Мы с вами уже знаем, что такое электромагнитные волны, знаем, как они распространяются, как их излучают с помощью антенн. А как посредством радиоволн передать человеческую речь или музыку? Для начала уточним, что представляют собой звуки. Это тоже колебания, но не электромагнитные, а акустические, т. е. колебания воздуха, распространяющиеся в виде волн. Для их существования обязательно нужна какая-либо среда. Скорость распространения звуковых волн неизмеримо меньше, чем электромагнитных, — в воздухе она составляет всего 330 м/с, поэтому мы слышим, например, раскат грома, значительно позже, чем сверкнула молния.

Чтобы передать звуковые колебания по радио, их сначала надо преобразовать в электрические. Такую задачу выполняет микрофон. Простейший микрофон из трубки телефонного аппарата — угольный — изменяет свое сопротивление под действием звукового давления на мембрану во время разговора. Если его включить последовательно с питающей батареей и нагрузкой, например, резистором, то напряжение и ток в нагрузке будут изменяться в такт со звуковым давлением.

Угольный микрофон позволяет создать довольно мощные электрические колебания звуковой частоты — в этом его достоинство. Но качество звука получается невысоким. Более совершенные микрофоны используют закон электромагнитной индукции(динамические) или пьезоэффект (кристаллические).

Амплитуда колебаний звуковой частоты на выводах микрофона соответствует громкости звука, а частота — высоте тона. Лишь некоторые звуки, например, свист, чистая музыкальная нота, дают близкие к синусоидальным колебания. Большинство же звуков — сложные колебания, которые тем не менее можно представить в виде суммы более простых, синусоидальных колебаний, но разной частоты. Тогда говорят о спектре колебаний. К примеру, для человеческого голоса он содержит частоты примерно от 300 Гц до 3…4кГц. Для хорошего воспроизведения музыки, передаваемой по радио, нужен спектр частот от 50 Гц до 10..,12 кГц. Вообще же человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне от 16 Гц до 16 кГц, и чем ближе к этим значениям границы полосы частот всего тракта передачи, тем естественнее звучание.

Если представится возможность, подключите микрофон ко входу электронного осциллографа и понаблюдайте осциллограммы произносимых вами звуков. Посмотрите также на экране осциллографа сигнал в трансляционной сети, на выходе радиоприемника, магнитофона, плейера. Вы убедитесь, что колебания звуковой частоты (34) чаще всего далеки от синусоидальных и носят импульсный, “взрывной” характер, когда отдельные всплески сигнала перемежаются продолжительными периодами колебаний с малой амплитудой и паузами (рис. 18).

Пик-фактор, или отношение максимальной амплитуды к средней, даже для довольно сильно искаженного (ограниченного по амплитуде) сигнала на выходе микрофона телефонной трубки составляет не менее 3, а для неискаженного музыкального сигнала достигает десятков и даже сотен. Поскольку тракт радиопередачи нужно рассчитывать на максимальный сигнал, ограничение его в той или иной степени используют почти всегда.

Журнал “Радио” № 8-99г.