В. Пестриков, Санкт-Петербург
История появления слухового детекторного радиоприемника по-разному освещается в исторической литературе. По всей видимости, наиболее правдив в своих воспоминаниях П.Н. Рыбкин, как один из участников этого события. В летний период времени 1899 г. сотрудники Минного офицерского класса в Кронштадте получили разрешение командования Военного ведомства на проведение экспериментальных исследований по беспроволочной телеграфии между фортами острова Котлин. Так совпало, что на этот период времени была намечена заграничная командировка А.С. Попова. Основной целью этой командировки было размещение заказов на радиоаппаратуру для экспериментов, а также знакомство с методикой преподавания электротехники в высших учебных заведениях. А.С. Попов, как заведующий лабораторией Минного офицерского класса, разработал научную программу исследований, а её выполнение поручил сотрудникам, ассистенту П.Н. Рыбкину и начальнику крепостного телеграфа капитану Д.С. Троицкому. Программа состояла в следующем:
А. Практика змеев и техника пускания.
Б. Испытания: а) зависимость между расстоянием и высотой маяты; б) нового реле; г) подготовка сухопутных и морских команд; д) влияние ёмкости на верху; е) влияние самоиндукции в приемной проволоке миноносца.
Отец первой в мире системы радиосвязи растолковал программу научно-исследовательских работ своим сотрудникам и преспокойно уехал в командировку. Во время экспериментов передающая станция была установлена в форте “Константин”, а приемная – форте “Милютин”. В период проведения исследований возникали различного рода неприятности, как-то, организационные, так и технические. Весь период времени за рубежом, А.С. Попов благодаря переписке с П.Н. Рыбкиным, был в курсе проводящихся научных работ. В одном из ответных писем к П.Н. Рыбкину, А. С. Попов написал: “Все, что можно, увидел и узнал, говорил со Слаби и видел его приборы, был у Бронделя на станции в Булони. Одним словом, все, что можно узнал и вижу, что мы не очень отстали от других…”. Проведение экспериментов находилось не только под контролем заведующего лабораторией, но и под неусыпным вниманием Военного ведомства. Это учреждение довольно часто вызывало с рапортом о ходе работ капитана Д.С. Троицкого. Все это говорило о важности для армии, проводимых исследований по беспроволочному телеграфированию на большие расстояния. В экспериментах дальность телеграфирования составляла около 45 км. Нужно заметить, что проводимые исследования стимулировались и тем фактом, что за год до этого, известному итальянскому радиотехнику Г. Маркони удалось передать радиотелеграфный сигнал на расстояние более 50 км.
Использованы материалы:
Пестриков В.М. Приемник переживший века//Радиохобби (http://radiohobby.da.ru) 2001. - N6. - С.2-3.
Комментарии
В экспериментах на Балтийском
В экспериментах на Балтийском флоте, для приема сигналов использовался детекторный когерерный радиоприемник с электромагнитным реле, которое предназначалось для включения телеграфного аппарата. К радиоприемнику подключалась антенна, находившаяся на высоте 14 м. Однажды во время проведения экспериментов исчез прием сигналов на телеграфный аппарат. Экспериментаторы решили, что это связано с малой мощностью приходящего сигнала. На это указывало и то, что молоточек, встряхивающий когерер бездействовал, оставаясь неподвижным, хотя радиосигналы передавались с соседнего форта. Тогда П. Н. Рыбкин, пытаясь установить возможные неисправности радиоприемника, предположил, что возникшая неисправность может быть связана с поломкой нового электромагнитного реле, включенного на выходе приемника. Недолго думая, он подключил наушники вместо реле и отчетливо услышал телеграфные сигналы, посылаемые с форта “Константин”, рис. 1
Прием азбуки Морзе на слух, означал, что когерер работает в режиме амплитудно-линейного детектирования без процесса встряхивания металлического порошка. Немедленно была послана телеграмма А.С. Попову заграницу, который в этот момент времени уже был в Швейцарии, с текстом: “Открыто новое свойство когерера”.
