Чтение онлайн

Мы знаем, что звук и электрический ток — явления совершенно разные. Звук — это колебания частиц воздуха, электрический ток — движение электронов.

Радиосвязь основана на электрических процессах — излучении, распространении и приеме электромагнитных волн. Значит, чтобы передать речь, музыку или иные звуки по радио, их нужно каким-то путем преобразовать в колебания электрического тока. Впрочем, это умели делать еще задолго до изобретения радио и применяли в обычной проводной телефонии.

Взгляните на рис. 13. Он поясняет устройство простейшего микрофона — прибора, превращающего звук в колебания электронов.

Рис. 13. Устройство простейшего микрофона.

Микрофон состоит из металлического корпуса 1, тонкой графитовой пластинки — мембраны 2, изолированного контакта 3 и угольного порошка 4, заполняющего пространство между мембраной и контактом.

Если включить микрофон в цепь электрической батареи, то через угольный порошок потечет ток. Сила этого тока будет зависеть от того, насколько сдавлен порошок. Рыхлая порошковая масса, состоящая из множества крупинок угля, оказывает электрическому току большое сопротивление. Если же надавить на мембрану, то порошок станет более плотным, его крупинки теснее сомкнутся друг с другом и их сопротивление электрическому току уменьшится. А от величины сопротивления цепи зависит сила тока в ней. Чем меньше сопротивление, тем больше сила тока. Периодически надавливая на мембрану, можно изменять сопротивление угольного порошка, а значит, и силу тока, проходящего через микрофон.

То же самое происходит, когда на микрофон «давят» звуковые волны. Встречая мембрану, они заставляют ее колебаться с частотой звука. При этом и сила тока в цепи микрофона также начинает пульсировать в полном соответствии со звуковыми колебаниями, как это показано на рис. 14.

Рис. 14. Пульсация тока в цепи микрофона.

Так осуществляется превращение звука в колебания электрического тока. Как бы ни был сложен звук, какие бы тончайшие оттенки он ни принимал, всегда можно получить колебания электрического тока, в точности ему соответствующие.

«Озвученное» электричество можно передать по проводам на любое расстояние, как передают обычный электрический ток.

Обратная задача — превращение колебаний электрического тока в звук — решается с помощью всем известных приборов — телефонных наушников и громкоговорителей.

Устройство простейшего телефонного наушника можно видеть на рис. 15.

Рис. 15. Устройство простейшего телефонного наушника.

На магнитный сердечник С надета проволочная катушка К. Поблизости от сердечника расположена мембрана из тонкой жести М. Эта мембрана притягивается к сердечнику с определенной силой.

Если через катушку пропустить постоянный электрический ток, то возбуждаемые им магнитные силы, взаимодействуя с магнитной силой сердечника, увеличивают или уменьшают притяжение мембраны (это зависит от направления тока). Если через катушку течет переменный ток, то сила, воздействующая на мембрану, изменяется периодически, с частотой этого тока. Поэтому мембрана начинает колебаться. Ее колебания передаются окружающему воздуху, и в нем возникают звуковые волны. Так электричество превращается в звук.

На таком принципе основана обычная телефонная связь. А в области радиотелефонии приходится прибегать к более сложным преобразованиям.

Дело в том, что электрические колебания звуковой частоты можно передать на значительное расстояние только по проводам, а в воздухе они быстро затухают. Да и много ли толку было бы, если бы такие колебания хорошо распространялись в пространстве! Отдельные передачи «накладывались» бы друг на друга, и в эфире царил бы сплошной хаос, как в огромной толпе, где каждый говорит в полный голос.

И все же ученые нашли способ передавать электрические колебания звуковых частот без проводов на любые расстояния.

Для этой цели используются электрические колебания радиочастот, в десятки, сотни и тысячи раз более высоких, чем звуковые.

Телеграфный радиопередатчик создает электрические колебания, размах которых все время постоянен (рис. 16).

Рис. 16. Электрические колебания, создаваемые телеграфным радиопередатчиком.

Иная картина наблюдается при работе телефонного передатчика. Размах генерируемых им колебаний то и дело изменяется, на первый взгляд, без всякой закономерности (рис. 17).

Рис. 17. Электрические колебания при радиотелефонной работе.

Но на самом деле закономерность есть.

Присмотритесь к линии, которая огибает пики «высокочастотных» колебаний, создаваемых радиопередатчиком. Ее извилины нам уже знакомы. Ведь именно такой характер имеет пульсация тока, текущего через микрофон, когда на мембрану «давят» звуковые волны (см рис. 14).

Значит, при радиотелефонной передаче звук управляет размахом колебаний в контуре передатчика, а следовательно, и энергией электромагнитных волн.

Вот как это получается.

В радиотелефонном передатчике на управляющую сетку лампы одновременно с высокочастотными колебаниями, идущими через катушку обратной связи, поступают колебания низкой звуковой частоты от микрофона. Ясно, что при этом величина электрического заряда на сетке изменяется двояко: во-первых, очень быстро с высокой частотой и, во-вторых, сравнительно медленно с низкой частотой.