēde ir radiofrekvences maiņstrāvas avots. Tā kā diode laiž strāvu tikai vienā virzienā, modulētās radiofrekvences svārstības, kas nonāk tās ķēdē, ar to tiks izlabotas (12. att., b), citiem vārdiem sakot, atklātas. Ja ap rektificētās strāvas augšdaļu novelk pārtrauktu līniju, jūs iegūstat skaņas frekvences strāvas "rakstu", kas pārraides laikā modulē strāvu, kas nonāk radiostacijas antenā. Detektēšanas rezultātā iegūtā strāva sastāv no radiofrekvences impulsiem, kuru amplitūdas mainās līdz ar skaņas frekvenci. To var uzskatīt par kopējo strāvu un sadalīt divās daļās: augsta frekvence un zema frekvence . Tos sauc attiecīgi par pulsējošās strāvas augstfrekvences un audio frekvences komponentu. Vienkāršākajā uztvērējā audio frekvences komponents iet caur tālruņiem un pārvērš to skaņā.

Austiņas un to ierīce

Telefons ir vienkāršākā uztvērēja trešā, pēdējā saite, kas, tēlaini izsakoties, "izdod gatavu produkciju" – skaņu. Šī ir viena no vecākajām elektroierīcēm, kas līdz pat mūsdienām ir saglabājusi savas galvenās īpašības gandrīz nemainīgas. Detektoriem un daudziem vienkāršiem tranzistoru uztvērējiem tiek izmantotas austiņas, piemēram, TON-1, TG-1, TA-4 tipi. Tie ir divi sērijveidā savienoti tālruņi, kas tiek turēti uz galvas. Noskrūvēsim vāciņu vienam no telefoniem (13. att., a).

Zem tā ir apaļa skārda plāksne - membrāna. Uzmanīgi noņemot membrānu, mēs redzēsim divas spoles, kas uzstādītas uz pastāvīgā magnēta polu daļām, kas iespiestas korpusā. Spoles ir savienotas virknē, un galējie vadi ir pielodēti pie stieņiem, kuriem no ārpuses ar savilkšanas skrūvēm tiek pievienots vads ar vienpola spraudņiem. Kā tālrunis darbojas? Skaņu radošā membrāna atrodas netālu no magnēta polu daļām un balstās uz korpusa sāniem (13. att., a). Magnēta lauka iedarbībā tas pa vidu nedaudz saliecas, bet nepieskaras magnēta polu gabaliem (13. att., b) - nepārtraukta līnija. Kad strāva plūst pa tālruņa spolēm, tā ap spolēm rada magnētisko lauku, kas mijiedarbojas ar pastāvīgā magnēta magnētisko lauku. Šī magnētiskā lauka stiprums un līdz ar to arī membrānas pievilkšanās spēks pie polu daļām ir atkarīgs no strāvas virziena spolēs. Vienā virzienā, kad spoļu un magnēta magnētiskā lauka līniju virzieni sakrīt un to lauki summējas, membrāna stiprāk pievelkas magnēta poliem (13. att. b - apakšējā punktētā līnija) . Ar atšķirīgu strāvas virzienu spoles un magnēta spēka līnijas ir vērstas pretēji un kopējais lauks kļūst vājāks nekā magnēta lauks. Šajā gadījumā membrānu vājāk pievelk stabu daļas un, iztaisnojot, tā nedaudz attālinās no tām (13. att., b - augšējā punktētā līnija). Ja caur telefona spolēm tiek izlaista skaņas frekvences maiņstrāva, kopējais magnētiskais lauks vai nu palielināsies, vai vājināsies, un membrāna vai nu tuvosies magnēta polu daļām, tad attālināsies no tām, t.i., svārstīsies ar frekvenci Esošais. Svārstoties, membrāna radīs skaņas viļņus apkārtējā telpā. No pirmā acu uzmetiena var šķist, ka pastāvīgais magnēts tālrunī nav vajadzīgs: spoles var uzvilkt uz dzelzs nemagnetizētas kurpes. Bet tā nav. Un tāpēc. Dzelzs kurpe, kas magnetizēta ar maiņstrāvu, piesaistīs membrānu neatkarīgi no tā, vai strāva plūst cauri spolēm vienā vai otrā virzienā. Tas nozīmē, ka vienā maiņstrāvas periodā membrāna tiks piesaistīta pirmajā pusciklā, attālināsies no tās un atkal tiks piesaistīta otrajā pusciklā, t.i. uz vienu maiņstrāvas periodu (14. att., a) tas veiks divas svārstības (14. att., b).

Ja, piemēram, strāvas frekvence ir 500 Hz, tad telefona membrāna 1 s laikā veiks 500 * 2 = 1000 svārstības un skaņas tonis tiks izkropļots - tas būs divreiz augstāks. Diez vai šāds telefons mums derēs. Ar pastāvīgo magnētu situācija ir citādāka: ar vienu pusciklu magnētiskais lauks tiek nostiprināts - jau pievilktā membrāna izlocīsies vēl vairāk; citā pusciklā lauks vājinās un membrāna, iztaisnojot, attālinās no magnēta poliem. Tādējādi pastāvīgā magnēta klātbūtnē membrāna veic tikai vienu svārstību vienā maiņstrāvas periodā (14. att., c) un telefons neizkropļo skaņu. Pastāvīgais magnēts arī palielina tālruņa skaļumu. Tagad analizēsim šādu jautājumu: kāpēc bloķējošais kondensators ir savienots paralēli austiņām? Kāda ir tās loma? Bloķējošā kondensatora elektriskā kapacitāte ir tāda, ka caur to brīvi iziet augstfrekvences strāvas, un tas nodrošina ievērojamu pretestību audio frekvences strāvām. Tālruņi, gluži pretēji, labi iztur skaņas frekvences strāvu un uzrāda lielu izturību pret augstfrekvences strāvām. Šajā detektora ķēdes sadaļā augstfrekvences pulsējošā strāva ir sadalīta (15. att. - punktā a) komponentos, kas iet tālāk: augstfrekvences - caur bloķējošo kondensatoru Сbl, un audio frekvences komponents caur tālruņiem. Pēc tam komponenti tiek savienoti (15. attēlā - punktā b) un pēc tam atkal iet kopā.

