Кроме всего прочего, у японцев была закуплена линия пайки волной. Линия абсолютно японская и для нее по японскому же проекту был [...]]]> История эта абсолютно реальна, она произошла во Львове, на заводе «Электрон», когда в начале 80-х был хороший спрос на телевизоры и было решено построить новые сборочные корпуса под Львовом, в микрорайоне Ряснэ…

Кроме всего прочего,  у японцев была закуплена линия пайки волной. Линия абсолютно японская и для нее по японскому же проекту был построен отдельный корпус.
Пайка волной сейчас применяется мало, а тогда, во время односторонних плат, это было один из основных методов автоматизации пайки.
В такой установке расплавленный припой постоянно перетекает — и плата, проходя над ним, запаивает все свои контакты сразу, в течении нескольких секунд.

Итак, линия была куплена и запущена.
Запускали ее сами японцы, наши приняли, проверили качество — все великолепно, все у японцев продумано и сделано на отменно.
Японцы уехали.
Через пару месяцев повалил брак.
То есть брак поголовный — так называемые «холодные пайки», когда контакты плохо пропаянные.
Конечно, крик-шум. Главный технолог валит на главного инженера, на них давит начальник цеха, которому выписывает генеральный. Японская техника никак не дешевая, а тут — прям саботаж. То ли японцы диверсию сделали, то ли наши подгадили…

Разбирались несколько дней.
Разобрались.
Оказалось, все началось в тот момент, когда закончился японский припой и его потихоньку стали замещать нашим.
Надо сказать, что припой — он, по идее везде одинаков. Это оловяно-свинцовый сплав, где соотношение компонентов таково, что сплав становится эвтектичным. Эвтектика — это такое чудесное соотношение, когда температура плавления сплава становиться ниже, чем любого из его компонентов. На первый взгляд такое невозможно, но оно есть и специалисты об этом знают. Это я все к тому, что соотношение свинца и олова что в нашем припое, что в японском примерно одинаково. По крайней мере в том припое, что используется в системах пайки волной.

Однако, тут есть некоторые явления. Припой, когда «облизывает» плату, при этом слизывает какие-то микроскопические дозы меди с медных проводников. И эти микроскопической дозы хватает, чтобы нарушить такую штуку, как эвтектика — температура плавления припоя вырастает на десяток градусов и получаются эти самые «холодные пайки».

А почему же у японцев было все великолепно?
Дело в том, что припой может растворить в себе меди совсем немного — какие-то доли процента. Дальше идет насыщение и медь больше не растворяется. Но чтобы понизить температуру припоя, к нему можно добавить другой металл — например, какие-то доли процента висмута, кадмия или подобных, которые понижают температуру плавления.
Так вот — японский припой был сначала насыщен медью до упора, а потом висмутом ему была возвращена изначальная температура плавления.
То есть все рассчитано — заливаешь и оно паяет.

Но в СССР такого припоя не выпускалось. В СССР все делалось не с упором на технологии, а с упором на мастеров — когда должен сидеть отдельный человек возле системы пайки волной, время от времени брать пробы металла, исследовать его в лаборатории и уже по факту рассчитывать требуемые дозы висмута, добавляемые в припой. Человеческий фактор в полный рост.

Конечно, можно было в СССР выпускать припой, насыщенный медью и с присадкой висмута.
Но это ведь — введение новых ГОСТов (в данном случае у нескольких министерств), освоение технологии, получение нагоняя от вышестоящих, срывы поставок дополнительных компонентов, обучение персонала… Оно точно нужно советскому производителю припоя?

В СССР существовал ПОС-61М, насыщенный медью, но без присадок снижающих температуру. В справочниках прямо указывалось, что он непригоден для пайки волной. А выпускался чтобы жала у паяльников экономить, они ведь медные. Ну а что у него температура выше на десяткой-другой градусов, то это фигня, паяльники через одного перегреваются (термопара для проверки температуры паяльника… ну это может на военном производстве каком существовало, но кто его применял?) .

Ну и как результат — начали делать по-старинке. Даже хуже — в японском корпусе для пайки волной не было предусмотрено место для лаборатории и пришлось городить что-то на коленке. И как результат — качество японской линии стало совсем не японским, а очень даже советским…

P.S. История эта слышана мною много лет назад от непосредственных участников. Ее рассказывают во львовских ВУЗах как хрестоматийный пример.

Попаданцам, собирающихся строить вундервафлю в условиях даже развитого социализма просьба помнить про подобные особенности.

Вообще, [...]]]> В данный момент магнитная запись если не умерла, то лежит присмерти и тонкости этой науки осваивают только фрики, любители «теплого лампового звука» (не удивлюсь увеличению их количества, как случилось с грампластинками).
Тем не менее, магнитная запись активно существовала более 60 лет и в ней были некоторые неявные тонкости, при этом интересные для попаданца…

Вообще, история магнитной записи длиннее чем кажется.
Первая магнитная запись была продемонстрирована в 1878 году, при этом первая электронная лампа — 1905 год. То есть вменяемого усилителя не было (только трансформатор) и звук был… скажем так: тих и ужасен.

Как результат, магнитофон проиграл граммофону и был оставлен до 1930-х годов. Но работы по нему велись.

Идея подмагничивания появилась почти сразу.
Дело в том, что магнитный носитель имеет петлю гистерезиса.
Само явление очень интересное, появляется именно при перемагничивании. Перемагничивание не начинается при той же напряженности магнитного поля, как и первичное намагничивание. Нужно подать большую напряженность. Причем эта напряженность магнитного поля должна быть тем больше, чем сильнее намагничен материал. Получается такое себе запаздывание реакции, и зависит оно от текущего состояния материала.
Понятно, что явление нелинейное, а нелинейность в звукозаписи это уже совсем неприятно. Поэтому решили подать на записывающую головку постоянное напряжение, чтобы вывести систему на линейный участок. Когда такое предложили точно неизвестно, но качество записи от этого изменилось мало.

И тут — первый патент на перемагничивание переменным током, 1921 год.
Патент невнятный, открытие проскочило почти незаметным. Авторы в этом патенте много чего написали, и с подмагничиванием переменным током не разобрались. А явление само по себе неочевидное.

Дело в том, что если подать на записывающую головку кроме звукового сигнала еще просто переменный ток частотой 60 — 100 кГц, то результат записи улучшается просто драматически.

По легенде — открыто явление было абсолютно случайно, якобы инженер нечаянно уронил провод от работающего генератора на магнитную головку во время записи. Ситуация как бы мало представимая, даже для 1920-х годов и техники тех времен. Но с другой стороны в 1920-х изобретатели эффекта сами не поняли что обнаружили, а это говорит о том, что никакой теории под эффект не подводилось, изобретение было случайным.

Как бы ни было — но патенты на подмагничивание переменным током посыпались с 1937 года — в Америке, Германии, Японии. И, похоже, патенты были независимы. Вот тут уже, возможно, сначала что-то просчитывалось, а потом делались эксперименты.

В подмагничивании важен уровень подмагничивания — обычно он в районе нескольких миллиампер, что на порядок больше записываемого сигнала. От уровня подмагничивания зависит и динамический диапазон и АЧХ записи. Этот уровень всегда компромисс, при этом что чем выше частота записи, тем уровень должен быть ниже. В аппаратуре Hi-End этот уровень можно регулировать вручную. Ну и применяется динамическое подмагничивание, которое определяет какую частоту сейчас пишут и на ходу меняет уровень.

Что в этом попаданцу?

А зарегистрировать патент быстрее остальных. Причем  — забить в нем все детали и эффекты, благо это все изучалось в радиокружках.

Но если попаданец будет современным дизайнером… то ему эту статью читать не надо, все равно ничего не поймет.

