Александр МИНЦ.
В радиолюбительских журналах много раз описывалась аппаратура системы Телефункен-Каролус, применяемая для передачи неподвижных изображений. Между тем до сего времени мало уделялось внимания другой немецкой системе, разработанной под руководством пионера в области передачи изображений профессора Корна и выпущенной фирмой Лоренц.
Некоторые свойства этой системы делают ее особенно пригодной для передачи по радио.
Как и всякая система для передачи изображений, система Лоренца—Корна состоит из следующих основных частей: 1) устройства, позволяющие постепенно «развертывать» передаваемое изображение и «складывать» принимаемое изображение, 2) аппараты, синхронизирующие оба указанные выше устройства в месте приема и в месте передачи, 3) фотоэлемент в месте передачи и 4) световое реле в месте приема.
Устройства, служащие для развертывания изображений в ряд световых импульсов в месте передачи, а также устройства, служащие для получения изображения в месте приема, выполнены в виде обычных для всех подобных систем барабанов с передаваемым изображением или светочувствительной пленкой, вращающихся вокруг своей оси с одновременным поступательным движением. Благодаря этому получается передвижение барабанов, подобное движению валика в старинных системах фонографа.
Фотоэлементы, применяемые в системе Лоренца—Корна, обычно рыночного типа (калиевые, наполненные благородным газом под низким давлением).
Аппаратура, поддерживающая синхронное (соответственное) движение барабанов в месте приема и передачи, отличается тем, что в системе Лоренца—Корна применена принудительная синхронизация движения приемного устройства при помощи сигналов, посылаемых передатчиком.
Главной особенностью системы Лоренца—Корна является применение в качестве светового реле струнного гальванометра — прибора, обладающего огромной чувствительностью, благодаря чему нет необходимости применять мощные усилители в месте приема.
Далее мы перейдем к более подробному описанию аппаратов для передачи и приема по указанной системе.
Подлежащее передаче изображение, с нормальными для аппаратов Лоренца—Корна размерами 13×18 см2, укрепляется на барабане 1 (рис. 1), связанном при помощи передачи с моторным приводом. При каждом повороте барабана он одновременно перемещается вдоль своей оси на 0,25 мм, причем на всю свою длину барабан перемещается в течение 2,5 минут. Этой скорости передачи соответствуют 2 400 элементов изображения в секунду, причем каждый из них имеет площадь, равную ¹/₁₆ квадратного миллиметра.
Источник света 5 (лампочка накаливания), применяемый при передаче изображения, устанавливается неподвижно, а барабан с изображением передвигается относительно источника света. При помощи оптической системы 2 пучок света от источника проектируется на передаваемое изображение в виде яркого светового пятнышка диаметром около 0,25 мм. Отраженный изображением свет падает на установленный возле изображения в особом кожухе 3 фотоэлемент. При передвижении изображения под световым пятнышком фотоэлемент освещается более или менее ярко, в зависимости от того, проходят ли под пятном светлые или темные части изображения. При изменении яркости света, попадающего на фотоэлемент, изменяется и сила тока, даваемая фотоэлементом.
Для того чтобы промодулировать радиопередатчик, необходимо усилить незначительные изменения силы тока, которые вызваны изменениями яркости отраженного света в цепи фотоэлемента. Для этой цели служит так называемый усилитель постоянного тока (усилитель с сопротивлениями, но без переходных конденсаторов, причем напряжение на сетке каждой лампы дается особой батареей), число каскадов которого зависит от мощности модулируемого передатчика. Так, например, для передатчика в 300 ватт применяется трехкаскадный усилитель. Первые два каскада работают как усилители напряжения, тогда как последний каскад является усилителем мощности.
В опытах Лоренца—Корна модуляция производилась при помощи высокочастотного дросселя Лоренца—Пунгса—Герта. Изменение силы тока в цепи анода последней третьей лампы усилителя при переходе светового пятнышка с черного на белое поле достигает 100 ма. Такое изменение достаточно для полной модуляции 300-ваттного передатчика.
На оси мотора аппарата для передачи изображений укреплен особый прерыватель, включенный в цепь источника постоянного тока. При вращении этого прерывателя получается прерывистый ток, необходимый для синхронизации (см. об этом ниже). Ток для синхронизации подводится к радиопередатчику вместе с усиленными «сигналами» изображения, так что они одновременно действуют на модуляторное устройство и вместе передаются по радио. Ток звуковой частоты синхронизации передается с коэффициентом модуляции 30%; остальная часть амплитуды токов высокой частоты, т. е. 70%, служит для передачи сигналов изображения.
Сигналы, принимаемые по радио любым приемником, поступают в аппараты для приема изображений (рис. 2, 3 и 4, на которых принята одна и та же нумерация деталей). В проведенных фирмой Лоренц опытах для приема применялся трехкратный усилитель токов высокой частоты 12, после которого был включен выпрямитель 13. Импульсы выпрямленного тока подводятся к струнному гальванометру 1. Последовательно со струнным гальванометром в цепь анода выпрямительной лампы включено безындукционное сопротивление, с которого при помощи фильтра 11 из комплекса принимаемых частот, состоящего из сигналов изображения и синхронизации, отсеиваются токи синхронизации. Выделенные токи синхро- низации усиливаются далее усилителем 10.
Необходимое в других системах мощное усиление сигналов изображения в аппаратах Лоренца—Корна не требуется, так как изменение силы тока в выпрямительной лампе в несколько миллиампер достаточно для полного отклонения струны гальванометра.