Bloķējošā kondensatora mērķi var izskaidrot šādi. Tālrunis membrānas inerces dēļ nevar reaģēt uz katru augstfrekvences strāvas impulsu detektora ķēdē. Tas nozīmē, ka, lai tālrunis darbotos, ir kaut kā “jāizlīdzina” augstfrekvences impulsi, “aizpilda” strāvas kritumus starp tiem. Šī problēma tiek atrisināta, izmantojot bloķējošo kondensatoru šādi. Atsevišķi augstfrekvences impulsi uzlādē kondensatoru. Brīžos starp impulsiem kondensators tiek izlādēts caur telefonu, tādējādi aizpildot "atstarpes" starp impulsiem. Rezultātā caur telefonu plūst strāva vienā virzienā, taču mainās stiprums ar audio frekvenci, ko tā pārvērš skaņā. Vēl īsāk par bloķējošā kondensatora lomu var teikt šādi: tas filtrē diodes izolēto audio frekvences signālu, t.i., “attīra” to no radiofrekvences komponentes. Tālruņa kvalitāte tiek vērtēta galvenokārt pēc tā jutīguma – spējas reaģēt uz vājām elektriskās strāvas svārstībām. Jo vājākas vibrācijas, uz kurām tālrunis reaģē, jo augstāka ir tā jutība. Telefona jutība ir atkarīga no tā spoļu apgriezienu skaita un magnēta kvalitātes. Divi tālruņi ar pilnīgi vienādiem magnētiem, bet ar spolēm, kas satur nevienlīdzīgu apgriezienu skaitu, atšķiras pēc jutības. Vislabākā jutība būs tā, kurā tiek izmantotas spoles ar lielu apgriezienu skaitu. Tālruņa jutība ir atkarīga arī no membrānas stāvokļa attiecībā pret magnēta polu daļām. Vislabākā jutība būs gadījumā, ja membrāna atrodas ļoti tuvu polu gabaliem, bet, vibrējot, tiem nepieskaras. Telefonus parasti iedala augstas pretestības – ar lielu apgriezienu skaitu spolēs, un zemas pretestības – ar salīdzinoši nelielu apgriezienu skaitu. Detektora uztvērējam ir piemēroti tikai telefoni ar augstu pretestību. Piemēram, katra telefona tipa TON-1 spoles ir uztītas ar emaljētu stiepli, kuras biezums ir 0,06 mm, un tām ir 4000 apgriezieni. To līdzstrāvas pretestība ir aptuveni 2200 omi. Šis tālruņus raksturojošais numurs ir uzspiests uz to maciņiem. Tā kā divi tālruņi ir savienoti virknē, tie kopējā pretestība Līdzstrāva ir 4400 omi. Zemas pretestības tālruņu, piemēram, TA - 56 tipa, līdzstrāvas pretestība var būt 50 - 60 omi. Dažiem tranzistorizētiem uztvērējiem var izmantot tālruņus ar zemu pretestību. Kā pārbaudīt austiņu veselību un jutīgumu? Piespiediet tos pie ausīm. Samitriniet ar siekalām kontaktdakšas vada galā un pēc tam piesitiet tām kopā - tālruņos ir dzirdams vājš klikšķis. Jo spēcīgāks šis klikšķis, jo jutīgāki ir tālruņi. Klikšķi tiek iegūti, jo mitrais kontakts starp metāla spraudņiem ir ļoti vājš strāvas avots. Aptuvenu tālruņu pārbaudi var veikt ar lukturīša akumulatoru. Savienojot telefonus ar akumulatoru un atvienojot no tā, vajadzētu dzirdēt asus klikšķus. Ja nav klikšķu, tad kaut kur spoles vai auklā ir pārtraukums vai slikts kontakts.

Praktiskais darbs

Šajā praktiskajā darbā projektēsim visvienkāršāko radio uztvērēju (detektoruztvērēju), bez kura, manuprāt, nav iedomājama jebkuras radiouztvērēja iekārtas tālāka attīstība. Pajautājiet jebkuram speciālistam radioelektronikas jomā (HF - VHF radio sakari), kas ir detektora radio uztvērējs, un es domāju, ka viņš jums nekavējoties sniegs saprotamu atbildi. Vārdu sakot, šī ir klasika, pamats - pamati, ar kuriem sākās mūsu tēvi un vectēvi. Un mēs centīsimies viņiem sekot līdzi.

Šīs vienkāršākā radio uztvērēja versijas galvenā priekšrocība ir tā, ka tajā ir viegli veikt jebkādas izmaiņas un papildinājumus, labot kļūdas, pārslēdzot savienojošos vadītājus, jo visas tā detaļas atrodas jūsu priekšā paplašinātā veidā. Eksperimentēšana ar to palīdzēs izprast jebkura apraides uztvērēja darbības pamatprincipus un iegūt dažas praktiskas iemaņas radiotehnikā. Šādam uztvērējam jums būs nepieciešams: induktors, stienis, kas izgatavots no ferīta klases 400NN vai 600NN ar diametru 7 - 8 mm un garumu 120 - 140 mm (šādus stieņus izmanto tranzistoru uztvērēju magnētiskajām antenām), pusvadītāju punktveida diode, kas būs detektors uztvērējā, vairāki konstanti kondensatori konteineri un austiņas (1. att.).

