С. И. Шапошников.
О необходимости иметь волномер каждому, кто работает с короткими волнами, распространяться не приходится.
Также очевидно, что волномер должен быть возможно точно проградуирован, ибо в противном случае он может лишь вводить в заблуждение.
Точность градуировки, вполне достаточная для любителя, должна выражаться, примерно, десятыми долями процента.
Наиболее простой и весьма точный способ градуировки — это градуировка с помощью системы Лехера.
Многим этот способ уже известен, но, как показывает практика, недостаточно знать метод или способ: необходим еще некоторый навык, или если его нет, то знание некоторых деталей, при которых означенный способ может дать нужные результаты.
Целью настоящей статьи и является сообщение тех немногих приемов и сведений, которые, по возможности, устранят все причины, могущие дать неправильную градуировку.
Повторим кратко сущность способа градуировки.
Рис. 1. Генератор с системой Лехера.
Собирают генератор Г (см. рис. 1) или, что то же самое — передатчик по какой-либо схеме. Приведя его в действие, мы получим в нем колебания с некоторой, неизвестной нам длиной волны. С генератором, через катушку связи L, связываются два провода Л, образующих систему Лехера. Через связь по проводам Лехера будут распространяться те же волны, которыми колеблется генератор. Если теперь в начале системы Лехера поставить какой-либо индикатор или указатель резонанса Р, связав его с системой Лехера, и от катушки L вправо передвигать по проводам металлическую перемычку — мост М, то можно будет найти такую точку a, в которой: 1) отрезок L—a будет настроен в резонанс с генератором, что покажет наибольшее отклонение стрелки прибора Р, 2) в отрезке возникает стоячая волна1), причем пучности тока всегда будут в катушке L и у моста М, 3) на длине отрезка от середины катушки L до точки a расположится полуволна генератора.
Следовательно, если измерить теперь в метрах длину отрезка от середины катушки L до места и полученную величину умножить на два, то мы определим в метрах длину волны, которой колеблется генератор. А настроив на генератор волномер мы получим на его шкале деление, которому будет соответствовать определенная нами волна. Но здесь встает затруднение точно определить влияние катушки L на длину отрезка L—a, так как катушка L укорачивает длину отрезка да некоторую большую величину, чем длина проволоки самой катушки. Поэтому на практике поступают так: определив место моста при первом резонансе, т. е. точку a, передвигают мост дальше и ищут точку б, при которой индикатор Р покажет второй резонанс.
На отрезке Лехера L—a—б укладывается как раз целая длина волны, но нас интересует отрезок аб, на котором укладывается точно половина волны. Этот отрезок можно измерить точно (т. к. здесь учитывать влияния катушки L не приходится) и, следовательно, точно узнать длину волны, на которую настроен генератор.
Далее, изменяя понемногу длину волны генератора и определяя ее величину описанным выше образом, мы сможем получить для волномера ряд делений конденсатора и соответствующих им длин волн, по которым и строится график длин волн.
Теперь, вспомнив метод, перейдем к деталям.
Генератор. Схема генератора может быть взята любая, но наиболее удобная и простая — это трехточечная. Если есть возможность применить две лампы, то схема применяется трехточечная сдвоенная (см., напр. "Р.В." стр. 510—511 №21 за 1927 г.). Мощность генератора должна быть возможно больше, так как тогда он будет меньше подвергаться влиянию расстройки. Во всяком случае не следует применять ламп, мощность которых меньше 10—15 ватт.
Генератор должен быть проверен, чтобы на всем нужном диапазоне волн колебания получались устойчивыми и достаточной мощности (отсутствие провалов колебаний).
Лехерова система собирается из голых медных или бронзовых проводов, диаметром в 1 или лучше — 1,5 мм. Расстояние между проводами лучше всего брать в 5 сантиметров. Длина проводов должна быть несколько больше половины наибольшей длины волны, на которую хотят проградуировать волномер.
Как сказано выше, катушка L укорачивает длину Лехера l1 на которой укладывается первая половина волны. Если параллельно катушке включить переменный воздушный конденсатор С, показанный на рис. 1 пунктиром, то этим длина l1 еще более укоротится, т. е. первое положение моста М будет недалеко от катушки L и след. вся длина Лехера для самой наибольшей волны будет 0,6—0,7 ее длины, вместо двойной.
Рис. 2. Подвеска Лехеровой системы.
Напр. Желая проградуировать волномер до 50 метров, надо взять длину Лехеровой системы в 30—35 метров.
Следует обратить внимание на хорошую изоляцию катушки и проводов системы. — Конец системы за мостом (на рис. 1 — правый) может быть и не изолирован.
Крепление Лехеровой системы должно быть прочное и жесткое. Удобно воспользоваться кольями с пропарафинированными досочками, в вырезы которых закладываются провода (см. рис. 2).
Катушка связи L обычно состоит из 2 или нескольких витков. Связь ее с генератором должна быть возможно меньшей, при которой все же можно наблюдать показания прибора—индикатора. При сильной связи точность градуировки будет меньше, особенно если генератор недостаточно мощен.
После подбора соответствующей связи катушка L должна быть закреплена совершенно прочно, чтобы передвижения моста М не могли бы шевелить ее и таким образом не изменяли бы связи.
Мост. Нами уже выяснено действие катушки L на установление длины волны в отрезке Лехера. Поэтому, если мост будет обладать самоиндукцией, то он также будет уменьшать точность определения волны. Поэтому будет хорош мост следующей конструкции (см. рис. 3): к двум латунным уголкам У припаивают две латунных или медных пластинки П, имеющих полукруглую или прямоугольную форму. Через уголки пропускают болтик с гайкой, чем и производится прочное соединение моста с проводами Лехера. Полезно для проводов сделать небольшие углубления. Для передвижения моста следует слегка ослабить гайку болта.