14 июня А.С. Попов возвратился в Кронштадт и в течение месяца занимался исследованием эффекта детектирования когерера. Результатом этой работы стала разработка схемы радиоприемника с использованием эффекта детектирования когерера и изготовление на ее основе реальной конструкции. Первый в мире слуховой радиоприемник был назван изобретателем “Телефонный приемник депеш”, рис. 2
Слуховой радиоприемник имел чувствительность в несколько раз большую, чем радиоприемник с обычным когерером. А.С. Поповым было разработано несколько схем детекторных радиоприемников. Заложенные в них технические решения до сих пор используются при создании различных типов радиоприемников, в том числе и детекторных. Так, для повышения избирательности приема была, использовалась индуктивная связь антенны с контурной катушкой, а для увеличения громкости звука, применено включение телефонов через низкочастотный трансформатор, рис. 3
14 июля 1899 г. А.С. Попов подал в Комитет по техническим делам при Департаменте торговли и мануфактур России прошение о выдаче ему патента на разработанный детекторный радиоприемник с наушниками. К заявке было приложено: описание приемника, чертежи схем и квитанция С-Петербургского губернского казначейства об уплате взноса в размере 30 рублей.
Через некоторое время, не дожидаясь официальной выдачи автору патента на изобретение, фирма “Дюкрете” в Париже наладила производство телефонных приемников конструкции А.С. Попова. Процедура выдачи отечественного патента затянулась на целых 2 года. За этот период времени ученому удалось запатентовать свое изобретение в Англии и Франции. Английский патент №2797 от 7 апреля 1900 был выдан на “усовершенствование когереров для телефонной сигнализации”. Интересно, что английское патентное бюро рассмотрело заявку в рекордно короткий срок, менее чем за 2 месяца. Патентование заграницей принесло ученому определенный доход, а после его кончины, семья получала дивиденды от этого изобретения. Только 30 ноября 1901 года ученый получил, наконец, русский патент - “привилегию №6066 на приемник депеш, посылаемых с помощью электромагнитных волн”, рис. 4
Открытие слухового приема позволило России занять ведущие позиции в мировой радиотехнике, а день выдачи русского патента на это изобретение можно считать днем рождения детекторного приемника.
Вскоре, новая система радиосвязи, включающая телефонный радиоприемник депеш, была опробована при проведении спасательных работ броненосца “Генерал-адмирал Апраксин”, который потерпел аварию, у острова Гогланд в Финском заливе. В январе-феврале 1900 года были построены радиостанции, в южной части острова Гогланд и на острове Кутсало. 6 февраля (24 января по старому стилю) линия радиосвязи была готова к практической эксплуатации и по стечению обстоятельств, уже в 2 часа пополудни приняла первую официальную радиограмму. Радиограмма была отправлена лично А.С. Поповым на о. Гогланд и содержала текст приказа начальника Главного морского штаба адмирала Ф. К. Авелина (1939-1905): “Командиру ледокола “Ермак” ткч Около Лавен-сари оторвало льдину с пятьюдесятью рыбаками ткч Окажите немедленно содействие спасению этих людей ткч Авелин”. Телеграмма была послана от имени начальника Главного морского штаба адмирала Авелина. В апреле 1900 г. броненосец “Генерал-адмирал Апраксин” был успешно снят с рифов, в чем немаловажную роль сыграла система радиосвязи А.С.Попова. В том же месяце, Император Николай II наградил А. С. Попова денежной премией в 33 тыс. руб. за непрерывную работу по внедрению беспроволочного телеграфа в военно-морском флоте, рис. 5. К слову, в память о практической пользе радиотелеграфии, на острове Гогланд в Советское время был сооружен обелиск с барельефом А.С. Попова, а на утесе установлена мемориальная доска.
(продолжение следует)
Результаты исследований по
Результаты исследований по беспроволочной телеграфии, с применением слухового детекторного приемника, были доложены А.С. Поповым на Международном электротехническом конгрессе в Париже 8 августа 1900 года и получили общее научное признание.
А.С. Попов не остановился на достигнутых результатах и продолжал совершенствовать конструкцию слухового детекторного радиоприемника. Все в том же, 1900 году, ему удалось создать первый твердотельный детектор, пригодный для практических целей, рис. 6.
Детектор представлял собой кристаллический точечный диод с контактом стальных иголок и угольных шайб. Конструктивно кристаллический детектор А.С. Попова был выполнен в виде эбонитового цилиндрического корпуса с навинчивающими на его основания двумя крышками, внутри которых находились угольные диски. Между шайбами, параллельно большей оси корпуса, располагались подсжатые крышками, стальные иголки, имеющие заострение с обоих концов. Кристаллический диод был успешно применен А.С. Поповым в детекторном телефонном радиоприемнике, рис. 7.
