Автор: Георгий Члиянц (UY5XE)
После окончания Первой мировой войны появилась группа энтузиастов-радиослушателей, а их хобби - послужило "стартом" в развитии мирового радиовещания.
С этого времени радиовещание начало бурно развиваться. Многие фирмы, которые производили военную аппаратуру, начали производство бытовых радиопри?мников. Естественно, начался рост и самих вещательных радиостанций, которые открывали газеты, универмаги, всевозможные институты и т.д.
В 1920 г в Питтсбурге (США) начала работать первая крупная радиовещательная станция, которая была построена под руководством Ф.Конрада. К 1922 г в США их уже имелось 30, а к 1924 г - свыше 500.
[Примечание: Первые опыты по радиотелефонии проводились в 1903 г А.С.Поповым и С.Я.Лифшицем, а первый радиотелефонный передатчик был построен Александром Мейсснером в Германии в 1913 г.]
Вполне естественно что, когда началось регулярное вещание, в подавляющем большинстве радиослушателями использовались детекторные приемники.
Детекторные приемники характеризовались недостаточной чувствительностью и нестабильностью (как отмечали специалисты того периода - "своенравностью") кристалла. Однако, они имелись в широкой продаже и были относительно недороги. Что же касается радиолюбителей, то схема такого приемника была доступна для его изготовления самостоятельно в домашних условиях (включая и "выращивание" самого кристалла детектора). Созданные, примерно в тоже время, вакуумные ламповые: в 1904 г диод Джоном Амброзом Флемингом и в 1906 г триод ("аудион") Ли де Форестем (патент от 1907 г) были гораздо более надежными, что в скором времени прекратило широкое применение кристаллических детекторов и выпуск самих детекторных приемников. Следующим этапом в развитии техники радиоприема было создание регенеративной схемы, которую (независимо друг от друга) предложили в 1912-1913 гг: американцы - Ли де Форест (на базе своего "аудиона"), майор Эдвин Говард Армстронг [член клубной ЛРС 1BCG] и Ирвинг Лэнгмюр, англичане - К.Франклин и Х.Раунд, немец Александр Мэйсснер и австриец З.Штраус. В 1913 г англичанин У.Томпсон изобрел рефлексную приемную схему. [Примечание: В 1917 г Армстронг был удостоин американским Институтом радиоинженеров (ИРИ) медали "Почета" за работы по регенерации и генерации колебаний. Однако, после 20-летнего судебного разбирательства Верховный суд США признал авторитет Ли де Фореста в данных работах и Эдвин Армстронг хотел вернуть медаль ИРИ, но его Совет директоров единогласным решением отказался ее принять и вновь подтвердил ее присуждение Армстронгу.]
В регенеративных приемниках энергия высокой частоты подводилась из цепи анода в цепь сетки для получения положительной обратной связи на несущей частоте, благодаря чему увеличилась чувствительность схемы. Переход к регенеративным схемам представлял собой шаг вперед в создании приемников значительно более высокой чувствительности. Кроме того, они обеспечивали большое усиление слабых сигналов и малое усиление сильных. В 1918 г Армстронгом был избретен сверхрегеративный приемник. К началу 20-х годов данный класс радиоприемников достиг наивысшей степени развития и полностью вытеснил детекторные приемники.
[Примечание: Наиболее полное объяснение явлений, на которых основана работа сверхрегенератора, позднее дали советские физики Г.С.Горелик и М.Л.Гинц. И в настоящее время еще применяется сверхрегенерация в приемниках с параметрическим усилением. Их относительно широкая полоса пропускания, устойчивость и высокое усиление используются для работы в так называемом "S-диапазоне" (10 см).]