Рис. 3. Устройство мостов.
На рис. 3 показаны и другие варианты устройства мостов. Пружина под гайкой будет весьма полезна: она даст возможность при постоянном хорошем контакте легко передвигать мост.
Индикатор, или указатель резонанса, должен быть возможно чувствительнее. Чем меньше он потребляет на себя энергии, тем точнее будет градуировка.
В любительской практике лучше всего для этого использовать гальванометр с детектором (см. рис. 4). Если нет гальванометра, можно взять милли-амперметр, но на небольшие м.-амперы (не больше 10 м/а). Так как милли-амперметр обычно имеет небольшое сопротивление, то и детектор полезно брать с небольшим сопротивлением, напр., халькопирит, цинкит и т. п. Для связи прибора с Лехером делают рамку—виток из голой проволоки в 1,5—2 мм толщиной. Наконец, прибор полезно зашунтировать конденсатором, емкость которого равна 200—500 см.
Рис. 4. Общий вид и схема индикатора резонанса.
Для связи с Лехером индикатор устанавливают в начале Лехера2) так, чтобы верх рамки был параллелен одному из проводов Лехера. Расстояние между Лехером и рамкой должно быть по возможности больше (20—40 см), но, конечно, такое, при котором будет заметно отклонение стрелки прибора.
Общее расположение всех приборов видно на рис. 5.
Порядок работ такой: собрав всю схему, пускают в действие генератор и устанавливают в нем такую наиболее короткую волну, на какую должен быть проградуирован и волномер. Волномер должен ловить эту волну при первых градусах своего конденсатора. Затем делают предварительное определение положений моста, т. е. находят точки а и б. Работу удобнее вести двум лицам.
Рис. 5. Расположение приборов при градуировке.
В то время как один наблюдатель, связав, для начала, сильной связью индикатор, наблюдает за его стрелкой, второй участник градуировки, установив сжатие моста таким, чтобы при осуществлении хорошего контакта мост можно было передвигать по проволокам, берется за его середину и ведет очень плавно и медленно в направлении от генератора вправо. Приэтом работающий должен сам находиться всегда сзади моста, т. е. между мостом и свободным концом Лехеровой системы, чтобы своим телом не влиять на Лехера и, следовательно, на настройку.
При некотором положении моста наступает первый резонанс. Резонанс обычно острый и его легко пройти не заметив, почему, для начала, и берут связь индикатора с Лехером посильнее.
Найдя первую точку, замечают ее на земле либо чертой, либо колышком и передвигают мост дальше.
Второй резонанс бывает еще острее, и отклонение прибора бывает меньшее. Обычно достаточно передвинуть мост с точки резонанса на 2—3 миллиметра, как резонанс может быть уже пройден.
Найдя вторую точку, отмечают ее и приступают к градуировке так:
Изгибают рамку индикатора так, как это показано пунктиром на рис. 5. Рамку связываот с Лехером около первой точки, но так, чтобы индикатор находился левее ее. Затем наблюдатель, глядя на шкалу индикатора, которая теперь обращена к нему, становится сзади моста и, двигая его вперед или назад, точно находит место резонанса. Тут же подбирается такая наиболее слабая связь индикатора с сист. Лехера, при которой наблюдение производится легко.
Установив мост в точке резонанса, опускают вниз отвес и точно отмечают на земле точку №1 (см. рис. 6). Затем переносят прибор и мост к точке второго резонанса и здесь, действуя так же (и при слабой связи), определяют точку №2.
Рис. 6. Расположение моста по системе Лехера при градуировке.
Измеряют расстояние между точками №1 и №2, множат на два и получают длину волны Лехера, а следовательно и генератора.
Связывают градуируемый волномер с генератором весьма слабо и настраивают его на волну генератора, после чего записывают градусы конденсатора и соответствующую им длину волны.
При сильной связи волномера с генератором последний может расстроиться и дать таким образом неправильное измерение.
Затем немного увеличивают длину волны генератора, настраивают волномер, убеждаются, что стрелка его конденсатора передвинулась на 15—20 градусов, переносят индикатор Р и мост в место, находящееся несколько правее точки №1, и по предыдущему, при слабой связи, находят точку первого резонанса второй волны генератора — № 3.
Если мы измерим расстояние между точками №1 и 3, равное a, и удвоенную его величину 2a отложим от точки №2 вправо, то мы сразу найдем место, где должно установить индикатор и мост и искать точку второго резонанса второй волны. Найдя точно это место, получаем точку №4. Измерив расстояние между точками №3—4 и умножив его на два, получаем вторую волну генератора. Подстраиваем волномер точно на эту волну и т. д. и т. д.
Подобным методом можно произвести градуировку волномера, начиная от самых коротких (доли метра) волн.
Если имеется точный волномер, то градуировку сделанного волномера производят так: пускают в действие генератор и, устанавливая в нем разные длины волн, измеряют их при слабой связи точным волномером, после чего при слабой же связи настраивают на генератор градуируемый волномер и определяют таким образом волны для ряда точек конденсатора.
Независимо от того, каким образом градуируют волномер, число определений длин волн (точек на конденсаторе) следует делать побольше, например 10 (т. е. градусов через 15—20), так как в противном случае кривая графика может быть вычерчена не вполне точно.
1) Подробно со стоячими волнами читатели уже ознакомлены из специальных статей, помещенных в отделе "Короткие волны" и цикле "Элементы радиотехники".
2) Примерно около первой пучности тока, но так, чтоб индикатор действовал от Лехера, но не от генератора непосредственно.
