2. Основные радиотехнические процессы.

В процессе передачи по каналу связи сигнал подвергается разнообразным преобразованиям сигнал. Неко­торые из этих процессов являются обязательными для большинства радиотехнических систем независимо от их назначения, а также от характера передаваемых сообщений. Перечислим эти фунда­ментальные процессы.

Преобразование исходного сообщения в электрический сигнал и кодирование. При передаче речи и музыки такое преобразование осуществляется с помощью микрофона, при передаче изображений (телевидение) — с помощью передающих трубок (например, суперортикона). При передаче письменного сообщения (радиотелеграфия) сначала осуществляют кодирование, заключающееся в том, что каждая буква текста заменяется комбинацией стандартных симво­лов (например, точек, тире и пауз в коде Морзе), которые затем преобразуют в стандартные электрические сигналы (например, им­пульсы разной длительности или разной полярности).

Следует отметить, что схема на рис. 1.1 соответствует случаю, когда информация вводится «в начале» канала связи, т. е. непосред­ственно в передатчике. Несколько иначе обстоит дело, например, в радиолокационном канале, где информация о цели (дальность, высота, скорость и т. д.) вводится в результате отражения радио­волны от цели в свободном пространстве.

Генерация высокочастотных колебаний. Высокочастотный гене­ратор является источником колебаний несущей частоты. В зависи­мости от назначения радиоканала связи мощность колебаний изме­няется от тысячных долей ватта до миллионов ватт.

О сновными характеристиками высокочастотного генератора являются частота и диапазонность (возможность быстрой перест­ройки с одной рабочей частоты на другую),

Рис. 1. Радиотехнический канал связи.

мощность и коэффициент полезного действия. Особенно важное значение имеет стабиль­ность частоты колебаний. Радиотехника в этом отношении нахо­дится в исключительном положении. Условия распространения радиоволн и широкий спектр частот сигналов диктуют применение очень высоких несущих частот. Условия же обработки сигналов на фоне помех и необходимость ослабления взаимных помех между различными радиоканалами заставляют добиваться максимально возможного уменьшения абсолютных изменений частоты. Это приводит к чрезвычайно жестким требованиям к относительной стабильности частоты.

Управление колебаниями (модуляция). Процесс модуляции заключается в изменении одного или нескольких параметров вы­сокочастотного колебания по закону передаваемого сообщения. Частоты модулирующего сигнала, как правило, малы по сравнению с несущей частотой генератора. Для осуществления модуляции используются различные приемы, обычно основанные на изменении потенциала электродов электронных приборов, входящих в схему Радиопередающего устройства. Основная характеристика про­цесса модуляции — степень соответствия между изменением параметрами высокочастотного колебания и модулирующим сигналом.

Усиление слабых сигналов в приемнике. Антенна приемника улавливает ничтожную долю энергии, излучаемой антенной передат­чика. В зависимости от расстояния между передающей и приемной станциями от степени направленности излучения антенн и усло­вий распространения радиоволн мощность на входе приемника 10^-10….10^-14 Вт. На выходе же приемника для надежной регистра­ции сигнала требуется мощность порядка милливатт, единиц ватт и более. Отсюда видно, что усиление в приемнике должно дости­гать 10⁷ ... 10¹⁴ по мощности или 10⁴ ... 10⁷ по напряжению.

Большую роль при этом играют также специальные методы построения схем приемников, обеспе­чивающие большое усиление при сохранении устойчивости работы приемника. К таким методам относится преобразование (пониже­ние) частоты колебания в тракте приемника, осуществляемое так, что при этом сохраняется структура передаваемого сигнала. Помимо приемных устройств, процесс преобразования частоты широко используется в различных радиотехнических и радиоизме­рительных устройствах.

Проблема усиления в приемнике неотделима от проблемы выде­ления сигнала на фоне помех. Поэтому одним из основных парамет­ров приемника является избирательность, под которой подразу­мевается способность выделять полезные сигналы из совокупности сигнала и посторонних воздействий (помех), отличающихся от сиг­нала частотой. Частотная избирательность осуществляется с по­мощью резонансных колебательных цепей.

Выделение сообщения из высокочастотного колебания (детекти­рование и декодирование). Детектирование является процессом, обратным по отношению к модуляции. В результате детектирова­ния должно быть получено напряжение (ток), изменяющееся во вре­мени так же, как изменяется один из параметров (амплитуда, частота или фаза) модулированного колебания. Иными словами, должно быть восстановлено передаваемое сообщение. Детектор, как пра­вило, включается на выходе приемника, следовательно, к нему подводится модулированное колебание, уже усиленное предыду­щими ступенями приемника. Основное требование к детектору — точное воспроизведение формы сигнала.

После детектирования осуществляется декодирование сигнала; т. е. процесс, обратный кодированию. В ряде радиотехнических каналов кодирование и декодирование не используются.

Кроме упомянутых процессов, присущих, как уже отмечалось, любой радиотехнической линии, в ряде специальных случаев широко применяются многие другие процессы: умножение и деле­ние частоты, генерация коротких импульсов, различные виды им­пульсной модуляции и т. д.