Якщо просто скласти два струму – один високочастотний, а інший низькочастотний, то це ще не буде модуляція. Якщо кинути мішок серед купи зерна, це не буде упаковка.

Якщо суміш струмів високої і низької частоти пропустити через нелінійне опір – через випрямляч, наприклад, то на виході вже вийде модульоване напруга.

Модулятор – це своєрідна «пакувальна машина» для струмів низьких частот, вона укладає їх у високочастотну оболонку. Після модулятора виходить суміш струмів, яка складається: з самої несучої частоти-

Фіг. 6-14. Модуляція за допомогою одного нелінійного опору (вентиля).

Два генератора: один високою (модулируемой) частоти, інший низькою (модулюючим) включені послідовно з вентилем. Минулий через вентиль ток містить в собі постійну склад · ляющую і цілий ряд комбінаційних частот. Йх спектр представлений внизу. За допомогою фільтрів можна відокремити необхідні складові. Подібна проста схема модуляції застосовується іноді для радіозв’язку. Для далекої багаторазової телефонного зв’язку застосовуються більш складні схеми перетворення частот (див. фіг. 6-16).

Фіг. 6-15. Демодуляція за допомогою вентиля.

Струм, що пройшов через вентиль, містить в собі ряд складових. Високочастотні складові замикаються через конденсатор, постійний струм циркулює тільки в первинній обмотці перехідного низькочастотного трансформатора, в навантаження (телефон) проходять тільки низькочастотні складові. Подібне перетворення частоти застосовується в радіоприймачах. Радисти називають цей процес детектированием.

скажімо, ті 100 000 гц, про які згадувалося вище. Потім є ще й модулирующая частота, в нашому прикладі візьмемо її 3000 гц. Від впливу несучої на модулирующую виходять бічні смуги або бічні частоти. Одна з них дорівнює сумі несучої і модулюючим – це буде верхня бічна, інша дорівнює різниці несучої і модулюючим – це нижня бічна частота. У нашому прикладі ці бічні частоти будуть дорівнюють відповідно 103 000 і 97 000 Гц. Верхня і нижня бічні частоти – як би дзеркальне відображення одна одної.

Потім ще будуть частоти, рівні подвоєною частоті несучої, комбінаційні частоти, рівні несучої плюс чи мінус подвоєні і потроєння модулирующие, подвоєною несучої плюс і мінус взяті п раз модулирующие. Чим складніше комбінація, тим менший відсоток потужності початкових коливань в ній міститься. Фільтрами можна відсіяти непотрібні комбінації коливань.

Фіг. 6-16. Схеми перетворювачів частоти, застосовуваних у багаторазової далекого зв’язку.

Подібні пристрої-модеми застосовуються і для прийому, і для передачі. Вгорі представлена ​​схема, звана кільцевої. Під нею двухтактная схема. Особливість подібних перетворювачів та, що спектр частот на їх виході бідний паразитними продуктами. Практично можна вважати, що на виході є тільки сума і різниця частот, як це представлено на малюнку.

На приймальному пункті стоїть демодулятор, який із суміші струмів високих частот знову здобуває низьку частоту. Назвавши модулятор «пакувальної машиною», треба демодулятор називати «Розпаковуючі». Демодулятор витягує вміст з хвилі. Одне і те ж пристрій може працювати і як модулятор, і як демодулятор. Зв’язківці часто називають такі пристрої модем.

Високочастотний модульований струм не може безпосередньо привести в дію звичайний електромагнітний телефон. Тому й потрібна демодуляция.

Пропустивши модульовану хвилю через вентиль, випрямляч, точно такий же, який був застосований для модуляції, можна на виході отримати суміш струмів різних частот, з якої можна відфільтрувати і необхідну низьку частоту.

Радіомовні передавачі випромінюють зі своїх антен і несучу частоту, і обидві бічні смуги: і верхню і нижню. Вище був іріведен приклад передавача, який випромінює спектр частот від 97 до 103 тис. гц. При такій системі передачі виходить найбільш проста конструкція демодулятора. Таку передачу можна прийняти на найбільш простий і дешевий радіоприймач.

Але можна побудувати такий приймач, який задовольняється і однієї тільки бічний частотою. Такий при-

Фіг. 6-16а. Перетворення частот при дальній багаторазової телефонії.

ВЕерху показана смуга тональних частотна вході перетворювача передачі. Посередині – бічні смуги (два різних розмови), що йдуть в лінії зв’язку. Всі розмови займають абсолютно однакові смуги частот. Але за допомогою перетворювачів смуги, відповідні різним розмовам, перенесені в різні частини спектра. Тому вони йдуть в лінії / не заважаючи один одному.

Над спектрами струмів в лінії показані криві пропускання (прозорості) фільтрів на приймальному кінці лінії Кожен Фільтр пропускає тільки свою смугу. З фільтра струми надходять на вхід приймального перетворювача, який переносить смугу частот назад в тональну частина сп ° ктра.

