DjVu

      ОТ ПРОСТОГО — К СЛОЖНОМУ
     
      Закончились занятия в школе, приготовлены домашние задания. Теперь можно заняться любимым делом — собирать радиоприемник или усилитель, измерительный прибор, а может быть звукозаписывающий аппарат или телевизор.
      Этим очень интересным делом увлекаются многие школьники. Занимаясь в радиокружках ДОСААФ, Дворцов и Домов пионеров, станций юных техников, в школе или дома, они конструируют всевозможные радиотехнические устройства, посвящая свой досуг изучению радиотехники. Эти ребята — многочисленный отряд юных радиолюбителей.
      Быть в рядах этого отряда хотите и вы, наши юные читатели.
      Но с чего начать? Вот вопрос, который, безусловно, волнует вас. Ведь от правильного его решения зависит успех не только постройки первого приемника, но и дальнейшее накопление знаний и навыков, необходимых для более углубленного изучения радиотехники.
      Начинать надо, конечно, с более простого — с изучения и постройки детекторного радиоприемника. Детекторный радиоприемник, несмотря на простоту своего устройства, поможет вам уяснить сущность происходящих в нем сложных явлений, а это позволит в дальнейшем сознательно приступить к конструированию лампового приемника. Ламповый же приемник откроет вам путь к изучению телевидения, телемеханики, радиолокации — ко многому тому, чем богата современная радиотехника.
      Таков путь для всех, кто хочет не поверхностно, а глубоко изучать радиотехнику. По такому пути шли мастера и чемпионы радиолюбительского спорта ДОСААФ, многие радиоспециалисты нашей страны.
     
