РАДИО ВСЕМ, №18, 1930 год. ПРИЕМ ИЗОБРАЖЕНИЙ

"Радио Всем", №18, июнь, 1930 год, стр. 422-425

ПРИЕМ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Вопрос широкой организации передачи изображений, т. е. передачи для радиолюбителей, передачи в помощь культработе и радиовещанию, отчасти и корреспондентской передачи — давно назревший вопрос, который уже отчасти разрешен за границей и настойчиво требует своего разрешения у нас в СССР.

Через станцию имени Коминтерна уже велась передача изображений; лаборатории треста «Электросвязь» (ныне — «ВЭО» Всесоюзное электротехническое объединение) уже давно начали разработку дешевого, простого приемника для приема изображений; Опытная радиостанция НКПиТ построила и испытала свою модель; строятся приемники в Киеве, Одессе, Краснодаре, Ташкенте и других городах; журнал «Радиолюбитель» опубликовал описание довольно примитивной модели аппарата для приема изображений. И все эти многочисленные попытки не объединены общей технической мыслью: всяк выбирает на свой вкус и диаметр барабана, и шаг винта, и скорость работы, и пр. и пр.

Описываемый нами приемник для приема изображений, сконструированный на Опытной радиостанции НКПТ, рассчитан на прием изображений от одного из 3-х имеющихся уже профессиональных передатчиков НКПТ (в Москве, Ленинграде и Свердловске). Предполагается, что эти передатчики откроют в ближайшем будущем регулярную передачу материалов для любительского приема (для дешевых аппаратов). Поэтому представляется своевременным ознакомить читателей нашего журнала с конструкцией разработанного Опытной радиостанцией НКПТ дешевого приемника, с тем, чтобы если не отдельные радиолюбители, то группы радиолюбителей и ячейки ОДР могли бы приступить к постройке аппаратов для приема изображений. Как сказано, эта модель уже испытана в работе при приеме по проводам и по радио, причем она показала вполне удовлетворительные результаты. Образец работы приемника приведен на рис. 1.

Рис. 1

Оценивая качество этих рисунков, нужно, конечно, иметь в виду, что отчасти оно обусловлено безукоризненной работой передающей аппаратуры. Поэтому важно, чтобы в будущей радиовещательной работе по передаче изображений наши станции пользовались передатчиками хорошей конструкции со «стабилизированными» (устойчивыми) оборотами, а не случайными дешевыми моделями передающих приборов.

Прежде чем перейти непосредственно к описанию конструкции приемника, напомним читателям в самых общих чертах сущность приема изображения вообще.

Как известно, сигналы передачи изображений вообще напоминают телеграфные сигналы, когда происходит передача черно-белых (штриховых) рисунков, или же телефонные сигналы, когда идет передача полутеневых (тоновых) рисунков. Эти сигналы можно принимать на любой приемник, обычно для этой цели применяется 0—V—2 или 1—V—2 и др., — в зависимости от дальности расположения и мощности передающего устройства, точнее — в зависимости от силы сигналов («напряженности поля») в месте приема. При передаче изображений эти сигналы получаются в результате развертывания передаваемого изображения по винтовой линии: изображение вращается на барабане перед фотоэлементом («световым микрофоном»), совершая вместе с барабаном одновременно два движения — поступательное и вращательное (рис. 2); тончайший, но яркий световой пучок («световая игла») F ощупывает («сканирует») в это время шаг за шагом все изображение, освещая последовательно одну за другой маленькие площадки, или, как говорят, «точки» изображения; при этом — все светлые места, благодаря рассеянию (отражению) света, вызывают ток в фотоэлементе Р; черные места, наоборот, поглощают свет, вследствие чего ток в фотоэлементе понижается практически до нуля. Прежде чем поступить на передачу, токи фотоэлемента проходят, разумеется, через усилитель. Поступающие на приемную станцию сигналы представляют собой точную копию посылаемых отправительной: разница заключается лишь в том, что мощность этих последних гораздо больше.

Рис. 2. Стрелками указаны вращательное, и поступательное движения, в которых находится барабан с изображением во время передачи

А — источник света. l — линза, фокусирующая свет на изображение на барабане. E — пятнышко света, падающее на изображение. P — фотоэлемент. Стрелками указан падающий на него рассеянный (отраженный) свет.

Задача записи заключается, следовательно, в том, чтобы после соответствующего усиления перевести эти сигналы в видимый след (черные и белые «точки») и скомбинировать эти «точки» таким образом, чтобы они составили необходимый рисунок.

Первая задача, т. е. превращение электрических сигналов в видимый след в обстановке любительского приема, легче всего разрешается помощью «электролиза», т. е. разложения растворов солей электрическим током. При определенном подборе солей, в результате их разложения электролизом получается побеление цветной бумаги или наоборот — окрашивание белой в какой-либо цвет в тех местах, где происходил электролиз, т. е. где протекал электрический ток сигнала.

