Из этого видеоурока вы узнаете, что называется радиосвязью и в чём заключается её основная идея. Познакомитесь с процессами амплитудной модуляции и детектированием. А также узнаете, каким образом осуществляется передача видеосигнала на расстояние.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
Принцип работы телевидения и история его создания
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока «Принципы радиосвязи и телевидения»
Первое экспериментальное подтверждение существования электромагнитных волн принадлежит Генриху Рудольфу Герцу. Напомним, что вибратор Герца представлял собой два стержня с шариками на концах. Шарам сообщались большие разноимённые заряды, в результате чего между ними происходил электрический разряд. При этом в самих стержнях возникали электромагнитные колебания.
Приёмное устройство состояло из проволочного витка с двумя шарами на концах. Приём электромагнитной волны наблюдался в виде маленькой искры, которая проскакивала между шарами.
Эксперименты Герца показали, что с помощью электромагнитных волн можно подавать и принимать сигналы. Но сам Герц не видел практического применения открытых им электромагнитных волн, так как все удачные эксперименты проводились в очень малой области пространства — в пределах лабораторного стола.
Однако его опыты послужили толчком для исследования новых возможностей приёма и передачи электромагнитных волн. Впервые мысль о применении электромагнитных волн для передачи сигналов на расстояние высказал Александр Степанович Попов. В 1894 году он собрал радиоприёмник, регистрирующий электромагнитные волны, возникающие при грозовых разрядах.
А уже в апреле 1895 года Попов при помощи созданных им генератора и приёмника передал первую в мире беспроводную радиограмму на расстояние в двести пятьдесят метров. Она содержала всего два слова: «Генрих Герц».
Схема передатчика Попова достаточно проста. Он представлял собой колебательный контур, питаемый от батареи. Индуктивностью в контуре выступала вторичная обмотка катушки, а ёмкостью — искровой промежуток. При нажимании на ключ в искровом промежутке проскакивает искра, вызывающая электромагнитные колебания в антенне. Антенна — это открытый вибратор, излучающий электромагнитные волны.
Принципы радиосвязи и телевидения | Физика 9 класс #46 | Инфоурок
Для регистрации принятых волн, Попов использовал специальный прибор — когерер, изобретённый французским физиком Эдуардом Бранли в 1890 году. Когерер представляет собой стеклянную трубку, в которой находятся металлические опилки. В один конец трубки вставлена металлическая пластина, а в другой — провод, соприкасающийся с опилками.
При нормальных условиях сопротивление опилок очень большое, но под действием электромагнитных колебаний между ними проскакивают искорки, опилки слипаются, и сопротивление когерера уменьшается в несколько сот раз.
Итак, Александр Степанович включил когерер в цепь из источника тока, звонка и молоточка, который мог ударять по трубке когерера.
Изначально сопротивление когерера таково, что силы тока, протекающего по цепи, недостаточно для притяжения якоря в реле. Но как только появляется электромагнитная волна, в опилках проскакиваю искорки и сопротивление когерера падает. Это влечёт увеличение силы тока в цепи и якорь реле замыкает цепь электромагнита, включённого параллельно цепи когерера. А молоточек звонка сигнализирует о приходе волны. При этом цепь размыкается и молоточек ударяет по коге́реру, встряхивая опилки и, тем самым, увеличивая их сопротивление — реле размыкает цепь звонка.
Летом 1895 года Попов усовершенствовал свой прибор, добавив к нему приёмную антенну, а в марте 1896 года — телеграфный аппарат для приёма текста. Как мы уже упоминали, 24 марта 1896 года были переданы первые в мире слова с помощью азбуки Морзе — «Генрих Герц».
Почти одновременно с Поповым итальянец Гульельмо Маркони создал свою радиотелеграфную установку и в 1897 году получил на неё патент, чего не сделал в своё время Попов.
Поэтому во многих странах официально именно Маркони считается изобретателем радио, хотя Попов и был первым. В 1901 году Маркони потряс мировую общественность, осуществив первую в историю передачу радиосигналов через Атлантический океан на расстояние в 1800 километров.
Итак, принципы радиосвязи заключаются в следующем:
· в передающей антенне создаётся переменный ток высокой частоты;
· ток вызывает переменное электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны;
· электромагнитная волна вызывает в приёмной антенне переменный ток той же частоты, что и частота передатчика.