Однако, были попытки [...]]]> Вообще, как устроен синтезатор? Там стоит несколько генераторов звуковой частоты, волны из которых складываются, пропускаются через фильтры и всячески замучиваются. Ну, это та самая полфония, про которую старая нокия писала типа «48-голосная».
В первых успешных синтезаторах использовались семплы записанных на магнитную ленту звуков пианино (RCA Mark II Sound Synthesizer, 1957, 4-тоновая полифония).

Однако, были попытки построить синтезаторы с механической генерацией частоты, что как раз для нас и интересно…

Вообще, попытки построить механический синтезатор уходят в 1876 год, в доламповую эпоху. Тогда появился Teleharmonium, версии 2 и 3 которого весили по 200 тонн и мы его пока трогать не будем. Мы возьмем отечественную разработку 1937 года — АНС.

Само словосочетание АНС означает «Александр Николаевич Скрябин», изобретатель инструмента Евгений Мурзин решил его так назвать и так этот прибор известен в мире.

Принцип действия основан на системах звукового кино. Если кто видел пленку, что крутили в кинотеатрах — сбоку от кадров идут две полоски, напоминающие линейку звука в том же Adobe Premiere (на картинке по левому краю). Так вот — это всякие адобы взяли эту линейку из кино. Принцип прост — с одной стороны кинопленки стоит лампочка, с другой стороны фотоэлемент. Кинопленка в кинотеатре проходит между ними пропуская то больше света, то меньше. Фотоэлемент получает колебания света, превращает в колебания электричества, а дальше их просто усиливать и слушать.

Попытки нарисовать руками такую дорожку проводились не раз. Первым попытался это сделать Арсений Авраамов в 1930-м году. Но это был именно арт-проект, потому что рисовались некие узоры и эти узоры потом проигрывались. «Пели песенку слоны — вот тебе и звуки». Авангард чистой воды.
Но идея была произнесена, осталось ее оформить и реализовать.

Синтезатор АНС генерировал звук подобно сирене осевой схемы с помощью вращающихся дисков с отверстиями. Только вместо потока воздуха отверстия в диске пропускали свет. Частота звука та же, поэтому и в диске может быть примерно столько же отверстий и вращаться он должен примерно с этой скоростью.
В синтезаторе АНС таких диска 4. И в каждом диске 144 ряда отверстий. Всего — 576 звуковых тонов.
На самом деле эти четыре диска одинаковы, они просто вращаются с разной частотой, от 40 до 11000 оборотов в секунду.
Теперь осталось одно — регулировка яркости от каждого из 576 тонов. Это делалось с помощью стеклянной пластины, покрытой невысыхающей черной краской. Если в краске процарапать пятна и протянуть электроприводом мимо считывающих элементов, то получится музыка.
Фактически, синтезатор проигрывает спектрограмму звука (музыканты говорят «сонограмма»).

Собственно, вот короткий ролик, как это получается:

Конечно, в реальности девайс получился немалым, в рост человека. И строился и совершенствовался он с 1937 по 1957 год (учитываем войну, когда были другие задачи). АНС существует в единственном экземпляре и в серию не пошел.

Почему не пошел? А потому, что для гуманитария-музыканта ввод музыки путем спектрограммы настолько неестественен, насколько это вообще может быть. В реальном АНСе есть съемная клавиатура, которая стоит вертикально-боком и при нажатии на клавиши они просто оставляют след на краске. Очччень неудобно. Ну и «подрисовать» спектрограмму для музыкантов оказалось совершенно невозможным. С АНСом научились работать не больше десятка композиторов, на слуху вообще только Эдуард Артемьев и Станислав Крейчи. При этом сам синтезатор до 2008 года хранился на филологическом факультете МГУ, то есть технарям это было примитивно, а гуманитарии не понимали как этим пользоваться.
Даже к терменвоксу гуманитарии как-то приспособились, но тут уж совсем все жестко.

Тут надо сказать, что поначалу синтезатор был военной разработкой. Ведь спектрограмма может быть чертежом, картой или другой графической информацией. И эту карту можно спокойно передать по радио. Получается что-то типа факса.
С другой стороны я не понимаю как в конце 30-х годов эту карту можно было принять.
А уж зашифровать — вообще принципиально неясно. Видимо поэтому разработка перешла в разряд гражданских.

Что же сейчас? А сейчас есть программный эмулятор — virtual ANS Для Windows программа бесплатная, рекомендую скачать и поиграться, ее даже устанавливать не надо.
Очень радует возможность загрузить любую фотографию как спектрограмму или любой аудиофайл превратить в ту же спектрограмму. А потом над ним поиздеваться, благо инструменты присутствуют.

Кто там любитель попадать в 20-е годы? С 1922-го года существовало все оборудование для звукового кино. То есть были все детали для сборки такого синтезатора, не хватало простого — идеи.

P.S. Кто не слышал, где и как АНС использовался, то вот вам отрывок из «Соляриса»:

Что интересно — у Тарковского в «Солярисе», «Зеркале» и «Сталкере» АНС делал не только музыку, но и все шумовые эффекты.

Именно такие устройства составляли до 80% радиомощностей 1910-х годов. Сначала чтение описания несколько отпугивает — камера заполненная водородом, газовый разряд, электромагнит. На первой иллюстрации вы [...]]]> Мы уже поднимали все проблемы, связанные с искровыми радиостанциями и радиолампами. Вывод — искровики работают не очень, а лампы не так просты. Доламповому попаданцу стоит обратить внимание на дугу Поулсена.

Именно такие устройства составляли до 80% радиомощностей 1910-х годов. Сначала чтение описания несколько отпугивает — камера заполненная водородом, газовый разряд, электромагнит. На первой иллюстрации вы можете увидеть мегаватный радиопередатчик на этом принципе весом порядка 80 тонн. Но при более тщательном рассмотрении получаются куда более обнадеживающие результаты.

Метод был изобретен в 1903 году Вальдемаром Поулсеном. К тому времени было известно, что при определенном способе подключения, конденсатор гасит-зажигает искровой разряд с высокой частотой. При горении дуги конденсатор разряжается через нее, после чего дуга тухнет до того момента как он перезарядится. Скорость гашения дуги ограничена и таким образом можно получить только частоты порядка килогерц. Поулсен поместил дугу в водородную атмосферу для ускорения теплоотвода и в магнитное поле для дестабилизации дуги. Возможная частота подскочила до мегагерца. Но короткие волны в те времена считались бесперспективными и обычно передатчики использовались на частотах не больше 100 кГц.

Генератор выдавал очень узкий сигнал, что выгодно отличало его от искровых генераторов. В 1912 году на испытаниях по заказу американского флота, 30 кВт генератор Поулсена без труда побил 100 кВт искровую станцию.

В отличии от искрового передатчика, данное устройство генерирует незатухающие колебания. Это уже позволяет применить его для передачи звука.

Благодаря устойчивости частоты волны возникает еще один забавный эффект — телеграфный сигнал нельзя услышать в наушниках ранних приемников. Дело в том что сигнал искрового передатчика модулируется частотой разрядника(обычно 50-500 Гц). Простейший детекторный приемник просто выделяет эту частоту для оператора, уши которого чувствительнее любого когерера. Но у нашего генератора такой несущей нет и его невозможно подслушать без применения дополнительного устройства в приемнике для дополнительной модуляции — тикера([2], стр. 139)! В начале Первой мировой у союзников всплыли проблемы с перехватом передач немцев, уже перешедших на дуговые передатчики. Тикер также интересен тем, что позволяет обойтись без диода при определенной схеме подключения.

Дуга Поулсена мощностью порядка сотен ватт легко умещается на стуле и имеет простейшую конструкцию(также — см. последнюю иллюстрацию).

