Россия - родина Радио. Исторические очерки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

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» [11].

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 [12] (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 μА; Pd = 960 nW; Gain = 24. Два каскада усиления: V+ = 0,5 V; 1+ = 2,8 μА; Pd = 1,4 μW, Gain = 52. Используя такую микросхему, удается собрать современный высокочувствительный детекторный приемник (рис. 9).

Рис. 9. Современный детекторный приемник

4. 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 [13]. Осенью 1900 г. Дмитрий Аполлинариевич стал студентом физического отделения физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета, который в 1904 г. успешно окончил и был оставлен для подготовки к профессорскому званию.

Выпускники, оставленные для подготовки к профессорскому званию, а эта подготовка продолжалась два года, стипендией не обеспечивались. Поэтому Дмитрий Аполлинариевич поступил работать одновременно ассистентом на кафедру физики Петербургского электротехнического института, которую возглавлял в то время изобретатель радио Александр Степанович Попов. Так состоялось первое знакомство профессора А.С. Попова со своим учеником и будущим последователем Д.А. Рожанским.

Рис. 10. Рожанский Дмитрий Аполлинариевич

Вот как сам Д. А. Рожанский описывает этот период своей жизни: «Мое знакомство с ним (с А. С. Поповым) началось только с осени 1904 г., когда я, окончив университет, начал вести под его руководством занятия со студентами в лаборатории Электротехнического института. Но эти непродолжительные личные отношения оставили неизгладимый след на моей дальнейшей деятельности, дав ей то направление, которое позволяет мне установить известную преемственную связь с научной работой А. С. Попова. В Геттинген я привез уже готовую тему, которая оформилась под влиянием последних опытов, производившихся А. С. Поповым. Эти малоизвестные и незаконченные опыты над применением Брауновской трубки для исследования электрических колебаний, в то время были работой пионера. Логарифмические спирали, получаемые на экране трубки, давали много материала для изучения затухающих колебаний и открывали в этом направлении широкие перспективы. Но в то время этот метод применялся сравнительно редко и, при высокой частоте колебаний, иногда совершенно неожиданным образом отказывался служить. К сожалению, внешние события в жизни А. С. Попова и затем смерть оборвали эту работу. И когда я, вернувшись из Германии, начал разрабатывать тот же метод, то не мог воспользоваться опытом и советами А. С. Попова, которые, несомненно, облегчили бы тот трудный путь, который пришлось пройти, и избавили бы от многих ошибок. И все же я не могу не считать себя учеником А. С. Попова…» [13].

На протяжении двух лет Д. А. Рожанский проводит летние семестры в Гетингене, где работает в лаборатории Н. Т. Симона. В эти и последующие годы он выполняет ряд исследований, посвященных поведению дуги и искры в электрической цепи переменного тока (преимущественно высокой частоты). Результаты проведенных исследований легли в основу магистерской диссертации, защищенной в октябре 1911 г. Диссертация получает высокую оценку и Д. А. Рожанскому присуждается премия имени А. С. Попова. В этой диссертации, озаглавленной «Влияние искры на колебательный разряд конденсатора», исследовалась особенность разряда конденсатора при наличии в разрядной цепи нелинейного элемента, каким являлась искра.

Уже позже академик А. Ф. Иоффе, описывая состояние русской физики в те годы, писал: «… блестящим физиком того времени в Петербурге был Д. А. Рожанский, диссертация которого (исследование искры) привлекла всеобщее внимание свежестью идей». Эта диссертация содержит раздел, в котором дано описание осциллографа Д. А. Рожанского, ставшего основой экспериментального метода, использованного в его исследовании быстропротекающих колебательных процессов.

В основу своего осциллографического метода Рожанский положил способ Л. И. Мандельштама развертки с помощью апериодического разряда конденсатора. Но вместо механического замыкателя Д. А. Рожанский в своем методе полностью избавился от механических элементов в своей установке для наблюдения колебательных процессов. «Метод, применявшийся в настоящем исследовании, по идее сходен с методом Мандельштама. Для развертывания колебаний применялся также апериодический разряд конденсатора. Но одновременное замыкание цепей происходило не при помощи металлического контакта, а через электрическую искру».

Это нововведение позволяет назвать Д. А. Рожанского одним из создателей первого отечественного осциллографа. В цитируемом ниже отрывке из его магистерской диссертации дано описание способа Рожанского. Хочу напомнить, что создавался первый осциллограф Рожанского в течение 1907–1911 гг. (его работа Roschansky D.,Ann. d. Phys., 36, стр. 281, 1911 признана за рубежом и цитируется в статьях иностранных авторов об истории осциллографов).

При строительстве в 1913 г. искровых сверхмощных (порядка 100 кВт) по тому времени радиостанций в Москве на Ходынке и близ Петрограда в Царском Селе во многом был использован научно-технический задел, созданный Д. А. Рожанским.

После защиты диссертации в 1911 году Дмитрий Аполлинариевич переезжает в Харьков, где осенью 1914 г. становится профессором и заведующим кафедрой физики. Эту должность он занимал вплоть до 1921 г. Харьковский период был очень плодотворным для Рожанского в творческом отношении. В 1913–1914 гг. одна за другой вышли несколько фундаментальных работ Дмитрия Аполлинариевича. В частности, в книге «Электрические лучи» на высоком научном уровне изложены физические основы радиотехники того времени.

В это же время вышла известная книга Д. А. Рожанского «Электрические колебания и волны» в двух частях. В 1921 г. начинается следующий, короткий (всего два года 1921–1923), но чрезвычайно важный этап научной деятельности Рожанского: его работа в Нижегородской радиотехнической лаборатории, организованной в 1918 г. М.А. Бонч-Бруевичем по Декрету

В. И. Ленина. Еще работая в Харькове, Дмитрий Аполлинариевич одним из первых принял участие в деятельности этой лаборатории, а в 1921 г. его пригласили туда на постоянную работу. Здесь он выполнил серию фундаментальных работ по целому ряду важнейших проблем радиотехники. Особое значение имели его исследования по теории антенн, к которым он переходит от изучения процессов в замкнутых контурах.

Д. А. Рожанский был не только крупным ученым-физиком, но и широко и разносторонне образованным человеком. Он свободно владел тремя европейскими языками, прекрасно знал античную литературу, понимал и любил искусство, вместе с молодежью занимался туризмом и спортом. Характеристика Д. А. Роланского была бы далеко не полю ц если бы мы не упомянули о его личных качествах. Все, кому приходилось учиться у Д. А. Рожанского или работать под его руководством, наконец, все, кому приходилось встречаться с ним в рабочей обстановке и в личной жизни, находились под влиянием его большого обаяния. Глубоко принципиальный и никогда не идущий на сделки со своей совестью, и в то же время гуманный в самом широком понимании этого слова, Д. А. Рожанский отличался большой доброжелательностью ко всем, особенно к научной молодежи, с которой он всегда щедро делился своими широкими знаниями и богатым опытом, в то же время никогда не подавляя никого своим авторитетом. Эти качества, разумеется, привлекали к Д. А. Рожанскому молодых научных работников, которые чувствовали в нем умного и внимательного руководителя и чуткого и отзывчивого друга. Поэтому Д. А. Рожанскому удалось создать целую научную школу из своих учеников, в которой мы видим крупных советских ученых — радиофизиков: Г. В. Брауде, Ю. Б. Кобзарева, М. С. Неймана, А. А. Слуцкина, А. Н. Щукина.