Юный техник, 2002 № 05 - страница 24

Параллельными зеркалами пользовались для гадания. В них видели загадочные картины и фигуры. И через них толковали будущее. Но такие явления обязательно должны возникать по чисто физическим причинам. Поэтому не верьте гадалкам. А верьте науке — и прежде всего физике. Будущее она не предсказывает, а создает. Все, что вас окружает дома и на улице — тепло, компьютеры, электрический свет, — все это сделала она, физика!

Рис. 4

Г.ТУРКИНА

Рисунки А.Ильина

Чтобы съесть яблоко, необязательно знать, как выглядит дерево, на котором оно растет. Вот так же и радиоприемник. Его можно слушать, не зная, как он работает. Что касается ботаники, тут мы объясняться не станем. Радио — иное дело.

В Москве по современному дорогому и хорошему по качеству звука приемнику можно слушать только Москву. (Станции Америки и Европы, например «Голос Америки» и «Свобода», ретранслируются станциями из ближнего Подмосковья.) А между тем по старенькому «Океану», «Спидоле» или по допотопно-ламповому «Фестивалю» можно слушать Париж, Лондон, всю Скандинавию — целый мир. Куда же завел нас прогресс? А вот еще вопросы.

Почему телевидение передается не на СВ и КВ, легко пересекающих океаны, а на ограниченных линией горизонта УКВ?

Почему в эфире не всем хватает места? Вспомните, какие громадные деньги платят телеканалы за частоту!

Ведь казалось бы, частота радиосигнала нечто придуманное человеком от большого ума. Частот должно быть не меньше, чем точек на линии. Тогда каждому жителю Земли можно было выделить свой телеканал. Мало того, можно было бы ловить передачи с Марса, из других галактик…

Но все эти «здравые» рассуждения разбиваются о единственный факт. Передать на какой-то одной частоте ничего нельзя. Точнее, можно, но лишь при условии, что для этого отведена вечность. Для любой передачи нужен целый набор частот.

Рассмотрим передачу звуков методом амплитудной модуляции (AM).

Вспомним, амплитуда колебаний соответствует громкости звука, а частота — высоте тона. Посмотрите при случае осциллограмму музыки. Довольно красивое чередование извилистых линий. Все это бесконечно развивающийся график зависимости напряжения от времени. Приглядевшись, можно усмотреть в них и дух музыкального произведения. Некоторые звуки, например, свист, чистая музыкальная нота, дают колебания, близкие к синусоидальным. Большинство же звуков дают колебания, более сложные по очертанию. Но их можно представить в виде суммы простых синусоид разных частот. (Не только осциллограмму звука, но и вообще любую линию можно разложить на отдельные синусоиды. Из них же ее можно составить вновь.) Зная набор частотных составляющих, говорят о спектре колебания.

Спектр нашего голоса содержит частоты примерно от 300 Гц до 3…4 кГц. Для хорошего воспроизведения музыки нужен спектр частот от 50 Гц до 10…12 кГц.

Вообще же человеческое ухо способно слышать в диапазоне от 16 Гц до 16 кГц, и чем ближе к этим значениям границы полосы частот всего тракта передачи, тем естественнее звучание.

Радиовещательные станции в диапазонах ДВ — КВ работают методом амплитудной модуляции. Посмотрим, что при этом происходит.

Возьмем генератор, стабилизированный кварцем. Ни одна сила в мире, в том числе изменение напряжения питания, не способна изменить его частоту более чем на 0,001 %. Подадим напряжение на усилитель. А усилитель будем питать постоянным напряжением, на которое наложено напряжение чистого тона звуковой частоты (рис. 1).

Тогда амплитуда высокочастотного напряжения будет меняться в такт с ним.

На экране осциллографа мы увидим, что на амплитуду высокочастотных колебаний генератора наложена и как бы огибает ее звуковая частота. Но генератор продолжает работать на своей прежней частоте. А то, что мы видели на экране осциллографа, не что иное, как графический результат действия синусоидального напряжения генератора на синусоидальное напряжение звуковой частоты.

Из тригонометрии нам известно, что произведение синусов двух разных аргументов раскладывается на сумму двух синусов: синуса суммы двух аргументов и синуса разности двух аргументов. Поэтому в дополнение к частоте генератора возникают две новые частоты.