Pagatavojiet induktors pats (no iepriekšējām nodarbībām jūs zināt, kā to izdarīt). Pārējās detaļas ir gatavas. Diode var būt jebkura no sērijas D9, D2. Kondensatori ir arī jebkura veida - vizlas, keramikas vai papīra ar ietilpību no vairākiem desmitiem līdz vairākiem tūkstošiem pikofaradu (saīsināti: pF). Austiņas ir augstas pretestības, tas ir, ar tinumiem ar pretestību 1500 - 2200 omi, piemēram, ierakstiet TON - 1 vai TA - 4. Nedaudz vēlāk, kad sāksiet eksperimentēt, jums būs nepieciešamas dažas citas detaļas un materiāli. Spolei būs nepieciešams tinuma stieples zīmols PEV - 1 (vads ar emalju Augstas stiprības izolācija vienā slānī), PEV - 2 (tas pats, bet ar izolāciju divos slāņos) vai PEL (vads ar emaljas laku izturīgu izolāciju) ar diametrs 0,15 - 0,2 mm. Šo zīmolu tinumu vadi un to diametrs ir apzīmēti šādi: PEV - 1 0,15, PEV - 2 0,18, PEL 0,2. Piemēroti ir arī citu zīmolu tinumu vadi, piemēram, PBD - ar izolāciju no diviem (burts D) kokvilnas dzijas slāņiem (burts B), vai PELSHO - ar emaljas laku izturīgu izolāciju un vienu (burts O) dabīgā zīda slāni. (burts Sh). Ir svarīgi tikai, lai vadu izolācija būtu neskarta, pretējā gadījumā starp spoles pagriezieniem var rasties īssavienojums, ko nedrīkst pieļaut. Spoles rāmja iekšējam diametram, kas līmēts no rakstāmpapīra 3 - 4 kārtās, jābūt tādam, lai tajā ar nelielu berzi iekļūtu ferīta stienis. Pirms spoles uztīšanas ievietojiet stieni rāmī. Nevelciet stiepli pārāk stipri, pretējā gadījumā rāmis saruks un stieni no tā būs grūti izvilkt. Kopumā uz rāmja vienā rindā jāuztin 300 stieples apgriezieni, ik pēc 50 apgriezieniem veicot līkumus cilpu veidā. Jūs saņemat viena slāņa sešu sekciju induktors ar diviem galējiem vadiem un pieciem krāniem. Uz ekstrēmi pagriezieni gatavās spoles vadi nenokrita, piestipriniet pie rāmja ar gredzeniem, kas izgriezti no gumijas vai PVC caurules, vai aptiniet tos ar vītnēm. Turklāt spoles stieples pagriezienus var nostiprināt ar plānu Moment līmes kārtu. Uzmanīgi nogrieziet rāmja galus ar asu nazi. Gadās, ka spoles uztīšanas laikā vads saplīst vai ar vienu stieples gabalu nepietiek visai spolei. Šajā gadījumā savienojamās stieples galiem jābūt attīrītiem no izolācijas, cieši savīti, pielodēti un obligāti aptīti ar plānu izolācijas lenti. Ja savienojums ir pie krāna, tad labāk netaupīt dažus stieples apgriezienus un izveidot to cilpā. Tagad sāciet montēt savu pirmo radio (2. attēls).

Noņemiet vadu galus un līkumus, spoles no izolācijas, tikai uzmanīgi, lai nepārrautu vadu. Vienu no galējiem secinājumiem sauksim par spoles sākumu un apzīmēsim ar burtu (n). Pievienojiet to diodei. Savienojiet spoles otro galu, tā galu (k), ar vienu no austiņu vada kontaktu tapām. Atlikušais brīvais diodes izvads un tālruņu tapa ir savienoti arī viens ar otru. Pēc izolācijas noņemšanas stingri pieskrūvējiet antenas vadu pie vadītāja, kas iet no spoles sākuma līdz diodei. Šis uztvērēja vadītājs tiks saukts par antenu. Pieskrūvējiet zemējuma vadu pie vadītāja, kas savieno spoles galu ar tālruņiem. Tas būs iezemētais vadītājs. Eksperimentu laikā tas būs jāpārslēdz no vienas spoles izejas uz otru (2. att. attēlots ar pārtrauktu līniju ar bultiņu), nemainot zemējuma savienojumus ar telefoniem. Dosimies "pastaigā" pa iegūtā uztvērēja ķēdēm. No spoles sākuma (n) gar antenas vadītāju mēs nonākam pie diodes, bet no tā - uz austiņām. Caur telefoniem, tad pa iezemēto vadītāju un pa visiem spoles pagriezieniem nonākam sākuma punktā (n). Tas izrādījās slēgts elektriskā ķēde, kas sastāv no spoles, diodes un telefoniem. Viņi viņu sauc detektors . Ja šajā ķēdē kaut kur ir atvērts, slikts kontakts starp detaļām vai savienojošiem vadītājiem, piemēram, vaļīga vērpšanās, uztvērējs, protams, nedarbosies. Īsākais ceļš no antenas līdz zemei ​​ir caur spoli. Pa šo ceļu iet augstfrekvences strāva, ko antenā ierosina radioviļņi. Šī strāva veidos augstfrekvences spriegumu spoles galos, kas inducēs vienādas frekvences strāvu visā detektora ķēdē. Ķēdi, kas sastāv no antenas, spoles un zemes, sauc par antenu vai antenas ķēdi. Lūdzu, ņemiet vērā: uztvērēja cilpas spole ir iekļauta gan antenas, gan detektora shēmās. Pēc šādas pastaigas pa uztvērēja ķēdēm varat pāriet uz tā pārbaudi. Uzlieciet telefonus uz galvas, piespiediet tos tuvāk ausīm, klausieties. Iespējams, ka uzreiz neko nesadzirdēsiet pat ar zināmu labu antenu un zemējumu, iepriekš pārbaudītu diodi un telefoniem. Tas ir tāpēc, ka uztvērējs, šķiet, nav noregulēts uz apraides stacijas nesējfrekvenci, kas ir labi dzirdama jūsu reģionā, vai arī esat nokļuvis pārraides pārtraukumā. Jūs varat noskaņot šādu uztvērēju, mainot antenas ķēdē iekļautās spoles apgriezienu skaitu. Attēlā (2. att.) visi 300 spoles apgriezieni ir iekļauti antenas ķēdē. Ja iezemētais vads ir atvienots no spoles gala un pievienots, piemēram, pie 5, tad ķēdē tiks iekļauti nevis 300, bet 250 apgriezieni. Ja šo vadītāju pārslēdz uz 4 krānu, ķēdē tiks iekļauti 200 apgriezieni. Pārslēdzot to uz krānu 3, antenas ķēdē tiks iekļauti 150 apgriezieni utt. Šajā gadījumā apakšējās sekcijas netiks iekļautas ķēdē un nepiedalīsies uztvērēja darbībā. Tādējādi, pārslēdzot iezemēto vadītāju, pēc 50 apgriezieniem ķēdē varat iekļaut atšķirīgu apgriezienu skaitu. Atcerieties: jo garāks ir apraides stacijas viļņa garums, uz kuru var noregulēt uztvērēju, jo lielāks spoles apgriezienu skaits jāiekļauj antenas ķēdē. Jūsu pieredzējis uztvērējs var noskaņoties apraides stacijām gan vidējo, gan garo viļņu joslā. Bet, protams, jūs nevarat saņemt pārraides no katras stacijas. Detektora uztvērējs nespēs reaģēt uz vājiem signāliem no attālām stacijām - jutība ir zema. Tagad sāciet uztvērēja iestatīšanu, vispirms pievienojot iezemēto vadu pie kontakta 5, pēc tam ar kontaktu 4 un tā tālāk līdz kontaktam 1. Vienlaikus pārliecinieties, ka spoles krāni un savienojošie vadītāji nesaskaras un kontakti pagriezieni nav salauzti. Pretējā gadījumā uztvērējs nedarbosies vispār, vai arī tālruņos būs dzirdami krakšķi un čaukste, kas traucē uztveršanu. Elektriskie kontakti būs uzticamāki, ja vadu un detaļu savienojumi ir pielodēti. Pēc uztvērēja noregulēšanas uz vienu staciju atcerieties ķēdē iekļauto pagriezienu skaitu, kurā stacija tiek dzirdama visaugstākajā skaļumā. Pēc tam mēģiniet "atrast" citu staciju tādā pašā veidā. Cerams, ka jums veiksies. Mēģiniet uzlabot uztvērēja veiktspēju. Nemainot uztvērēja iestatījumus, paralēli telefoniem (starp tā kontaktu tapām) pievienojiet kondensatoru. Šī kondensatora kapacitāte, ko šajā gadījumā sauc par bloķēšanu, var būt no 1000 līdz 3000 pF. Tajā pašā laikā tālruņu skaņas skaļumam vajadzētu nedaudz palielināties. Un, ja apraides stacijas atrodas vairāk nekā 150–200 km attālumā no jūsu dzīvesvietas, eksperimenta sākumā ieslēdziet bloķējošo kondensatoru. Uztvērēja noregulēšanas metode, tikai pārlecot spoles apgriezienu skaitu, ir ļoti vienkārša. Bet tas ne vienmēr ļauj precīzi noregulēt uztvērēju uz stacijas nesējfrekvenci. Precīzu regulēšanu var panākt papildu veidā, piemēram, izmantojot naglu. Mēģiniet noregulēt uztvērēju pazīstamā veidā uz radiostacijas vilni un spoles rāmja iekšpusē ievietojiet resnu naglu vai piemērota diametra dzelzs stieni. Kas notika? Uzņemšanas skaļums nedaudz palielināsies vai, gluži pretēji, samazināsies. Izvelciet naglu no spoles - tilpums būs vienāds. Tagad lēnām ievietojiet naglu spolē un tikpat lēni noņemiet to no spoles - uztvērēja skaļums mainīsies nedaudz, bet vienmērīgi. Empīriski spolē var atrast tādu metāla priekšmeta pozīciju, kurā skaņas skaļums būs vislabākais. Šī pieredze ļauj secināt, ka spolē ievietots metāla stienis ietekmē ķēdes noregulēšanu. Ar šo uztvērēja noskaņošanas metodi, tikai, protams, izmantojot feromagnētisko serdi, kas ir labāks par naglu, jūs vēlāk iepazīsities. Tikmēr es piedāvāju šādu pieredzi - noregulējiet uztvērēju apraides stacijas signāliem, izmantojot mainīgu kondensatoru. Lai ērtāk veiktu šo un vairākus turpmākos eksperimentus ar detektora uztvērēju, uz saplākšņa plātnes, kuras izmēri ir aptuveni 30 x 70 mm, uzstādiet bloku ar kontaktligzdām, divām skavām, bloķējošo kondensatoru, savienojot tos zem dēļa, kā parādīts attēlā. att. 3.