Рис. 3. Барабан с одетым на него рисунком передачи и черной полосой в конце (соответствующей времени остановки барабана приема) и белой полоской в начале рисунка. Эта полоска обусловливает регулярную посылку так наз. фазового сигнала в начале каждого оборота.

Вторая задача — правильное комбинирование следов этого действия тока — разрешается согласованием некоторых элементов приемного и передающего аппарата, а именно — размеров барабанов, шага винта (т. е. шага движения пишущего устройства) и скорости вращения. И если отличие в размерах диаметра или шага может исказить изображение лишь в отношении масштабов и пропорций изображения, то при отличии в оборотах чаще всего изображение получается искаженным до неузнаваемости.

Поэтому последний пункт, т. е. согласование оборотов барабанов передающего и приемного механизмов, или так называемая «синхронизация», является самым сложным вопросом в задаче любительского приема изображений.

Передающий барабан во всех хороших современных устройствах вращается совершенно равномерно, с постоянной и устойчивой скоростью. Ошибки в скорости вращения приемного барабана, вследствие необходимой простоты и дешевизны аппаратов, могут достигать нескольких процентов (в то время как на передающем измеряются тысячными долями). Эта ошибка в скорости приемного барабана вносит систематические искажения в пронимаемое изображение. Так, например, ошибка в 5% в сторону увеличения означает, что приемный барабан делает один оборот лишний за время, когда передающий проделает 20 оборотов; или иначе, — когда ощупывающее световое острие передачи пройдет по валику 20 мм, то пишущее перо приема пройдет 21 мм; при 40 мм на передаче — разница получится уже на 2 мм, и т. д. Так как в любительской обстановке нет возможности обеспечить совпадение числа оборотов, эту разницу приходится периодически исправлять, чтобы не исказить совершенно передачу.

Рис. 4. Стойка подшипников. Отверстие d подгоняется по оси или шарикоподшипнику (d — оси, см. рис. 5)

Во всех любительских аппаратах всех систем это исправление ошибок в скорости производится по так называемой «стопстартной» или, иначе, «ступенчатой» системе, где исправление происходит скачком; после каждого оборота делается исправление этой ошибки, которая за этот оборот получилась.

Для облегчения задачи Бен уже давно предложил не исправлять периодических опережений или отставаний оборотов приемного барабана, а свести работу к исправлению одного лишь опережения. Для этого, по идее Бена, заставляют барабан приема вращаться заведомо быстрее передающего (примерно на 5%) и после каждого оборота автоматически его останавливают особой собачкой. Приемный аппарат остается неподвижным до тех пор, пока передающий барабан не закончит полностью свой очередной оборот, в начале следующего оборота передатчик посылает (тоже автоматически) особый сигнал, освобождающий приемный барабан для нового оборота.

Рис. 5. Главная ось приемника

1) Изготовлена из стали серебрянки диам. 10 мм (эта сталь калиброванная и может быть применена для оси без обточки на токарном станке).

2) Кольца AI и AII ставятся на указанном расстоянии и крепятся стопорными винтами.

3) На участке оси между кольцами нарезана резьба, шаг которой = 0,2 мм.

Этот сигнал, так называемый «фазовый сигнал», в большинстве систем получается благодаря тому, что на конце передаваемого изображения наклеивается специальная тонкая черная полоска, а в начале — белая (рис. 3); время прохождения черной полоски (под пучком света) обусловливает паузу в передаче, когда останавливается автоматически приемный барабан; белая полоска дает при помощи фотоэлемента тот фазовый сигнал, который освобождает собачку, тормозящую барабан приемного устройства. Многие любители вероятно слышали не раз по радио сигналы передачи изображений: они должны были при этом обратить внимание на известную монотонность и ритмичность этих сигналов, повторяющихся в среднем до 60 раз в минуту — по числу оборотов барабана. Ритмичность эта и объясняется тем, что после каждого оборота барабана передается фазовый сигнал.

Рис. 6. Приемный барабан.

Приведенных сведений достаточно для того, чтобы читатель мог разобраться в конструкции прибора для приема изображений, к описанию которой мы и переходим.

Исходными данными для постройки этого любительского приемника на Опытной радиостанции НКПТ служили:

1. Расчет на работу от одного из профессиональных передающих аппаратов НКПТ — трех существующих (Москва, Ленинград, Свердловск) и 5 запроектированных в пятилетнем плане (Харьков, Тифлис, Ташкент, Новосибирск, Хабаровск).

2. Применение наиболее простого — электрохимического способа записи сигналов.

3. Возможность самостоятельного изготовления приемника в обстановке групповой любительской работы (ячейка ОДР), при наличии небольшой мастерской; некоторые детали могут быть при этом заказаны на стороне в зависимости от местных условий работы и того или другого оборудования этой мастерской.

4. Расход на весь аппарат (материал и работа) не должен превысить 150 рублей, а при условии самостоятельного изготовления частей и сборки аппарата стоимость выразится примерно в 50 руб.

Рис. 7. Упрощенная схема устройства муфты сцепления.

