廣大無(wú)線電愛(ài)好者都知道無(wú)線電通信是利用電磁波在空間的傳播來(lái)傳遞信息的。 但是電磁波又是怎樣把信息傳遞出去的呢?對(duì)于無(wú)線電信號(hào)是怎樣發(fā)送和接收的,估計(jì)大部分人就不太清楚了,來(lái)聊聊無(wú)線電信號(hào)是怎樣發(fā)送和接收的,我們以話音為例說(shuō)明無(wú)線電信號(hào)發(fā)送的基本原理: 我們知道,人的耳朵能聽(tīng)到頻率大約在20~20千赫茲范圍內(nèi)的聲音,通常把這一頻率范圍稱為音頻。聲波在空氣中傳播的速度很慢,大約每秒傳播340米,而且衰減很快,一個(gè)人無(wú)論怎樣高聲喊叫,他的聲音也不會(huì)傳得太遠(yuǎn)就是這個(gè)原因。為了把聲音傳遞到幾公里以外甚至更遠(yuǎn),常用的方法是把聲音變成電信號(hào),然后,再設(shè)法把電信號(hào)傳遞出去。將聲音變成電信號(hào)的任務(wù)一般由話筒來(lái)完成。當(dāng)指揮員對(duì)著話筒講話時(shí),話筒就輸出相應(yīng)的電壓,這個(gè)電壓的變化規(guī)律與聲音的變化規(guī)律相同。經(jīng)過(guò)話筒變換后的電信號(hào)怎樣才能傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)處呢? 我們知道,交變的電磁振蕩可以利用天線向空中輻射。但是天線必須要有合適的尺寸,無(wú)線電波才可以有效輻射。具體地說(shuō),天線長(zhǎng)度必須和電磁振蕩波的波長(zhǎng)相比擬,才能高效地輻射電磁振蕩。 聲音信號(hào)的頻率約為20赫茲~20000赫茲,其波長(zhǎng)范圍為15千米~15000千米,想要制造出與此尺寸相當(dāng)?shù)奶炀€顯然是很困難的。因此,直接把音頻信號(hào)輻射到空中去也并不容易,即使輻射出去,各個(gè)電臺(tái)所發(fā)出的聲音信號(hào)頻率都幾乎相同,它們?cè)诳罩谢煸谝黄?,收?tīng)者也是無(wú)法選擇所要接收的信號(hào)的。 人們發(fā)現(xiàn),在實(shí)際生活中男聲不如女聲傳的遠(yuǎn),而女聲的頻率的確比男生的頻率高,那么“在一定條件下,高頻比低頻傳得遠(yuǎn)”這個(gè)結(jié)論便產(chǎn)生了,科學(xué)家們隨后產(chǎn)生了這樣一個(gè)設(shè)想:如果要達(dá)到同一個(gè)目的地,走路肯定不如坐車快,而且還需要一定的體力,如果傳送低頻(音頻)也能夠象坐車那樣,到地方再下車,不就完成了低頻(音頻)的遠(yuǎn)傳了嗎?因此,便又產(chǎn)生了使用不同的高頻電磁波,把音頻信號(hào)“寄載”到這種高頻電磁波上,由天線發(fā)射出去。這樣,不同的發(fā)射機(jī)可以采用不同的高頻電磁波頻率,使彼此互不干擾,這樣,天線的尺寸不是也可以設(shè)計(jì)的比較小了嗎? 實(shí)踐證明,科學(xué)家的設(shè)想是非常正確的。無(wú)線電發(fā)射機(jī)便是實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)想的綜合體;它產(chǎn)生高頻,完成聲與電的轉(zhuǎn)換;還完成低頻與它的“寄載”,最后,經(jīng)過(guò)天線把一個(gè)合成的電磁波送入了太空。 發(fā)射機(jī)中,產(chǎn)生高頻電磁波的部分叫做“高頻振蕩器”,把音頻信號(hào)“寄載”(用音頻信號(hào)去控制高頻振蕩的某一參數(shù))到高頻振蕩波上的過(guò)程叫做“調(diào)制”,經(jīng)過(guò)調(diào)制以后的高頻振蕩波稱為“已調(diào)信號(hào)”。利用傳輸線把已調(diào)信號(hào)送到天線上,就可以把已調(diào)信號(hào)輻射出去,傳送到遠(yuǎn)方。綜合歸納起來(lái),發(fā)射機(jī)必須完成四大任務(wù): 1、把聲音變換成電信號(hào)。 2、產(chǎn)生一定功率的高頻振蕩波。 3、用音頻信號(hào)去控制高頻振蕩波的某一參數(shù),即調(diào)制。 4、發(fā)送電磁波。 要完成這四項(xiàng)任務(wù),發(fā)射機(jī)必須包括發(fā)送端變換器(發(fā)話時(shí)為話筒)、高頻振蕩器、調(diào)制器、高頻放大器、發(fā)射天線和電源。 接收: 無(wú)線電波傳輸?shù)浇邮盏攸c(diǎn)后,接收機(jī)的任務(wù)是把空中傳送來(lái)的電磁波接收下來(lái),并把它恢復(fù)成為原來(lái)的信號(hào)。 接收電磁波的任務(wù)是由接收天線來(lái)完成的。 這里需要注意的是,由于無(wú)線電臺(tái)的數(shù)量很多,在同一時(shí)間里接收天線所接收到的信號(hào)中,不僅包括我們希望收到的電臺(tái)信號(hào),還包括著若干個(gè)我們不需要收聽(tīng)的其他頻率的信號(hào)。這些無(wú)線電波之所以采用了各種不同的載波頻率,其目的就是讓接收者按照電臺(tái)載波頻率的不同,設(shè)法“選擇”出自己所要接收的信號(hào)。 因此,“選擇性”成為無(wú)線電接收機(jī)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 由接收機(jī)中的“選擇性電路”選擇所要接收的某個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波,利用它直接去推動(dòng)耳機(jī)(收信裝置)是不行的,還必須先去掉它曾經(jīng)被“寄載”的高頻,把它恢復(fù)成原來(lái)的音頻信號(hào)。這種從高頻電磁波中檢取出音頻信號(hào)的過(guò)程叫做解調(diào),相應(yīng)的部件叫做解調(diào)器。把檢波器輸出的音頻信號(hào)送到耳機(jī),才可以收聽(tīng)到所需要的信號(hào),所謂“從汽車上下來(lái)的還是上車的那個(gè)人”,通信就實(shí)現(xiàn)了。 |
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