Схема приемника Попова, приведенная в «Журнале Русского. Александр попов и его изобретение радио
3. Забытое изобретение А.С. Попова или первый в мире Детекторный радиоприемник
Итак, 7 мая 1895 года нашим соотечественником Александром Степановичем Поповым на заседании Русского физико-химического общества был продемонстрирована в действии первая в мире система беспроводной сигнализации с радиоприемником телеграфных сигналов оригинальной конструкции . Летом 1897 г. итальянец Гульельмо Маркони получает патент на аналогичное устройство. За исключением второстепенных деталей приемный аппарат Маркони по схеме и принципу действия был полностью аналогичен прибору А.С. Попова, который он разработал за 14 месяцев до этого. К сожалению, в борьбе за приоритет в создании первого в мире радиоприемника с когерером, требующим встряхивания, научная общественность как у нас в стране, так и за рубежом не уделила должного внимания не менее важному изобретению А.С. Попова - первому в мире детекторному радиоприемнику на который 110 лет назад А.С. Попов получил патенты как в России, так и в Англии и Франции, США, Испании и Швейцарии [Быстров Ю.А., Золотинкина Л.И. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» - первая научно-образовательная школа электроники России // История отечественной электроники. - т.2. - М.: ИД Столичная энциклопедия, 2012. - С 529–548.] Об этом забытом историческом факте, а также судьбе детекторного приемника на протяжении его более чем вековой истории и пойдет речь.
Заметим, что сходство первых приемников А.С. Попова (1895 г.) и Г. Маркони (1896 г.) прежде всего было в том, что принимаемые сигналы приводили в действие электромагнитный ударник, встряхивающий металлические опилки в когерере Бранли. И в том и другом случае включение электромагнита ударника производилось для приведения в действие как самописца с записью регистрируемых сигналов на бумагу (в своем грозоотметчике в 1895 г.), так и телеграфного аппарата, когда впервые в мире была передана радиотелеграмма «Генрих Герц» в 1896 г.
Но настоящий прорыв в увеличении дальности радиосвязи был связан с применением электромагнитных телефонных трубок. Впервые идея воспользоваться наушниками пришла во время проверки радиоприемной аппаратуры сотрудниками, работавшими с А.С. Поповым, П.Н. Рыбкиным и Д.С. Троицким. Они непосредственно подключили телефонные трубки к когереру, который не срабатывал, и услышали передаваемые сигналы. Дальнейшее изучение А.С. Поповым эффекта детекторного действия когерера с металлическим окисленным порошком позволило ему вообще отказаться от встряхиваемого молоточком когерера. Им было проведено множество опытов с различными типами радиокондукторов (так стал называть А.С. Попов когерер без встряхивания).
Попов дает такое описание радиокондуктора (в нашем понимании детектора): «Для передачи на большие расстояния я употребляю «радиокондуктор», состоящий из стеклянной трубки, внутри которой приклеены две ленточки из платины, на которых находятся крупинки стали, обладающие многочисленными участками с окисленной поверхностью. Трубка хорошо просушенная, закрывается герметически.(…) Я показал с той же целью, что можно комбинировать микрофонный уголь с разными металлами. Простые электроды из металла или графита с металлическими стержнями, иголками и т. д. позволяют воспроизвести это интересное явление».
Именно такого типа радиокондуктор был установлен в радиоприемниках А.С. Попова, применявшихся в спасательной операции броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», наскочившего на скалы вблизи о. Гогланд в Финском заливе. Когда Николай II узнал об аварии броненосца он писал: «Главному морскому штабу разработать к весне 1900 г. проект соединения главнейших пунктов южного берега Финского залива телеграфной линией между Кронштадтом и Ревелем». Как видно из этого предписания, телеграфный кабель можно было проложить только весной, но к тому времени броненосец был бы раздавлен льдами. Единственным выходом было применение беспроволочного телеграфа. К этому времени Попов уже располагал усовершенствованной радиоаппаратурой с телефонными трубками и новым радиокондуктором.
В 1899 году три комплекта радиостанций конструкции А.С. Попова были изготовлены французской фирмой Дюкрите. Поэтому, несмотря на большое расстояние (47 км), которое нужно было преодолеть для передачи радиосообщений в спасательной операции, Попов приступает к решению поставленной перед ним задачи. Уже 25 января 1900 г. с о. Гогланд была послана на Котку (о. Кутсало) первая радиотелеграмма. Ответ был тревожный: «Командиру ледокола «Ермак». Около Лавенсари оторвало льдину с рыбаками. Окажите помощь». «Ермак» в тот же день пошел в Ревель, захватив спасенных им 27 рыбаков. Обмен радиотелеграфными сообщениями продолжался до апреля месяца, когда броненосец «Апраксин» был снят со скал. Всего было передано 440 радиотелеграмм.