Внизу показана смуга тональних (звукових) частот на виході фільтра приймального перетворювача. Ця смуга в точності подібна верхньої.

приймач виходить дорожче і складніше, ніж простий радіомовний, що вимагає і несучої частоти, і обох бічних. У цьому приймачі є маленький генератор, який на місці виробляє несучу ча- ^ Стота. Для багатоканального зв’язку по проводах вигідніше застосовувати більш складний приймач, але зате займати на кожну передачу більш вузьку смугу в спектрі частот.

При багаторазовій зв’язку після модулятора ставлять фільтр, і він пускає в лінію тільки одну бічну смугу. У нашому прикладі, скажімо, верхню від 100 до 103 тис. Гц.

Інша розмова насаджують на іншу несучу, скажімо, 150 тис. Гц. Ця розмова займає смугу від 150 до 153 тис. Гц.

На місці прийому ставиться ряд смугових фільтрів. Один з них прозорий тільки для частот від 100 до 103 кГц. Він пропустить тільки перша розмова. Всі інші телефонні розмови через нього не пройдуть. Другий фільтр прозорий для смуги від 150 до 153 кГц. Він пропустить тільки другий телефонну розмову.

По кабелю гарної якості можна передати одночасно дуже багато телефонних розмов. Існує апаратура, яка дозволяє по одній двухпроводной лінії здійснити 480 телефонних каналів.

Тут застосовується багаторазова модуляція, яку можна порівняти з багаторазовою упаковкою. Різні сорти зерен пакуються в маленькі кульочки. Потім кульочки збираються по кілька штук в один пакет, а аніскільки пакетів об’єднуються в ящик.

Фіг. 6-17. Принцип поділу каналів по частоті.

Mlt M*f М3Мікрофони окремих абонентів. Вони модулюють передавачі, що працюють на різних частотах: Л, /9, /3. Передавачі всіх каналів безперервно і одночасно працюють на загальну лінію. На приймальному кінці частотні фільтри поділяють окремі канали. Фільтр

Фj пропускає тільки спектр частот першого каналу /х. Фільтр 9– Частоти другого каналу /9. Після фільтрів включені демодулятори Dlf Da, Da, Які виділяють звукові частоти з прийнятого спектра і направляють їх у відповідні телефони.

Фіг. 6/5. Радіолінія з частотним поділом каналів.

Частоти / ,, /9, /, Промодулірованной звуковими частотами від мікрофонів Μι, Λί9, Λί ,. Але ці частоти / “/9 та /, не надходять прямо в лінію, як це було при дротового багаторазової зв’язку, показаної на попередньому малюнку.

При багатоканальної радіозв’язку частоти / ,, /9, /а тільки “поднесущие”. Їх спектрами модулюється радіопередавач, що працює на надвисокої частоти /0– Приймальний пристрій має рівномірно підсилювати весь спектр частот.

При багаторазовій модуляції 12 телефонних розмов утворюють групу. П’ять таких груп об’єднується в супергрупу. А потім вісім таких супергруп посилаються в одну лінію. На місці прийому зворотна «розпакування» – демодуляция також йде в кілька ступі * нею. Спочатку вісім смугових фільтрів ділять всю суміш на супергрупи. Кожна йде в свій супергрупповой демодулятор і потім новим комплектом смугових фільтрів ділиться на 5 груп. А на останньому щаблі групу поділяють на 12 каналів, 22. Ще про модуляції в техніці і природі

Не тільки для зв’язку застосовується накладення низькочастотних коливань на більш високочастотні. Модуляція різних видів коливань широко застосовується в техніці.

У звуковому кіно для запису звуку на світлочутливу плівку модулюють світлові коливання. Тонкий промінь світла пропускають через отвори в полюсах електромагніту. Між цими полюсами, якраз поперек шляху світлового променя, натягнута тонка бронзова стрічка. По ній проходить посилений струм від мікрофона. Стрічечка коливається між полюсами електромагніту. Чим сильніше струм через неї, тим більше вона відхиляється від свого початкового положення і тим ширше відкриває шлях променю світла. Сила світлового променя змінюється в такт звуковим коливанням. На світлові коливання-електромагнітні коливання високої частоти – накладаються коливання звукової частоти. Стрічечка, натягнута між полюсами магніту, модулює світловий промінь механічним способом. Є й інші способи.

Маленький конденсатор поміщають в банку з нітробензолом. Між обкладинками цього конденсатора пропускають світловий промінь. Площина коливань електричних і магнітних сил в промені світла змінюється в залежності від величини напруги на обкладках конденсатора. Шар нитробензола повертає площину поляризації світлового променя. Поставивши на шляху світлового променя ще два поляризатора-один до, а інший після нитробензола, можна модулювати силу проходить через нітробензол променя.

Іноді модулюють світло за допомогою спеціальних лампочок розжарювання. Якщо нитка такої лампи має малу світлову інерцію, “то сила испускаемого лампою света.будет точно слідувати за змінами струму, розжарюваного нитку.

