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無(wú)線電波的發(fā)射和接收
無(wú)線電波的發(fā)射
1.無(wú)線電波是由開(kāi)放電路發(fā)射出去的
在實(shí)際應(yīng)用中常把開(kāi)放電路的下端跟地連接。跟地連接的導(dǎo)線叫做地線。線圈上部接到比較高的導(dǎo)線上,這條導(dǎo)線叫做天線。天線和地線形成了一個(gè)敞開(kāi)的電容器,電磁波就是由這樣的開(kāi)放電路發(fā)射出去的。電視發(fā)射塔要建得很高,是為了使電磁波發(fā)射得較遠(yuǎn)。實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波的裝置中還需在開(kāi)放電路旁加一個(gè)振蕩器電路與之耦合,如圖所示。
振蕩器電路產(chǎn)生的高頻率振蕩電流通過(guò)L2與L1的互感作用,使L1也產(chǎn)生同頻率的振蕩電流,振蕩電流在開(kāi)放電路中激發(fā)出無(wú)線電波,向四周發(fā)射.
2、調(diào)制:調(diào)幅與調(diào)頻
發(fā)射電磁波是為了利用它傳遞某種信號(hào)。例如無(wú)線電報(bào)傳遞的是電碼符號(hào),無(wú)線電廣播傳遞的是聲音,電視廣播傳遞的不僅有聲音,還有圖像。這就要求發(fā)射的電磁波隨信號(hào)而改變。
在電磁波發(fā)射技術(shù)中,如果把這種電信號(hào)"加"到高頻等幅振蕩電流上,那么,載有信號(hào)的高頻振蕩電流產(chǎn)生的電流上,使電磁波隨各種信號(hào)而改變叫做調(diào)制。
進(jìn)行調(diào)制的裝置叫做調(diào)制器.耍傳遞的電信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。
使高頻振蕩電流的振幅隨調(diào)制信號(hào)而改變叫做調(diào)幅,調(diào)幅廣播(AM)一般使用中波和短波波段。
使高頻振蕩電流的頻率隨調(diào)制信號(hào)而改變叫做調(diào)頻,調(diào)頻廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法來(lái)調(diào)制,通常使用微波中的甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)波段。
右圖是調(diào)幅裝置的示意圖.接在振蕩器和線圈之間的話筒就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的調(diào)制器,由聲源發(fā)出的聲音振動(dòng)使話筒里的碳粒發(fā)生時(shí)松時(shí)緊的變化,它的電阻也發(fā)生時(shí)大時(shí)小的變化。所以,雖然振蕩器產(chǎn)生的是高頻等幅振蕩電流,但是線圈通過(guò)的卻是隨聲音而改變的高頻調(diào)幅電流.由于線圈的互感作用,從開(kāi)放電路中發(fā)射的也是這種高頻調(diào)幅電流。這種電磁波叫調(diào)幅波。
無(wú)線電波的接收
處在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)體中感應(yīng)電流的頻率與激起它的電磁波頻率相同,因此,利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體,就可以接收到電磁波。
1、在無(wú)線電技術(shù)中,用天線和地線組成的接收電路來(lái)接收電磁波。
2、電諧振
世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)以及各種無(wú)線電通訊設(shè)備,它們不斷地向空中發(fā)射不同頻率的電磁波,這些電磁波強(qiáng)弱不等地彌漫在我們周圍。如果不加選擇地把它們都接收下來(lái),那必然是信號(hào)一片混亂,分辨不清,達(dá)不到我們傳遞信息的目的。所以,接收電磁波時(shí),首先要從諸多的電磁波中把我們需要的選出來(lái),通常叫做選臺(tái)。這就要設(shè)法使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。在無(wú)線電技術(shù)里,是利用電諧振來(lái)達(dá)到這個(gè)目的的。當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。這種現(xiàn)象叫做電諧振,相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。
3、調(diào)諧
接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧,能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。
圖是收音機(jī)的調(diào)諧電路。調(diào)節(jié)可變電容器的電容來(lái)改變調(diào)諧電路的頻率,使它跟要接收的電臺(tái)發(fā)出的電磁波的頻率相同,這個(gè)頻率的電磁波在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流,這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)。
4、檢波
收音機(jī)接收的經(jīng)過(guò)調(diào)制的高額振蕩電流(對(duì)應(yīng)圖講解),這種電流通過(guò)收音機(jī)的耳機(jī)或揚(yáng)聲器,并不能使它們振動(dòng)而發(fā)聲,為什么呢,假定某一個(gè)半周期電流的作用是使振動(dòng)片向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),下一個(gè)半周期電流就以幾乎同樣大的作用使振動(dòng)片向反方向運(yùn)動(dòng).高頻電流的周期非常短,半周期更短,而振動(dòng)片的慣性相當(dāng)大,所以在振動(dòng)片還沒(méi)有來(lái)得及在電流的作用下向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就立刻有一個(gè)幾乎同樣大的作用要使它向反方向運(yùn)動(dòng),結(jié)果振動(dòng)片實(shí)際上不發(fā)生振動(dòng).要聽(tīng)到聲音,必須從高頻振蕩
從接收到的高頻振蕩
下面介紹收音機(jī)中對(duì)調(diào)幅波的檢波。
右圖是晶體
二極管的檢波電路,是利用晶體二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)進(jìn)行檢波的。調(diào)諧電路中產(chǎn)生的是經(jīng)過(guò)調(diào)幅的高頻振蕩電流,L1和L2繞在同一磁棒上,由于互感作用,在L2上產(chǎn)生的是高頻交變電壓.由于二極管的單向?qū)щ娦?,通過(guò)它的是單向脈動(dòng)電流,這個(gè)單向脈動(dòng)電流既有高頻成分,又有低頻的聲音信號(hào),高頻成分基本從電容器C(復(fù)習(xí)旁路電容器)通過(guò),剩下的音頻電流通過(guò)耳機(jī)發(fā)聲。(用示波器觀察檢波過(guò)程)實(shí)際上就是一個(gè)晶體二極管收音機(jī)的電路圖.這種收音機(jī)聲音很小,只能用開(kāi)機(jī)收聽(tīng)本地電臺(tái).為了提高收音機(jī)的接收性能,需要用放大器把微弱的信號(hào)放大.圖示是加有放大器的收音機(jī)方框圖.由天線和調(diào)諧電路接收到的高頻調(diào)幅電流,先通過(guò)放大器進(jìn)行高頻放大,然后進(jìn)行檢波和低頻放大,放大后的音頻電流輸送到喇叭,使它們發(fā)出聲音。
比喻:高頻電流→火車 音頻電流→貨物
調(diào)制→發(fā)射→傳播→調(diào)諧→解調(diào)
裝貨→出站→運(yùn)行→進(jìn)站→卸貨
視頻:無(wú)線電廣播及收音機(jī)原理
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