Большая простота струнного гальванометра и его обслуживания должны быть признаны значительными преимуществами по сравнению с другими системами световых реле.
Струнный гальванометр устроен следующим образом: между полюсами электромагнита 1 помещается особая вставка, состоящая из двух полюсных наконечников, между которыми имеется воздушвая щель. В этой щели натянута серебряная струна. Эта струна отклоняется в ту или иную сторону в зависимости от направления проходящего через нее тока. В полюсных наконечниках имеется отверстие в месте нахождения струны. Пучок света направляется через это отверстие при помощи специальной оптической системы. На определенном расстоянии сзади струны получается ее увеличенное теневое изображение. Пока через струну не идет ток. эта тень покрывает щель 7, находящуюся на пути между источником света и барабаном приемного устройства. Как только через струну пройдет ток, она отклонится и откроет щель, так что свет от источника, сводимый вспомогательной оптической системой в маленькое световое пятнышко, падает на приемный барабан. На приемном барабане 2 укрепляется светочувствительная бумага или пленка, на которой после проявления получается принимаемое изображение. Собственная частота струны гальванометра значительно превышает частоту сигналов изображения, которая может встретиться в современной практике. Аппараты устроены таким образом, что приемный барабан, заряженный светочувствительной бумагой, вставляется в неподвижно стоящий кожух. После окончания приема барабан может быть снова вынут.
Для защиты от действия света на барабан одевается особая гильза 15, которая при установке барабана в аппарат не вынимается, а только выдвигается. Конструкция этого устройства такова, что прием изображений может происходить непрерывно, если иметь несколько запасных барабанов.
Приемный барабан приводится в движение мотором 3 таким же образом, как и в аппаратах передачи, при помощи самоходного винта и зубчатых колес 5. Между приводом и приемным барабаном установлено электромагнитное сцепление 9, которое в нужный момент времени соединяет приемный барабан с мотором. Для этой цели в схеме предусмотрен источник тока, включаемый при помощи реле 14. Перед началом приема изображения это реле включается в цепь выпрямителя вместо струнного гальванометра.
Включение в действие достигается путем коротких импульсов тока, посылаемых в начале каждого оборота барабанов с передатчика. Мотор установлен на пружинном подвесе на общей монтажной плите для всей приемной аппаратуры. Благодаря подвесу механические сотрясения смягчаются и не действуют на чувствительный струнный гальванометр.
В аппаратах системы Лоренца—Корна применяется многократно описанный классический метод синхронизации, изобретенный Ла Куром.
Как уже оказало было выше, импульсы сигналов синхронизации получаются при помощи прерывателя, установленного на оси мотора аппаратов передачи. Частота токов синхронизации выбрана около 1 100 пер/сек. Схема собрана так, что прерыватель замыкает на некоторое сопротивление часть батареи сеточного смещения третьей лампы усилителя токов фотоэлемента. Изменение смещающего напряжения сетки вызывает некоторое изменение силы тока в анодной цепи третьей лампы, что приводит к модуляции колебаний передатчика. Соответствующим подбором сопротивления и напряжения замыкаемой части батареи можно по желанию уставовитъ амплитуду тока синхронизации.
Амплитуда тока синхронизации должна быть ограничена так, чтобы отклонение струны гальванометра благодаря сигналам синхронизации было настолько незначительно, что свет не мог бы пройти через отверстие в полюсных наконечниках. Только соблюдение этого условия позволяет производить передачу изображений без помехи со стороны синхронизирующего устройства.
Выделенные фильтром, как мы уже об этом говорили, токи синхронизации поступают в четырехкратный усилитель низкой частоты. Ток синхронизации достигает после усиления мощности 3—4 ватта, каковая достаточна для синхронного движения мотора приемника, имеющего мощность около 50 ватт. Управление числом оборотов этого мотора производится при помощи находящегося на одной оси с ним генератора переменного тока индукторного типа, к статору которого подводятся усиленные токи синхронизации.
Проверка синхронного движения барабанов передатчика и приемника производится в месте приема при помощи стробоскопического устройства: на валу мотора приемного устройства укреплен прозрачный диск 4 с нанесенными на нем черными полосками, число которых совпадает с числом контактов (ламмелей) прерывателя, установленного на валу мотора передатчика. Диск находится в кожухе, снабженном окошком, причем сзади диска помещена неоновая лампа, питаемая усиленными токами синхронизации. Если число оборотов барабанов приемника и передатчика совпадает, то диск кажется неподвижным.
Приблизительная установка числа оборотов барабана приемника достигается обычным регулированием числа оборотов мотора. Точная же синхронизация получается при помощи описанного устройства.
На рис. 5 представлено схематически устройство передатчика изображений системы Лоренца—Корна, а на рис. 6 — приемника. Надписи на этих рисунках после описания отдельных частей установок делают ясным порядок работы аппаратов.
На рис. 7 приведена фотография переданная аппаратами системы Лоренца—Корна в лабораторной обстановке. На рис. 8 представлен по радио из Берлина в Бреславль машинописный текст.
Необходимо указать, что работы фирмы Лоренц в области передачи изображений ведутся в теснейшем контакте с германской полицией, которая заинтересована в выработке простой и надежно действующей системы для передачи дактилоскопических оттисков и фотографий преступников в циркулярном порядке.