Читать онлайн «Радио на службе у человека». Страница 5

В последние годы стали делать лампы с металлическими баллонами.

Для «излучения» электромагнитных волн в пространство применяется так называемая антенна. В самом простом виде — это длинный прямолинейный провод, находящийся в пространстве. С этим проводом и соединяют источник электромагнитных колебаний — колебательный контур. Таким образом, возникающие в колебательном контуре быстро меняющиеся электрические силы пере — даются на антенну. В антенне образуется быстро меняющийся ток. Вокруг неё возникают меняющиеся магнитные и электрические силы. Так рождаются электромагнитные волны в пространстве. Как уже было сказано, они распространяются в нём с громадной скоростью — 300000 километров в секунду.

С помощью антенны можно уже легко производить передачу условных телеграфных сигналов (по азбуке Морзе). Для этого достаточно приключать антенну к колебательному контуру лишь на отдельные промежутки времени — короткие и длинные. В результате в пространство будут «излучаться» короткие и длинные электрические сигналы.

Простейшая прямолинейная антенна была изобретена А. С. Поповым. Это было его важнейшей заслугой. В последующие годы антенна была значительно усовершенствована. Антенны современных радиостанций представляют собой весьма сложные сооружения; примером может служить антенна сверхмощной, наиболее современной радиостанции, построенной в СССР в годы войны (рис. 11). Эта антенна обеспечивает бесперебойную радио — связь Советского Союза с Соединёнными Штатами Америки.

Звуковые волны, посылаемые камертоном, можно воспринять ухом. Они же могут привести в заметные резонансные колебания другой камертон, если он будет иметь такой же период колебаний. Подобно этому, как вы пом — ните, при пении начинает колебаться струна.

Но как обнаружить электромагнитные волны, посылаемые радиостанциями? Ведь на наши органы чувств они не действуют. В этом случае приходится прибегать к помощи специальных аппаратов; их называют радиоприёмниками.

Одной из основных частей радиоприёмника является приёмная антенна. Что представляет собой антенна, вы уже знаете. На неё непосредственно и действует приходящая электромагнитная волна. Изменение магнитных и электрических сил, создаваемое волной, вызывает в антенне и соединённом с ней электрическом колебательном контуре быстро изменяющиеся электрические токи.

Для чего нужна антенна в радиоприёмнике? А вот для чего. Дело в том, что электромагнитная волна воз — действует на каждый сантиметр длины антенны. Таким образом, чем длиннее антенна, тем большие электрические колебания в ней возникают.

Но здесь возникает затруднение другого рода. Ведь вокруг радиоприёмника проходит очень большое число электромагнитных волн. Множество различных радиостанций работают в одно и то же время — посылают в пространство электромагнитные сигналы.

Каким же образом можно отличить, выделить сигналы нужной нам станции? Для этого приёмный электрический контур регулируется или, как говорят, «настраивается» на какую-либо одну определённую радиоволну.

Эта настройка заключается в том, что период колебаний приёмного контура делают одинаковым с периодом колебаний, создаваемых электрическим контуром передающей радиостанции. В этом случае резонансные колебания, возникающие в приёмном контуре, оказываются очень сильными по сравнению с колебаниями, вызываемыми другими радиостанциями, имеющими иной период. Таким образом, явление резонанса позволяет выделить желаемые сигналы.

Но сигналы нужно сделать ещё слышимыми. Это делают приборы — «детекторы», т. е. обнаружители. Все детекторы, несмотря на разнообразие их типов, выполняют одну и ту же роль — они превращают ритмичные изменения тока, т. е. чередующиеся возрастания и убывания его, в «толчки» тока одного направления — в пульсирующий ток. Этот ток поступает в катушку телефона, имеющегося в приёмнике. Толчки тока воздействуют на мембрану телефона; мембрана смещается, и в телефоне слышен щелчок — признак приёма сигнала.

Роль детектора успешно выполняется электронной лампой, похожей на ту лампу, которая используется для создания электромагнитных колебаний.