Uzstādiet bloku ar ligzdām uz dēļa šādi: izurbiet tajā divus caurumus ar diametru 6 - 8 mm ar 20 mm attālumu starp centriem un ievietojiet tajos spraudkontaktu ligzdu "astes". Piestipriniet bloku pie dēļa ar skrūvēm vai skrūvēm ar uzgriežņiem. Pievienojiet spoles sākumu un antenu terminālim, kuram ir pievienota diode, un pievienojiet spoles galu un zemējumu otrajam terminālim, kas pievienots tālruņa ligzdai. Mainīgs kondensators var būt vai nu ar gaisu, vai ar cietu dielektrisku. Bet mainīgā kondensatora funkciju var veikt divas aptuveni 150 x 150 mm lielas metāla plāksnes, kas izgrieztas, piemēram, no lielo kārbu skārda. Lodēšanas vadi 250 - 300 mm garumā līdz plāksnēm. Izmantojot šos vadītājus, pievienojiet vienu plāksni antenas skavas, bet otru - zemējuma skavas. Novietojiet plāksnes uz galda vienu pie otras, bet tā, lai tās nesaskartos, un noskaņojiet uztvērēju uz radio staciju, tikai pārslēdzot spoles sekcijas ar iezemētu vadītāju. Tagad novietojiet zemējuma plāksni pie plāksnes, kas savienota ar antenu. Ja apjoms palielinās, satuviniet šķīvjus un, visbeidzot, novietojiet vienu šķīvi uz otras, starp tām ieklājot sausa papīra loksni (lai nepaliktu elektriskais kontakts). Atrodiet šādu savstarpēju plākšņu izvietojumu, kas tiks precīzi noregulēts. Ja, plāksnēm tuvojoties vienai otrai, uztveršanas skaļums samazinās, iezemēto vadu pārslēdziet uz spoles sākumam tuvāko kontaktligzdu un atkal tuviniet plāksnes, panākot lielāko skaļumu. Šajā eksperimentā uztvērējs tika noregulēts uz radiostacijas nesējfrekvenci divos veidos: aptuveni - mainot spoles induktivitāti, pārslēdzot tās sekcijas, precīzi - mainot plākšņu kondensatora kapacitāti.Atcerieties: spoles induktivitāte un kondensatora kapacitāte, noskaņojot uztvērēju radio stacijai, ir savstarpēji savienotas. To pašu radio staciju var klausīties, uztvērēja antenas ķēdē iekļaujot lielāku apgriezienu skaitu, t.i. lielāka induktivitāte spoles, bet ar mazāku kondensatora kapacitāti vai, gluži pretēji, ar mazāku spoles induktivitāti, bet lielāka ietilpība kondensators. Tagad atkal noregulējiet uztvērēju uz jebkuru radio staciju, atcerieties pārraides uztveršanas skaļumu un pēc tam, nemainot iestatījumus, starp antenu un antenas skavu ieslēdziet kondensatoru ar kapacitāti 47 - 62 pF (4. att.). .