Использованная в спасательной операции в сложнейших зимних условиях радиоаппаратура, изобретенная А.С. Поповым доказала ее надежность и пригодность для практического применения. За это Попов был удостоен Электротехническим институтом звания почетного инженера-электрика, получил высочайшую благодарность и вознаграждение от Морского министерства. А первый детекторный радиоприемник А.С. Попова, на который он получил патент в России, Англии и Франции был награжден золотой медалью на Всемирной выставке в Париже в 1900 году.
У английского патента № 2797, выданного 25 февраля 1900 г. было следующее конкретное название: «Improvementsin Coherersfor Telephonicand Telegraphic Signalling ». Русский патент (привилегия № 6066) имел более общее название: «Приемник депеш, посылаемых с помощью электромагнитных волн» (рис. 5).
Рис. 5. Собственноручный чертеж А.С. Попова из российского патента телефонного приемника депеш (1900 г.).
Хочу привести страницу из английского журнала «Engineering», июнь 1900 г. с сообщением о выдаче А.С. Попову патента на детекторный приемник в Англии (рис. 6). Как там написано в заголовке, он не требует восстановления когерера. Обращаю ваше внимание на две схемы приемника, заявленные А.С. Поповым. Первая - с радиокондуктором, подключенным к наушникам последовательно с батареей, а вторая - с наушниками, подключенными ко вторичной обмотке согласующего трансформатора (А.С. Попов называет его индукционной бобиной), первичная обмотка которого подключается в цепь с радиокондуктором. Как пишет А.С. Попов, «в этом случае звуки слышатся в телефоне громче и отчетливее, нежели в отсутствии индукционной бобины, обычно употребляемой в микротелефонных станциях».
Рис. 6. Фрагмент описания английского патента А.С. Попова
Часто задают вопрос: раз первыми прием на слух осуществили П.Н. Рыбкин и Д.С. Троицкий, почему их не считают изобретателями детекторного приемника?
Начну с разъяснения, почему патент на телефонный приемник депеш получил А.С. Попов, а не Рыбкин П.Н. или Троицкий Д.С. Для этого нужно обратиться к описанию патента, составленного самим А.С. Поповым. В самом начале он пишет, что «основанием для устройства нового приемника депеш, посланных по системе Морзе с помощью электромагнитных волн, служит вновь открытое свойство когерера». Далее: «Употребление телефона уже применялось для изучения электрических колебаний». И, наконец, о новом свойстве когерера: «Это новое свойство случайно обнаружено с трубкой (прим .: имеется ввиду когерер), мной изобретенной для телеграфа без проводников моими непосредственными помощниками - ассистентом Минного класса П.Н. Рыбкиным и капитаном Д.С. Троицким во время опытов, проводимых в Кронштадте в начале июня сего года».
Рис. 7. Рисунки из американского патента А.С. Попова .
Еще одно изобретение детекторного приемника в США принадлежит Пикару (Greenleaf Whittier Pickard «Meansforreceiving intelligence communicated by electric waves » U.S. Patent 836,531 -, 1906). Он получил патент в тот же год, что и Дэнвуди, но его приемник уже имеет более совершенную конструкцию кристаллического детектора, почти классическую. Об истории своего изобретения он опубликовал статью «How I Inverted the Crystal Detector » The Electrical Experimenter , August, 1919. В этой статье он рассказывает, что для выбора наилучшего кристаллического детектора он перепробовал свыше 30 000 комбинаций различных материалов. Кстати, до сегодняшнего дня схематическое обозначение диода принадлежит также ему.
Также после А.С. Попова на детекторный приемник получил патент в США Боше (BoseJ.C., физик из Индии). Он получил патент в 1904 г. с таким названием «Detector for electrical disturbances », заявку на который он подал в 1901 году. И хотя Боше в описании своего патента не может еще отказаться от термина когерер, ставя его в один ряд с детектором: «This invention has reference to detector sandso-called coherers for there ceptionofe lectrical disturbances, Hertzianwaves… ». Тем не менее именно он впервые ввел в обиход слово детектор(detector ).