А ось приклади природної модуляції. Молекули всіх тіл знаходяться у невпинному тепловому русі. У складних хімічних сполуках молекули коливаються з частотами, залежними від маси атомів, складових молекулу, і від сил зв’язку між окремими атомами. І ці коливання можна порівняти, як це ми багато разів робили, з коливаннями гир, підвішених на пружинах. Період коливань залежить від маси гир і від пружності пружин. Молекулярні маятники коливаються з великою швидкістю. Частота цих коливань вище найвищих радіочастот, одержуваних у звичайних електронних лампах. Але ця частота все ж значно нижче частоти світлових коливань.

Якщо пропустити крізь прозоре речовина промінь світла з одного певною частотою коливань – промінь одного кольору, монохроматический промінь, як кажуть, – то коливання молекул, більш повільні, ніж світлові коливання променя, промодуліруют цей світловий промінь, і в ньому, крім основного кольору (несучої частоти), з’являться ще бічні смуги: коливання з частотами, рівними сумі і різниці світлових і теплових коливань. Це явище називається комбінаційною розсіюванням світла. Його вперше відкрили в СРСР академік Мандельштам і професор Ландсберг. Вони не поспішали опублікувати своє відкриття. Цей же ефект виявив згодом індуський вчений Раман, який негайно, тут же телеграфував про це в найважливіші наукові журнали. Тому комбінаційне розсіювання називають іноді ще ефектом Рамана.

Комбінаційне розсіювання – модуляція світлових коливань молекулярними – має важливе значення для пізнання будови речовини. Коли відома маса маятника, то можна, не бачачи його, по одному звуку його цокання, т. е. по періоду його коливань, сказати, яка в ньому стоїть пружина (волосок). Так за частотою молекулярних коливань, яку ми дізнаємося з ширини бічних смуг розсіяного спектра, можна судити про сили зв’язку в складних молекулах.

Безліч є ще випадків модуляції одних коливань іншими.

Виття вітру у-у, у-у – це модульовані звукові коливання. Така модуляція звуку, накладення на звук ще більш низької частоти називається іноді биттям.

Такі биття бувають чутні в гулі двомоторних літаків, коли частоти обертання моторів трохи відрізняються одна від одної. Іноді застосовується синхронізація моторів літаків. При цьому биття відсутні. У німецьких бомбардувальників під час другої світової війни мотори не були синхронізовані. Ці бо * мбардіровщікі можна було відразу відрізнити за їх виючого гулу.

Періодична зміна точки натиску на струну («вібрато»), що застосовується при грі на смичкових інструментах, модулює видаваний струною тон. Це мистецтво скрипаля – дати таку модуляцію, щоб у відповідь потрапили в резонанс і затріпотіли серця його слухачів.

Частотні фільтри замість замків

Часто перед електриками ставиться завдання так відгородити приймальний пристрій, щоб на нього міг впливати тільки який-небудь певний електричний сигнал. Ніякі інші сигнали не повинні підходити до «електричному замку» приймального пристрою.

Для літаків і ракет застосовується дальнеуправленіе, і необхідно, щоб вони слухалися тільки радіосигналів свого господаря. Ніякі інші сигнали не повинні заважати їх управлінню, не повинні збивати їх з курсу, змушувати виконувати помилкові накази.

Під час війни застосовувалися підриваються по радіо мінні поля. І тут необхідний «електричний замок», щоб чужий сигнал не міг дати помилкову команду.

Комбінація частотних фільтрів може служити секретним замком. Приймач літака, ракети або міни налаштовується на одну певну хвилю. На іншу хвилю він не відгукнеться. Але один щабель частотного фільтра, один щабель частотної селекції, як кажуть, – це ще не захист. Це як секретний замок з одним кільцем. Досить підібрати одну частоту, – і замок відкритий.

На основну високу частоту накладається ще кілька модулюючих частот. У приймачі після першого, частотного фільтра варто підсилювач і демодулятор, потім – знову фільтри на більш низькі модулирующие частоти. І далі може бути ще одна або навіть кілька ступенів посилення, демодуляції і фільтрів.

Відносно прості конструкції фільтрів для звукових частот виходять з камертонами. Кожен камертон відгукується тільки на свою резонансну частоту, тільки на свою ноту. А яку ділянку на які акорди відкликається, відомо тільки в Штабі командування.

Пошлють на потрійний модуляції, скажімо, ноти «до» і «фа» в першій октаві – і вибухне одна ділянка мінного поля. Пошлють ноти «ля» у першій та «ре» у другій октавах – інші міни злетять у повітря. Противник думає: ну, все скінчено, що могло вибухнути – уже вибухнуло. Тепер можна бути спокійним. А тут какоенибудь «сі» та «сіль» передадуть по радіо ·, і знову гуркочуть міни. Неприємна штука багаторазові мінні поля. Сила зброї – в несподіванки його дії.

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M