С. Кин.
Из всех «врагов» радиолюбителя одни только атмосферные помехи являются «стихийным бедствием». Все остальные помехи, от которых страдают радиолюбители, — «плоды рук человеческих» — результат работы тех или других электрических установок. Причем некоторые из них представляют для любителей хоть и не стихийное, но все же очень серьезное бедствие, так как борьба с ними очень трудна, а сами помехи очень сильны.
Все эти «искусственные помехи» (так мы будем называть все те помехи, которые возникают не вследствие атмосферных электрических явлений, а в результате работы различных электрических установок), по их характеру можно разбить на две группы. Но чтобы установить это разделение на группы, нам придется сделать небольшое отступление.
Помехи могут появиться в приемнике только в том случае, если на приемную антенну действует какой-либо электрический процесс, который вызывает в антенне появление электрических токов. Эти токи в свою очередь действуют на телефон, и если их форма и характер таковы, что они могут заставить мембрану телефона колебаться, — то помехи радиоприему налицо.
Но каким же образом различные электрические явления могут вызывать появление электрических токов в антенне?
Тут возможны два пути. Первый — это непосредственное воздействие на антенну, т. е. индукция, а второй путь — это воздействие на расстоянии при помощи электромагнитных волн. Других путей нет. Какой бы ни был «враг», достигший приемной антенны, он мог добраться до нее только одним из этих двух путей или непосредственно — «пешком» или «верхом» на электромагнитных волнах. И по этому признаку мы будем делить «врагов» на «пехоту», действующую при помощи индукции, и на «кавалерию», действующую при помощи электромагнитных волн.
Разница между «пешими и конными врагами» заключается главным образом в дальности их действия. Непосредственное влияние — индукция — чрезвычайно быстро ослабевает при удалении от тех проводов, которые несут переменные токи, вызывающие индукционные действия. Поэтому помехи, вызванные индукцией, бывают сильны только в тех случаях, когда приемная антенна находится очень близко от проводов переменного тока и расположена вдоль этих проводов. Если удалить антенну хотя бы на небольшое расстояние (в несколько десятков метров) от проводов переменного тока, и особенно если к тому же расположить ее перпендикуллрно проводам, индукционные действия исчезают или во всяком случае очень ослабляются, настолько, что помехи становятся незаметными, и в этом заключается единственное средство борьбы с «пешим врагом». Нужно, однако, иметь в виду, что «враги» этого рода могут скрываться не только в проводах, несущих переменный ток, но и в сетях постоянного тока, так как ток, даваемый динамомашинами, хотя и постоянен по направлению, но пульсирующий по величине. Поэтому он может производить индукционные действия. При установке антенны никогда не следует забывать о «вражеской пехоте» и всегда руководствоваться правилом: «Подальше от всяких токонесущих проводов».
Как и всякая кавалерия от пехоты, «конные враги» отличаются от «пеших» дальностью действия. Пользуясь прекрасным «средством передвижения» — электромагнитными волнами — они распространяются иногда на расстояния в десятки и сотни раз превышающие те, на которые действуют индукционные помехи.
Но каким образом в распоряжении «вражеской кавалерии» оказалось такое хорошее «средство передвижения», как электромагнитные волны? С внешней стороны причины этого могут быть в разных случаях очень различны, но по существу дело сводится всегда к одному и тому же. В электрических цепях, которые служат источниками помех, возникают быстрые электрические колебания, которые в виде электромагнитных волн излучаются этими цепями или присоединенными к ним проводами в окружающее пространство. Колебания же в цепях могут возникнуть в результате электрических импульсов — т. е. резких электрических толчков, почему-либо происходящих в цепи.
Такую картину можно, например, наблюдать при включении высокого напряжения в электрические провода. В момент включения провода испытывают толчок, «электрическое равновесие» в них нарушается, отчего в них возникают электрические колебания; частота этих колебаний зависит от свойств проводов и их размеров. Колебания, возникшие в момент толчка, постепенно затухают. Но пока они не затухли, провода, подобно передающей антенне, излучают электромагнитные волны. Эти волны достигают расположенных неподалеку приемных антенн и вызывают звук в телефоне приемника. Рассматривая образец «почерка» колебаний (рис. 1), возникающих в проводе при включении напряжения, можно установить, что по своему характеру эти колебания очень напоминают сигналы искрового передатчика, излучающего также затухающие колебания. И так же, как от помех искрового передатчика, от помех, создаваемых толчками в электрических проводах, избавиться очень трудно.
