изготовления Треста заводов слабого тока
Инж. В. М. Лебедев
Многие из наших читателей не подозревают, вероятно, какие трудности заключаются в художественной передаче речи, пения и музыки от исполнителя до антенны передатчика.
Предлагаемая вниманию читателей статья имеет целью осветить более или менее подробно этот вопрос, дав описание устройства так называемых "студий", изготовления Треста Заводов Слабого Тока — "Электросвязь".
Если для так называемой "коммерческой" радиотелефонии достаточно применения весьма простых приборов (микрофон, усилитель) для воздействия на передатчик, то этого нельзя сказать относительно радиотелефонии "концертной", радиовещательных станций.
В чем же разница? Почему простейшие микрофонные и усилительные устройства оказываются непригодными для работы на современных радиовещательных станциях?
Дело в том, что "коммерческая" радиотелефония преследует только одну цель: достаточно понятную передачу, с допуском даже некоторых искажений тембра человеческой речи, на возможно большие расстояния. Неважно при этом, если слушающий эту передачу не будет вполне узнавать голоса говорящего на передающей станции, важно только передать надежно смысл речи, важно дать возможность разобрать каждое слово, так сказать иметь возможность совершенно точно, дословно передать и записать деловую телефонограмму.
Вслушайтесь во время разговора по обычному городскому проволочному телефону и вы заметите, что голос вашего корреспондента иногда сильно искажен, иными словами вы не всегда можете угадать, кто говорит, но тем не менее вы поймете все, что он говорит.
Такое воспроизведение речи для радиовещания принципиально недопустимо.
Мы не будем останавливаться подробно на причинах, вызывающих указанные выше искажения, скажем лишь, что они имеют место главным образом в работе обычного угольного микрофона, который, следовательно, для радиовещания оказывается совершенно непригодным.
Процесс передачи голоса (или вообще звуков) от голосовых связок говорящего до радио-передатчика совершается в такой последовательности.
Прежде всего, звуковую энергию необходимо без всяких искажений превратить в электрическую (трансформировать), затем эту энергию для возможности управления более или менее мощным передатчиком приходится значительно увеличить, т.-е. ввести довольно значительное усиление переменного разговорного тока и только после этого такую усиленную энергию возможно подвести к модуляторной части передатчика для управления его энергией высокой частоты.
Из всех существующих в настоящее время преобразователей звука в электричество, самым совершенным является так называемый "магнетофон" или иначе электродинамический микрофон.
Общий вид магнетофона изображен на фотографии № 1.
На этом рисунке мы видим цилиндрической формы прибор (размерами около 120х200 мм.), у которого с торцевой части (слева) имеется плоская спиральная катушка, висящая на трех (белого цвета полосы) тонких шелковых или папиросной бумаги лентах.
От этой катушечки идут два тонких проводничка к одной паре зажимов, находящихся на верхней части прибора и прикрепленных к особой эбонитовой колодке. На этой же колодке видны еще два более солидных зажима, от которых внутрь прибора идут два толстых (спирально свитых) проводника, подводящих постоянный ток для подмагничивания эл.-магнитной системы магнетофона.
На черт. 2 изображен этот же прибор в разрезе (схематически).
При работе ось магнетофона располагают горизонтально, а говорят на некотором расстоянии (1,5—2 метра), направляя звук в плоскость спиральной катушки С-С.
Через зажимы 3—4 в катушку М—М пропускают довольно сильный (до 4 ампер) постоянный ток, который намагничивает железный корпус прибора и образует сильное магнитное поле в кольцевой щели между полюсом (в центре) и S — (по окружности).
В этой кольцевой щели подвешена плоская катушечка С—С, намотанная в один слой из тончайшей аллюминиевой, изолированной шелком проволоки, диаметром в 0,09 мм.
Для того, чтобы эта катушка не рассыпалась, она подклеена особым эластичным клеем, на весьма тонкую атласную (вроде папиросной) бумагу и в таком виде представляет из себя нечто вроде кольцевой весьма тонкой и легкой мембраны.
При воздействии звуком на тонкую мембрану, мы заставляем ее вибрировать (колебаться) в такт со звуковыми волнами (по силе и частоте), а так как эти колебания совершаются в очень сильном магнитном поле, то в катушке С—С индуктируется некоторая электродвижущая сила, переменная по направлению, величине и частоте.
Эта электродвижущая сила весьма незначительна и, даже при сильных звуках, она едва достигает десятка микро-вольт (миллионных долей вольта), вся же электрическая энергия, вырабатываемая катушкой магнетофона, измеряется ничтожными долями ватта, что совершенно недостаточно даже для воздействия на такой чувствительный прибор, как телефон.
Ясно, что такой энергией управлять мощным радио-передатчиком нет возможности и, следовательно, ее необходимо значительно усилить. Вот тут-то и возникают колоссальные трудности, так как усиление ни в коем случае не должно вести за собой хотя бы самого ничтожного искажения.
Усилитель Треста "Электросвязь" под названием "БС" вполне справляется, с указанной выше задачей — дать громадное усиление при полном отсутствии заметного ухом искажения.
Известно, что всякий усилитель низкой частоты состоит из двух главных частей: усилительных ламп и приборов, связывающих эти лампы в каскады и передающих энергию последовательно от одной лампы к другой, следующей.
