Про детство, радио и вечный двигатель

Детство у меня было самым обычным.
Советским.
Счастливым.

Так мы, школьники, и кричали хором, выстроившись стройными шеренгами лицом к трибунам на стадионе во время проведения праздничных торжеств: "Спасибо за наше счастливое детство!". И размахивали при этом искусственными большими цветами и разноцветными воздушными шарами. Но сейчас не об этом.

Обычно летние каникулы в своем счастливом советском детстве я проводил почти одинаково.

Либо отдыхая в отпуске с мамой на Черном море.

Либо маршируя на линейках в пионерском лагере, ходя в походы, купаясь и загорая на озере, вечера проводя в кино или у пионерского костра.

Либо у дедушки, в доме за городом.

Там же жил тогда и мой дядя, да-да, тот самый, который радиоэлектронщик.

В подвале дедушкиного дома, среди банок с бабушкиными соленьями-вареньями, бутылей с дедовским домашним вином, хранящихся яблок или айвы, шуршащих связок с луком, чесноком и перцем, он освободил небольшой уголок, сделав там радиомастерскую.

Сидел там вечерами, после работы, дымя паяльником и сигаретами "Прима" и слушая негромко играющий радиоприемник. Иногда что-то сверлил, пилил или точил. А спустя некоторое время представлял нам свое очередное творение, бегущие огни на елку на Новый Год, цветомузыку, блок питания с регулятором для игрушечной железной дороги, сверлильный станок из микроскопа, усилитель Зуева (или Солнцева?), очередной радиоприемник или что-то еще.

Как-то раз я, как обычно, забрел к нему вечером на огонек.

— Присаживайся вот на эту скамеечку, — предложил дядя, — а то видишь, табуретка сегодня занята.

Я вгляделся. Сверху в табуретку было вбито несколько небольших гвоздиков. Соединены они были проводками. Между ними виднелись какие-то радиодетали.

— На вот, послушай, — дядя протянул мне небольшую круглую черную штуковину на проводках.

Из штуковины доносилась музыка. Потом зазвучали позывные "Маяка".

— Так это радио? — сообразил я, оглядывая табуреточную конструкцию. — А где батарейки?

Батареек на табуретке не было.

— Нет батареек, — подтвердил дядя.

— А, значит от розетки работает, — сделал я заключение, пытаясь увидеть сетевой шнур.

— Нет, ни розетки, ни батареек не используется, это детекторный приемник, он работает и так, без источника энергии, — дядя старался говорить серьезно.

К тому времени я уже успел прочитать "Занимательную физику" Перельмана и твердо уяснил, что вечный двигатель невозможен. А здесь вдруг ни батареек, ни другого источника. Как же так? Я не поверил. Так просто не бывает. Наверное меня разыгрывают.

— Ну не веришь, так сам посмотри.

А на что смотреть? Вот табуретка, на ней проводки с деталями. Вот круглая штуковина-наушник. Звучит. Все на виду.

А вот эти два провода, отходящие от табуретки куда идут?

— Это на антенну и заземление.

— Надо проверить.

— Проверь, если надо. Только если на крышу полезешь, смотри осторожно, там темно, не свались.

И я пошел проверять.

Провода уходили из подвала наружу. Один из них был проложен вдоль фасада дома, потом уходил в темноту, мимо виноградника, в куст сирени. Перебирая по нему руками, среди веток я добрался до водопроводной колонки, стоящей во дворе. На конце провод был примотан к железной водопроводной трубе.

— Видимо это заземление, — понял я, и пошел исследовать второй провод.

От двери подвала он уходил вверх. Я полез на крышу.

Забравшись по приставной лестнице, я нашел этот провод среди пыльных шуршащих листьев виноградника и пошел, перебирая по нему руками, аккуратно ступая по шиферным и жестяным листам.

На коньке, вдоль всей крыши, на двух мачтах через растяжки с изоляторами действительно был натянут провод антенны.

Добравшись до него, перед тем, как спускаться, я огляделся.

Над головой раскинулось огромное ночное небо.

Звезды светили неярко, над горами висела большая, желтая, круглая, словно тарелка, луна.

Мигали россыпи огоньков окрестных селений.

Самый яркий одиноко светился на перевале, на ретрансляторе.

Под свежим горным ветром шелестели тополя.

За ежевичной оградой, из ущелья, извиваясь словно большая серебристая лента в свете луны, шумела река, уходящая на юг, к недалекому городу.

С другой стороны, через дорогу, светилась огнями гидроэлектростанция. Если подойти к ней поближе, то можно уловить гул турбин.

Бурлила, выходя из них, темно-зеленая хрустальная вода канала, обсаженного соснами.

За гидроэлектростанцией начинались огороды, а за ними, под горой, за отводным водосбросом, серебрились заросли камышей.

Это был мой мир.
И я был в нем своим.
Мне не хотелось покидать это место и время.
Поэтому я просто его запомнил.

— Ну, что? Убедился? — спросил дядя, когда я вернулся в подвал, — не нашлось там батареек?

— А давай я такой же соберу, — у меня уже появилась идея. — Только ты объясни как его делать. И можно мне будет прицепиться к твоей антенне?

— Цепляйся сколько угодно. Только не сейчас, а завтра, когда светло будет, чтобы с крыши не свалиться. Детали для сборки... Можешь взять вот эти самые, — дядя кивнул на табурет. — Мне они уже не нужны, я просто так антенну проверял. А можешь катушку и сам намотать.

— А вот тебе и схема, — он достал тетрадный листок в клеточку и ручку и стал чертить, — но сначала смотри, как это все работает...

Сигнал звуковой частоты, от единиц Герц до примерно 16 килогерц, например с микрофона, на радиостанции выглядит так.

