Рассылка "Вестник старого радио". Выпуск 40 (Декабрь 2009) ( http://msevm.com/oldradio/subsc/040.htm)

Добрый день, уважаемые подписчики!

7 мая (25 апреля по старому стилю) 1895 г. произошло историческое событие, которое по достоинству было оценено лишь спустя несколько лет. На заседании физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) выступил преподаватель Минного офицерского класса Александр Степанович Попов с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Во время доклада А.С. Попов демонстрировал работу созданного им устройства, предназначенного для приема и регистрации электромагнитных волн. Это был первый в мире радиоприемник. Он чутко реагировал электрическим звонком на посылки электромагнитных колебании, которые генерировались вибратором Герца.

Вот что писала газета "Кронштадтский вестник" от 30 апреля (12 мая) 1895 г. по этому поводу: "Уважаемый преподаватель А. С. Попов... комбинировал особый переносный прибор, отвечающий на электрические колебания обыкновенным электрическим звонком и чувствительный к герцевским волнам на открытом воздухе на расстояниях до 30 сажен.

Об этих опытах А. С. Поповым, в прошлый вторник, было доложено в физическом отделении Русского физико-химического общества, где было встречено с большим интересом и сочувствием.

Поводом ко всем этим опытам служит теоретическая возможность сигнализации на расстоянии без проводников, наподобие оптического телеграфа, но при помощи электрических лучей"

Изобретение радио А. С. Поповым было закономерным итогом его целеустремленных исследований электромагнитных колебании.

...Александр Степанович Попов родился 16 марта (4 марта) 1859 г. в семье настоятеля церкви небольшого поселка Турьинские рудники Пермской губернии (ныне промышленный город Краснотурышск в Свердловской области.). Семья Поповых была большой, а достаток настоятеля церкви - весьма скромным, и родители вынуждены были выбирать путь к образованию своих детей через духовное училище и семинарию, где за обучение детей духовенства не брали плату.

В 1873 г. Александр Попов окончил Екатеринбургское духовное училище и поступил в Пермскую духовную семинарию (семинарии причислялись к средним учебным заведениям). Из класса в класс в семинарии он переходил с высшими оценками по всем предметам. Особую страсть питал к математике и физике. Но именно этим предметам в семинарии отводилось немного времени. Недостаток знаний, получаемых на уроках, Попов восполнял внеклассными занятиями и самообразованием. Он буквально зачитывался учебником физики Гано.

Быстро пролетели четыре года семинарии, и в 1877 г. А. С. Попов поступает в Петербургский университет - в ту пору лучшее высшее учебное заведение страны - на математическое отделение физико-математического факультета.

Атмосфера университетской жизни захватила Александра Степановича. Он с огромным интересом ходит на лекции, прислушивается к научным спорам, а затем и сам начинает участвовать в дискуссиях по различным вопросам физики. Творческая обстановка на факультете побуждала к самостоятельным исследованиям. В немалой степени этому способствовали талантливые педагоги и ученые профессора И.И. Боргман и Н.Г. Егоров, активная деятельность Русского физико-химического общества, проходившая в стенах университета.

Профессор Боргман был горячим поборником учения Фарадея и Максвелла. Именно у Боргмана Александр Степанович "получил первую предпосылку к практическому использованию электромагнитных волн", как считал В.К. Лебединский, профессор, видный деятель Нижегородской радиолаборатории, в молодости присутствовавший на выступлении А.С Попова 7 мая 1895 г.

Но не следует думать, что жизнь А.С. Попова в университетские годы была легкой. Постоянно приходилось заботиться о хлебе насущном. Александр Степанович работал в факультетской лаборатории, много занимался репетиторством. Материальное положение несколько облегчилось лишь на старших курсах, когда А.С. Попов начал работать в товариществе "Электротехник". Работа в товариществе, как и участие в первой электротехнической выставке в России, которая была устроена в Петербурге в 1880 г., немало дали Попову для практического освоения электротехники. Благодаря этому еще до окончания университета Александр Степанович считался опытным инженером-электриком.

В 1882 г. А.С. Попов прекрасно оканчивает университет и его оставляют "для приготовления к профессорскому званию". Но он не смог воспользоваться открывавшейся научной карьерой. В университете Попов получал буквально мизерное обеспечение, совершенно недостаточное для содержания семьи, а Александр Степанович в 1883 г. был уже женатым человеком. В это же время ему предложили педагогическую работу в Минном офицерском классе в Кронштадте.

