Приключения радиолуча
Шрифт:
В то время прямо-таки гнались за повышением чувствительности, усиления. Это давала положительная обратная связь. Отрицательную же обратную связь начали применять во второй половине 20-х годов, когда стали обращать внимание на качество воспроизведения речи, в особенности, когда получила распространение многоканальная связь. Радиолампа, усиливавшая одновременно несколько сигналов от разных каналов, при пиковых нагрузках (например, в те моменты, когда сразу говорят все абоненты) «залезала» в нелинейный режим. И тут же рождались новые частотные компоненты. Такое явление назвали кросс- (или иначе — перекрестно) модуляцией. Из-за нее разговор между абонентами в одном канале прослушивается в других.
Отрицательная обратная
МАВР СДЕЛАЛ СВОЕ ДЕЛО…
Электронная лампа в передатчиках прижилась не сразу. У нее, пока еще маломощной, была сильная конкуренция. Во-первых, со стороны дуговых генераторов, в которых высокочастотные колебания возбуждались электрической дугой. Они пришли на смену искровым передатчикам Попова и Маркони. Электрическая дуга в отличие от искры давала незатухающие высокочастотные колебания, поэтому и дальность связи сразу же возросла.
Хотя использовать электрическую дугу для получения высокочастотных колебаний предложил еще в 1900 году англичанин Дуддель, она, как и электронная лампа, не сразу была признана. Искровые передатчики были довольно просты, дешевы и надежны. От добра, как говорится, добра не ищут.
Оперативнее всех оказались немцы. В 1902 году датский инженер В. Паульсен предложил удачную конструкцию дугового генератора. Немецкое командование воспользовалось изобретением: установило новые генераторы на флоте. Но до особого распоряжения опечатало их. Пока же немецкие моряки пользовались искровыми передатчиками. Приказ пришел через… десять лет, когда началась первая мировая война.
В первые же дни войны русские, английские и французские радисты были озадачены. Они не могли перехватить ни одно из сообщений противника. Немецкие станции будто исчезли из эфира. Между тем они работали на полную мощность.
Разобрался в причине таинственного исчезновения инженер-электрик (впоследствии академик) Михаил Васильевич Шулейкин. Он предположил (и его догадка оказалась правильной), что немцы стали использовать для связи незатухающие колебания. А приемники, рассчитанные на затухающие колебания искровых радиопередатчиков, на них не реагировали. В наушниках — либо тишина, либо какие-то трески, похожие на атмосферные разряды. Михаил Васильевич сделал специальную приставку, и приемник вновь обрел слух. Такие устройства называли тиккерами. Они прерывали ток в телефонной цепи со звуковой частотой, и во время детектирования незатухающих колебаний вместо постоянного тока (не воспринимаемого телефоном) появлялась звуковая частота.
Дуговые передатчики использовались довольно широко. Среди них были и небольшие — мощностью в несколько киловатт, и гиганты на тысячу и более киловатт. Последние были весьма громоздкими сооружениями. Так, на радиостанции в Бордо мощностью 1000 киловатт генератор Паульсена весил 80 тонн, а на радиостанции в Пирл-Харборе мощностью 500 киловатт — 54 тонны.
Всем нам знакома ажурная конструкция Шуховской башни, на многие годы ставшая эмблемой советского радио. Сооружена она была в первые годы Советской власти. 30 июля 1919 года Совет Труда и Обороны принял специальное постановление, подписанное В. И. Лениным: «Для обеспечения надежной и постоянной связи центра Республики с западными государствами и окраинами Республики поручается Народному Комиссариату почт и телеграфов установить в чрезвычайно срочном порядке в г. Москве радиостанцию, оборудованную приборами и машинами, наиболее совершенными и обладающими мощностью, достаточной для выполнения указанной задачи».
Именно во исполнение постановления и была построена на Шаболовке, в то время
Ушло на нее всего 240 тонн металла, да и его удалось собрать в запасах военного ведомства лишь с огромным трудом. Для своего детища Шухов разработал не только проект, но и удивительно простую технологию сборки. Металлические секции, а всего их было шесть, собирались на земле, а потом готовую секцию поднимали с помощью пяти ручных лебедок сквозь верхнее кольцо предыдущей секции и скрепляли их болтами. Есть свидетельства, что за строительством башни наблюдал из окна своего кабинета в Кремле В. И. Ленин.
Башня послужила одной из опор антенны Московской дуговой радиостанции мощностью 100 киловатт. Функционировать станция начала 19 марта 1922 года. Генераторных ламп большой мощности в то время не было, и потому был взят дуговой передатчик. Основное назначение новой станции — радиотелеграфная связь, поскольку, кроме ламповых, все остальные передатчики мало подходят для передачи речи.
Вторым, и более серьезным для лампы конкурентом были машины высокой частоты. По существу, это обычные электромоторы переменного тока, но специально предназначенные для высоких частот. Чтобы получить ток высокой частоты, многополюсный стальной ротор генератора приводился во вращение с очень большой скоростью. Если частота оказывалась недостаточной, то ее умножали, как в самой машине, так и с помощью специальных трансформаторов.
Много оригинальных конструкций электрических высокочастотных машин создал русский инженер В. П. Вологдин. В советское время в Нижегородской радиолаборатории он построил к 1922 году машинный радиогенератор мощностью 50 киловатт, а в 1925 году — уже на 150 киловатт. Обе машины работали на Октябрьской радиостанции в Москве в 1924—1926 годах.
Именно 150-киловаттная машина обеспечивала радиотелеграфную связь Москвы с Нью-Йорком на длинных волнах.
Век машинных передатчиков оказался более долгим, чем дуговых. Еще до недавнего времени машины высокой частоты с успехом использовались для радиочастотной плавки и закалки стальных изделий. В 1952 году Вологдин был удостоен Государственной премии за участие в разработке… кузнечного цеха. Новинкой в кузнечном деле были его высокочастотные машины, которые с помощью индукционных токов разогревали кузнечные заготовки. Не надо было огнедышащих отравляющих атмосферу горнов. Грохочущие молоты заменили прессами.
Кроме этих двух конкурентов — дуги и электромашины, — был еще и третий — искровые передатчики. Они пока не ушли из радиотехники, их мощность была достаточной по тем временам.
В истории науки и техники есть, видимо, своя неумолимая логика развития, и каковы бы ни были на первый взгляд причудливые ее зигзаги, все потом возвращается на круги своя. Не открыл бы триод Ли де Форест, это обязательно сделал бы в скором времени кто-нибудь другой. Или, например, кристаллический, или, иначе, полупроводниковый диод и его вакуумный собрат появились почти одновременно, но закономерно, что сначала прошла эра электронных вакуумных ламп, а потом пришла эра транзисторов. Причем подошла именно к тому времени, когда промышленность была подготовлена к получению полупроводниковых материалов высокой частоты.
В конечном счете дуга и электромашина вынуждены были уступить свое место электронной лампе. Возможности их были ограниченны, с ними радиотехника не вышла бы на новые рубежи. Как говорится, мавр сделал свое дело, мавр может уйти. Дуговые и машинные передатчики — своего рода динозавры в радиотехнике. Им неизбежно предстояло исчезнуть. Но дело свое эти передатчики действительно сделали. Радиоинженеры научились принимать незатухающие колебания, проникли в некоторые тайны распространения радиоволн… В этом и состоит историческая заслуга дуговых и машинных радиогенераторов.