Передача и приём информации посредством электромагнитных волн называется радиосвязью.
Благодаря радиовещанию мы можем передавать и принимать звуковую информацию без помощи проводов. Но радиосвязь представляет собой достаточно сложный процесс. Дело в том, что звуковые колебания имеют сравнительно низкие частоты. А электромагнитные колебания, имеющие такие же частоты, как и звуковые, практически невозможно передать на расстояние. Поэтому для передачи звука на большие расстояния используют колебания высокой частоты́, но изменяют их амплитуду со звуковой частотой.
Давайте посмотрим, как это происходит. Итак, электромагнитные волны излучаются передающей антенной, в которой высокочастотные колебания возбуждаются с помощью специального генератора. Такие колебания получили название несущих, а их частота остаётся строго постоянной.
Если в цепь передающей антенны включить микрофон и произносить перед ним звуки, то колебания мембраны микрофона будут преобразовывать звуковые волны в электрические сигналы в виде переменного тока, частота которого совпадает с частотой звуковых колебаний. Этот ток будет изменять амплитуду несущих высокочастотных колебаний в соответствии с амплитудой звуковых колебаний. Такое преобразование называют амплитудной модуляцией.
Модулированный сигнал при помощи антенны излучается в пространство. Приёмник, настроенный на частоту передающей станции, улавливает модулированные высокочастотные колебания и выделяет из них колебания низкой частоты. Такой процесс называется детектированием.
Детектирование осуществляется с помощью специального прибора — детектора, который проводит ток только в одном направлении. В цепи детектора из высокочастотных модулированных колебаний получают пульсирующий ток, амплитуда которого меняется со звуковой частотой.
Чтобы полностью разделить высокочастотные колебания и колебания звуковой частоты, в цепи детектора ставят параллельно соединённые конденсатор и громкоговоритель. Через конденсатор проходят токи высокой частоты, а для токов низкой частоты он представляет большое сопротивление. Поэтому токи низкой частоты идут через громкоговоритель, в котором будут воспроизводиться звуковые колебания, частота которых соответствует колебаниям низкой частоты передающей станции.
Конечно же в приёмную антенну поступают волны огромного количества радиостанций, которые осуществляют вещание только на строго отведённой ей несущей частоте. Поэтому в приёмное устройство добавляется резонансный контур с конденсатором переменной ёмкости. Меняя ёмкость конденсатора можно изменять частоту колебаний в контуре. Когда эта частота совпадает с частотой, на которой работает передающая радиостанция, наступает резонанс и амплитуда колебаний выбранной радиостанции в контуре приёмника будет максимальной по сравнению с амплитудами колебаний, поступивших от радиостанций, вещающих на других несущих частотах.
При помощи радиоволн можно предавать не только звук, но и движущееся изображение. Эта возможность реализована в телевидении. При передачи телевизионных программ, высокочастотные колебания модулируются не только звуком, но и видеосигналом.
Но телевизионные радиосигналы могут быть переданы только в диапазоне ультракоротких (метровых) волн. Такие волны распространяются лишь в пределах прямой видимости антенны. Поэтому для охвата телевизионным вещанием большой территории необходимо размещать телепередатчики чаще и поднимать их антенны выше. Так, например, Останкинская башня в Москве высотой пятьсот сорок метров обеспечивает уверенный приём телевизионных радиосигналов в радиусе ста двадцати километров.
В настоящее время различные средства связи развиваются и совершенствуются в уже освоенных областях, а также находят и новые области применения. Ещё совсем недавно междугородняя телефонная связь осуществлялась только по воздушным линиям связи. На её надёжность влияли грозы и возможность обледенения проводов.
В настоящее же время широко применяется мобильная и спутниковая связь. Для передачи звуковых сигналов при помощи мобильных телефонов используются радиоволны высокой частоты, называемые ультракороткими, которые распространяются прямолинейно. В сеть мобильной телефонной связи входит множество антенн для передачи и приёма сигналов.
Зоны их работы образуют шестиугольники, похожие на соты. Именно поэтому мобильные телефоны называют также сотовыми. При звонке с помощью мобильного телефона сигнал на ультракоротких волнах улавливается ближайшей антенной, поступает в сеть и благодаря центральному компьютеру направляется по назначению.
