Аматорське радіо

Бесіда I. Що таке радіо?

Н. Існев.

Радіо! Як багато принадного, таємничого і незрозумілого полягає в цьому слові для всякого, хто вперше з ним знайомиться.

радіостанція, що Передає, посилає в простір умовні сигнали, що мають певний сенс (радіотелеграф), мову або музику (радіотелефон), а десь за сотні і тисячі кілометрів невідомі люди на своїх приймальних радіостанціях приймають цю передачу, слухають мову і насолоджуються музикою. А тим часом, адже радіостанції абсолютно нічим не пов'язані один з одним. Ось це відсутність видимого зв'язку між станціями здається найбільш незрозумілою.

Людство опанувало радіо, заздалегідь вивчивши явища електрики і магнетизму, на яких засновані радіопроцеси. Майбутній радіотехнік або інженер, перш ніж приступити до вивчення радіо, грунтовно знайомиться з електрикою і магнетизмом. Такий шлях вивчення вірний, - але довгий. Ми минемо його на перших порах. Ваша станція або вже побудована, або ж ви бажаєте приступити до її споруди негайно. (Так і треба: дуже серйозні завдання стоять перед нашим радіоаматорством, -на цілих 4 року ми відстали від західного любителя. Чотири роки для радіо, -при його голоюкру-жітельном прогресі, -целая вічність).
Не ви хочете працювати осмислено, розуміючи, що і навіщо ви робите, без чого неможлива технічна творчість, якою багате західне радіоаматорство.

.

Допомогти вам в цьому напрямі - ось завдання справжнього циклу бесід:

пояснення (без залізання в нетрі) того, що вам потрібно для практичної роботи.

Не шукайте тут строгої систематичності підручника. Поглиблення знань в подальших бесідах оскільки це буде необхідно, або в інших статтях нашого ж журналу. Блаженний, хто зможе узятися за підручник, - а ми крок за кроком необхідний шлях пройдемо.

Одна умова - пишіть про те, що вами зроблено, що незрозуміло. Хай ці бесіди будуть дійсно бесідами. Це полегшить шлях вам і нам.

Мета цієї першої бесіди, -дать найзагальніше, неглибше уявлення про те, яким чином здійснюється радіозв'язок.

В справжньому номері «Радіоаматора» даний опис саморобного радіоприймача. Любителеві, що починає, звичайно, бажано будувати цей приймач не «усліпу», а свідомо. Але крайньому заходу, бажано знати призначення окремих частин приймача, хоч би не розуміючи поки, чим пояснюється дія цих частин. Це друга мета справжньої бесіди. Отже, в дорогу.

Про хвилі.

Наш перший крок - постаратися зрозуміти, яким чином сигнал, переданий із станції, що передає, доходить до приймальні.

Роблячи цей перший крок, звернемо вашу увагу на добре відоме; всім нам явище; воно багато що з'ясує нам: у спокійну воду ставка кинутий камінь. Його падіння порушив покійний стан води: по воді пішли хвилі, - водяні, круги, які, все поширюючись, віддаляються від місця падіння каменя. І коли ці хвилі в своєму русі дійдуть до якої-небудь гілочки, води, що нерухомо плавала на поверхні, вони порушують її спокої: вітка почне здійснювати коливальний рух, послідовно, то підіймаючись на гребені хвиль, що проходять, то опускаючись на западини між ними.
Мимоволі напрошується думка про те, що це явище може бути використане для передачі сигналу: плаваюча біля вас гілочка всякий раз своїм рухом може сповіщати вас про те, що у воду кинутий камінь.

.

Або інший приклад: задзвенів дзвоник; ви нічим видимим не пов'язані з дзвоником і, проте, вивідуєте про те, що він дзвонить, бо ви чуєте його дзвін. Які явища відбуваються при цьому?

Дзвоник своїм тремтінням приводить в хвилювання повітря, що оточує його; повітряні хвилі (див. мал. 1), дійшовши до вашого вуха, приводять в тремтіння барабанну перетинку. А тремтіння барабанної перетинки сприймається вами у вигляді звуку. Цим явищем ми суцільно та поряд користуємося для передачі «без проводів» наших думок або сигналів.

