Настоящая статья предназначается для тех, кто никогда еще не строил себе приемника, для тех кто хочет стать в ряды радиолюбителей.
Построить самому себе приемник, чтобы слушать передачу по радио — нетрудно и доступно всякому, даже ничего непонимающему ни в электротехнике, ни в радиотехнике.
Конечно, тот кто хочет работать сознательно, кто не желает ограничиться только простейшим, так наз. детекторным приемником, кто мечтает о получении громкого приема, о приеме далеких советских, заграничных радиостанций, — такой любитель должен с самого начала понять, что происходит в его приемнике, и дальше во время работы углублять и приобретать новые теоретические познания.
В настоящее время имеется несколько книжек, которые могут служить прекрасным начальным теоретическим руководством, настоящая же статья имеет целью познакомить начинающего любителя с тем, как работает его приемник, для чего служат отдельные его части, как с ними обращаться и т. д. Повторяем, эти об’яснения будут очень поверхностны, но достаточны для первоначальной работы. После них останется много вопросов; кто желает на них получить ответы сейчас же, пусть почитает книжки, о которых мы говорили; громадный материал он найдет в прошлых номерах нашего журнала, надежное руководство — в следующих номерах.
Вам, вероятно, приходилось неоднократно задавать вопросы уже работающим любителям о том, что такое радио, как происходит радиопередача? На этот вопрос обыкновенно отвечают, что радиопередача есть передача без проводов на далекие расстояния человеческой речи, музыки (радиотелефон) или условных сигналов, которые в известном сочетании означают те или иные буквы алфавита (радиотелеграф).
Как же происходит эта передача? На это отвечают: при помощи электрических волн. Для об’яснения приводят обыкновенно пример (см. рис. 1). Когда мы ударяем по колокольчику, он приходит в дрожание, его колебания передаются окружающему воздуху, вызывают в нем волны, которые распространяются во все стороны; дойдя до барабанной перепонки нашего уха, они приводят ее в дрожание, заставляя ее повторять те колебания, которые производил колокольчик. Именно таким образом мы слышим человеческую речь, музыку И все звуки, которые производятся вокруг нас. Примерно то же происходит и при радиопередаче, только тут мы имеем дело с колебаниями и волнами электрическими, вернее электромагнитными, а не воздушными. Как передающая, так и приемная радиостанция снабжены высоко подвешенным проводом или целой системой проводов, которые носят название антенны. При передаче, в антенне передающей радиостанции искусственно возбуждаются очень быстрые (сотни тысяч и даже миллионы колебаний в секунду) колебания мельчайших частиц электричества. Эти частицы называются электронами. Колебания в передающей антенне возбуждают в окружающем пространстве электромагнитные волны, которые с невероятной быстротой распространяются во все стороны. Эти волны, проходя сквозь многие предметы, несутся в пространстве и, встретив на пути какой-нибудь металлический предмет, стремятся вызвать в нем такие же колебания электронов. Дело в том, что электроны имеются в каждом предмете, они в частности имеются и в антенне вашей приемной станции. И вот, когда волны доходят до антенны вашей приемной станции, они приводят в дрожание ее электроны, заставляют их повторить те же колебания, какие были в передающей антенне. Из электротехники известно, что движение электронов по проволоке образует электрический ток. Таким образом, приходящие волны вызывают в приемной антенне электрический ток, который будет колебаться, двигаясь с большой частотой то вверх, то вниз по проводам вашей антенны.
Итак, основной частью вашей будущей приемной станции будет антенна, которая служит как бы для улавливания электромагнитных волн. Подробные указания о том, как устроить антенну, вы найдете в настоящем номере на странице 246.
Но как же происходит при помощи электромагнитных волн передача речи? Для об’яснения этого обратимся к обыкновенному проволочному телефону. Пользуясь таким телефоном, вы говорите в трубку, которая называется микрофоном. Собеседник, который вас слушает, прикладывает к уху круглую металлическую коробку, которая, собственно, и называется телефоном. Оба аппарата соединены проводом, по которому течет электрический ток. Когда вы молчите, этот ток течет спокойно, не меняясь по своей силе, и поэтому не нарушает покоя той металлической пластинки (мембраны), которая находится в телефоне. Но только вы заговорили, как дрожания, колебания вашего голоса приводят в такое же колебание угольную пластинку, находящуюся в микрофоне. Благодаря этому не менявшийся до сих пор электрический ток начнет меняться по силе, будет колебаться, следуя за дрожаниями и изменениями вашего голоса. Эти изменения тока, дойдя до телефона вашего собеседника, то усиливают, то ослабляют силу притяжения магнитов, которые имеются в телефоне и которые все время притягивают к себе мембрану. Под влиянием изменения силы притяжения магнитов мембрана телефона будет то приближаться, то удаляться от магнитов, следовательно, она будет колебаться, повторяя те же колебания, которые вы производили вашим голосом. Ухо вашего собеседника услышит эти колебания, оно услышит все слова, которые вы произносите, ибо мембрана точно повторяет те колебания, которые производил ваш голос. Так происходит при проволочном телефоне. А при радиотелефоне?
