Общая схема радиопередачи

Для передачи звуковой информации (звуковых колебаний) на большие расстояния используют электромагнитные колебания. Радиоволна по своей физической природе является обычной электромагнитной волной, которая имеет длину X более 0,1 мм и распространяется в пространстве со скоростью около 300 000 км/с.

Любые магнитные колебания характеризуются амплитудой, периодом и частотой.

Амплитуда колебаний — это наибольший их размах, максимальное значение. В звуковых колебаниях она определяет силу, громкость звука; в электрических — величину тока или напряжения.

Время, в течение которого совершается одно полное колебание, называют периодом колебаний, а их число в единицу времени (в одну секунду) — частотой колебаний.

С частотой электромагнитных колебаний (f) тесно связана длина волны (к), это обратно пропорциональные величины:

где С — скорость света.

Колебания, как звуковые, так и электрические, с частотой от 20 Гц до 20 кГц называют колебаниями звуковой частоты. Дальность распространения сигнала зависит от его частоты (длины волны). Звуковые сигналы, лежащие в диапазоне 20 Гц — 20 кГц, далеко распространяться не будут, так как это сверхнизкие частоты. Для их передачи используют высокочастотные электромагнитные колебания с частотой от сотен килогерц до десятков мегагерц. Простейшая общая схема радиопередачи представлена на рис...

рис... Простейшая схема радиопередачи

В микрофоне (М) звуковые колебания преобразуются в электрические. В результате здесь протекает переменный ток такой частоты, какой была частота звуковых колебаний, действовавших на микрофон. Из микрофона ток звуковой частоты поступает на модулятор, являющийся усилителем этого тока. После усиления ток звуковой частоты (звуковая частота) воздействует на ток высокой частоты (высокую частоту), вырабатываемый генератором высокой частоты (ГВЧ).

Процесс изменения характера колебаний высокой частоты под воздействием звуковой называют модуляцией, а полученные в результате модуляции колебания — модулированными. Модулированные колебания поступают на антенну, преобразуются в ней в электромагнитные колебания и излучаются в пространство.

В радиовещании применяют 3 способа модуляции: амплитудную (AM), частотную (ЧМ), полярную (ПМ), графическое изображение которых представлено на рис...

При амплитудной модуляции (AM) колебания частоты воздействуют на несущую частоту таким образом, что она изменяет свою амплитуду. Высокую частоту вырабатываемую генератором, называют несущей. Для каждой радиостанции она имеет строго определенную величину (согласно договоренности между странами, ведущими передачи в радиовещательном диапазоне). Колебания, полученные этим способом модуляции, называют амплитудно-модулиро-ванными (AM колебаниями). Амплитудную модуляцию используют в радиовещании на коротких (KB), средних (СВ) и длинных (ДВ) волнах, а также при передаче телевизионного изображения.

При частотной модуляции звуковая частота воздействует не на амплитуду, а на частоту несущей, изменяя ее пропорционально изменению тока звуковой частоты (см. рис.). Полученные этим способом колебания называют частотно-модулированными (ЧМ-колебаниями). По сравнению с амплитудной модуляцией ЧМ является более помехозащищенной.

Частотную модуляцию применяют в радиовещании на ультракоротких волнах (УКВ), а также при передаче звукового сопровождения в телевидении (см. рис.).

Радиовещание с амплитудной модуляцией, которое ведется в диапазонах длинных, средних и коротких волн, не может конкурировать по качеству с УКВ-вещанием, так как передает относительно узкий диапазон звуковых частот и подвержено сильному влиянию промышленных и атмосферных помех, а также взаимных помех между соседними по частоте радиостанциями. В то же время зона обслуживания радиостанцией в УКВ диапазоне невелика и ограничена практически зоной прямой видимости (в радиусе примерно 70 км в зависимости от высоты передающей антенны).

Рассмотренные выше способы модуляции применяют в монофонической передаче. Наиболее качественную передачу в УКВ диапазоне обеспечивает стереофоническое радиовещание.

Существует несколько систем стереофонического радиовещания. В нашей стране используется система с полярной модуляцией. Состав и форма получаемых в этом случае колебаний достаточно сложны, но сам принцип полярной модуляции (в упрощенном виде) состоит в том, что сначала сигналами звуковой частоты, поступающими из правого и левого микрофонов, модулируется по амплитуде вспомогательная (поднесущая) частота, вырабатываемая специальным генератором. Частота поднесущей в отечественной системе стереофонического радиовещания равна 31,25 кГц. Положительные амплитуды поднесущей модулируются звуковой частотой правого микрофона, отрицательные — левого. Затем полярномо-дулированная поднесущая (модуляция поднесущей происходит как бы по полюсам, отсюда и название способа модуляции) воздействует на несущую, модулируя ее по частоте, после чего полученные колебания сложной формы поступают на антенну.

Основное преимущество этой системы модуляции — относительная простота и дешевизна радиоприемного устройства. Недостаток системы стереофонической передачи с полярной модуляцией — повышенный уровень шумов. Чтобы увеличить отношение сигнал/шум, полярно-модулиро-ванные колебания подвергают специальной обработке: частично подавляют поднесущую частоту (уменьшают амплитуду соответствующего спектра с последующим восстановлением на стороне приема), а также вносят предискажения для верхних модулирующих частот в правом (Л) и левом (В) каналах. Обработанный таким образом полярно модулированный сигнал называют комплексным стерео сигналом (КСС).

Весь спектр радиоволн, используемых в радиовещании соответствии с международными соглашениями.

Границы радиовещательных диапазонов