книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил буквопечатающие телеграфные аппараты
..pdfтура создает в нем напряжение, а это последнее возбуж
дает колебания во |
вторичном |
контуре. |
А в т о т р а н с ф о р м а т о р н а я с в я з ь (рис. 42). |
||
При этом виде связи |
контуры |
имеют общую катушку |
Ссв
Рис. 41. Схема емкостной связи |
Рис. 42. Схема |
автотрансфор |
контуров |
маторной связи контуров |
|
связи LCB. ЭДС, наводимая |
током первичного контура |
|
в LCB, возбуждает колебания во вторичном |
контуре. Та |
ким образом, энергия из контура в контур переходит че рез магнитное поле. Но, кроме того, часть энергии пере ходит во вторичный контур непосредственно, благодаря наличию электрического соединения между контурами.
Связные колебательные контуры применяют в раз личного вида радиоаппаратуре (телевизоры, радиопри емники, усилители, генераторы и др.) для преобразова
ния и усиления |
колебаний. |
§ 15. |
ИЗЛУЧЕНИЕ РАДИОВОЛН |
Рассмотренные выше колебательные контуры явля ются закрытыми, они практически не могут излучать энергию в пространство.
Излучение электромагнитной энергии в пространство осуществляется с помощью о т к р ы т ы х к о л е б а т е л ь ных к о н т у р о в .
Открытый колебательный контур в принципе не от личается от замкнутого связного контура. В нем вторич ный контур выпрямлен, преобразован в антенну (рис. 43). В открытом контуре индуктивность и емкость распре делены по длине провода. Чтобы такой контур (ан тенна) мог излучать электромагнитные волны, его ин дуктивно связывают с источником переменного тока вы сокой частоты.
70
Величина энергий, которую излучает открытый койтур, зависит от частоты тока. При низкой частоте коли чество излучаемой электромагнитной энергии составляет незначительную часть всей энергии электромагнитного
поля. |
Чем выше |
частота тока, |
тем |
|
|
||||||
большая |
часть |
электромагнитной |
|
|
|||||||
энергии, создаваемой контуром, бу |
|
|
|||||||||
дет излучаться. |
|
тока вокруг ан |
|
|
|||||||
При изменениях |
|
|
|||||||||
тенны образуются переменные элек |
|
|
|||||||||
трическое |
и |
магнитное |
поля. |
Эти |
|
|
|||||
поля, |
излучаемые |
антенной, |
пред |
|
|
||||||
ставляют |
собой |
электромагнитные |
|
|
|||||||
волны — радиоволны. Длина волны, |
|
|
|||||||||
то есть расстояние, |
которое |
волна |
|
|
|||||||
проходит за один период колебания |
|
|
|||||||||
тока в антенне, зависит |
от частоты |
А\- |
|
||||||||
тока. |
Поскольку |
скорость |
распро |
|
|||||||
|
|
||||||||||
странения |
радиоволн |
постоянна и |
|
|
|||||||
равна скорости света с, легко опре |
|
|
|||||||||
делить длину волны, |
зная |
частоту |
|
|
|||||||
тока: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 43. Схема пере- |
||
|
|
|
X = |
— |
|
|
|
хода от |
замкнутого |
||
|
|
|
’ |
|
|
контура к |
открытому |
||||
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
контуру |
||
где X — длина |
волны |
в |
м; |
|
300 000 |
км/сек; |
|||||
с —'скорость |
света, |
равная |
|||||||||
f — частота |
в |
кгц. |
|
колебаний |
тока |
в антенне |
|||||
Например, |
если |
частота |
|||||||||
равна |
100 кгц, |
то |
|
|
|
|
|
|
300000
3000 м.
100
В настоящее время радиоволны делят на несколько диапазонов:
сверхдлинный — свыше 10 000 м (менее 30 кгц);
длинный— 1000—10 000 м (30—300 кгц); средний— 100—1000 м (300—3000 кгц); короткий — 10—100 м (3—30 М гц); метровый — 1 —10 м (30—300 М гц); дециметровый — 0,1—0 м (300—3000 Мгц);
сантиметровый— 1—10 см;
71
М иллиметровый — от 10 м м д о десяты х д ол ей миллй-
. м етра.
Для того чтобы передавать с помощью электромаг нитных колебаний (радиоволн) какие-либо сигналы, не обходимо управлять ими. Процесс управления парамет рами колебания высокой частоты называют м о д у л я цией.
Модуляция осуществляется воздействием токов низ кой частоты на высокочастотные колебания, излучаемые
Рис. 44. Изменение тока в антенне при модуляции высокочастотных колебаний микрофоном
радиопередатчиком, и выполняется с помощью специаль ных модуляторных устройств.
