Генрих Кардашев - Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

• Название: Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником
• Автор: Генрих Кардашев
• Издательство: «Горячая линия-Телеком»
• Жанр: Радиотехника
• Год: 2007
• ISBN: 5-93517-327-1

Книга является практическим введением в изучение начал радиоэлектроники с помощью компьютера и самостоятельного технического творчества. В популярной форме рассказывается о радиоэлектронике, поясняется смысл используемых понятий и явлений, приводятся занимательные эпизоды из истории изобретений и открытий. Основу практической части составляют описания простейших и в тоже время интересных и полезных самоделок из электронных наборов Мастер КИТ. Даются подробные советы по их сборке, наладке и применению в быту. Параллельно принципы действия рассматриваемых устройств раскрываются путем моделирования их схем на компьютере в простой программе игрового типа — Electronics Workbench.

Для широкого круга читателей, которые хотели бы подружиться с радиоэлектроникой, сев за компьютер и взяв в руки паяльник.

---

Первый Робинзон — отчаянный радиолюбитель, а не купец — попал на необитаемый остров и у него случайно (как рояль в кустах) оказались головные телефоны от плеера, какой-то диод да моток провода. Пошарив вокруг, Робинзон наткнулся на крупную картофелину. Из кармана он извлек перочинный нож и пачку сигарет (запрет Минздрава на острове не действовал). Картофелину можно бы съесть, но жить без радио, не зная прогноза погоды, последних известий и результатов чемпионата… Робинзон вспомнил, что в книге С. А. Шабалина видел простейший радиоприемник из картофелины (рис. 76).

Рис. 76. Радиоприемник из картофелины

Он разрезал картофелину пополам, оторвал от сигарет целлофановую пленку Ц и вставил ее между половинками. Затем шнурком Ш от ботинок связал картофелину. Воткнул в нее диод Д из проволоки сделал антенну А, затем заземление 3. Приспособил телефоны Тлф, и вот, что-то зашипело и заговорило. Забросил антенну повыше, заземление воткнул в песок, омываемый водой, так как радиатора парового отопления рядом не оказалось. Попытался поменять положения контактов, удовлетворил свое любопытство и заснул, а когда проснулся, картофелины не нашел.

Попробуем смоделировать этот «картофельный радиоприемник». В программе EWB соберем схему из двухполюсных элементов с сосредоточенными постоянными. Прямо скажем, что это задача не из легких и, очевидно, не имеет однозначного решения.

Потому сделаем некоторую простейшую прикидку, глядя на рис. 76 и заменяя показанные там элементы реальной цепи их простейшими моделями.

Радиостанцию (Radio Transmitter), которую собирается «поймать» Робинзон, смоделируем специальным амплитудномодулированным источником AM Source со следующими характеристиками: частота несущей взята условно — 200 кГц; частота модуляции — 500 Гц; глубина модуляции — 100 %; напряжение, развиваемое на антенне, — 100 мВ (все цифры взяты условно для удобства моделирования). Задавшись примерными параметрами устройства, получим схему, представленную на рис. 77.

Рис. 77. Модель радиоприемника из картофелины в EWB

Для наблюдения результата используем двухканальный виртуальный осциллоскоп (вот бы его, да Робинзону!). Выполнив соответствующие установки режимов развертки, получаем картину (см. рис. 78) амплитудно-модулированных колебаний (канал — А) и частично «отдетектированного» сигнала (канал — В).

Рис. 78. Осциллограммы сигналов в модели радиоприемника из картофелины в EWB

Возможно, кто-либо придумает более удачную модель, тем более что картофелину можно заменить другим овощем или, если не жалко — заморским фруктом, например, бананом. Пожелаем успехов уважаемым «Радио-Робинзонам».

Радиоприемник Мастер КИТ NK105

Второй Робинзон был ближе к купцу, а точнее, — к современным деловым людям. Прежде чем оказаться на том самом необитаемом острове, он оплатил по электронной почте отправление туда электронных наборов Мастер КИТ и необходимого инструмента. Так что когда с ним приключилось кораблекрушение, он оказался во всеоружии. Как только обсох, распаковал набор Мастер КИТ NK105 и принялся собирать радиоприемник согласно приложенной инструкции.

Схема радиоприемника, выполненная в программе EWB с некоторыми изменениями относительно первоисточника из-за специфики моделирования, показана на рис. 79.

Рис. 79. Модель радиоприемника Мастер КИТ NK105 в программе EWB

Здесь элементы, позиционные обозначения которых даны заглавными буквами, соответствуют исходному набору. Микросхема (IC) в виртуальной модели выбрана в виде идеального ОУ, поэтому на виртуальной схеме отсутствует источник питания.

