Посвящение в радиоэлектронику

В мире огромное количество радиостанций. Как же они не мешают друг другу? Это вопрос вопросов, и решается он многие годы. Сейчас в диапазонах длинных и средних волн введена жесткая сетка для радиовещательных станций. Частотный интервал между несущими выбран равным 9 кГц в Европе и 10 кГц в Америке и Японии. Последние от нас настолько далеко, что слушать их передачи в упомянутых диапазонах нам практически невозможно. Поэтому остановимся подробнее на европейском распределении частот. Все частоты станций на средних волнах кратны частоте 9 кГц, т. е. являются ее гармониками. Убедитесь сами: радиостанции Всесоюзной программы «Маяк» работают на частоте 549 кГц — это 61-я гармоника частоты 9 кГц, другие московские станции — на частотах 846, 873 и 918 кГц — это 94, 97 и 102-я гармоники, Киев — 783 кГц — 87-я гармоника, Ленинград — 801 кГц — 89-я гармоника, Рига — 1350 кГц — 150-я гармоника. Ну и так далее. На длинных волнах сетка частот — 9m, где m — целое число, введена пока только частично, и некоторые радиостанции излучают на частотах старой сетки, их можно найти по формуле 9m + 2 кГц.

При принятом частотном распределении в диапазоне ДВ (150…408 кГц) получается 28 каналов, а в диапазоне СВ (525…1605 кГц) — 120 каналов. Но в европейском регионе радиостанций гораздо больше! Следовательно, на одной и той же частоте должны работать несколько станций. Это также учитывают при распределении частот. И совмещенные каналы отводят станциям, достаточно удаленным друг от друга территориально. В дневное время взаимных помех между ДВ и СВ станциями не возникает вообще, поскольку, как вы, вероятно, помните, пространственная волна поглощается слоем D ионосферы, а поверхностная волна распространяется лишь на ограниченное расстояние. Ну а ночью не удивляйтесь, услышав на какой-либо частоте одновременно две-три радиостанции. Взаимные помехи ночью резко возрастают, и с хорошим качеством слушать передачи удаленных станций удастся нечасто.

В диапазоне КВ также ведутся радиовещательные передачи, и для них выделены специальные участки диапазона: 75 м — 3.95…4.00 МГц; 49 м — 5.95…6,2 МГц; 41 м — 7,16…7,3 МГц; 31 м — 9,5…9,775 МГц; 25 м -11,7…11,975 МГц.

Эти участки установлены отечественным стандартом. На коротких волнах прием ведется, как правило, пространственной волной и хорошего качества воспроизведения музыкальных программ добиться очень трудно из-за замираний сигнала. Сетка частот на КВ установлена с интервалом всего 5 кГц во всем мире, и взаимные помехи между станциями, работающими в совмещенных каналах, могут оказаться очень сильными. Станции, работающие в соседних каналах, также создают чрезвычайно сильные помехи.

Огромное количество радиостанций чрезвычайно затрудняет высококачественное радиовещание в АМ диапазонах. Тесное размещение их частот приводит к тому, что спектры боковых полос перекрываются. Вы, конечно, помните, как выглядит спектр излучаемых радиостанцией частот при амплитудной модуляции. Несущая станции имеет частоту f₀. Верхняя боковая полоса простирается до частоты f₀ + F_в, а нижняя — до f₀ + F_в, где F_в- наивысшая звуковая модулирующая частота. Отечественные радиостанции передают спектр звуковых модулирующих частот до F_в = 10 кГц. Поэтому даже при сетке частот станций с интервалом 9 кГц их боковые полосы сильно перекрываются. Если две соседние по частоте станции создают у приемника примерно одинаковую напряженность поля, то принимать их без взаимных помех невозможно. Только в случае, когда сигнал одной из станций намного сильнее, принимать ее можно с малыми помехами. В результате в диапазонах ДВ и СВ «чисто» принимаются лишь местные радиовещательные станции, да и то преимущественно днем, когда дальнее прохождение отсутствует. На коротких волнах ситуация еще хуже.

Спектр сигнала радиовещательной станции при AM.

Проблема помех в какой-то мере решается при сужении полосы пропускания приемника до 4.6 кГц. Низкочастотные составляющие звукового спектра имеют большую амплитуду, чем высокочастотные, что отображено на рисунках условными треугольниками. Поэтому «вырезая» приемником несущую и прилегающую к ней часть спектра боковых полос, мы существенно уменьшаем помехи. Часто имеет смысл настроить приемник не по центру спектра желаемой станции, а чуть-чуть сбоку, со стороны наиболее «чистой» от помех боковой полосы. Это и расширит спектр воспроизводимых боковых полос, и уменьшит помехи. Недостаток узкой полосы пропускания приемника очевиден — мы теряем верхние частоты звукового спектра и тем самым ухудшаем качество приема.

При существующем распределении частот спектры двух соседних по частоте радиостанций с AM перекрываются.