При радиотелефоне происходят, примерно, такие же явления, как и при проволочном телефоне. Только с той разницей, что в случае проволочного телефона передача производится при помощи тока, непрерывно текущего по проводам, а в случае радио эта передача производится при помощи волн, которые непрерывно мчатся от передающей станции к приемной. В каждом радиотелефонном передатчике имеется микрофон, в каждой приемной станции имеется телефон с металлической мембраной. Когда станция пущена в ход, но перед микрофоном еще ничего не говорят, передатчик все время вызывает в антенне колебания электронов (колебания высокой частоты), и эти колебания остаются все время одинаковыми по силе и излучают волны тоже одинаковые. Следовательно, в приемной станции получаются тоже все время одинаковые по силе электрические колебания. Эти колебания, проходя через телефон, не могут привести в дрожание мембрану, ибо этот ток меняет свое направление со слишком большой частотой и мембрана вследствие инерции не успевает следовать за этими изменениями. Таким образом, как и в случае проволочного телефона, при отсутствии разговора, через телефон проходит ток, но он пластинку в дрожание не приводит. Когда же начинается разговор, то благодаря микрофону электрические колебания в антенне то усиливаются, то ослабляются, следуя в своих изменениях за изменениями и колебаниями голоса. Эти звуковые колебания в отличие от электрических колебаний высокой частоты происходят гораздо реже, они поэтому называются колебаниями низкой частоты. Излучаемые волны будут тоже изменяться, следуя за изменениями голоса: можно себе представить так, как будто до начала разговора волны имели одинаковые по высоте гребни (амплитуду). Теперь же, под влиянием разговора, антенна уже излучает волны то с более высокими, то с более низкими амплитудами и эти изменения строго следуют за колебаниями голоса. Поэтому, когда эти волны дойдут до приемника, то там получатся колебания электронов уже не одинаковые по силе, а такие колебания, сила которых то ослабляется, то усиливается вслед за изменениями, которые производили дрожания голоса говорящего перед микрофоном. Эти изменения в силе электрического тока (колебаний) могли бы заставить телефонную пластинку повторить все то, что говорилось перед микрофоном.
Но тут возникает препятствие следующего рода: если бы мы непосредственно пропустили через телефон этот ток, то телефон не мог бы зазвучать. Нужно предварительно «выпрямить» токи высокой частоты, чтобы через телефон все время проходили токи, направленные в одну и ту же сторону. Тогда мембрана будет испытывать все время со стороны магнитов толчки, направленные в одну и ту же сторону, то более сильные, то более слабые; следуя за ними, мембрана повторяет то, что говорилось перед микрофоном. Для выпрямления пользуются прибором, который называется детектором. О действии детектора мы еще поговорим, а пока коснемся его устройства. Всякий детектор состоит из кристаллика, на который опирается металлическая проволока. В качестве кристаллика можно взять свинцовый блеск, цинкит, пирит и др. Такие кристаллы можно достать в любом радиомагазине, в аптеке или в минералогической коллекции. Всякий детектор должен быть устроен таким образом, чтобы можно было прикасаться концом проволочки (обыкновенно стальная, медная или серебряная) к той или другой точке на поверхности кристалла и менять нажим проволочки на кристалл. Как это устроить? Легко придумать сколько угодно простых конструкций для детектора. Перелистайте прошлые номера нашего журнала и в отделе «Что я предлагаю» вы найдете много удобных конструкций детекторов и наиболее для вас подходящую и выбирайте. Нужно только помнить следующее: детектор — прибор очень капризный, не все точки на поверхности кристалла обладают нужной чувствительностью и при работе нужно, одев телефон на уши, прислушиваясь к работе передающей станции, перемещать конец проволочки по поверхности кристалла, пока передача не будет услышана. Если кристалл плохой, то это не всегда удается сразу. Кристалл обыкновенно помещается в чашечку; нужно следить за тем, чтобы кристалл хорошо касался металлической чашечки; его часто впаивают в чашечку, для этого пользуются специальными сплавами, не требующими высокой температуры. Это важно, ибо под влиянием высокой температуры кристалл может потерять свою чувствительность.
У всякого начинающего любителя невольно возникает вопрос, что происходит при одновременной работе нескольких передающих станций. На первый взгляд может показаться, что в приемнике будет слышна передача всех работающих станций и что в таком сумбуре звуков, конечно, ничего разобрать нельзя будет.
