БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ РАДИОПЕРЕДАЧА И РАДИОПРИЕМ
передача и прием сигналов в радиотелеграфе помощью автоматически действующих телеграфных аппаратов со скоростями,недоступными для слухового приема, т. е. выше 30 слов в минуту. Б. р. и р.— одно из важнейших достижений современной радиотехники—нашли применение в радиотелеграфе: 1) для повышения пропускной способности радиосвязи, что дает возможность понизить радиотелеграфные тарифы; 2) в целях более продуктивного использования для обмена тех непродолжительных периодов за сутки (у нас летом), когда сила атмосферных разрядов значительно падает; 3) как средство для рационализации эксплоатационной службы радиотелеграфа. Задача использовать телеграфные аппараты в радиотелеграфе получила практически удовлетворительное решение лишь после проникновения в радиотехнику электронных ламп. При современных возможностях радиотехники решение этой задачи наибольшие трудности встречает в части радиоприема, а потому возмож-
ности радиоприема и фиксируют общие достижения быстродействующих радиопередачи и радиоприема.
Быстродействующая радиопередача обычно производится телеграфными трансмиттерами Уитстона или Кри-да; последи, является усовершенствованием первого, а потому он постепенно заменяет собой в эксплоатации трансмиттер Уитстона. Контакты трансмиттера включаются или в местную цепь мощного реле, которое рвет
генераторный контур, или цепь питания передатчика, или в цепь, воздействующую на сетку специальной лампы, управляющей излучением передатчика, без посредства реле и заменяющей это последнее. Первый способ требует применения специальных реле; однако эти реле (например реле Крида, разработанное для манипуляционной мощности 300 kW) в эксплоатации оказываются сложными, а потому мало рациональными. В последнее время нашли применение более совершенные и конструктивно более простые реле,меньшей мощности,управляющие излучением передатчика помощью специальных электрических устройств. В Германии фирма Телефункен для этих целей использует манипуляционный дроссель системы Осноса (фиг. 1), принцип действия которого заключается в том, что постоянный ток в цепи реле, подмагничивая сердечник дросселя, вызывает расстройку в цепи высокой частоты машины. Аналогичное устройство, называемое «магнитным модулятором», применяется в машин, передатчиках в Америке. В магнитном модуляторе (фиг. 2) расстройка получается в контуре, связанном
с антенной и поглощающем энергию из последней при разомкнутом ключе. В ламповых передатчиках конструкция реле может быть еще проще, так как излучением передатчика можно управлять помощью реле, воздействующего на цепь Сетки, в которой мощности вообще невелики. Однако, в виду некоторых трудностей получения отчетливой работы, особенно при больших мощностях (свыше 20 kW) и больших скоростях, в некоторых
ламповых передатчиках (наприм. Маркони) используется метод манипуляции помощью расстройки в промежуточном контуре. В мощных ламповых передатчиках (например Регби, Англия, 500 kW), составленных по схеме независимого возбуждения с рядом каскадов мощного усиления, манипуляция производится одновременно в нескольких местах схемы (напр., в передатчике Регби—в трех местах-: в независимом генераторе и в двух промежуточных каскадах усиления на расстройку). В быстродействующих коротковолновых передатчиках манипуляция осложняется тем, что она д. б. увязана с устойчивостью волны излучения при работе ключом. Обычно здесь она осуществляется или методами расстройки или помощью специальной абсорбирующей лампы, на которую переводится нагрузка промеясу-точного каскада усиления при паузах между сигналами. На фиг. 3 показано такое устройство в передатчиках К0 Маркони.
Быстродействующий радиоприем для своего осуществления требует: 1) значительного усиления принятых сигналов и 2) трансформирования принятых сигналов с высокой или низкой частоты в свой первоначальный вид, какой они имели в цепи трансмиттера в месте радиопередачи. Для второй цели слуясат выпрямительные схемы, которые трансформируют токи низкой (или высокой) частоты сигнала путем выпрямления и сглаживания их в токи пульсирующие, в результате чего к ресиверу сигналы подводятся в таком же
виде, в каком они получаются с линии в проволочном телеграфе. Требуемая степень усиления сигналов зависит: 1) от силы принимаемых сигналов, 2) от скорости работы и 3) от чувствительности применяемой схемы выпрямителя.