В приведених прикладах апарати» (камінь або дзвоник), що «передають, і «приймальні апарати» (гілочка і барабанна перетинка) нібито нічим не пов'язані один з одним, але вони занурені в одне і те ж середовище (камінь і веточка-у воду, дзвоник і вухо - в повітря). Рухи каменя або дзвоника обурюють спокій середовища, викликають в ній хвилі, які, дійшовши до «приймачів», приводять їх в коливальний рух.

Щось подібне відбувається і в радіо.

Але що тут є середовищем, в яке «занурені» приймальні радіостанції, що передають?

Це середовище є.

Ефір.

Сучасна наука уявляє собі, що весь простір заповнений особливою, невидимою і неваговою речовиною, званим світовим ефіром (Не змішувати з хімічною речовиною, яка носить теж назву. Між світовим ефіром і «аптекарським» немає абсолютно нічого спільного. ). Ефір володіє надзвичайно дивними властивостями. Всі тіла природи занурені в нього, точно в якийсь тонкий газ. Ефір знаходиться і усередині тіл - в проміжках між частинками телп; зокрема, він знаходиться і між частинками повітря. Ефір невагомий, невидимий і, взагалі, його присутність не може бути нами виявлено. Немає в нашому світі абсолютної порожнечі: навіть міжпланетний безповітряний простір заповнений ефіром.
Ефір володіє пружністю: його частинки, виведені з нормального свого стану, прагнуть повернутися в первинне положення. Якщо де-небудь обурити спокійний стан ефіру, то від місця обурення на всі боки розбігаються хвилі подібно до того, як від місць обурення води або повітря на всі боки розбігалися хвилі повітря і водяні. Вивести ефір із стану спокою можна тільки електричними і магнітними силами. Очевидно, нам доведеться зробити перше знайомство з електрикою.

.

Електрони, електричний струм і електріч. коливання.

Усередині всякого тіла є найдрібніші частинки електрики, що навиваються електронами. Усередині деяких тіл електрони можуть вільно пересуватися; такі тіла називаються електричними провідниками. Сюди відносяться всі метали, вугілля, кислоти і ін. Інші тіла не допускають такого руху електронів; такі тіла називаються ізоляторами, напр., стекло, фарфор, мармур, сухе дерево, шовк і ін.

Сучасна електротехніка має в своєму розпорядженні способи, за допомогою яких можна в провіднику викликати безперервний рух електронів, який можна порівняти з перебігом води по трубі. Такий безперервний перебіг електронів називається електричним струмом. Якщо електричний струм тече по дроту в одному і тому ж напрямі, і якщо при цьому не міняється число електронів, що беруть участь в цьому русі, то говорять, що по дроту тече постійний струм.

Якщо ж електрони безперервно міняють напрям своєї течії, рухаючись уздовж дроту поперемінно, то в одному напрямі, то повертаючись назад, то говорять, що по дроту тече змінний струм.

Проміжок часу, протягом якого електрони встигають зробити свою подорож в один бік і повернутися назад, називається періодом змінного струму, число періодів за одну секунду називається частотою струму Іншими словами, частота - це число, що показує, скільки разів протягом однієї секунди струм зазнавав повну зміну свого руху або, інакше, число, що показує, скільки разів протягом однієї секунди електрони відновлювали свій рух в одному якому-небудь напрямі. Ясно, що чим частіше струм міняє напрям або, як то кажуть, чим вище частота струму, тим коротше кожен період.

Якщо електрони встигають за кожну секунду декілька десятків і сотень разів змінити напрям свого руху, то говорять, що по дроту тече змінний струм низької частоти. Струм такої частоти суцільно та поряд застосовується в електротехніці.

Якщо ж частота струму досягає десятків і сотень тисяч або навіть мільйонів періодів за одну секунду, то говорять, що в дроті тече струм високої частоти, або що в дроті відбуваються електричні коливання високої частоти. Ці коливання високої частоти грають крупну роль в радіотехніці.

Електромагнітні хвилі.