Kas notika? Uzņemšanas apjoms ir nedaudz samazinājies. Tas notika tāpēc, ka antenas ķēdē iekļautais kondensators mainīja visas ķēdes parametrus. Pielāgojiet ķēdi ar mainīgu kondensatoru iepriekšējam tālruņu skaļumam. Ja pirms papildu kondensatora iekļaušanas ķēdē, uztverot vienu staciju, tika klausīties cita radiostacija, kas ir tuvu frekvencei, tagad tā būs dzirdama daudz vājāk un, iespējams, nemaz netraucēs. Uztvērējs sāka skaidrāk atšķirt tās stacijas signālus, kurai tas ir noregulēts, vai, kā saka, tā selektivitāte, t.i., selektivitāte ir uzlabojusies. Stacionāra kondensatora vietā starp antenu un uztvērēju pievienojiet mainīgu kondensatoru. Ar to jūs varat ne tikai mainīt uztvērēja selektivitāti, bet, iespējams, noregulēt to uz dažādām stacijām. Nākamais eksperiments ir uztvērēja uzstādīšana ar ferīta stieni (5. att.).

Rīsi. 5 Uztvērējs noregulēts ar ferīta stieni.

Noņemiet plāksnes kondensatoru un tā vietā starp antenas un zemējuma spailēm, t.i., paralēli spolei, ieslēdziet vizlas vai keramikas kondensatoru ar jaudu 120 - 150 pF. Piespiediet tālruņus tuvāk ausīm, koncentrējieties un ļoti lēni ievietojiet ferīta stieni spoles rāmī. Pakāpeniski padziļinot stieni spolē, jums vajadzētu dzirdēt visu to apraides staciju pārraides, kuras var uztvert jūsu reģionā detektora uztvērējā. Jo garāks radio vilnis, jo dziļāk stienis jāievieto spolē. Empīriski atrodiet spolē tādu stieņa pozīciju, kurā stacijas signāli tiek dzirdami visskaļāk, un ar zīmuli izveidojiet atbilstošu atzīmi uz stieņa. Izmantojot to kā skalas dalījumu, varat ātri noregulēt uztvērēju šīs stacijas frekvencei. Turpinot eksperimentu, izmantojot ferīta stieni, paralēli spolei pievienojiet citu kondensatoru ar jaudu 390 - 470 pF. Kā tas ietekmēja uztvērēja noregulēšanu? Skaļums paliek nemainīgs, bet, lai noskaņotos uz vienu un to pašu staciju, stienis mazāk jāiebāž spolē. Pilnībā noņemiet kondensatoru, atstājot ieslēgtu tikai spoli. Kas notika? Lai uztvērēju noregulētu uz to pašu staciju, stienis jāievieto dziļāk spolē. Kādus secinājumus var izdarīt, veicot eksperimentus ar šo detektora uztvērēja versiju? Galvenie divi. Pirmkārt, ferīta stienis ietekmē spoles induktivitāti un līdz ar to arī ķēdes regulēšanu daudz spēcīgāk nekā metāla priekšmets. Otrkārt, ar ferīta stieņa palīdzību jūs varat vienmērīgi un precīzi noregulēt uztvērēja ķēdi uz vēlamo radio staciju. Kārtējais eksperiments. Atvienojiet antenu un zemējumu no uztvērēja, ieslēdziet starp tiem diodi un paralēli - tālruņus bez bloķējoša kondensatora. Tas ir viss uztvērējs. Darbojas? Klusi, varbūt? Turklāt ir iespējams, ka vienlaikus tiek dzirdami divu vai trīs apraides staciju pārraides. No šāda uztvērēja nevajadzētu gaidīt labāku. droši vien pamanījāt, ka, pieskaroties detaļām vai savienojošajiem vadītājiem ar roku, darba apjoms nedaudz mainās. Tas ir saistīts ar antenas ķēdes detuningēšanu, ko tajā ievada jūsu ķermeņa elektriskā kapacitāte.

Detektora uztvērēja shematiskā diagramma

Lai pareizi savienotu uztvērēja daļas, izmantojāt zīmējumus. Uz tiem jūs redzējāt spoli, telefonus, diode - detektoru un citas detaļas, ierīces un savienojumus, kā tie izskatās natūrā. Iesākumam tas ir ļoti ērti, kamēr jātiek galā ar ļoti vienkāršām radioinženiertehniskajām konstrukcijām, kas sastāv no neliela detaļu skaita. Bet, ja tā mēģinātu attēlot moderna uztvērēja ierīci, sanāktu tāds detaļu un vadu “tīmeklis”, ko nebūtu iespējams saprast. Lai no tā izvairītos, jebkura elektroierīce vai radioierīce ir attēlota shematiski, t.i., izmantojot vienkāršots zīmējums - diagrammas . Ir trīs galvenie shēmu veidi: strukturālās, pamata elektriskās un elektroinstalācijas shēmas. Blokshēma ir vienkāršots zīmējums, kurā detaļu un ierīču grupas, kas veic noteiktas radiotehnikas ierīces funkcijas, ir nosacīti attēlotas ar taisnstūriem vai citiem simboliem. Strukturālā diagramma sniedz tikai vispārēja ideja par šīs ierīces darbību, par tās uzbūvi un attiecībām starp tās funkcionālajām grupām. Kā piemēru varam kalpot blokshēmai (2. att.), pēc kuras es pastāstīju par raidstacijas darbības principu. Vai ir iespējams šādi attēlot detektora uztvērēja ierīci? Protams tu vari. Vienā rindā uzzīmējiet četrus taisnstūrus un savienojiet tos ar līnijām ar bultiņām, kas virzās no kreisās uz labo pusi. Kreisajā galējā taisnstūrī ierakstiet vārdu "Antena", nākamajā taisnstūrī - "Svārstību ķēde", trešajā taisnstūrī - "Detektors", ceturtajā - "Tālruņi". Iegūstiet detektora uztvērēja blokshēmu. To var “nolasīt” šādi: modulētas radiofrekvences svārstības, kas ierosinātas antenā, nonāk uztvērēja svārstību ķēdē, un pēc tam detektorā no saņemtā signāla detektors iegūst audio frekvences svārstības, kuras tālruņi pārvērš skaņā. Iepriekš šādus zīmējumus sauca skeleta diagrammas vai blokshēmas . Tagad šī terminoloģija tiek uzskatīta par novecojušu. fundamentāli elektroinstalācijas shēma bieži dēvē par principu vai vienkārši diagrammu. Uz tā ir attēlotas visas radiotehnikas ierīces detaļas un to savienojuma secība nosacītās zīmes, kas simbolizē šīs detaļas, līnijas. "Lasīšana" ķēdes shēma, piemēram, ģeogrāfiskā karte vai kāda veida mehānisma zīmējums, nav grūti saprast shēmas un ierīces darbības principu. Bet tas nesniedz priekšstatu par ierīces izmēriem un tās daļu izvietojumu uz shēmas platēm. Savienojuma shēma, atšķirībā no principa, informē, kā ierīces daļas atrodas konstrukcijā un ir savstarpēji savienotas. Saliekot uztvērēju, pastiprinātāju vai jebkuru citu radioierīci, radioamatieris detaļas un vadus izkārto apmēram tā, kā ieteiktajā elektroinstalācijas shēmā. Bet uzstādīšana un visi detaļu savienojumi tiek pārbaudīti saskaņā ar ierīces shēmas shēmu. Prot pareizi uzzīmēt un nolasīt radio shēmas - absolūti nepieciešamais nosacījums ikvienam, kurš vēlas kļūt par radioamatieru. Attēlā (6. att.) jūs redzat jums jau pazīstamas daļas un ierīces, kā arī dažas citas, ar kurām jums būs jātiek galā nākotnē. Un nākamais aprindās - viņu simboliskie grafiskie attēli uz shēmu shēmām.