Его амплитуда невелика, всего лишь несколько милливольт, поэтому сначала его усиливают до нужного уровня. Но для передачи в виде радиоволн он также пока непригоден. Нужен еще один сигнал, высокой частоты. Он называется несущей. Каждая радиостанция работает на своей несущей частоте. Это может быть сотни килогерц, может единицы или десятки мегагерц.

Оба сигнала, звуковой частоты после усиления и несущей частоты объединяются, а точнее перемножаются.

Этот процесс называется амплитудной модуляцией — модулируем сигнал несущей по амплитуде.

Бывают и другие виды модуляции, используемые как для аналоговых так и для цифровых сигналов, например частотная или фазовая, широтно-импульсная или импульсно-кодовая, короче всякие.

Результирующий модулированный радиосигнал, подаваемый в антенну передатчика радиостанции, выглядит так.

Модулированные сигналы от разных радиостанции в виде радиоволн по воздуху попадают в нашу приемную антенну.

Антенна принимает их все. Какие-то лучше, какие-то хуже, зависит от конструкции и размеров самой антенны, а также от расстояний до радиостанции, ее мощности и условий приема.

Наш детекторный приемник подключен к антенне.

Принятые антенной радиосигналы поступают на его колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L и конденсатора С.

Поступили сигналы всех пойманных антенной радиостанций, но усилена из них будет только одна.

Та, частота которой совпадет с собственной частотой колебательного контура.

Это происходит за счет явления резонанса — резкого увеличения амплитуды колебаний при совпадении частот (здесь дядя рассказал старинную историю про разрушившийся под ногами шагающих в ногу солдат мост и о раскачивании на качелях, оказывается и там тоже резонанс).

Собственная частота колебательного контура зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора. Меняя индуктивность или емкость мы меняем частоту контура, таким образом настраиваемся на ту или иную нужную нам радиостанцию.

Осталось только выделить из выбранного нашим колебательным контуром высокочастотного модулированного сигнала непосредственно сигнал звуковой частоты. Этот процесс называется демодуляцией или детектированием и осуществляется с помощью обычного полупроводникового диода.

Диод пропускает ток только в одном направлении. На его выходе получаем пульсирующий ток, содержащий нужный нам сигнал звуковой частоты.

Непосредственно в звук данный сигнал преобразуется с помощью высокоомных головных телефонов.

В нем еще присутствует высокочастотная составляющая. Избавиться от нее можно подключив параллельно телефонам еще один конденсатор - он сгладит всплески. А можно и не подключать, только звук при этом будет слегка звенящим.

Так как отдельного питания у приемника нет, то высокочастотный сигнал (электрический ток) проходит от антенны через колебательный контур и детектор с головными телефонами к заземлению, имеющему нулевой потенциал. От заземления зависят эффективность антенны и количество энергии, которое она может передать приемнику.

- А ферритовый стержень в катушке индуктивности зачем нужен?

- Он повышает индуктивность катушки. При этом можно обойтись меньшим количеством витков.

- А если намотать как можно больше витков, будет лучше? Приемник будет работать громче?

- Нет, просто изменится частота колебательного контура. Будет приниматься другая радиостанция или вообще никакая.

Далее мне была вручена книжка с описанием принципа работы полупроводникового диода для последующего изучения. На следующий день я добросовестно прочитал отмеченные страницы, но, честно говоря, мало что понял. Какие-то дырки, электроны, полупроводники, pn-переходы, потенциальные барьеры и электронно-дырочная проводимость. Более или менее понял я это описание только на третьем курсе в институте, когда у нас начались лекции по промышленной электронике. А тогда я просто уяснил - полупроводниковый диод проводит электрический ток в прямом направлении и не проводит в обратном.

В тот же день я протянул дополнительные провода от антенны с крыши и заземления от водопроводной колонки в форточку бабушкиной комнаты. У окна стояла швейная машинка Зингер. На ней и разместил заново собранный детекторный, только гвоздиками прибивать не стал.

— Ты что это тут мастеришь? — увидев, спросила бабушка.

— На, послушай, — я протянул ей капсюль головного телефона.

— Ишь ты, музыка играет, это значит радио, — догадалась она.

— Пускай оно тут будет, захочешь и слушай в любое время, ладно?

— А пускай, оно же никому не мешает, — согласилась она со мной.

Спустя несколько недель каникулы закончились и я пошел в четвертый класс.

В первые же дни сентября я стал искать возможность записаться в какой-нибудь кружок радиоэлектроники.

В ДОСААФ не подходил по возрасту.

В Доме Пионеров была секция спортивного ориентирования — охота на лис — но мне было нужно не это.

Во Дворце Профсоюзов занимались, но только по выходным, тоже не подошло.

Как-то от одноклассника услышал о Станции Юных Техников.

— Радиокружок там есть? — спросил я.

— Вроде есть.

Расспросил подробно, где находится эта самая Станция, и в этот же день, после уроков поехал туда.

Но это, как говорится, уже совсем другая история.

— А радио-то твое все работает, — спустя несколько месяцев сказала бабушка.

— Я иногда присяду, слушаю, интересно...

К тому времени в радиокружке я собирал уже не только детекторные приемники.

А вечных двигателей действительно не бывает.

И детекторный работает не от вечной, а всего лишь от даровой энергии радиоволн.

Такой же, как энергия горного ветра, шумящего в вершинах тополей.

Такой же, как энергия воды серебристой реки, выходящей из ущелья и сверкающей лентой мимо песчаных островов уходящей на юг, к недалекому городу.

Такой же, как энергия золотого шара солнца, пылающего высоко над вершинами гор в прозрачном синем небе.

И то место и то время всегда со мной.

(Последнее фото не мое, найдено в 2013 году на просторах Интернета).