Как указано было раньше, возбужденные в антенне передатчика колебания распространяются в форме электромагнитных волн в пространстве, после чего улавливаются приемной антенной, настроенной на ту же длину волны, и подводятся в приемный аппарат. Приемная антенна не отличается обычно чем-либо особенным от передаточной. Но имеются исключения, как, напр., при рамочных антеннах, которые назначены только для приема. На больших станциях, которые посылают и принимают, одна и та же антенна служит и для передачи и для приема попеременно.
Соединение приемной антенны с приемным устройством внутри радиоустановки производится в своих существенных чертах так же, как и при передатчике. Приемная антенна связывается с замкнутой цепью индуктивно или прямо и по тем же законам, как и у передатчика. Включение соответствует рис. 9 и 10, однако, на место искрового промежутка здесь помещается «приемный посредник», называемый «детектором» (указатель) и особый приемный аппарат, по большей части телефонная трубка или громко говорящий аппарат. Кроме указанного выше Аудиона бывает еще кристаллический детектор, о котором речь будет впереди. К нему присоединяются дальше, смотря по расстоянию от передатчику или от необходмого усиления силы звука, усилители высокой и низкой частоты, описанные в предыдущей главе. Они будут рассмотрены ниже несколько подробнее вместе с собственно приемником. Как уже было сказано, приемник с катодной лампой обозначается просто по числу ламп — как одноламповый, двухламповый и т. д. Соединение отдельных приборов может быть различным. При одновременном усилении высокой и низкой частоты Аудион естественно помещается всегда между обоими видами усилительных ламп. При пяти лампах возможны следующие устройства: первая и вторая лампа — усилители высокой частоты, третья лампа Аудион, 4-я и 5-я лампы усилители низкой частоты, или первая лампа Аудион, а все остальные — усилители низкой частоты (при близком расстоянии передатчика, хорошей приемной антенне и громкоговорящем аппарате), или 1—4 лампы-усилители высокой частоты, 5-я лампа Аудион (при большом расстоянии передатчика или рамочной антенне и при простой приемной телефонной трубке). Схема полной приемной радиотелефонной установки показана на рис. 22 (за исключением батарей).
Рамочная антенна употребительна только в соединении с усилителями высокой частоты, но очень удобна, так как при этом все наружные конструкции являются излишними. До самых последних лет употреблялись исключительно антенны, оканчивающиеся внизу заземляющим проводом или противовесом, в то время как их верхний конец являлся свободным. В противоположность ему рамочная антенна представляет замкнутый воздушный проводник, оба конца которого соединены с приемным устройством. В этом случае рамочная антенна применяется исключительно для приема.
Мы уже об'яснили, что передаточная антенна должна обладать большой емкостью и поэтому ее надо по возможности располагать высоко над поверхностью земли и по возможности перекрывать большую часть для достижения достаточной энергии передачи. При приемной антенне, напротив, стремятся к малой емкости, которая желательна для уменьшения атмосферных влияний. Замкнутый воздушный проводник был испробован в течение долгих лет для приемных целей. Но так как приемная энергия при этом расположении незначительна, то никаких удовлетворительных результатов вследствие недостаточного усиления не было достигнуто. Первым, оценившим большое значение рамочной антенны, был профессор Браун, проделавший в 1913 г. богатые результатом опыты над приемом сигналов радиотелеграфной станции Эйфелевой башни. В последнее время рамочная антенна в большом распространении у всех немецких приемных станций. Также и у любителей она находит себе все большее и большее применение для приемных целей.
Рамочная антенна состоит, как это показано на рис. 23 (А), из нескольких витков проволоки, навитых на раму из тонкого дерева.
Рама в небольших установках обычно делается вращающейся (см. стрелу на рис. 23). Длина сторон и число витков рамочной антенны возрастают по мере увеличения расстояния и длины волны.
Указанный на рисунке конденсатор служит для настройки, т. е. для установки приемного устройства на длину волны передатчика. Уловленная рамочной антенной энергия сначала усиливается усилителем высокой частоты Н, а усиленные колебания высокой частоты, которые вследствие высокого числа колебаний не слышны в телефонной трубке, посредством включенной как Аудион лампы преобразовываются («биениями») в колебания низкой частоты (см. главу 6-ю). От этой лампы они могут быть подведены или непосредственно, или, как показано на рис. 23, через усилитель низкой частоты N к телефонной трубке F, которая, следовательно, будет соединена или с усилителем высокой частоты или с усилителем низкой частоты.
Рис. 24 показывает полную приемную рамочную установку. Внизу слева помещается аппарат «налагатель». Правее, возле основания рамы, стоит вращающийся конденсатор, служащий для настройки на приходящую волну передатчика, далее четырехламповый усилитель высокой частоты в направо возле телефонной трубки двухламповый усилитель низкой частоты. Смотря по необходимости, к раме прибавляются три различных настраивающих конденсатора, отличающихся между собой по емкости. В зависимости от надобности, аппарат может принять любую волну между 190 м.—21.700 метров.