     
      РАДИОПЕРЕДАЧА И РАДИОПРИЕМ
     
      Вспомним сначала некоторые знакомые вам явления.
      Изучая в шестом классе физику, вы узнали, что звук — это колебательные движения частиц воздуха. Источниками звуков являются колеблющиеся тела (голосовые связки людей и животных, трубы, струны, части машин и т. д.), они давят на окружающий их воздух, образуя колеблющиеся области сжатия и разрежения частиц воздуха. Эти колебания доходят до нашего уха, давят с переменной силой на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться, и мы слышим звук.
      Напомним еще одно явление. Тон звука зависит от частоты колебаний, создающихся в воздухе колеблющимся телом. Чем медленнее колеблется тело (чем меньше частота его колебаний), тем ниже воспринимаемый нами звук, и чем быстрее колеблется тело (чем выше частота колебаний), тем выше тон звука. Мы различаем звуки примерно от 16—20 до 16 000—20 000 колебаний в секунду. Более медленные и более частые колебания мы не слышим.
      Так передается звук в воздухе.
      Сложнее обстоит дело при передаче звука на большие расстояния по проводам — по телефону. Здесь «переносчиком» звука является электрический ток.
      Попробуйте провести такой опыт. Поместите в разных комнатах две телефонные трубки, соедините их между собой двумя длинными проводами и, пригласив товарища в одну из комнат, разговаривайте с ним из другой комнаты через телефонную трубку. Вы, наверное, догадались, что, соединив между собой две телефонные трубки, вы соорудили простейший телефон.
      Каким же образом здесь передается звук?
      Когда вы говорите в телефонную трубку, то через воздух заставляете колебаться стальную мембрану трубки в такт со звуковыми колебаниями. Колеблясь около магнита, она изменяет состояние магнитного поля трубки и вызывает в ее катушках электрический ток, частота колебаний которого в точности соответствует частоте звуковых колебаний. Этот ток благодаря соединительным проводам проходит через катушки трубки собеседника, изменяя тем самым состояние ее магнитного поля и заставляет колебаться мембрану трубки. Колебания мембраны через воздух передаются барабанной перепонке уха собеседника и он слышит то, что говорят в первую трубку (рис. 1).
      Таким образом одна трубка преобразует звуковые колебания воздуха в электрические колебания, а вторая преобразует электрические колебания в звук.
      В телефонии для преобразования звуковых колебаний в электрические используют не телефонные трубки, а более чувствительные приборы — микрофоны.
      Еще сложнее происходит передача и прием звуков без проводов — по радио.
      На рис. 2 мы приводим упрощенную схему, которая поможет уяснить сущность физических явлений, происходящих при радиопередаче и радиоприеме.
      В левой части рис. 2 показано передающее устройство (радиостанция). Здесь генератор создает переменный ток с частотой в сотни тысяч или даже в миллионы колебаний в секунду. Частота этого тока постоянна для данной радиостанции и определяет длину ее волны. Генератор высокой частоты соединен (через модулятор) с передающей антенной (подвешенным между двумя мачтами проводом), которая и излучает его энергию в окружающее пространство в виде радиоволн.
      Чтобы передать звуки по радио, их с помощью микрофона преобразуют в электрические колебания низкой частоты и направляют в модулятор. Здесь эти колебания тока, воздействуя на высокочастотные колебания генератора, изменяют соответствующим образом их ампли-туду (размах). Низкочастотные колебания как бы накладывают свой «отпечаток» на колебания высокой частоты, создают на них свой «узор». При этом изменяется только амплитуда колебаний высокой частоты, но их частота остается неизменной. Этот процесс называется амплитудной модуляцией, а измененные колебания высокой частоты — модулированными колебаниями. Передающая антенна в-этом случае излучает в пространство энергию модулированных колебаний.
      Так радиовещательная станция «отправляет» свои передачи к радиоприемникам.
      В правой части рис. 2 показано приемное устройство. Достигая приемной антенны, радиоволны возбуждают в ней слабые, но такие же, как и на передающей станции, модулированные колебания высокой частоты. Эти токи и поступают в приемник. Здесь с помощью детектора из модулированных колебаний высокой частоты выделяются электрические колебания низкой (звуковой) частоты, которые затем преобразуются телефонными трубками в звук.
      Если все сказанное здесь о радиопередаче и радиоприеме изобразить графически, то это будет выглядеть так, как показано в центральной части рис. 2.
      На графике а справа показаны колебания низкой частоты после микрофона во время передачи. В левой части графика б показаны колебания высокой частоты в антенне при отсутствии передачи, а в правой его части — модулированные колебания высокой частоты во время передачи. Те же колебания, которые создаются в приемной антенне, показаны на графике в, после детектора в приемнике — на графике г и в телефонных трубках — на графике д.
      Уточним теперь понятие о радиоволне.
      Мы уже указали, что длина волны радиостанции определяется частотой электрических колебаний ее генератора, т. е. частотой колебаний, излучаемых ее антенной. Длина волны и частота радиостанции — разные выражения одного и того же явления. Длина волны — это путь (расстояние), пройденный волной за время, в течение которого происходит одно полное колебание. Если, например, генератор радиостанции создает ток частотой в 1 000 000 колебаний в секунду, то столько же радиоволн излучает за это время в пространство и антенна радиостанции. Значит период колебания данной станции будет равен миллионной- доле секунды. Скорость распространения радиоволн равна 300 000 км, или 300 000 000 м в секунду. Поскольку за одну секунду волна проходит расстояние 300 000 000 м, значит за миллионную долю секунды, т. е. за один период колебания, она распространяется только на расстояние 300 м (300 000 000 : : 1 000 000 = 300 м). 300 м и есть длина волны данной
      радиостанции. Длина волны определяется простым арифметическим действием: делением несущей частоты радиостанции на скорость распространения радиоволн. Чем ниже (меньше) частота радиостанции, тем длиннее (больше) излучаемые ею радиоволны. И, наоборот, чем выше частота радиостанции, тем короче ее волны.
      Каждая радиовещательная станция работает на определенной, постоянной для нее частоте колебаний, следовательно, длина излучаемых ею радиоволн остается всегда одинаковой.
      Волны радиовещательных станций условно подразделяют на несколько участков — диапазонов. Большинство радиовещательных станций работает в диапазонах длинных, средних и коротких волн. Длинноволновый диапазон охватывает участок волн длиной примерно от 2 000 до 700 ж, что соответствует частотам от 150 до 430 кгц (килогерц), средневолновый — от 550 до 200 ж, что соответствует частотам от 545 кгц до 1,5 мггц (мегагерц), и коротковолновый — от 75 до 25 ж, что соответствует частотам от 4 до 12 мггц.