Источник: videouroki.net
Принцип радиосвязи современной. Принципы радиосвязи и телевидения
Что представляет собой принцип радиосвязи? Начнем с того, что для ее осуществления необходимо иметь два прибора: приемник и передатчик электромагнитных и звуковых волн.
Принципы связи
Простые приборы, которые нужны для работы, создал в 1886 году Г. Герц. Принцип радиосвязи основывается на классических законах физики. Если разрезать на две половины и присоединить к отрезкам высоковольтный трансформатор, между ними будет возникать переменный (пульсирующий) ток, а вокруг него появляется электромагнитное поле. Проволока в данном случае рассматривается и в качестве передатчика, и в виде передающей антенны.
Особенности
Принцип радиосвязи основывается на характеристиках электромагнитного поля. Так как для его распространения необходимы волны, уловить его можно на значительном расстоянии с помощью приемника. В его роли выступают два куска металлической проволоки, расположенные параллельно к передающей антенне. Так как энергия волн будет распространяться в разные стороны, а приемнику удается улавливать только ее часть, в воздушном пространстве искры малы. Но в темноте их можно видеть даже без оптических приборов.
Особенности использования
Принципы радиосвязи базируются на передающих устройствах, разработанных Герцем, но подходят только для несущественных расстояний. Объясняется такая ограниченность применения незначительной мощностью радиоволн. Для того чтобы справиться с данной проблемой, был создан генератор высокой частоты. С его помощью радиоволны могли распространяться на значительные расстояния.
Схема радиотелефонной связи
Рассмотрим основные принципы радиосвязи и примеры их практического использования. В современном передатчике присутствует генератор высоких частот для создания необходимой мощности излучения. С его помощью образуется несущая частота, используемая приемником для настройки. У современного передатчика есть модулятор.
Он представляет собой устройство, которое изменяет амплитуду либо частоту волны синхронно с музыкой либо голосом. Обязательным элементом передатчика является и передающая антенна.
Модуляция
Самой простой для восприятия является амплитудная модуляция. У высокочастотных колебаний, которые создает генератор, существует постоянная амплитуда. С помощью модулятора происходит ее изменение «по форме» сигнала низкой частоты, идущего от микрофона. Модулированный сигнал попадает на приемную антенну в качестве волн с непостоянной амплитудой.
Демодуляция
Принцип радиосвязи характеризуется и демодуляцией. После улавливания приемной антенной волн происходит отделение сигнала от одного передатчика, который функционирует на частоте, выбранной в качестве несущей величины. Для проведения таких преобразований применяется настроечный приемный контур. Тот сигнал, который выделен от одного передатчика, поступает в демодулятор.
В этом устройстве происходит разделение низкочастотных колебаний от высокочастотного сигнала. Далее он поступает в громкоговоритель или в наушники.
Диапазоны волн
Рассматривая принципы радиосвязи, отметим, что волны имеют разные диапазоны. В настоящее время применяют средние, сверхдлинные, короткие, длинные, а также ультракороткие радиоволны. Их достаточно широко используют в разнообразных сферах электроники:
- радиосвязь;
- телевидение;
- радиовещание;
- радиоразведка;
- метеорология.
Принцип современной радиосвязи предполагает превращение звуковых колебаний в электрические виды с помощью микрофона. Сложность передачи такого сигнала состоит в том, что для осуществления радиосвязи требуются высокочастотные колебания, а звуковые волны имеют низкую частоту. Для решения проблемы используются мощные антенны. Для звуковой частоты накладывание колебаний осуществляется так, чтобы переносить сигнал на существенные расстояния.
Современные принципы радиосвязи и телевидения базируются на радиопередающем устройстве. Он имеет генератор высокой частоты, который преобразует постоянное напряжение в высокочастотные гармонические колебания. Несущая частота должна быть постоянной величиной.
Принципы радиосвязи и телевидения предполагают определенное строение генератора. Он преобразовывает полученные сообщения в электрический сигнал, который и используется для процесса модуляции постоянной частоты.
Выбор такого устройства основывается на физической природе транслируемого сигнала, В случае звука для этого используется микрофон, для передачи картинки применяют передающую телевизионную трубку. Модулятор необходим для проведения процесса перевода сигнала высокой частоты в ту величину, которая соответствует звуковому сигналу с передаваемой информацией. Также используются один либо два каскада для усиления модулированного сигнала. Излучающая антенна предназначена для выброса в окружающее пространство электромагнитных волн.
