"Радиофронт", №33-34, ноябрь-декабрь, 1930 год, стр. 678-679
Н. ЧИРКОВ
Система проволочной радиофикации в нашем Союзе заняла важное место и, несомненно, роль проволоки в деле радиофикации страны в ближайшие годы будет приобретать еще большее значение.
Для выполнения намеченного плана радиофикации нужно будет затратить колоссальное количество провода и монтажного материала. Освобождение части этого материала дало бы возможность более быстрым темпом двинуть развитие других отраслей хозяйства связи. Поэтому необходимо поставить вопрос об использовании уже имеющихся сетей, как-то: осветительных, телефонных, сигнализационных и т. д. для целей радиотрансляции. Решение этого вопроса в каждом отдельном случае даст значительную экономию в средствах и материалах, так как затраты по радиофикации выразятся только в стоимости усилительного устройства и репродукторов.
За границей радиотехника также оценила преимущества использования осветительных сетей и применяет их для целей радиотрансляций. Однако за границей осветительные сети используются для передачи высокой частоты, и к сети присоединяются обычные приемники, так что по существу эта система избавляет только от установки антенн.
Наши изыскания пошли по другому пути, а именно подачи слушателю непосредственно звуковой частоты, при мощности, достаточной для получения громкоговорящего приема.
Нам кажется целесообразным поделиться теми результатами, которые были получены широковещательной лабораторией НТУ НКПТ при испытании этой системы на сетях постоянного тока. На местах эти испытания могут быть повторены нашими практическими работниками радиофикации.
Первым объектом испытания была взята сеть постоянного тока большого городского здания с потребляемой мощностью около 100 киловатт. Усилительное устройство состояло из усилителя УП—3 и оконечного УП—200. Ввиду того, что УП—3 непосредственно раскачать УП—200 не может, трансформаторный выход был переделан на емкостный. Все это усилительное устройство при подаче на выход УП—3 около 15 m/w. давало возможность получить на выходе УП—200 около 50 ватт неискаженной мощности при нагрузочном сопротивлении около 40 см.
Основной принцип использования осветительной сети для целей радиотрансляции заключается в том, что вся сеть берется как один провод, другим же проводом служит земля. В процессе работ были испытаны различные схемы подачи мощности в сеть; в результате схема рис. 1 дала лучшие результаты, и по этой схеме велись все дальнейшие испытания. Как видно из схемы, включение выходного трансформатора в сеть производилось через среднюю точку, образованную двумя конденсаторами. Включение репродукторов производилось таким же путем, но, как будет видно ниже, при известных условиях такое включение репродукторов не всегда обязательно. Общая схема работы всей установки приведена на рис. 2, где Тр — выходной трансформатор, включенный через среднюю точку, образованную конденсаторами С., r — эквивалент заземления одного провода сети, r1 — заземления другого провода, R0 — нагрузка сети, Р — репродуктор, включенный в среднюю точку, образованную конденсаторами С1.
Рассматривая схему 2 с точки зрения нагрузки на трансформатор, приходим к эквивалентной схеме 3, где С2 = 2С, R — общее сопротивление утечки сети на землю, R1 — эквивалент сопротивления всех репродукторов и С3 — общая емкость всех заградительных конденсаторов.
Из рассмотрения эквивалентной схемы 3 видно, что емкость С2 должна быть возможно велика, чтобы емкостное сопротивление 1/ωC2 не имело заметного влияния на мощность, поглощаемую в нагрузках R1 и R. Тоже самое можно сказать и в отношении С3 и R1. Практически С2 бралось порядка нескольких микрофарад, а С3 — порядка 0,25 мф. Поскольку R включено параллельно к R1 (R1 можно принимать за чисто ваттную нагрузку), очевидно, что мощность, отдаваемая Тр, будет потребляться в R и R1 обратно пропорционально их сопротивлениям. В случае R = 0, т. е. полного короткого замыкания сети на землю, вся мощность Тр будет израсходована на это сопротивление. При таких условиях использовать эту сеть для целей радиофикации будет, конечно, невозможно. В том же случае, если R имеет какую-то конечную не слишком малую величину, использовать такую есть для целей радиофикации будет вполне возможно. Практика показала, что каждая сеть имеет утечку на землю, которая колеблется в весьма широких пределах. Поскольку R присутствует в каждой сети, очевидно для лучшего использования мощности Тр необходимо R1 делать минимальной, т. е. репродукторы устанавливать низкоомные. Нами при испытаниях применялись репродукторы «Рекорд 4», т. е. низкоомные, который имеются у нас на рынке.
Рассмотренная нами схема работы трансформатора Тр на нагрузочную цепь еще не определяет полностью условий работы репродуктора с точки зрения чистоты передачи. Если бы в сети был только чистый постоянный ток, то вопрос о чистоте передачи решался бы легко, но этого почти не бывает. Как известно, в сети постоянного тока, питаемой от динамо-машины, помимо постоянной слагающей, имеется и переменная, которая обусловливается работой коллектора машины. Эта переменная слагающая дает в репродукторе фон определенного тона. Сила этого фона бывает очень значительна и почти забивает передачу. Результаты различных испытаний показали, что для решения вопроса о величине фона, возникающего в репродукторе, можно рассматривать схему рис. 4, где r — сопротивление одного провода по отношению к земле, r1 — такое же сопротивление другого провода; R1 — сопротивление репродуктора, R2 и R3 — эквивалент сопротивления заградительных конденсаторов для переменной слагающей тока динамо-машины. Как видно, получается схема мостика и, следовательно, Е на зажимах R1 будет в том случае равно нулю, если R3r = R2r1. В случае, если R3r не равно R2r1, на зажимах R1 будет существовать какое-то переменное напряжение Е и в репродукторе появится фон. Ввиду того, что практически значение R2 и R3 неудобно подбирать на каждом репродукторе, можно поступать иначе. Сопротивления R2 и R3 устанавливаются одинаковыми, т. е. берутся конденсаторы одинаковой емкости, а сопротивления r и r1 выравнивают специальным уравнительным сопротивлением, в качестве которого может служить любой реостат достаточно большого сопротивления, на силу тока в 0,5—1 ампер.