Усилительная установка для быстродействующего радиоприема должна: 1) иметь большую избирательность, но не в ущерб отчетливой работе, 2) быть безусловно устойчивой в работе. Усилительная часть установки обычно содержит в себе: 1) ряд настроенных каскадов высокой частоты (3—4), к-рым предшествует несколько избирательных контуров; 2) гетеродин для получения биений на низкой частоте; 3) фильтры низкой частоты; 4) один-два каскада усиления низкой частоты. Некоторое распространение нашли схемы многократного гетероди-нирования с усилением на промежуточ. частотах, особенно для приема коротких волн.
Чувствительность выпрямителя может быть определена крутизной его статической
характеристики. Задача выпрямления сигналов в быстродействующем радиоприеме решена несколькими путями. Простейшей выпрямительной схемой является схема (фиг. 4) с использованием нижнего перегиба анодн. характеристики лампы. Выбор лампы определяется чувствительностью реле. При реле, которые работают от тока силы 1 — 2 тА, применяют-
ся обычные приемные электронные лампы (например лампы микро). Для реле менее чувствительных применяются лампы с большей эмиссией или две в параллель, к-рые дают суммарный эффект. Недостатки этой схемы: 1) малая чувствительность требует очень значительных предварительных усилений, что для условий идеальной стабильности усилителя вызывает нек-рые осложнения; 2) трудность получения формы сигнала, требуе-
мой для отчетливого радиоприема с очень большими скоростями. По этим причинам в технике радиоприема стали находить применение более сложные, но более совершенные схемы выпрямителей. На фиг. 5 показана схема с каскадным включением ламп, значительно более чувствительная, чем схема, показанная на фиг. 4. Это видно из фиг. 6, где кривая I изображает статическую характеристику выпрямителя по схеме фиг. 4, кривая II—то же для двух ламп в параллель и кривая III—для двух ламп по схеме фиг. 5. Все характеристики относятся к случаю применения ламп микро при анодном напряжении 80 V. На фиг. 7 приведена схема с 3 каскадами. Эта схема, помимо своей чувствительности (кривая IV фиг. 6), замечательна также тем, что она является ограничительной для сигналов. Это видно из характера кривой IV фиг. 6. Ограничивающее действие обусловливает лампа 2 (фиг. 7); при действии сигнала возрастающий ток в анодной цепи лампы 1 через сопротивление i?! задает
на сетку лампы 2 отрицательное напряжение, вызывающее спадание анодного тока лампы 2 к нулю. После того как ток в аноде лампы 2 достиг нуля, дальнейшее увеличение напряжения от сигнала не
дает никакого эффекта. Если чувствительность реле велика, то можно ограничиться использованием только первых двух
ламп, включив реле вместо сопротивления Ez; в этом случае реле должно работать на спадание тока. Аналогичная по действию схема с использованием в первом каскаде
двухсеточной лампы показана на фиг. 8. Характеристика этой схемы (кривая V на фиг. 6) значительно круче характеристики схемы фиг. 7 при применении в ней
только 2 ламп (кривая III, пунктир). Схемы, работающие на спадание, для получения того же эффекта, к-рый дают схемы, работающие на возрастание тока, требуют повышен, анодного напряжения (на фиг. 6 кривые V и III даны
для анодного напряжения в 160 V). В схемах выпрямителей с генераторным режимом (фиг. 9) для воздействия на реле используются срывы и возникновения колебании.