Заключение
Радиопередающее устройство используется для приема той информации, которая передается благодаря электромагнитным волнам, исходящим от передающей антенны современного радиопередатчика. В данном устройстве предполагается наличие следующих основных элементов:
- Приемная антенна, которая нужна для улавливания электромагнитных колебаний. Здесь систематически возникают модулированные вынужденные колебания, которые возбуждаются разнообразными радиостанциями.
- Резонансный контур настраивается на конкретную частоту, считающуюся полезным сигналом.
- Детекторный каскад необходим для предобразования усиленного модулированного высокочастотного сигнала, а также выделения из него модулирующего сигнала, который несет передаваемую информацию.
Детектирование является процессом, противоположным модуляции. Детекторами выступают полупроводниковые приборы и электронные лампы, которые имеют нелинейные характеристики. Моделирование и детектирование являются основными процессами, которые способствуют передаче и приему звука и изображения, то есть они связаны с передачей телевизионного изображения и звукового сигнала.
Источник: www.syl.ru
Принцип работы телевизора и радио
1. Что называется радиосвязью?
Передачу и прием информации с помощью электромагнитных волн называют радиосвязью.
2. Где используются линии радиосвязи?
Линии радиосвязи используются для осуществления радиотелефонной связи, передачи телеграмм, факсов, радиовещательных и телевизионных программ.
3. Каковы принципы осуществления радиотелефонной связи?
При радиотелефонной связи используют радиопередающие и радиоприемные устройства.
В радиопередатчике происходит преобразование звукового сигнала а электромагнитные волны.
С антенны радиопередатчика электромагнитные волны распространяются в окружающем пространстве, попадая на радиоприемную антенну.
В радиоприемнике происходит обратное преобразование электромагнитной волны в звуковой сигнал.
4. Как преобразуется сигнал в радиопередающем устройстве?
Радиопередатчик состоит из генератора высокочастотных колебаний, микрофона, модулирующего устройства и передающей антенны.
Поступающие в микрофон звуковые колебания преобразуются в низкочастотные электрические колебания той же формы.
С микрофона низкочастотные электрические колебания поступают в моделирующее устройство.
Туда же с генератора высокой частоты подаются высокочастотные колебания постоянной амплитуды.
В моделирующем устройстве амплитуду высокочастотных колебаний изменяют (модулируют) с помощью электрических колебаний звуковой частоты.
Модулированный высокочастотный сигнал поступает на передающую антенну и создает там переменный ток высокой частоты, который порождает в пространстве вокруг антенны электромагнитное поле.
Электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитных волн и достигает антенны радиоприемного устройства.
5. Как преобразуется сигнал в радиоприемном устройстве?
Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, приемного колебательного контура и детектора.
Радиоприёмник настраивается на определенную частоту принимаемого сигнала с помощью колебательного контура.
В детекторе происходит процесс обратной модуляции — детектирование.
Из высокочастотных модулированных колебаний получают пульсирующий ток.
В динамике этот ток сглаживается и преобразуется в колебания звуковых частот.
В результате из динамика выходят звуковые колебания, аналогичные тем, что поступили в микрофон радиопередатчика.
6. Частота каких колебаний называется несущей?
Несущей частотой называется частота высокочастотных колебаний постоянной амплитуды, генерируемых генератором высокой частоты в радиопередатчике.
7. В чем заключается процесс амплитудной модуляции электрических колебаний?
Процесс изменения амплитуды высокочастотных колебаний с частотой, равной частоте звукового сигнала, называется амплитудной модуляцией.
8. Почему в радиосвязи не используются электромагнитные волны звуковых частот?
Электромагнитные волны звуковых (низких) частот (от 16 Гц до 20 ООО Гц) имеют малую мощность и после излучения их антенной быстро затухают.
Этим и вызвана необходимость использования модулированных радиоволн, которые благодаря высокой несущей частоте распространяются на большие расстояния.
9. В чем заключается процесс детектирования колебаний?
Для преобразования высокочастотных модулированных колебаний в звуковые колебания производят детектирование.
Сначала с помощью детектора из высокочастотных модулированных колебаний получают высокочастотный пульсирующий ток.
Затем в динамике этот ток сглаживается и преобразуется в колебания звуковых частот.
Назад в «Оглавление» — смотреть
Источник: class-fizika.ru