Выше уже говорилось, что любые незатухающие ко лебания характеризуются следующими величинами: ам плитудой, частотой и фазой. В зависимости от того, ка кой из этих характеристик электромагнитных колебаний мы управляем, различают амплитудную, частотную и фазовую модуляции.
При передаче речи или музыки управление высоко частотными колебаниями (модуляция) осуществляется при помощи микрофона. Модулирующее напряжение, по лучаемое на выходе микрофона, изменяется неравно мерно, поэтому кривая изменения тока в антенне будет также неравномерной (рис. 44).
При передаче телеграфных сигналов модулирующее
72
напряжение, поступающее с телеграфного аппарата, име ет форму прямоугольных импульсов, что соответствует наличию или отсутствию напряжения (положительному и отрицательному импульсам). Управление колебаниями в передатчике с помощью импульсов тока, имеющих прямоугольную форму,
называется |
т е л е |
|
||||
г р а ф н о й м а н и п у |
|
|||||
л я ц и е й . |
Различают |
|
||||
три |
вида телеграфной |
|
||||
манипуляции: |
ампли |
|
||||
тудную, |
частотную |
и |
|
|||
фазовую. |
а м п л и т у д |
|
||||
|
При |
|
||||
ной |
манипуляции |
ан |
|
|||
тенна |
радиопередатчи |
|
||||
ка |
излучает колебания |
|
||||
только |
при |
положи |
|
|||
тельных (токовых) им |
|
|||||
пульсах |
манипулирую |
|
||||
щего |
|
напряжения, |
|
|||
поступающих |
от теле |
|
||||
графного |
|
аппарата |
|
|||
(рис. 45,а). Амплитуда |
|
|||||
колебаний за один пе |
|
|||||
риод |
изменяться не бу |
|
||||
дет. Частота колеба |
|
|||||
ний в процессе переда |
|
|||||
чи |
каждого |
импульса |
|
|||
остается |
постоянной. |
|
||||
|
При |
ч а с т о т н о й |
|
|||
манипуляции |
под дей |
|
||||
ствием |
манипулирую |
Рис. 45. Изменения тока при мани |
||||
щего |
напряжения |
из |
пуляции телеграфным сигналом: |
|||
меняется частота излу |
а — амплитудная манипуляция; б — час |
|||||
тотная манипуляция; в — фазовая мани |
||||||
чаемых |
передатчиком |
пуляция |
колебаний; токовой по сылке соответствует частота /д, а бестоковой — частота
передаваемых колебаний Fz (рис. 45,6).
При ф а з о в о й манипуляции под действием манипу лирующего напряжения фаза колебаний высокой ча стоты изменяется ма какой-либо угол, например на 180° (рис, 45,в).
§ 16. ПРИЕМ РАДИОВОЛН
Для того чтобы принять излучаемые радиопередатчи ком радиоволны, необходимо радиоприемное устройство. Радиоприемное устройство выполняет следующие за дачи:
—■извлекает электромагнитную энергию проходящих радиоволн;
—выделяет нужный -сигнал из всех принятых сиг
налов;
—усиливает принятый сигнал;
—■преобразует усиленный сигнал (колебания) в фор му, удобную для восприятия человеком или аппаратом.
Извлечение (улавливание) энергии проходящих ра диоволн производится антенной. Электромагнитное поле, воздействуя на антенну, приводит к возникновению в ней тока. Колебания тока в антенне приемника будут соот ветствовать колебаниям электромагнитного поля, то есть совпадут с изменениями тока в антенне радиопередат чика.
В приемной антенне сигналы любой радиостанции возбуждают колебания. Следовательно, необходимо из массы радиоволн, поступающих на антенну, выбрать электромагнитные колебания только нужной нам стан ции. Этот выбор осуществляется путем изменения соб ственной частоты колебательного контура антенны та ким образом, чтобы он был настроен в резонанс с ча стотой, излучаемой передающей антенной радиостан ции, которую хотят принять.
Выделенный сигнал высокой частоты обычно бывает слабым, поэтому его усиливают в блоке (каскаде) приемника, называемом усилителем высокой частоты.
Далее необходимо из усиленных модулированных колебаний высокой частоты выделить низкочастотные колебания, соответствующие переданным сигналам. Процесс, обратный модуляции, называют д е м о д у л я цие й или д е т е к т и р о в а н и е м .