Наибольшее распространение получили три типа таких приемников: "Westinghouse Radiola", "Clapp-Easthan" и "Grebe". Каждый из них имел детектор и двухкаскадный усилитель низкой частоты (УНЧ). В некоторых случаях УНЧ продавался отдельно. В то время для радиовещания использовались только две частоты: 883 кГц и 1 МГц. Однако многие радиослушатели хотели принимать сигналы с кораблей (частота 500 кГц) и передачи любительских радиостанций (ЛРС), работающих в то время в "коротковолновом" диапазоне (1,2-1,5 МГц), что и определяло частотный диапазон приемников тех лет.
Однако, работа как с регенеративными, так и с сверхрегенеративными приемниками была связана с серьезными трудностями, т.к. при слишком сильном повороте регулятора регенерации они могли легко перейти в режим генерации. При работе приемника, настроенного на частоту станции (или вблизи нее), он создавал в режиме генерации интерференционные свисты в расположенных по соседству других приемниках, настроеннных на сигналы этой же станции. Вскоре приемники этого типа стали вызывать недовольство потребителей, так как отличались сложностью в настройке и было совершенно невозможно отрегулировать их так, чтобы при приеме сигналов одной и той же станции указатель настройки всегда занимал одно и то же положение на шкале.
Следующим этапом было создание Аланом Хэзелтайном в 1918 г нейтродинной схемы. По существу, она представляла собой перестраиваемый усилитель высокой частоты (УВЧ), в котором использовался особый способ нейтрализации: часть анодного тока соответствующей амплитуды и фазы ответвлялась обратно в цепь сетки для уравновешивания или нейтрализации влияния междуэлектродной емкости "сетка-анод". Это обеспечивало устойчивость работы и предотвращяло возникновение автоколебаний. В 1922 г Хэзелтайн разработал в чертежах радиоприемник с цепью нейтрализации. Он представлял собой рефлексный нейтродин, в котором применялись 3 лампы и 3 контура, каждый из которых настраивался по отдельной шкале. Его видоизмененный вариант (на пяти лампах) был выпущен в продажу фирмой "Freed-Eismann" в 1923 г.
[Примечание: За работы по полному математическому расчету нейродинной схемы "Радиоклуб Америки" наградил в 1937 г профессора А.Хэзелтайна медалью "Армстронга".]
Одновременно с работами по нейтродинным схемам радиоприемников ряд инженеров в 1918 г работали над проблемой получения колебаний сверхзвуковой частоты методом гетеродирования (т.н. супергетеродинный метод). Пионерами в этой области были: француз Л.Леви, англичанин Раунд, немец В.Шоттки и Армстронг (базой для их работ послужило изобретение в 1912 г американцем Реджинальдом Фессенденом гетеродинного генератора и предложенная в 1918 г американцем У.Кэди кварцевая стабилизация генераторных схем).
Непосредственно результатом работы Армстронга явилось создание в 1921 г супергетеродинного приемника.
[Примечание: Все его изобретения быстро принимались промышленностью, причем часто с нарушением его патентных прав. Так например, из-за многолетних судебных тяжб с фирмой "Radio Corporation of America" ("RCA") Э.Г.Армстронг в 1954 г трагически покончил жизнь самоубийством.]
В супергетеродинных приемниках принимаемый сигнал смешивался в нелинейном устройстве (вначале он назывался "первым детектором", позднее - "преобразователь" или "смеситель") с колебаниями генератора, образуя сигналы двух новых частот, равные сумме и разности частот сигнала и генератора. Сигнал разностной частоты подавался на усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Вначале частота УПЧ была принята равной 42 кГц, с 1930 г - 175 кГц, а с 1938 г - 455 кГц. Усиленный сигнал поступал на детектор (назывался "вторым детектором", позднее - просто "детектором"), выделяющий напряжение низкой частоты, которое подводилось к УНЧ. Цепи антенны и усилителя высокой частоты (УВЧ) характеризовались относительно невысоким усилением и избирательностью.
