Od vynálezu rádia Popovom uplynul nejaký čas, keď ľudia chceli namiesto telegrafných signálov, pozostávajúcich z krátkych a dlhých signálov, prenášať reč a hudbu. Takto bola vynájdená rádiotelefónia. Zvážte základné princípy fungovania takéhoto spojenia. V rádiotelefónnej komunikácii sa kolísanie tlaku vzduchu vo zvukovej vlne premieňa mikrofónom na elektrické vibrácie rovnakej formy. Zdalo by sa, že ak sa tieto oscilácie zosilnia a privedú do antény, potom bude možné prenášať reč a hudbu na diaľku pomocou elektromagnetických vĺn. V skutočnosti však takýto spôsob prenosu nie je realizovateľný. Faktom je, že oscilácie novej frekvencie sú relatívne pomalé oscilácie a elektromagnetické vlny nízkej (zvukovej) frekvencie sa takmer vôbec nevyžarujú. Na prekonanie tejto prekážky, modulácia a detekcia Pozrime sa na ne podrobnejšie.
Modulácia
Na realizáciu rádiotelefónnej komunikácie je potrebné použiť vysokofrekvenčné vibrácie intenzívne vyžarované anténou. Nepretržité vysokofrekvenčné harmonické oscilácie sú generované oscilátorom, ako je tranzistorový oscilátor. Na prenos zvuku sa tieto vysokofrekvenčné vibrácie upravujú, alebo ako sa hovorí, modulujú pomocou elektrických vibrácií nízkej (zvukovej) frekvencie. Je možné napríklad meniť amplitúdu vysokofrekvenčných kmitov s frekvenciou zvuku. Táto metóda sa nazýva amplitúdová modulácia. Bez modulácie môžeme prinajlepšom kontrolovať, či stanica funguje alebo je tichá. Bez modulácie nie je telegrafný, telefónny ani televízny prenos. Amplitúdová modulácia vysokofrekvenčných kmitov sa dosahuje špeciálnym efektom na generátore spojitých kmitov.
Modulácia sa môže uskutočniť najmä zmenou napätia vytvoreného zdrojom na oscilačnom obvode. Čím väčšie je napätie v obvode generátora, tým viac energie sa dodáva za periódu zo zdroja do obvodu. To vedie k zvýšeniu amplitúdy kmitov v obvode. Pri poklese napätia klesá aj energia vstupujúca do obvodu. Preto klesá aj amplitúda kmitov v obvode. V najjednoduchšom zariadení na implementáciu amplitúdovej modulácie zaradiť do série so zdrojom jednosmerného napätia prídavný nízkofrekvenčný zdroj striedavého napätia.
Týmto zdrojom môže byť napríklad sekundárne vinutie transformátora, ak jeho primárnym vinutím preteká audiofrekvenčný prúd. V dôsledku toho sa amplitúda kmitov v oscilačnom obvode generátora bude meniť v čase so zmenami napätia na tranzistore. To znamená, že vysokofrekvenčné oscilácie sú modulované amplitúdou nízkofrekvenčným signálom. okrem amplitúdovej modulácie, v niektorých prípadoch sa používa frekvenčná modulácia - zmena frekvencie kmitov v súlade s riadiacim signálom. Jeho výhodou je väčšia odolnosť proti rušeniu.
Detekcia
V prijímači sa rozlišujú nízkofrekvenčné kmity od modulovaných vysokofrekvenčných kmitov. Tento proces konverzie signálu sa nazýva detekcia. Signál získaný ako výsledok detekcie zodpovedá zvukovému signálu, ktorý pôsobil na mikrofón vysielača. Po zosilnení sa nízkofrekvenčné vibrácie môžu zmeniť na zvuk. Modulovaný vysokofrekvenčný signál prijímaný prijímačom ani po zosilnení nie je schopný priamo vyvolať kmitanie membrány telefónu alebo klaksónu reproduktora so zvukovou frekvenciou. Môže spôsobiť len vysokofrekvenčné vibrácie, ktoré naše ucho nevníma. Preto je v prijímači potrebné najskôr izolovať audiofrekvenčný signál od vysokofrekvenčne modulovaných kmitov. Termín detekcia vykonávané zariadením obsahujúcim prvok s jednosmernou vodivosťou - detektor. Takýmto prvkom môže byť vákuová trubica (vákuová dióda) alebo polovodičová dióda.
