Điều chế và điều biến

48

Lõi thứ hai bay đều và tuyến tính với tốc độ $\vec{v}_{21} = \vec{v}_2 - \vec{v}_1$. Sau khi xác định các hướng đồ họa của tốc độ này, chúng ta có thể dễ dàng tìm ra lõi thứ hai sẽ bay ở khoảng cách bao xa so với nam tước (bạn chỉ cần đảm bảo rằng trước thời điểm này không có lõi nào rơi xuống đất).

Tất nhiên, bạn có thể kiểm tra tất cả các phép tính mà không cần sử dụng hệ thống báo cáo Monchhausen, nhưng chúng sẽ cồng kềnh hơn. “Nguyên lý Nam tước Monchhausen” đã phân tích – chuyển động tương đối của hai vật thể bay tự do là đồng đều – được tìm thấy trong nhiều bài toán. Ví dụ, hãy thử giải thích tại sao trong khi bắn pháo hoa, sau khi một quả đạn nổ, một quả cầu phát sáng được hình thành, tăng kích thước và rơi xuống.

Thật thú vị khi nhớ rằng một trong những giai đoạn kịch tính trong lịch sử tư tưởng nhân loại không liên quan gì hơn đến… việc lựa chọn hệ thống báo cáo “đúng”. Việc Bruno hành quyết sông Jordan, cuộc đấu tranh và sự từ bỏ của Galileo…
Nhân loại rất khó thống nhất rằng Trái đất không phải là trung tâm của vũ trụ mà chỉ là một trong những hành tinh quay quanh Mặt trời. Nhân loại nên làm gì khi chuyển từ hệ địa tâm (nối với Trái đất) sang hệ địa tâm (nối với Mặt trời)? Theo cuộc trò chuyện của chúng ta, một trong những lợi thế của quá trình chuyển đổi là trong hệ mặt trời trong báo cáo, chuyển động của các hành tinh trông đơn giản hơn nhiều. Rõ ràng, cũng nhờ điều này mà Kepler sau đó đã khám phá ra các định luật chuyển động của hành tinh, từ đó giúp Newoton khám phá ra định luật vạn vật hấp dẫn.

Ưu điểm chính của năng lượng mặt trời là gì? O. trước trần thế? Một lát sau bạn sẽ phát hiện ra rằng từ quan điểm động lực học, không phải mọi thứ đều là s. O. bằng nhau - có cái gọi là quán tính. o., trong đó các định luật cơ học có dạng đặc biệt đơn giản. Vì vậy, nắng s. o., không giống như trái đất, có thể coi là quán tính. Nhưng từ quan điểm động học, mọi thứ đều là s. O. bằng nhau, bạn có thể sử dụng bất kỳ, kể cả những chuyển động có gia tốc và thậm chí quay. Tuy nhiên, vòng quay s. O. có một số tính năng không cần đào tạo cần được bảo trì cẩn thận riêng biệt, tính năng này không được cung cấp trong khuôn khổ ghi chú này.

A. I. Cherpotsan

Điều chế và điều biến

Sóng vô tuyến thường được sử dụng để truyền tín hiệu trên khoảng cách xa. Chúng rất dễ phát và nhận, bất kỳ thông tin nào cũng có thể được “chồng” lên chúng, phạm vi bước sóng được lựa chọn rất rộng - từ hàng trăm, hàng nghìn mét đến milimét (và trong các tình huống đặc biệt - thậm chí ngắn hơn). Tất cả điều này cho phép chúng tôi giải quyết nhiều vấn đề khác nhau bài toán - từ phạm vi phủ sóng trên toàn thế giới đến các chương trình địa phương không can thiệp vào các khu vực lân cận. Trong những năm gần đây, vệ tinh liên lạc đã được sử dụng rộng rãi - nhưng đây là một chủ đề cho một cuộc trò chuyện khác.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn quá trình truyền và thu sóng vô tuyến. Để làm được điều này, chúng ta hãy xem những biến đổi nào mà tín hiệu âm thanh trải qua trên đường từ người biểu diễn đến người điều hành đài.

49

Tất cả bắt đầu bằng việc chuyển đổi các rung động âm thanh (cơ học) - những âm thanh mà chúng ta tạo ra và nghe thấy - thành tín hiệu điện. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng micro. Trong micrô phổ biến nhất trong thực tế - phạm vi - sóng âm gây ra sự rung động của màng, nơi gắn một cuộn dây, đặt trong trường của một nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn dây di chuyển, một lực điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trong đó - tín hiệu điện mà chúng ta cần. Thông thường, điện áp hiệu dụng từ micrô rất nhỏ - một phần milivolt và được khuếch đại vài nghìn lần bằng mạch điện tử. Sau khi thành công, tín hiệu phù hợp để truyền qua dây dẫn, nhưng để truyền vô tuyến, tín hiệu đó phải tiếp tục được chuyển đổi. (Đối với liên lạc qua điện thoại, tín hiệu thành công là quá đắt và khó khăn; họ sử dụng micrô thuộc loại khác - carbon, loại micrô này có thể thực hiện mà không cần bộ khuếch đại, nhưng chất lượng giảm âm thanh thấp hơn bất kỳ lời chỉ trích nào - mỗi người trong số các bạn có thể tự mình nhận thấy điều này.)

Vậy là tín hiệu điện đã được nhận. Hãy xem xét một trường hợp đơn giản - một cameratron phát ra âm thanh trước micrô và âm lượng của âm thanh không thay đổi theo thời gian; thì tín hiệu điện là dao động điều hòa có tần số (âm thanh) thấp Ω (hình 1).