В качестве детекторов используют электронные лам пы или полупроводниковые диоды. Модулированные высокочастотные колебания детектор выпрямляет, пре вращая их в ток одного направления, по своей форме воспроизводящий кривую, которая огибает амплитуду высокой частоты. Тем самым мы получим возможность
7 4
выделить низкочастотные (модулирующие) колебания, которыми и воздействуем на регистрирующие устройст ва (телефонная трубка, громкоговоритель, телеграфный аппарат и т. д .).
Приемники, в которых усиливается принятый сиг нал высокой частоты, называют приемниками прямого усиления. Такие приемники в настоящее время изготов ляются редко. В современных радиоприемниках приме няются более сложные схемы с использованием различ ного вида каскадов усиления и других устройств.
Например, радиоприемники так называемого супер гетеродинного типа состоят из следующих блоков: ан тенны, входного контура, усилителя высокой частоты (УВЧ), преобразователя высокой частоты в промежу точную, усилителя промежуточной частоты (УПЧ), де тектора, усилителя низкой частоты (УНЧ) и источника питания.
Параметры радиоприемника
Для классификации радиоприемников и оценки их качества пользуются объективными данными, характе ризующими электрические параметры приемника. Ос новными параметрами, получаемыми в результате измерений, являются: диапазон волн (частот), чувст вительность, избирательность, полоса пропускания ча стот, выходная мощность и потребляемая мощность.
Д и а п а з о н в о л н — диапазон приемника — это тот участок (или полоса) частот, на котором приемник работает. Диапазон приемника принято указывать в килогерцах, мегагерцах или метрах.
В зависимости от того, для приема какого диапазона частот предназначены приемники, они разделяются на длинноволновые, средневолновые, коротковолновые и ультракоротковолновые (УКВ). Выпускаются также радиоприемники, работающие в широком диапазоне ча стот, — «всеволновые».
Для облегчения настройки некоторые приемники, главным образом коротковолновые, изготовляют с ра стянутой шкалой. У таких приемников весь диапазон частот разбивается на ряд поддиапазонов, которых мо
жет быть до 10—12.
Ч у в с т в и т е л ь н о с т ь радиоприемника — наимень шее значение полезного сигнала, принятого антенной,
7 5
обеспечивающее на выходе приемника такую величину сигнала, которая достаточна для нормальной работы оконечных устройств (телефон, телеграфный аппарат и т. д.). Чувствительность определяется величиной на пряжения на входе приемника и измеряется в микро
вольтах. |
или с е л е к т и в н о с т ь , |
И з б и р а т е л ь н о с т ь , |
радиоприемника — это способность его выделять и уси ливать сигналы только выбранной радиостанции (часто ты) и ослаблять или не пропускать другие сигналы. Таким образом, избирательность приемника определяет ся его способностью отфильтровывать колебания всех частот выше и ниже необходимой. Это достигается кон струкцией колебательных контуров и схемой приемника.
П о л о с а п р о п у с к а н и я ч а с т о т р а д и о п р и е м н и к а — тот интервал ч'астот, который усиливается радиоприемником почти равномерно. Для приема ми крофонных передач (голос, музыка) необходимо усили вать полосу частот от 6000 до 8000 гц, для телеграфных связей — от 500 до 1500 зц.
Если полоса пропускания приемника мала, это при водит к искажению формы принимаемого сигнала. Од нако при увеличении полосы пропускания приемника возрастает уровень помех, создаваемых соседними с принимаемой частотами, и тем самым снижается чувст вительность приемника. Поэтому в приемниках полоса пропускания подбирается в зависимости от формы сиг
налов, для приема которых он |
предназначается. |
В ы х о д н а я м о щн о с т ь , |
или напряжение сигна |
ла на выходе, — электрическая |
мощность, которую при |
емник отдает. Выходная мощность выражается в ваттах или милливаттах. Для обеспечения работы телеграфного
аппарата необходима |
выходная мощность до 1 вт, |
вы |
ходное напряжение 2—5 в. |
эко |
|
П о т р е б л я е м а я |
м о щ н о с т ь характеризует |
номичность приемника и выражается в ваттах. По вели чине потребляемой приемником мощности подбираются источники питания, необходимые для обеспечения ра боты приемника.
Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕЛЕГРАФИИ
§17. ПРИНЦИП ТЕЛЕГРАФНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Воснове действия современного телеграфа лежит принцип передачи по каналу связи знаков (букв, цифр)
при помощи электрического тока, параметры которого (амплитуда, частота, фаза, знак) изменяются в соот ветствии с передаваемым знаком.
Передача меняющегося электрического тока, а сле довательно, и телеграфных знаков производится ком
плексом |
технических средств, который называется к а |
н а л о м |
с вяз и . Если в качестве канала связи исполь |
зуется провод, такой канал принято называть физиче ской цепью (физической линией, каналом). Когда для передачи применяются радиосредства, то это будет ра диоканал связи.