Можно надеяться, что преданием гласности забытого американского патента нашего соотечественника А.С. Попова удастся расширить область приоритетов в истории радиотехники нашей страны. И как бы детектирующий прибор не назывался: трубка Бранли, когерер Лоджа, радиокондуктор Попова, ртутный когерер Маркони и даже двухэлектродная лампа Флеминга и т. д., все эти приборы в нашем современном понимании - детектирующие устройства. И с исторической точки зрения следует их четко различать по их свойствам и по времени появления. В этом ряду твердотельные «карборунд» Данвуди и «кошачий ус» Пикарда и даже детектор Боше не опережают детектирующий радиокондуктор Попова. Именно поэтому изобретателем первого в мире детекторного приемника, в котором окисные пленки в контакте с платиной и определяли детектирующие свойства радиокондуктора, а принятый сигнал регистрировался с помощью телефонов, можно по праву назвать Александра Степановича Попова.
Изобретение А.С. Попова получило свое развитие и в советской России. С первых дней советской власти правительство придавало большое значение развитию радиотехники в России. Уже в 1918 году в Нижнем Новгороде создается большая радиолаборатория. В состав радиолаборатории вошли такие известные ученые, как М.А. Бонч-Бруевич, В.П. Вологдин, В.К. Лебединский, В.М. Лещинский, П.А. Остряков, Д.А. Рожанский,
В.В. Татаринов, А.Ф. Шорин и др. М.А. Бонч-Бруевич будучи руководителем Нижегородской радиолаборатории в течение 10 лет много сделал для развития отечественной радиоэлектроники. Нижегородская радиолаборатория получила мировую известность и была дважды (в 1922 и в 1928 гг.) награждена орденом Трудового Красного знамени за создание первых отечественных радиоламп. Например, в 1920 году была создана первая самая мощная в мире радиолампа для первого радиотелефонного передатчика в России. Тем не менее большое внимание радиолаборатория уделяла и разработке различных радиоприемников. В частности, в 1920-е годы большой популярностью пользовался детекторный приемник, разработанный сотрудником радиолаборатории С.И. Шапощниковым.
А другой сотрудник радиолаборатории О.В. Лосев разработал детекторный приемник с полупроводниковым усилителем, известный как «Кристадин Лосева». Изобретение Лосева стало мировой сенсацией. Лишь через много лет получило объяснение использование детектора в кристадине, который фактически явился прообразом современных туннельных диодов. А метод радиоприема с дополнительным полупроводниковым генератором, работающим на частоте принимаемого сигнала, был первым опытом синхронного детектирования, широко распространенного в настоящее время. Последним детекторным приемником промышленного изготовления можно считать «Комсомолец» .
После Великой Отечественной войны в нашей стране чувствовалась нехватка дешевых массовых радиоприемников. С целью создания образцов детекторных приемников, пригодных для массового производства отечественной промышленностью, в 1947 году Осоавиахим СССР объявил конкурс. В конкурсе приняли участие 31 конструктор из 14 предприятий и НИИ разных министерств. Первая премия была присуждена инженеру М.Р. Капланову (НИИ МПСС) за детекторный приемник, названный им «Комсомолец», который и был рекомендован к внедрению в производство на разных предприятиях страны (рис. 8).
Рис. 8. Детекторные приемники «Комсомолец » из Москвы, Ленинграда и Минска.
Интерес к детекторным приемникам сохранился и в наши дни. В хорошем смысле детекторный приемник можно назвать антикризисным приемником. Он не требует затрат на источники электропитания, так как в нем используется только энергия передающей радиостанции. С созданием в последнее время более совершенных радиоэлектронных микросхем теперь можно создать детекторный приемник с более высокой чувствительностью. Что же это за микросхемы? Речь идет о недавно созданных MOSFETEPA Dsarrays с электрически-программируемой пороговой архитектурой (Electrically-Programmable Analog Devices EPADs ). Данные устройства обладают уникальными свойствами по потребляемой мощности (нВт), работают со сверхнизкими питающими напряжениями (меньше 0,5 В). Приведем впечатляющие характеристики уже выпускаемой микросхемы ALD110900. Один каскад усилителя: V+ = 0,5V; 1+ = 1,9 ?А; Pd = 960 nW; Gain = 24. Два каскада усиления: V+ = 0,5 V; 1+ = 2,8 ?А; Pd = 1,4 ?W, Gain = 52. Используя такую микросхему, удается собрать современный высокочувствительный детекторный приемник (рис. 9).