Bây giờ chúng ta hãy nói về “chất mang” của tín hiệu - về dao động tần số cao ω. Chúng được cung cấp bởi một bộ tạo dao động không suy giảm (hình 2). Tần số sóng mang ω được chọn cao hơn nhiều lần so với tần số âm thanh Ω của tín hiệu truyền đi. Ví dụ: máy quay phim hứa sẽ cho Ω=2770 s⁻¹, khi truyền trên sóng trung bình ω≈6·10⁶ s⁻¹.

Để truyền tín hiệu điện có tần số âm thanh, nó phải được “nhúng” vào một số tham số dao động tần số cao - biên độ, tần số hoặc pha (hoặc kết hợp của chúng). Nói cách khác, tham số đã chọn phải được thay đổi (điều chế) phù hợp với tín hiệu truyền đi. Yêu cầu chính trong trường hợp này là việc chuyển đổi phải nghịch đảo và khi nhận được tín hiệu truyền đi có thể dễ dàng khôi phục.

Rõ ràng là chấp nhận điều chế biên độ, tần số hoặc pha (có thể sử dụng các loại kết hợp phức tạp hơn) (hình 3). Cách dễ nhất là sử dụng biên độ. Trong trường hợp này, tín hiệu được truyền tới “ether” - nó được gọi là điều chế biên độ - thu được, chẳng hạn, bằng cách thay đổi điện áp cung cấp của bộ tạo dao động liên tục theo thời gian với tín hiệu tần số âm thanh. Nhưng bạn có thể thực hiện bằng những phương tiện rất đơn giản - đưa vào dây đi từ máy phát dao động liên tục đến máy phát

Hình 1. Nhận tín hiệu điện có tần số âm thanh. Tín hiệu này có dạng u(t)=U₀ cos Ωt, 2de U₀ là biên độ, Ω là tần số dao động (pha ban đầu trong trường hợp này không quan trọng - hãy nghĩ xem tại sao - và nó được lấy bằng 0).

Hình 2. Mạch thu các dao động tần số sóng mang. Dao động xảy ra theo định luật u(t)=V₀ cos (ωt+φ₀), 2de V₀ là biên độ, ω là tần số, φ₀ là pha ban đầu của dao động (ở đây chúng ta không thể lấy φ₀=0 nữa, mặc dù điều này không quan trọng đối với việc truyền sóng vô tuyến).

50

ăng-ten, micrô carbon thông thường (hình 4). Nếu chúng ta nói trước mặt nó, điện trở của micrô sẽ thay đổi, đường đi trong ăng-ten sẽ thay đổi theo thời gian với nó và chúng ta sẽ có được mô hình biên độ mà chúng ta cần. Vào buổi bình minh của truyền thông vô tuyến, đây chính xác là điều mà những người nghiệp dư về vô tuyến đã làm, những người muốn chuyển từ làm việc với mã Morse sang truyền giọng nói. Tất nhiên, phương pháp này chỉ phù hợp với các thiết bị có công suất thấp và chất lượng đường truyền như vậy sẽ không được tốt cho lắm.

Việc chuyển đổi nghịch đảo các tín hiệu được điều chế biên độ ở phía ứng dụng được thực hiện bằng cách sử dụng bộ dò biên độ - một mạch đơn giản chứa một diode bán dẫn (hình 5). Trên thực tế, chính sự đơn giản của máy dò như vậy là ưu điểm chính của mô hình biên độ. Kiểu mô hình này được sử dụng để phát sóng vô tuyến ở các dải sóng dài, trung bình và ngắn. Nó cũng được sử dụng để truyền tín hiệu truyền hình, nhưng chỉ cùng với các loại mô hình khác. Hãy nói một chút về họ.

Mô hình tần số đã trở nên phổ biến. Với phương pháp truyền sóng vô tuyến này, tín hiệu tần số thấp được “nhúng” vào giá trị của tần số truyền tức thời (tức thời - vì nó không còn giữ nguyên mà thay đổi theo thời gian theo tín hiệu tần số thấp). Việc điều chế như vậy cũng dễ dàng thực hiện “tại nhà” - để làm được điều này, thật thuận tiện khi sử dụng micrô thuộc loại tụ điện (hình 6). Đây là một thiết bị rất đơn giản (về mặt ý tưởng, nhưng không dành cho sản xuất thực tế!). Nó bao gồm màng kim loại hóa mỏng nhất, là một trong những tấm của tụ điện phẳng và tấm ngoài cùng - tấm thứ hai. Màng rung theo sự rung động của không khí và điện dung của tụ điện thay đổi tương ứng - chỉ vậy thôi. Màng có thể được làm rất nhẹ, vì vậy một micrô như vậy có thể mang lại chất lượng chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện tuyệt vời. Với mục đích của chúng tôi, micrô tụ điện sẽ được kết nối song song với tụ điện đối lập của bộ tạo sóng liên tục và việc thay đổi xương em của micrô sẽ mang lại hiệu ứng điều chế cần thiết. Bằng cách này, bạn có thể tạo ra một micrô vô tuyến đơn giản và chất lượng cao hoạt động trong phạm vi VHF và tín hiệu của nó có thể được nhận bởi máy thu VHF FM thông thường (“VHF” - sóng siêu ngắn, “FM” - mô hình tần số).

Điều khó khăn nhất với phương pháp điều chế này là giải điều chế (phát hiện). Ví dụ, nó có thể được thực hiện như thế này: nó sử dụng mạch dao động được điều chỉnh nhẹ - đến vài chục k-