Посвящение в радиоэлектронику

Другие возможности улучшения качества радиовещания в диапазонах ДВ, СВ и КВ состоят в коренной его перестройке. Как мы с вами видели, амплитудная модуляция была предложена на заре радиотехники как самое простое и очевидное решение. Теперь мы много знаем, создали теорию информации, можем сравнивать различные системы передачи по эффективности, помехоустойчивости и другим параметрам. И что же оказалось? Амплитудная модуляция — это самый неэффективный и, я бы сказал даже, расточительный вид модуляции! Подтвердим сказанное простым расчетом. Коэффициент модуляции при реальной речевой или музыкальной передаче в среднем не превосходит m = 0,3, или 30 %. Это необходимо для того, чтобы на пиках сигнала (при наиболее громких звуках) не возникало перемодуляции, приводящей к искажениям. Амплитуда каждой из боковых полос составляет m/2, или 0,15 амплитуды несущей, а мощность равна 0,0225 мощности несущей. Это означает, что только 5 % мощности излучаемого AM сигнала несут полезную информацию, содержащуюся в двух его боковых полосах. Остальные 95 % мощности приходятся на несущую, которая никакой информации не несет. Получается парадокс: мы строим мегаваттные радиостанции, а их мощность бесполезно теряется в пространстве.

Разумеется, несущая нужна для работы детектора в приемнике, но не слишком ли дорого и расточительно передавать ее через эфир? Ведь несущую можно генерировать и в самом приемнике с помощью маломощного гетеродина. И мы возвращаемся к идее синхронного приема, выдвинутой еще в 20-х годах.

… и перспективы его развития

Синхронный прием не внедрен до сих пор. Хотя были и замечательные исследователи и замечательные разработки. Наш талантливый ученый К. Г. Момот с группой сотрудников занимался этим вопросом еще в 30-е годы. Его книга «Проблемы и техника синхронного приема» не потеряла актуальности и в наши дни.

Любопытна судьба этой книги. Подписанная к выпуску в 1941 году рукопись осталась в блокадном Ленинграде, и все ее экземпляры считались погибшими. Случайно сохранившийся сигнальный экземпляр был обнаружен лишь после войны. Книгу издали в 1961 году без всяких изменений, и сейчас она снова стала библиографической редкостью. А проблемы «упорядочения эфира», перехода на передачу с одной боковой полосой, поставленные в ней существуют и сегодня.

Распределение частот и расположение спектров при однополосном радиовещании с независимыми боковыми полосами.

Международный консультативный Комитет по радио в Женеве принял рекомендации о внедрении однополосного радиовещания.

Что же это такое? Станции будут излучать не весь спектр AM сигнала, а лишь одну боковую полосу. Ведь она содержит всю информацию о передаваемой программе. Причем удобно, размещая спектры станций в эфире, чередовать их нижние и верхние боковые полосы, что позволит вдвое увеличить интервал между несущими.

Собственно, на одной несущей будут работать как бы две станции, передающие различные боковые полосы. Передача таким способом названа передачей с независимыми боковыми полосами и частично подавленной несущей. Для приема понадобится особый приемник, оснащенный встроенным гетеродином несущей и очень эффективными фильтрами, позволяющими «вырезать» из принимаемой массы сигналов лишь одну желаемую боковую полосу. Нелишне заметить, что все описанные технические решения уже давно и очень успешно используются в профессиональной радиосвязи.

Структурная схема супергетеродина для приема сигналов с независимыми боковыми полосами и частично подавленной несущей.

Начиная с 50-х годов проблема обеспечения населения высококачественным радиовещанием решается и другим путем путем — развития сети УКВ станций. Ультракороткие волны не отражаются ионосферой и распространяются лишь в пределах прямой видимости. Следовательно, одна УКВ станция может обслужить территорию района (максимум — области) радиусом, скажем, 50…70 км. Казалось бы, это не очень хорошо. Но УКВ диапазон имеет другое важное преимущество — громадную частотную емкость. Отведенный для радиовещания в СССР диапазон 65,8… 73 МГц мог бы вместить 800 AM каналов с разносом частот в 9 кГц. Но АМ неэффективна и потому на УКВ не используется. Применяют более эффективный вид модуляции — частотную, или ЧМ. При такой модуляции в такт со звуковым сигналом изменяется частота излучаемых колебаний, а амплитуда их остается неизменной. Максимальная девиация (отклонение) частоты установлена равной ±50 кГц. Ширина излучаемого станцией спектра при этом превосходит 100 кГц. Разместить столь широкополосные спектры в диапазонах ДВ, СВ или даже КВ, разумеется, невозможно.