ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистические явления в радиоаппаратуре из "Колебания и волны Введение в акустику, радиофизику и оптику Изд.2 " Уменьшая временную постоянную фильтра, мы сможем сделать хаотическую модуляцию более медленной. При этом звук, издаваемый громкоговорителем, станет еще менее похож на шум, о котором шла речь вначале, и еще более похож на тон частоты 1000 герц. [c.431] В только что описанном опыте временная постоянная фильтра порядка 10 сек. Если постоянная фильтра х будет порядка секунды (этого можно достигнуть, заменив колебательный контур и громкоговоритель механическим осциллятором, например камертоном), мы будем слышать чистый тон частоты 1000 герц, беспорядочно меняющий свою громкость за время порядка 2тс/й—явление, которое можно охарактеризовать как беспорядочные биения (ср. гл. II, 5) со средним периодом 2tv/Q. [c.431] Очень медленную хаотическую модуляцию удобно осуществить и демонстрировать с помощью ЛС-фильтра, эквивалентного, как мы уже знаем, колебательному контуру (гл. IV, 6). Легко, например, построить / С-фильтр с собственной частотой 25 герц и х, варьирующим при изменении обратной связи от 0,5 до 10 сек. (L -контур с таким х был бы очень громоздким). Подведем на вход / С-фильтра флуктуационный шум приемника, а к выходу / С-фильтра подключим электронный осциллоскоп. Отрегулировав развертку на частоту порядка 5—10 герц, мы увидим на экране кусок синусоиды , охватывающий несколько периодов, медленно и беспорядочно пульсирующий по амплитуде и смещающийся по фазе. Например, на протяжении 1 сек. амплитуда спадает от некоторого большого значения почти до нуля, в течение следующей секунды возрастает до величины еще большей, чем первоначальная, и т. д. Когда мы увеличиваем временную постоянную ЛС-фильтра, изменения амплитуды и фазы становятся в среднем медленнее. [c.431] Пользуясь терминологией, введенной в О л. IV, 9, мы можем сказать, что в описанном опыте осуществляется безынерционное наблюдение хаотически модулированного колебания. [c.432] Для того чтобы продемонстрировать малоинерционное наблюдение, включим между выходом ЛС-фильтра и осциллоскопом ламповый демодулятор (рис. 418), временная постоянная которого х велика по сравнению с собственным периодом / С-фильтра, но мала по сравнению с х. Мы будем видеть теперь на осциллоскопе горизонтальную черту, высота которой над горизонтальным диаметром экрана будет медленно и беспорядочно пульсировать. [c.432] Флуктуационный предел чувствительности радиоприемника особенно нагляден в радиолокации. Картина, показанная на рис. 245, г, видна на экране локатора тогда, когда приемник работает на малом усилении. Когда же цель удаляется от нас, сигнал ослабевает, и для того, чтобы следить за целью, мы вынуждены увеличивать усиление приемника. [c.432] Но тогда становится заметным флуктуационный шум, и при дальнейшем удалении цели сигнал тонет в флуктуационном шуме (рис. 419). Дальнейшее увеличение усиления не поможет нам снова поймать цель . [c.433] Из сказанного следует, что для того, чтобы радиолокатор почувствовал цель, достаточно, чтобы под действием рассеиваемой целью волны в его первом контуре накоплялась за время х энергия порядка кТ, где Т—температура первого контура. Заметим, что средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы воздуха при температуре Т равна ЪкТ/2. [c.434] Мы можем себе представить действие флуктуаций как чередование беспорядочных толчков, действующих на контур. Каждый толчок смещает изображающую точку с предельного цикла (рис, 420). Мы можем разложить каждое такое смещение изображающей точки на радиальную и тангенциальную составляющие. Радиальная составляющая есть изменение амплитуды колебания, тангенциальная — пропорциональна изменению ее фазы. Итак, флуктуации вызывают беспорядочные Изменения амплитуды и фазы автоколебаний. [c.434] Изменения амплитуды, вызываемые каждым толчком, постепенно сглаживаются, так как траектории на фазовой плоскости наматываются на предельный цикл. Поэтому очень маловероятно накопление значительных относительных отклонений амплитуды от значения, определяемого радиусом предельного цикла. Иначе обстоит дело с фазой. Изменение фазы, вызванное толчком, не сглаживается если сдвинуть изображающую точку по предельному циклу на угол а, она будет в любой момент опережать на а положение, в котором она находилась бы, не случись этот толчок. Поэтому накопление больших изменений фазы гораздо более вероятно, чем накопление больших изменений амплитуды. Но все же из-за малости флуктуаций должно пройти очень много периодов автоколебаний, пока успеет накопиться заметное изменение фазы. [c.434] Таким образом, можно предвидеть, что флуктуации почти не будут изменять амплитуды автоколебаний, но вызовут значительную, хотя и очень медленную, хаотическую модуляцию их фазы. [c.434] Нетрудно оценить порядок величины среднего времени хаотической модуляции фазы, обусловленной дробовым эффектом в ламповом генераторе. [c.434] Можно аналогичным способом дать оценку среднего времени хаотической модуляции, вызванной тепловыми флуктуациями. Оно оказывается гораздо больше, чем для случая дробового эффекта ). [c.436] В реальных ламповых генераторах всегда происходят небольшие беспорядочные изменения различных параметров эмиссия катода, э.д.с. анодной батареи и т. д. Они также вызывают беспорядочные изменения (модуляции) амплитуды и фазы. Как показывает опыт ), среднее время х хаотической модуляции фазы, вызванной этими грубыми причинами, гораздо меньше полученной выше величины х (например, порядка секунды). [c.436] Флуктуации амплитуды и фазы лампового генератора были исследованы (теоретически и экспериментально) И. Л. Берштейном. Ему удалось, в частности, показать на опыте существование (помимо беспорядочных изменений фазы, вызванных грубыми причинами) гораздо более медленной хаотической модуляции фазы, обусловленной дробовым эффектом вычисленное на основании опытных данных среднее время этой модуляции хорошо с0гласуе1 ся с приводимой оценкой для х. [c.436] Для некогерентных колебаний, очевидно. [c.437] Ау мало и т. д. и, кроме того, оба колебания, например, сначала—в фазе, затем—в противофазе и т. д. [c.437] Здесь амплитуды не равны, а только пропорциональны друг другу. Относительно фаз остается в силе сказанное для случая, когда не было потенциометра. Такие колебания также называются когерентными. [c.438] Когерентность колебаний также легко проиллюстрировать на опыте, подведя их к парам вертикально отклоняющих пластин двухлучевого осциллоскопа (рис. 423). Можно непосредственно видеть, что амплитуды обоих колебаний одновременно растут и убывают и что сохраняется постоянный сдвиг фаз. [c.438] Вернуться к основной статье