Zvážte fungovanie polovodičového detektora. Nech je toto zariadenie zapojené do série so zdrojom modulovaných kmitov a záťažou. Prúd v obvode bude tiecť prevažne v jednom smere. V obvode bude prúdiť pulzujúci prúd. Tento pulzujúci prúd je vyhladený filtrom. Najjednoduchším filtrom je kondenzátor pripojený k záťaži. Filter funguje takto. V tých okamihoch, keď dióda prechádza prúdom, časť prechádza cez záťaž a druhá časť sa rozvetvuje do kondenzátora a nabíja ho. Rozdelenie prúdu znižuje zvlnenie prúdu prechádzajúceho záťažou. Ale v intervale medzi impulzmi, keď je dióda zablokovaná, kondenzátor je čiastočne vybitý cez záťaž. Preto v intervale medzi impulzmi prúd preteká záťažou v rovnakom smere. Každý nový impulz nabije kondenzátor. V dôsledku toho cez záťaž preteká audiofrekvenčný prúd, ktorého priebeh takmer presne reprodukuje tvar nízkofrekvenčného signálu na vysielacej stanici.
Detekcia (demodulácia)– nelineárny proces, v dôsledku ktorého je z modulovaného vysokofrekvenčného signálu extrahovaný nízkofrekvenčný signál správy. Detekcia je proces rádiového inžinierstva s inverznou moduláciou, a preto sa často označuje ako demodulácia.
7.4.1. Detekcia AM signálu.
Amplitúdový detektor (BP). Pozrime sa na proces detekcie pre prípad AM signálu s jednotónovou moduláciou:
Po detekcii musíme získať nízkofrekvenčný signál správy. Keďže spektrum vysokofrekvenčne modulovaného signálu neobsahuje nízkofrekvenčnú zložku s frekvenciou, vzniká potreba zmeniť spektrum vysokofrekvenčne modulovaného signálu, nasleduje extrakcia nízkofrekvenčnej zložky signálu správy. To určuje blokovú schému AD (obr. 7.7a), v ktorej nelineárny prvok prevádza spektrum signálu AM a pomocou dolnopriepustného filtra (LPF) sa vyberie nízkofrekvenčný signál správy z prevedené spektrum.
kde je nosná frekvencia; je horná frekvencia spektra nízkofrekvenčného signálu správy.
Ryža. 7.7. Obvody detektorov AM signálu
a) štrukturálny diagram;
b) obvod diódového amplitúdového detektora
Detekcia štvorca. Keď sa na vstup detektora privedie amplitúdovo modulovaný signál s malou amplitúdou (0,3 V), charakteristika prúdového napätia diódy je pomerne presne aproximovaná polynómom druhého stupňa:
Nech vstup amplitúdového detektora prijme signál v tvare
Dosadením (7.27) do (7.26) dostaneme
Z tohto výrazu je vidieť, že v dôsledku nelinearity I–V charakteristiky dióda zmenila spektrum výstupného prúdu. Na výstupe diódy prúd obsahuje konštantnú zložku, nízkofrekvenčnú zložku a dve vysokofrekvenčné zložky s frekvenciami a. LPF odfiltruje vysokofrekvenčné zložky. Oddeľovací kondenzátor neprepúšťa konštantné napätie cez rezistor na výstup detektora. R v dôsledku toku zložky konštantného prúdu. Nízkofrekvenčná zložka prúdu, ktorá prenáša informácie,
prúdiaci cez odpor R, tvorí výstupné napätie detektora, úmerné druhej mocnine amplitúdy vstupného signálu
Preto sa takáto detekcia nazýva kvadratická.
V prípade modulácie jednotónovým nízkofrekvenčným signálom získame
Ako vidno z (7.31), pri kvadratickej detekcii obsahuje výstupné napätie okrem užitočného signálu s frekvenciou zložku s dvojnásobnou frekvenciou 2, ktorá generuje nelineárne skreslenia prenášaného signálu. Preto sa kvadratická detekcia používa napríklad na detekciu pravouhlých rádiových impulzov. Kvôli veľkým nelineárnym skresleniam sa vo vysielaní nepoužíva kvadratická detekcia.
Lineárna detekcia. Keď sa na vstup detektora privedie signál s veľkou amplitúdou (= 0,5 ... 1,0 V), zvyčajne sa uvažuje o prevádzke lineárneho detektora, pričom dióda sa považuje za ideálnu a jej charakteristika prúdového napätia je aproximovaná po častiach lineárnou závislosťou
Ako je možné vidieť na obr. 7.8 prúd cez diódu tečie len časť periódy, t.j. dióda pracuje v režime cutoff s uhlom cutoff<90 0 . В спектре импульсов тока содержится низкочастотная (нулевая) составляющая, основная гармоника с частотой и бесконечное количество гармоник с частотами кратными(см. ряд Фурье). В соответствии с неравенством (7.25), из всего спектраRC- dolnopriepustný filter zvýrazní komponent s n=0, ktorá sa mení podľa zákona o nízkofrekvenčnom informačnom signáli,
Nízkofrekvenčný prúd pretekajúci cez odpor R, vytvára napätie
kde 
je nulový harmonický koeficient.
