Принцип радіопередачі та характеристика діапазонів частот. Схеми

Радіомовлення - це передача звукових програм для одно­часного прийому їх значною кількістю слухачів. Для передачі звукової інформації на значні відстані використо­вують електромагнітні коливання, які мають визначені амплітуду, період і частоту. Амплітуда коливань — це найбільший їх розмах, максимальне значення, вона визначає гучність звука. Період коливань - це інтервал, протягом якого здійснюється одне повне коливання. Частота коливань - це кількість коливань за одну секунду. Частота звукових коливань, які сприймаються нормальним людським вухом, становить діапазон від 16 до 20000 Гц. Кожне джерело звуків має свою смугу частот. Радіопередача - це процес послідовного перетворення звукових коливань в механічні, електричні, електромагнітні та випромінювання останніх у простір. Процес радіопередачі починається із перетворення звукових коливань за допомогою мікрофона спочатку в механічні коливання мембрани, а потім в електричні коливання звукових частот. Мікрофон виробляє електричний струм низької частоти (НЧ), який відповідає частоті звукових коливань.Струми НЧ від мікрофона, після їх підсилення, за допомогою мікрофонного підсилювача, надходять в модулятор. Туди ж надходять і струми ВЧ, які виробляє генератор. У модуляторі відбувається накладання НЧ коливань на високі коливання. У результаті амплітуда і частота коливань змінюється згідно з передавальним сигналом. Цей процес називається модуляцією. А одержані таким чином коливання називають модульованими, які надходять до антени, де перетворюються в електромагнітні коливання і випромінюються у простір. У радіомовленні і телебаченні використовують три способи модуляції: амплітудну (AM), частотну (ЧМ) і полярну (ПМ). Приамплітудній модуляції струми ВЧ під дією сигналу НЧ змінюють амплітуду згідно з сигналом, що передається. Модуляція - це процес зміни характеру ВЧ коливань (зміна амплітуди, частоти) під впливом НЧ коливань. Причастотній модуляції відбувається зміна частоти ВЧ коливань під впливом НЧ. Частотну модуляцію використо­вують для радіопередачі в ультракороткохвильовому діапазоні (УКХ) та для передачі звукового супроводження телевізійних програм. При полярній модуляції(ПМ) спочатку сигналами звукової частоти, що надходять із лівого та правого мікрофонів, модулюють за амплітудою піднесучу (допоміжну) частоту, яку виробляє спеціальний генератор. Потім полярно-модульована піднесуча частота модулює несучу звичайним способом за частотою. Одержані таким методом коливання складної форми надходять на антену. Діапазон частот - це означений безперервний інтервал частот, в якому коливання та хвилі мають порівняні властивості та умовну назву. Діапазони частот, що приймаються - це області частот чи хвиль, у межах яких настроюються радіоприймачі. Побутові радіоприймальні пристрої призначені для прийому радіосигналів у частотних діапазонах довгих (ДХ), середніх (СХ), коротких (КХ) і ультракоротких (УКХ) хвиль. Розповсюдження радіохвиль — це процес розповсюдження електромагнітних коливань радіочастотного діапазону в просторі. Радіохвилі при розповсюдженні поглинаються, заломлю­ються, відбиваються і розсіюються. Довгі хвилі слабко проникають в іонізовані шари і при цьому не відчувають значного поглинання. Їх розповсюдження слабше піддається змінам стану іоносфери, ніж розповсюдження більш коротких хвиль і тому зв'язок на них більш стійкий протягом доби і року. Середні хвилі: вдень дальність їх розповсюдження є незначною, а вночі дальність різко збільшується, тому можливий прийом значної кількості радіостанцій. Короткі хвилі відносно мало поширюються в іоносфері. Це обумовлює можливість дальнього зв'язку на коротких хвилях при малій потужності передавача. Ультракороткі хвилі проходять крізь іоносферу. Дальність передачі на УКХ залежить від висоти передавальної та приймальної антени. А тому з появою космічних супутників зв'язку дальність передач на цьому діапазоні значно зросла.

Принцип радіоприйому.

Радіоприймання - це процес послідовного пере­творення електромагнітних коливань в електричні, механічні та звукові. У місцях прийому сигнали радіохвиль приймаються за допо­могою приймальної антени. Вони подаються на вхід радіоприймача. В антені передавальної радіостанції струми високої частоти перетворюються в електромагнітні радіохвилі. Антена радіоприймача індукує (приймає) ці сигнали, перетворюючи їх із електромагнітних в електричні. Вибірковий прийом конкретної радіостанції виконується вхід­ним вибірковим пристроєм (ВВП) приймача. Прийнятий радіосигнал буває дуже слабким тому, що у міру віддаляння радіоприймача від передавальної станції енергія електро­магнітних хвиль зменшується. Тому прийняті ВЧ сигнали у радіоприймачеві підсилюються за допомогою підсилювача високої частоти (ПВЧ). Але органи людського слуху здатні сприймати тільки НЧ радіосигнали, тому від ВЧ радіосигналів позбавляються в радіоприймачеві за допомогою детектора (Д). Детектування - це процес виділення НЧ корисного радіосигналу (коливань НЧ) із прийнятого модульованого ВЧ радіосигналу. Виділені таким чином струми НЧ підсилюють за допомогою підсилювача низької (ПНЧ). Потім їх подають на гучно­мовець або в акустичну систему, де електричні сигнали перетво­рюються спочатку в електромагнітні, потім в механічні коливання мембран та дифузорів і в звукові. Сучасна радіоапаратура, яка призначена для прийому передач радіомовних станцій побудована за супергетеродинною схемою. Структурні схеми супергетеродинних радіоприймачівбувають: без УКХ діапазону; з ультракороткохвильовим діапазоном; стереофонічні радіоприймачі. На вході радіоприймача вмонтована антена, яка призначена для прийому радіосигналів. ВВП здійснює виділення корисного сигналу із всієї сукупності радіосигналів, які приймаються антеною. Підсилювач високої частоти (ПВЧ) призначений для збільшення напруги сигналу на його несучій частоті. Перетворювач частоти (ПЧ) складається із змішувача (Зм) та гетеродину і використовується для перетворення коливань різної частоти, які називають коливанням проміжної частоти. Підсилювач проміжної частоти (ППЧ) здійснює основне підсилення корисного сигналу, забезпечує необхідну вибірність за сусіднім каналом і чутливістю радіоприймача. На вході сучасних радіоприймачів використовують автоматичне регулювання підсилення (АРП) з метою підтримання постійної напруги проміжної частоти. У детекторі (Д) відбувається перетворення модульованих коли­вань високої (проміжної) частоти в електричні коливання низької частоти. Підсилювач низької частоти (ПНЧ) підсилює низькочастотні коливання, які утворені на виході детектора.