Электроника для начинающих

Когда я говорю «земля», то в данном случае это буквально означает планету у нас под ногами. Если вы установили приемную антенну, то она может принимать слабый, передаваемый относительно Земли, сигнал — будто бы Земля является одним большим проводником. На самом деле Земля настолько велика и содержит настолько большое количество электронов, что она может функционировать как один общий накопитель, как гигантская версия шкафа с папками, которого, как я полагаю, вам следует коснуться, чтобы снять статическое электричество с вашего тела, перед тем как коснуться логической микросхемы, изготовленной по КМОП-технологии.

Чтобы сделать радиопередатчик, я мог бы использовать таймер 555, работающий на частоте, например, 850 кГц (850 000 периодов в секунду), и пропустить этот поток импульсов через усилитель на передающую башню. Если у вас был бы какой-либо способ блокировать всю другую электромагнитную активность в эфире, то вы могли бы выделить мой сигнал и усилить его.

Это что-то вроде того, что делал Маркони (Marconi) (рис. 5.68) в уже далеком 1901 году после того, как он у Эдисона (Edison) приобрел права на патент беспроволочного телеграфа, хотя он для создания колебаний должен был использовать примитивный искровой разрядник, а не таймер 555. Его возможности для передачи сигналов были очень ограничены, поскольку он мог передавать только два состояния — «включено» или «выключено». Таким образом, вы могли бы послать сообщения, но только с помощью азбуки Морзе, и более ничего.

Рис. 5.68. Маркони (Marconi), выдающийся первооткрыватель радио (фотография взята из хранилища мультимедийных файлов Wikimedia Commons, т. е. с сайта http://commons.wikimedia.org/wiki)

Пятью годами позднее первый настоящий аудиосигнал был передан путем смешивания низких звуковых частот с высокочастотной несущей. Другими словами, аудиосигнал был «добавлен» к несущей частоте, так что мощность несущей частоты менялась в соответствии с максимумами и минимумами аудиосигнала.

На принимающей стороне использовалось очень простое соединение конденсатора и катушки — колебательный контур, который позволял выделять несущую частоту из всех других частот электромагнитного спектра. Значения конденсатора и катушки выбирались таким образом, чтобы в схеме они могли бы «резонировать» на той же самой частоте, что и частота несущей. Этот принцип показан на рис. 5.69–5.70.

Рис. 5.69.Когда аудиосигнал (в середине) электронным образом смешивается с высокочастотной несущей (вверху), результат будет в виде некоторого комбинированного сигнала, который показан внизу. На практике реальная частота несущей должна быть намного больше по сравнению со звуковой частотой в соотношении примерно 1000:1

Рис. 5.70. Когда этот комбинированный сигнал проходит через диод, то после него остается только положительная половина сигнала. Наушник не может быстро реагировать, чтобы воспроизводить высокочастотную несущую частоту, поэтому он как бы «скользит» по высокочастотным пикам сигнала и таким образом воспроизводит звуковую частоту

На рис. 5.71 показана схема простейшего радиоприемника, который вы немногим ранее собирали, намотав катушку вокруг пустой бутылки из-под витаминов. Определенные высокочастотные импульсы, принятые антенной, вступают в резонанс с антенной и катушкой, при условии, что антенна имеет достаточную длину, и подключение к катушке выполнено к соответствующему отводу с необходимым числом витков.