Рамочная антенна имеет еще одно очень важное свойство, а именно — она является так-называемой направленной антенной, т.-е. прием энергии зависит от направления рамы. Он будет наибольшим, если направление движения волн будет совпадать с плоскостью рамы и наименьшим, и даже равным нулю, если направление этого движения будет перпендикулярно ей. Поворотом рамы направляют ее после настройки на известную длину волны до тех пор, пока прием не сделается наиболее сильным.
Необходимость в значительном усилении высокой частоты при рамочной антенне делает этот способ очень дорогим. При применении высокой антенны можно пользоваться очень простыми приемными аппаратами. Присоединенная снаружи здания высокая антенна может дать очень хорошие результаты. Для достижения требуемой емкости она должна быть по возможности высоко натянута, лучше всего между двумя крышами или башнями. Во всяком случае, в качестве точки подвеса могут служить также деревья или установленные на крыше мачты, на подобие того, как это применяют для телефонной проволоки. Целесообразно в качестве антенны брать проволоку около 30—50 м. длины, которая с обоих концов изолируется посредством маленькой цепи яйцеобразных изоляторов от пунктов прикрепления. Подвод антенного провода к приемному месту производится посредством проволоки, которая должна быть прочно припаяна к антенне. Если подводящая проволока1) присоединена к средине антенной проволоки, то антенну называют Т-образной антенной, иначе Г-образной антенной, если подводящий провод расположен ближе к концу ее. При Г-образной антенне необходимо обратить внимание еще на то, чтобы антенная проволока была натянута по возможности в главном приемном направлении и чтобы угол, образованный обеими проволоками, был открыт в сторону передатчика, так как эта форма антенны обладает сильно «направленным» действием.
Так как взаимоотношения с владельцами зданий и пр. не всегда благоприятны для радиотелеграфии, то находчивые люди обратились к искусственным антеннам, о которых можно сказать, что все изложенное выше по отношению к рамочной антенне в смысле незначительного приема энергии здесь проявляется в еще большей степени. При достижении известных соглашений с почтой и обычным телефоном можно один из обоих телефонных проводов или свинцовую оболочку использовать как приемную антенну. Тогда бывает возможным получить до ¹/10 той силы звука, какую дает высокая антенна. Также при присоединении приемника к дождевой трубе получают достаточную силу приема (¹/30 по отношению к высокой антенне), которая при употреблении второй трубы может увеличиться в два раза. Железная лестница дома или балконная решетка также позволяют принять радио с ¹/200 силы приема антенны.
Очень хорошей искусственной антенной являются осветительные провода, если приключить к ним особый конденсатор, так-называемый «Ducon». Можно присоединить приемник с подобным конденсатором к одному из осветительных проводов, в то время как другой обычным способом должен быть заземлен; или можно включить приемник посредством двойного конденсатора между незаземленным и заземленный осветительным проводом. В последнем случае нет никакой необходимости в дальнейшем заземлении приемника. Конденсатор отделяет в обоих случаях сеть тока (постоянного или низкой частоты переменного) от приемника, в то время как для колебаний высокой частоты передатчика он, естественно, не образует никаких препятствий.
В заключение надо еще упомянуть, что во время войны были проделаны опыты, давшие благоприятные результаты, с деревьями, употребляемыми в качестве антенны. По журналу «The Electrician», том 84,1920, для этой цели оказалось особенно подходящим в Америке евкалиптовое дерево. Цепь приемника была включена между вбитой в дерево иглой и малой растянутой под деревом проволочной сетью. При очень высоких деревьях пользуются многими медными иглами, вбитыми на глубину 10 см. на различных высотах. Заземление состоит из медной проволоки, зарытой на 1 метр в землю. Кроме того, были сделаны опыты с применением рамочной антенны в соединении ее с антенной из деревьев. Во всех этих случаях приемка происходила на больших расстояниях. Пожалуй, не исключена возможность применения еще с лучшими результатами деревьев в качестве антенны на короткие расстояния. Само собой разумеется, что при этом рекомендуются усилители высокой частоты.
В качестве заземляющего провода лучше всего служит медный проволочный канатик, который должен быть спаян с водопроводной трубой. Но можно также погрузить свинцовую трубку в землю до соприкосновения ее с почвенной водой. Соединение трубки с аппаратом производится при помощи медного канатика, который обматывается вокруг верхнего конца трубки и с ним спаивается. Хорошее заземление является очень существенным вопросом. Оно образует электрическое зеркальное изображение антенны.
Подробности об этом можно узнать в Lehrbuch der drahtlosen Telegraphie, Zenneck, IV Aufl. S. 186 fi — и в Der Radio-Amateur Lertes, II Aufl. S. 56.
Во время перерывов в работе антенна должна быть заземлена, в виду опасности от грозы, выключателем непосредственно, т.-е. с одновременным выключением аппарата.
Детектор, о котором мы уже упоминали раньше, представляет собой устройство, посредством которого принимаемые волны выпрямляются и переводятся в колебания с незначительной частотой для того, чтобы они могли подействовать на мембрану приемной телефонной слуховой трубки, которая является слишком невосприимчивой для непосредственной передачи колебаний высокой частоты. Если было бы возможно сделать телефонную трубку настолько чувствительной, что она была бы в состоянии непосредственно произвести передачу колебаний высокой частоты, то человеческое ухо все равно не могло бы их воспринять, так как они находятся гораздо выше границы слышимости.
