Принципы радиосвязи

ПРИНЦИПЫ

РАДИОСВЯЗ

ИРазработка урока учителя физики Тутовой

И.Ю.

Цель урока

Изучить основные физические понятия и закономерности, используемые при осуществлении радиосвязи.

План урока Повторение Изучение нового материала :

Радио и его изобретение Опыты Герца Работа Попова Роль Маркони в развитии радиосвязи

Принципы радиосвязи Устройство радиоприемника

Закрепление основных понятий Подведение итогов урока. Домашнее задание.

приемникпередатчик

РАДИОСВЯЗЬ - ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ ПОСРЕДСТВОМ РАДИОВОЛН.

Для осуществления радиосвязи необходимы

настроенные в резонансРАДИОПЕРЕДАТЧИК И РАДИОПРИЕМНИК

Этапы рождения радио 1864 – Д.- К. Максвелл теоретически обосновал возможность

возникновения электромагнитной волны. 1887 – Генрих Герц экспериментально доказал существование

электромагнитных волн. 1895 – А. С. Попов изобрел первый радиоприемник

( демонстрация передачи сигнала на 250 м). 1897 – Г. Маркони получил английский патент на изобретение

радио. 1899 – А. С. Попов продемонстрировал работу радио на

расстоянии 20 км (маневры на Черноморском флоте.)

1899 – Переход на слуховой прием телеграфного сигнала. 1901 – А. С. Попов ( демонстрация передачи на 150 км). 1901 – Г. Маркони через Атлантический океан передал букву “S”. 1906 – изобретен детекторный радиоприемник. 1910 – Г. Маркони открыл коммерческую трансатлантическую

линию связи. 1913 – изобретен генератор незатухающих колебаний. 1914 – Папалекси налаживает радиосвязь между Царским селом

и Петроградом.

Это интересно: есть свидетельства, чтоВ 1893 году во время лекции Никола Тесла продемонстрировал принципы

беспроволочной связи. К 1895 году вроде бы было готово оборудование для демонстрации связи на 50 миль — но пожар в лаборатории Теслы уничтожил все без следа...

Тесла умер в 1943 году, и все его бумаги тут же были засекречены. В том же году Верховный суд США вернул ему права на изобретения, связанные с радио.

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Теоретические

предпосылкиСуществование

электромагнитных волн еще в 1864 году теоретически предсказал великий английский физик

Эти волны должны были преодолевать значительное расстояние без каких-либо специальных проводников.

Джеймс-Клерк Максвелл.

Генрих Герц

Менее чем через четверть века «невидимыми волнами» , предсказанными Максвеллом, занялся талантливый ученый-экспериментатор Генрих Герц.

Первоначально немецкий ученый был убежденным противником электромагнитной теории Максвелла. Чтобы опровергнуть ее опытным путем, в 1887—1888 годах Герц поставил ряд экспериментов, однако результаты полностью подтвердили теорию.

В процессе этих экспериментов ученый сумел создать устройство, способное передавать и принимать электромагнитные волны.

Начало

Установка ГерцаМежду двумя

расходящимися штырями, на которые подавался высокочастотный ток, проскакивала искра. Такая же искра сама собой появлялась на другой паре штырей.

Если для экспериментов этого было вполне достаточно, то для реальной связи нужен был другой, более совершенный передатчик.

Такой приемник был очень малочувствительным и работал лишь на расстоянии нескольких метров.

Следующие шаги

Мировая научная общественность заинтересовалась опытами Герца, и вскоре путь к созданию чувствительного приемника был открыт.

Чтобы принять следующий сигнал, когерер нужно было слегка встряхнуть, возвращая его в исходное состояние.

Демонстрационный когерер, (макет)

Французский исследователь Э. Бранли и англичанин О. Лодж обнаружили, что трубка, наполненная металлическим порошком, реагирует на электромагнитные волны.

Как только на передатчике проскакивала искра, трубка, которую назвали когерером, принимала сигнал и начинала проводить ток.