Материал для электродов подойдет любой, обычно использовалась пара медь(+)-графит(-). При киловатных мощностях и выше электроды приходилось охлаждать водой, в первую очередь медный анод, чтобы не допустить обратного зажигания дуги. При работе на сотнях ватт хватит и миллиметрового зазора и сотни-другой вольт, мегаватный генератор имел зазор порядка 15 см.

Небольшая проблема возникала при модуляции сигнала. На установление режима искры требовалось время, и простое прерывание питания телеграфным ключем нарушало работу системы. Либо ключ подключал дополнительный конденсатор/индуктивность к колебательному контуру, сбивая частоту в сторону от частоты приемника, либо сбрасывал радиосигнал на пустышку — колебательный контур с характеристиками аналогичными характеристикам антенны. Пустышка брала мощность, но не передавала сигнала. При этих способах вся мощность проходит через ключ, поэтому для очень мощных передатчиков пришлось изобрести гидравлический микрофон([1]) и ключевой дроссель([2], стр. 144).

Водородная атмосфера в маленьких установках создавалась крайне просто. В дугу капал спирт или керосин. При работе, по мере утечки водорода, такая установка периодически производит микровзрывы — эффектное, но безопасное явление. В первый момент выжигался лишний кислород, затем действие дуги разлагало жидкость. Спирт дает при разложении водород с примесью CO2, что ухудшает теплоотвод примерно вчетверо по сравнению с чистым водородом. Керосин разлагается на водород и углерод, который выпадает сажей, загрязняя электроды.

Обычно использовался керосин, хотя он и требовал более сложной конструкции электродов. Дело в том, что полевые испытания обнаружили странное явление регулярной пропажи спирта из радиорубки. В лаборатории эффект не воспроизводился — не все тайны вселенной подвластны науке.

[1] От дуги Петрова — к радиопередаче речи
[2] Г. Гюнтер, Элементарное введение в радиотелеграфию и радиотелефонию, 1927

Эта статья — перевод статьи на английском языке. Если где криво перевел — поправляйте…

Мой отец собрал этот Heathkit CR-1 Crystal [...]]]> «Радио лисьей норы» (fox hole radio) — это самодельные радиоприемники, которые собирали военнопленные из подручных средств.
Их условия жизни очень напоминают условия, в которых окажется попаданец — без инструментов, материалов и во враждебном окружении.

Эта статья — перевод статьи на английском языке.
Если где криво перевел — поправляйте…

Мой отец собрал этот Heathkit CR-1 Crystal Radio (детекторное радио) для меня на мой день рождения, когда я был в 5-м классе, примерно в 1959-м. Мне помогло.

Это было волшебное устройство и оно заставило меня серьезно заинтересоваться радио в раннем возрасте. Я даже не понимал, что отсутствие батареи было достижением. Оно работало великолепно — не дает мне спать по ночам в попытках найти пределы диапазонов. В процессе я начал понимать, что именно можно использовать для антенны, различия между 1N34 и выпрямительным диодом, и почему если говорить в наушниках, то сигнал не уйдет в антенну. Это должно работать, не так ли?..

…Неправильно, это не должно работать! (Я узнал после просмотра каталога Heathkit, что этот подвиг потребует радиопередатчик и я стал пускать слюни на передатчики в каталоге, которые могут это сделать — как DX-100, который я в конечном счете приобрел).

Обратите внимание на маркировку «DET» на правом верньере. Это было подстроечный конденсатор детектора. Этими маленькие буквами CD (Civil Defense, гражданской обороны) были маркировки были частоты, отведенные в диапазоне AM для CONELRAD предупреждений (640 и 1240 kHz). Эта маркировка должна была быть на всех радиоприемниках, построенных между 1953 и 1963, в том числе и в этом. COntrol of ELectromagnetic RADiation (контроль электромагнитного излучения). Меры, принимаемые правительством США для предотвращения наведения советских бомбардировщиков на наши AM передатчики, как было в Императорском Флоте Японии во время нападения на Перл-Харбор. Радиостанции, передающие чрезвычайно важную информацию, должны были менять частоту каждые несколько минут. WGBB на Лонг-Айленде был такой станции. Детекторное радио было бы очень удобно в этом месте.

Мой папа установил Philmore Aerial Kit с блестящим многожильным медным проводом вдоль карниза нашего дома, используя держатели ТВ-антенны для изоляции концов. Я думаю, комплект первоначально имел два прозрачных стеклянных изоляторов на концах антенны, которые мы почему-то не использовали. Этот комплект имел фарфоровые изоляторы для организации ввода и крутые проводящие ленты с разъемами Fahnstock для подачи сигнала при закрытом деревянном окне. Была также крутая медная жила с собственным Fahnstock разъемом, которая пошла вокруг горячей трубы водяного радиатора в моей комнате для заземления.

Неизолированные, блестящие многожильные медные провода антенны работают лучше, чем антенны, сделанные из «обычного» провода!

Счастливые времена — я до сих пор использую CR-1, и это все еще прекрасно работает, хотя ручки-«клювики» и гарнитура не являются оригинальными. Я собрал много детекторных приемников, но это все еще работает лучше всего; из-за тщательного согласования сопротивления антенна-диод-гарнитура.

Радио Лисьей Норы

«Если это глупо, но работает — это не глупо» Законы Мерфи

Во время Первой мировой войны, Второй мировой войны и последующих конфликтах, многие военнопленные, построили «Fox Hole Radio» слушать новости, музыку, Tokyo Rose, Axis Sally, Lord Haw Haw и, возможно, Hanoi Hannah. Хотя вражеская пропаганда была смехотворна, эти станции привлекли военнопленных популярной музыкой, передаваемой мощными передатчиками. Радиостанции BBC, Радио Австралии и вооруженных сил США несли новости из дома, музыку и все важные результаты спортивных соревнований. Эти приемники лисьей норы не требует батарей — они приводились в действие сигналом от отдаленной радиостанции, который собирается антеннами приемника. Они были построены и использовались во время между в «Ждите» и «Спешите и Ждите». Часто в лисьей норе. Если бы вы были там, вы знаете.

Радио может быть построено из всяческого лома, за исключением наушников; они могли быть найдены во вражеском танке или обломках самолета. Перфорированный Messerschmitt также может быть источником необходимого провода для подстроечной катушки и антенны. Радиостанции были построены молодыми солдатами, которые знали, как сделать такие вещи. Они были эквивалентом сегодняшних техно-гиков и хакеров (но не современный ребенок, который думает, что «коммуникационные технологии» это тыкание пальцем в экран iPhone китайского производства. Меня не интересуют такие вещи, но я отвлекся ). Это было в начале технологий 20-го века и любой уважающий себя солдат знал их. Вездесущие радиолюбители вероятно, помогли, применяя свои навыки в то время.

Я построил Fox Hole Радио как описано ниже после того, как друг принес пакет Красный Креста времен Второй мировой войны, содержащий среди других вещей бритвенные лезвия. Это были лезвия типа «Blue Blade», которые имели синее оксидным покрытие, а это покрытие, при контакте с обычным графитовым карандашом создавало микроконтактный выпрямитель. Это работало «кристаллом» и «cats whisker» в ранних детекторных приемниках; оно заставляло ток из антенны течь только в одном направлении. Это приводило к «наращиванию» сигнала антенны до уровня, который можно было услышать в наушниках с помощью процесса, известного как «детектирование». Прикрепленная катушка изолированной проволоки, намотанной на кусок бамбука, действовал вместе с емкостью антенной проволоки как колебательный контур, настроенный на радиочастотный диапазон, представляющий интерес. Эксперимент со схемой — можно попробовать «короткое замыкание» витков катушки замыкая их скрепкой; можно попробовать подключить скрепку к цепи лезвие бритвы/наушников вместо этого. Это РЕАЛЬНАЯ основа — но комплексное сопротивление катушки — ключ для получения качественного сигнала.

