Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Развитие радиотехники до середины ХХ века

#8 август 2007

КВАЛИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНИВАНИЯ

Самовольной Михаил Михайлович

средняя школа № 651, 11 класс

Комалухина Ольга Викторовна

средняя школа № 651, 10 класс

 

Научный руководитель:

Азарова Марина Евсеевна

учитель физики средней школы № 651

 

Введение

Безграничны возможности человека, бесконечны потоки информации, обрабатываемые им. Чтобы не потерять нить жизненного пути, ведущего по различным пространствам, люди фиксируют эту информацию на различных носителях с тем, чтобы вернуться туда, где уже побывали когда-то. Люди оставляют свои следы на камнях, бумаге, архитектурных сооружениях.

С древнейших времен люди мечтали о взаимопонимании и выражали свои чувства различными способами. Многие способы передачи информации безвозвратно канули в лету, другие же совершенствовались и видоизменялись. Прогресс остановить невозможно и потребность людей в новых открытиях, в получении информации привели к великим изобретениям, повлиявшим на все человечество, которому было необходимо найти какой-то способ беспроволочной передачи сообщений и информации на расстоянии, посредством электронных волн. Это и привело к изобретению радио.

 

История и развитие радиотехники

Радио сокращение от слова «радиотелеграф», а от латинского «гасНаге» излучать, испускать лучи.

Вначале радио использовалось только для передачи сообщения с помощью азбуки Морзе. И сегодня пользуются подобным способом, чтобы передавать, например, сигналы бедствия. Радио необходимо для работы милиции и многочисленных спасательных служб.

Вскоре технические возможности привели к тому, что стало возможным передавать голос и музыку. Так радио прочно вошло в жизнь каждого человека. Сейчас оно является неотъемлемой составляющей нашей жизни.

Радио открыл великий русский ученый Александр Степанович Попов. Датой изобретения радио принято считать 7 мая 1895 г., когда А.С. Попов выступил с публичным докладом и демонстрацией работы своего радиоприемника на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества в Петербурге.

Развитие электроники после изобретения радио можно разделить на три этапа: радиотелеграфный, радиотехнический и этап собственно электроники.

В первый период (около 30 лет) развивалась радиотелеграфия и разрабатывались научные основы радиотехники. В электрическом телеграфе носителем сигнала является электрический ток. В радиотелеграфе в качестве этого носителя выступают электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве с огромной скоростью и без помощи проводов. Открытия электрического тока и открытие электромагнитных волн отделяют друг от друга ровно сто лет, и на их примере можно видеть каких разительных успехов добилась за тот период физика.

Герц был первым человеком, который сознательно управлял электромагнитными волнами, но он никогда не ставил перед собой задачи создать устройство, позволявшее наладить беспроволочную связь. Сначала Герцу удалось осуществить передачу на расстояние 5, а потом 18м. Схема же, разработанная Поповым, обладала большой чувствительностью, и уже в 1984 году ему удалось с ее помощью принимать сигналы на расстояние нескольких десятков метров. Так А.С. Попов и создал прибор, который представлял собой первый в истории радиоприемник.

В 1904 г. была построена первая двухэлектродная лампа (диод), которая до сих пор используется в качестве детектора высокочастотных колебаний и выпрямителя токов технической частоты, а трехэлектродная лампа (триод) была предложена в 1907 г. Новые электронные генераторы позволили заменить искровые и дуговые радиостанции ламповыми, что практически решило проблему радиотелефонии. С 1913 г. по 1920 г. радиотехника становится ламповой.

Первые радиолампы в России были изготовлены Н.Д. Папалекси в 1914 г. в Петербурге, которые были газонаполненными (с ртутью). Первые вакуумные приемно-усилительные лампы были изготовлены в 1916 г. М.А. Бонч-Бруевичем.

В 1924 г. была разработана экранированная лампа с двумя сетками (тетрод), а в 1930-1931 г.г. пентод (лампа с тремя сетками). Электронные лампы стали изготовлять с катодами косвенного подогрева.

Освоение и использование ультракоротких волн привело к усовершенствованию известных электронных ламп. Эти достижения электровакуумной техники обусловили развитие радиолокации, радионавигации, импульсной многоканальной радиосвязи, телевидения и др.

 В 1948 г. американские ученые Бардин и Браттейн создали германиевый точечный триод (транзистор), пригодный для усиления и генерирования электрических колебаний. Позднее был разработан кремниевый точечный триод. В начале 70-х годов точечные транзисторы практически не применялись, а основным типом транзистора являлся плоскостной, впервые изготовленный в 1951 г. К концу 1952 г. были предложены плоскостной высокочастотный тетрод, полевой транзистор и другие типы полупроводниковых приборов. В 1953 г. был разработан дрейфовый транзистор.

