Н. Иснев.
Искровые станции резко отличаются от всех трех вышеописанных типов (ламповых, дуговых и машинных) тем, что передатчики последних вызывают в антенне незатухающие электрические колебания, между тем как в антенне искровой станции мы имеем дело с затухающими колебаниями. Незатухающие колебания мы сравнивали с колебаниями маятника, который получает от пружины толчок при каждом колебании и поэтому качается безостановочно. Но колебания маятника могут происходить и следующим образом: маятник получает новый толчок не при каждом своем качании, а лишь после того, как затухнут колебания, вызванные предыдущим толчком. Так именно колеблются электроны в антенне искровой станции: они получают новый электрический "толчок" только после того, как затухнут колебания, вызванные предыдущим толчком.
Не останавливаясь на описании устройства таких станций, скажем только, что здесь каждому такому "толчку" соответствует электрическая искра, вспыхиваюшая в так называемом искровом промежутке передатчика. Каждая искра вызывает серию постепенно угасающих колебаний. С угасанием колебаний, вызванных предыдущей искрой, вспыхивает новая искра, рождающая новую серию затухающих колебаний.
Каждая такая серия колебаний в антенне вызывает серию волн в эфире. Таким образом, каждой искре соответствует одна посылка серии затухающих волн, причем первая в данной серии волна обладает наибольшей амплитудой, а следующие за ней волны имеют все меньшие амплитуды, так как они были вызваны более слабыми колебаниями. Если в искровом промежутке передатчика проскакивает 1000 искр за одну секунду, то антенна посылает в секунду 1000 серий таких волн.
Рис. 1. Характер волн при передаче короткого и длинного радиотелеграфного сигнала; а — передача затухающих волн; с — передача незатухающими волнами
Все это происходит только в те промежутки времени, пока телеграфист нажимает свой ключ.
Рис. 1 показывает, чем отличается характер волн, излучаемых искровой станцией, от волн, излучаемых станцией незатухающих колебаний.
Положим, что телеграфисту нужно передать букву "а", состоящую из одного короткого (.) и одного длинного сигнала (—); телеграфист при этом два раза нажимает свой ключ: один раз на короткое мгновение, другой раз на более продолжительный промежуток времени. В верхней части рис. 1 показано, какой "вид" имеют волны, излучаемые при этом искровой станцией.
Впереди несется небольшое число серий затухающих волн (короткий сигнал), а за ним несется длинная вереница таких серий — продолжительный сигнал.
Нужно сказать, что на этом рисунке искажено и уменьшено число серий соответствующих точке и тире, равно, как и число волн в каждой серии.
В нижней части того же рисунка изображены волны, соответствующие букве "а", переданной со станции незатухающих колебаний: при коротком нажатии ключа в пространство уносится короткий, но непрерывный ряд совершенно одинаковых по амплитуде волн (неподразделенный на отдельные затухающие серии); вслед за ним на некотором расстоянии несется такой же непрерывный, но более длинный ряд волн (от длительного нажатия ключа).
Для приема радиотелеграфных сигналов, исходящих от искровых станций, пользуются обыкновенными детекторными приемниками, устройство которых уже у нас описывалось. Телеграфную работу искровых станций вы можете услышать на вашем приемнике, на котором вы принимаете радиотелефонную передачу.
Рис. 2. Прием затухающих колебаний: а — колебания в приемной антенне; b — колебания, выпрямленные детектором; c — ток в телефоне.
Рис. 2 поясняет, что происходит в приемнике при приеме сигналов, переданных с искровой станции. Рис. 2-а изображает те колебания, которые возникают в приемной антенне, когда до нее доходят волны, соответствующие букве "а", переданной с искровой станции. Детектор эти колебания выпрямляет и поэтому в детекторной цепи текут уже токи, направленные в одну сторону (рис. 2-b). Из рисунка видно, что каждой серии волн соответствует серия посылок тока, направленных в одну и ту же сторону. Благодаря действию блокировочного конденсатора, отдельные толчки тока, соответствующие одной серии волн, как бы сливаясь, проходят через обмотку телефона в виде одного непрерывного тока, благодаря которому мембрана телефона приблизится к магниту.
В промежутке времени, пока до антенны дойдет следующая серия волн мембрана вернется на место. Эта следующая серия волн опять отклонит мембрану. А так как каждая серия получается от одной искры передатчика, то пластинка каждую секунду будет отклонена столько раз, сколько искр проскакивает в передатчике за одну секунду. Если в передатчике за каждую секунду проскакивает 1000 искр, то пластинка телефона будет совершать 1000 колебаний в секунду. Колебания пластинки такой частоты будут услышаны человеческим ухом как некоторый музыкальный тон определенной высоты. Буква "а" будет услышана в телефоне как короткий и затем, следующий за ним, продолжительный звук.
Телеграфные сигналы от станций незатухающих колебаний не могут быть услышаны непосредственно в обыкновенном детекторном приемнике.
Рис. 3. Прием незатухающих колебаний: a — колебания в приемной антенне; b — выпрямленные колебания; c — ток в телефоне
Ведь при одном нажатии ключа антенна такой передающей станции посылает непрерывный ряд волн, а не отдельные серии затухающих волн, между тем мы видели, что пластинка телефона дрожит под влиянием тех толчков, которые ей сообщают отдельные серии. Рис. 3 показывает, какой ток возникнет в антенне, детекторной цепи и в телефоне приемника, при приеме сигнала от незатухающей радиостанции; тут, все равно, при длинном или коротком сигнале, ток проходит через телефон непрерывно (нет отдельных серий). Мембрана следовательно, дрожать не будет. Она отклонится только один раз в момент возникновения тока (начало сигнала) и отойдет обратно с прекращением тока (конец сигнала). Дрожать и, следовательно, издавать звуки опредленного тона она не будет.
Поэтому при приеме незатухающих колебаний пользуются тиккером или гетеродином.
Тиккер представляет собой прибор, который обладает тем свойством, что он прерывает проходящий через него электрический ток с некоторой частотой: он то замыкает, то размыкает ту цепь, в которую он включен. Такой тиккер включается в детекторную цепь приемника, и поэтому ток, возникающий в телефоне под влиянием приходящих волн, окажется прерывистым, как и в случае приема затухающих колебаний.
Гетеродин состоит из замкнутого колебательного контура, в котором помощью катодной лампы возбуждаются очень слабые незатухающие колебания (см. рис. 1 стр. 104 "Радиолюбителя" №7). Такой гетеродин ставится вблизи приемника, так что в антенне, помимо незатухающих колебаний, вызванных приходящими волнами, возникают еще колебания, индуктированные гетеродином. Емкость и самоиндукция в колебательном контуре гетеродина подбираются таким образом, чтобы частота колебаний этого контура немного отличалась от частоты колебаний вызванных приходящими волнами. Не входя в подробности, скажем только, что два отличающиеся по частоте колебания, складываясь вместе, дают в результате колебания, амплитуда которых равномерно то увеличивается, то ослабляется с частотой, равной разности между частотами первых двух колебаний. Эти чередующиеся усиления и ослабления колебаний называются биениями. Так, если приходящие волны дают 100.000 колебаний в секунду, а колебание гетеродина 99.000, то частота этих биений получится равной 1000 в секунду. Таким образом ток, выпрямленный детектором, будет 1000 раз в секунду то усиливаться, то ослабляться. Мембрана телефона под влиянием такого тока будет колебаться с частотой 1000 в секунду, и, следовательно, издаст звук определенного тона.