На фиг. 6 показана для сравнения характеристика такого устройства (кривая VI). Преимущества этих схем: 1) большая чувстви-
тельность, 2) ограничительное действие. Основной недостаток — осложнения, вызываемые мероприятиями для ликвидации колебательного гистерезиса. Размеры колебательного гистерезиса для приемных ламп показаны на кривых фиг. 10. Для борьбы с гистерезисом, кроме способа Тернера, который применяет в схеме фиг. 9 в анодной цепи звуковой прерыватель, имеются предложения Куксенко, показанные в схемах фиг. 11 и 12. В первой схеме гистерезис
уменьшен до минимума тем, что срывы колебаний вызываются воздействием на колебательный контур анодного сопротивления, уменьшающегося при приеме сигнала. Во второй схеме контур I (при соответствующем расчете его) получает возможность возникновения генерации только при действии напряжения от сигнала на контур II, связанный и настроенный в резонанс с первым. 1-я схема работает на спадание, 2-я — на
возрастание тока. Схемы генерирующих выпрямителей пока еще не получили распространения, в виду неоднородности электронных ламп, выпускаемых на рынок, но за ними большое будущее. При применении неполяри-зованных реле двусторонний ток может быть получен от любой из приведенных схем, если в анодной цепи последней лампы применить соединения, показанные на схеме (фиг. 13). Здесь вспомогательная батарея Б2 при отсутствии тока через анод-нить (пауза) посылает через реле ток обратного направления; помощью сопротивления R этот ток м. б. подобран равным току обрати, направления при сигнале. На фиг. 14 показана хат>актеоистика та-
кого устройства (до смещения — кривая I, после смещения — кривая II). Неполяризо-ванное реле с 2 обмотками может работать от схемы фиг. 7, если одну обмотку включить последовательно с сопротивлением i?2
в анодную цепь 2-й лампы, а другую — в анодную цепь 3-й лампы. Равенство токов можно подобрать, изменяя или сопротивление R2 или напряжение батареи Бсз. При выносе выпрямительного устройства в центр (радиоузел), питание всех его цепей м. б.
осуществлено от сети постоянного тока, питающей моторы и местные цепи аппаратов. На фиг. 15 для примера показана наиболее сложная схема выпрямителя (фиг. 7) с централизованным питанием от цепи постоянного тока в 220 V. Централизованное питание м. б. осуществлено и от цепи переменного тока с применением кенотрона. Скорость Б. р. и р. Один из важнейших вопросов в Б. р. и р.—сохранение формы сигналов неискаженной при прохождении их через различные цепи аппаратов. В своем первоначальном виде сигналы имеют форму, показанную на фиг. 16
для буквы «а». Кривая такого вида с прямоугольной огибающей м. б. разложена анализом Фурье, для случая передачи точек, на ряд составляющих гармонич. частот:
Здесь a) = 2nF; F—частота точек
где
Т — продолжительность точки в ск.; пауза между сигналами также равна Т. Для сигналов, состоящих из точек и тире, получается спектр составляющих частот. На фиг. 17 показан спектр для буквы «а» (при Т=0,02 ск. и w—Q2 слова в 1 мин.). Зависимость между Т и скоростью передачи iv, выражаемой числом слов в мин. (считая за стандарт-
ное слово «Paris», состоящее из 5 букв, продолжительностью каждая в среднем 8Т), определяется уравнением
Для хорошей различаемости точек и тире необходимо, чтобы для приема в неискаженном виде сохранилась частота, равная утроенной основной
В цепях
реле передатчика искажения мало существенны и могут вызвать только некоторое опоздание начала и конца сигнала. Более существенны явления в цепях высокой частоты передатчика и приемника при манипуляции. Ток в контурах высокой частоты при действии сигналов с прямоугольной огибающей получает свое максимальное значение не сразу, а нарастает согласно уравнению
и спадает согласно уравнению

Т. о. передачу и прием по радио можно вести с тем большей скоростью, чем короче волна и больше затухание контуров. В части передачи увеличивать затухание не рационально, т. к. это приводит к бесполезным потерям в контурах передатчика. На фиг. 18 показана осциллограмма манипуляции (одновременно в двух промежуточных контурах) радиостанции Регби на Я =18 750 м при w=40 словам вм. Увеличение «Упри увеличении скорости приема приводит к понижению избирательности приема.