Если бы силу (размах) электромагнитных колебаний в радиопередатчике можно было изменять по своему желанию, то соответственным образом менялась бы и сила принимаемого сигнала. Но тогда на мембрану телефона в приёмнике действовали бы уже не постоянные по величине силы, она прогибалась бы различно, и, следовательно, создавала бы различные звуки.

Но как можно воздействовать на размах электромагнитных колебаний радиопередатчика?

Вспомните, что работа лампового источника электромагнитных колебаний зависит от величины быстро меняющихся электрических сил, возникающих на сетке его лампы. Поэтому можно ожидать, что если удастся создать на сетке электронной лампы добавочные электрические силы, меняющиеся сравнительно медленно, с частотой звуковых колебаний, то цель будет достигнута — размах колебаний будет изменяться нужным для нас образом.

Получение электрических токов, меняющихся при изменении какого-либо звука, осуществляется при помощи так называемых «микрофонов». Простейшим и широко распространённым является угольный микрофон. Основная часть его — угольная пластинка — мембрана. Эта пластинка касается слоя угольного порошка и более или менее сильно давит на него (в зависимости от её прогиба под влиянием звуковых волн). Чем сильнее сжимается порошок, тем большей силы ток через него протекает. Уменьшается сжатие — уменьшается сила тока. А изменения сжатия порошка мембраной зависят от звука, произносимого перед микрофоном. Таким образом, когда перед микрофоном произносятся какие-либо звуки, сила протекающего в нём тока постоянно меняется. Это изменение электрических сил вызывает изменение магнитных сил; последние, в свою очередь, сопровождаются изменением тех электрических сил, которые передаются на сетку лампы источника электромагнитных колебаний. Благодаря этому размах колебаний, создаваемых источником, не остаётся всё время постоянным — он меняется в соответствии с изменением звука, произносимого перед микрофоном.

Допустим, что перед микрофоном играет оркестр, поёт артист или просто произносится речь. Тогда изменения электрических сил в микрофоне будут происходить в соответствии с изменениями характера звука. Воздействуя на сетку лампы радиопередатчика, эти электрические силы изменяют размах колебаний радиопередатчика, излучающего электромагнитные волны. Эти же изменения будут получаться и в контуре приёмника, и телефон приёмника воспроизведёт те звуки, которые звучали перед микрофоном передатчика.

Таким путём и осуществляется радиотелефония. Однако радиосигналы, принимаемые от отдалённых станций, оказываются очень слабыми, и телефон звучит чуть слышно.

Чтобы сделать эти сигналы более мощными, радиотехника применяет так называемые усилители, которые позволяют увеличить громкость звука в сотни тысяч раз! Важнейшей частью усилителя является опять же электронная лампа, подобная той, которая была рассмотрена при описании лампового источника электромагнитных колебаний (стр. 22).

Лампа может быть изготовлена так, что очень незначительные колебания электрических сил на сетке лампы будут сильно изменять ток, текущий через лампу. При этом в электрических контурах, присоединённых к лампе, получаются очень сильные колебания электрических сил, которые снова подаются на сетку следующей лампы, где они снова усиливаются. Повторяя усиление несколько раз, можно в конечном счёте получить весьма значительные по размаху токи, под действием которых будет сильно колебаться не только маленькая мембрана обычного телефона, но и способная совершать механические колебания подвижная система мощного громкоговорителя.

Звук, даваемый обычным телефоном, слабее звука, который может издать человек. Современные же большие громкоговорители способны создавать звуки настолько мощные, что нужно было бы заставить несколько миллионов человек кричать одновременно, чтобы получить такой же сильный звук!

Применение усилителей позволяет обнаруживать весьма слабые и незаметные явления. Так, помимо бесчисленных других применений, усилители применяются для выслушивания шумов, создающихся при биениях сердца, хрипов в лёгких и других звуков, представляющих интерес для врачей. Усилители дают возможность людям, страдающим частичной глухотой, слушать обычный разговор (он усиливается в небольшом аппарате, который глухой носит с собой). Физики смогли услышать шумы, которые получаются в железе при постепенном его намагничивании; для этого понадобилось усиление почти в миллион раз!