Быть может, вам приходилось производить такой опыт. Вы ударяете по струне одного из двух рядом лежащих струнных инструментов; если на втором инструменте имеется струна, которая настроена в резонанс с первой, т.-е. такая, которая сама может издать тон той же высоты, который издала струна, по которой вы ударили, то эта струна на втором инструменте отзывается и сама начинает звучать, хотя вы по ней не ударяли. Если струну расстроить, то она уже не будет отзываться на те звуки, которые издавала первая струна. Отзываются только те струны, которые в состоянии издать тон одной и той же высоты, т.-е. такие струны, которые способны колебаться с одинаковой частотой. Примерно, то же происходит и в радио. Дело в том, что каждая передающая станция пользуется колебаниями вполне определенной частоты (благодаря этому она излучает волны вполне определенной длины), отличающейся от частот тех колебаний, которые происходят в антеннах других передающих станций. Можно настроить приемную антенну при помощи катушек или конденсаторов (см. ниже) таким образом, чтобы антенна лучшим образом воспринимала колебания такой частоты, которая присуща станции, которую нам желательно принять. Тогда в телефоне вы будете слушать передачу только этой станции, а передача других станций слышна не будет. Обыкновенно в этом случае говорят: «антенна настроена на такую-то волну».
Как сказано выше, настройка приемника производится при помощи катушек или конденсаторов. Эти катушки бывают самой разнообразной формы, чаще всего применяется цилиндрическая катушка, которая обыкновенно представляет собой картонный цилиндр, на который наматывают изолированную (т.-е. обмотанную шелком или бумажной материей) проволоку. Для того, чтобы настроить антенну на ту или иную волну, нужно в нее включить большее или меньшее число витков, в зависимости от длины волны той станции, которую желательно принять. При этом, как говорят, меняется «самоиндукция» катушки.
Для того, чтобы можно было одной и той же катушкой пользоваться для приема разных станций, от катушки делаются отводы через известные числа витков. Концы этих отводов подводятся к контактам, по которым может ползти переключатель. Переставляя его на тот или иной контакт, мы тем самым включаем то или иное число витков катушки в антенну, и, таким образом, настраиваем ее на ту или иную волну. Иногда настройка производится другим способом: катушку делают из двух частей, при чем так, что одна часть может передвигаться или поворачиваться внутри другой. При этих передвижениях меняется волна, на которую настроена антенна. Такая катушка называется вариометром. Приемник с такой катушкой описан в 7 «РЛ», за 1924 г. (см. статью С. Шапошникова). Толщина проволоки, употребляемой в катушках, существенной роли не играет. Вообще говоря, чем она толще, тем лучше. Если в описании приемника указывается определенно диаметр проволоки, а у вас под рукой имеется проволока несколько иного диаметра, то, конечно, можно воспользоваться и ею.
При присоединении катушек к другим частям приемника (это относится вообще ко всяким проволочным соединениям) нужно присоединяемые концы проволоки тщательно очистить от изоляции и скрутить (лучше пропаять).
Как уже говорилось, настройку можно производить при помощи конденсаторов. Простейший конденсатор представляет собой две металлические пластины, отделенные слоем воздуха. Иногда между пластинами прокладываются стекло, слюда, пропарафиненная бумага и др. Бывают конденсаторы, состоящие из большого числа пластин. В качестве пластин можно применять оловянную бумагу — станиоль. При многопластинчатых конденсаторах одна группа пластин соединяется между собой и подводится к одному зажиму конденсатора, пластины второй группы тоже соединяются между собой и подводятся к другому зажиму. Очень важно при любых конструкциях конденсатора, чтобы одна группа пластин ни в коем случае не касалась другой. Для настройки обыкновенно пользуются переменным конденсатором. В таком конденсаторе, поворачивая рукоятку, мы меняем положение одной группы пластин по отношению к другой и, таким образом, меняем его электрическую «емкость», отчего меняется длина волны антенны, в которую он включен.
Мы перечислили основные части приемника. Существуют различные типы приемников, которые отличаются как по устройству отдельных частей, так и по способу их соединения между собой. Для того, чтобы показать на чертеже каким образом эти отдельные части соединяются между собой в приемнике, применяются так наз. электрические схемы. В этих схемах каждый прибор имеет свое условное обозначение, некоторые из этих обозначений приведены на рис. 3: 1 — антенна, 2 — заземление, 3 — катушка, 4 — катушка с переключателем, 5 — две катушки, находящиеся близко одна от другой, положение которых друг относительно друга может быть изменено, 6 — конденсатор (если желательно указать, что конденсатор переменный, то его перечеркивают стрелой), 7 — детектор, 8 — телефон. Зная эти условные обозначения, не трудно разобраться в той или иной схеме. Подробно о различных схемах мы еще поговорим.
Этих сведений досгаточно для постройки простейшего приемника. Мы бы рекомендовали в качестве первого очень простой и хороший приемник С. И. Шапошникова, описанный в № 7 «Радиолюбителя» за 1924 год. Если этого номера у вас под рукой нет, воспользуйтесь описанием приемника, приведенным (стр. 245) в настоящем номере 1). Он, правда, несколько сложнее по устройству.
1) Страницы журнала с описанием приемника "Кристаллический приемник РЛД-19, с корзинчатыми катушками" в журнале отсутствуют. (прим. составителя) (стр. 244.)