Н. — Хорошо. Здесь располагаем полосой 1150 кГц. Если я разделю это число на 9, то получу почти 128. Вот какое количество станций может одновременно работать в диапазоне СВ на различных частотах несущих волн.
А теперь и без просьбы с твоей стороны я проделаю эти же расчеты для диапазона ЧМ, имеющего частоты от 65,8 до 73 МГц. Ширина диапазона равна 7,2 МГц, или 7200 кГц. Деление этого числа на 9 дает 800. Просто чудовищно! Я никогда бы не подумал, что на этом пространстве в 45 см можно разместить такое большое количество передатчиков, частоты которых различаются между собой на 9 кГц.
Л. — На самом же деле, дорогой Незнайкин, в этом интервале может уместиться лишь несколько больше 20 передатчиков с ЧМ, имеющих разные несущие частоты. Дело в том, что они должны разноситься уже не на 9, а на 300 кГц.
Н. — Почему такой чудовищный разнос? Неужели ширина каждой боковой полосы достигает 150 кГц? Ведь диапазон слышимых частот не превышает 20 кГц.
Л. — Это верно, но в ЧМ отклонения частоты от несущей определяются не частотой модулирующих звуков, а их амплитудой. И когда амплитуды очень велики, частоты отклоняются на 100 кГц по обе стороны от несущей. Таким образом, общая полоса, занимаемая каждым передатчиком, достигает 200 кГц. И чтобы избежать интерференции между волнами двух передатчиков, предпочитают разнести их несущие на 300 кГц.
Н. — Одним словом, несмотря на этот чудовищный разнос, можно иметь несколько больше 20 передающих станций с длиной волны в пределах от 4,11 до 4,56 м.
Л. — На практике же их значительно больше. Ведь можно иметь несколько передатчиков с одной и той же несущей частотой. Нужно только, чтобы они были расположены достаточно далеко друг от друга. Ты же знаешь, что дальность распространения метровых волн весьма ограничена. Она не превышает сотни километров.
Н. — Да, я вспоминаю, что эти волны ведут себя подобно световым. Они распространяются прямолинейно и не отражаются ионосферой, как это происходит со средними волнами, которые благодаря этому могут обнаруживаться на больших расстояниях.
Н. — В самом деле, метровые волны легко проникают в ионосферу, где и поглощаются. Для обеспечения достаточной дальности распространения необходимо антенну располагать как можно более высоко. Так, например, в Париже три программы ЧМ передаются антеннами, установленными на вершине Эйфелевой башни.
Н. — Не можешь ли ты объяснить мне теперь, в чем заключается принцип ЧМ и какими преимуществами обладает она по сравнению с AM?
Л. — При ЧМ амплитуда несущей волны не изменяется. В зависимости от мгновенных значений передаваемых звуковых сигналов изменяется частота излучаемых волн, а величина этих частотных изменений определяется амплитудой сигналов НЧ (рис. 164).
Рис. 164. Модулирующий сигнал низкой частоты (а) и модулированный по частоте ток высокой частоты — его амплитуда остается неизменной (б).
Н. — Именно это и объясняет чудовищную ширину боковых полос модуляции, которые, как ты мне сказал, могут достигать 100 кГц.
Л. — Разумеется, и благодаря этому можно получить очень высокое соотношение между фортиссимо и пианиссимо передаваемых звуков.
Н. — Почему? Ведь при AM можно иметь удвоенные амплитуды, а на другом конце волны амплитуды почти равны нулю.
Л. — Эта последняя возможность… невозможна. Нельзя чрезмерно снижать амплитуду волн, так как они должны оставаться выше уровня фонового шума.
Н. — Что ты так называешь? Не своеобразный ли свист, слышимый в приемнике при отсутствии передачи?
Л. — Точно. Это вызывается целым комплексом внутренних и внешних факторов. Во-первых, существуют атмосферные и промышленные помехи; во-вторых, в самом приемнике (в полупроводниковых приборах и в резисторах) наблюдается тепловое движение, порождающее этот свист, уровень которого должны превосходить даже самые слабые ноты передаваемой музыки. Это означает, что соотношение между самыми сильными и самыми слабыми звуками, передаваемыми с AM, относительно ограничено (рис. 165).
Рис. 165. При AM пределы модуляции ограничиваются удвоенной амплитудой немодулированной волны по максимуму и внутренними шумами (по минимуму).