Это, конечно, не «супер» (в смысле не «супергетеродин»), а детекторный радиоприемник прямого усиления, но и не картофелина! Воображаемая радиостанция — та же. Результат показан в виде осциллограмм на рис. 80.

Рис. 80. Осциллограммы сигналов в модели радиоприемника Мастер КИТ NK105 в программе EWB

С этим радиоприемником Робинзон не расставался, пока не сделал из другого набора Мастер КИТ радиопередатчик, по которому сообщил своим друзьям-радиолюбителям, где он находится.

Разумеется — Happy End — его спасли, но в мире были и другие страдающие…

SOS SOS SOS

Спасите наши души!

Спешите к нам!

Услышьте нас на суше -

Наш SOS все глуше, глуше…

В. Высоцкий

Морские просторы бывают не только такими прекрасными и романтичными, как они выглядят на отдыхе или в путешествиях, но и трагически жестокими. История человечества — это во многом и история его борьбы с морской стихией: число ее жертв, из-за рокового стечения обстоятельств или халатности в море, слишком велико. Человеческое сообщество по мере своего развития старается уменьшить гибель людей и судов с грузами. В первую очередь совершенствуются конструкции судов и их эксплуатация. Кроме того, развиваются системы оказания своевременной помощи. Здесь на первом месте стоят способы и устройства сигнализации.

Сигналы бедствия означают, что судно и люди на нем подвергаются опасности гибели и нуждаются в помощи. Для призыва на помощь издавна использовали все доступные средства: пушечные выстрелы и взрывы с интервалом в 1 мин, зажигаемые смоляные бочки, сигнальные ракеты, звуковые сигналы и т. п. Конечно же, как только появилось радио, люди сразу же прибегли к его применению. Безусловно, радиосвязь оказалась наиболее быстро- и дальнодействующим сигнальным средством: немало жизней было спасено незамысловатым и тревожно прорвавшимся сквозь трески в эфире радио сигналом бедствия: SOS, SOS, SOS…

Обычно считают, что этот сигнал является аббревиатурой от английской фразы: «Save Our Souls», что в переводе означает «Спасите наши души». Однако это не так, — указывает известный знаток морского дела Л. Скрягин.

В начале прошлого века многие радиограммы, извещавшие о бедствии, не были унифицированы. Пользовались различными сигналами, но на большом числе судов стояли радиостанции фирмы Маркони, а для них был принят сигнал CQD. Прежде этот сигнал использовался на железных дорогах и в береговой службе Америки; он был образован от сигнала общего вызова всех станций СО добавлением к нему D (от Danger — опасность). Получившуюся аббревиатуру расшифровывали как «Come Quick Danger» — «Идите быстрее, опасность».

На Первой международной радиотелеграфной конференции, состоявшейся в Берлине в 1903 г., было предложено для судов, терпящих бедствие, установить специальный радиотелеграфный сигнал SSSDDD, передаваемый кодом Морзе. Решение принято не было, и в 1906 г. там же состоялась вторая конференция. На ней подвергся критике сигнал CQD, так как его часто путали с сигналом общего вызова всех станций СО. Поступило предложение принять в качестве международного сигнала бедствия сигнал SOE, которым пользовались суда, оснащенные радиотелеграфами немецкой фирмы «Слаби-Арко». Однако этот сигнал имел существенный недостаток: последняя его буква «Е», передаваемая одной точкой, при перегруженном эфире и помехах могла бы просто пропасть. Решили букву «Е» заменить буквой «S». Так родилось спасительное «SOS».

После опубликования этих решений моряки различных стран придумали несколько вариантов его мнемонической формы: «Save Our Souls» («Спасите наши души»); «Save Our Ship» («Спасите наше судно»); «Send Our Succour» («Пошлите нам помощь») и др.

В русском языке к произносимому «СОС» придумали фразу: «Спасите От Смерти».

Ввиду распространенности аппаратуры Маркони и привычек телеграфистов, в ходу оказались два сигнала бедствия. В трагическую ночь 15 апреля 1912 г. в 0 ч 45 мин старший радист гибнувшего «Титаника» Филипс вначале передал по радио сигнал бедствия и позывные судна в виде: «CQD CQD CQD MGY». Однако его помощник Брайд посоветовал: «Передай теперь SOS, это новый сигнал, и, может быть, тебе больше никогда не придется его посыпать». Сегодня нам известно двоякое поведение радистов «Титаника» при катастрофе: халатность до нее и самоотверженность во время трагедии. Теперь все это стало достоянием истории.

Широкий общественный резонанс, пестрящие заголовки газет всего мира со словами «Титаник» и «SOS» привели к тому, что они стали почти синонимами. Сигнал CQD ушел в небытие. Трагедия «Титаника» подтолкнула человечество к дальнейшему развитию радио и гидролокации.