Первые супергетеродинные приемники (конструктор Хаук; 6 ламп UV-199), поступившие в открытую продажу, были изготовлены фирмой "General Electric" ("GE") и начали продаваться в марте 1924 г фирмой "RCA", которая до 1929 г не занималась непосредственным изготовлением аппаратуры, а была только посредником в ее реализации у других фирм-изготовителей ("GE", "Westinghouse" и корпорации "AT&T"). Настольный его вариант (неподвижная, встроенная рамочная антенна; без громкоговорителей; отсек для батареи питания) был известен под названием "Radiola Superheterodyne Second Harmonic". Этот же приемник в консольном оформлении (встроенная, поворотная рамочная антенна; рупорный громкоговоритель) получил название "Radiola Super VIII".
Очередным этапом в развитии радиовещания стал конец 20-х - начало 30-х годов, когда началась разработка и выпуск автомобильных приемников. Первые такие приемники выпустила в 1927 г фирма "Transitone" (в 1931 г она была куплена фирмой "Philko", и выпускаемая ею продукция получила новую марку - "Philki-Transitone"). В 1929 г начала выпускать автомобильные приемники фирма "Motorola". У данного класса приемников питание накала осуществлялось от автомобильного аккумулятора (6 В), а питание анодных цепей от трех сухих батарей с напряжением по 45 В каждая. С 1931 г фирма "Motorola" стала выпускать для своих приемников как вмонтированные внутрь их корпусов, так и выносные вибропреобразователи.
Сразу после окончания Второй мировой войны массовый выпуск блоков переменных конденсаторов был затруднен. Поэтому как в бытовых радиовещательных, так и в автомобильных приемниках широкое распространение получила т.н. "магнитная настройка".
Одним из заключительных этапов в развитии радиовещания первой половины XX века принято считать создание класса приемников частотной модуляции (ЧМ). Идея использования ЧМ в радиовещании принадлежит Армстронгу, который много лет пытался найти средство для уменьшения влияния атмосферных помех. В конце 1933 г он начал работу по созданию широкополосной системы ЧМ, с помощью которой оказалось возможным устранить влияние атмосферных и большинства промышленных помех. В апреле 1935 г им было объявлено об окончании разработки и получении отличных результатов эксперимента: дальность приема передачи в диапазоне 7 м ЧМ-сигнала, по отношению к АМ-сигналу, возросла в 4 раза (с 40 до 160 км). Передав сигналы обоих видов с антенны, установленной в 1931 г на небоскребе "Эмпайр стейт билдинг" (Нью-Йорк), в свою лабораторию в Хэддонфилле (шт.Нью-Джерси) очевидцы эксперимента отметили, что АМ-сигнал был полностью скрыт шумами, тогда как у ЧМ-сигнала шумы были вполне приемлемы. На разработку всех узлов ЧМ-аппаратуры (включая микрофоны и усилители звуковой частоты) Армстронг затратил свыше 1 млн. дол. Следует отметить, что сама идея предложенной ЧМ-система противоречила общепринятой в те года теории, развитой физиком Карсоном, работавшим в корпорации "AT & T". Основываясь на недостаточно общем математическом анализе ЧМ, Дж.Карсон в 1924 г провозгласил: "От радиошумов, как от бедности, никогда не удастся освободиться". В ЧМ-системе несущая частота модулировалась колебаниями звуковой частоты от 15 до 100 кГц. В 1939 г в США уже работало 5 ЧМ-станций и 15 готовились к выходу в эфир. С 1941 г в Новой Англии начала работать первая сеть ЧМ-станций, получившая название "Yankee Network". С 1940 г в большинстве стран был принят диапазон частот для ЧМ-вещания 42-50 МГц, а с 1945 г - 88-108 МГц. В 1946 г было предложено в качестве стандарта значение ПЧ для ЧМ-приемников 10,7 МГц и было рекомендовано применять для соединения антенны и приемника линии с волновым сопротивлением 300 Ом.
