7 мая – День радио
В преддверии этого праздника надо вспомнить историю изобретения «радиокондуктора» Александром Степановичем Поповым. Речь пойдёт о детектировании радиосигналов.
Знакомый нам детекторный приёмник происходит от слова детектор, выпрямитель. Однако в истории известны несколько способов детектирования сигналов, иначе говоря, несколько разных устройств, осуществляющих детектирование. Это – трубка Бранли, радиокондуктор Попова, «кошачий ус» Г. Пикарда, «карборунд» Г. Данвуди, двухэлектродная лампа Флеминга, детектор Д. Боше, ртутный когерер Маркони.
Все они, созданные в разное время и разными исследователями, считаются детекторами по своим свойствам. И в прежнее время тоже бушевали нешуточные страсти и соревнования в первенстве у изобретателей, хотя и возникало меньше споров, чем о первенстве изобретения радиотелеграфа.
Каждый из перечисленных изобретателей по-своему ценен для международной копилки знаний – науки, и каждый добавил что-то своё. К примеру, именно Боше ввёл понятие «детектор».
Оказывается, над темой детектирующих ток устройств в своё время работали не только Попов и Маркони. Но Александр Степанович Попов прославился изобретением нового типа когерера, свойства которого связаны с реакцией платины и окисных плёнок, что позволяло внимательному уху воспринять сигнал даже с помощью капсюля-наушника от телефонов. В начале ХХ века это использовали в опытах Минного класса в Кронштадте, где также преподавал Попов. Таким образом, доподлинно известно, что в Минном классе «лаборатории Попова» в конце XIX века телефон уже употреблялся для изучения электрических колебаний.
А.С. Попов запатентовал своё изобретение детекторного приёмника в нескольких странах (Российская империя, Радиокондуктор, 1900 г., Англия, 1900 г., Декогер (декогерирующий прибор), США, 1903 г., Испания, 1900 г., а также в Швейцарии и Франции). В данном ключе понятия когерер (в некоторых источниках – кохерер) и радиокондуктор, декогерер и детектор по смыслу аналогичны. «Неразбериха» случилась позже, и не только с датами, а значит, и с первенством, но и с названиями, ведь каждое запатентованное изобретение А.С. Попова в области детектирования и радио имело разное уточняющее название.
Более того, в американском патенте 1903 года фамилия автора записана как Popoff, а в английском патенте, признанном научным сообществом на три года ранее, – Popov. И описания этих патентов (пояснительных) по смыслу отличаются от патентов американских исследователей. К слову, об американском патенте Попова ещё в начале XXI века знали только профильные специалисты, интересующиеся историей.
В одном из двух вариантов запатентованного (март 1903 г.) А.С. Поповым в США детекторного приёмника предложена схема с простым, как сказали бы сегодня, согласующим трансформатором, первичная обмотка которого включена в цепь детектирующего элемента – радиокондуктора.
Вторичная обмотка трансформатора (в патенте Попова 1903 года называется индукционной бобиной) подключена непосредственно к индукционной катушке телефона. При экспериментах с этой схемой отмечалась «повышенная» слышимость в телефоне за счёт резонансного усиления сигнала.
По общему правилу первенство научного открытия остаётся за исследователем, зафиксировавшим его в соответствующем патенте. К примеру, если заявка поступила в1900 году, а патент выдан в 1903-м, то и его действие начинается с 1903 года. Но мы не лишены возможности знать историю радио и вспомнить подробности: 127 лет назад 7 мая 1895 года А.С. Попов после экспериментов реально продемонстрировал связь без проводов и первый приёмник радиоволн. Случился этот доклад на заседании Русского физико-химического общества.
В научном мире за Поповым в части изобретения первого детекторного приёмника прочно закрепилось первенство описания действия когерера с металлическим окисленным порошком. Но что за химия такая?
Радиокондуктор Попова в одном из наиболее известных опытов представлял хорошо просушенную, герметичную стеклянную трубку, внутри с помощью клея установлены две ленточки из платины, опылённые крупинками стали и «обладающие многочисленными участками с окисленной поверхностью», – фраза из запатентованного Поповым изобретения. Мельчайшие частицы угля, помещённые в корпус с вставленными туда двумя электродами-стержнями (в иных опытах – из металла и графита). При подключении такой конструкции в электрическую цепь с приложением напряжения случилось интересное явление: при акустическом воздействии на угольный порошок сила тока в цепи менялась. Так появился угольный микрофон, принцип действия которого на протяжении ХХ века оставался неизменным. Это круглой формы с перфорацией деталь, которую можно было вынуть из трубки «уличного» телефона-автомата в былые времена, сегодня – анахронизм эпохи.
Казалось бы, зачем вся эта история нашим читателям в «просвещённый» век, когда можно «погуглить» и получить всё примерно то же, но сказанное иными словами? А вот зачем.
Радиосвязь, предвестница сотовой, великая вещь. Практикующие «дальние связи» радиолюбители, которых в стране сохраняется достаточное количество, осведомлены, что при техническом отключении интернета и сотовой связи информационные каналы станут недоступными. Смысл «кошельков» с деньгами на карточках нивелируется, но останется связь по радио, для которой нужно сетевое электрическое питание, а в локальном масштабе – для небольших по мощности радиостанций только аккумуляторы или батареи.
На какое-то время их хватит. Для слабого прослушивания, принятия сигналов из эфира на ДВ и СВ, в крайнем случае, вообще питания не нужно: простейший детекторный приёмник их примет, а наушник – озвучит. Главное – наличие в эфире передающих станций, за сотни и тысячи километров какие-то будут работать, добротная антенна и заземление: один конец катушки-антенны обязательно «заземляется» с помощью провода. С этим даже малым знанием можно получить пусть и слабый, но сигнал радиоэфира. Когда нет иного способа, получение информации может спасти жизни. Мы говорим о практической идее, которую при желании можно воплотить. Поясним, что эта статья не является точным указанием на то, как и что нужно подключить в электрическую цепь.
Простейший приёмник для радиосигналов состоит из катушки-антенны и старого «головного» телефона – наушника. Старого или специального потому, что телефонный капсюль должен обладать большим сопротивлением току, в тысячу Ом; чем больше – тем лучше. Иногда сам высокоомный телефон является приёмником, а антенной – катушка внутри него. Для этой цели китайские наушники не подходят, сопротивление их катушки в несколько раз меньше требуемого. Приёмник без выпрямительного диода – детектора и конденсатора, не обладает избирательностью и будет принимать много радиостанций сразу. Сделать антенну простейшего приёмника, как один из вариантов, несложно человеку, имеющему с собой транспортную карту Proximity card. Разрежем её вдоль и разъединим две части. Увидим катушку тонкого трансформаторного провода из нескольких сот витков, уложенного по периметру карты. Это антенна для трансляции информации в чипе, его инициализации, идентификации в электронных устройствах кодового доступа. Она же послужит антенной для приёма сигналов. Сопротивление постоянному току представленной «антенны» 18 килоОм. Разумеется, остаются нюансы – как это всё подключить, но мы теперь говорим о самой идее прослушивания радиосигналов, когда нет под рукой ничего другого.
Даже простое, на коленке, подключение катушки в приёмник вместо «магнитной» и выносной антенны – телескопического штыря, обеспечило приём радиосигнала коротких волн.
Идея для последующей разработки ещё ждёт своего Попова или Маркони, но очевидно, что плоская катушка из транспортной карты может стать альтернативной антенной для простейшего радиоприёмника, созданного по типу детекторного, состоящего из антенны и высокоомного капсюля от наушников – вся «система» работает без элемента питания. На школьных уроках физики все проходили это, только позабыли отчасти. Радио – подзабытый теперь, но малозатратный способ связи, в том числе с корреспондентами, находящимися за тысячи километров, выручающий иногда в критических ситуациях. Для связи по радио контроль интернета или его блокировка не являются помехой.
И ещё одна важная возможность – вызов помощи по радиоканалу.
Андрей Петрович КАШКАРОВ