Все, что тогда требовалось был длинный кусок проволоки для антенны (и забор из колючей проволоки с деревянными столбами, или длинный телефонный провод «commo wire» были идеальны). Плюс заземление, состоящее из металлического палаточного кола или штыка, забитых во влажную почву.

Вверху: Типичное импровизационное заземление. Металлический колышек от палатки забитый во влажную землю. Здесь заземления радиоприемник PRC-25. Ловите идею.

Нужны еще несколько других мелочей, таких как булавка, кусок бамбука, пластиковой бутылки из-под воды, стеклянная бутылка или картонный цилиндрик от туалетной бумаги как основа для настроечной катушки. Тогда кусок дерева от патронного ящик это шасси, а несколько винтов, кнопки или гвозди и скрепки, чтобы сделать «тюнер». При наличии сильного сигнала и/или хорошей антенны трудно добиться, чтобы такая схема НЕ работала! Приведенные ниже фотографии иллюстрируют основную идею.

Вверху: Fox Hole Radio собрано с помощью вороненного лезвия времен Второй Мировой Войны и грифеля для детектора. Обратите внимание на бамбуковое основание с катушкой, и скрепку, прикрепленный к пробке, которая скользит по виткам катушки, чтобы настроить радио. Оранжевый провод идет к антенне, а черный провод к заземлению. Это «Deluxe Model» с пружинными зажимами для внешних подключений.

Вверху: Крупно показана булавка, удерживающая карандаш по отношению к лезвию бритвы. Медная проволока используется для контакта между булавкой и антенной. Эта сборка функционирует как «Cat’s Whisker» классических кристаллических детекторов. Моя кошка особенно ценит этот альтернативный дизайн.

Радио настраивается, перемещая точку контакта карандаша в разных местах на лезвии, чтобы найти «золотую середину», где детектор заработает (сигнал при этом будет звучать громче). Затем установите скрепку на витках катушки (нужно намотать столько витков, сколько сможете: -100+), чтобы настроить и оптимизировать сигнал, который вы хотите услышать. Нужно не так немного проб и ошибок, чтобы получить хороший сигнал, и это во многом зависит от высоты и длины антенны, качества вашего заземления, частоты и мощности вашей целевой станции. Ну или просто повезет. («Шанс выпадает лишь подготовленному уму» — Л. Пастер).

Кроме того, можно настроить радио, изменяя индуктивность катушки для более длинных радиоволн — вставив железный болт внутрь бамбукового основания катушки. Или настроить на более короткие волны, уменьшив индуктивность, вставив кусок латуни — этот пулемет 50-го калибра работает просто отлично. Импровизировать, адаптироваться, преодолеть. Это радио также поможет услышать местные AM-станции, подобные тем, которые использовались в течение Второй мировой войны и за ее пределами для военных коммуникаций. Если станции достаточно близко, вы даже не должны настроить радио! Они принимаются очень неплохо. Эти Fox Hole Radio, несомненно, были использованы нелегально в лагерях военнопленными, очень смелыми людьми.

Личный знак солдата тоже будет работать вместо бритвенного лезвия, но лезвие, кажется, работает лучше. Хм, я уверен, что воронение на магазине пистолена 45-го калибра будет работать тоже. Здесь работает валентные электроны в запрещенной зоне полупроводника. Вам нужен наушники с большим сопротивлением для преобразования электрического сигнала в звук и высокое сопротивление гарантирует, что телефоны не будут шунтировать цепь. Современные наушники-затычки с сопротивлением в восемь Ом работать не будут — но опять же, их и не было во время Второй Мировой Войны …

Компания Gillette производит вороненые лезвия для военных целей. Любопытно, что, если вы посмотрите на лезвие, то вы увидите маленькую стрелку, напечатанную с обоих сторон, якобы, чтобы указать способ вставки его в бритву. (Лезвие, которое использовалось в этом Fox Hole Radio не было сделано Gillette). Gillette изготавливает эти лезвия и затем специально намагничивает их для использования военнопленными в качестве компаса. После подвески лезвия на волоске, стрелка указывает на север. («The Escape Factory», рференс 6). Спасибо, ребята.

Аварийный Радио приемник:

Так как детекторные приемники имеют части минимального размера, то возможно построить действительно маленькое аварийное радио. Компактный размер не дает возможностей настройки частоты и, конечно, не требуется никаких батарей. На самом деле, самая большая часть это пластиковая катушка, на которой намотана антенна. Это катушка содержит 50 футов 0.34 лакированного провода для антенны. Чем больше антенна, тем лучше! (Если ваша антенна установлена на всю зиму, это не слишком много). Наушник даже больше, чем сам радио «приемник». см. ниже

Принципиальная схема:

Схема, показанная выше, очень проста. Он состоит колебательного контура, где индуктивность имеет 55 витков изолированного медного провода, намотаного на тороид диаметром 1/2 дюйма. Лакированная изоляция провода будет прекрасно работать. С этого конкретного тороида и 55 витков мы получим индуктивность примерно 12 мкГн. Антенна соединена с одним концом колебательного контура, заземление с другим. Параллельно повешен подстроечный конденсатор 0,005 мкФ. Анод 1N34A германиевого диода подсоединен к концу антенны. Наушники с высоким сопротивлением подсоединены между катодом диода и заземлением. Так как эти наушники представляют собой очень высокое сопротивление, включенное параллельно с емкостью, то эта емкость будет заряжаться до пикового напряжения диода, а затем обрезать ток в наушниках. (Не проблема с высоким импедансом магнитных наушников, например, Heathkit CR-1). Чтобы предотвратить это, установите резистор 47 кОм параллельно с наушниками. Резистор немного срежет сигнал, но это необходимо. Отсутствие резистора — ошибка, легко упустить из виду. (Классическому Fox Hole Radio из лезвия не нужен этот разрядный резистор. Я считаю, что «обратный ток утечки» уходит обратно через импровизированный диод, эффективно разряжая емкость наушников через катушку).

Схема с этим колебательным контуром имеет резонансную частоту примерно 650 KC, но я использовал тороид из хлама с неизвестной магнитной проницаемостью. Поэкспериментируйте с тороидом, количеством витков и конденсатором для настройки на требуемую частоту. Здесь нет ничего критического. Просто убедитесь, что вы используете германиевый диод вроде 1N34A из-за его низкого сопротивления по сравнению с типичным кремниевым диодом (повышает чувствительность). «Тюнинг» устройства очень широк в связи с общей простотой и компромиссным дизайном, который делает приемник как можно простым. Волновое сопротивление даже отдаленно не оптимальное, добротность контура неизвестна, но это простое радио, построенный с тем, что у меня было, и это работает! Интернет полон детекторных приемников — исследуйте и экспериментируйте! Последний раз я искал «детекторный приемник» в Google и получил 63 миллиона ссылок!

Ниже показано это же радио после полевых испытаний, вставленное для защиты в термоусадочные трубки. Диод и резистор засунутые в «дыру» тороида. Видно желтый диск конденсатора. Вы можете заметить небольшой размер, идеально подходящий для хранения в моем карманном аварийном комплекте. Приемник имеет фиксированную настройку около 650 KC; Можно было бы поточнее настроить какую-то частоту, но детекторный приемник очень широкополосный по своей природе. В районе бухты Сан-Франциско, я могу четко слышать KGO, KCBS и KNBR (810, 740 и 680 KC соответственно) в течение дня и, прежде всего KGO и KNBR ночью, так как некоторые станции уменьшают мощности передатчика на закате. Операция проста: вытяните провод антенны и бросьте ее на соседнее дерево с малым грузиком на конце. Лучше всего работает, если антенна висит вертикально, так как передатчики AM имеют вертикально поляризованный сигнал, хотя антенна будет работать в любом положении. Конечно, качество приема зависит от того, насколько близко вы к радиостанции, ее мощности и насколько разделены частотой другие радиостанции, качества заземление и т.д.