В заключение отметим, что "отцы" эры радио, на первых порах, к самой идее создания радиовещания относились весьма пессиместически. Гульельмо Маркони не видел нужды в коммерческом радиовещании и предпочитал, чтобы "краеугольным камнем его беспроволочного телеграфа оставалась азбука Морзе"; Ли де Форест заявил, что оно "лишит радио его важнейших жизненных сил и уничтожит все, что есть в нем полезного". Тем не менее вопреки их пессимизму конец первой половины ушедшего столетия можно безошибочно назвать золотым веком радиовещания.
КОРОТКО:
- В 1922 г. молодой сотрудник Hижегородской лаборатории Олег Владимирович Лосев [1901-1942] открыл возможность генерирования высокочастнотных электрических колебаний кристалическими детекторами и изобрел т.н. кристадин (фактически радиоприемник без усилительного каскада).
- 25 апреля 1925 г "Рабочая газета" отмечала: "25 марта 1925 года в Америке на острове Пуэрто-Рико в городишке Сан-Жуан радиолюбитель Льюис Рескач в 10 часов вечера настроил свой приемник и приготовился слушать концерт ближайшей радиостанции. Он уже уловил первые звуки, как вдруг в ухо со страшной силой ворвалось: "Всем, всем, всем... Работает РДВ. Мы проводим опыты радиопередачи. Антенна состоит из прямого вертикального провода длиной 105 метров. Ток в антенне 10 А. Радиостанции Америки, Африки и Австралии, дайте квитанцию по телефону по следующему адресу: Россия, Нижний Новгород, радиолаборатория...". РДВ - позывной радиостанции им.Комитнерна, которая была установлена в Москве, на кривой улочке Гороховой, в маленькой комнатушке, уставленной всяческими приборами. Во время этой первой передачи очень сильно волновались находящиеся там три человека: профессора - Бонч-Бруевич и Татаринов и начальник радиостанции Хомич. В своем письме Л.Рескач восторженно отмечал: "...Ваши сигналы были достаточны для того, чтобы держать связь с планетой Марс или Юпитер и были очень устойчивы. Ваша станция была первой из большевистских станций, которую я слушал".
- В 1925 г молодой украинский инженер Никитин на одноламповый регенератор принял на средних волнах передачи радиостанции Шенектеди (США).
- 26 февраля 1926 г в "Известиях ЦИК СССР и ВЦИК" было опубликовано Постановление СНК СССР "О радиостанциях частного пользования", что легализовало радиослушателей (в части разрешения на установку индивидуальных радиоприемников).
- В мае 1927 г между харьковскими и киевскими шахматистами через харьковскую радиостанцию Наркомпроса и киевскую радиовещательную станцию проходил первый в СССР шахматный матч по радио, вызвавший большую заинтересованность у слушателей.
- В этом же году появились сообщения о том, что антенны, поднятые на воздушных шарах, привлекают внимание англичан. Эти антенны, поднятые на высоту 800 м при помощи воздушного шара, по словам англичан, дают возможность принимать на несложные приемники такие отдаленные станции, как североафриканские. Об этих антеннах пишет и французская газета "СУАР", уверяющая, что одним из любителей в Южной Африке были приняты на кристаллический детектор североамериканские радиостанции, находящиеся на расстоянии 8000 миль от пункта приема.
Литература и источники:
1. "Труды Института радиоинженеров - ТИРИ" (Proceedings of the IRE) ["ИЛ"; М.; 1962, две части (1517 c.)].
2. "100 лет радио" (под ред. акад. РАH В.В.Мигулина и засл. работ. культ. РФ А.В.Гороховского) ["Радио и связь"; М.; 1995].
3. Георгий Члиянц. "Радиолюбители и развитие телерадиовещания в Украине" ["ТЕЛЕРАДИОКУРЬЕР", Киев; #6/1999 (c.83-85)].
4. Г.Члиянц. "История развития радиовещания" ["История науки и техники"; М.; #7/2002 (c.22-25).
Комментарии