Рис. 9. Современный детекторный приемник
Из книги Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) автора Первушин Антон ИвановичСообщение ТАСС «О первом в мире полете человека в космическое пространство» «12 апреля 1961 года в Советском Союзе выведен на орбиту вокруг Земли первый в мире космический корабль-спутник «Восток» с человеком на борту.Пилотом-космонавтом космического корабля-спутника
Из книги Чудо-оружие Российской империи [с иллюстрациями] автора Широкорад Александр БорисовичРаздел I. Забытое оружие
Из книги Что нас ждет, когда закончится нефть, изменится климат, и разразятся другие катастрофы автора Кунстлер Джеймс Говард Из книги Мир Авиации 1999 01 автора Автор неизвестен Из книги Грузовые автомобили. Колеса автора Мельников ИльяИзобретение колеса Современные автомобили в том виде, в котором мы привыкли их видеть, сконструированы несколько десятков лет назад, история их изобретения насчитывает несколько сотен лет, а история изобретения колесных повозок несколько тысячелетий.А до этого прошли
Из книги Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах автора Соколов Дмитрий ЮрьевичГлава 1 Что такое изобретение, и зачем они нужны Jus utendi et abutendi. Право пользования по своему усмотрению. (Римское право) Условия патентоспособности изобретения описаны в ст. 1350 четвертой части Гражданского кодекса РФ. Я не буду повторять эту статью, а постараюсь ее «на
Из книги Источники питания и зарядные устройства автораГлава 11 Подготовка материалов заявки на изобретение Mutatis mutandis. Измени то, что следует изменить. Формула изобретения, которую мы уже научились составлять в предыдущей главе, самая важная, но не единственная часть заявки на изобретения. Рассмотрим, как должны выглядеть и
Из книги Книга о якорях автора Скрягин Лев Николаевич Из книги Что нас ждет, когда закончится нефть, изменится климат и разразятся другие катастрофы XXI века автора Кунстлер Джеймс ГовардИзобретение № 148337 Эксплуатируемые в настоящее время в нашей стране дноуглубительные несамоходные снаряды оборудованы тяжелыми однорогими якорями. Хотя проведенные Горьковским институтом инженеров водного транспорта исследования привели к появлению якоря
Из книги История зарождения воздухоплавания и авиации в России автора Веробьян Борис Сергеевич Из книги История электротехники автора Коллектив авторовГлава XII «Мертвая петля» и первый в мире воздушный таран Петра Нестерова Командующий воздушными силами России, великий князь – голова светлая, Александр Михайлович говорил: «парашют в авиации – вещь вредная, Так как летчики при малейшей опасности будут спасаться На
Из книги Автономное электроснабжение частного дома своими руками автора Кашкаров Андрей Петрович3.2. ИЗОБРЕТЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА Восьмидесятые годы XIX в. вошли в историю электротехники под названием периода «трансформаторных битв». Такое необычное название они получили потому, что изобретение трансформатора явилось одним из сильнейших аргументов в пользу
Из книги FAQ по трансгуманизму автора Бостром Ник Из книги Россия - родина Радио. Исторические очерки автора Бартенев Владимир Григорьевич Из книги автора2. Историческая роль нашего соотечественника Александра Степановича Попова в изобретении радио Как уже отмечалось, радиотехника как область знаний и практической деятельности человека возникла в конце XIX века и за сто с лишним лет прошла огромный путь от первых опытов
Из книги автора4. Рожанский Дмитрий Аполлинариевич - последователь А.С. Попова Дмитрий Аполлинариевич Рожанский по праву считается учеником изобретателя радио А.С. Попова. Он родился 1 сентября 1882 г. в Киеве . Осенью 1900 г. Дмитрий Аполлинариевич стал студентом физического отделения
20. Искровой передатчик системы А.С. Попова
Демонстрационный макет СССР
Дерево, металл, пластмасса 500х503х185
21. Приемник когерерный системы А.С. Попова
Демонстрационный макет СССР
Дерево, металл, пластмасса 260х220х245
Демонстрационный макет приемо-передающей системы А.С.Попова представляет способ передачи сигналов с помощью искрового передатчика и когерерного приемника. Электрические схемы макетов передатчика и приемника аналогичны тем, которые А.С.Попов использовал в 1895 г. Однако в конструктивном исполнении имеются некоторые отличия. В качестве передающей и приемной антенн применяются вертикальные проводники длиной 30 см. В передатчике вместо вибратора Герца используется искровой разрядник. Для передачи сигналов установлен телеграфный ключ, а не коммутатор Румкорфа. В приемнике вместо поляризованного реле поставлено магнитное. Когерер собран в костяной, а не в стеклянной трубке. Питание макета обеспечивают от несколько гальванических батарей.
