Рассылка "Вестник старого радио". Выпуск 28 (Июнь 2009) ( /oldradio/subsc/028.htm)

Добрый день!

Магнитофон "Днепр"

     Магнитофон "Днепр" - один из первых образцов отечественных магнитофонов, предназначенных для записи и воспроизведения звука в полупрофессиональных и любительских условиях. Выпучкался на Киевском музыкальном комбинате с 1949 года. Предназначается для записи и воспроизведения звука на ферромагнитной ленте. Запись производится от микрофона, звукоснимателя, радиоприемника, трансляционной сети.

Подробнее...

Журнал QST

В борьбе с пространством и временем.
Сэр, радио есть великое изобретение!
О, конечно, один поворот ручки и
... полная тишина.

(английский юмор)

     К концу 19 столетия все для изобретения радиосвязи как способа и устройств передачи и приёма информации с помощью электромагнитных волн уже было. Оставалось только проанализировать достигнутые научные результаты в этой области и создать практически пригодную для радиосвязи аппаратуру.

В шаге от создания радиосвязи был английский физик О. Лодж, но он не догадался, как регистрировать приходящий сигнал и автоматически приводить когерер в рабочее состояние. Следует отметить, что именно О. Лодж ввел название "когерер" - прообраз современного детектора. Нашел техническое решение этой проблемы преподаватель Минного офицерского класса в Кронштадте - Александр Степанович Попов. К своему изобретению он пришёл не случайно. Круг его научных интересов был связан с проблемой передачи радиосигналов на расстояние и он был заметной фигурой среди специалистов, занимавшихся вопросами беспроволочного телеграфа. Об этом свидетельствует и тот факт, что его включили в состав делегации ученых, направленную царским правительством на Всемирную выставку в Чикаго (штат Иллинойс, США) в 1893 г. В задачу делегации входило изучение научных достижений в различных областях науки и техники. Ученых и инженеров из европейских стран привлекал на выставку все возрастающий научно-технический прогресс в Америке. Россию представляла большая группа ученых, "высочайше утвержденных комиссией по участию во Всемирной выставке в Чикаго". Главою комиссии был назначен директор Департамента торговли и мануфактур министерства финансов В. И. Ковалевский, а генеральным комиссаром русского отдела на выставке - П.И. Глуховский. Своих сотрудников прислала также и морское министерство, одним из представителей которого был А.С. Попов.

По дороге в Чикаго А. С. Попов сделал короткие остановки в Берлине, Париже и Лондоне. Во время этих остановок он знакомился с деятельностью научных учреждений. В Париже он присутствовал на заседании Физического общества. Прибыв в Чикаго, Александр Степанович познакомился с практическими достижениями в области связи. Здесь он узнал про идеи Т. Эдисона по передаче сигналов на расстояние без проводов с помощью индукции. Этот вид связи в первую очередь предлагался для морских судов.

Через 2 года после научной поездки в Америку А. С. Попов 25 апреля (7 мая по новому стилю) 1895 г. продемонстрировал первую в мире практически пригодную систему связи с использованием электромагнитных волн. Система состояла из оригинальных конструкций передатчика и приёмника. Демонстрация изобретения произошла на заседании отделения Русского физико-химического общества. Конструкции передатчика и приёмника имели ряд особенностей. В, частности, приемник имел автоматический когерер, который был готов к последующему приёму электромагнитных волн сразу после регистрации принятых сигналов. Для увеличения чувствительности приемника, а отсюда и дальности приёма, использовалась антенна, которая полностью отличалась от вибратора Г. Герца. Антенна представляла собой вертикальный проводник длинной 2,5 м, присоединенный к одному из контактов когерера. В приёмнике, А. С. Попов, использовал собственной конструкции когерер, отличный от конструкции Э. Бранли. Главной конструкторской особенностью предложенной схемы приёмника было применение телеграфного реле для развязки цепей звонка и когерера. Такое схемное решение позволило работать когереру в автоматическом режиме. Приемник реагировал на любые электромагнитные колебания достаточной интенсивности исходящих, например, от вибратора Герца; разряда между проводниками или шумов от телефонной линии. Несколько позже, усовершенствовав приемник, А. С. Попов использовал его для потребностей метеорологии, который получил название "грозоотметчик". Название связано с тем, что приёмник после принятия электромагнитных волн излучаемых грозовыми облаками начинал звонить. Грозу приёмник регистрировал на расстоянии 25...4; км. Так как в то, время радиовещательных станций не существовало, то их роль с успехом играла молния. По поводу "грозоотметчика", один французский историк беспроволочного телеграфа сказал: "Уже в 1895 г., когда еще никто не мог выступить с предложением беспроволочного телеграфа, был кто-то, кто телеграфировал при помощи электричества. Этот "кто-то, была молния, которая телеграфировала А.С. Попову в его лабораторию, "Я здесь" и давала ему точные указания своего пути".

