Радио и телевидение?.. Это очень просто!

Айсберг Евгений Давыдович

Рис. 164. Модулирующий сигнал низкой частоты (а) и модулированный по частоте ток высокой частоты — его амплитуда остается неизменной (б).

Н. — Именно это и объясняет чудовищную ширину боковых полос модуляции, которые, как ты мне сказал, могут достигать 100 кГц.

Л. —

Разумеется, и благодаря этому можно получить очень высокое соотношение между фортиссимо и пианиссимо передаваемых звуков.

Н. — Почему? Ведь при AM можно иметь удвоенные амплитуды, а на другом конце волны амплитуды почти равны нулю.

Л. — Эта последняя возможность… невозможна. Нельзя чрезмерно снижать амплитуду волн, так как они должны оставаться выше уровня фонового шума.

Н. — Что ты так называешь? Не своеобразный ли свист, слышимый в приемнике при отсутствии передачи?

Л. — Точно. Это вызывается целым комплексом внутренних и внешних факторов. Во-первых, существуют атмосферные и промышленные помехи; во-вторых, в самом приемнике (в полупроводниковых приборах и в резисторах) наблюдается тепловое движение, порождающее этот свист, уровень которого должны превосходить даже самые слабые ноты передаваемой музыки. Это означает, что соотношение между самыми сильными и самыми слабыми звуками, передаваемыми с AM, относительно ограничено (рис. 165).

Рис. 165. При AM пределы модуляции ограничиваются удвоенной амплитудой немодулированной волны по максимуму и внутренними шумами (по минимуму).

Н. — А каково наибольшее соотношение между фортиссимо и пианиссимо оркестра, когда мы его слушаем в зале?

Л. — Оно может достигать десяти тысяч. Даже при ЧМ при приеме нельзя воспроизвести такого высокого соотношения. Однако удастся получить вполне достаточное соотношение в громкости звуков.

Итак, подведем итоги: ты видишь, что модулированная по частоте волна имеет постоянную амплитуду. Ее частота изменяется в соответствии с частотой модулирующих сигналов. Если, например, используются сигналы с частотой 1000 Гц, то частота излучаемой волны изменяется 1000 раз в секунду. А размах этих изменении частоты зависит от амплитуды модулирующих сигналов.

Н. — Если я правильно понял, здесь частота передаваемых звуковых сигналов не ограничена полосой 4500 Гц, как при AM.

Л. — Разумеется. И именно в этой ширине передаваемой полосы частот, а также в неограниченном соотношении их амплитуд заключайся несомненное превосходство ЧМ над AM. Кроме того, стабильность амплитуды волн обеспечивает прекрасный

коэффициент полезного действия (к. п. д.) передатчиков.

Как модулируют частоту?

Н. — Как осуществляют в передатчике модулирование несущей волны по частоте? Я предполагаю, что здесь нужно изменять настройку колебательного контура генератора высокой частоты.

Л. — Твое предположение логично и справедливо. А ты знаешь, от чего зависит частота настройки этого контура?

Н. — Разумеется. От величины его индуктивности и емкости. Но как удается изменять их в зависимости от токов НЧ?

Л. — Изменяют емкость. Для этой цели можно даже сделать микрофон в виде конденсатора, одна из обкладок которого жесткая, а другая достаточно эластичная, чтобы вибрировать под воздействием звуковых волн (рис. 166).

Рис. 166. Для осуществления ЧМ можно использовать в качестве микрофона конденсатор, емкость которого изменяется под воздействием звуковых волн и тем самым заставляет изменяться частоту передатчика.

Однако такой микрофон страдал бы недостаточной верностью воспроизведения звуков. Поэтому используют схемы, в которых внутренняя емкость между двумя электродами электронной лампы изменяется под воздействием напряжений НЧ, приложенных к ее управляющей сетке. Схему этого устройства я рисовать не буду.

Н. — А нельзя ли для этой цели использовать полупроводниковые приборы?

Л. — Можно, так как существуют полупроводниковые диоды, представляющие собой настоящие конденсаторы. Если к ним приложить напряжение в направлении, противоположном тому, в котором они пропускают ток, то переход выполняет роль диэлектрика, разделяющего две обкладки конденсатора. Однако в зависимости от величины приложенного напряжения переход становится более или менее «тонким», что изменяет емкость этого оригинального конденсатора. Чем выше напряжение, тем «толще» становится переход, и меньше емкость.

Н. — Следовательно, если на такой диод подать создаваемые микрофоном напряжения НЧ (рис. 167) и если диод-конденсатор является частью колебательного контура генератора ВЧ передатчика, можно осуществить ЧМ, не так ли?

Рис. 167. Диод Д под воздействием микрофонных сигналов изменяет частоту колебательного контура.

Л. — Я констатирую, что ты прекрасно понял принцип частотной модуляции, и поздравляю тебя с успехом.