Боротьба з перешкодами ведеться з тих пір, як з'явилося радіо. За своєю природою перешкоди схожі з радіосигналами - ось чому так важко перепинити їм шлях в радіоприймач і придушити їх всередині системи.
Незважаючи па це, радянські вчені ведуть успішну боротьбу з перешкодами. Велику цінність представляють присвячені цьому питанню наукові роботи А. Н. Щукіна, Н. Н. Крилова, В. А. Котельникова, В. І. Бунімович, В. І. Сіфорова і інших наших радиоспециалистов. Розроблено багато способів, що поліпшують радиоприем і збільшують стійкість радіозв'язку.
Кілька років тому радіоінженери застосували абсолютно новий засіб в боротьбі з перешкодами: частотну модуляцію. Вони вирішили змінити фізичну природу радіосигналів, щоб послабити дію перешкод, і отримали чудові результати, які довели, що «безшумне радіо» вже можна здійснити.
Модуляція, як відомо, один з основних процесів в роботі кожного радіопередавача. Зміна сили переданих звуків викликає відповідну зміну амплітуди радіохвиль; в результаті змінюється потужність коливань, випромінюваних радіостанцією. Саме завдяки такій зміні потужності, що повторює всі зміни звуку, радіоприймач і може відтворити те, що передається. Так відбувається амплітудна модуляція, яка до сих пір застосовувалася на всіх радіостанціях.
При частотної модуляції звук модулює НЕ амплітуду, а довжину хвилі. Високочастотні коливання то прискорюються, то уповільнюються. Ці зміни відбуваються в такт змінам звуку. Гучніший звук викликає більш сильні коливання частоти, і навпаки. Змінюється частота, а разом з нею і довжина хвилі радіостанції, але сила або потужність випромінюваних коливань залишається незмінною.
При частотної модуляції змінюється амплітуда, а частота коливань: вони то прискорюються, то уповільнюються в такт змінам звуку
Такий спосіб модуляції насамперед дає можливість створити для радіопередавача більш вигідні умови роботи.
Якщо при амплітудної модуляції випромінюються коливання досягають повної потужності тільки в дуже рідкісні моменти часу (при передачі найгучніших звуків), то при частотної модуляції передавач може випромінювати коливання з такою потужністю протягом всієї передачі, так як потужність в даному випадку змінюватися не повинна, як би не змінювалася гучність звуку. Це збільшує силу радіосигналів. Але головні переваги частотної модуляції виявляються при радиоприеме.
Теорія прийому частотно-модульованих коливань відрізняється великою складністю. Вперше вона була розроблена В. І. Сіфоровим, В. Б. Пестряковим і іншими радянськими вченими.
Якщо ми спробуємо приймати частотно-модульовану передачу на звичайний приймач, ми нічого не почуємо, тому що він пристосований для прийому радіосигналів, амплітуда яких змінюється, а при частотної модуляції амплітуда коливань постійна.
Прийом частотно-модульованих коливань ведеться на особливий радіоприймач. Замість звичайного детектора в ньому встановлений частотний детектор і, крім того, додана спеціальна електричний пристрій - обмежувач. На обмежувач покладено дуже важливе завдання. Це своєрідний загороджувач від перешкод.
Піддаючи «атаці» радіосигнал, посланий радіостанцією, перешкоди спотворюють його, викликаючи зміни амплітуди прийнятих коливань. Ясно, що амплітудні зміни можуть в даному випадку тільки перешкодити радиоприему і від них потрібно позбавитися. Це завдання і виконує обмежувач. Кожне високочастотне коливання піддається його контролю. Обмежувач вирівнює амплітуди і усуває одне з очних спотворень радіосигналу, викликане перешкодами.
Але перешкоди впливають не тільки на амплітуду сигналу, він і нав'язують йому абсолютно непотрібні зміни частоти, які обмежувач усунути не може. В результаті радіошум проникає разом з радіосигналом в найголовнішу частину радіоприймача - в частотний детектор. Цей детектор відгукується на всі зміни частоти сигналу. Прискорення або уповільнення прийнятих коливань викликає відповідні зміни струму. В результаті на виході детектора виділяються електричні коливання звукової частоти, які після посилення, як і в звичайному радіоприймачі, потрапляють в гучномовець.
Здавалося б, туди повинні проникнути і все перешкоди, які вплинули на частоту сигналу, і нам доведеться слухати передачу в супроводі звичайних шерехів і тріску. Насправді цього немає. Частотна модуляція дає сильна зброя для придушення перешкод. Процес модуляції на радіостанції призводить до того, що навіть ледве помітна зміна гучності звуку тягне велика зміна частоти випромінюваних коливань. Це як раз і дає їм «силу» протистояти перешкодам.
Частотні зміни сигналу, викликані перешкодою, роблять набагато слабшу дію на приймач, ніж значні коливання частоти, створені звуком. При таких умовах перешкода не в силах змагатися з сигналом по гучності, і ми її майже не почуємо. Послабшають навіть внутрішні шуми приймача, боротися з якими, здавалося б, неможливо.
Застосування частотної модуляції замість амплітудної дає такий же результат, як якщо б електрична напруга всіх перешкод зменшилася в 10 # 151; 30 раз. А завдяки цьому можна значно підвищити чутливість приймача.
Коли ви ставите регулятор гучності звичайного приймача на найгучніший прийом, то з гучномовця можна почути гуркіт, що нагадує віддалену стрілянину гармат. Ви мимоволі тягнетеся до регулятора і невеликим поворотом ручки знижуєте посилення радіоприймача. Гуркіт перешкод змовкає, але за одне з ним завмирають і звуки радіостанції. Таким чином, якщо ви хочете слухати передачу, доводиться миритися з перешкодами.
При частотної модуляції справа змінюється. Ви без побоювання можете ставити регулятор на найбільшу гучність - і тіреск радіоперешкод не завадить.
Чи можна із застосуванням амплітудної модуляції домогтися такого ж ослаблення перешкод, як і при частотної модуляції? Можна, можливо. Але для цього треба було б збільшити потужності радіостанцій в десятки і навіть в сотні разів.
При частотної модуляції радіопередавач повинен випромінювати значно більшу смугу частот, ніж зазвичай. І чим ширше ця смуга частот, тим сильніше позначаються переваги частотної модуляції і тим вище якість передачі.
Ця обставина не дозволяє застосувати частотну модуляцію на довгих і середніх хвилях: занадто «вузьке» і «перевантажений» цей діапазон. Її можна застосувати тільки там, де такого обмеження немає, тому частотна модуляція тісно пов'язана з діапазоном УКХ, Саме тут вона може повністю розкрити свої можливості. Так застосування УКХ підвищує якість нашого радіомовлення, сприяє тому, щоб радіопередачі йшли без перешкод і спотворень і зберігали всю красу натурального звучання.
Частотна модуляція широко застосовується на ультракоротких хвилях у військовій радіозв'язку Придушуючи численні перешкоди від систем запалювання автомашин, танків і літаків, вона тим самим збільшує надійність радиоприема. УКХ передавачі стають в цьому випадку ще більш компактними, так як від них вимагається зовсім незначна потужність.
XIX з'їзд Комуністичної партії в директивах по п'ятому п'ятирічному плану поставив завдання розгорнути роботи по впровадженню ультракороткохвильової радіомовлення. У цьому короткому вказівці відбивається глибока турбота нашої партії про радянську радіотехніці. Наше радіомовлення має бути бездоганним не тільки в ідейно-політичному відношенні, але і за якістю звучання передач.
Джерело: Ф. Честнов - "В світі радіо", 1954р.