В работе почти каждого радиолюбительского кружка можно отметить три ступени: первая — это поиски точек на кристалле, период сильного желания принять хотя бы ближайшую радиостанцию (телефонную или телеграфную); вторая ступень — это период овладения постройкой и управлением детекторного приемника, создания лампового, а также стремления к установке громкоговорителя и попыток к слушанию заграничных радиоконцертов; третья ступень — стремление кружка к расширению своей маленькой радиостанции, вследствие чего возникает потребность заговорить самим и иметь своих корреспондентов.
Мы в нашем журнале старались помочь радиокружкам пройти первые две ступени; в настоящее время, естественно, нам необходимо помочь радиолюбителям перейти на третью.
В виде первого шага в этом направлении, мы даем кружкам описание маломощного трехваттного радиотелефонного передатчика, построенного по простейшей схеме в лаборатории журнала "Радиолюбитель".
Радиотелефонный передатчик состоит из двух главных частей: первая — возбудитель электрических колебаний в антенне — генератор и вторая — приспособление для передачи речи — модулятор. В виду того, что ламповый генератор подробно описан в статье Н. Иснева — "Шаг за шагом" ("Радиолюбитель" № 7, 1924 г., стр. 104), мы не будем останавливаться на источниках незатухающих колебаний, а перейдем непосредственно к модуляции.
Обратимся к рисунку 1, где изображена схема, при которой катодная лампа может возбуждать электрические колебания в антенне.
Что мы можем заметить при настройке передатчика по схеме, изображенной на рис. 1?
Во-первых, сила тока в антенне, которую покажет включенный в заземление тепловой амперметр A, будет максимальной лишь при удачно подобранной связи сетки и анода. Отношение величин самоиндукций L1 к L2 (рис. 1) весьма различно при разных условиях. Это зависит, главным образом, от сопротивления ламп (т.-е. от того, сколько будет параллельно включенных ламп), от напряжения на аноде и т. д.
Если же мы это отношение каким-либо образом нарушим, то заметим, что амперметр A покажет меньше, или стрелка его упадет даже до нуля. И вот на таком свойстве катодной лампы — изменять интенсивность созданных ею колебаний — основан принцип модуляции, примененный в нашем передатчике. Но этот способ модуляции не наилучший. Существуют более удобные и более надежные способы модуляции, но все они требуют добавления таких элементов, как специального для этой цели трансформатора, добавочной лампы, а вместе с последней и аккумулятора накала, поэтому мы описываем сейчас простейший способ модуляции, не требующий больших технических приспособлений.
Посмотрим теперь, каким же образом угольный микрофон нарушает связь сетки и что собою представляет такой микрофон?
Здесь нужно сказать, что микрофон — это прибор, который изменяет свое сопротивление под влиянием звуковых волн. Изменение это в обычном микрофоне происходит в пределах от 40 до 200 ом.
Что же произойдет с колебаниями в открытом контуре, если два или три витка катушки связи сетки замкнуть на микрофон M (рис. 2)? Мощность колебаний в этот момент уменьшится и амперметр покажет меньший ток. Если теперь начать говорить в микрофон, сопротивление его возрастет и влияние микрофона на колебательный процесс уменьшится, а поэтому колебания в атненне снова увеличатся.
Амперметр в этот момент даст промежуточное показание между показаниями до включения микрофона и после включения его. Лучшая модуляция будет в том случае, когда сила тока при включении микрофона к зажимам a—b упадет приблизительно наполовину; это достигается тщательным подбором связи для микрофона. Но недостаточно одного спадания силы тока наполовину, так как и в этом случае при разговоре может произойти срыв колебаний, и поэтому следует настройку производить, действуя голосом на микрофон.
Предусматривая всевозможные источники постоянного тока для питания анодов ламп, как, например, динамо-машины с длинной воздушной или кабельной проводкой, которая в различных случаях имеет различную емкость относительно земли, и так как емкость эта сильно влияет на колебательный контур, мы считаем более удобной схемой для нашего передатчика так наз. схему параллельного питания (рис. 3), которая немного отличается от схемы, показанной на рис. 1.
Разница эта, как видно из рисунка, заключается в том, что высокое напряжение подводится к лампе непосредственно к аноду и нити, а не через колебательную цепь, как на рис. 1. Для того, чтобы предотвратить короткое замыкание через катушку самоиндукции, ставится разделительный конденсатор C (рис 3); во-вторых, источник энергии (батарея, динамо-машина) защищается от токов высокой частоты включением дросселей высокой частоты Д1 и Д2. Данные элементов C, Д1 и Д2 будут даны ниже. Остается упомянуть еще что для упрощения взята схема с автотрансформаторной связью сетки, которая принципиально не отличается от схемы индуктивной связи сетки; эта схема проще и она носит название трехточечной.
