С. КИН
Попытки применить электро-акустические приборы для того, чтобы вернуть слух глухим, или вернее дать возможность глухим слышать звуки, делались уже давно. Однако до последнего времени в этом направлении не удалось достигнуть сколько-нибудь значительных результатов. И только недавно швейцарский ученый доктор Эйхгорн добился определенных успехов в этом направлении. Работы Эйхгорна представляют интерес не только как способ «возвращения слуха» глухим, они представляют интерес также с той точки зрения, что его метод является в сущности совершенно новым методом создания звуковых ощущений. Применение этого метода возможно также и в радиолюбительских условиях, так как аппаратура д-ра Эйхгорна чрезвычайно проста и может быть изготовлена каждым любителем самостоятельно. Поэтому мы и хотим познакомить читателя с опытами д-ра Эйхгорна и конструкцией его приборов.
Некоторые указания на то, что люди совершенно глухие или почти глухие могут все же испытывать звуковые ощущения, были получены уже давно. Именно известно, что нередко совершенно глухой человек может все же разговаривать по телефону, т. е. «слышать» то, что передается телефоном. Конечно, тут не может быть речи о том, что глухой непосредственно реагирует на звуковые колебания (колебания воздуха), создаваемые мембраной, ибо эти колебания ничем не отличаются от тех, которые создаются человеческим голосом. Очевидно, что в этом случае телефон действует на слуховые нервы глухого не через посредство звуковых колебаний, т. е. колебаний воздуха, а какими то иными путями. Этот путь — это повидимому электростатическое воздействие телефона на слуховые нервы человека. Ясно поэтому, что люди, глухота которых обусловливается повреждением внешнего уха и у которых слуховые нервы в порядке, могут ощущать звуки при условии, если воздействие производится непосредственно на слуховые нервы. Это соображение и послужило для Эйхгорна исходной точкой его работ.
Для того чтобы осуществить сильное электростатическое воздействие непосредственно на те или другие нервы, нужно создать достаточно сильное электрическое поле, то есть устроить так, чтобы на слуховые нервы действовали переменные электрические поля разговорной частоты. Эйхгорн достиг этого при помощи своеобразного «статического телефона», устройство которого изображено на рис. 1. Этот прибор назван им «радиофоном».
По внешнему виду радиофон напоминает слуховую трубку обычного телефона, однако по устройству существенно от него отличается. Вместо металлической мембраны, в телефоне укреплен кружок из какого-либо непроводящего материала (бумаги, кальки и т. п.), покрытый с внутренней стороны проводящим слоем. С этой целью на внутреннюю поверхность кружка шеллаком или яичным белком наклеивается тонкий листочек какой-либо металлической фольги или станиоля. Этот проводящий слой электрически соединен с одним из выходных гнезд усилителя при помощи тонкой упругой проволочки, которая касается внутренней поверхности кружка. Фольга на внутренней поверхности кружка служит одной из обкладок конденсатора, к которому подводятся электрические колебания звуковой частоты. Другой обкладкой служит само тело человека. Для того, чтобы присоединить эту «обкладку» ко второй выходной клемме усилителя, на ручке радиофона укрепляется металлическая контактная пластинка, к которой подводится другой конец шнура, соединяющего радиофон с усилителем, этой пластинки касается рука человека, держащего радиофон. Чтобы создать путь для постоянного анодного тока лампы, параллельно радиофону включается сопротивление порядка ста тысяч ом. Это сопротивление в стеклянной трубочке также заделано внутрь радиофона (см. рис. 1). Благодаря наличию этого сопротивления, радиофон может быть присоединен к выходным клеммам любого усилителя без всяких дополнительных переделок и присоединений. Таково все несложное устройство радиофона.
Опыты, произведенные с радиофоном, показали, что он может создать достаточно сильные звуковые ощущения не только у людей, обладающих нормальным слухом, но даже у глухих, при условии, конечно, что у них не поражены внутренние слуховые органы. Однако при этих опытах выяснилось, что для получения достаточно сильного звукового эффекта необходимо накладывать на обкладки радиофона (т. е. подводить к внутренней проводящей поверхности кружка и к контактной пластине) некоторое постоянное напряжение. Как оказалось, при повышении этого напряжения до определенных пределов слышимость все время возрастает. Примерно при напряжении в 150 вольт она достигает максимума и дальнейшее повышение постоянного напряжения уже не вызывает заметного увеличения слышимости. Таким образом для нормальной работы радиофона необходимо некоторое постоянное напряжение. Но накладывать это постоянное напряжение отдельно не всегда оказывается необходимым; в некоторых случаях оказывается достаточно того постоянного напряжения, которое получается на зажимах сопротивления, включенного параллельно радиофону (это напряжение получается вследствие того, что по этому сопротивлению протекает постоянная слагающая анодного тока). В тех случаях, когда анодное напряжение на выходной лампе достаточно велико и внутреннее сопротивление лампы сравнительно мало (как, например, в лампах с повышенной мощностью), падение напряжения на зажимах сопротивления имеет величину порядка сотни и даже более вольт и этого напряжения может оказаться вполне достаточно для нормальной работы радиофона. В тех случаях, когда этого напряжения все же окажется недостаточно, приходится применять специальную батарею для создания добавочных напряжений. Но так как эта батарея может быть включена последовательно с самим радиофоном (рис. 2), то ток в ней не течет и, следовательно, батарея почти не расходуется. Поэтому в качестве такой добавочной батареи может быть применена какая либо батарейка очень малой емкости. Можно также несколько изменить схему включения радиофона, именно включить его так, как указано на рис. 3. При таком включении все напряжение анодной батареи будет дано на обкладки радиофона и его может оказаться вполне достаточно для нормальной работы прибора.