Макет работает следующим образом. Для передачи сигналов азбуки Морзе необходимо нажать телеграфный ключ «К» на короткое (точка) или длительное (тире) время. При этом автоматический электромеханический прерыватель тока «П» создает в цепи первичной обмотки спирали Румкорфа прерывистый ток. Во вторичной обмотке спирали образуется высокое импульсное напряжение, которое вызывает в разряднике «Р» искровой разряд, возбуждающий в антенне передатчика колебания высокой частоты. Электромагнитные сигналы, излучаемые антенной передатчика улавливаются антенной приемника и вызывают в ней высокочастотный ток. Этот ток приводит опилки когерера «Кг» в проводящее состояние и соединяет батарею приемника «Б» с реле «Р». Реле включает электрический звонок «З». Молоточек звонка при обратном ходе встряхивает когерер «Кг» и восстанавливает его изначально большое сопротивление, возвращая схему в исходное состояние. Время работы звонка соответствует длительности принимаемых сигналов.
Электрическая схема
приемо-передающей системы А.С.Попова
Передатчик. К – коммутатор Румкорфа (ключ); КР - катушка Румкорфа; П - автоматический электромеханический прерыватель тока; С – блокировочный конденсатор; В – излучатель электромагнитных колебаний (вибратор Герца с квадратными медными листами 400х400 мм); Б – батарея питания.
Приёмник. А - приемная антенна (вертикальный вибратор длиной 2,5м); Кг - когерер (детектор, имеющий релейную характеристику); р – телеграфное реле (усилитель); 3 - электрический звонок, молоточек которого осуществляет автоматическое встряхивание когерера. L – высокочастотный индуктивный дроссель, выполненный в виде спирали из тонкой проволоки, осуществляет развязку когерера Кг и цепей реле Р со звонком З.
Опыты Герца показали, что с помощью электромагнитных волн можно отправлять и принимать сигналы, но все это делалось на очень малом расстоянии, в пределах стола лаборатории. Проведя важный для науки эксперимент, Герц не увидел практической ценности использования электромагнитных волн и даже сам отрицал возможность их применения.
Однако эти опыты заинтересовали физиков всего мира. В России одним из первых занялся изучением электромагнитных волн преподаватель высшего учебного заведения в Кронштадте А.С. Попов, создавший в апреле 1895 г. первый в мире радиоприемник, в котором прием сигналов регистрировался с помощью электрического звонка.
Схема передатчика Попова изображена на рисунке 1. Колебательный контур состоит из индуктивности - вторичной обмотки индукционной катушки L , питаемой батареей Б, и емкости - искрового промежутка аЬ. Если нажать на ключ К, то в искровом промежутке катушки проскакивает искра, представляющая собой высокочастотный разряд и вызывающая электромагнитные колебания в антенне А.
Антенна является открытым вибратором и излучает электромагнитные волны, которые, достигнув антенны приемной станции, возбуждают в ней электрические колебания.
Для регистрации принятых волн А.С. Попов применил специальный прибор - когерер К, состоящий из стеклянной трубки, в которой находятся металлические опилки (рис. 2).
В левый конец трубки введена металлическая пластинка В, в правый - провод С, соприкасающийся с опилками. В обычных условиях сопротивление опилок велико, но под действием электрических колебании между ними проскакивают маленькие искорки, опилки слипаются, и сопротивление когерера резко уменьшается. Если встряхнуть трубочку или слегка ударить по ней, то опилки распадаются, и их сопротивление снова возрастет. А.С. Попов включил когерер в цепь, содержащую источник ЭДС Б и звонок, молоточек которого при действии звонка мог ударять по резиновой трубке Т. Когда сопротивление когерера велико, сила тока, постоянно идущего в цепи БBCNБ, недостаточна для притяжения якоря в реле. С появлением электромагнитной волны сопротивление когерера падает, сила тока в цепи БBCNБ увеличивается, якорь S реле замыкает в точке Q цепь электромагнита М 1 , включенного параллельно цепи когерера, и молоточек звонка сигнализирует о приходе волны. При этом цепь электромагнита Μ размыкается, и молоточек ударяет по когереру. Сопротивление когерера увеличивается, и реле размыкает цепь звонка. На одиночную волну прибор отвечает коротким звонком, а на непрерывно принимаемые волны - частыми звонками через равные промежутки времени.
