EWB. Принципы построения приемо-передающих устройств

Блок-схема типового супергетеродинного радиоприемника показана на рис. 13.1, на котором обозначено: А — антенна, 1 — входное устройство, 2 — усилитель высокой частоты, 3 — преобразователь частоты, 4 — гетеродин, 5 — усилитель промежуточной частоты, 6 — детектор, 7 — второй гетеродин, 8 — усилитель низкой частоты, Gr — громкоговоритель. Отметим, что второй гетеродин 7 используется только в профессиональных приемниках для слухового телеграфного приема, в радиовещательных приемниках он обычно не используется.

Для ознакомления с основными принципами построения приемо-передающих устройств рассмотрим демонстрационную модель одного из таких устройств, содержащуюся в каталоге программы EWB 4.1 (схемный файл molditi.on.ca4) и показанную в несколько переработанном виде на рис. 13.2. В схеме использованы следующие подсхемы (субблоки): carrier — генератор несущей частоты, modultr — амплитудный модулятор, А — зажим антенны, prop-sky — аттенюатор, имитирующий потери в антенне и входном устройстве приемника, receiver — приемник.

Схема генератора несущей в развернутом виде показана на рис. 13.3. Это знакомая нам схема с мостом Вина (см. гл. 10), отличающаяся наличием делителя выходного напряжения на резисторах R3, R4 и другой частотой колебаний — 3,3 кГц. Такая частота относится к диапазону звуковых частот и, конечно, в радиопередатчиках не используется, но здесь речь идет о принципе работы и при необходимости повышения частоты в разумных пределах особенных проблем не возникает.

Схема модулятора показана на рис. 13.4. Он выполнен на ОУ, в цепь ООС которого включен собственно модулирующий элемент — полевой транзистор VT в режиме регулируемого сопротивления. Напряжение от генератора поступает на неинвертирующий вход ОУ, а модулирующее напряжение — на затвор полевого транзистора, режим которого по постоянному току задается постоянной составляющей напряжения на выходе функционального генератора (рис. 13.5). На выходе модулятора получаем амплитудно-модулированное колебание, осциллограмма которого показана на рис. 13.6.

Аттенюатор представляет собой делитель на двух резисторах 10 и 1 Ом и обеспечивает ослабление в 11 раз (примерно на 21 дБ). Схема его настолько очевидна, что не имеет смысла приводить ее здесь.

Схема приемника в целом показана на рис. 13.7. Он содержит усилитель амп-литудно-модулированных колебаний (в реальных приемниках его называют усилителем радиочастоты или усилителем высокой частоты) на ОУ с коэффициентом усиления 1+R2/R1=11 и две подсхемы: detector — детектор (рис. 13.8) и lopsfltr — фильтр. Как видно из рис. 13.8, детектор представляет собой простой однополупери-одный выпрямитель.

Показанный на рис. 13.9, а фильтр представляет собой активный фильтр высокой частоты на ОУ. На частоте модуляции (100 Гц) коэффициент передачи равен 1+КЗ/К4=1,2, в то время как для частоты несущей (3,3 кГц) он существенно меньше. На выходе фильтра получаем сигнал (рис. 13.9, б), переданный с помощью при-емо-передающей системы на рис. 13.2. Таким образом, в результате моделирования достаточно наглядно продемонстрированы основные принципы приемно-передаю-щего устройства.

Вопросы составлены с учетом сведений, приведенных в Приложении 3.

1. Скопируйте подсхему фильтра lopsfltr в отдельный файл и исследуйте его АЧХ иФЧХ.

2. Чем отличается детекторный приемник от приемника прямого усиления и как можно объяснить название последнего?

3. Какими преимуществами обладает супергетеродинный приемник по сравнению с приемником прямого усиления?

4. Определите коэффициент модуляции показанного на рис. 13.6 AM колебания.

5. Какими элементами схемы модулятора на рис. 13.4 можно изменять коэффициент модуляции? Проверьте свой ответ на модели.

6. По приведенному выше описанию аттенюатора подготовьте его схему и сверьте ее с моделью.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.