V stacionárnom režime pôsobí na diódu napätie. Medzný uhol sa určuje z podmienky: a odtiaľto
Detekcia oscilácií
Detekcia (demodulácia) je proces premeny modulovaného vysokofrekvenčného signálu na osciláciu, ktorej tvar reprodukuje nízkofrekvenčný modulačný signál. Detektory (demodulátory) vykonávajú inverznú funkciu k funkcii vykonávanej modulátormi a delia sa na amplitúdové, frekvenčné, fázové, impulzné, digitálne atď.
Amplitúdové detektory Na vstup detektora signálu AM (detektor AM) sa aplikuje vysokofrekvenčná modulovaná oscilácia
Výstupné napätie AM detektora musí byť nízkofrekvenčné úmerné prenášanému signálu.
Schéma sériový diódový detektor, v ktorom je dióda V D zapojená do série s nízkofrekvenčným R H CH H filtrom.
Ryža. 15. Sériový diódový detektor:
a - schéma; b - diagramy napätia
Na vstup diódového detektora nech príde jednotónový AM signál
Prúd preteká diódou v momentoch, keď amplitúda vstupného napätia u IN prekročí napätie na kondenzátore CH (a teda aj na výstupe detektora u OUT). Kondenzátor CH sa nabíja cez nízky odpor otvorenej diódy oveľa rýchlejšie, ako sa vybíja do vysokoodporovej záťaže R H.
Frekvenčný detektor. Pri detekcii rádiových signálov s uhlovou moduláciou sa tieto najprv prevedú na oscilácie s plytkou amplitúdovou moduláciou a potom sa detegujú amplitúdovým detektorom. Takáto transformácia je potrebná, pretože nelineárne prvky reagujú na zmeny iba v amplitúde, a nie vo frekvencii a fáze kmitov. Frekvenčné detektory sa používajú na izoláciu prenášaného signálu od frekvenčne modulovaného tvaru vlny. Premena frekvenčnej alebo fázovej modulácie na amplitúdu sa uskutočňuje pomocou lineárnych obvodov, najmä rezonančného obvodu, od ktorého závisí amplitúda napätia od frekvencie vstupných kmitov. Predpokladajme, že obvod je naladený na frekvenciu ω P a je doň privádzaný jednotónový FM signál s konštantnou amplitúdou a frekvenciou meniacou sa podľa harmonického zákona.
(tu ω 0 - nosná frekvencia; ω D - frekvenčná odchýlka). Pretože modul impedancie obvodu závisí od frekvencie, amplitúda napätia na ňom sa bude meniť s časom, keď sa frekvencia FM signálu odchyľuje od nosnej ω 0 . Amplitúda kmitania FM na výstupe rezonančného obvodu sa mení s časom úmerne s harmonickým modulačným signálom, t.j. signál FM sa premieňa na napätie modulované tiež amplitúdou. Potom je takáto AM-FM oscilácia, ktorá má pomerne zložitú štruktúru, detegovaná amplitúdovým detektorom. Nevýhodou tejto metódy detekcie je obmedzený lineárny úsek na sklone rezonančnej krivky obvodu.