Jebkurš bezkodolu induktors neatkarīgi no tā konstrukcijas un apgriezienu skaita shēmas shēmā ir attēlots kā viļņota līnija. Spoļu krāni ir parādīti ar domuzīmēm. Ja spolei ir fiksēts feromagnētiskais serdenis (ferīta stienis), kas palielina tās induktivitāti, to norāda ar taisnu līniju gar spoles attēlu. Ja uztvērēja ķēde ir noregulēta ar šādu serdi, kā tas bija eksperimentālajā uztvērējā, diagrammā to apzīmē ar to pašu taisni, bet šķērso ar bultiņu kopā ar spoli. Spoles regulējamais feromagnētiskais kodols ir norādīts ar īsu treknu līniju, kas krustojas ar T formas simbolu. Jebkurš nemainīgas kapacitātes kondensators ir attēlots ar divām īsām paralēlām līnijām, kas simbolizē divas viena no otras izolētas plāksnes. Ja kondensators ir elektrolītisks, tā pozitīvā plāksne tiek apzīmēta ar papildu “+” zīmi. Mainīgas kapacitātes kondensatori ir attēloti tāpat kā nemainīgas kapacitātes kondensatori, bet tos šķībi šķērso bultiņa, kas simbolizē šīs ierīces kapacitātes mainīgumu. Kontaktligzdas antenas, austiņu vai dažu citu ierīču vai detaļu vada pievienošanai ir apzīmētas ar ikonām spraudņa formā, un skavas ir apļi. Jaunums jums ir slēdzis. Tā vietā, lai, uzstādot uztvērēju, grieztu un grieztu vadītājus, kā jūs to darījāt eksperimentu laikā ar detektora uztvērēju, spoles vadus un krānus var pārslēgt ar vienkāršu slīdni, slīdni vai cita dizaina slēdzi. Vadītāji, kas savieno detaļas, ir norādīti ar taisnām līnijām. Ja līnijas saplūst un to krustpunktā ir punkts, tad vadītāji ir savienoti. Punkta trūkums vadītāju krustojumā norāda, ka tie nav savienoti. Shematiskajās diagrammās blakus radio komponentu, ierīču, komutācijas un citu ierīču simboliskiem apzīmējumiem ir uzrakstīti attiecīgie latīņu burti. Tātad, piemēram, visi kondensatori neatkarīgi no to dizaina iezīmes un lietojumprogrammas, burts C, rezistori - burts R, spoles - burts L, pusvadītāju diodes, tranzistori un daudzas citas pusvadītāju ierīces - burts VD, V, antenas burts W, rozetes un citas savienojošās ierīces - burts X, austiņas, skaļruņu galviņas, mikrofoni un citi elektrisko vai skaņas vibrāciju pārveidotāji - burts B, galvaniskie elementi un baterijas - burts G, galvanisko elementu baterijas vai baterijas - burti GB, kvēlspuldzes - burts H utt. Turklāt diagrammās daļas ir numurētas, tas ir, blakus detaļai piešķirtajam burtam ir rakstīts skaitlis, piemēram, Cl, L1, L2, R1, VI utt. Lai vienkāršotu shēmas, tajās dažreiz nav redzama antena, austiņas, aprobežojas tikai ar kontaktligzdu vai skavu apzīmējumiem to savienošanai, bet pēc tam raksta atbilstošos burtus ar cipariem blakus: Wl, B1. Plašāku informāciju par radiotehnikas elementu un ierīču nosacīto burtciparu apzīmējumu radioiekārtu diagrammās var atrast uzziņu literatūrā vai internetā. Tagad, zinot detaļu atsauces apzīmējumus, varat attēlot detektoru uztvērējus, ar kuriem eksperimentējāt ar shematiskām diagrammām. Eksperimentālā uztvērēja pirmās versijas shematiskā diagramma ir parādīta (6. att., a). Jūs to noregulējāt, mainot ķēdē iekļauto spoles sekciju skaitu, pārslēdzot iezemēto vadītāju. Tāpēc ķēdē tiek ievadīts slēdzis S1. Atcerieties mūsu "pastaigas" pa uztvērēja ķēdēm un dariet to vēlreiz, bet saskaņā ar koncepciju. No spoles L1 sākuma, kas diagrammā norādīts ar punktu, jūs nokļūsit diodē VI un caur to - tālruņiem B1, pēc tam pa tālruņiem pa iezemētu vadītāju. Slēdzis S1 un spole pagriežas Ll - uz sākuma punktu. Šī ir detektora ķēde. Augstfrekvences strāvām ceļš no antenas uz zemi ir caur spoles sekcijām un slēdzi. Šī ir antenas ķēde. Uztvērējs tiek noregulēts uz radio staciju, pēkšņi mainot ķēdē iekļauto apgriezienu skaitu. Paralēli telefoniem ir pievienots bloķējošais kondensators C1. Diagrammā punktētās līnijas parāda kondensatoru Ca. Tādas detaļas uztvērējā nebija. Bet elektriskā kapacitāte, kas to simbolizē, bija klāt - to veidoja antena un zemējums, un tā it kā tika savienota ar pielāgojamu ķēdi. Viena no turpmākajiem eksperimentālā uztvērēja variantiem shematiska diagramma ir parādīta (6. att., b). Tās ievades regulēšanas ķēde sastāv no spoles L1, kurai ir viens pieskāriens, jūsu ieviestā mainīgā kondensatora C2, antenas ierīces un antenas kondensatora C1. Tikai spoles augšējās (saskaņā ar shēmu) sadaļas iekļaušana ķēdē atbilst radiostaciju uztveršanai CB diapazonā, abu sekciju iekļaušana atbilst radiostaciju uztveršanai LW diapazonā. Tādējādi uztvērējā pāreju no viena diapazona uz otru veic slēdzis S1, un vienmērīgu regulēšanu katrā diapazonā veic mainīgs kondensators C2. Pēdējā iespēja bija uztvērējs, kas noregulēts ar ferīta stieni. Jūs varat redzēt tā shematisko diagrammu (6. att., c). Svārstību ķēdi veido spole L1 un kondensators ar nemainīgu kapacitāti C2. Spolē nav krānu, kas nozīmē, ka uztvērējs ir viena diapazona. Lai uztvertu cita diapazona radiostacijas, ķēdē jāiekļauj spole, kas paredzēta šī diapazona staciju uztveršanai. B1 ligzdas ir paredzētas austiņu pievienošanai.