Исходной точкой для определения мощности всякого лампового передатчика является сама лампа. В нашем передатчике использованы обыкновенные усилительные лампочки типа Р5, их можно заменить в другими, как, например, "у" (с вертикальным цилиндром), одесскими, французскими и другими, отнюдь не "микро", в которых недопустимо повышать эмиссионный ток увеличением накала. Каждая такая лампочка выдерживает до 5 ватт на аноде, но такую нагрузку им давать не следует, так как это может быть достигнуто чрезмерным повышением накала, отчего срок службы лампы сильно сокращается. В описываемом передатчике работают 4 лампы типа Р5. Напряжение на аноде 300 в. и напряжение накала 4,5 вольта. При устойчивых колебаниях анодный ток достигает до 15—20 миллиампер; следовательно, мощность, потребляемая передатчиком, равна 300 · 20 миллиампер = 6 ватт.
Познакомившись достаточно с принципом действия лампового передатчика, перейдем теперь к подробному описанию частей его.
Аппаратная часть заключает в себе:
Самоиндукция L. Бронзовый канатик d = 3—4 мм., наматывается на цилиндр, устроенный нижеследующим образом. Из доски толщиной 10—15 мм. вырезываются два круга и соединяются шестью продольными перекладинами длиною 350 мм. и шириною, примерно, в 20 мм. Бруски надо врезать в диски, как показано на рис. 4, и закрепить клеем. Для удобства намотки канатика делаем на наружной стороне планок нарезы на расстоянии друг от друга в 10 мм. — это и будет шаг обмотки. Концы канатика продеваются в рассверленные отверстия боковых стенок. (Для удобства можно сделать клеммы). Число витков на таком цилиидре уложится 35. Не следует только забывать, что деревянный цилиндр должен быть сделан из сухого дерева и по изготовлении пропитан парафином. Желательно изготовление цилиндра из изоляционного материала.
Панель для ламп и клемм должна быть обязательно из эбонита или карболита. Размер доски и расположение гнезд указаны на рис. 5.
Дросселя, как указывалось выше, предотвращают продвижение токов высокой частоты в линию анодного напряжения и, следовательно, если они будут обладать значительной емкостью, то назначение их не будет выполнено; поэтому дросселя наматываются по принципу корзинчатой катушки. Рис. 6 изображает дроссель, намотанный на деревянные спицы диаметром 5 мм. Витки дросселя в числе 400 расположены в плоскости катушки в один ряд. Диаметр провода 0,2 мм. (изоляция желательна шелковая).
Амперметр антенный является наиболее необходимым измерительным прибором, но приобретение его весьма затруднительно по той причине, что тепловые приборы со шкалой до одного ампера в электротехнике употребляются редко. На основании этого лабораторией "Радиолюбителя" был поставлен опыт по применению вместо амперметра электрической лампочки от карманного фонаря. Из опыта выяснилось, что лампочка имеет около 5 ом сопротивления и начинает светиться при прохождении через нее тока 150 миллиампер. С некоторым успехом можно заменить такой лампочкой тепловой амперметр. Во всяком случае желательно применение амперметра.
Микрофон. Требования, которые пред‘являются к микрофону, невелики, необходимо только, чтобы капсуль его был не порошковый, а шариковый или с крупно-зернистым порошком, так как через микрофон, работающий по нашей схеме (рис 3.), проходит ток высокой частоты, и в случае неправильно подобранной связи для микрофона, через него пройдет большой ток, и порошок испортится. В подобном случае с шариковым микрофоном порча эта устраняется встряхиванием капсуля.
Конденсатор С, назначение которого указывалось выше, должен иметь прочный диэлектрик, чтобы выдержать напряжение в 300 вольт. Емкость конденсатора около 10.000 сантиметров, его можно составить из покупных слюдяных конденсаторов по 1000 см. каждый.
Постоянство работы передатчика до некоторой степени зависит от хорошо выполненного монтажа и поэтому, испробовав схему предварительно и убедившись в годности ее всех деталей, следует приступить к тщательному монтажу. Все соединения проводов должны быть сосредоточены под панелью, как показано на рис. 7. Цифрами обозначены следующие детали:
Дальность действия всякого передатчика находится в большой зависимости от высоты антенны. Если радиокружок, строющий передатчик, располагает некоторыми средствами, то ему следует поднять свою антенну на высоту 20-30 метров. Общая длина канатика не должна превышать 40—50 метров, при чем форма антенны в этом случае большого значения не имеет, так как предполагается подвешивать ее на одной мачте. Длина волны, которая получится при включении такой антенны к передатчику, будет около 300 метров. При соблюдении всех упомянутых условий действующий передатчик может отдавать 50% своей мощности в антенну. Сила в антенне до включения микрофона должна быть около 0,4 ампера. Считая среднее сопротивление антенны на этой волне равным 20 омам, можно подсчитать мощность в антенне по формуле W = I2R.
При опытах с построенным в лаборатории "Радиолюбителя" передатчиком было отмечено, что при высоте передающей антенны в 30 метров можно было держать телефонную связь на расстоянии 15 верст через город (Москву); прием же производился на одноламповый регенеративный приемник с антенной любительского типа. При передаче через открытое пространство (в поле) или в малых городах с небольшими зданиями это расстояние будет значительно увеличиваться.