(z lat. detectio - objav, objav)
konverzia elektrických vibrácií, ktorá má za následok vibrácie s nižšou frekvenciou alebo jednosmerný prúd. Najčastejší prípad D. - demodulácia - spočíva v oddelení nízkofrekvenčného modulačného signálu od modulovaných vysokofrekvenčných kmitov (pozri Modulácia kmitov). D. sa používa v rozhlasových prijímačoch na izoláciu vibrácií zvukovej frekvencie, v televízii - obrazové signály atď. Amplitúdovo modulované kmitanie je v najjednoduchšom prípade kombináciou troch vysokých frekvencií ω, ω + Ω a ω - Ω, kde ω je vysoká nosná frekvencia, Ω je nízka modulačná frekvencia. Keďže v modulovanej oscilácii nie je frekvenčný signál Ω, D. je nevyhnutne spojená s frekvenčnou konverziou. Elektrické oscilácie sú privádzané do zariadenia (detektora), ktorý vedie prúd iba jedným smerom. V tomto prípade sa oscilácie zmenia na sériu prúdových impulzov rovnakého znamienka. Ak je amplitúda detekovaných kmitov konštantná, potom prúdové impulzy na výstupe detektora majú konštantnú výšku ( ryža. jeden
). Ak sa zmení amplitúda oscilácie na vstupe detektora, potom sa výška prúdových impulzov zmení. V tomto prípade obálka impulzov opakuje zákon zmeny amplitúdy modulovaných oscilácií privádzaných do detektora ( ryža. 2
). Ak sú oscilácie len čiastočne usmernené, t. j. prúd preteká detektorom oboma smermi, ale elektrická vodivosť detektora je iná, potom nastáva aj D.. Pre D. teda môžete použiť akékoľvek zariadenie s rôznou elektrickou vodivosťou v rôznych smeroch, napríklad diódu. Frekvenčné spektrum prúdu prechádzajúceho diódou je oveľa bohatšie ako spektrum pôvodného modulovaného kmitania. Obsahuje konštantnú zložku, frekvenčnú osciláciu Ω, ako aj zložky s frekvenciami ω, 2ω, Зω atď. Aby sa izoloval frekvenčný signál Ω, prúd diódy prechádza cez lineárny filter, ktorý má vysoký odpor pri frekvencii Ω a nízky odpor pri frekvenciách ω, 2ω atď. Najjednoduchší filter pozostáva z odporu R a kontajnery OD, ktorého hodnota je určená podmienkami ω RC>> 1 a Ω RC
Vyššie uvažovaný detektor s po častiach lineárnou závislosťou prúdu od napätia ( ryža. 3
, b), sa nazýva lineárny, takmer bez skreslenia reprodukuje nízkofrekvenčné kmitanie Ω, ktoré moduluje vstupný signál ( ryža. 3
, v). Výrazne väčšie skreslenia sa získajú s kvadratickým D., keď je vzťah medzi prúdom ja a napätie V je vyjadrený kvadratickým zákonom: ja = ja 0 + AV + BV 2. Amplitúdovo modulovaný signál ( ryža. 3
, a), aplikovaný na kvadratický detektor, spôsobí prúd cez detektor, ktorého spektrum obsahuje frekvencie: Ω, 2Ω, ω - Ω, ω, ω + Ω, 2ω - Ω, 2ω + Ω atď. Lineárny filter bez problémov odfiltruje všetky frekvencie, počnúc treťou, avšak kolísanie frekvencie 2Ω je filtrom slabo utlmené a ide o „šum“, ktorý skresľuje signál Ω. Zbavíte sa ho len malou hĺbkou modulácie, pretože amplitúda frekvenčného prúdu 2Ω je úmerná druhej mocnine hĺbky modulácie vstupného signálu. Tá istá dióda môže pracovať ako kvadratický, tak aj ako lineárny detektor v závislosti od veľkosti signálu, ktorý k nej prichádza. Pre malý signál je charakteristika diódy kvadratická, ale pre veľký signál možno charakteristiku považovať za "po častiach lineárnu". Teda pre D. s malými skresleniami je žiaduce aplikovať na detektor dostatočne veľký signál. Pre D. je nelinearita závislosti prúdu od napätia vo vákuových a polovodičových diódach (pozri. Polovodičová dióda) (dióda D.), nelinearita charakteristík mriežkovo-katódovej časti vákuovej triódy (mriežka D.) , nelinearita závislosti anódového prúdu triódy od napätia na jej mriežke (anodická D.). Samotný D. proces je vo všetkých prípadoch redukovaný na diódu D., len s mriežkou a anódou D. je sprevádzaný zosilňovaním signálov v trióde. D. je možné aj v optickej oblasti, kde sa uskutočňuje pomocou fotodetektorov (fotobunky, fotonásobiče, fotodiódy atď.) alebo nelineárnych kryštálov (pozri Nelineárna optika). Lit.: Strelkov S. P., Úvod do teórie kmitov, 2. vyd., M., 1964; Siforov V.I., Rozhlasové prijímače, 5. vyd., M., 1954, kap. 6; Gutkin L.S., Transformácia mikrovlnných frekvencií a detekcia, M. - L., 1953. V. N. Parygin. Ryža. 1. Na vstupe detektora kolísanie s konštantnou amplitúdou (a); prúdové impulzy na výstupe detektora ja rovnakej výšky (b). Detektor registruje jednosmernú zložku prúdu. Veľký encyklopedický polytechnický slovník Veľká sovietska encyklopédia Veľký encyklopedický slovník Výkladový slovník Efremovej ruský pravopisný slovník Slovník cudzích slov ruského jazyka
Detekcia gravitačných vĺn
Z knihy Gravitácia [Od krištáľových gúľ po červie diery] autora Petrov Alexander NikolajevičDetekcia gravitačných vĺn Okamžite spoznám šťastie, akonáhle sa objaví ... Juliette Benzoni "Marianne v ohnivom venci" Z toho, čo bolo povedané vyššie o astrofyzikálnych zdrojoch, môžeme usúdiť, že bezrozmerné amplitúdy gravitačných vĺn, ktoré máme šancu
Detekcia
Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (DE) autora TSBSignál získaný ako výsledok detekcie zodpovedá zvukovému signálu, ktorý pôsobil na mikrofón vysielača. Po zosilnení sa nízkofrekvenčné vibrácie môžu zmeniť na zvuk.