 

Радиоприемник

Хороший приемник должен выделить из хаоса радиоволн, которые приходят к антенне, лишь те сигналы, которые нужны. Это свойство носит название избирательности. Приемник должен быть как можно более чувствительным, то есть должен принимать самые слабые сигналы. И, наконец, он должен воспроизводить музыку и речь станции, на которую мы настроились, без всяких искажений. Для удовлетворительного воспроизведения речи дикторов достаточно полосы чистот от 100 Гц до 1 кГц. Современный симфоджаз требует полосы от 30 Гц до 20 кГц. Создание такой широкой полосы пропускания трудная техническая задача.

Антенна радиоприемника обычно индуктивно связана с колебательными контурами нескольких диапазонов. Когда мы поворачиваем ручку диапазонов, то совершаем операцию. В пределах каждого диапазона мы настраиваемся обычно, меняя емкость конденсатора приемного колебательного контура.

Чувствительность приемника характеризуют наименьшей величиной ЭДС в антенне приемника, которая дает возможность достаточно отчетливо (на 20-30 дБ выше уровня шумов) слушать передачу. В автомобильном приемнике чувствительность для длинных волн не хуже 175 мкВ, для диапазона УКВ не хуже 5 мкВ на автомобиле трудно установить антенну длиннее 2м. Отсюда легко найти пороговую напряженность электрического поля искомых радиоволн. Если эта напряженность меньше, скажем, 2мкВ/м, то полезный сигнал утонет в шумах.

 

История развития телевидения.

Мечта человека о возможности видеть на любые расстояния, отражена в легендах и сказках многих народов. Осуществить эту мечту удалось в наш век, когда общее развитие науки и техники подготовило основу для передачи изображения на любое расстояние. Первые передачи телевизионных изображений по радио в СССР произведены 29 апреля и 2 мая 1931 г. Они были осуществлены с разложением изображения на 30 строк. За несколько дней до передачи радиостанция Всесоюзного электротехнического института «ВЭИ» сообщила следующее: 29 апреля впервые в СССР будет произведена передача телевидения (дальновидения) по радио. Через коротковолновый передатчик РВЭИ-1 Всесоюзного электротехнического института (Москва) на волне 56,6 метра будут передаваться изображения живого лица и фотографии.

Идея создания механического телевизора, в котором изображение будет «рисоваться» электронным лучом, возникла у Владимира Кузьмича Зворыкина по время учебы в Петербургском технологическом институте. Он его окончил в 1912 году, а спустя два года началась Первая мировая война, ему пришлось одеть военную форму. После Октябрьской революции было не до этого, ему, как бывшему офицеру, грозил арест, Он уехал из страны и поселился в США. 1923 году в Петербурге он собрал опытный образец электронного телевидения. Но американцы убеждали Зворыкина в безнадежности этого дела. Однако его убедить было сложно, и каждый день до позднего вечера он упорно трудился в лаборатории над совершенствованием своего изобретения. В 1929 году Зворыкин перешел в «радио корпорейшн оф Америка» и здесь его идеи нашли понимание и необходимую финансовую поддержку. С помощью сотрудников он изготовил катод сложной фото мозаичной структурой, нашел способ усиления малых токов, возникающих в миниатюрных фотоэлементах, решил множество других технических проблем. В результате кропотливых экспериментов в 1931 году была создана работоспособная приемная телевизионная трубка иконоскоп. В 1936 году в США начались первые телевизионные передачи.

На смену механическим системам пришли электронно-лучевые системы телевидения, сделавшие возможным его подлинный расцвет. Первое предложение по электронному телевидению было сделано русским ученым Б. Л. Розингом, который 25 июля 1907 г. получил «Привилегию за № 18076» на приемную трубку для «электрической телескопии». Трубки, предназначенные для приема изображений, получили в дальнейшем название кинескопов. Создание электронно-лучевого телевидения стало возможным после разработки конструкции передающей электронно-лучевой трубки. В начале 30-х годов передающая телевизионная электронно-лучевая трубка с накоплением заряда была предложена в СССР С.И. Катаевым. Эта трубка была следующим важным шагом в развитии электронного телевидения.

Исследования в области передающих и приемных электронно­лучевых трубок, схем развертывающих устройств, широкополосных усилителей, телевизионных передатчиков и приемников, достижения в области радиоэлектроники подготовили переход к электронным системам телевидения, позволившим получить высокое качество изображения.