Антенна подключена к красному проводу, черный провод подключен к заземлению (однако если их поменять между собой, все будет работать так же пректасно). Заземлением может быль металлический колышек от палатки или нож, забитый во влажную землю, можно зарыть кусок провода, можно использовать трубу «холодного водоснабжения», это может быть колючая проволока или цепь на заборе — все, что металлическое в контакте с планетой. В регионах, где проводимость почвы очень плохая (пустыни, горные породы), вы можете разрезать провод антенны пополам и подключить половину к красному проводу, другая половину к черному, диполь с детектором в середине. Это просто. Держите наушники, вы в деле. Кроме прочего, вы не должны «выключить его», когда засыпаете!

Можно сделать приемник легко перестраиваемым, но это требует довольно большой переменный конденсатор и «ручку» для его вращения, но даже без него это все еще довольно удобное в своем классе устройство. Лично я для настройки на канал выбрал метод селекции «ухо-мозг». На самом деле это довольно просто, если вы настроили ваше восприятие на прослушивание конкретной программы. Для настройки на другую станцию, просто измените вашу концентрацию! Работает лучше, чем это звучит.

Вы можете сделать приемник полностью водонепроницаемым (за исключением наушников), впрыскнув небольшой сгусток прозрачного силикона «жидкие гвозди» или горячего клея в концы трубки, а потом термоусадкой полностью обжать ее. Простой дизайн, без излишеств, минимизирующий сложность и размер. Идеально подходит для чрезвычайных ситуаций, когда нет ничего.

P.S. Помним, что условия работы такого приемника — мощная радиостанция, вещающая с амплитудной модуляцией. Если вы собрались строить такое в средние века — это мимо кассы.

Дело в том, что с помощью реле мы можем управлять нагрузкой мощностью в несколько сотен, тысяч, а то и десятков тысяч раз больше управляющего тока! В этом и [...]]]> Реле — один из самых простейших и доступных усилителей, перспективных для попаданца.
По сути своей это выключатель, управляемый электрическим током.
Но зачем, спросите вы, включать ток другим…током?…

Дело в том, что с помощью реле мы можем управлять нагрузкой мощностью в несколько сотен, тысяч,
а то и десятков тысяч раз больше управляющего тока! В этом и состоит сущность любого усилителя.
Тем самым, замыкая управляющую цепь выключателем от карманного фонарика, рассчитанным на низкий ток и напряжение, мы можем включать и выключать установку мощностью несколько киловатт, например, электролизер или дуговую печь.

Само реле не отличается ни сложностью ни технологическими изысками.
Вот схема простейшего реле с нормально разомкнутыми контактами.

Как видите, ничего сложного.

1 — обмотка
2 – сердечник
3 – ярмо
4 – якорь
5 — возвратная пружина
6 – подвижный контакт
7 – контакт управляемой цепи
8 – зажимы для присоединения к управляющей цепи.

Ярмо и сердечник —  части магнитопровода (буквально, проводника для магнитного потока).
Первые экземпляры реле не имели ярма, что сильно снижало их чувствительность.
Якорь — тоже часть магнитной системы. На рисунке он также является частью электрической цепи, однако попаданцу стоит избегать подобных решений — дополнительная тепловая и коррозионная нагрузка на такую важную деталь нам ни к чему.
Более рациональным будет изолировать якорь от электричества, передавая усилие на контакты через изоляционную прокладку.

Пожалуй самая проблемные части реле — обмотка и контактная пара.

Для обмотки в большинстве случаев следует брать как можно более тонкую изолированную проволоку.
Это позволит сделать большее количество витков, а значит снизит требуемый ток.
Наматывать лучше всего в несколько слоев, не меняя направления намотки. Помните, во момент выключения реле на обмотке возникает выброс напряжения, который при большом количестве витков может быть больше подаваемого в несколько десятков раз, легко достигая напряжения пробоя изоляции.
Во избежание искрения очень желательно разнести выводы обмотки на некоторое расстояние и изолировать от руг друга.

Контакты представляют собой самый нагруженный элемент реле.
Сквозь них зачастую протекает значительный ток, что в случае плохого контакта может вызвать их обгорание и порчу прибора. Также под воздействием нагрева и атмосферного кислорода контакты могут покрыться окислами, что приведет к снижению проводимости.
Одним из методов борьбы с этой проблемой является изготовление контактных пар из как можно более инертных металлов, таких как серебро, платина или никель.
Также эффективно погружение контактов в минеральное масло, что также решает проблему нагрева и искрения.

Как электрический элемент реле имеет несколько особенностей, отличающих его от прочих усилителей.

Первая — это большая инерционность.
Даже уменьшая размеры реле крайне сложно добиться частоты переключения больше ста герц.
Уже при скорости включения-выключения больше пятидесяти раз в секунду срок работы реле снижается до нескольких часов.

Второй особенностью реле является очень заметный гистерезис — ток замыкания контактов и ток отпускания может отличатся в несколько раз.
Однако этот, казалось бы, недостаток можно превратить в достоинство в случае, если величина управляющего тока колеблется.
Используя гистерезис, можно снизить число ненужных срабатываний реле, увеличивая его ресурс.
Более того, разность тока замыкания и размыкания  регулировать в некоторых пределах, изменяя зазор между сердечником и ярмом!

Контакты в правильно сконструированном реле полностью изолированы от управляющей цепи,
что позволяет снизить риск поражения электрическим током, использую низкое управляющее напряжение.

Реле — это пороговый элемент.
Проще говоря, этот усилитель не реагирует на управляющий сигнал до тех пор, пока тот не превысит некого
значения, после чего замыкает цепь. Дальнейшее увеличение тока в обмотке (в разумных пределах)
не влияет на значение управляемого тока.

Вот типовая схема включения реле:

Подобная схема нашла себе применение в простейших конструкциях телеграфного аппарата, уже на ее основе можно
создать множество полезных устройств, начиная от таймера и заканчивая автоматическим предохранителем.

Помимо уже рассмотренной, существуют великое множество конструкций, в основе которых лежит
реле. Пускатели и реле времени, датчики тока и шаговые искатели, реле обратного тока и зуммеры,
простейшие логические ячейки и триггеры!
Все эти механизмы просты и дешевы, пусть и не всегда надежны и эффективны.
Их использование позволит «подтянуть» многие отрасли промышленности, внедряя электричество и связь
в самые различные производства.

Принцип действия когерера основан на том, что сильная электромагнитная волна, проходя через тонкие механические соединения, размыкает или замыкает цепь. То есть это всего лишь механический ключ, который реагирует [...]]]> Когерер  — прибор детекции сигналов ВЧ, был изобретен Эдвардом Бранли в конце  девятнадцатого века.
Просуществовав  всего лишь тридцать лет, он уступил место более чувствительным и удобным лампам…

Принцип действия когерера основан на том, что сильная электромагнитная волна, проходя через тонкие механические соединения, размыкает или замыкает цепь. То есть это всего лишь механический ключ, который реагирует на силу электромагнитного импульса.

