Евгений Айсберг - Радио и телевидение?.. Это очень просто!
Рис. 170. Преобразователь частоты с отдельным гетеродином, колебания которого подаются на сетку триода-смесителя.
Частотный детектор
Наиболее специфичной и существенно более сложной частью в ЧМ приемнике является устройство, служащее для демодуляции. Какова его роль?
Она прямо противоположна роли, которую модулятор играет в передатчике. Демодулятор получает усиленные напряжения промежуточной частоты, которые, за исключением случаев воздействия помех или явления замирания, имеют постоянную амплитуду, но у которых частота изменяется в весьма широких пределах. Эти колебания частоты надлежит преобразовать в пропорциональные им колебания амплитуды. Таким образом, получают сигналы НЧ.
Существует несколько различных способов демодуляции. Я опишу тебе лишь наиболее распространенные средства, а именно дискриминатор и детектор отношений. В каждой из этих схем используют два диода; это могут быть как вакуумные, так и полупроводниковые диоды.
Демодулирование с помощью дискриминатора
Схема дискриминатора (рис. 171) связана с последним каскадом УПЧ с помощью трансформатора, первичная и вторичная обмотки которого настроены на промежуточную частоту. Кроме того, появляющиеся в первичной обмотке трансформатора усиленные напряжения через конденсатор С подаются на отвод от середины вторичной обмотки. Каждый из диодов Д1 и Д2 выпрямляет напряжения, появляющиеся в одной половине вторичной обмотки.
Рис. 171. Схема дискриминатора служащего дли демодуляции усиленных колебаний промежуточной частоты.
После выпрямления они создают на резисторах R1 и R2 падения напряжений, имеющие противоположную полярность. В отсутствие модуляции усиленные напряжения промежуточной частоты имеют только частоту 6,5 МГц, на которую настроены обе обмотки последнего трансформатора связи. При этом напряжения на обеих половинах вторичной обмотки равны между собой. Поэтому после выпрямления они создают на резисторах R1 и R2 одинаковые постоянные напряжения, а так как они противоположны по фазе, то взаимно аннулируются, и напряжение между точками А и В равно нулю.
В тех же случаях, когда частота отклоняется от 6,5 МГц, равновесие нарушается. Теперь емкостное сопротивление конденсатора, согласующего вторичную обмотку трансформатора связи, уже не равно индуктивному сопротивлению этой обмотки. В результате напряжение на одном из концов обмотки относительно средней точки отличается в большую или меньшую сторону от напряжения на другом конце обмотки. Поэтому и выпрямленные диодами Д1 и Д2 напряжения уже не равны по величине; между точками А и В появляется разность потенциалов, равная разности между этими двумя напряжениями. Это напряжение тем выше, чем больше поступающая из УПЧ частота отличается от частоты 6,5 МГц, на которую настроен трансформатор связи. А величина этого напряжения изменяется в соответствии с изменением частоты усиленных колебаний.
Это означает, что между точками А и В мы получаем то самое напряжение НЧ, которое в передатчике модулировало частоту несущих колебаний. Остается лишь усилить его известными тебе способами, чтобы затем подать на громкоговоритель.
Детектор отношений
Схема другого демодулятора, получившего название детектора отношений, похожа на только что изученную нами схему дискриминатора. Но в этой схеме диоды включены не навстречу, а в одном направлении (рис. 172).
Рис. 172. Демодулятор типа детектора отношений.
Таким образом, все напряжения, наведенные во вторичной обмотке трансформатора, выпрямляются и создают между точками А и X и между точками X и В два напряжения, которые складываются. Их сумма, образованная между точками А и В, заряжает электролитический конденсатор С3, емкость которого несколько микрофарад. Благодаря этой большой емкости напряжение между точками А и В остается неизменным даже в случае быстрых изменений амплитуды, вызываемых атмосферными помехами, и последние не ощущает радиослушатель.
Однако это постоянное напряжение между точками А и В изменяется, если вследствие замирания ослабляется электромагнитное поле принимаемых волн. Вот почему это напряжение можно использовать для АРУ.
Что же касается выпрямленных напряжений, появляющихся на обкладках конденсаторов С1 и С2, то они зависят от величин напряжений, наводимых на каждой из половин вторичной обмотки трансформатора ПЧ. Во время изучения работы дискриминатора мы отметили, что эти напряжения идентичны, когда в отсутствие модуляции промежуточная частота не изменяется и равна 6,5 МГц, и различаются между собой, когда промежуточная частота модулирована. В рассматриваемом сейчас случае потенциал точки X изменяется относительно потенциалов точек А и В в такт с изменениями частоты, а амплитуда этих колебаний пропорциональна отклонению частот. Это означает, что в точке X мы имеем демодулированный сигнал НЧ.
Ты убедился, что ЧМ требует создания приемников более сложных, чем AM. Но эти усложнения заслуживают внимания, так как благодаря им получают такую верность воспроизведения звука, какую AM обеспечить не может.
Беседа пятнадцатая
АНАЛИЗ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
В этой беседе освещаются основные принципы современных телевизионных методов передачи изображений. Любознайкин рассказывает своему другу о способе последовательной передачи элементов изображения, рассматривает ширину полосы частот видеосигнала, объясняет причины чересстрочной развертки и упоминает об основных телевизионных стандартах, принятых в разных странах.
Кинематограф — передача изображений во времени
Незнайкин. — Как всегда, я с большим интересом и вниманием прослушал записанный на магнитную ленту последний монолог твоего дядюшки. С его слов я, надо сказать не без удивления, узнал, что телевизионные сигналы занимают полосу частот чудовищной ширины — целых 6 МГц. Их называют видеосигналами. Я предполагаю, что это название происходит от латинского «я вижу».
Любознайкин. — Я убедился, что ты обладаешь хорошими знаниями латинского языка. Однако, как мне кажется, ты не знаешь самых элементарных принципов телевидения.
Н. — На этот раз, мой дорогой друг, ты несправедлив по отношению ко мне. Я знаю, что в телевидении в секунду передается 25 кадров, что более чем достаточно. Недавно я прочитал статью об истории изобретения кино.
Из статьи я узнал, что братьям Луи и Огюсту Люмьерам удалось создать кино, потому что, на наше счастье, человек обладает способностью запоминать зрительные ощущения. Эти ощущения сохраняются примерно одну десятую часть секунды, но не на сетчатке глаза, как это часто говорят, а в нашем мозгу.
Л. — Совершенно верно. Поэтому первоначально в немом кино показывали по 16 кадров в секунду. Из-за сохранения зрительных ощущений каждый кадр не воспринимался отдельно от предшествующего ему и следующего за ним кадров. Непрерывность восприятия была полностью обеспечена.
С 1930 г. после появления звукового кино скорость чередования кадров повысили до 24 в секунду, что несколько отличается от частоты, принятой в телевидении.
Н. — Сказанное тобой позволило мне понять, почему сейчас при демонстрации по телевидению фильмов, снятых в эпоху немого кино, нас приводит в величайшее изумление чрезмерная скорость всех движений и жестов людей. Объяснение этому явлению очень простое: фильмы, снятые с частотой 16 кадров, показывают со скоростью 25 кадров в секунду. Но все это ни в коей мере не объясняет колоссальной ширины полосы видеосигнала.
Последовательная передача изображения в телевидении
Л. — Пойми, Незнайкин, что между кино, передающим движущиеся изображения во времени, и телевидением, передающим их в пространстве, имеется небольшая разница: каждый кинокадр появляется весь целиком, тогда как в телевидении он образуется в результате последовательного появления всех составляющих его элементов.
