Возникновение колебаний. Колебательный контур.

Колебательный контур - это устройство, предназначенное для генерации (создания) электромагнитных колебаний. С момента его создания и по сегодняшний день он используется во многих областях науки и техники: от повседневной жизни до огромных заводов, производящих самую разную продукцию.

 

Из чего он состоит?- Колебательный контур состоит из катушки и конденсатора. Кроме того, в нём также может присутствовать резистор (элемент с переменным сопротивлением). Катушка индуктивности (или соленоид, как её иногда называют) представляет собой стержень, на который наматываются несколько слоёв обмотки, которая, как правило, представляет собой медную проволоку. Именно этот элемент создаёт колебания в колебательном контуре. Стержень, находящийся в середине, часто называют дросселем, или сердечником, а катушку иногда именуют соленоидом.

Условия возникновения колебаний.

1. Для возникновения колебания в системе необходимо вывести её из положения равновесия. Например, для маятника сообщив ему кинетическую (удар, толчок), либо – потенциальную (отклонение тела) энергию.

2. При выведении тела из положения устойчивого равновесия возникает равнодействующая сила, направленная к положению равновесия.

С энергетической точки зрения это значит, что возникают условия для постоянного перехода (кинетической энергии в потенциальную, энергии электрического поля в энергию магнитного поля и обратно.

3. Потери энергии системы за счет перехода в другие виды энергии (часто в тепловую энергию) малы.

Принцип современной радиосвязи. Модуляция. Детектирование.

Принципы радиосвязи.

Для передачи информации радио использует звук, т.е. колебания с частотой до 20кГц. Электромагнитная волна на таких частотах распространяться практически не будет. Ей нужны частоты порядка сотен килогерц (в 10 раз больше). но высокие частоты мы не сможем услышать. Чтобы решить эту проблему в радиосвязи используют процессы модуляции и демодуляции.

Модуляция

Говоря просто, модуляция это процесс при котором высокочастотная волна используется для переноса низкочастотной волны. Высокочастотная электромагнитная волна хорошо распростроняется в пространстве, а низкочастотные сигналы голоса и музыки нет. Таким образом в радио сигналы голоса и музыки модулируют высокочастотную несущую в несколько сотен килогерц, и этот модулированный высокочастотный сигнал затем передается. На приемнике эта модулированная высокочастотная волна демодулируется для получения изначальных сигналов голоса и музыки. Существует три параметра несущей, которые можно изменять: амплитуда, частота и фаза. И, соответственно, по крайней мере три вида модуляции: амплитудная (АМ), фазовая, частотная (FM)

Суть амплитудной модуляции понятна из рисунков

Если проделать простенькие математические выкладки, то можно обнаружить, что для того, чтобы предать одну ноту c частотой W с помощью АМ, нужно иметь три колебания с частотами w, w-W, w+W:

Если мы передаем голос - множество нот, то передача потребует диапозон частот. Каждая радиостанция имеет свою несущую частоту и полосу частот 10кГц.

Модуляций сигнала происходит в передатчике.

Демодуляция

Демодуляция - процесс обратный модуляции. Демодуляцией занимается приемник сигнала. Самый простой приемник - детекторный.

Приемник состоит из: колебательного контура (LC1), который настраивается в резонанс с передающей станцией, диода (детектора), который отрезает нижнюю половину модулированного сигнала конденсатора C2, который является фильтром высокой частоты: он пропускает через себя высокочастотный сигнал (его сопротивление для высокой частоты мало - фактически "кусок провода"), а низкочастотный сигнал не пропускает, так как его сопротивление для низкой частоты велико - фактически "разрыв цепи") "отправляя" его в наушники.