Для передачи телеграфных знаков может быть ис пользован как постоянный, так и переменный ток.
Телеграфирование постоянным током производится по воздушным стальным проводам, телефонным кана лам (цепям) и кабельным линиям и осуществляется не сколькими способами:
— симплексным — передача между двумя станция ми ведется по одному проводу (вторым служит земля) током одного направления поочередно то в одну, то в другую сторону;
— дуплексным — передача ведется по одному про воду одновременно в. двух направлениях (навстречу
77
один другому), током одного направления или двух направлений.
Телеграфирование переменным током производится по уплотненным и неуплотненным телефонным каналам, кабельным, радиорелейным линиям и радиоканалам. При этом применяется ток в виде одиночных посылок одной частоты, ток переменных частот или ток одной частоты, но с разными фазами.
Процессы передачи в канал связи комбинации элек трических посылок, приема этой комбинации и отпечатывания знака на бумаге осуществляются за счет сра батывания соответствующих механизмов телеграфных аппаратов. При нажатии на клавишу аппарата в пере
дающем его узле |
перемещаются определенные детали |
в соответствии с |
кодовой комбинацией передаваемого |
знака. Эти механические перемещения формируют элек трические сигналы, которые в виде токовых и бестоковых посылок подаются в линию связи. Приходящие из канала -связи электрические посылки кодовой комбина ции воспринимаются приемным устройством (электро магнитом, реле), создавая механическое перемещение подвижных частей приемного аппарата.
Следовательно, для передачи сообщения по телегра фу необходимо иметь аппаратуру для преобразования сообщения в сигнал, для передачи сигнала от передат чика по каналу связи к приемнику, а также для обрат
ного |
преобразования сигнала |
в сообщение. Совокуп |
ность |
всех этих устройств |
называется с и с т е м о й |
с в я з и . |
|
Для того чтобы была возможна совместная работа телеграфных аппаратов, расположенных на различных концах канала связи, очевидно, необходимо обеспечить согласованное их действие, например, вращение дви жущих механизмов аппаратов (движущий механизм определяет работу всего аппарата). Вращение механиз мов аппаратов (электродвигателей) должно быть син хронным и синфазным.
Синхронность достигается |
тогда, когда электродви |
|
гатели аппаратов вращаются с одинаковым |
числом |
|
оборотов. |
вращение, при |
котором |
Синфазность — это такое |
вращающиеся механизмы в любой момент времени имеют одинаковую фазу, то есть одинаковые углы от
78
клонения от какого-нибудь общего начального поло жения.
Таким образом, в телеграфных аппаратах должно быть обеспечено надежное выполнение довольно слож ных операций. Для того чтобы связь с помощью теле графных аппаратов была возможной, аппараты, рас положенные на линии связи, должны «понимать» друг друга. Это значит, что аппараты должны быть построе ны на использовании одних и тех же сочетаний сигналов (знаков), то есть на одном телеграфном коде.
§ 18. ТЕЛЕГРАФНЫЙ ПЯТИЗНАЧНЫЙ КОД
Телеграфный код — это азбука телеграфных аппара тов, в которой применено условное обозначение знаков (букв, цифр, знаков препинания и т. д.), передаваемых посылками (импульсами) электрического тока. Самая короткая посылка, положенная в основу телеграфного кода, называется элементарной. Токовая посылка обо значается «+ » (плюс), бестоковая «—» (минус). Каж дый знак содержит различное сочетание токовых и бестоковых посылок.
Код может быть неравномерным и равномерным.
В неравномерном коде каждый знак кода состоит из коротких и длинных токовых посылок. Короткая по
сылка называется точкой, посылка |
тока длительностью |
|
в три коротких называется тире. |
а также слова отде |
|
Точки и тире |
(буквы и цифры), |
|
ляются друг от |
друга бестоковыми посылками — про |
белами.
Примером неравномерного телеграфного кода может служить код Морзе (рис. 46). Код Морзе имеет положи тельные свойства— его легко запомнить; телеграмму, переданную кодом Морзе, можно принимать на слух. Однако неравномерность комбинаций кода Морзе, не одинаковая продолжительность времени, затрачиваемо го на передачу различных букв, сильно усложняют устройство телеграфных аппаратов. Поэтому буквопеча тающие аппараты с кодом Морзе в настоящее время не изготовляются.
В равномерном коде каждый знак кодируется ком бинацией из пяти, шести или семи равных по продол жительности элементарных посылок. Как токовые, так
79