Základné princípy rádiovej komunikácie sú prezentované vo forme blokovej schémy na obrázku 7.9.
1. Prečo potrebujeme oscilačnú moduláciu!
2. Čo sa nazýva detekcia vibrácií!
Moderné rádiové zariadenia umožňujú vykonávať veľmi názorné experimenty na pozorovanie vlastností elektromagnetických vĺn. V tomto prípade je najlepšie použiť vlny v centimetrovom rozsahu. Tieto vlny vyžaruje špeciálny mikrovlnný generátor. Elektrické oscilácie generátora modulujú frekvenciu zvuku. Prijatý signál po detekcii je privedený do reproduktora.
Elektromagnetické vlny sú vyžarované klaksónovou anténou v smere osi klaksónu. Prijímacia anténa vo forme rovnakého rohu zachytáva vlny, ktoré sa šíria pozdĺž jej osi. Celkový pohľad na inštaláciu je znázornený na obrázku 7.17.
Absorpcia elektromagnetických vĺn. Húkačky sú umiestnené oproti sebe a po dosiahnutí dobrej počuteľnosti zvuku v reproduktore sú medzi sirény umiestnené rôzne dielektrické telesá. Súčasne je zaznamenaný pokles objemu.
Odraz elektromagnetických vĺn. Ak je dielektrikum nahradené kovovou doskou, zvuk prestane byť počuteľný.
Vlny sa v dôsledku odrazu nedostanú k prijímaču. Odraz nastáva pod uhlom, ktorý sa rovná uhlu dopadu, ako v prípade svetla a mechanických vĺn. Aby sa to overilo, rohy sú umiestnené v rovnakých uhloch k veľkému plechu (obr. 7.18). Po odstránení alebo otočení listu zvuk zmizne.
Lom elektromagnetických vĺn. Elektromagnetické vlny menia svoj smer (lámu sa) na hranici dielektrika. Dá sa to zistiť veľkým trojuholníkovým parafínovým hranolom. Rohovky sú umiestnené pod určitým uhlom ako pri demonštrácii odrazu a potom je plech nahradený hranolom (obr. 7.19). Odstránením hranola alebo jeho otočením sa pozoruje zmiznutie zvuku.
Nepresnosť elektromagnetických vĺn. Elektromagnetické vlny sú priečne. To znamená, že vektory a elektromagnetické pole vlny sú kolmé na smer jej šírenia. Vektory a sú navzájom kolmé. Vlny s určitým smerom oscilácie týchto vektorov sa nazývajú polarizované. Obrázok 7.1 ukazuje takúto polarizovanú vlnu.
Prijímacia húkačka s detektorom prijíma iba vlnu polarizovanú v určitom smere. Dá sa to zistiť otočením vysielacieho alebo prijímacieho klaksónu o 90°. Zvuk potom zmizne.
Polarizácia sa pozoruje umiestnením mriežky z rovnobežných kovových tyčí medzi prijímač generátora 11 (obr. 7.20). Mriežka je umiestnená tak, že tyče sú vodorovné alebo zvislé. V jednej z týchto polôh, keď je elektrický vektor rovnobežný s tyčami, sú v nich excitované prúdy, v dôsledku čoho mriežka odráža vlny ako pevná kovová platňa. Keď je vektor kolmý na tyče, prúdy v nich nie sú excitované a elektromagnetická vlna prechádza mriežkou.
Osobný účet poistenca
Automatický identifikačný systém Spoločné používanie AIS s elektronickým mapovým systémom
Wargame: Red Dragon sa nespúšťa?
Smutný escobar „Tvár súdneho systému Ukrajiny“
ROME Total War – ako odomknúť všetky frakcie?