Такі швидкі коливання електронів, за відомих умов, діють на ефір так само, як коливання дзвоника діють на повітря: коливання електронів обурюють спокій ефіру, викликаючи в нім хвилеподібний рух його частинок. Ці хвилі ефіру носять назву «Електромагнітних хвиль»; ними-то користуються при радіопередачі. Радіостанція, що передає, викликає електромагнітні хвилі в навколишньому ефірі: хвилі, дійшовши до приймальної станції, впливають тут на приймальні апарати.

Та частина станції, що передає, в якій відбуваються електричні коливання, що обурюють спокій навколишнього ефіру, назив. антеною. Антена є тієї або іншої форми систему провідників, підвішених на високих щоглах. Найпростіший вид антени - довгий вертикальний дріт.

Для збудження в антені швидких електричних коливань служить т.з. радіопередавач; він поперемінно з величезною частотою примушує електрони рухатися, то вгору, то вниз уздовж вертикального дроту антени. Ці швидкі коливання електронів обурюють спокій навколишнього ефіру. Таким чином, антена є тією частиною станції, яка викликає або, як то кажуть. випромінює електромагніту.. хвилі в навколишній простір (мал. 2).

Передавач приєднується одним своїм затиском до антени, іншим до землі (до заземлення) або до системи проводів, протягнутих низько над землею (до так наз. противазі).

Звичайно антена крім вертикального дроту має ще один або декілька горизонтальних проводів. На мал. 3 зображена Г-образная антена, що нагадує своїм виглядом букву Г (вертикальний дріт приєднаний до кінця горизонтального). На мал. 4 зображена Т-образна антена (вертикальний дріт приєднаний до середини горизонтальної частини антени). Випромінює тільки вертикальна частина антени; горизонтальна ж частина служить для того, щоб в антені можна було порушити сильніші електричні коливання. Антени бувають і складнішої форми.

Хвилі, викликані антеною, розповсюджуючись на всі боки, віддаляються від антени з величезною швидкістю: у секунду вони проходять відстань в 300.000 клм. Вони рухаються на всі боки по прямих лініях, радіусах, подібно до того. як розповсюджуються промені від свічки, що горить. Звідси і походження „радио" (radius - по латині - пряма лінія, промінь

При кожному одному коливанні (за кожен період) електронів в антені, остання випромінює в простір 1 хвилю. Тому якщо частота коливань в антені дуже велика, то не встигне одна хвиля віддалитися на велику відстань, як за нею послідує нова хвиля, викликана наступним коливанням електронів. В цьому випадку хвилі рухатимуться в просторі, на близькій відстані одна від одної;

із зменшенням частоти коливань, хвилі не будуть так тісно слідувати один за одним. Довжиною водяної хвилі ми називаємо відстань між гребенями 2-х сусідніх хвиль. Довжина електромагнітної хвилі залежить від частоти електр. коливань в антені: чим більше частота коливань антени, тим коротше виходить довжина хвилі.

Електромагнітні хвилі володіють здатністю огинати перешкоди, що зустрічаються, зокрема вони огинають опуклості земної кулі, без чого неможливий був би радіозв'язок між дуже далекими пунктами, напр., такими, які розташовані в різних півкулях.

Електромагнітні хвилі проходять крізь більшість земних тіл; ці тіла для них прозорі. Але в провідниках (напр., в горах, багатих металами) вони поглинаються і частиною відбиваються.

Прийом.

Електромагнітні хвилі, зустрівши де-небудь на своєму шляху іншу антену, викликають в ній коливання електронів, якраз тієї ж частоти, якими володіли коливання антени, що передавала, що викликали ці хвилі. (Пригадаєте, що барабанна перетинка в юшці тремтить під впливом звукових хвиль -как разів, що проходять, з тією ж частотою, з якою тремтів дзвоник). Таким чином, в антені приймальної станції виникає, під впливом хвиль, що приходять, струм високої частоти. Цей струм проходить через приймач і приєднаний до нього телефон (частина телефонної трубки, яка прикладається до вуха). Телефон - прилад, який звучить при проходженні через нього електр, що змінюється. струму.
Проте, дуже швидко змінний струм не в змозі викликати звучання телефону. А оскільки під впливом хвиль, що приходять, в приймачі виникає дуже швидко змінний струм, то телефон приймача при такому струмі не звучатиме. Щоб все-таки примусити телефон зазвучати застосовується спеціальний прилад детектор, через який і пропускають струм, перш ніж він поступить в телефон.

