З. Х.
Всем, даже молодым радиолюбителям, известно, как быстро развивается радиотехника и, в частности радиотелефония. Но чем больше она развивается, чем шире и прочнее ее завоевания, тем более широкие задачи ставит перед ней жизнь.
Возьмем для примера вопрос о расстоянии, на котором может быть установлена радио-связь. Радиотелеграф достиг в этом отношении больших успехов: радиотелеграфная связь существует между пунктами, удаленными друг от друга на тысячи километров (свыше 10.000 км). Радиотелефонная же связь на такие расстояния представляет большие трудности. Основное затруднение заключается в том, что для перекрытия очень больших расстояний требуются чрезвычайно большие мощности, несравненно большие, чем при радиотелеграфной связи (объяснение будет дано ниже). С другой стороны управление такими большими мощностями при телефонии весьма затруднительно. Если принять во внимание, что стоимость радиотелефонной станции для связи на расстояния порядка 10.000 км может достигнуть баснословной цифры, то станет ясным стремление радиотехников найти новые способы телефонирования — более лекгие в осуществлении и более экономические.
Возьмем другой немаловажный вопрос о качестве радиотелефонной передачи. В этом отношении уже достигнуто многое, но требования радиослушателей повышаются: они хотят получить, слушая передаваемый концерт, такое-же художественное впечатление, как если бы они находились в концертном зале. Очевидно, что современные передачи даже лучших заграничных станций этому условию не удовлетворяют. Правда, здесь очень много причин, не связанных со способом радиопередачи, но и он вносит свою немалую долю в искажение передаваемых звуков. Повидимому и здесь не лишним был бы какой-то новый способ радиотелефонии, который не обладает недостатками обычно применяемого способа.
Можно привести еще ряд вопросов из области радиотелефонии, над которыми много работают современные радиотехники, но все они, в конечном счете, сводятся к указанным двум основным задачам.
В настоящей и ряде последующих статей будут разобраны основные явления радиотелефонии, ее недостатки и методы их устранения, а также те новые способы, которые начинает применять радиотехника для решения указанных задач.
Радиосвязь осуществляется, как известно, при помощи электромагнитных колебаний высокой частоты. Так, например, радиотелефонная передача происходит на волнах от 5.000 до 200 метров, что соответствует частоте от 60.000 до 1.500.000 периодов в секунду. Частота же звуковых колебаний, воспринимаемых человеческим ухом, лежит в пределах от 50 до 15.000 периодов в секунду. Каким же образом возможна передача звуков по радио.
Применяемый в настоящее время способ радиотелефонной передачи заключается в следующем.
Допустим, что имеющийся в нашем распоряжении передатчик, дает в антенну ток высокой частоты, который может быть изображен кривой черт. 1b.
Допустим далее, что нам нужно передать звук камертона 1), который дает во вторичной обмотке микрофонного трансформатора ток, кривая которого изображена на черт. 1а. В дальнейшем будем его называть током звуковой частоты.
Теперь заставим каким-нибудь способом амплитуду колебаний высокой частоты изменяться в такт колебаниям камертона, т.-е. чтобы в момент наибольшего положительного значения тока звук. частоты, амплитуда колебаний высокой частоты была наибольшей; в момент когда ток звук. частоты проходит через нулевое значение 2) амплитуда колебаний в. ч. также принимала то значение, которое она имела, когда камертон еще не звучал: наконец, в момент наибольшего отрицательного значения микр. тока амплитуда колебаний стала наименьшей.
Таким образом мы получим кривую черт. 1с. Как видим, пока камертон не звучал, амплитуда тока высокой частоты не изменялась. Это соответствует «холостому ходу». Так обозначается работа радиотелефонного передатчика, когда микрофон бездействует. Начиная от момента т, амплитуда тока высокой частоты изменяется в такт изменениям микрофонного тока. Если вершины этой кривой соединим плавной линией (эта линия называется огибающей кривой) то получим кривую тока звуковой частоты. (См. пунктирные кривые на черт. 1с). Колебания высокой частоты с переменной амплитудой называются в радиотехнике модулированными колебаниями. Тот процесс, который позволяет осуществить такое изменение амплитуды, называется модуляцией.
При внимательном рассмотрении кривой черт. 1с можно заметить, что наименьшее значение амплитуды колебаний высокой частоты не равно нулю. Но это имеет место только в рассмотренном частном случае. Нетрудно видеть, что в зависимости от величины амплитуды колебаний звуковой частоты это наименьшее значение может быть больше или меньше, а может также быть равным нулю. Последний случай будет иметь место тогда, когда амплитуды огибающей кривой и кривой тока высокой частоты будут равны между собой (см. черт. 2с).
Чем меньше наименьшее значение амплитуды колебаний высокой частоты, тем более глубока модуляция. Как увидим дальше, глубина модуляции имеет весьма важное значение в радиотелефонии, поэтому нужно уметь охарактеризовать ее в числах. Для этого введено понятие «коэффициент модуляции», который представляет собой частное от деления разности между наибольшей амплитудой тока и амплитудой при холостом ходе на амплитуду холостого хода. Обычно эту величину еще умножают на 100 и получают коэффициент модуляции в процентах. В виде формулы это намечается так:
| K = | I1 | 100% |
| I0 |
Коэффициент модуляции не может быть больше 100%. Последнее будет иметь место в указанном уже случае, когда амплитуды колебаний звуковой и высокой частоты равны между собой, что изображено на черт. 2с. Существует много способов, при помощи которых заставляют амплитуды колебаний высокой частоты изменяться в такт колебаниям звук. частоты.
Если модулированный ток высокой частоты будет возбуждать антенну передающей радиостанции, то антенна будет излучать энергию. Мы не будем здесь рассматривать всех промежуточных явлений, а предположим, что колебательный контур приемника в точности воспроизводит форму модулированного тока в антенне передающей станции.
Напряжение получающееся на обкладках конденсатора или на зажимах катушки самоиндукции попадает обычно на детектор. В зависимости от рода и схемы приемника присоединение детектора и телефона может быть различным. Но для наших рассуждений это безразлично. Для нас важно лишь следующее: в зажимам детектора приложено переменное напряжение, форма кривой которого ничем не отличается от формы кривой тока в антенне передающей станции.
Ясную картину работы детектора дает нам его «характеристика», т.-е. график, изображающий зависимость между силой тока, проходящего через детектор от напряжения, приложенного к его зажимам.
На этом мы сейчас остановимся, чтобы в следующем номере Р. В. продолжить нашу беседу.
1) Мы здесь взяли для примера звук камертона, т. к. он дает простейшие колебания. Звуки же человеческого голоса или музык. инструментов дают кривые более сложные. (стр. 99.)
2) Это соответствует точке пересечения кривой черт.1а с горизонтальной линией Ot, (стр. 99.)