Число применяемых в радиотелеграфии детекторов значительно. Вообще различные схемы радиотелеграфии не связаны с употреблением определенных детекторов, однако, для затухающих и незатухающих волн пользуются по большей части различными детекторами. Здесь мы опишем наиболее употребительные формы их для обоих родов волн.
Первый детектор был известен под именем кохерера, предложенного французом Бранли. Он состоит из закрытой стеклянной трубки, через оба конца которой внутри ее введено по одной металлической проволоке. Между обоими внутренними концами проволоки имеется промежуточное пространство, заполненное маленькими металлическими зернами. Если соединить обе проволоки с электрической батареей и гальванометром, то он не обнаруживает никакого тока, так как металлические зерна лежат так рыхло, что они не представляют никакого проводящего соединения между концами проволоки. Но если кохерер пронизывается электромагнитными волнами, то между металлическими зернами возникает своего рода электрическая сварка, посредством которой они становятся проводниками, так что гальванометр будет показывать ток. Получаемый таким образом, в ритм приходящим волнам, постоянный ток может быть использован для приведения в действие аппарата Морзе, который даст запись в виде точек и тире. В настоящее время этот кохерер не употребителен и в радиотехнике при больших установках, а также при средних и малых, употребляется вышеупомянутый Аудион, который одинаково годен как для затухающих, так и для незатухающих волн.
Для приемных станций можно также употреблять кристаллические детекторы. Способ их действия основан на следующем: прижимают посредством пружины металлическое острие (бронзу) к поверхности металлического кристалла и включают их в цепь переменного тока, тогда, как оказывается, ток будет выпрямляться. Может быть при этом происходит взаимодействие термоэлектрических сил, но вернее здесь имеет значение то, что кристаллы проводят ток различным образом в различных направлениях.
В качестве таких кристаллов особенно подходит карборунд и пирит, а также и некоторые другие. Опишем здесь в качестве примера пиритовый детектор О-ва «Telefunken» (рис. 27).
На эбонитовом цоколе помещаются сверху находящиеся в контакте кристалл и металл. Присоединенная к цоколю вилка СС служит для соединения детектора с приемником. Контакт состоит из двух частей, из которых одна — d служит для удерживания пирита, а другая часть бронзовая пружина — е служит противоположным контактом. Посредством пружинной клеммы пирит не только удерживается, но может быть вращаем с помощью отвертки. При вращении зажима новые места минерала будут входить в соприкосновение с пружинным противоположным контактом. При установке детектора зажим поворачивается до тех пор, пока не будет достигнута наибольшая сила звука в приемной слуховой трубке, после чего на него накладывается предохранительная крышка. Контакт между зажимом пирита и бронзовой пружиной выпрямляет выходящие из антенны волны высокой частоты.
имеют большое преимущество, так как они не нуждаются совершенно в какой-либо батарее в том случае, если не требуются усилители. При передаточной энергии в 0,5 kw (как, например) у Voxhaus'a) выполняют они хорошую службу на расстоянии до 50 клм.
Здесь опишем так-называемый «Телефункон» А предложенный О-вом Telefunken, снабженный силициевым или пиритовым детектором в той именно форме, как он принят немецкой радиотехникой.
«Телефункон А» есть приемный аппарат, который допускает прием разговора и музыки, а также и знаков Морзе в интервале волн от 200 до 600 метров длины волны. Он состоит из четырехугольного ящика небольших размеров. У заднего края (см. рис. 28) имеются две клеммы для приключения антенны и заземляющего провода. На правой стороне находятся два зажима для телефонной трубки. Ближе к середине крышки укреплена рукоятка для установки вариометра. С рукояткой (бороздчатой кнопкой) соединен передвигающийся по шкале указатель. Позади шкалы присоединен кристаллический детектор, который посредством рукоятки может быть установлен (после включения контактов) на наибольшую силу сигналов. Пользование и способ действия приемника следующие: уловленные антенной электромагнитные колебания высокой частоты подводятся через вариометр к детектору, который выпрямляет их в колебания низкой частоты и подводит к телефонной трубке. Включенный параллельно ей конденсатор удаляет все еще существующие колебания высокой частоты. Пользование аппаратом ограничивается, если не считать случайного необходимого урегулировавия детектора, установкой вариометра для точной настройки длины волны, которая грубо определяется выбором антенного конденсатора. Сила звука аппарата, конечно, слабее нежели при Аудионном приемнике, о которое речь будет впереди. Зато аппарат очень простой и потому дешевый. К тому же нет никакой необходимости в какой-либо батарее и в производстве присоединения к земле, так как антенны всегда готовы к употреблению. Присоединяя к нему приемный усилитель, можно значительно увеличить силу звука «Телефункона» и расширить его область служения. Для рамочной приемки аппарат в общем не подходит. Другой радиоприемник с кристаллдетектором, очень практичный и простой в обращении, изготовляется фирмой Dr. Erich F. Huth, он представлен на рис. 30, а его детектор отдельно на рис. 31.