Моделью при конструировании аппарата Опытной радиостанции служил «фультограф», описание которого имеется в журналах Funk №№ 51 и 52 1928 г. В процессе изготовления аппарата были сделаны некоторые отступления от приведенного там описания в сторону упрощения и удешевления конструкции. В результате получилась описываемая ниже простая и дешевая конструкция аппарата для приема изображений.

Рис. 8. Муфта сцепления

d — электромагнитная железная муфта. Наружн. диам. 60 мм, ширина 16 мм.

K — якорные прижимные пружинки (сталь диам. 0,5).

e — опорный винт шайбы.

O1 — главная ось, диам. 10 мм, l = 321 мм.

a — медная шайба.

b — ведущие штифты.

X — изолирующее (эбонитовое) кольцо.

C — кольцевой железный якорь.

Y — изоляция (эбонит).

Z — кольца медные, где заканчивается обмотка электромагнита.

q — винт, ограничивающий ход муфты вдоль оси.

S — винт, привертывающий эбонит. кольцо.

N — обмотка электромагнита, пров. ПШД диам. 0,2.

P — железное кольцо электромагнита.

W — винты, привинчивающие кольцо электромагнита.

U — винты, крепящие шестеренку.

l — шестерня.

O11 — ведущая ось мотора с червяком.

Шестеренки и червяк использованы от любительского намоточного станка (продаются в «Госшвеймашине»).

На металлической плите, размером 200 × 355 мм, смонтировано на двух шарикоподшипниках (шариковые не обязательны, но желательны) (рис. 4) длинная рабочая ось с резьбой на средней части (рис. 5). На этой оси (на одном ее конце) укрепляется «муфта сцепления» (рис. 7 и 8), в средней нарезанной части помещается каретка с пишущим пером (рис. 9), а на другом конце оси сменный рабочий барабан (рис. 6).

Рис. 9. Пишущее перо и его каретка: пиш-перо выполняется из стальной ленты шириной 4 мм, толщиной 0,3 мм, причем конец затачивается тонким острием.

Полугайка нарезается специальным метчиком, изготовленным по данным резьбы на рис. 5.

Полугайку лучше всего сделать из целого куска, просверлив в ней 10 мм отверстие и нарезав ее метчиком. Затем целую гайку необходимо разрезать пополам, сохранив одну половину про запас.

Кроме того на плите смонтировано «стопстартное» релэ, вспомогательное релэ и направляющее устройство для пишущего пера. Под плитой, в ящике находитcя моторное устройство, состоящее из маленького синхронного моторчика с пусковым приспособлением и искрогасительным устройством.

Рис. 9а

Проследим устройство всех упомянутых деталей по отдельности. Прежде всего остановимся на муфте сцепления. Ее назначение заключается в сцеплении и расцеплении оси моторчика с осью барабана приема. Эта муфта составляется из трех отдельных деталей, схематически показанных на рис. 7. Шайба «а» наглухо насажена на ось барабана, штифты «в» свободно двигаются в отверстиях этой шайбы и несут на своих концах железную шайбу «с», помещенную против круглого (кольцевого) электромагнита «d», жестко связанного с шестерней «l», приводимой в движение моторчиком при помощи червяка.

Рис. 9б

При пропускании тока в электромагнит «d» якорек «с» притягивается; при отсутствии тока — якорек оттягивается обратно (пружинками на штифтах «в»); при этом в первом случае происходит сцепление между ведущей осью (О11) и вращаемой (O1), и рабочая ось с шайбой «а» приходит во вращение; во втором — происходит расцепление, и барабан останавливается, в то время как моторчик и ведущая ось продолжают вращаться.

Рис. 10. Направляющая штанга для каретки пишущего пера

Конструктивное оформление муфты сцепления показано на рис. 8: муфта «d», свободно сидящая на оси, вращается шестеренкой «l», которая жестко соединена с муфтой «d»; вращающее усилие сообщается при этом осью «O11», проходящей вертикально через главную плиту и оканчивающеюся наверху червячной нарезкой. Для предупреждения перемещения муфты «d» вдоль оси поставлен штифт «q», входящей в выточку на главной оси.

Рис. 11.

Подробные данные конструкции этой муфты приведены на рис. 8. Конструкция пишущего пера показана на рис. 9; на рис. 10 показана направляющая штанга, по которой скользит каретка пишущего пера (на роликах). На рисунках же приведены размеры деталей и все нужные указания о них.

Аппарат для приема изображений — вид сбоку

Стойки штанги укрепляются винтами снизу главной плиты.

Аппарат для приема изображений — вид сверху

Два верхних ролика каретки являются несущими; нижний служит для предохранения от выпадения каретки со штанги. Правое колено пера заканчивается ведущей полугайкой, которая движется вдоль оси при ее вращении. В то время когда ведущая полугайка устанавливается на червяк, пишущее перо должно касаться приемной бумаги на барабане, однако нажим не должен быть при этом слишком сильным (рис. 11).

(Окончание в следующем №)

В. Делакроа, П. Захаров и Г. Куликов