Maza izmēra 5 elementu "Viļņu kanāla" tipa antena(10.23. att.) ir paredzēts uzstādīšanai uzņemšanas zonā (sk. 10.1. att.). Antena var uztvert televīzijas signālus kanālu grupās, kas norādītas tabulā. 10.17. Nesējstieļu garums visām kanālu grupām ir 660 mm. Attālums D starp aktīvās cilpas vibratora caurulīšu centriem ir 52...56 mm, attālums S starp tā galiem ir 26...30 mm. Vibratoru izgatavošanas cauruļu diametrs ir 6...10 mm. Antenas elementi ir piestiprināti pie nesējstieņa metāla caurules veidā ar diametru 20 ... 28 mm vai pie koka stieņa ar 20 x 20 mm sekciju.

10.17. tabula

Padevējam tiek pievienots aktīvs cilpas vibrators, izmantojot saskaņošanas-balansēšanas cilpu (skat. 10.13. att.). Tā garums tiek aprēķināts kā vidējais aritmētiskais noteiktai kanālu grupai.

Maza izmēra 5 elementu antenas pastiprinājums ir 6,5 dB. KZD platjoslas antena gan horizontālā, gan vertikālā plaknē vairāk nekā 20 dB.

11 elementu platjoslas antenas tips "Viļņu kanāls" ar saīsinātu pārvadāšanas izlici ir parādīts att. 10.24, tabulā. 10.18 ir viņa ģeometriskie izmēri kanālu grupām.

Attālums starp atsevišķiem antenas elementiem ir vienāds, tāpēc nesēja izlice visām kanālu grupām ir 2680 mm. Antenas lielo ieejas pretestību nodrošina pirmā virzītāja tuvums cilpas vibratoram. Tāpēc antena tiek savienota ar padevēju, izmantojot pusviļņu saskaņošanas-balansēšanas cilpu (skat. 10.13. att.), kuras garums ir vidējišai kanālu kombinācijai (sk. 10.1. tabulu).

Antenas pastiprinājums katrai kanālu grupai ir 10,5 dB. Starojuma modeļa galvenās daivas atvēršanas leņķim horizontālajā plaknē jābūt vismaz 20 °, bet vertikāli - vismaz 12 °. Uz att. 10.25 parādīta "Viļņu kanāla" tipa platjoslas antenas konstrukcija darbībai kanālu 6 ... 12 frekvenču joslā. Šādas antenas pastiprinājums ir 9 dB. Radiācijas modeļa atvēršanas leņķi ir tādi paši kā attēlā parādītajai antenai. 10.24.

Platjoslas ventilatora vibrators. Lai paplašinātu darbības frekvenču joslu, no liela diametra caurules tiek izgatavots lineārs pusviļņu vibrators. "Biezo" vibratoru trūkums ir ievērojams svars, stiprinājuma un uzstādīšanas sarežģītība. To var izvairīties, ja šādas caurules vietā tiek izmantotas vairākas plānas caurules, kas atrodas vienā plaknē paralēli viena otrai. Šādi vibratori ir izgatavoti no diviem konusiem, kas ir vērsti viens pret otru. Tos sauc par bikoniskiem.

Vienkāršākais bikoniskā vibratora veids ir ventilatora vibrators (10.26. att.), kura katra puse sastāv no vairākām caurulēm, kas atrodas vienā plaknē un novirzās kādā leņķī viena pret otru. Ventilatora vibrators darbojas frekvenču joslā 48,5 ... 100 un 174 ... 230 MHz, t.i., visos 12 VHF skaitītāja diapazona kanālos. Vibratora Alina ir aptuveni l/2 pie 1...5 kanālu vidējās frekvences un 3*l/2 pie 6...12 kanālu vidējās frekvences.

No att. 10.26b var redzēt, ka leņķis starp plaknēm, kurās atrodas vibratora caurules, ir 120° (slīpums pret televīzijas raidītāju), un tas nav nejauši. Lineāra vibratora virziena shēmai horizontālā plaknē ar vibratora garumu, kas vienāds ar l/2, ir astoņnieka forma. Kanālos 6 ... 12 ar vibratora garumu 3 * l / 2 virziena modelis ir izkropļots: galvenā daiva sadalās un televīzijas raidītāja virzienā parādās kritums. Lai labotu starojuma modeli, t.i., novērstu kritumu, izveidojiet to plakņu slīpumu, kurās atrodas caurules

vibrators. Tas ne tikai novērš "astoņas" priekšējās daivas kritumu, bet arī samazina tās aizmugurējās daivas līmeni, kā rezultātā vibrators kanālos 6...12 kļūst virzīgāks nekā kanālos 1...5 .

