"Радио Всем", №10, май 1927 год, стр. 228-229

З. Х.

РАДИОТЕЛЕФОНИЯ ОДНОЙ БОКОВОЙ ПОЛОСОЙ ЧАСТОТ ¹)

Из предыдущих статей мы знаем, как распределяется мощность между несущей и боковыми частотами, причем оказалось, что большая часть мощности приходится на несущую частоту.

Кроме того, еще раньше мы выяснили, что если детектор имеет характеристику, изображенную на черт. 1, то несущая частота на силу приема не оказывает влияния.

Черт. 1.

В таком случае, естественно, возникает мысль: нельзя ли каким-нибудь способом избавиться на передающей станции от несущей частоты с тем, чтобы получить такую же силу приема при значительно меньшей мощности.

По ходу наших рассуждений можно на этот вопрос ответить утвердительно. Но прежде чем перейти к подробностям, необходимо отметить, что если несущая частота не увеличивает силы приема, то для чистоты приема она необходима. В самом деле, допустим, что мы детектируем колебания высокой частоты, модулированные простым тоном. Будем рассматривать два случая: в одном колебания обычной формы, т.-е. содержащие несущую частоту, а в другом — несущая частота каким-нибудь способом устранена.

Первый случай изображен на черт. 2. Здесь кривая «а» представляет обычную форму модулированных колебаний. Детектор, пропускающий ток только в одном направлении, срежет одну половину кривой, что показано кривой «b». Через телефон пойдет ток, имеющий форму кривой «с», т.-е. будет воспроизведена форма модулирующих колебаний.

Черт. 2.

Нечто другое получим во втором случае. Когда из модулированных колебаний устранена несущая частота, то остаются две боковых частоты. Последние представляют собой в нашем случае (при модуляции простым тоном) два синусоидальных колебания высокой частоты, отличающихся друг от друга числом периодов. На основании изложенного в предыдущей статье нетрудно сообразить, что разность чисел периодов равна двойному числу периодов модулирующего тона. При сложении двух таких колебаний получим сложные колебания, имеющие форму кривой «а» (черт. 3). Такие колебания называются биениями ²).

Далее, детектор, так же как и в первом случае, срежет одну половину кривой, и мы получим ток, имеющий форму кривой «b» (черт. 3). Через телефон пойдет ток, изменяющийся согласно кривой «с» (черт. 3). Как видно, эта кривая не представляет собой синусоиды, а некоторую сложную кривую.

Из предыдущего изложения нам известно, что такую кривую можно разложить на ряд синусоид. Если бы мы проделали такое разложение, то оказалось бы, что кроме основного тона с числом периодов, равным числу периодов модулирующего тона, такая кривая содержит еще вторую, четвертую, шестую и т. д. гармоники, амплитуды которых уменьшаются с увеличением номера ³).

Очевидно, что звук в телефоне при прохождение через него тока будет сильно отличаться от передаваемого звука: прием будет искажен.

Следует ли отсюда, что, несмотря на явную выгоду, устранять несущую частоту нельзя из-за искажений. Отнюдь нет.

Действительно, ведь колебания несущей частоты представляют собой простые синусоидальные колебания, ничем не связанные с передаваемыми звуковыми колебаниями: какие бы звуки ни передавались — несущая частота данной станции остается одной и той же. Наоборот, одни и те же звуки можно передавать на разных волнах, следовательно, несущие частоты будут разные.

Черт. 3.

Таким образом, мы приходим к выводу, что хотя несущая частота и нужна для приема, но с характером передаваемых звуков не связана; ни тембр, ни тон, ни сила звука от нее не зависят. А раз это так, то для целей приема совершенно безразлично, где производятся колебания несущей частоты: на передающей станции или в любом другом месте. В частности, эти колебания можно производить на месте приема и добавлять их к принимаемым колебаниям. Очевидно, что в этом случае мы получим в телефоне передаваемый звук без искажений.

Что касается мощности источника колебаний несущей частоты, то нетрудно сообразить, что она должна быть в этом случае чрезвычайно небольшой. Мощности, которую может доставить катодный генератор, работающий на одной усилительной лампе, хватит с избытком.

Таким образом оказывается возможным ограничиться передачей лишь боковых частот, без всякого ущерба для качества передачи. Экономия мощности при этом получается, как мы видели, чрезвычайно большая.

Существенным недостатком такого способа передачи является сравнительная сложность приемной аппаратуры. Так как наиболее распространенным приемником является детекторный, то слушателей такой передачи нашлось бы не очень много.

По целому ряду причин, о которых речь будет в дальнейшем, описанный метод передачи не нашел себе применения. Как мы уже говорили в самом начале статьи, за границей применяется метод передачи одной боковой полосой частот. Теперь уже по одному названию ясно, что при этом методе из передачи устраняется не только несущая, но и одна из боковых частот.

Посмотрим, как изменятся условия в этом случае. Допустим попрежнему, что модуляция производится простым тоном. Как видно из предыдущего, колебания одной боковой частоты представляют собой при этом простые синусоидальные колебания. Излишне доказывать, что, если мы захотели бы принять на детектор такую передачу, то не только не услышали передаваемого звука, но и вообще ничего не слышали бы, кроме щелчка при включении телефона.

Очевидно, что, как и при приеме двух боковых частот, на принимаемые колебания необходимо наложить колебания от местного источника.

Возникает вопрос: какой частоты должны быть накладываемые колебания. Для того чтобы полностью восстановить форму модулированных колебаний, необходимо накладывать как несущую, так и недостающую боковую частоту. Если бы это было возможно, то после детектирования мы бы услышали в телефоне передаваемый звук.

Но если колебания несущей частоты не зависят от передаваемых звуков и, следовательно, могут быть наложены в месте приема, то этого нельзя сделать с боковой частотой. Ведь боковая частота представляет собой сумму или разность частот несущей и передаваемого звука. Следовательно, для каждого звука эта частота будет другой, и колебания боковой частоты могут быть произведены только на передающей станции.

Таким образом на месте приема мы можем дополнить принимаемые колебания несущей частотой.

Мы уже знаем, что при сложении двух синусоидальных колебаний с мало отличающимися числами периодов получаются биения. После детектирования через телефон пойдет ток, изменяющийся согласно кривой черт. 3с.

Помимо того, что колебания такой формы не дают чистого тона (выше указывалось, что кроме основного тона здесь получается ряд гармоник), частота основного тона ровно в два раза меньше частоты передаваемого тона. Следовательно, при таком способе приема получается полное искажение.

Если на основании этого сделать заключение, что передача одной боковой полосой частот невозможна, то такое заключение будет неправильным.

Дело в том, что мы до сих пор рассматриваем детектор, обладающий характеристикой, изображенной на черт. 1, т.-е. такой детектор, который срезает одну половину кривой, причем проходящая половина не изменяет своей формы. В действительности осуществить такой детектор дело не простое. Применяющиеся на практике кристаллические и ламповые детектора такой характеристики не имеют.

Каковы эти характеристики, как они влияют на рассмотренные до сих пор явления, каковы достоинства и недостатки этих детекторов — все это составит предмет следующей беседы.