Приемник устроен для трех интервалов волн, а именно 150—300 м., 250—350 м. и 300—400 м. Соответственно этим интервалам волн имеются три различных цветных полоски на шкале настраивающего конденсатора и также обозначены тремя соответствующими цветами три клеммы для антенного провода. Кроме кнопки настраивающего конденсатора, пользуются еще кнопкой соединительной катушки, установка которой позволяет регулировать степень связи (передачи с антенны на приемный аппарат). Позади справа соединительные клеммы для антенны, спереди слева клеммы для телефонной трубки и детектора. К нему имеется дополнительный аудионный аппарат (не показан на рис.), делающий возможным прием на катодную лампу.
Детектор, как показывает рисунок, вставляется в имеющиеся для этой цели гнезда.
Аудионный приемник с одной лампой включается как детектор так, как это было показано на рис. 14. В качестве примера здесь будет описан одноламповый приемник Lorenz'а, специально устроенный и предназначенный для радиолюбителей.
Этот приемник как по включению, так и по своему электрическому и механическому устройству, в противоположность применяемым до сих пор приемникам, чрезвычайно прост. Он отличается своей высокой чувствительностью и в то же время простотой в обращении. Приемник может быть употребляем или один (рис. 32)) или в соединении с двухламповым усилителем (рис. 33) низкой частоты, который заключен в такой же ящик. По своему механическому устройству этот приемник, как видно из рисунка, обладает небольшим размером и простым устройством. Он находится в четырехугольном запломбированном деревянном ящике, на передней стенке которого укреплены все части аппарата и по наружной стороне — кнопка для установки длины волны (вариометр) с лежащей около нее шкалой. Наружные размеры его 11 см ширины, 22 см. высоты и 6 см. толщины.
Эти небольшие размеры он имеет вследствие применения нового способа для изменения длины волн. Самоиндукционная катушка в противоположность прежним приборам, снабженным несколькими катушками для различных интервалов волн, здесь изменена посредством устройства короткого замыкания. При вращении настраивающей кнопки на 360° будет покрыт весь интервал волн приемника и переменный конденсатор на этом основании является излишним.
Приемник рассчитан вполне точно для приема волн в интервале 250—500 м. и таким образом позволяет любителю воспринимать все соответствующие отправительные станции.
Слева аппарата внизу помещается клемма для заземления, а под ней клемма для включения антенны. Гнезда внизу направо служат для включения телефонной трубки, а при употреблении усилителя для передачи ему колебательной энергии. Верхние гнезда служат для подведения тока накала для усилителя. Сверху через крышку приделана трубка типа SA 0,¹/50, как регулируемое сопротивление для тока накала в 0,55 ампер.
Приведение в действие приемника производится следующим образом:
1) Присоединяется антенна и земля к указанным выше клеммам (слева внизу).
2) Включают штепсель аппарата в батарею.
3) Вставляют в гнезда штепсельную вилку телефонной трубки (внизу справа).
4) Настраиваются на принимаемую волну с помощью вариометра.
Пользование приемником очень просто и производится исключительно посредством вращения большой поворотной кнопки до тех пор, пока не будет достигнута наибольшая сила звука принимаемой станции.
В качестве источника тока для питания приемника необходимы:
1) Шестивольтная батарея для нагревания накаливаемой нити.
2) Батарея около 50V, для накладывания напряжения на анод.
Если находится в распоряжении в комнате, где установлен приемник, постоянный ток 110 или 120V, то можно для приемника (также и для усилителя) взять ток для нагрева и анодный ток от сети. Если же имеется в распоряжении переменный ток, то надо в общую сеть аппаратов включить особый умформер.
К приемнику во время приемки с далеких расстояний присоединяется еще особый двухламповый усилитель низкой частоты в ящике таких же размеров, как и приемник. При посредстве двух особых вилок, которые вставляются в находящиеся друг против друга гнезда, принимаемые колебания передаются с телефонных гнезд приемника на усилитель, а, посредством находящихся сверху гнезд передается к усилителю нагревательный ток. Телефон тогда вставляется в гнезда усилителя справа внизу.
Об этом приемнике и его значении для радиотехники была речь в шестой главе. Здесь же опишем указанный приемник, изготовляемый о-вом Telefunken под названием Телефункон «G» (рис. 34). Он представляет собою Аудион с обратной связью, с одной лампой, является весьма простым прибором и дает, вследствие имеющейся чрезвычайно хорошей обратной связи, очень совершенное превращение получаемой антенною энергии в звуковые колебания.
Если простой Аудион в противоположность кристаллическому детектору дает уже значительное усиление принимаемой энергии, то при применении Аудиона с обратной связью усиление возрастает в несколько раз, при этом появляющиеся неблагоприятные моменты, шумы от воздушных электрических явлений, будут сильно задерживаться.
«Телефункон G», включение которого показано на рис. 35, содержит внутри катушку L1, конец которой, обозначенный на клемме словом «Антенна» лежит у передней стороны полированного ящика и присоединяется к антенне.
Другой конец соединен внутри аппарата с клеммой 4, которая с своей стороны соединена через отрицательный полюс батареи накала с землей. Катушка образует с дальнейшей катушкой L2, и настраивающим конденсатором С настраиваемую на принимаемую волну колебательную цепь. Будучи связана через катушку L1 с антенной, она будет ею приведена в колебание.