Platjoslas ventilatora vibratora lauka (sprieguma) pastiprinājums ir 1 (0 dB) kanālos 1...5 un 1,15 (1,3 dB) kanālos 6...12. Balansējošā īsslēgtā tilta garums ir vienāds ar l/4 pie kanāla 1...5 vidējās frekvences un 3*l/4 kanālos 6...12. [šķelts]

Ceļojošo viļņu antena(ABV) ir virziena antena, pa kuras ģeometrisko asi izplatās saņemtā signāla ceļojošais vilnis. Parasti ABV (10.27. att.) sastāv no savākšanas līnijas (1) un vibratoriem (2). Vibratoros elektromagnētiskā lauka inducētais EML fāzē tiek pievienots savākšanas līnijā un nonāk padevējā. Atšķirībā no "Wave Channel" tipa antenām, ABV

visi vibratori ir aktīvi, platjoslas un nav jāskaņo.

Savākšanas līniju ABV veido divas caurules ar diametru 22 ... 30 mm, kas novirzās nelielā leņķī. Tā ir divu vadu līnija ar mainīgu pretestību. Sešas vienāda diametra caurules (vibratori), kas saliektas 120° leņķī, ir savienotas ar katru savākšanas līnijas cauruli 60° leņķī vienādā attālumā viena no otras. Šādi vibratori nodrošina ievērojamu antenas modeļa aizmugurējās daļas samazinājumu, kā rezultātā lielākajā daļā antenas darbības diapazona antenas SAR ir vismaz 14 dB. Savākšanas līnijas caurules ir savienotas kopā ar izolācijas materiāla plāksnēm, kas atrodas augšpusē un apakšā. Vidējo plāksni izmanto, lai nostiprinātu antenu uz masta smaguma centrā.

Padevējs ir savienots ar antenu, izmantojot īssavienojumu, ko veido divas metāla caurules (5) ar metāla džemperi apakšā. Padeveja ar

ar viļņu pretestību 750 m ieiet tilta caurulē, kas atrodas labajā pusē. Tā galam ir pievienots transformators no kabeļa ar raksturīgo pretestību 50 omi (transformatora garums ir 700 ... 750 mm). Otrs kabeļa gals iet cauri augšējais gals labā caurule. Šeit kabeļu pinums ir pielodēts pie tilta labās caurules, bet centrālais vadītājs - pa kreisi. Alīnas tilts (1100 mm) un transformators (700...750 mm) izvēlēti tā, lai kanālu diapazonā 1...5 tas atbilstu apmēram 1/4 no vidējā viļņa garuma, bet kanāliem 6...12 - 3/4 no vidējā viļņa garuma. Tas nodrošina pieņemamu antenas un padeves atbilstību. Ieslēgts

Praksē dažreiz viņi iztiek bez atbilstošas ​​​​ierīces (neliela diapazona uztveršanai). Šajos gadījumos tiek izmantota balansēšanas cilpa no koaksiālā kabeļa segmentiem (sk. 10.12. att.). Tilta punktu A un B var aizsargāt ar pārsegu (4). Ceļojošā viļņa antenas pastiprinājums 1. un 2. kanālā ir 3,5 dB, 3...5 - 4,6, kanālos 6...12 - 8 dB.

10.19. tabula

Zigzaga metra viļņu antena. Antenas konstrukcija ir salīdzinoši vienkārša un novirzes vienā vai otrā virzienā no nominālajiem izmēriem, kas tās izgatavošanas laikā ir neizbēgamas, parametrus praktiski neietekmē. Kā televīzijas zigzaga antena (10.28. att.;

cilne. 10.19) var likt darboties kanālos 1...5 (50...100 MHz) vai 6...12 (174...230 MHz).

Zigzaga antenas ierīce. Divas horizontālas sliedes (2) ar šķērsgriezumu 40 x 40 mm ir piestiprinātas pie koka bloka (1), kura sekcija ir aptuveni 60 x 60 mm 90 ° leņķī. Stieņa galos ir piestiprinātas divas metāla plāksnes

(3), līdz sliežu galiem - tās pašas metāla plāksnes

(4), bet caur dielektriskiem starplikām (5). Strāvas panelis (7) sastāv no divām metāla plāksnēm, kas samontētas uz izolācijas paliktņa. Plākšņu materiāla biezums un to izmēri tiek izvēlēti patvaļīgi, bet attālumam starp plāksnēm jābūt 10 ... 15 mm kanāliem 1 ... 5 un 7 ... 10 mm kanāliem 6 ... 12 . Uz sagatavotās konstrukcijas no trim paralēliem vadiem (6) ar diametru 2 ... 3 mm vai no antenas vada tiek uzvilkts antenas audums. Saliekuma vietās vadi tiek pielodēti pie plāksnēm (3), (4), (7).

Padevējs (8) no koaksiālā kabeļa ar viļņu pretestību 75 omi tiek novietots gar vienu no antenas tīkla iekšējiem vadiem uz barošanas paneli. Kabeļa pinums ir pielodēts pie plāksnes (7). Kabeļa centrālais vadītājs ir pielodēts pie pretējās plāksnes (3). Pievienojot padevēju zigzaga antenai, papildu saskaņošanas-balansēšanas ierīces nav nepieciešamas. Apakšējo plāksni (3) vajadzības gadījumā var iezemēt, jo tas ir nulles potenciāla punkts.

Zigzaga antenai ir divas identiskas starojuma shēmas daivas horizontālajā plaknē, kuru maksimumi ir orientēti perpendikulāri antenas tīkla plaknei. Tādējādi šīs antenas uztver signālus no priekšpuses un aizmugures, piemēram, lineāru vai cilpu pusviļņu vibratoru, kas rada briesmas

saņemt traucējumus no pretējā virziena. Būtiski uzlabot darbu / zigzaga antena var būt saistīts ar tās sarežģītību, izmantojot reflektoru (10.29. att.). Atstarotāju veido horizontāli vadi, kas piestiprināti pie koka vai metāla rāmja. Antenas loksne tiek attālināta no reflektora plaknes par noteiktu attālumu E (10.19. tabula).

Šīs antenas starojuma shēmai ir viena galvenā daiva, un praktiski nav aizmugures daivas. Atstarotāja klātbūtne palielina pastiprinājumu 1,5...2 reizes. Kanālos 1 ... 5 zigzaga antenas pastiprinājums vienmērīgi palielinās no 7,8 dB pirmajā kanālā līdz 14 dB piektajā, bet kanālos 6 ... 12 - no 7,8 līdz 10 dB.