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怎樣把信號發射出去
作者: admin    文章來源: 五六電子    點擊:9530    更新時間:2015-01-25

  2000 多年前,人們便用烽火臺來傳送信號,一旦遇到敵軍來臨,就燃起烽火,一個臺一個臺地傳送軍情。 1901 年馬可尼首次越洋不用電線就能發送和接收信號的試驗成功,開創了信息傳遞技術的新天地。這種技術就是人們俗稱的“無線電”。如今我們時刻生活在無線電波的海洋里,離開了它便沒有廣播可收聽,沒有電視可收看,飛機、輪船無法行駛 …… 。

    所謂無線電,通俗地講,就是不用電線而用無線電波把電信號從一個地方傳送到另一個地方。這種無線電波雖然看不見、摸不著,但早在 18 世紀,麥克斯韋等許多科學家們就已猜測、預言、論證了它的存在,其中物理學家赫茲首先用人工方法產生了電磁波。原來它是由迅速變化的電場和磁場產生的。要產生變化的電場和磁場必須有一個振源。這種振源通常是由線圈 L 和電容器 C 組成的振蕩電路來完成的,見圖 1 。其中線圈用來貯存磁場能量,電容器用來貯存電場能量。為了產生持續的電磁振蕩,還要求 LC 接在晶體管電路中,并依靠電路中的直流電源不斷地補給能量。

  若要把電路中的電磁能發射出去,還必須具備兩個條件: ① 振蕩的頻率必須足夠高。頻率越高,電場和磁場變化越快,產生的場越強,輻射出去的能量也越多。這樣方能有效地把能量發射出去。 ② 電路必須開放。可設法將普通的 LC 振蕩電路加以改造,使電容極板面積越來越小,極板間隔越來越大,再使電感線圈匝數越來越少,最后使電路演化為一根直導線,如圖 2 所示。這樣的電路叫做振蕩偶極振子,也就是我們俗稱的天線。這種由振蕩回路演變的天線,本身就是一個振蕩器,但又與普通的 LC 振蕩回路有區別。有了天線,電磁場才能夠發射到空間去。實際上無線起了“能量轉換”的作用。我們用饋線送入天線的并不是無線電波,而是高頻振蕩電流。在天線上由變化的電場在它周圍產生變化的磁場,這個變化的磁場又在自己周圍產生變化的電場,新產生的變化的電場再在自己周圍產生變化的磁場,這樣變化的電場和變化的磁場相互激發,形成閉合的電力線和磁力線。它們像鏈條一樣,一個一個地相互推斥而滯留在空間,見圖 3 。由于高頻振蕩頻率極高,相互推斥也極快,于是在空間向外擴散傳播開來,成為波。這種波因為是由電場和磁場產生的,所以稱電磁波,簡稱電波。經科學家們計算,電波的傳播速度為 3×10 8 m / s 。

    電波雖然傳播速度極快,但它只起了“運載工具”的作用,其本身不帶任何信息,我們又稱它為載波。與載波相比,人們講話的聲波傳播速度就慢得多了,大約為 300m / s ,既慢又傳不遠,并且是難以通過天線向外發射產生電磁波的。為了實現遠距離通信,必須設法把講話的音頻信號“搭乘”在載波上才能向外發射。這種“搭乘”過程在電子技術上叫做“調制”。目前,調制的方式有“調頻”和“調幅”兩種。經過調制后的高頻信號再由天線向外發射,在空中產生高頻電磁波,這種經過調制后的電磁波叫作已調波(調頻波或調幅波)。

    綜上所述,為了把信號發射出去,必須具備以下四個部分的電路:

     1 .音頻放大器把欲發射傳送的信號變為音頻信號并加以放大。

     2. 高頻振蕩器由 LC 回路振蕩產生高頻正弦波信號。

     3. 調制器把要傳送的信號“搭乘”在高頻振蕩器產生的高頻信號上,讓高頻信號的幅度(或頻率)隨音頻信號變化而變化,從而產生一種新的已調信號。

     4 .高頻放大器將調制后的信號放大,增加能量,并通過天線把已調信號以電磁波的形式輻射到空間去,傳播到遠方。以上四個部分的電路組合稱發信機。圖 4 為發信機的簡單框圖。

 

    除了無線電波能傳送信息外,紅外線也能用來發射傳送信息。例如我們家中彩電上的遙控器便是一例。原來,電磁波的范圍很廣,無線電波、紅外線、可見光以及 X 射線等均屬于它的范疇,只是它們的波長不同罷了。習慣上我們把波長大于 0.1mm 的電磁波稱為無線電波。不同波長的無線電波的傳播方式不同,用途也不同。附表列出了無線電波的劃分和主要用途。

    最后要說明一點,無線電波是人類共享的一種寶貴資源。現在世界上的無線電設備使用日益繁忙,而空中電波使用越來越擁擠,為此,各類發信機使用的頻率、功率均屬于當地無線電管理委員會管理,以避免互相干擾,甚至出事故。作為一個業余無線電愛好者,應遵守有關無線電管理的法規,決不能擅自亂用頻率進行發射。


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