Минный класс представлял собой прекрасное для своего времени учебное заведение, в котором, наряду с подготовкой специалистов для военно-морского флота, интенсивно велась научная работа. Его физический кабинет по оснащению был лучшим в России, в классе преподавали высококвалифицированные специалисты, ученые, издавались труды, учебники и пособия. Вес это открывало для А.С. Попова широкое поле деятельности на преподавательской и научной стезе. Поразмыслив, взвесив вес преимущества работы в Минном классе, Александр Степанович дал согласие и переехал в Кронштадт.

Начав с должности ассистента и заведования физическим кабинетом, Попов вскоре, кроме ведения практических занятий, стал читать лекции. Талант педагога и ученого в сочетании с глубокими знаниями физики и электротехники сделали со временем Александра Степановича одним из авторитетнейших специалистов в военно-морском ведомстве. Он все чаще стал выступать с лекциями по вопросам физики и электротехники перед морскими офицерами, в физическом отделении Русского физико-химического общества, перед широкой аудиторией. Параллельно продолжал заниматься научными изысканиями, в том числе и в интересах флота. Знавшие А. С. Попова отмечали его дар удивительно доходчиво и логично излагать сложные вопросы. Александр Степанович обычно сопровождал свои лекции и выступления демонстрацией наглядных опытов, подтверждавших суть освещаемых вопросов. При этом многие приборы для опытов были плодом труда самого Попова, его "золотых рук".

Теперь, естественно, невозможно даже предположить, как сложилась бы творческая деятельность Попова, останься он в университете. Но совершенно определенно можно утверждать, что, связав свою жизнь с интересами военно-морского флота, А. С. Попов не случайно пришел к изобретению радио. Именно флот, в первую очередь, остро нуждался в средствах связи и сигнализации на большие расстояния без проводов. О такой связи мечтали моряки, и Попов не мог не разделять их чаяния.

В 1886 - 1888 г. немецкий физик Генрих Герц провел свои знаменитые опыты, практически доказавшие справедливость теории английского ученого Джеймса Максвелла об электромагнитных полях и волнах. Работы Герца всколыхнули научный мир, ученые изучали электромагнитные волны, повторяли опыты Герца. С огромным интересом обратился к опытам с электромагнитными волнами и Александр Степанович. В 1889 г. он уже выступал с лекциями об электромагнитных волнах и демонстрацией опытов. Попов постоянно совершенствовал демонстрационные приборы. В силу склада ума Попова-ученого, стремившегося всегда использовать достижения науки для целей практики, можно с уверенностью предполагать, что Александр Степанович уже на первых этапах исследования электромагнитных процессов задумывался о возможностях их практического применения.

В 1894 г. в своих опытах А. С. Попов начал использовать в качестве индикатора электромагнитных излучений когерер французского ученого Э. Бранли (стеклянная трубка, заполненная металлическими опилками), впервые примененный для этих Целей английским исследователем О. Лоджем. Александр Степанович упорно работал над повышением чувствительности когерера к лучам Герца и восстановлением его способности регистрировать новые импульсы электромагнитного излучения после Бездействия предыдущей электромагнитной посылки. В результате Попов пришел к оригинальной конструкции устройства для приема электромагнитных колебаний, тем самым сделав решающий шаг к созданию системы для передачи и приема сигналов на расстояние.

От опытов в стенах Минного класса Александр Степанович перешел к опытам на открытом воздухе. Здесь он реализовал новую идею; для повышения чувствительности присоединил к приемному устройству тонкую медную проволоку - антенну. Дальность сигнализации от генератора колебании (вибратора Герца) до приемного устройства достигла уже нескольких десятков метров. Успех был полный.

Эти опыты по сигнализации на расстояние, т.е. в сущности радиосвязь, проводились в начале 1895 г. К концу апреля Александр Степанович счел возможным обнародовать их на заседании физического отделения РФХО. Так 7 мая (25 апреля) 1895 г. стало днем рождения радио - одного из величайших изобретений XIX века, оказавшего существенное влияние на все сферы человеческой деятельности в XX веке, особенно во второй его половине.

