Простые приёмники АМ сигналов

Звуковые колебания

Для передачи по радио звуковые колебания надо превратить в электрические - это делает микрофон. Простейший микрофон из телефонной трубки - угольный - изменяет свое сопротивление под действием звукового давления на мембрану. Если его включить последовательно с батареей и нагрузкой, резистором или линией, то напряжение и ток в нагрузке будут изменяться в такт со звуковым давлением. Угольный микрофон создает довольно мощные электрические звуковые колебания, в этом его достоинство, но качество получается невысоким. Более совершенные микрофоны используют закон электромагнитной индукции (динамические) или пьезоэффект (кристаллические, электретные).

Амплитуда колебаний соответствует громкости звука, а частота - высоте тона. Лишь некоторые звуки дают близкие к синусоидальным колебания (например, свист, чистая музыкальная нота). Большинство же звуков дают сложные колебания, которые тем не менее можно представить в виде суммы более простых, синусоидальных колебаний, но с разными частотами. Тогда говорят о спектре колебания. Спектр человеческого голоса содержит частоты от примерно 300 Гц до 3-4 кГц. Для хорошего воспроизведения музыки нужен спектр звуковых частот от 50 Гц до 10-12 кГц. Вообще же человеческое ухо способно слышать в диапазоне от 16 Гц до 16 кГц, и чем ближе к этим значениям границы полосы частот всего тракта передачи, тем естественнее звучание.

Очень интересно присоединить микрофон ко входу электронного осциллографа и понаблюдать за осциллограммами произносимых: звуков. Сделайте это, если представится возможность. Посмотрите также звуковой сигнал из трансляционной сети или на выходе радиоприемника, магнитофона, плейера. Вы увидите, что звуковые колебания чаще всего далеки от синусоидальных и носят импульсный, взрывной характер, когда отдельные всплески сигнала перемежаются продолжительными периодами колебаний с малой амплитудой и паузами (рис 1.20).

Осциллограмма звукового сигнала

Пик-фактор, или отношение максимальной амплитуды к средней, даже для достаточно искаженного (ограниченного по амплитуде) сигнала в телефонной трубке составляет не менее трех, а для неискаженного музыкального сигнала достигает десятков и даже сотен. Поскольку тракт радиопередачи надо рассчитывать на максимальный сигнал, ограничение его амплитуды перед передачей в той или иной степени используют почти всегда.

Электрические колебания можно усиливать, ведь усилители не изменяют ни форму, ни спектральный состав колебаний, увеличивая лишь их амплитуду или мощность. Они так и называются - усилители звуковых частот (УЗЧ). Звуковые колебания передаются по проводам (вспомните трансляционные линии и абонентские  громкоговорители, которыми еще многие пользуются), записываются на магнитную ленту, грампластинку или компакт-диск, но их нельзя передать в эфир в виде радиоволн: волны получились бы чрезвычайно длинными и создание антенн для них практически нереально.

Читать дальше - Амплитудная модуляция