В 1938 г. в СССР были пущены в эксплуатацию первые опытные телевизионные центры в Москве и Ленинграде. Разложение передаваемого изображения в Москве было 343 строки, а в Ленинграде 240 строк при 25 кадрах в секунду. 25 июля 1940 г. был утвержден стандарт разложения на 441 строку.

Первые успехи телевизионного вещания дали возможность приступить к разработке промышленных образцов телевизионных приемников. В 1938 г. начался серийный выпуск консольных приемников на 343 строки типа ТК-1 с размером экрана 14X18 см.

Бурный рост передающей и приемной телевизионной сети начался в середине 50-х годов. Если в 1953 г. работали только три телевизионных центра, то в 1960 уже действовали 100 мощных телевизионных станций и 170 ретрансляционных станций малой мощности, а к концу 1970 г. до 300 мощных и около 1000. телевизионных станций малой мощности.

Основным сооружением Общесоюзной радио телевизионной передающей станции в Останкино является свободно стоящая башня, имеющая общую высоту 540 метров. Она превышает высоту знаменитой Эйфелевой башни в Париже на 240 метров. Конструктивно она состоит из фундамента, железобетонной части высотой 385 метров и стальной трубчатой опоры для антенны высотой 155 метров.

Ввод в действие телевизионной башни в Останкино обеспечил: увеличение одновременно действующих телевизионных программ до четырех; увеличение радиуса уверенного приема всех телевизионных программ от 50 до 120 км и обеспечивает уверенный прием всех программ на территории с населением более 13 млн. человек; значительное улучшение качества приема изображения; резкое увеличение напряженности электромагнитного поля телевизионного сигнала, что позволило устранить влияние различного рода помех при приеме телевизионных программ; дальнейшее развитие междугородного и международного обменов телевизионными программами по радиорелейным, кабельным магистралям и каналам космической связи; значительное увеличение объема внестудийных передач путем одновременного приема сигнала от десяти передвижных телевизионных станций и стационарных трансляционных пунктов: обеспечение передачи радиовещательных программ через УКВ радиостанций для населения и на радиотрансляционные узлы Московской области, а так же автоматическое включение и выключение радиоузлов путем подачи в эфир кодированных сигналов.

Одновременно с началом работы Общесоюзной радиотелевизионной передающей станции в Москве в Останкине начал работать Общесоюзный телевизионный центр, оснащенный совершенным телевизионным оборудованием.

Прием цветного телевидения производился на телевизоры «Радуга» с вращающимся светофильтром. Однако такая система требовала значительного расширения спектра видеочастот и была не совместима с существовавшей системой черно-белого телевидения. В 1956 г. в лаборатории Ленинградского электротехнического института связи им. М. А. Бонч-Бруевича разработали и изготовили под руководством П. В. Шмакова установку цветного телевидения с одновременной передачей цветов. В январе 1960 г. состоялась первая передача цветного телевидения в Ленинграде с опытной станции Ленинградского электротехнического института связи. В это же время для приема передач цветного телевидения были изготовлены опытные телевизоры.

В день 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (7 ноября 1967 г.) состоялась первая цветная телевизионная передача с Красной площади парада и демонстрации трудящихся. Внедрение цветного телевидения открыло широкую возможность для повышения качества передач и позволило значительно повысить эмоциональность восприятия телевизионных передач и увидеть изображения в естественных красках.

 

Заключение

Если хорошо проанализировать все вышесказанное, то можно сделать вывод о том, что дало человечеству радио, первые телевизионные передачи, затем выпуск компьютера.

Ведь в конце 19 века, да и в начале 20 века люди и представить себе не могли, что они смогут общаться, даже не выходя из дома посредством компьютера. То, что для нас сейчас обыденно в то время было диким и непонятным. Древние люди могли оставлять свои записи на камнях, рукописях, затем наука начала бурное развитие: открытие Гальвани, опыт Герца, Максвелла. Затем простейший приемник Попова, давший людям необыкновенную возможность слушать голос диктора и музыку через проигрыватель, впоследствии появление черно-белого телевидения.

В 60-х годах наши родители, бабушки с дедушками любовались на ящик с маленьким экраном, издающий звуки. Они ходили в аптеку за дистиллированной водой, чтобы залить в линзу для лучшего изображения.

Позднее появился цветной телевизор, и люди уже перестали удивляться черно-белому, затем они привыкли и к цветному. Сейчас же хорошо обеспеченные люди имеют возможность смотреть десятки каналов по спутниковому телевидению на огромной панели, прикрепленной к стене без помех.

Я думаю, что наука, добившись за столетие изменение в быту и жизни людей, не остановится, будут совершаться не менее важные открытия. Прогресс остановить невозможно.

 


Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2024 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)