Свой доклад в виде статьи А. С. Попов опубликовал в т. 28 "Журнала Русского физико-химического общества", часть физическая, вышедшем в свет в январе 1896 г. Вот как сам изобретатель описывает устройство и действие своего приемника:

"Трубка с опилками [когерер] подвешена горизонтально между зажимами М и N на легкой часовой пружине, которая для большей эластичности согнута со стороны одного зажима зигзагом. Над трубкой расположен звонок так, чтобы при своем действии он мог давать удары молоточком посредине трубки, защищенной от разбивания резиновым кольцом. Удобнее всего трубку и звонок укрепить на общей вертикальной дощечке. Реле может быть помещено как угодно.

Действует прибор следующим образом. Ток батареи в 45 "вольт постоянно циркулирует от зажима Р к платиновой пластинке А, далее через порошок, содержащийся в трубке, к другой пластинке В и по обмотке электромагнита реле обратно к батарее. Сила этого тока недостаточна для притягивания якоря реле, если трубка АВ подвергнется действию электрического колебания, то сопротивление мгновенно уменьшится и ток увеличится настолько, что якорь реле притянется. В этот момент цепь, идущая от батареи к звонку, прерванная в точке С, замкнется и звонок начнет действовать, но тотчас же от сотрясения трубки опять уменьшает ее проводимость, и реле разомкнет цепь звонка... На одиночное колебание прибор отвечает коротким звонком, на непрерывно действующие разряды спирали отзывается довольно частыми, через приблизительно равные промежутки следующими звонками".

Из схемы и приведенного описания видно, что приемник А.С. Попова был пригоден к приему коротких и длительных электромагнитных посылок, т.е. к приему сигналов, передаваемых, скажем, кодом Морзе. Для повышения чувствительности приемного устройства к выводу когерера Александр Степанович присоединял антенну.

Свой доклад А.С. Попов закончил пророческими словами, которые четко раскрывают смысл работ изобретателя: "В заключение могу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией".

В том же году А.С. Попов сконструировал прибор для регистрации разрядов атмосферного электричества, которыми заинтересовались метеорологи. Это устройство профессор Д. А. Лачинов назвал "разрядоотметчиком", а в дальнейшем (1899 г.) оно получило наименование "грозоотметчик".

В 1896 г. Александр Степанович продолжал работы по усовершенствованию приемника, выступал с докладами и демонстрацией своего изобретения.

Использованы материалы из "Радиоежегодника" за 1995 год.

(Продолжение следует)

Помимо устранения динатронного эффекта описанное ранее расположение витков сеток приводит к уменьшению прямого тока электронов (летящих с катода) на экранную сетку, что также выгодно с точки зрения лучшего использования лампы и получения большей мощности. Лучевые тетроды могут в ряде случаев не только с успехом заменить пентоды, но и обладают некоторыми преимуществами перед ними.

Для того, чтобы судить о свойствах многоэлектродных ламп и правильно выбрать режим их работы, пользуются либо анодно-сеточными характеристиками этих ламп, аналогичными характеристикам трехэлектродных ламп, либо характеристиками несколько иного типа. Анодно-сеточные характеристики многоэлектродных ламп, так же как и такие же характеристики трехэлектродных ламп, выражают графически зависимость анодного тока лампы от напряжения на управляющей сетке, при неизменном напряжении на аноде и на экранной сетке. Но в то время, как для триода отдельные характеристики семейства отличаются только различными напряжениями на аноде, для тетрода или пентода отдельные характеристики семейства могут отличаться различными напряжениями как на аноде, так и на экранной сетке.

Наряду с анодно-сеточными характеристиками для выбора режима работы многоэлектродных ламп часто пользуются характеристиками, выражающими зависимость анодного тока от величины анодного напряжения, при неизменных напряжениях на управляющей и экранных сетках. Группа таких характеристик, снятых при различных (но неизменных) напряжениях на управляющей (или экранной) сетке, образует семейство анодных характеристик.