Отсюда — все плюсы и минусы когерера.
В плюсах — крайняя простота и возможность построения в любую эпоху.
В минусах:
Во-первых, так как когерер это выключатель, который имеет всего два состояния — то никакой модуляции сигнала быть не может. Только азбукой Морзе. Про голос и радиовещания можно не вспоминать.
Во-вторых так как когерер это механический переключатель, то электромагнитная волна должна быть достаточной силы. То есть чувствительность у когерера очень слабая. Ему нужно мощные радиостанции, и чтобы недалеко.
Ну и в-третьих, главное — когерер это только приемник.
А в приемниках недостатка не было — можно построить и детекторный и даже кристадиновый. А вот с передатчиками с самого начала была засада — приходилось строить искровые, которые были намного дороже разумного и к тому же забивали эфир телеграфным кодом, мешая работать нормальным звуковым радиостанциям.

Однако не стоит отворачиваться от него, как от «тупиковой ветви эволюции» развития радио.

Существует ряд особенностей, делающих этот приборчик привлекательным для попаданца.
Как упоминалось, он прост в изготовлении:

Как видно из рисунка, когерер состоит из двух контактов (их желательно изготовить из инертного металла, как пример, Попов использовал платиновые пластинки),
контейнера из изолятора (традиционно — трубка из стекла, но почему бы не деревянный ящичек?)) и металлического порошка.

На последнем мы остановимся наиболее подробно.
Дело в том, что два года назад я решил из любопытства собрать «Грозоотметчик» конструкции Попова.

На первый взгляд — ничего сложного.
Однако после того, как я собрал когерер, я столкнулся с тем, что стальной порошок, насыпанный в спрессовался,
вследствие чего сопротивление элемента резко падало даже в отсутствие сигнала!
(в качестве источника радиоволн широкого спектра я использовал блокинг генератор с повышающей обмоткой,
подсоединенной к искровому промежутку из двух гвоздей).
Даже встряхивание и помешивание порошка не исправило ситуацию.
Порошок был получен с помощью гвоздя и напильника.
Решив, что размер имеет значение, я мелко нарезал очищенную от ржавчины стальную проволоку (D=1,3 мм)
кусочками длиной по 2-3 мм.
Работа когерера действительно улучшилась.
Однако и сама насечка и стальной порошок начали окисляться буквально через два дня даже
в плотно закупоренном контейнере (пузырек из под лекарства, в таких раньше продавали зеленку и марганцовку).
В итоге я сделал насечку нержавеющей проволоки и наполнил ей когерер.
Возможно из-за большего калибра проволоки чувствительность ухудшилась в 1,2-1,3 раза.
Т.е. изначально, со стальной проволокой, приемник регистрировал сигнал на расстоянии ~20 м.
С нержавеющим наполнителем предельная дальность составила уже ~15 м.
Медная пыль давала довольно низкое сопротивление и регистрировала сигнал на расстоянии не больше десяти метров.
Хотя возможно я сделал слишком мелкий порошок (насечка из очищенной от лака проволоки проводила электричество
не хуже простого провода)
В наиболее совершенных конструкциях позапрошлого века использовался серебряно-никелевый порошок, цинковый с примесью железа и смесь железных опилок, ртути и масла.

В 1899г Чандра Боше изобрел ртутный когерер.
Конструкция его не так проста, как порошкового
E — изолирующее основание
M — ртуть (один из электродов)
P — слой нефти (для изоляции и предотвращения испарения)
D — второй электрод (вращающийся медный диск)

При регулировке слой нефти доводили 0,05-0,1 мм.
При каждом прохождении сигнала реле сдвигало анкер простейшего часового механизма,
который немного поворачивал диск, уничтожая контакт.
Такой когерер был гораздо чувствительней порошкового, и его можно было настраивать,
однако наличие жидкости и громоздкость механизма делало его крайне чувствительным к качке и тряске.

Помимо рассмотренных выше основных существовало множество  иных конструкции, применявшихся уже не так широко в силу каких-либо обстоятельств.

Игольчатый трехконтактный когерер.
Чувствительный, но требующий высококачественного микрометра.
Подобный использовал Маркони в своем приемнике, поместив его в вакуум.

Еще одна конструкция Гульельмо, созданная им по подобию ртутного.
c,h, l -элементы подставки
g — микровинт
Капелька ртути ртути находилась между двумя цилиндрическими электродами,
неподвижным угольным d и регулируемым железным f.
(Непонятная деталь в самом низу — наушники! Да, последние три конструкции пригодны для приема тонового сигнала!)

Все  когереры, рассмотренные выше, являются двухполюсниками.
Поэтому типовую схему включения можно изобразить вот так:


К — это собственно когерер
А — антенна
З — заземление
Б₁ и Б₂ — источники питания (в моем случае когерер рассеивал в среднем 0,06 Вт, так что
подбирать придется под нагрузку)
Р — усилитель. Во времена когерера применялось реле.
Г и М — приборы регистрации сигнала (Г — гальванометр, М — механизм обнуления когерера
(молоточек у Попова или часовой механизм в ртутном когерере))
Для повышения селективности приемника параллельно когереру ставился колебательный контур, питаемый через катушку связи.

При всех своих недостатках когерер успешно использовался на протяжении поколения.

Именно когерерные приемники стояли у истоков радиосвязи и радиолокации.
Безусловно, он проигрывает любым другим детекторам в чувствительности и широте применения. Однако не стоит забывать о его простоте, дешевизне, надежности.
На первых порах он станет надежным подспорьем в развитии технологии связи.

Однако,  прежде чем внедрять когерер, подумайте сначала о радиостанциях, которые он будет принимать!

Спешу разочаровать. Сравнивать полупроводниковую электронику (особенно современную) с ламповой — это все равно, что сравнивать замазку со сваркой, хотя и то и другое [...]]]> Почему-то современному человеку кажется, что ламповая аппаратура в обслуживании — это примерно то же, что и транзисторная, только мало активных элементов и много жрет энергии. И что ломается она примерно так же.

Спешу разочаровать.
Сравнивать полупроводниковую электронику (особенно современную) с ламповой — это все равно, что сравнивать замазку со сваркой, хотя и то и другое может служить для герметизации…

Скажу сразу — ламповая техника ломается и что еще хуже — ломается постоянно. На своем пике — в конце 60-х годов прошлого века, радиолампы обычно имели ресурс 500-1000 часов (хотя и были специальные серии «Е» повышенной долговечности — 5 тыс- 10 тыс часов). И это — наивысшее достижение лампостроения! Какой ресурс лампы будет у попаданца? 100 часов?

Но если бы все упиралось только в ресурс радиоламп!
В электронике есть очень интересная особенность — чем меньше элементы, тем они надежнее. Кроме прочего — малые элементы имеют малые напряжения питания, что также положительно сказывается на общей надежности.
У ламп же не бывает малых напряжений. Просто исходя из принципа действия. Ни одна лампа не будет работать на 1.1 вольта, как современный процессор. Подозреваю, что даже накалу этого будет мало. В результате — большие напряжения и большие температуры (дающие механические напряжения), и имеем ничтожную надежность.

А теперь представим — у нас в схеме две радиолампы с ресурсом в 500 часов. Какова будет общая надежность прибора? В два раза меньше? А если ламп четыре? А если десять ламп? Современные микросхемы имеют ресурс до десятков тысяч лет (!). Естественно, собрав прибор, в котором будет десяток-другой микросхем, мы все равно получаем приемлемую надежность.
С лампами так нельзя — отсюда и разница в схемотехнике.

Если посмотреть ламповые схемы, то они очень сложно устроены — с кучей обратных связей. Все сделано для того, чтобы одна лампа выполняла несколько функций, это уменьшает количество активных элементов. Меньше ламп — больше надежность.
Ламповую технику не разрабатывали «из кубиков», как принято в цифровой электронике. Конечно, можно и из кубиков — но тогда ламп будет слишком много и работать такая штука будет очень мало, все больше в ремонте. Собственно, как и было в первых ламповых компьютерах, они могли проработать всего пару часов, прежде чем какой-нибудь один-единственный элемент из пары сотен переставал функционировать.

