Посвящение в радиоэлектронику

Все приходилось начинать с нуля. Массу проблем решали радиоспециалисты. Как передать в эфир концерт? Как разместить исполнителей, микрофоны: Как оборудовать радиовещательную студию? Большую помощь оказала в этих вопросах уже достаточно развитая техника граммофонной записи. А с каким восторгом принимались радиослушателями первые концертные программы, передачи голосов известных певцов и музыкантов! Непрерывно возрастало качество радиопередач, расширялся частотный диапазон, уменьшались искажения.

Простейший передатчик, в котором контур автогенератора был связан с антенной, уже не устраивал радиоспециалистов. Мощность можно было увеличить, применив более мощные лампы. Но стоило подуть ветру, раскачать провода антенны, и ее параметры, в частности реактивное сопротивление, изменялись. Изменялась и частота настройки контура, а значит, и частота излучаемого сигнала. Это недопустимо. Большая мощность излучения приводила к нагреву деталей контура, из-за их теплового расширения опять «дрейфовала» частота.

От мощных автогенераторов пришлось отказаться. Теперь радиопередатчики делают по-другому. Маломощный задающий генератор тщательно экранирован и в ряде случаев термостатирован. Его слабый сигнал усиливается промежуточными каскадами, их часто называют буферными. Буферные каскады полностью исключают влияние нагрузки (антенны) на работу задающего генератора. Наконец, мощный каскад — усилитель с внешним возбуждением от промежуточных каскадов. Там применяются специальные, очень мощные лампы с воздушным или водяным охлаждением анода. Выходной контур занимает целую комнату — большая катушка, свернутая из медной трубы, конденсатор с большими зазорами между пластинами. Ведь анодное напряжение исчисляется десятками киловольт. Отдельные комнаты занимают модулятор — мощный усилитель звуковых частот — и выпрямители сетевого напряжения, служащие для питания всей радиостанции. Такая структурная схема радиопередатчика используется и по сей день.

Прогресс радиоэлектроники изменил лишь «начинку» квадратиков, показанных на схеме. Задающий генератор, часть промежуточных каскадов и микрофонный усилитель выполняются теперь на транзисторах и микросхемах.

Структурная схема радиовещательного передатчика.

Все чаще задающим генератором служит синтезатор частоты. Что это такое? Замечательное устройство! Основу его составляет высокостабильный кварцевый генератор или даже атомный стандарт частоты. Его сигнал делится и умножается по частоте на произвольное число, которое можно устанавливать, например, с помощью декадных переключателей. В результате из одной фиксированной стабильной частоты можно получить целую сетку частот с шагом, скажем. 1 кГц или 10 Гц. На одной из частот сетки и работает радиовещательная станция.

Когда мощность радиостанций достигла сотен киловатт (например, радиостанция им. Коминтерна имела мощность 500 кВт), оказалось нецелесообразным получать всю эту мощность от одного каскада. Делают несколько оконечных блоков, каждый, скажем, по 100 кВт. Все блоки возбуждаются в одной и той же фазе от одного задающего генератора. Выходные сигналы блоков складываются в одной общей нагрузке — антенне. При этом в точке питания антенны концентрируется очень большая мощность. Чтобы избежать перенапряжений и сверхтоков, используют проволочные антенны с несколькими снижениями. Каждый мощный блок питает антенну через собственное снижение. Такая конструкция антенны характерна для диапазона длинных волн. Антенны мачты диапазонов длинных и средних волн часто имеют гигантские размеры, достигая в высоту многих десятков метров.

В диапазоне коротких волн советскими специалистами предложен более радикальный способ увеличения излучаемой мощности. Это способ сложения мощностей непосредственно в эфире. Представьте себе несколько передатчиков, каждый со своей антенной, расположенные рядом. Все они возбуждаются одним и тем же задающим генератором и модулируются одной и той же звуковой программой. Фазы возбуждения передатчиков подбирают так, чтобы в желаемом направлении их колебания, излученные антеннами, складывались. Способ сложения мощностей в эфире не только позволяет избавиться от перенапряжений в антеннах, но и существенно увеличивает направленность излучения. Например, если вещание ведется на Дальний Восток, антенны регулируют так, чтобы получать узконаправленный луч только в ту сторону, на восток, и никуда больше. К сожалению, этот способ неприменим в диапазонах длинных и средних воли, где используются ненаправленные антенны.

Принцип построения мощных длинноволновых передатчиков.

Сложение излучаемых мощностей в эфире.