По своему виду эти характеристики существенно отличаются от анодно-сеточных характеристик. Конечно, сила анодного тока растет по мере увеличения положительного напряжения на аноде, так же как и при увеличении положительного напряжения на сетке, но закон этого роста в обоих случаях различный. С другой стороны, в то время как анодно-сеточные характеристики для различных значений анодного напряжения только сдвигаются по оси абсцисс, анодные характеристики для разных значений сеточного напряжения имеют различную крутизну и сдвигаются по оси ординат, причем чем больше отрицательное напряжение на сетке, тем ниже лежит характеристика. Это вполне понятно, потому что чем больше отрицательное напряжение на сетке, тем меньше анодный ток при том же самом анодном напряжении.

Применение анодных характеристик для выбора режима работы пентодов удобно потому, что пентоды, как указывалось выше, часто (например, оконечные пентоды низкой частоты) работают при очень больших изменениях напряжений на аноде. Поэтому и целесообразно пользоваться анодными характеристиками, по которым удобно проследить изменения силы анодного тока и вообще режима пентода ври этих больших изменениях напряжения на аноде.

Для работы простейшего лампового приемника прямого усиления вполне достаточно иметь лампы рассмотренных здесь типов; для функционирования же более сложного супергетеродинного приемника требуются специальные и более сложные лампы. Основные из них - пятисеточная лампа для преобразования частоты (6А7, 6А2П), двойной диод для детектирования и автоматической регулировки усиления (6Х6С, 6Х2П), двойной диод-триод и двойной диод-пентод для выполнения тех же функций, что и двойной диод, плюс оконечное усиление низкой частоты (6Г2, 6Г7, 6Б8С), двойной триод для оконечного усиления низкой частоты (6Н5С, 6Н6П) или лучевой тетрод (6П3С, 6П6С, 6П14П) и "магический глаз" для оптической настройки приемника (6Е1П, 6Е5С) и др.

К сожалению, у нас нет возможности останавливаться на описании всех этих ламп, так как это заняло бы слишком много места. Однако для последней из названных ламп, а именно для "магического глаза", следует сделать исключение, так как она находит применение даже в простейших приемниках.

"Магический глаз" представляет собой трехэлектродную лампу с добавочным управляющим электродом и флюоресцирующим экраном и применяется в приемниках как оптический индикатор настройки.

Катод этой лампы расположен вертикально и проходит от основания лампы до ее верха. Анод выполнен в виде цилиндра, длина которого меньше длины катода, поэтому верхняя часть катода не окружена анодом. Сетка имеет такую же длину, как и анод.

В верхней части лампы расположен флюоресцирующий экран, имеющий форму чашечки или воронки. Сквозь отверстие в центре экрана проходит катод. Электроны, излучаемые верхней частью катода, летят к экрану, находящемуся под более высоким напряжением, чем анод, и, ударяясь об экран, вызывают его свечение. С одной стороны катода (между верхней частью катода и экраном) находится управляющий электрод, соединенный с анодом, он имеет форму плоского ножа.

Если анод, а следовательно, и управляющий электрод находятся под напряжением, меньшим, чем напряжение на экране, то электроны, излучаемые верхней частью катода, не будут лететь в сторону управляющего электрода и около него образуется тень в виде сектора, угол которого будет тем больше, чем больше разность потенциалов между экраном и анодом. Если же напряжения на аноде и экране будут равны, то темный сектор совершенно исчезнет.

При отсутствии отрицательного напряжения на сетке "магического глаза" (т.е. в отсутствие сигнала) через пего протекает анодный ток, создающий падение напряжения на сопротивлении R. Благодаря этому напряжение на аноде оказывается меньшим, чем напряжение на экране, и возле управляющего электрода образуется темный сектор.

При настройке на какую-либо станцию за счет усиленного переменного напряжения сигналов этой станции при помощи диода создается постоянное отрицательное напряжение на сетке "магического глаза". Анодный ток лампы уменьшается, падение напряжения на сопротивлении R также уменьшается, напряжение на управляющем электроде приближается к напряжению экрана, и темный сектор становится более узким. Поэтому, когда темный сектор сжимается до предела, это значит, что приемник настроен точно на принимаемую станцию.

Продолжение следует.

Использованы материалы из книг:

1. Батраков А.Д, Кин С.Э. Элементарная радиотехника. Часть 2. Ламповые радиоприемники. М.-Л.: "Государственное энергетическое издательство", 1952. - С.7-68.

2. Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера. Москва: "Издательство Досааф", 1970. - С.66-82.

* * *


Electronic Banner Exchange (ElBE)