Александр Степанович Попов (1859 -1906)

7 МАЯ 1895Г. А. С. ПОПОВ ВПЕРВЫЕ ПРОДЕМОНСТРИРОВАЛ РАБОТУ СВОЕГО "ПРИБОРА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И РЕГИСТРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ" НА ЗАСЕДАНИИ РУССКОГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА В ХОДЕ ОБСТОЯТЕЛЬНОГО ДОКЛАДА. ПРИБОР ОТКЛИКАЛСЯ НА ПОСЫЛКИ ВОЛН ОТ "ГЕРЦЕВСКОГО ВИБРАТОРА", ВОЗБУЖДАЕМОГО КАТУШКОЙ РУМКОРФА, НА РАССТОЯНИИ 25 МЕТРОВ. ЭТО БЫЛА ДЕМОНСТРАЦИЯ ПЕРВОГО В МИРЕ РАДИОПРИЁМНИКА, ОТКРЫВШЕГО ЭРУ РАДИО.

ПРИ ОБРАБОТКЕ СХЕМЫ БЫЛО ОБНАРУЖЕНО, ЧТО ПРИБОР РЕАГИРУЕТ НА ГРОЗОВЫЕ РАЗРЯДЫ, И БЫЛ СОЗДАН СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАДИОПРИЁМНИК, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ПРИЁМА И РЕГИСТРАЦИИ НА БУМАЖНЫЙ НОСИТЕЛЬ СИГНАЛОВ О ПРИБЛИЖЕНИИ ГРОЗ, НАЗВАННЫЙ ПОПОВЫМ "ГРОЗООТМЕТЧИКОМ". ЛЕТОМ 1895 Г. ТАКИЕ ГРОЗООТМЕТЧИКИ, СТАВШИЕ ПЕРВЫМИ ПРАКТИЧЕСКИ РАБОТАЮЩИМИ РАДИОПРИБОРАМИ, БЫЛИ УСТАНОВЛЕНЫ В ОБСЕРВАТОРИИ ЛЕСНОГО ИНСТИТУТА В ПЕТЕРБУРГЕ, НА НИЖЕГОРОДСКОЙ ЯРМАРКЕ И В РЯДЕ ДРУГИХ МЕСТ. ДАЛЬНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ГРОЗ ДОСТИГАЛА 30 КМ.

Гульельмо Маркони (1874–

1937) В Италии, как

стало известно значительно позже, к подобным вопросам проявил интерес Гульельмо Маркони (1874–1937) ставший впоследствии известным деятелем в области радиотехники.

Первый Радиоприёмник

1 – приёмная антенна

2 – когерер 3 – источник питания 4 – реле 5 – электромагнит 6 – звонок 7 – молоточек

1

2

5

3

6

7

4

Физические основы радиосвязи

Используемое явление Устройство, позволяющее получить

нужное явлениеэлектромагнитные колебания высокой частоты (способны распространяться на значительные расстояния).

колебательный контур

излучение электромагнитных волн

антенна

резонанс (дает возможность выделить желаемую частоту из множества электромагнитных волн)

конденсатор переменной ёмкости в колебательном контуре приёмника

преобразование звуковых колебаний в электрические.

микрофон

модуляция катушка связи

детектирование (демодуляция) детектор (диод)

преобразование электрических колебаний в звуковые

наушник или громкоговоритель

Амплитудная модуляция

t, с

i, A

t, с

i, A

t, с

i, A

Изменение амплитуды несущей волны в соответствии с изменением амплитуды электромагнитных колебаний, полученных в микрофоне

низкочастотные колебания (звуковая частота)

Высокочастотные колебания (несущая частота)

модулированные колебания

2

Генератор незатухающих колебаний:1 – колебательный

контур2 – источник питания3 – катушка связи4 – транзистор5 – передающая

антенна6 – микрофон7 – катушки связи

(микрофон – генератор НК)

РАДИОПЕРЕДАТЧИК

4

13

56

7

Принятый модулированный сигнал

t, с

i, A

t, с

i, A

t, с

i, A

Детектирование (демодуляция)

Сигнал после детектирования

Колебания тока в наушнике

РАДИОПРИЁМНИК1 – принимающая

антенна2 – колебательный

контур3 – конденсатор

переменной ёмкости4 – детектор (диод)5 – наушники6 – конденсатор

(фильтр)

3

2

1 4

5

6

ГЛАВНЫЕ УЗЛЫ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА

ГЕНЕРАТОР НЕЗАТУХАЮЩИХ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

МОДУЛЯТОР

МИКРОФОН

ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА

Принципы современной радиосвязи.

При радиосвязи всегда происходит:• излучение, • распространение, • прием.

Для передачи информации (звуковой, речевой) необходимо:• модулирование высокочастотных колебаний

сигнала до излучения.• Демодуляция (детектирование) после приёма

На разных этапах прохождения сигнал неоднократно усиливают.

Распространение радиоволн

микрофон

конец