Сами по себе современные усилительные лампы, будучи поставлены в соответственные условия работы, не вносят никаких, заметных ухом, искажений. Это происходит, как известно, в том случае, когда мы заставляем лампы работать при отсутствии сеточного тока ("левая" характеристика) и в небольшом участке прямолинейной части характеристики.
Приборы же, передающие энергию от одного каскада к другому, вообще говоря могут внести иногда весьма сильные искажения в усилительное устройство, если действие их меняется в зависимости от частоты и силы проходящего по ним тока.
Мы знаем, что существуют три главных способа соединения ламп каскадом: 1) помощью трансформаторов, 2) помощью дроссельных катушек и 3) помощью сопротивлений.
Первые два способа, ввиду зависимости работы дросселей и трансформаторов от частоты тока, для нашей цели совершенно непригодны, по крайней мере при обычном способе выполнения трансформаторных и дроссельных обмоток.
Принципиально приемлемым будет только метод передачи энергии по каскадам помощью сопротивлений, свободных от значительных емкостей и самоиндукций но и здесь необходима большая осторожность в выборе конструкции и в практическом выполнении этих сопротивлении.
Оказывается, что только сопротивления, изготовленные из металлического проводника, не меняющего своего сопротивления под влиянием прохождения токов разной силы и намотанного без'емкостными и без'индукционными катушками — могут считаться вполне надежными для нашей цели.
Поэтому все сопротивления, несущие ток более или менее заметной величины, в аппаратах Треста "Электросвязь", под маркой, БС, БС2 и БС3 — изготовлены из специальной изолированной проволоки высокого сопротивления (типа "Константан"), причем обмотка катушек разбита на ряд секций (уменьшение собственной емкости) и соединена бифилярно (уменьшение самоиндукции).
Только для отвода зарядов от сеток ламп применяются искусственно изготовленные сопротивления (сопротивления Катунского) в виде небольших трубочек, через которые практически почти не проходит ток мало-мальски заметной величины.
Подбирая соответственные величины всех сопротивлений и переходных емкостей, можно получить усилитель, дающий небольшую степень усиления на каждый каскад, но зато работающий необыкновенно чисто, без всяких искажений.
Все усилительное устройство изображено на черт. 3, а на черт. 4 изображен отдельно лишь один усилитель, в большом виде. Как видно из этих рисунков, устройство состоит из трех отдельных усилительных групп, имеющих каждая свое аккумуляторное хозяйство (батареи накала и анодные батареи).
Как усилитель, так и батарея заключены в особые ящики, обложенные со всех сторон, без всяких щелей достаточно толстым листовым железом, что необходимо для предотвращения воздействия непосредственно на органы усилителей посторонних электрических и магнитных полей.
Кроме того, все усилители со своими батареями помещаются в особой усилительной камере, которая обычно располагается непосредственно рядом с концертным залом (собственно студия) и отделяется от него каменной (вообще мало звукопроводной) стеной.
Магнетофон соединяется с усилительной комнатой возможно короткими проводами, самым тщательным образом предохраняемыми от воздействия полей высокой и низкой частоты. С этой цепью берется соединительный кабель, освинцованный или оплетенный стальною бронею
В случае применения телефонного кабеля его следует прокладывать в Бергмановских обмедненных трубках из соображений его наилучшего предохранения от электрических и механических воздействий.
В усилительную комнату желательно не вводить никаких проводников, несущих постоянный или переменный ток низкой частоты, или же вся электрическая проводка предохраняется от ее воздействия на усилители (Бергмановские трубки с металлической оболочкой).
Вообще в случае расположения студии в здании передающей радиостанции самою главною заботой является наилучшее предохранение усилительной комнаты от проникновения в нее поля низкой частоты. В качестве основной меры против такого вредного влияния делается тройная бронировка усилительной комнаты: стены и потолок обиваются двумя слоями брони из листового железа (обыкновенные листы по 12 или 15 фунтов); расстояние между этими слоями 30—50 мм. Кроме того, каждый прибор (усилитель) и его аккумуляторная батарея заключаются в отдельные железные ящики. Тройная броня надежно заземляется. Далее надо следить особо внимательно за тем, чтобы точка заземления брони усилительной комнаты и ее приборов ни в коем случае не была общей с заземлением передатчика.
Усилительная комната располагается не выше 1-го этажа, т.е. по возможности ближе к земле во избежание индукции на провода заземления.
Вообще заземление должно быть выполнено по возможности короткими вертикальными концами, спускающимися непосредственно под окном в колодезь и зарытыми в него медными листами, засыпанными сверху углем. Примерная площадь колодца 2-3 кв. метра, а глубина его 1—2 метра.
Для заземления могут быть использованы водопроводные, трубы, если к ним не присоединены детали передатчика.
Усилители выгоднее всего расположить, вытянув их в одну линию на столах (аккумуляторные батареи — под столами) с тем расчетом, чтобы отводящие провода были возможно далее от подводящих проводов, чтобы избежать действия "обратной связи". Проводящие и отводящие провода обязательно заключаются в металлическую броню.
Площадь усилительной комнаты порядка 16 кв. метров.
Пол следует устлать ковром для предохранения комнаты от сильных шумов, во избежание механического возбуждения ламп первых каскадов, так как следствием такого возбуждения при радиоприеме концертов оказывается ощущение звона в роде колокольчика, звона очень сильного и неприятного.
В комнате усилителей устраивается надежная и хорошая вентиляция.
