ФИЗИКА (лекции часть 1) - Колебания и волны

Поскольку в ЭМВ энергии электрического и магнитного полей взаимно превращаются друг в друга, из равенства плотностей (2.25) получим

движения). В векторной форме поток электромагнитной энергии называется вектором УмоваПойнтинга:

сторону скорости волны. Максвелл установил, что если тело полностью поглощает энергию

Это давление очень мало, тем не менее, в опытах П.Н.Лебедева на примере световых ЭМВ оно было экспериментально измерено.

2.7. Основы радиосвязи

Электрические колебания звуковой частоты(до 20 кГц) не могут непосредственно возбуждать ЭМВ вследствие малой величины токов смещения на этих частотах. Поэтому для передачи сигналов с помощью ЭМВ в радиотехнике используются колебания более высоких частот (105...1010 Гц), способные создавать сильные токи смещения, а значит, и возбуждать мощные ЭМВ. Передача же колебаний звуковой частоты осуществляется с помощ модуляции колебаний высокой частоты(ВЧ) колебаниями низкой звуковой частоты(НЧ). Наиболее широко в радиовещании используется амплитудная модуляция, заключающаяся в том, что амплитуда колебаний ВЧ генератора изменяется в соответствии с колебаниями звука.

Блок-схема радиопередатчика показана на рис. 2.12.

ВЧ колебания тока типа i=io×sinwt поступают с генератора в модулятор, куда поступают и НЧ звуковые колебания с частотойW с микрофона, усиленные усилителем НЧ. В модуляторе осуществляется модуляция ВЧ колебаний, которые после усиления усилителем ВЧ подаются на выходной открытый вибратор, откуда излучаются в окружающее пространство в виде

21

максимальную амплитуду тока ВЧ колебания. Таким образом, модулированное ВЧ колебание состоит из трех гармонических колебаний: с частотой w (несущая частота) и частотами w-W и w+W (боковые частоты). Однако, поскольку w>>W, частоты колебаний мало отличаются

проводнику открытого вибратора передатчика(см. рис.2.11), то ток в антенне приемника максимален, если она параллельна антенне передатчика. После усиления ВЧ модулированного сигнала он поступает на детектор, где происходит выделение из него звукового НЧ колебания.

Схема детектора показана на рис. 2.14. Он представляет собой типичный выпрямитель переменного тока с высокочастотным диодом. Диод пропускает ток только в одно направлении, и, если бы в схеме не было конденсатора, то на сопротивлении выделялись бы только положительные полупериоды ВЧ сигнала (рис.2.14,б). При подключении конденсатора

электрического колебания. Очевидно, постоянная времени RC-цепи t=RC должна быть такой, чтобы напряжение на конденсатореС не успевало заметно измениться за время периода ВЧ сигнала (t>Твч), но успевало измениться за время периода НЧ колебания (t<<Тнч).

Коэффициент усиления любого электронного прибора (транзистора, электронной лампы) уменьшается с увеличением частоты сигнала, поэтому уже в диапазоне коротких волн коэффициент усиления усилителя ВЧ резко уменьшается, что уменьшает и чувствительность радиоприемника. Этот недостаток устранен в супергетеродинном приемнике, где в первый

22

элемент усилителя - смеситель - вводятся два ВЧ сигнала: сигнал принимаемой станции w и сигнал из специально встроенного в приемник генератора-гетеродинаwГ (на рис.2.13 указан штрихами). В результате на выходе смесителя появляется сигнал с промежуточной частотой w-wГ, много меньшейw, который легко затем усиливается резонансным усилителем ВЧ и

частота гетеродина так, что промежуточная частота не меняется. Для этого оба переменных конденсатора насаживается на общую ось.

23