Кроме того — лампы греются. Греются сами и греют окружающие детали. В ламповом мире «перегрев» — это вытекание припоя и размыкание цепи. Поэтому железный лист с асбестовой прокладкой не вызывают удивления в ламповой аппаратуре. И функции такого листа, как электрического экрана — побочные, не для того он ставится.

Надежность радиоаппаратуры, к которой мы все привыкли, возникла только во времена полупроводников. И эта надежность была одной из основных причин того, что лампы вымерли.

Конечно, были у ламп и свои плюсы.
Лампы редко выходят из строя внезапно. Разве что накал перегорит, но это сразу заметно.
Лампы издыхают постепенно.
Катоды теряют эмиссию, а колбы — вакуум. Второе также заметно невооруженным глазом — геттер меняет цвет. По виду геттера даже можно отличить новую лампу от б.у.
Это все в совокупности дает простоту ремонта — деталей мало, а большой процент неисправностей просто видно.
Однако — ремонт необходим, и необходим постоянно. Ламповый радист просто обязан уметь ремонтировать аппаратуру. И именно так все и было.

Итак, если у попаданца получится ресурс радио порядка 100 часов — это победа.
И это число совсем немного отличается от ресурса рации у радистки Штирлица.
И пусть это выглядит слишком мизерным и неправдоподобным, но ведь и 150 км/час как скорость для истребителя тоже выглядит подозрительно. Но с такой скоростью и летали в Первую Мировую.

Попаданец, помни — та радиоаппаратура, что ты сможешь собрать, будет сильно отличаться от современной в смысле эксплуатации. И отличаться в худшую сторону.

Есть ли способ, который позволяет собирать оставшиеся при откачке газы и в процессе работы так же собирать накапливаемые? Есть. Способ простой со странным названием — геттер…

«Геттер» — слово немецкое и означает «поглощать». [...]]]> Радиолампам нужен вакуум. Вакуум высокий, и как только в колбе со временем собираются газы — вспыхивает разряд и радиолампа превращается в неонку.

Есть ли способ, который позволяет собирать оставшиеся при откачке газы и в процессе работы так же собирать накапливаемые? Есть. Способ простой со странным названием — геттер…

«Геттер» — слово немецкое и означает «поглощать». В данном случае — поглощать газы.
Если мы возьмем в руки радиолампу, мы как правило увидим сверху зеркальную поверхность. Это и есть геттер.

То есть — это геттер уже активированный.
А на заводе — это тонкая полоска металлической фольги длиной 8-10 мм, которая прикрепляется к электродам.
После откачивания воздуха и герметизации радиолампы и происходит эта самая активизация — через эту полоску пропускают СВЧ ток, в результате чего она просто испаряется и металл оседает на внутреннюю стенку лампы в виде такого вот зеркала.

Тут происходит две вещи.
Во-первых, при испарении атомы раскаленного металла захватывают остатки газов из колбы радиолампы. В результате вакуум заметно повышается. До изобретения геттера обязательно добивались высокого вакуума порядка 10^-6 — 10^-8 мм. рт. ст. После его введения можно было делать 10^-4 — 10^-5, а уже остальное добивал геттер.

Кроме того — полученная металлическая пленка имеет способность собирать газы, которые проникают в лампу или вырабатываются из горячих деталей. При этом — геттер меняется. Он становится более прозрачным, покрывается пятнами и разводами. Поэтому долго работающую в тяжелых режимах лампу можно визуально отличить от новой.

Но и это не все! При разгерметизации геттер окисляется и превращается из зеркально-черного в белый налет, как на картинке слева. То есть разгерметизованная лампа легко отличается визуально.

Собственно, остается один вопрос — а из каких металлов делается геттер?
Конечно, разные металлы по разному поглощают газы. Собвственно, поглощают газы только два металла — барий и магний, из них и делают геттеры. Хотя чистый барий почти не применяется — используют его соединения с торием, титаном или алюминием. Есть даже такая смесь, как железо-барий-магний.
Если взять в руки готовую радиолампу и посмотреть на зеркало, то можно определить — барий в геттере или магний. Бариевый геттер имеет темное зеркало, а магниевый чуть более светлое.
Если смотреть по характеристикам — то барий много лучше. Магний поглощает только кислород, азот и углекислый газ, а барий — все газы, кроме инертных. При этом объемы поглощения у бария заметно больше.
Весь плюс магния — только в дешевизне, а в случае попаданца он может стать единственно доступным.

Вообще, визуальное определение неисправностей в электронике для современного микрочипового мира выглядит по крайней мере забавно.
Но это работало — достаточно было проверить геттер и проследить, работает ли накал, и о работоспособности лампы можно было много чего сказать (хотя варианты, как всегда, были). Для микросхем же я знаю только одно визуальное определение неисправности — называется «танкисты повылазили», это когда крышка микросхемы разрывается и оттуда валит дым…

Итак, что мы видим?

Слева у нас антенна, на ней висит колебательный контур с переменным конденсатором, которым мы настраиваемся на волну. Справа у нас наушники и под ними — основная [...]]]> Итак, у попаданца все получилось — у него есть работающая радиолампа и он наделал конденсаторов-резисторов.
Давайте посмотрим, насколько простой может быть схема однолампового приемника…

Итак, что мы видим?

Слева у нас антенна, на ней висит колебательный контур с переменным конденсатором, которым мы настраиваемся на волну.
Справа у нас наушники и под ними — основная батарея питания. Вторая батарея нарисована под лампой — это питание накала радиолампы.
Остаются несколько вопросов — а зачем нужны конденсаторы С_с С_бл и резистор R_c?

Конденсатор С_с имеет емкость 100-200 пФ и именно он вкупе с лампой и является чем-то вроде детектора, то есть отсеивает высокочастотную составляющую радиосигнала, оставляя только модулированный сигнал. Этот конденсатор заряжается током, проходящим через цепь катод-сетка. Ток это слабый, но он идет только от катода к сетке, назад лампа не умеет. В результате конденсатор полностью заряжается и остается на этом уровне. И тут вступает в дело резистор R_c.
Он потихоньку «сливает» накопленное конденсатором. Если его правильно подобрать (а он должен быть порядка 1 мОм), то когда с антенны приходит просто несущая, то с конденсатором ничего не происходит — он полностью заряжен. Если же сигнал модулирован, то напряжение на С_с начинает уменьшаться и увеличиваться с модуляцией.
В результате — на сетке лампы появляется низкочастотные колебания — то есть звук.
Резистор R_c можно еще поставить в положение, обозначенное на схеме пунктиром, разницы не будет.

Вот еще картинка к объяснению работы С_с и R_c:

Из-за того, что лампа все равно усиливает высокочастотную составляющую, то она гасится вторым конденсатором — С_бл
Этот конденсатор пропускает через себя высокочастотную составляющую, а низкочастотная идет через наушники.
Вот схема объяснения этого:

Собственно, на этом объяснение работы простейшего однолампового приемника прямого усиления закончено.
Пять деталей, две батареи, лампа и наушники. И оно работает!

Я не думаю, что с объяснением принципа действия сего чуда будут проблемы, даже если объяснять придется аборигенам.
Конечно, первому встречному это будет непонятно. Но кто для секретных технологий будет брать первого встречного?

Первая заработала в 1875 году, это был прообраз всех электронных ламп, но если конкретно — и кинескопа и рентгеновской трубки…

Собственно, прообразом трубки Крукса можно считать эксперименты 1857 [...]]]> Если попаданец уже имеет рабочую радиолампу, то совсем нелишним будет получить рентгеновские лучи.
Вообще, для их получения есть два сходных метода — трубка Крукса и рентгеновская трубка.

