Номер 7, страница 218 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

7. В чём заключается процесс детектирования колебаний?

7. В чём заключается процесс детектирования колебаний?

Процесс детектирования (или демодуляции) колебаний — это преобразование принятых высокочастотных модулированных колебаний в низкочастотный сигнал, который соответствует передаваемому сообщению (например, звуку или изображению). Этот процесс является обратным модуляции и является ключевым этапом в работе любого радиоприёмника.

Рассмотрим процесс на примере детектирования амплитудно-модулированного (АМ) сигнала, который используется в радиовещании.

1. Выпрямление. Модулированный сигнал высокой частоты с антенны приёмника поступает на нелинейный элемент, чаще всего — полупроводниковый диод. Диод обладает односторонней проводимостью: он пропускает ток только в одном направлении. В результате через диод проходит только одна половина периода высокочастотных колебаний (например, положительная). Этот процесс называется выпрямлением. Сигнал становится пульсирующим током одного знака.

2. Фильтрация. После диода получается сигнал, состоящий из импульсов высокой частоты, огибающая которых повторяет форму низкочастотного (звукового) сигнала. Чтобы выделить эту низкочастотную огибающую, необходимо сгладить высокочастотные пульсации. Для этого используется фильтр низких частот, который в простейшем случае представляет собой конденсатор $C$ и резистор $R$, подключённые параллельно нагрузке.

Конденсатор быстро заряжается во время пиков высокочастотных импульсов и медленно разряжается через резистор в промежутках между ними. Для эффективного сглаживания постоянная времени цепи $ \tau = RC $ должна удовлетворять условию: $ T_{вч} \ll \tau \ll T_{нч} $, где $ T_{вч} $ — период несущей высокой частоты, а $ T_{нч} $ — период информационного сигнала низкой частоты. Это позволяет напряжению на конденсаторе отслеживать медленные изменения огибающей, но не реагировать на быстрые колебания несущей частоты.

В результате на выходе детектора получается напряжение, изменяющееся с низкой (звуковой) частотой, которое затем усиливается и подаётся на динамик для воспроизведения звука.

Ответ:

Процесс детектирования колебаний заключается в выделении низкочастотного информационного сигнала из высокочастотного модулированного сигнала. Он осуществляется в два этапа: сначала модулированный сигнал выпрямляется с помощью нелинейного элемента (например, диода), а затем с помощью фильтра низких частот (например, RC-цепи) сглаживаются пульсации высокой (несущей) частоты. В итоге остаётся только низкочастотный сигнал, который и является исходным сообщением.