В газете "Кронштадтский вестник" от 30 апреля (12 мая) 1895 г. в корреспонденции Е.П. Тверитинова, в частности, отмечалось, что поводом для всех этих опытов послужило теоретическая возможность сигнализации на расстояние без проводов, наподобие оптического телеграфа, но с помощью электрических лучей. А.С. Попов продолжал совершенствовать свою систему радиосвязи передатчик-приемник, однако свои первые разработки, по крайней мере до 1898 г., он ни в России, ни заграницей не запатентовал. Система радиосвязи русского ученого получила известность. В 1898 г. А.С. Попов вместе с французским инженером-предпринимателем Е. Дюкрете начал производство радиостанций. Аппаратура под названием "Попов-Дюкрете" была закуплена для кораблей французского флота. В силу различных причин А.С. Попов замедлил свои научные исследования и не уделил должного внимания дальнейшему усовершенствованию системы передатчик-приемник. Еще раз подтвердилась научная истина "UTERE TEMBORIBUS, PROPERE NAM. CUNCTA SENESCUNT", что в переводе с латыни звучит, как "Время не теряй, так как все быстро стареет". Несмотря на это, система радиосвязи изобретенная А.С. Поповым была первой в истории науки и техники пригодной для практических целей. Новые действующие конструкции систем появились только спустя 2 года и в основном базировались на разработках русского ученого А.С. Попова, в частности, система радиосвязи итальянского ученого Г. Маркони.

Г. Маркони был один из наиболее способнейших и плодовитых последователей научного направления основанного А. С. Поповым. Хотя это и отвергается за рубежом. Но факты упрямая вещь. В итальянском видиофильме о Г. Маркони, который выпущен для школ, показаны те же этапы изобретения радиосвязи, которые в России описаны во всех учебниках физики. Все это нисколько не умоляет сделанного итальянским ученым, а говорит о его хорошей осведомленности того, что делал А.С. Попов.