В 20-е годы ХХ века имел распространение упрощенный вариант кристаллического детектора конструкции А. С. Попова, в виде контактной пары металлическая монета - кусочек угля. Следует заметить, что односторонняя электрическая проводимость некоторых минеральных кристаллов была обнаружена еще в 1874 году, тогда малоизвестным директором гимназии Томаса в городе Лейпциг, Фердинандом Брауном (Braun Karl Ferdinand, 6.06.1850-20.01.1918).
А.С. Попов первым изобрел кристаллический детектор, тем самым, опередив на 6 лет подобные конструкции американского генерала Г. Данвуди (Dunwoody H.H.C.), французов К. Тиссо (Tissot C.) и Ж. Пикарда (Picard G.W.). Детектор Г. Данвуди состоял из контактной пары карборунд и стальная пластинка. Этот детектор в сочетании с потенциометром и батареей был разработан американским изобретателем для замены электролитического детектора. В детекторах французских ученых были использованы такие контактные пары: у К. Тиссо - кристалл свинцового блеска - стальное или серебряное острие, а у Ж. Пикарда – кристаллы цинкит-халькопирит.
Среди кристаллических детекторов, подобного типа, широкое распространение получила конструкция Г. Данвуди, в которой контакт создавался в результате прижатия заостренного конца металлической пружины к поверхности галенового кристалла. Такое устройство действовало как выпрямитель и выделяло из поступающих электрических колебаний те импульсы, которые были вызваны в микрофоне оператором на передающей радиостанции.
Всестороннее исследование свойств, кристаллических детекторов провели в период 1908-1910 годы японские ученые Китамура, Е. Иокояма и В. Ториката. Японским ученым удалось исследовать большое количество минералов, около сотни, и выбрать среди них наиболее чувствительные. Английский ученый Р. Иклз (Eccles W. R.), примерно, в этот же период времени (1909-1911 г.г.), провел сравнение отдельных типов детекторов и исходя из этого разработал теорию работы детектора. Он так же один из первых построил характеристику детектирования кристаллического диода.
Большой объем научных исследований и технических наработок позволил промышленности многих стран мира наладить производство детекторных радиоприемников на основе кристаллических детекторов. Перед первой мировой войной, в радио эфире работало много искровых, дуговых и машинных радиопередатчиков, которые занимали широкие полосы частоты и мешали друг другу. Это приводило к тому, что с помощью радиоприемников имеющих всего один входной колебательный контур, сложно было настроиться на определенную радиостанцию. Встал вопрос о радиоприемниках с высокой избирательностью. В России производством детекторных радиоприемников с высокой избирательностью занимались различные фирмы. Наиболее известные конструкции принадлежали РОБТиТ (Русское общество беспроводной телеграфии и телефонов) и Радиотелеграфному заводу Морского ведомства (РЗМВ), рис. 8. В их конструкциях радиоприемников, в зависимости от условий радиоприема, с помощью переключателя, выбиралась простая схема (один входной колебательный контур) или сложная (несколько связанных входных контуров). В приемниках РОБТиТ использовались детекторы, имеющие рабочий контакт образованный парой цинкит-халкопирит, а также пары различных кристаллов со стальной иглой, рис. 9.
Отличительной особенностью конструкции детекторов РЗМВ являлось наличие в держателе сразу трех кристаллов, любой из которых можно было использовать при приеме радиосигналов. Детекторный радиоприемник конструкции РЗМВ входил в комплект радиостанции установленной на знаменитом крейсере “Аврора” феврале-марте 1917 года.
(продолжение следует)
Радиоприемники с
Радиоприемники с кристаллическим детектором получил в начале широкое распространение в армии, а с появлением в 20 годы 20 века сети широковещательных радиостанций и в быту, рис.10.
Детекторный приёмник с кристаллическим детектором и наушниками был долгое время самым распространенным радиоприемным устройством благодаря своей простоте и дешевизне. В настоящее время интерес к конструированию детекторных радиоприемников для приема радиовещательных станций поддерживается в основном радиолюбителями, которые стремятся с помощью простых радиоприемных, без источника постоянного тока и малом количестве радиодеталей в схеме, получить громкоговорящий прием радиопрограмм.
Литература:
Использованы материалы:
Пестриков В.М. Приемник переживший века//Радиохобби (http://radiohobby.da.ru) 2001. - N6. - С.2-3.