Задание 2, страница 62 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

1. Рассмотрите принципиальную схему аналогового радиопередатчика.

Объясните принцип его действия.

2. Сравните принципиальную схему со схемой устройства транзисторного радиопередатчика, изображенного на рисунке 57.

Назовите приборы, из которых состоит каждый блок радиопередатчика.

Рис. 57. Схема устройства транзисторного радиопередатчика

1. Рассмотрите принципиальную схему аналогового радиопередатчика. Объясните принцип его действия.

Принцип действия радиопередатчика заключается в генерации высокочастотных электромагнитных колебаний (несущей частоты) и изменении их параметров (модуляции) в соответствии с передаваемым информационным сигналом (например, звуком). Затем модулированные колебания излучаются в пространство с помощью антенны.

Рассмотрим работу схемы, изображенной на рисунке:

1. Генератор высокочастотных (ВЧ) колебаний: Эта часть схемы создает несущую волну. Она состоит из транзистора, работающего в усилительном режиме, и колебательного контура, образованного катушкой индуктивности L и конденсатором С. Частота генерируемых колебаний определяется параметрами этого контура по формуле Томсона: $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. Катушка обратной связи L_св, индуктивно связанная с катушкой L, подает часть энергии из коллекторной цепи транзистора обратно в базовую цепь. Это обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для поддержания незатухающих колебаний в контуре.

2. Модулирующее устройство: Микрофон М преобразует звуковые колебания (речь, музыку) в электрический сигнал низкой (звуковой) частоты. Этот сигнал поступает на первичную обмотку повышающего трансформатора Р. Во вторичной обмотке трансформатора индуцируется переменное напряжение звуковой частоты, которое включено последовательно с источником питания генератора ВЧ.

3. Процесс модуляции: Переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора Р складывается с постоянным напряжением источника питания. В результате напряжение, питающее генератор ВЧ, изменяется в такт со звуковым сигналом. Это приводит к изменению амплитуды генерируемых высокочастотных колебаний. Такой вид модуляции называется амплитудной модуляцией (АМ).

4. Излучение: Модулированные по амплитуде высокочастотные колебания из колебательного контура через индуктивную связь передаются на передающую антенну, которая излучает их в окружающее пространство в виде радиоволн.

Ответ: Радиопередатчик генерирует высокочастотную несущую волну, амплитуда которой изменяется (модулируется) в соответствии с низкочастотным электрическим сигналом от микрофона. Полученная модулированная волна излучается антенной в пространство.

2. Сравните принципиальную схему со схемой устройства транзисторного радиопередатчика, изображенного на рисунке 57. Назовите приборы, из которых состоит каждый блок радиопередатчика.

Общая принципиальная схема аналогового радиопередатчика включает в себя задающий генератор, модулятор и антенну. Схема на рисунке 57 является конкретной реализацией этой принципиальной схемы на дискретных электронных компонентах.

Состав блоков радиопередатчика на рисунке 57:

• Генератор ВЧ: задающий генератор, который создает несущую частоту. В данной схеме он реализован на следующих элементах:
  • Транзистор (обозначен выводами К - коллектор, Б - база, Э - эмиттер) – активный усилительный элемент.
  • Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L и конденсатора С. Он задает частоту генерации.
  • Катушка обратной связи L_св, обеспечивающая условия для самовозбуждения генератора.
• Модулятор: устройство, изменяющее параметры несущей волны. В данной схеме он выполняет амплитудную модуляцию и состоит из:
  • Микрофона М – преобразователя звуковых колебаний в электрические.
  • Модулирующего трансформатора Р, который согласует микрофон с цепью питания генератора и повышает напряжение звукового сигнала.

Помимо основных блоков, на схеме также показаны:

• Источник питания: батарея, обеспечивающая энергией транзисторный генератор.
• Передающая антенна: устройство для излучения модулированных электромагнитных волн.

Ответ: Блок "Генератор ВЧ" состоит из транзистора, катушек индуктивности L и L_св, и конденсатора С. Блок "Модулятор" состоит из микрофона М и трансформатора Р. Данная схема является реализацией общей принципиальной схемы АМ-радиопередатчика.