Первая заработала в 1875 году, это был прообраз всех электронных ламп, но если конкретно — и кинескопа и рентгеновской трубки…

Собственно, прообразом трубки Крукса можно считать эксперименты 1857 года немецкого физика Гейсслера, которые показывали разряд в резреженных газах. В то время трубки Гейсслера были очень популярным развлечением, их массово производили и продавали богатым людям, которые устраивали у себя дома «электрическую лабораторию», чтобы поразить воображение друзей (собственно, мода эта пошла со времен Французской Революции, только тогда были опыты с электростатикой).

Если вам кажется, что слабый тлеющий разряд мало впечатляющ, то могу напомнить, что в те времена не было никаких электрических ламп. Даже примитивных ламп накаливания с углеродной нитью, что придумал Эдисон. Вообще, на момент начала опытов Гейслера от Эдисона было мало толку, если чему он и научился, то это качественно ходить на горшок.
Соответственно, не было и электрических генераторов и тлеющий разряд жрал гальванические элементы как свинья помои.

На картинке выше — иллюстрация из книги 1869 года про тлеющий разряд в разных газах — парах алкоголя, неоне, аргоне, парах ртути, да и просто в разреженном воздухе. Эти иллюстрации показывают не лабораторные инструменты, а декоративные лампы, имеющиеся в продаже.

Но в 1870 году произошло и другое событие — получение Круксом «катодных лучей».
Крукс был одним из тех, кто брал трубку Гейсслера и откачивал из нее остатки газа.
Сначала свечение становилось ярче, потом рассыпалось на отдельные сгустки, а потом свечение гасло, но мягким призрачным зеленоватым светом начинали светится сами стенки прибора.
Слева — картинка трубки Крукса во время работы. Тут очень высокое ISO, реальный свет от нее очень слабый.

Тогда не понимали принципа действия и не знали о существовании электронов. Поток электронов называли «катодными лучами» и считали «четвертым состоянием материи». Более того — эта трубка дала очень большой импульс спиритическому движению. Катодные лучи считали потусторонними и пытались с их помощью общаться с умершими родственниками (это без шуток было). Более того — этим занимался сам Крукс, вызывая дух своего брата. Существуют и фотографии Крукса под руку с «духом».
Я не знаю, можно ли вызвать духа умершего с помощью трубки Крукса, но что с ее помощью можно загнать в гроб — это без сомнения.

Вообще-то впервые катодные лучи были отмечены в 1859-м году Юлиусом Плюкке, но это прошло незамеченным, все-таки спиритические сеансы много значат.

Собственно, словосочетания «катодный луч» прилипло и используется до сих пор, хотя никаких специфических лучей катод не излучает. Просто при высоком напряжении электроны получают достаточно ускорения, чтобы при ударе о примеси внутри стекла вызывать их свечение. Это и есть прообраз люминофора в кинескопе. К тому же поток электронов в некоторых опытах отклонялся магнитом, что является прообразом управления электронным пучком в том же кинескопе.

Слева на верхней картинке вы видите в трубке крест и тень от него. Разогнанные электроны ударялись в металлический крест, легко закрепленный на оси, и, передавая ему импульс, заставляли его крутиться. Тень за крестом также вращалась. Такая трубка оформилась к 1879 году. Слева вы видите, как выглядела советская трубка Крукса производства 1955 года, выпущенная, видимо в образовательных целях. Электрод, который внизу — это анод, электрод справа — это катод.

Тут нас интересует одна вещь — а что происходит, когда электроны, разогнанные до высоких скоростей, ударяются в металлический крест или в стенки трубки? Все ли ограничивается импульсом, который они передают?

Выяснилось, что нет. Электроны порождают рентгеновское излучение, что и было открыто Конрадом Рентгеном в 1895 году.
То есть катодные лучи впервые получили в 1859-м, а обнаружили рентген — только через 36 лет. Вполне интересный зазор для попаданца. И кроме того — нет причин, которые не позволили бы построить ее еще лет на 50 раньше.

Но рентгеновское излучение, получаемое попаданием электронов в стекло — слабое. Хотя даже кинескоп все равно слегка излучает, несмотря на то, что его экран делают из свинцового стекла, поглощающего рентгеновские лучи. Но металлический крест в трубке Крукса излучает куда сильнее.
Поэтому Конрад Рентген усовершенствовал трубку Крукса, в результате чего она перестала быть пригодной для спиритических опытов, но зато стала куда эффективнее излучать рентгеновские лучи.

Рассмотрим эту специализированную трубку.
Классическая рентгеновская трубка — с холодным катодом. То есть вместо термоэлектронной эмиссии, которая выбрасывает
электроны из твердого тела под действием тепла, здесь электроны выбиваются с помощью очень высокого напряжения порядка десятков киловольт.
Далее электрон под действием этого же высокого напряжения пролетает через вакуум и ударяется об анод, выбивая из него ренгеновский фотон.

Процесс настолько прост, что можно сделать рентгеновскую трубку в домашних условиях из лампы накаливания.

Лампочку нужно взять ватт на 25 — чем меньше, тем лучше. На колбу лампочки наклеивается станиолевый кружок диаметром в 2 см. Станиоль должен быть накатан на лампу очень аккуратно — без всяких пузырьков или складочек, иначе при включении искра разобьет стеклянную колбу лампы. Цоколь следует закоротить — этот закороченный контакт будет катод. К станиолю нужно аккуратно присоединить медный контакт в виде сантиметрового кружка (изогнуть под форму лампочки) — это будет анод.

Теперь единственное что нужно сделать — подать на лампу высокое напряжение, порядка нескольких десятков киловольт, именно такое выдает умножитель в старом телевизоре с кинескопом. Если вы совсем в каменном веке и у вас есть только лампочка, то напряжение можно получить от высоковольтной катушки Румкорфа, вот по такой схеме:

Помните, что напряжения у вас недецкие, искра пробивает по воздуху порядка пяти сантиметров. Поэтому тут вопрос даже не осторожности, а изоляции. Все вводы в ящик на картинке желательно делать из фарфоровых изоляторов, а провода брать высоковольтные — либо из старого кинескопного телевизора, либо хотя бы со свечей автомобиля. Но в любом случае — мощность излучения будет небольшая и максимальный размер экрана, который можно осветить рентгеном,  окажется порядка 15 х 15 см.

И еще — искровой разрядник катушки будет давать помехи всем соседям и увлекаться опытами не стоит.

Тут были вопросы — а можно ли построить радиолампу с холодным катодом?

Ответ — можно. Но есть два «НО».
Во-первых, лампа, у которой напряжение в десятки киловольт, необходимых для автоэлектронной эмисии, будет излучать рентген, когда электроны долетят до анода. То есть все КПД уйдет в излучение. Тут есть всякие хитрые подходы к построению высоковольтных ламп, но они в любом случае много сложнее просто раскаленного катода.

А во-вторых холодный катод все равно нужно делать из тугоплавких материалов, потому что при излучении он разогревается до температур, близких к нити накала.

Но что еще хуже — при ударе электронов разогревается и анод, да так, что может и расплавиться.
Поэтому современные рентгеновские трубки делают несколько иначе.

Там сразу идет катод с накалом, а анод делают с охлаждением — например здесь нарисована схема с водяным охлаждением. Также внутрь трубки могут поставить электродвигатель, а сам анод — это вращающийся диск, из которого анодом работает только кусочек и электродвигатель вращает диск, подставляя каждый раз новый участок, который не успевает перегреваться.

Собственно, рентгеновская трубка оказывается устройством еще более простым, чем радиолампа. И поэтому построить ее во времена Наполеона представляется делом решаемым.

Другой вопрос, что кроме трубки рентген требует еще и экран, который светится под действием невидимых лучей.
Этот вопрос не входит в тему данной статьи, такие вещи будут рассматриваться отдельно.