Это уравнительное сопротивление присоединяется к проводу сети, который имеет утечку на землю меньшую, чем другой провод. Изменяя величину уравнительного сопротивления, находим такое положение, при котором фон на репродукторе исчезает. При расчете нагрузки трансформатора величина уравнительного сопротивления должна входить в общее R (рис. 3).
Указанное рассуждение будет также правильно и в отношении переменного тока в случае, если третья фаза будет иметь по отношению к земле очень большое сопротивление — порядка нескольких сот тысяч ом. Вообще же условия использования осветительной сети переменного тока для целей трансляции отличны от тех, о которых мы говорили выше. Когда нами будет накоплено некоторое количество опытного материала, мы познакомим с ним наших читателей.
Из схемы 4 видно, что в случае отсутствия переменной слагающей, т. е. фона, включение репродуктора через среднюю точку, образованную конденсаторами, будет не обязательно, и репродуктор возможно будет приключать через конденсатор непосредственно к одному из проводов сети.
В заключение мне хотелось бы указать несколько практических методов, применяемых при использовании сетей постоянного тока. Поскольку величина R — сопротивление сети по отношению к земле — будет определять как возможность использования этой сети для целей радиотрансляции, так и (совместно с сопротивлением репродукторов) необходимую мощность усилителя, приходится в первую очередь выяснять величину этого сопротивления.
В случае если сеть нельзя выключить и промерить ее без напряжения обычным способом: омметром или вольтметром с амперметром, то вопрос усложняется. Приблизительное представление о величине этого сопротивления, когда сеть находится под напряжением, можно получить, применяя вольтметр. Для этого вольтметр присоединяется к одному из проводов сети и к земле. В случае, если вольтметр, присоединенный к одному из проводов сети и земле, покажет полное напряжение сети — это будет значить, что другой провод по отношению к земле имеет короткое замыкание (рис. 5).
При наличии значительного сопротивления между измеряемым проводом и землей вольтметр не даст отклонения до полного напряжения сети. В случае вообще отсутствия заземления в проводе вольтметр вообще ничего не покажет.
Для определения величины сопротивления заземления сети можно применить следующую формулу:
| X1 = R | E — (V1 + V2) |
| V2 |
| X2 = R | Е — (V1 + V2) |
| V1 |
где Е — напряжение сети, R — внутреннее сопротивление вольтметра, V1 и V2 показания вольтметра при измерении напряжения каждого провода по отношению земли 1. Определив таким образом величину сопротивления сети на землю, можно будет делать уже соответствующие выводы. При наличии полного короткого замыкания одного из проводов сети на землю не нужно отчаиваться и бросать это начинание, а постараться разыскать это заземление и устранить его, что почти всегда удается сделать.
Постоянный ток применяется обычно в небольших городах, в которых вся осветительная сеть проложена воздушной проводкой на столбах, а электростанции начинают работать с наступлением темноты, что значительно облегчает задачу отыскания заземления. В этом случае нужно на главном щите электростанции отсоединить все магистрали от шин щита и проверить каждую магистраль в отдельности. Найдя магистраль, имеющую короткое замыкание, отправляются по ее направлению и просматривают, не соединяется ли она с оттяжками столбов, не лежит ли на ней кусок провода и т. д. По дороге отсоединяют от неисправной магистрали ненадежные вводы и ответвления и сейчас же проверяют, нет ли заземления в отсоединенной сети. Таким путем доходят до места замыкания сети на землю и производят исправления. Автору приходилось иметь дело в одном провинциальном городе с такой сетью, в которой были заземлены две магистрали. В продолжение одного дня с несколькими монтерами с местной станции были проверены вышеуказанным способом неисправные магистрали и устранены заземления. Общее протяжение всей воздушной магистрали этого города было около 20 км. Причинами заземлений оказались: касание оттяжки столба и магистрали, касание голого провода ввода и железной крыши и, наконец, присоединенной к осветительной сети оборванной оттяжки заземленной железной трубы одного здания. По устранении всех недостатков общее сопротивление всей сети по отношению к земле поднялось до 50 см. С указанным сопротивлением была испытана слышимость трансляции по осветительной сети. Схема присоединения применялась такая же, как было указано на рис. 1 и 2. Усилительное устройство состояло из приемника БЧН и усилителя УП—5. К одному из низкоомных выходов УП—5, работающих на лампах УТ—15, была присоединена осветительная сеть.
Испытание громкости и чистоты передачи в разных концах города при включении репродуктора в осветительную сеть дало очень хорошие результаты. Слышимость ничем не отличалась от работы контрольного репродуктора, находившегося в помещении, где был установлен усилитель.
Между прочим, интересно привести одно указание, которое может быть полезно радиолюбителям, страдающим от помех местной электростанции: эта же машина до испытания трансляций по осветительной сети давала такой фон, что все радиолюбители города не имели возможности во время работы электростанции вести приема на антенны.
После тщательного осмотра машины обнаружилось, что якорь машины дает землю. После устранения этой неисправности фон машины пропал и при приеме на антенну совершенно не прослушивался.
1 Если X1 и Х2 очень малы по сравнению с R, то, конечно, определить величины Х1 и Х2 можно только очень грубо и так как V1 + V2 мало отличается от Е и величина Е — (V1 + V2) определяется очень неточно.
(стр. 679.)