Но если бы эти помехи возникали только при включении или выключении напряжения, это было бы еще полбеды. А вся беда в том, что колебания в проводах возникают также при всяких резких изменениях напряжения и силы тока в сети. Все эти изменения — это электрические толчки, которые нарушают «электрическое равновесие» в проводах и создают в них электрические колебания. И если эти резкие изменения часто следуют друг за другом, то колебания в проводах происходят почти все время и в приемнике слышен непрерывный шум помех.
Такое явление наблюдается, например, при работе динамо-машин или электромоторов, у которых сильно искрят щетки. Появление искры вызывает резкие изменения напряжения и тока в проводах, присоединенных к машине, и чем сильнее искрение щеток, тем резче толчки и тем сильнее создаваемые ими колебания, а значит и помехи. Помехи со стороны различных медицинских аппаратов; (например аппарат для диатермии) обусловливаются применением в этих аппаратах прерывателей, быстро и периодически включающих и выключающх электрический ток. Работа прерывателей вызывает резкие изменения силы тока в сети, к которой они присоединены, и в результате такие же помехи, как искрение щеток у электрических машин.
Как же можно бороться с помехами этого типа? Лучший способ это, конечно, устранение самих причин, вызывающих резкие изменения в сети, то есть искрения щеток. Но этот способ в большинстве случаев недоступен любителю. Если электрическая машина, в частности ее коллектор или щетки, находятся в скверном состоянии, то устранить искрение щеток невозможно. Точно так же нельзя запретить применение прерывателей в медицинских аппаратах. В этих случаях остается все же еще одно средство, не такое действительное, но все же часто устраняющее или, во всяком случае, заметно ослабляющее помехи. Если устранить причины (искрение щеток, работу прерывателя) невозможно, то надо создать такие условия, при которых эти причины не могли бы создать очень резких колебаний тока в проводах. Для этого нужно, применять такие же фильтры, которые применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в выпрямителях, питающих ламповые приемники. Фильтры эти, как, вероятно, известно читателям, состоят из дросселей большой самоиндукции (несколько генри) и конденсаторов большой емкости (в несколько микрофарад). При этом дросселя включаются последовательно в провода сети, а конденсаторы между отдельными парами проводов (см. рис. 2, 3 и 4.) Роль этих фильтров заключается в сглаживании тех толчков и резких изменений тока и напряжения, которые вызываются работой машин и приборов. Примеры различных схем включения фильтров в провода сети приведены на рисунках 2—4.
Часто при помощи таких фильтров удается заметно ослабить или даже вовсе устранить помехи, создаваемые электрическими машинами и аппаратами.
Несколько особняком от тех помех, о которых мы только что говорили, стоят трамвайные помехи. Основная причина их возникновения в сущности та же, как и всех других помех, — резкие изменения силы тока, при появлении искры между воздушным проводом и дугой, или между колесом вагона и рельсом, который играет роль обратного провода. Резкие изменения напряжения и тока в воздушной трамвайной сети вызывают появление электрических колебаний в этой сети.
Но явление в этом случае осложняется и усиливается тем, что искра, или вернее вольтова дуга, образующаяся между воздушным проводом и дугой трамвая, сама по себе способствует возникновению быстрых электрических колебаний. Способность вольтовой дуги возбуждать в присоединенных к ней контурах электрические колебания известна уже давно, и ею пользуются для целей радиотелеграфии — в дуговых передатчиках. Таким образом бегущий по рельсам трамвай представляет из себя движущуюся «дуговую радиостанцию», которая от «передаточной» дуговой станции отличается только гораздо худшим, чем у «порядочной» станции «почерком». А это, как мы знаем, только усложняет борьбу с таким «врагом» и затрудняет устранение создаваемых им помех. Но и в отношении трамвайных помех дело обстоит все-таки не безнадежно. Способность вольтовой дуги создавать электрические колебания очень сильно зависит от материала, из которого сделаны ее электроды, а также и от силы тока в ней. И сила помех, отдаваемых трамваями, также зависит от материала, из которого сделана трамвайная дуга. Соответствующим выбором материала (например заменой алюминиевых дуг угольными) можно очень сильно ослабить трамвайные помехи. Кроме того, сила помех зависит также от способа питания воздушной сети электрическим током. Например если отдельные участки воздушной сети изолированы друг от друга и к ним ток подводится от отдельных проводов, то помехи распространяются на меньшее расстояние и значит причиняют огорчения меньшему числу радиолюбителей. Однако, все эти меры борьбы с трамвайными помехами хотя и приводят к удовлетворительным результатам, но требуют переоборудования трамваев и воздушных сетей, а следовательно и больших затрат. Поэтому нельзя рассчитывать в ближайшее время на крупные успехи радиолюбителей на «трамвайном фронте». Нужно примириться с тем, что еще некоторое, время положение, на этом фронте останется «без перемен».