.

Радіотелеграф і радіотелефон.

При передачі радіотелеграм передавач забезпечується телеграфним ключем, за допомогою якого можна у будь-який момент припинити (віджиманням ключа) або відновити (натисненням ключа) випромінювання антени. Телеграфіст при передачі радіотелеграми послідовно натискає ключ то на одну мить, то на триваліший час:

антена ж випромінює тільки в ті проміжки часу, поки натиснутий ключ. Таким чином телеграфіст за допомогою свого ключа посилає то довгі (т.н. тире - ), то короткі (т.н. крапка.) сигнали які сприймаються в телефоні приймальної станції відповідно як тривалі і короткі звуки, декілька звуки ріжка, що нагадують. Існує спеціальний алфавіт- азбука Морзе, в якому кожна буква позначається певним поєднанням

довгих і коротких сигналів. Напр., буква «а» позначається однією крапкою і одним тире (. -), буква «о» трьома тире (- ) і т.д. Цією азбукою і користуються при передачі радіотелеграм. У разі радіотелефону передавач забезпечується мікрофоні м-приладом, який змінює (підсилює і ослабляє) випромінювані хвилі в такт з тими звуковими коливаннями, які проводить звучний перед мікрофоном предмет. У приймачі ці хвилі викликають струм, який змінюється в такт з тими змінами, які викликані мікрофоном у випромінюваних хвилях.

Під впливом такого струму телефон приймача відтворює ті ж звуки, які проводилися перед мікрофоном.

Настройка.

При одночасній роботі декількох станцій, що передають, в телефоні приймача нібито повинні лунати сигнали, мова і музика від всіх цих станцій. У такій плутанині звуків, звичайно, нічого не можна було б розібрати. Проте, є способи для уникнення цієї незручності. Річ у тому, що кожна станція, що передає, користується при своїй роботі струмом, чистота якого відрізняється від частот, якими користуються інші станції. Таким чином, кожна станція випромінює хвилі певної довжини, що відрізняються від довжини хвиль, які випромінюють інші станції.
Приймач же можна набудувати по вибору на яку ні будь одну певну хвилю; іншими словами/можно добитися того, щоб в приймачі виникали електричні коливання тільки в тому випадку, якщо до нього доходять хвилі якраз тієї довжини, яку ми вибрали. Хвилі іншої довжини не ви звуть в приймачі ніякого струму. Таким чином, з цілого ряду одночасно працюючих радіостанцій, що передають, ми можемо прийняти одну бажану нам, набудувавши для цього відповідним чином наш приймач, -к решті станцій приймач залишається глухим.
Настройка проводиться зміною числа або взаємного розташування витків у дротяних котушок, наявних в приймачі, або ж зміною відстані між пластинками конденсатора-прібора, який теж є в приймачі.

.

Дальність дії.

Чим більше відстань між приймальними радіостанціями, що передають, тим слабкіше виходять звуки в телефоні приймача. Чим станція (тобто ніж більше енергії вона споживає), що могутніше передає, чим здійснено її передавач, чим вище підвішена її антена, тим на більшій відстані чутна передача цій станції. Так само, чим вище підвішена антена приймальної станції, тим голосніше буде прийом і тим більше далекі станції будуть на ній чутні. Крім того, чутність на приймальній станції залежить також від якості приймача, детектора і телефону. Вночі станції, що передають, чутні на більшій відстані, чим вдень. Взимку на більшій відстані, чим літом.
Над морем дальність дії станції більша, ніж над суш. Звуки, що лунають в телефоні приймача, можуть бути посилені за допомогою підсилювачів, головною частиною яких є катодна лампа. Завдяки підсилювачам же в приймачі можуть бути почуті дуже далекі станції, передача, яких за відсутності підсилювача не може бути прийнята.

.

В цій бесіді для читача багато що, звичайно, залишилося неясним. Але після цієї бесіди читач з більшою свідомістю зможе приступити до споруди свого приймача, який описаний в цьому номері.

Джерело: radio.ru

Статті по темі

• Як вивчити азбуку морзе