Величина добавочного постоянного напряжения, подведенного к обкладкам радиофона, как мы уже сказали, существенно влияет на слышимость. Для того, чтобы выяснить характер этого влияния, Эйхгорном были произведены специальные измерения, результаты которых приведены на рис. 4. По горизонтальной оси отложены постоянные напряжения, подводимые к обкладкам радиофона, а по вертикальной соответствующая сила звука в некоторых условных единицах. Три кривых, приведенных на рисунке, соответствуют трем разным величинам переменных напряжений, подводимых к обкладкам радиофона от источника, создающего электрические колебания звуковой частоты. Верхняя кривая «в» соответствует переменным напряжениям свыше 3 вольт, т. е. таким напряжениям, которые получаются только после довольно большого усиления. Вторая кривая «б» соответствует несколько более низким напряжениям и, наконец, третья кривая «а» соответствует тем нормальным напряжениям, которые получаются на выходе приемника при обычном приеме на телефон. Таким образом при достаточно высоком добавочном напряжении, даже без значительного усиления дожно получить при помощи радиофона более или менее удовлетворительную слышимость. В случае же больших напряжений, т. е. например при нескольких каскадах усиления низкой частоты, можно получить достаточную слышимость при сравнительно малых добавочных напряжениях и даже вовсе без добавочных напряжений (начало кривой «в»). Причем, как показывают кривые, применение усиления низкой частоты и повышения напряжения подводимых колебаний все же более выгодно, чем повышение постоянного анодного напряжения. Однако добавочное усиление низкой частоты требует больше затрат, чем добавочная батарея высокого напряжения очень малой емкости.
Таковы в общих чертах метод и результаты опытов Эйхгорна. Повторяем, что эти опыты представляют интерес не только для глухих, но и для радиолюбителей вообще, ибо осуществить их в любительской обстановке не представляет большого труда. Конечно, тех скудных сведений, которые приводит Эйхгорн в своей статье с описанием радиофона и которые мы привели выше, не вполне достаточно для того, чтобы без всяких затруднений выполнить хорошо действующий радиофон. Однако, располагая этими сведениями и зная принцип устройства прибора, всякий радиолюбитель, склонный к экспериментированию, справится со всеми трудностями, которые встретятся на его пути при осуществлении конструкции радиофона. Возможно, что эту конструкцию можно будет значительно упростить, может быть обойтись без добавочного напряжения и получить при этом все же достаточный эффект. В таком случае радиофон может оказаться серьезным конкурентом обычному головному телефону, так как самостоятельное изготовление радиофона несравненно проще, чем обычного электромагнитного телефона. Но если даже радиофон не сможет конкурировать с обычным телефоном, у него все же в некоторых случаях могут оказаться такие преимущества, которые могут заставить предпочесть его головному телефону. Во-первых, радиофон может быть использован для той цели, для которой он разрабатывался непосредственно Эйхгорном, т. е. для того, чтобы дать возможность глухим слушать радиопередачи. Во-вторых, радиофон представляет собою для усилителя гораздо меньшую нагрузку, чем головной телефон обычного типа. Поэтому он может оказаться весьма удобным в качестве контрольного телефона на каких-либо трансляционных линиях и в узлах для контроля передач. Для этой цели он может оказаться весьма удобным еще и потому, что, как можно ожидать, он должен давать гораздо меньше искажений, чем обычный головной телефон.
При экспериментировании с радиофоном нужно, помимо всего сказанного выше, иметь в виду еще следующие два обстоятельства. Во-первых, хотя, как показали опыты Эйхгорна, полярность добавочной батареи, включаемой на обкладки радиофона, не играет существенной роли, но все же в некоторых случаях бывает выгодно изменить направление включения этой батареи. Найти полярность, выгодную для тех или других условий, следует на опыте. Во-вторых, в том случае, когда металлическая фольга, приклеенная к внутренней поверхности «мембраны», не будет достаточно надежно изолирована от остальных частей схемы, может случиться, что высокое добавочное напряжение попадает непосредственно на тело слушающего. При высоком напряжении это может вызвать болезненные ощущения и поэтому необходимо так выполнить радиофон, чтобы была исключена возможность контакта между фольгой «мембраны» и другими частями схемы или телом человека. Кроме того, следует фольгу «мембраны» присоединить к выходной клемме усилителя, идущей от плюса анодной батареи. Таким образом будет исключена возможность того, что тело слушающего окажется непосредственно под напряжением анодной батареи.
Последние указания, которые мы можем сделать, относятся к вопросу о том, как обращаться с самим радиофоном. В большинстве случаев, как указывает Эйхгорн, наилучшая слышимость получается, если трубку радиофона приложить непосредственно к уху, касаясь рукой контактной пластинки. Однако в некоторых случаях, особенно у глухих, эффект получался больший, когда трубка располагалась не над самым ухом, а немножко впереди него и немного выше, возле височных костей.
Всех этих указании, мы полагаем, будет достаточно радиолюбителю, желающему начать опыты с радиофоном Эйхгорна. Тех же любителей, которые достигнут в этом направлении каких-либо положительных результатов, мы просим сообщить об этих результатах редакции нашего журнала.