Через 13 мес. после демонстрации А.С. Поповым изобретенной им системы радиосвязи, 2 июня 1896 г. итальянский физик Гульемо Маркони подал в Англии заявку на изобретение аппаратуры для системы связи без проводов с помощью электромагнитных волн. Заявка не была принята сразу, так как потребовались изменения. 2 марта соответствующие изменения были внесены и 2 июля 1897 г., то есть через 2 года после изобретения А.С. Попова, итальянский ученый получил патент N 12039 под названием "Усовершенствование в передаче электрических импульсов и сигналов в аппаратуре для этого". Базой для усовершенствования Г. Маркони служила система радиосвязи А.С. Попова, в частности приемник последнего. Приемник был собран по той же схеме, что и русского изобретателя. Усовершенствование схемы приемника заключалось лишь в увеличении числа батарей, до двух. Если раннее две цепи элементов схемы были включены параллельно одной батарее, то теперь, цепь состоящая из реле включающего звонок питалась от отдельной батареи. Такое схемное решение ничего принципиального не вносило в работу приемника и лишь увеличивало срок службы комплекта питания. Передатчик Г. Маркони был менее совершенен, чем у А.С. Попова. Приемник и передатчик итальянского ученого имели антенну одной той же конструкции, вертикальный провод. Основное отличие системы радиосвязи Г. Маркони от подобной конструкции А.С. Попова, заключалось, говоря современным языком в использованной элементной базе. Конструкция когерера у итальянского ученого была другой, хотя она и содержала те же элементы, что и когерер русского ученого. Г. Маркони впервые применил когерер с откачанным воздухом, что позволило значительно повысить чувствительность приемника. Не теряя времени, за очень короткий промежуток временем Г. Маркони усовершенствовал свою первую конструкцию и начал ее практическое внедрение. Мир узнал о работах Г. Маркони в основном из-за болезни принца Уэльского. Летом 1898 г. принц заболел. С помощью своей системы радиосвязи Г. Маркони 5 раз в день передавал королеве Виктории сообщение о состоянии здоровья ее сына. 29 марта 1899 г. Г. Маркони, расположившись вблизи итальянского города Болонья, с помощью аппаратуры разработанной Э. Бранли, принял сигнал, посланный из английского города Дувр через пролив Ла-Манш. А через 2 года, находясь на острове Ньюфаундленд, Г. Маркони принял первую трансатлантическую передачу радиосигналов. В связи с этим событием, у А.С. Попова произошел забавный случай. Во время выступления в одном из столичных клубов Санкт-Петербурга среди публики находились представители царского двора, которые с недоверием отнеслись к сообщению докладчика. Одна из милых дам, ничего не поняв из доклада, задала А.С. Попову, показавшийся ей каверзный вопрос: "Однако, чем все же можно объяснить, что телеграмма при прохождении через океан с материка на материк не утонула и даже не промокла?". Озадаченный ученый только пожал плечами, а дама великодушно улыбнулась и оглянулась вокруг усмехнувшись. В том же году, когда Г. Маркони принял сигнал через Ла-Манш, А.С. Попов вместе со своими сотрудниками создал радиоприемник с телефонным наушником, который принимал на слух азбуку Морзе. Это был прообраз современного детекторного приемника. Проведенные исследования по применению беспроволочного телеграфа для военных целей позволили А.С. Попову построить первые военно-морские и передвижные пехотные радиостанции.

1900 г. ознаменовался признанием достижением А.С. Попова в области радиотехники. На 4 Всемирном электротехническом конгрессе ему были вручены Почетный диплом и Золотая медаль. Его имя получает мировую известность. Он избирается Почетным членом Российского технического общества, почетным инженером электриком. Со временем он становится директором Петербургского электротехнического института.

Летом 1902 г. с визитом в Россию на крейсере "Карло Альберто" прибыл итальянский король Виктор Эммануил. В этом плавании его сопровождал Г. Маркони с аппаратурой для беспроводной радиосвязи. В Кронштадте он продемонстрировал возможности аппаратуры в присутствии русского царя Николая II. В этих демонстрациях Г. Маркони впервые вместо когерера применил особый тип детектора - "магнитный детектор". Принцип его действия основывался на магнитном ослаблении гистерезиса под действием электромагнитных волн.

На итальянском пароходе побывал и встретился с Г. Маркони адмирал С.О. Макаров, который в свое время оказал большую поддержку А.С. Попову в исследованиях по беспроволочному телеграфу. Адмирал в разговоре с Г. Маркони особо подчеркнул приоритет А.С. Попова в изобретении телеграфии без проводов. О своем визите С.О. Макаров сообщил Управляющему Морским министерством, отметив при этом, что Г. Маркони в своих разработках пошел дальше А.С. Попова, родоначальника радиосвязи и последнему нужно срочно оказать финансовую помощь.

