璀璨华夏:挽千古意难平

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第454章 调制(二)

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(无线电篇占用的篇幅的确多了些,显得冗杂无聊,主要是这项科技我打算让古人复刻并应用起来。

因为这项科技无论是对军事还是对经济发展都实在太过重要,古人开疆拓土横跨大洲大洋也极其需要无线电的超远程通讯能力。

如果是基础科技和工业要求非常高的科技,古人短时间内哪怕复刻也复刻不了,我自然就不会赘述,一笔带过给古人一个发展方向,也给读者传递出一个古人迟早能发明出来的信息就好。

但如果是这种要写到剧情里的科技,我至少得让读者们知道这个东西大致是怎么运作,又是什么原理的,否则读者们根本就代入不进去。

这一章调制器,就是无线电篇的最后一章,我尽量少用篇幅给它写个大概,后面的章节就写古人的发展和扩张了。)

【已知调制就是调整电磁波的频率、电磁波的强度、电磁波的相位三种。

先从调频讲起。

此前的振荡器已经可以通过三极管、电容、电感、电阻组成的电路,实现将低频长波信号变成高频短波信号。

这已经算是调频的一种方式,但它只解决了从无到有的问题,而不能按需求精准改变电磁波的频率高低。

但其实有了振荡器以后,距离实现调频已经很接近了。

理论上只要控制电源输出的电压,就能够根据输入电压的大小控制振荡器发射频率的高低。

但是不妨设想一下电源的几种形式,固定电线供电、电池供电、手摇发电机供电。

这三种供电形式都能以做到精准控制电源输出的电压。

虽然手摇发电机似乎可以仅通过人转动发电机手柄的快慢,就能实现输出电压的大小。

实际上的确可以做到,但是人不是机器,人的手难以保持匀速转动,所以输出的电压大小虽然可变但根本不稳定。

这种不稳定不仅让接收端难以解调出信号蕴含的正确信息,而且人也根本无法根据承载信息所需的频率,去精准控制自己的手臂。

如果还是靠人的反应速能力来发送信息,那手摇还不如电键的效率来得高。

所以要解决这一点,还是得从振荡器本身去下手。

比如增加一种可变电容的二极管。

当电容可变时,流通电路的电压自然也能随之改变,电磁波的频率也就能随电压越大频率越高,电压越小频率越低,以此实现调频。

变容二极管的材料与三极管类似,也是通过半导体掺杂来决定其导电特性。

通过改变高掺杂区的宽度就能实现改变电容的大小。

再加上一个可调电位的电位器,就能控制流通变容二极管的电压来控制二极管的电容大小。

这种电位器类似于滑动变阻器。

电位器通常有三个引出端,其中两个固定端之间连接着电阻体,还有一个滑动端可在电阻体上滑动。

而滑动变阻器一般只有两个接线柱与电阻丝两端相连,另外有一个滑片在电阻丝上滑动来改变接入电路的电阻。

总之其基本逻辑是类似的。

此时再通过一个旋钮结构或滑动结构连接电位器的可动触点,就能通过人为控制旋钮或滑动部件来控制电磁波频率。

不过此时只是将频率控制在一个相对固定范围的频段,那么如何将调控功能与承载信息相结合呢?

以动圈式话筒的无线电收音机为例。

它的话筒由振膜、音圈和永久磁铁等部分组成。

当声音引起空气振动,振膜会随之振动,带动套在永久磁铁磁极间的音圈做切割磁感线运动。

根据电磁感应原理,音圈中就会产生感应电流,且电流的大小和方向随振膜的振动而变化,这样就把声音信号转化为了音频电信号。

最后收音机的音频电信号便能通过调频电路将特定的信息承载到电磁波上。

频率与发射信号频率一致的收音机,就能通过天线将接收到的电磁波转化为微弱的电信号。

随后,该信号经过多级放大电路,将微弱的电信号放大到足够的幅度,从而驱动扬声器的音圈产生相应的振动,也就能还原出人们能听到的声音。

调频广播抗干扰能力强、音质优秀,不过虽然调频已能较好地满足大多数音频信号传输需求,但调幅和调相也有其独特的作用。

调幅因其信号能量可以足够大,所以传输距离可以很远,从而实现跨国家甚至是跨大洲传输信号。

调相则能够让电磁波承载更多的信息,像视频这种信息量庞大的信号,通常就需要调相技术来提高信息传输效率。

(但调相的解调相对复杂,对通讯科技原理和配套电子工业要求很高,所以基于古代实际能力,调相技术只能跳过,主要讲讲调幅技术。)

功率放大器虽然能增加电磁波的幅度,也就是能量,但调幅的根本目的是让高频载波信号的幅度随调制信号的变化规律而变化。

随着电子元器件发展和电学知识积累,要实现这一目的已经不限于一种方式。

以二极管调幅电路为例,可以利用二极管的非线性特性实现调幅。

非线性特性是指一个系统或元件的输出与输入之间不满足线性关系的特性。

例如当输入信号幅度较小时,输出信号会随输入信号增长而增长;但当输入信号幅度增大到一定程度后,输出信号的增长速度会逐渐变慢,甚至不再增长。

总而言之就是二极管不随输入增长而一直增长。

如此当包含了需要传输的信息的信号通过二极管调幅电路时,会在负载电阻上产生与调制信号相关的幅度变化,从而实现调幅。

也就是依靠电磁波幅度差别承载更多信息。

这在无线电设备中是依靠各种电子元件和特定电路配合自动进行的,增加了相同频段下的信息承载量,也就增加了信息传输效率。

也得益于功率放大电路增加了电磁波幅度,让无线电信号可以传输地更远。

理论上拥有完整调频和调幅功能的无线电设备,再加上每隔一定距离建立无线电通讯节点,以数量弥补距离形成无线电通讯网络,就能够实现全球无线电通讯。

当然海洋、沙漠、极地等地方很难建立通讯节点,不过能实现全球主要的人类聚集地区覆盖无线电网络,也已经足够达成实际上的全球战略。】

天幕将无线电通讯,和以收音机为例的无线电音频通讯的详细技术原理与电子元件及相关电路完整呈现了出来。

有文字形式叙述原理的,有图片形式介绍具体结构的,还有视频形式介绍运行过程的。

尤其是半导体相关的基础知识与电子元件制造技术。

总之事无巨细。

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