Незнайкин приводит в ярость своего соседа

Незнайкин. – Я не хочу прослыть мучеником, дорогой Любознайкин, тем не менее мне кажется, что я жертва науки.

Любознайкин. – Почему же, мой бедный Незнайкин?

Н. – Только что, выходя из дому, я встретил на лестнице соседа, который с яростным видом обещал надрать мне уши, если еще хоть раз по моей вине будет свистеть его приемник. Как‑будто я могу заставить свистеть, петь или плакать его музыкальный ящик!!!

Л. – Не заблуждайся, Незнайкин. Твой регенеративный приемник (который стоил мне уже горьких упреков со стороны твоей матери) может заставить свистеть радиоприемники всех троих соседей. Достаточно тебе перейти через точку самовозбуждения, чтобы регенеративный приемник стал настоящим маленьких передатчиком. Вспомни нашу тринадцатую беседу.

Н. – Что ты говоришь? Допустим даже, что другие приемники примут волны, излучаемые моим приемником. Это не должно создавать никакого звука, так как они являются чистыми колебаниями высокой частоты без какой‑либо модуляции.

Л. – Да, твой передатчик действительно излучает высокую немодулированную частоту. Этот ток после детектирования в радиоприемнике твоего соседа нельзя было бы услышать, если бы он не накладывался на токи высокой частоты передающих станций, которые твой сосед хочет слушать. Когда же два переменных тока различных частот накладываются друг на друга, то между ними наблюдается явление интерференции или биений; при этом как раз и может образоваться результирующий ток слышимой частоты.

Н. – Это странно. Мне казалось, что два тока высокой частоты, накладываясь друг на друга, должны образовать ток еще более высокой частоты.

Л. – Рассмотрим, если хочешь, этот вопрос подробнее. Допустим, что мы имеем два тока, частоты которых (и, следовательно, периоды) немного различны (f₁ и f₂ на рис. 91), и что оба тока начинаются в одно и то же мгновение. Вначале их амплитуды складываются и они взаимно усиливаются. Но в конце некоторого числа периодов сдвиг фаз увеличивается настолько, что амплитуды уже больше не складываются, а, наоборот, начинают вычитаться, так как токи проходят уже почти в противоположных направлениях. Токи взаимно компенсируются до некоторого минимума, когда периоды обеих кривых точно противоположны. Однако сдвиг фаз продолжает увеличиваться и мало‑помалу взаимная компенсация начинает уменьшаться, пока токи не начнут опять складываться, достигая максимума в тот момент, когда оба тока снова точно совпадают по фазе. Затем все начинается сначала, так как сдвиг фаз между двумя токами непрерывно изменяется.

Ты видишь, что результирующий ток представляет собой пульсирующий ток, т. е. такой, амплитуда которого периодически увеличивается до некоторого максимума и уменьшается до минимума с частотой, значительно более низкой, чем частоты обеих составляющих токов. Если продетектировать результирующий ток, то можно получить ток с частотой F, который характеризует изменение амплитуды пульсаций (рис. 91). Частота результирующего тока равна разности частот обеих составляющих токов

Рис. 91.  Сложение двух колебаний f₁ и f₂ образует сложное колебание f₁ – f₂, которое после детектирования дает ток частотой F.

Н. – Как это дьявольски сложно! Я попробую представить это себе на конкретном примере. Пусть два гребца, которые, не вынимая весел из воды, гребут с несколько различным ритмом. Там также, я думаю, возникнут биения. Как только движения гребцов совпадут, их маленькая лодка начнет сильно продвигаться вперед. Затем, когда слаженность работы гребцов начнет нарушаться и появится сдвиг фазы, скорость движения лодки уменьшится. Наконец, движения гребцов будут направлены навстречу друг другу, и лодка остановится. Мало‑помалу восстановится согласованное движение весел и лодка начнет опять двигаться. Итак, лодка все время будет попеременно то двигаться, то останавливаться.

Л. – Я вижу, что ты понял сущность явления интерференции, являющейся результатом сложения периодических колебаний различной частоты.

Допустим теперь, что твой сосед слушает передачу на частоте 1000 000 гц и что твой регенеративный приемник излучает колебания на частоте 1 005 000 гц. Эти два тока, накладываясь в радиоприемнике твоего несчастного соседа, вызывают появление тока, частота которого будет равна разности принимаемых частот: 1 005 000 – 1 000 000 = 5 000 гц.

Этот результирующий ток с частотой 5 000 гц прекрасно слышен и проявляется в виде резкого свиста высокого тона. Вот каким образом ты донимаешь своего соседа.

Н. – Я тебя уверяю, что грешил по неведению, и теперь, когда я знаю…

Л. – …ты можешь понять легко теорию работы супергетеродинного приемника – приемника, основанного на явлении интерференции.

Н. – Значит, это приемник свистит постоянно?

Л. – Нет… или, если хочешь, это приемник, свист которого не слышен.

Н. – И после таких объяснений ты продолжаешь утверждать, что радио – это очень просто!..