Реле позволило А.С. Попову не регистрировать непосредственно принимаемые антенной волны, а использовать их малую энергию для управления источником энергии, который питает аппарат, регистрирующий появление этих волн.
В июне 1895 г. А.С. Попов усовершенствовал свой приемник, добавив к нему для повышения чувствительности вертикальный провод - приемную антенну, а в марте - телеграфный аппарат для приема словесного текста, и получил возможность записывать принимаемые сигналы на телеграфную ленту. 24 марта 1896 г. были переданы первые слова "Генрих Герц" с помощью азбуки Морзе.
Добившись успеха, А.С. Попов продолжал опыты по увеличению дальности радиосвязи. Он использовал явление резонанса, для чего применил в своих приборах элементы настройки на определенную длину волны, и уже в 1898 г. А.С. Попов осуществил радиосвязь между двумя кораблями на расстояние 5 км.
В 1899 г. его ученик П.Н. Рыбкин обнаружил возможность приема радиотелеграфных сигналов "на слух". Вскоре после этого А.С. Попов сконструировал первый специальный радиоприемник и тем самым положил начало развитию радиотелефонной связи.
Хотя современные радиоприемники очень мало напоминают приемник Попова, основные принципы их действия те же. В любом приемнике имеется антенна, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электрические колебания. Эти слабые сигналы управляют источниками энергии, питающими последующие цепи.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. - C. 440-442.
Первый радиоприемник А.С.Попова. К 155летию со дня рождения нашего великого соотечественника. March 15th, 2014
Чтобы понять какое место занимает в истории Радио изобретение А.С.Попова, обратимся к истокам рождения первого его радиоприемника. Перенесемся в последнее десятилетие 19 века, насыщенное гениальными открытиями Максвелла, Герца, Лоджа, Бранли и др., которые и вдохновили Александра Степановича Попова изобрести РАДИО.
После опытов Г. Герца по исследованию передачи и приема электромагнитных волн следующим, кто продолжил исследования этих явлений был О. Лодж. Если Герц, исходя из уравнений Максвелла, в 1886—89гг. экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал их свойства, то Лодж, воспользовавшись открытием Бранли (1891г.), предпринял попытку передачи сообщений без проводов. Опыты Лоджа, описаны в его лекции, перевод которой имеется в книге «Из предистории радио» изд. 1948г. под редакцией академика Л.И. Мандельштама на странице 423. В своей демонстрационной лекции "Творение Герца", прочитанной в 1894 г (опубликована в журнале Nature в 1984г.), докладчик демонстрировал опыты, подтверждающие открытие электромагнитных волн Герцом. При этом вместо наблюдения искры в разрыве приемной рамки, как это было у Герца, он воспользовался трубкой Бранли назвав ее когерером. В приборе Лоджа когерер под действием передатчика Герца "открывался", замыкая цепь постоянного тока, что фиксировалось по отклонению стрелки гальванометра на расстоянии около 40 м. Для восстановления чувствительности когерера его периодически встряхивали. Не о каких телеграфированиях, используя азбуку Морзе, речь вообще в этих опытах не шла и не могла идти. Патент на свой прибор с трубкой Бранли, батарейкой и гальванометром Лодж получать не собирался.
Первое информационное сообщение удалось передать без проводов А.С.Попову 7мая 1895 года, когда он продемонстрировал свою приемо-передающую установку на заседании физического отделения Русского физико-химического общества, выступив с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям".
В радиоприемнике А.С.Попова когерер обладал свойством автоматического восстановления чувствительности принимаемым радиосигналом. Это и было главным достижением А.С.Попова. Патентовать свой радиоприемник А.С.Попов не стал.
Более того, А.С. Попов с присущей ему научной добросовестностью в статье «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний» опубликованной в журнале Русского физико-химического общества вып. 1, 1896г. во первых, отмечает, что в 1891 году именно Бранли открыл, что металлические порошки обладают способностью изменять свое сопротивление от воздействия разряда электрофорной машины.