4 июля крейсер был открыт для посещения публики. Посетители имели возможность общаться с Г. Маркони и наблюдать за работой аппаратуры. Посетил крейсер и А.С. Попов, который имел продолжительный разговор со своим энергичным научным последователем, Г. Маркони. Особенно большой триумф в деятельности Г. Маркони наступил 18 октября 1907 г. В этот день, наконец, была открыта для широкой публики станция беспроволочной связи через океан и предано 14000 слов. По этому поводу ученый получил массу поздравлений. В начале нашего столетия существование радиосвязи стало фактом. Через 3 года после смерти А.С. Попова, 9 ноября 1909 г. Нобелевский комитет по физике принял решение о награждении Г. Маркони и основоположника разработок кристаллического детектора К. Ф. Брауна, профессора Страсбурского университета, за работы по созданию технических решений, которые появились благодаря сделанным до этого теоретическим открытиям. К сожалению, из-за автомобильной катастрофы в 1912 г. Г. Маркони потерял один глаз, что уменьшило его активность и работоспособность. Но невзирая на это, Г. Маркони продолжал делать изобретения в области радиотехники и это при всем том, что он получил лишь домашнее образование.

В 1923 г. по поводу 50-летия со дня рождения Г. Маркони советский журнал "Техника связи" писал: "Вся его жизнь, от юных лет, сплошной триумф в борьбе с пространством и временем". Под помещенной в журнале большой фотографией стояла надпись "Джуглиельмо Маркони - изобретатель радиотелеграфа". Заметим, что здесь сказано о радиотелеграфе, то есть передаче по радиоволнам телеграфного кода. Произошло это, как известно только в начале 20 века. В 1930 г. Г. Маркони был избран президентом Лондонского Королевского Общества. Такой чести до него удостоились лишь такие ученые как Роберт Бойль, Гемфри Дэви и великий Исаак Ньютон. Триумф Г. Маркони был бы, по всей видимости, невозможен или по - крайней мере, не таким стремительным без приоритетных открытий в области радиосвязи русского ученого А.С. Попова - создавшего первую в мире практическую систему радиосвязи. К достоинствам Г. Маркони следует отнести глубокое научное и практическое понимание открытий, сделанных предшественниками в данный момент, в частности А.С. Попова, их дальнейшее обобщение и создание на основе этого качественно новых конструкций.

(Продолжение следует)

Профессор Пестриков В.М. (Санкт-Петербург), В борьбе с пространством и временем (об А.С. Попове и Г. Маркони) //Радiоаматор (http://www.sea.com/ua). - 1993. - N8-10. - С.5 - 6.

     В самом деле, в рассматриваемой схеме два сопротивления Ra и Ri включены в цепь источника анодного напряжения последовательно. Если Ra очень велико по сравнению с Ri, то сила тока в анодной цепи определяется только величиной этого большого сопротивления и не может заметно измениться от того, что изменяется напряжение на сетке лампы. Но если при изменении напряжения на сетке лампы сила анодного тока практически остается почти неизменной, то это и значит, что динамическая характеристика расположена почти горизонтально.

Итак, крутизна динамической характеристики зависит от величины анодной нагрузки Ra следующим образом: при Ra, гораздо меньшем, чем внутреннее сопротивление лампы Ri, крутизна динамической характеристики примерно равна крутизне статической. По мере увеличения Ra крутизна динамической характеристики уменьшается и при Ra=Ri становится вдвое меньше крутизны статической характеристики. При дальнейшем увеличении Ra крутизна динамической характеристики продолжает уменьшаться и при очень большом Ra падает почти до нуля.

Пользуясь представлением о динамической характеристике и зная, как ее крутизна зависит от величины анодной нагрузки, мы сможем теперь ответить на вопрос о том, какое усиление может дать трехэлектродная лампа. Если к сетке лампы подведено переменное напряжение с амплитудой Uc то оно вызовет изменения анодного тока на величину Sд, где Sд - крутизна динамической характеристики. В самом деле, ведь крутизна динамической характеристики - это отношение фактического изменения анодного тока к вызвавшему его изменению напряжения на сетке. Значит, чтобы получить величину фактического изменения анодного тока нужно переменной напряжение умножить на крутизну динамической характеристики Sд. Но если в анодной цепи происходят изменения силы анодного тока с амплитудой SдUа, то они вызовут изменения напряжения на анодной нагрузке с амплитудой Ua=RaSаUc. Это переменное напряжение Uа и есть то усиленное напряжение, которое может быть снято с анодной нагрузки. Если к лампе подводится напряжение Uс, а с нее снимается напряжение Ua, то усиление, которое дает лампа, равно отношению Ua/Uc. Следовательно, усиление K, которое дает лампа, равно:

     Таким образом, зная величину анодной нагрузки и крутизну динамической характеристики, можно найти усиление, которое дает лампа. Однако, поскольку определение крутизны динамической характеристики представляет собой задачу довольно сложную, мы не будем пользоваться полученным выражением в общем случае, а рассмотрим только два частных случая, когда Ra очень мало или очень велико по сравнению с Ri. Прежде всего, при Ra, малом по сравнению с Ri крутизна динамической характеристики Sд приблизительно равна ее статической крутизне S, и, следовательно, усиление, даваемое лампой, мы получим, заменив в только что выведенной формуле Sд на S:

     Таким образом, пока сопротивление анодной нагрузки мало по сравнению с внутренним сопротивлением лампы, усиление, даваемое лампой, определяется главным образом крутизной ее статической характеристики. Вместе с тем оно растет с увеличением сопротивления анодной нагрузки Ra. Однако нужно помнить, что полученное выражение справедливо только до тех пор, пока Ra мало по сравнению с Ri.

Рис. 28. При очень большом сопротивлении анодной нагрузки динамическая характеристика (прямая ВАБ) расположена почти горизонтально.

     Рассмотрим теперь другой крайний случай, когда Ra очень велико по сравнению с Ri. В этом случае нельзя получить ответ непосредственно из выведенной нами формулы, пока мы не знаем, как Sд зависит от Ra. Поэтому мы определим величину усиления из других соображений. Как мы знаем, при Ra очень большом динамическая характеристика идет почти горизонтально (сила анодного тока остается почти неизменной при изменении напряжения на сетке). Динамическая характеристика для нашего примера представлена прямая ВАБ. Из этой динамической характеристики должно быть видно, что при изменении напряжения на сетке примерно на +-2 В напряжения на аноде лампы изменяются на +-20 В. Но ведь эти изменения напряжения на аноде как раз равны тому переменному напряжению, которое снимается с анодной нагрузки. Следовательно, подводя к сетке напряжение с амплитудой 2 В, мы снимем с лампы напряжение с амплитудой 20 в, т. е. получим от лампы, усиление, примерно равное 10 (примерно равное коэффициенту усиления ламп_ в рассматриваемом случае). Это совпадение, конечно, не случайное. Так получится во всех случаях, когда Ra очень велико.

Если динамическая характеристика идет почти горизонтально, то, значит, изменение напряжения на сетке и соответствующее изменение напряжения на аноде действуют в противоположные стороны таким образом, что анодный ток остается почти неизменным. А как мы знаем, изменение напряжения на сетке действует на анодный ток в m раз сильнее (где m - коэффициент усиления лампы), чем изменения напряжения на аноде.

Поэтому, чтобы анодный ток оставался почти неизменным, нужно, чтобы изменение напряжения на аноде было примерно в m раз больше, чем на сетке. Это и значит, что лампа в рассматриваемом случае дает усиление, примерно равное m . Итак, при Ra, очень большом по сравнению с Ri, усиление К лампы

     т. е. в этом случае усиление, даваемое лампой, определяется только величиной ее коэффициента усиления.

(продолжение следует)

Использованы материалы из книг:

• Комарова Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера. Москва: "Издательство Досааф", 1970. - С.66-82.
• Батраков А.Д., Кин С. "Элементарная радиотехника" Часть вторая. Ламповые радиоприемники Москва-Ленинград: "Государственное энергетическое издательство", 1952. - 241 с.