Колебания при тщательной настройке цепи L1СL2 будут иметь большую амплитуду и будут подведены в цепь сетки аудионной лампы. Конденсатор сетки Сg и сопротивление сетки Wg необходимы, как мы уже об этом говорили в 5-й главе, для того, чтобы наделить трубку свойством детектора.
Телефонные токи подводятся к телефону в анодной цепи. Кроме обычного, почти десятикратного (по отношению к кристаллическому детектору) усиления аудиона, Телефункон G даст еще большее усиление при умеренной обратной связи. Вследствие наличия ее часть уже усиленной приемной энергии будет возвращаться находящийся в анодной цепи катушкой L3 в колебательную цепь (L1СL2), так что там получается приток энергии. Это искусственно достигнутое увеличение энергии действует подобно уменьшению омического сопротивления в цепи и антенне, которое, если бы оно могло еще дальше итти, превратило бы приемник даже в передатчик для незатухающих колебаний. Энергию для этого доставляет анодная батарея.
Для того, чтобы не произошло возбуждения колебаний, которое обусловливает неприятные шумы в собственной и даже в соседней чужой установке, величина обратной связи автоматически ограничивается. Посредством настраивающей кнопки конденсатора С она так регулируется, чтобы при наибольшей обратной связи и наибольшей приемной энергии не было недопустимых осложнений (шумов).
Приходящие из антенны переменные токи высокой частоты будут преобразованы аудионной лампой в пульсирующий постоянный ток, который может быть переведен телефоном в звуковую энергию. Анодная цепь, кроме катода, газового промежутка трубки и анода, а также катушки обратной связи L3 имеет параллельный телефону блокировочный конденсатор Сb и анодную батарею в 70—100V, положительный полюс которой присоединен к аноду, а отрицательный к катоду. Накаливаемая нить через означенное словом «накал» (Heitzung) регулируемое сопротивление присоединяется к нагревательной батарее в 4V, положительный полюс которой соединен с отрицательным полюсом анодной батареи.
На аппарате находится слева вверху соединительная клемма для антенны, слева внизу три неупотребляемые клеммы, справа внизу — три батарейные клеммы, справа вверху — две для телефона, к которым в случае надобности присоединяется усилитель («Телефункон C» (рис. 36). Кроме этого, аппарат имеет на своей передней стороне еще две рукоятки с надписью «накал» (Heitzung), которыми включается и регулируется накал нити, и с надписью «настройка» (Abstimmung), которой производится настройка на волну передатчика и в то же время устанавливается наилучшая обратная связь.
Присоединение батареи производится следующим образом: к трем клеммам, которые имеются внизу у «Телефункона G», присоединяются батарея накала и анодная батарея. Верхняя клемма применяется для соединения положительного полюса батареи, отрицательный полюс которой соединяется посредством куска проволоки с положительным полюсом батареи накала. Этот положительный полюс 4-вольтной батареи соединяется с средней из трех указанных клемм, в то время как отрицательный полюс ее соединяется с нижней клеммой. В то же время к отрицательному полюсу батареи накала присоединяется заземляющий провод приемника.
Анодная батарея состоит из нужного числа сухих элементов, соединенных друг с другом; их крайние штепсельные гнезда выступают из изолированной верхней крышки батареи, около них надписаны цифры, которые соответствуют напряжению батареи в заряженном состоянии, и в них вставляются, соответственно, черный или красный штепсельный провод. Провода батарей должны быть потому по возможности из разноцветных проволок, чтобы не происходило смешивания полюсов. Все клеммные винты должны быть прочно завинчены, чтобы не происходило развинчивания. Присоединение к ним концов проволок должно быть произведено весьма тщательно. Если желают раз'единить аппарат от батареи (хотя бы для зарядки ее), то рекомендуется, в целях избежания короткого замыкания, сначала отсоединять провода от батареи.
Вставляя аудионную трубку, нужно обращать внимание на вводный выступ, который сидит на ее цоколе и определяет направление вставки. Выступающие внизу из цоколя 4 штепсельных штифта вводятся тогда в находящиеся в отверстии на аппарате 4 штепсельных гнезда.
Для того, чтобы проверить, все ли включения сделаны правильно, надо повернуть кнопку с надписью «накал», вследствие чего при правильном включении нить лампы должна раскалиться. При этом, поднося телефон к уху, можно при включении «накала» услышать небольшой шум маленькой пружины сопротивления накала. После включения лампы присоединяют антенну и убеждаются, появляется ли при легком прикосновении к антенной клемме слабый шум в телефоне. Подобным же образом присоединяют и заземляющий провод. Если в обоих случаях является возможность обнаружить при прикосновениях легкий шум в телефоне, то можно считать, что установка будет функционировать правильно. Если же это не наступает, то или лампа не годна к употреблению, или неправильно вставлена.
К полному оборудованию всей радиотелефонной установке с «Телефунконом G» принадлежат, кроме его самого и антенны, аудионная лампа RE11 для анодного напряжения 50—70 V и тока накала в 0,5 ампер, продолжительность горения которой составляет до 3000 часов, одна анодная батарея в 100 V напряжения, одна батарея накала в 4 V (20—35 амперчасов, вес 13,5 клг.) и двойная, надевающаяся на голову) телефонная трубка.
Для приема в 400 раз более сильного употребляют двухламповый усилитель низкой частоты «Телефункон С».
Этот аппарат так устраивается, что его клеммы, если он установлен справа возле «Телефункона G», могут быть соединены посредством коротких проволок с соответствующими клеммами «Телефункона G». Его клеммы с надписью «к приемнику» оказываются тогда около клемм «Телефункона G» с надписью «телефон». Равным образом находящиеся внизу три батарейные клеммы «Телефункона G» окажутся около соответствующих клемм «Телефункона С».
Батареи, которые необходимы для обслуживания приемного аппарата, присоединяются к находящимся на правой стороне усилителя трем гнездам точно таким же образом, как и к «Телефункону G», если он употребляется один. Телефон же вставляется теперь в находящиеся наверху справа два гнезда с надписью «телефон».
Приведение в действие усилителя состоит исключительно в вращении обозначенной надписью «накал» и находящейся приблизительно посредине передней стенки ящика кнопки до тех пор, пока не наступит желательное усиление звука в приемнике.
Устройство подобного усилителя для низкой частоты было описано уже в 6-ой главе.
Поступающие от детектора или усилителя низкой частоты звуковые колебания действуют так же, как и при обыкновенном телефонном аппарате на электромагнит телефона. Его обычная форма следующая:
Железная мембрана находится против электромагнита, который предварительно намагничивается посредством постоянного магнита. Мембрана посредством электромагнитных сил приводится в механические колебания, в ритм тем электромагнитным колебаниям, которые подводятся по обмоткам электромагнита. Очень удачна конструкция двойного, надевающегося на голову телефона Лоренца. В нем, как это видно на рис. 37 и 38, употребляется полюсной башмак, при котором один полюс окружает другой кольцеобразно. Между обоими полюсами заключается телефонная катушка. Таким образом достигается то, что будет изгибаться возможно большая поверхность мембраны под влиянием магнитных силовых линий, притом магнитные силовые линии действуют только у центра мембраны. Кроме этого, достигнуто еще то, что действие магнитных силовых линий ограничивается небольшим пространством и потери в железе понижаются до минимума. Для предварительного намагничивания полюсов служат два кольцеобразных постоянных магнита, которые помещаются на некотором расстоянии друг от друга в телефонной капсюле. Эта форма постоянных магнитов выбрана для того, чтобы была возможность при данных размерах телефонного капсюля взять возможно более длинные магниты и с большей полностью использовать для этой цели капсюль.
Вставляя в капсюль несколько постоянных магнитов, находящихся друг от друга на некотором расстоянии, возможно получить при незначительном весе сильное магнитное поле. Вышеуказанный телефон, наружный вид которого дан на рис. 39, обладает также значительными электрическими и механическими преимуществами. Подобные этому телефоны изготовляются целым рядом фирм, из которых упомянем Telefunken, Huth Dr. Seibt и др.
Относительно включения головного телефона надо сказать, что при употреблении нескольких телефонов (для нескольких слушателей), лучше применить последовательное, нежели параллельное включение, потому что последнее обусловливает собою большое потребление энергии.
Существенной частью телефонной трубки, так же, как и громкоговорящего аппарата, является мембрана. Мембрана без резонанса, т.-е. без особо сильной передачи какого-либо определенного тона, не может существовать. В громкоговорителях теперь резонанс мембраны сводят к минимуму, так как при наличии сильных звуков резонанс действовал бы на ухо гораздо сильнее, чем при звуках нормального телефона. Лучше всего был бы здесь громкоговорящий аппарат совершенно без мембраны, разработка конструкции которого может быть и возможна. Можно, однако, сказать, что до сих пор хотя радиотелеграфная передача посредством громкоговорящего аппарата и усиливается, но одновременно она также в значительной степени и искажается. Здесь опишем один наиболее распространенный аппарат Лоренца.
Громкоговоритель Лоренца (рис. 40) заключен в маленьком деревянном ящике размером около 160 × 90 × 90 мм. В соединении с деревянным рупором около 500 мм. высоты он имеет довольно красивый вид. В качестве подводящего шнура для него служит телефонный шнур, с нормальной двойной штепсельной вилкой. Благодаря удачной электрической конструкции при этом аппарате явилось возможным отказаться, с целью облегчить обращение с ним, от употребления добавочной батареи для намагничивания. Во всех случаях громкоговорящий аппарат включается так же, как и нормальный телефон. Максимум его отдачи и силы звука достигается только при применении усилителя указанной фирмы.
Особого внимания заслуживает далее безрупорный громкоговорящий аппарат Seibt'а как указывает Dr. Nesper (Radioamateur, 5A. 1923). Этот громкоговорящий аппарат имеет следующее устройство. Несколько друг на друге лежащих магнитных магазинов проходят в двух расщеплениях полюсных наконечников, на которых наложены телефонные катушки. Вся система устроена на металлической пластине, которая может подниматься и опускаться совершенно равномерно посредством точного винта очень большого диаметра. Получающаяся при этом точная установка почти идеальна. Магнитная система работает на маленький якорь из железа, который соединен особым остроумным способом с алюминиевой мембраной 0,03 мм. толщины, диаметр которой достигает 100 мм. Для того, чтобы избежать вредных звуковых колебаний мембраны, применяется особое заглушающее устройство.
Только при применении приемника с кристаллическим детектором можно обойтись без батареи. При всех ламповых приемниках необходимы анодная батарея и батарея накала. Приобретение и содержание батарей не дешево. Всякий действительно хорошо действующий приемник, с которым можно принимать далекие станции, немыслим без ламп и без батарей.
К анодной батарее пред'являют требования, главным образом, на напряжение. Потребление тока ее незначительно. Потому употребляют, как мы уже говорили при описании «Телефункона G», для этой цели очень охотно большое количество сухих элементов, не требующих никакого ухода и обладающих сравнительно значительной жизнеспособностью, однако, требующих после полного их использования значительных затрат на их возобновление. Подобные батареи можно рекомендовать вследствие их низкой стоимости в противоположность аккумуляторам, особенно если первоначальные затраты не должны быть велики. Радиофирмы изготовляют также батареи по заказу без каких-либо затруднений. Вышеуказанная анодная батарея, изготовляемая для «Телефункона G», является, напр., очень выгодной.
В новейшее время завоевывают свое положение на рынке все более и более аккумуляторные батареи для анодного напряжения, о которых будет речь еще впереди. В качестве батарей накала, служащих для накала нити, требующего сильной отдачи тока, служат исключительно аккумуляторы.
Аккумуляторы, в противоположность мокрым и сухим элементам, представляют собой вторичные элементы. Они служат для накопления электрической энергии, подводимой к ним при заряде (напр., из осветительной сети и пр.); эта энергия при работе расходуется и они разряжаются. Имеется два рода аккумуляторов: свинцовый и никкелево-железный аккумулятор, который известен под именем Эдиссоновского аккумулятора. Здесь будет итти речь только о наиболее распространенном свинцовом аккумуляторе.
У него в разбавленную серную кислоту погружены две свинцовых пластинки, покрывающихся тонким слоем сернокислого свинца. Во время заряда на одной пластинке — положительной — происходит образование перекиси свинца (коричневый цвет), а на другой — отрицательной — губчатого свинца (серый). Обе эти массы имеют противоположные потенциалы, так что при разряде появляется постоянный ток, при чем одновременно идет обратная электрохимическая реакция2). При возобновлении заряда аккумулятор снова годен для действия.
Приобретение аккумуляторов для неспециалистов дело трудное. Следует выбирать аккумуляторы только известных фирм. Особенно можно рекомендовать аккумулятор фирмы «Varta» (der Akkumulatoren-Fabric A. G. Berlin S. W. II). Она изготовляет анодные и батареи накала и дает всякий раз точные указания об обращении с ними.
Рис. 41 представляет такую батарею 50 V напряжения. Маленькие аккумуляторные элементы заложены в пяти разделенных на пять частей сосудах из эбонита и соединены все в одном деревянном ящике с крышкой и кожанным ремнем. Отдача батареи составляет 1,4 амперчасов при 0,14 ампер разрядного тока и 0,2А наивысшей силы зарядного тока.
Предписания для пользования и обращения с батареями следующие:
Ненаполненные и незаряженные аккумуляторы, назначенные к отправке, должны храниться в прохладном и сухом месте.
Перед установкой на работу отдельные элементы наполняются посредством пипетки химически чистой серной кислотой с удельным весом 1.24 (28° по Боме).
После первого наполнения батарея оставляется неподвижной на два часа для того, чтобы пластинки могли хорошо пропитаться кислотой. Уровень кислоты должен быть на 15 мм. выше верхнего края пластинки, что соответствует расстоянию в 35 мм. от верхнего края отверстия, через которое наливается кислота. После этого батарея готова для заряда. При заряде надо обратить внимание на то, что положительный полюс батарей соединяется с положительным полюсом источника тока, а отрицательный полюс с отрицательным полюсом источника тока. Заряд можно производить прямо от сети постоянного тока, если таковая имеется при промежуточном включении 1—3 калильных ламп. При сети переменного тока необходим еще выпрямитель.
Зарядка производится вышеуказанным зарядным током (0,2А) и продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение 2,6—2,7 вольт на элемент и пока не обнаружится, что это напряжение, а также плотность кислоты в течение получаса не поднимаются. Малая сила зарядного тока, указанная выше, обусловливает соответственно длинное время заряда. При батареях, которые приспособлены для работы с различными напряжениями, необходимо перед пуском их в работу произвести нужное переключение элементов. Если в течение месяца батарея находилась в ненаполненном состоянии, рекомендуется сделать после заряда до установки ее в работу разряд и потом снова зарядить.
Происходящий при работе разряд считают оконченным, если напряжение отдельного элемента при нагрузке в 0,14 А понижается до 1,8 вольта.
Продолжение разряда далее этой границы является вредным. Новый заряд должен по возможности быть произведен в течение ближайших 24 часов. Перед зарядом пробки, которыми закрыты элементы, удаляются, и производится проверка, достаточно ли элементы наполнены. Уровень кислоты должен, как указано выше, отстоять приблизительно на 15 мм. от верхнего края пластин.
Для пополнения употребляется только дестилированная вода. При этом снова необходимо обратить внимание на то, чтобы положительный полюс батареи был соединен с положительным полюсом зарядного провода, отрицательный — с отрицательным.
Заряд производится, как и раньше, при первом наполнении.
После произведенного заряда плотность кислоты элемента должна равняться 1,24 (28° по Боме). Крепость кислоты проверяют ареометром. Если она окажется крепче, чем нужно, то добавляют дестилированной воды, в противном случае продолжают заряд, пока плотность кислоты не поднимется до 1,24 (28° по Боме).
Аккумуляторы во время работы должны заряжаться, будут ли они при этом до указанной границы разряжены или нет, не реже одного раза в 4—6 недель. Если аккумуляторы стоят долго в наполненном и заряженном состоянии на складе и не употребляются, то недостаточно их дополнительно заряжать каждые четыре недели, а они должны быть после 2-месячного пребывания на складе разряжены и снова хорошо заряжены. Клеммы необходимо всегда смазывать густым маслом. Анодные батареи «Varta» изготовляются различных размеров, как это можно видеть из таблиwы № 1.
Рис. 41 показывает тип 25 Qh.
Правила для обращения с этой батареей, для заряда и разряда те же самые, как и для анодной батареи. Сила зарядного тока видна из 7 графы таблицы № 2.
В заключение еще можно сказать, что большие радиофирмы Telrfunken, Huth, Lorenz и др. изготовляют также особые аппараты (трансформаторы для перем. тока, соединенные с выпрямителями), которые дают возможность брать нужную для обслуживания катодных ламп энергию непосредственно из осветительной сети.
При этом, естественно, неиспользованная часть энергии бесполезно пропадает. Вместе с тем, эти аппараты, которые делают батареи излишними, очень удобны.
| ТИП | Напряжение (в вольтах). |
Максимальн. срок службы при непрерывн. разряде в неск. милиампер (в часах). |
Максим. зарядный ток. (в амперах) |
ВЕС. | ||
| Батар. (в кгр.). |
Кислоты (в кгр.). |
|||||
| 15 | ah. | 30 | 600 | 0,14 | 4,43 | 0,70 |
| 20 | "" | 40 | 5,74 | 0,93 | ||
| 25 | "" | 50 | 6,98 | 1,16 | ||
| 30 | "" | 60 | 8,40 | 1,39 | ||
| 40 | "" | 80 | 10,81 | 1,85 | ||
Батареи накала "Varta" строятся для 6 и 4-х вольт напряжения. В следующей таблице 2-й указаны их размеры. Рис. 42 показывает тип 3 Le 2.
| ТИП. | Емкость в амперчасах. | Продолжительность работы при ежедневной нагрузке в 1 час. | Мак- сим. зарядн. ток. |
Наружные размеры ящика (в миллим.) | ВЕС. | ||||||
| При ежедневн. 1 час разряд. |
При токе (амп.) | В часах. | Дли- на. |
Ши- ри- на. |
Вы- со- та. |
Батар. (в клг.) |
Кис- ло- ты (в клг.) |
||||
| 1. Лампа 0,6А. |
2. Лампы 1,2А. |
3. Лампы 2,4А |
|||||||||
| 6 Вольт. | |||||||||||
| 3 Be 1 | 16 | 0,6 | 30 | 13 | — | 1,2 | 202 | 151 | 222 | 92 | 1,55 |
| 18 | 1,2 | ||||||||||
| 3 Le 2 | 40 | 0,6 | 67 | 30 | 13 | 2,4 | 289 | 151 | 222 | 13,4 | 2,80 |
| 36 | 1,2 | ||||||||||
| 32 | 2,4 | ||||||||||
| 3 Le 3 | 65 | 0,6 | |||||||||
| 60 | 1,2 | 110 | 50 | 23 | 3,6 | 412 | 177 | 222 | 19,6 | 4,02 | |
| 55 | 2,4 | ||||||||||
| 4 Вольт | |||||||||||
| 2 Le 1 | 16 | 0,6 | |||||||||
| 18 | 1,2 | 30 | 13 | — | 1,2 | 142 | 151 | 222 | 6,5 | 1,03 | |
| 2 Le 2 | 40 | 0,6 | |||||||||
| 36 | 1,2 | 37 | 30 | 13 | 2,4 | 202 | 151 | 222 | 9,8 | 1,87 | |
| 32 | 2,4 | ||||||||||
| 2 Le 3 | 65 | 0,6 | |||||||||
| 60 | 1,2 | 40 | 50 | 23 | 3,8 | 279 | 151 | 222 | 12,7 | 2,68 | |
| 55 | 2,4 | ||||||||||
1) Употребляют часто название «снижающий» провод. Примечание редактора.
2) А именно, образовавшиеся при заряде перекись свинца и губчатый свинец вновь переходят в сернокислый свинец. Прим. редактора.