И во вторых, что первым применил эти свойства металлических порошков к обнаружению герцевых лучей был Лодж. Попов так и пишет: «в своей лекции «The Work of Herz» Лодж употребляет фразу «it is a singular variety of electric welding»...Попов даже поясняет, почему Лодж назвал трубку Бранли когерером от английского слова «cohesion» - сцепление. В этой же статье была впервые приведена схема первого радиоприемника А.С. Попова.
Интересно высказывание академика Ю.В. Гуляева, сделанное им на торжественном заседании, посвященном 100 летию со дня рождения академика Кобзарева Ю.Б.: "в 1995 году к 100-летию изобретения радио Поповым А.С. специальная комиссия ездила в Англию и окончательно установила, что Маркони Г. продемонстрировал в действии свой патентованный в Англии прибор лишь через год после Попова А.С., более того в альбоме Маркони на второй странице хранится рисунок схемы приемника Попова А.С. (этот альбом, который был продемонстрирован комиссии, сохранила жена Маркони)". Ниже приведена схема первого приемника А.С.Попова из его журнальной статьи и альбома Маркони.
Эта схема полностью соответствует радиоприемнику А.С. Попова, который он демонстрировал в действии 7 мая 1895 года.
Не следует путать этот приемник с приемником - грозоотметчиком, в котором параллельно к катушке звонка был подключен электромагнит регистрирующего прибора, сначала цилиндр с недельным оборотом и пишущим пером Ришара, а затем недельный цилиндр был заменен двенадцатичасовым с записью на телеграфную ленту, наматываемую на цилиндр со скоростью 23 мм в час. Такое усовершенствование приемника Попова А.С. относится к лету 1895г. Испытания проводились в Лесном институте. Название «грозоотметчик» Попов А.С. не использовал, трактовал его несколько шире, а именно называя его прибором для наблюдения атмосферного электричества. Некоторые историки ошибочно считают, что именно «грозоотметчик» демонстрировал Попов А.С. 7 мая 1895г. А это вид прибора для наблюдения атмосферного электричества.
Схема радиоприемника 1895г. была применена и в установке при приеме первой в мире радиотелеграммы в 1896г. Это подтверждается воспоминаниями Петра Николаевича Рыбкина,друга и соратника А.С.Попова в его книге, «Десять лет с изобретателем радио», Связьиздат, 1945г. Именно Рыбкин в 1896 году будучи на передающей станции в 250 метрах от приемника в физическом кабинете Петербургского университета передал первую в мире радиотелеграмму «Heinrich
Hertz
».
Хотелось бы подчеркнуть, что все эти события произошли до того, как Маркони получил свой первый патент N 12039 в июле 1897г.
После смерти А.С.Попова российским ученым пришлось выступить в защиту его приоритета. По вопросу о научном значении изобретения Попова Физическим отделением РФХО была создана комиссия в составе академика Б.Б.Голицина, профессоров О.Д.Хвольсона и Н.Г.Егорова. Комиссия изучила доступные ей материалы, запросила мнения зарубежных ученых, современников А.С.Попова.
Доклад комиссии, опубликованный вместе с письмами Э.Бранли и О.Лоджа в "Журнале РФХО", завершается такими словами: "...по имеющимся в нашем распоряжении данным, независимо от всяких прочих обстоятельств данного изобретения, А.С.Попов по справедливости должен быть признан изобретателем телеграфа без проводов при помощи электрических волн. Мы надеемся, что и сомневающиеся в справедливости такого признания присоединятся к нам. Колебаться в таком признании Физическое общество не должно. Мы, современники незабвенного Александра Степановича, его товарищи, ученики и почитатели, еще не забыли его опытов, его честной скромной души, его правдивого слова, его оригинального ума и экспериментаторской талантливости".
Высоко оценил заслуги А.С.Попова в своем письме О.Лодж (приводится в сокращении):
А это перевод письма Лоджа:«Я всегда был высокого мнения о работах профессора Попова над беспроволочным телеграфом. Я действительно использовал для восстановления чувствительности когерера как автоматический молоточек или другой встряхиватель, приводимый в действие часовым или каким-либо иным механизмом. Однако Попов впервые достиг того, что сам сигнал осуществлял обратное воздействие. Я полагаю, что в этом и состоит новшество, которым мы обязаны Попову. Оно было в скором времени принято Маркони и другими... Вам лучше, чем мне, известно, как далеко пошел Попов в применении своего изобретения для непосредственной передачи смысловых сообщений телеграфными сигналами...Сочту за честь ответить на любые Ваши вопросы и я рад, что работа профессора Попова получит признание у него на родине..."
В заключение приведу слова Александра Степановича Попова, которые в нынешнее время приобретают особую значимость:
"Я - русский человек, и все свои знания, весь свой труд, все свои достижения я имею право отдать только моей Родине. Я горд тем, что родился русским. И если не современники, то, может быть, потомки наши поймут, сколь велика моя преданность нашей родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи".
Изобретатель Радио Александр Степанович Попов (16 марта 1859г.-13 января 1906г.)
Страница 1
Первый радиоприёмник Попова.
После того, как было открыто электричество, по проводам научились передавать электрические сигналы, переносившие телеграммы и живую речь. Но ведь телефонные и телеграфные провода не протянешь за судном или самолётом, за поездом или автомобилем.
И тут людям помогло радио (в переводе с латинского radio означает "излучать", оно имеет общий корень и с другими латинскими словами radius – "луч"). Для передачи сообщения без проводов нужны лишь радиопередатчик и радиоприёмник, которые связаны между собой электромагнитными волнами – радиоволнами, излучаемыми передатчиком и принимаемые приёмником.
История радио начинается с первого в мире радиоприёмника, созданного в 1895 г. русским учёным А. С. Поповым. Попов сконструировал прибор, которые, по его словам, "заменил недостающие человеку электромагнитные чувства" и реагировал на электромагнитные волны. Сначала приёмник мог "чувствовать" только атмосферные электрические разряды – молнии. А затем научился принимать и записывать на ленту телеграммы, переданные по радио. Своим изобретением Попов подвёл итог работы большого числа учёных ряда стран мира.
Важный вклад в развитие радиотехники внесли разные учёные: Х. Эрнест, М. Фарадей, Дж. Максвелл и другие. Наиболее длинные электромагнитные волны впервые сумел получить и исследовать немецкий физик
Г. Герц в 1888г. А. С. Попов, опираясь на результаты Герца, создал, как уже говорилось, прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний – радиоприёмник.
25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании физико-химического общества Попов сделал доклад "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям", в котором изложил основные идеи о своём чувствительном приборе для обнаружения и регистрации электромагнитных колебаний. Этот прибор назвали грозоотметчиком. Прибор содержит все основные части радиоприёмника искровой радиотелеграфии, включая антенну и заземление.
Грозоотметчик А. С. Попова.
Первый радиоприёмник имел очень простое устройство: батарея, электрический звонок, электромагнитное реле и когерер (от латинского слова cogerentia – сцепление). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает (в опытах А.С. Попова со 100000 до 1000 - 500 Ом, то есть в 100-200 раз). Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А.С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала. Под действием радиоволн, принятых антенной, металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батареи. Срабатывало реле, включая звонок, а когерер получал “легкую встряску”, сцепление между металлическими опилками в когерере ослабевало, и к ним поступал следующий сигнал.
Первый радиоприёмник А. С. Попова (1895г.)
Передатчиком служил искровой разрядник, возбуждавший электромагнитные колебания в антенне, которую Попов впервые в мире использовал для беспроводной связи. Чтобы повысить чувствительность аппарата, А.С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.
Схема радиоприёмника А. С. Попова, сделанная им самим: N – контакт звонка; А, В – вызовы когерера; С – контакт реле; РQ – выводы батареи, М – контакт антенны.
Принцип действия передатчика и приёмника Попова можно продемонстрировать с помощью установки, в которой диполь с когерером замкнут на батарею через гальванометр.
В момент приёма электромагнитной волны сопротивление когерера уменьшается, а ток в цепи увеличивается настолько, что стрелка гальванометра отклоняется на всю шкалу. Для прекращения приёма сигнала опилки когерера следует встряхнуть, например, лёгким постукиванием карандаша. В приёмной станции Попова эту операцию выполнял автоматически молоточек электрического звонка.
Схема демонстрации принципа действия приёмника Попова: К – когерер, Б – батарея.
Совершенствование радио Поповым.
Много сил и времени посвятил Попов совершенствованию своего радиоприёмника. Он ставил своей непосредственной задачей построить прибор для передачи сигналов на большие расстояния.
Вначале радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м. Неустанно работая над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более 600 м. Затем на маневрах Черноморского флота в 1899г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20км, а в 1901г. дальность радиосвязи была уже 150км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика. Искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс Существенно изменились и способы регистрации сигнала. Параллельно звонку был включен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В 1899г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона.