В мире радиоэлектроники прошлого века
Это легкое серебристое здание, покрытое листами алюминия, видно издалека. По обе стороны входа — эмблемы современной радиоэлектроники: антенна передающего телевизионного центра и антенна современного радиолокатора.
Экспонаты этого павильона рассказывают о достижениях радиоэлектроники и средствах связи в нашей стране. С него мы начнем нашу экскурсию в мир радиоэлектроники на Выставке достижений народного хозяйства.
Рис. 1. Павильон «Радиоэлектроника и связь" на Выставке достижений народного хозяйства.
Интерес к павильону вполне понятен. Рожденное вначале как средство беспроволочной связи, радио развилось теперь в новую неисчерпаемую область науки — радиоэлектронику.
При помощи электроники управляют автоматическими цехами, заводами и электростанциями, «видят» в тумане и в непроглядной тьме, решают в кратчайший срок множество труднейших математических уравнений, изучают далекие звезды и Галактики.
Без радиоприборов ныне немыслимы авиация, мореплавание. Радиоэлектроника служит метеорологии, используется в металлургии и во многих других отраслях народного хозяйства, радиоэлектронные машины переводят с одного языка на другой, играют в шахматы.
В наше время выдающиеся победы науки и техники связаны с успехами радиоэлектроники. 12 апреля 1961 г., когда корабль-спутник «Восток» совершил свой полет по орбите вокруг Земли, радио вновь сказало свое слово.
С космонавтом Ю. А. Гагариным поддерживалась двусторонняя радиосвязь, велись телеметрические наблюдения. Об этом напоминают посетителям снимки у входа в павильон «Радиоэлектроника и связь» ВДНХ.
Семнадцать с лишним раз облетел вокруг Земли за 25 час. полета наш герой — космонавт Г. С. Титов на космическом корабле «Восток-2», благополучно приземлившись 7 августа 1961 г.
Кабина корабля представляла собой настоящую лабораторию, оборудованную различной техникой, в которой использованы новейшие достижения радиоэлектроники.
Герман Степанович Титов дал высокую оценку сложного комплекса радиоаппаратуры, заявив на Красной площади: «Радиосвязь работала так хорошо, что на всем протяжении полета в каждой точке орбиты я мог держать связь с моей любимой Родиной».
Но все многообразие радиоэлектроники можно увидеть не только в этом павильоне Выставки достижений народного хозяйства. Аппаратуру электронной автоматики посетитель увидит в павильоне «Электрификация».
Со станками с програмным управлением он ознакомится в павильоне «Машиностроение». Применение радиоэлектроники ярко показано в павильонах «Наука», «Транспорт» и «Здравоохранение и медицинская промышленность».
Ряд замечательных конструкций радиол, УКВ радиостанций, электромузыкальных инструментов, видеотелефон и радиоуправляемую модель трактора демонстрируют радиолюбители в павильоне «Трудовые резервы».
За 50 с лишним лет электроника прошла огромный путь от простейших образцов ламп, служивших для усиления слабых сигналов до разнообразных электровакуумных приборов различных типов и названий.
Электровакуумные приборы широко используются во всех отраслях народного хозяйства нашей страны. Помимо радиосвязи, телевидения, радиолокации, они нашли широкое применение в исследовательских лабораториях, в аппаратуре управления и автоматизации, в энергосистемах, на транспорте, на предприятиях разных отраслей промышленности, в медицине, геологоразведке, метеорологии и т. п.
Но мы отвлеклись. Нам уже пора войти вместе с многочисленными посетителями в павильон «Радиоэлектроника и связь».
Достигнутый в СССР уровень развития электронных и полупроводниковых приборов широко охарактеризован различными экспонатами. Здесь миниатюрные и сверхминиатюрные электронные лампы, лампы чуть побольше, называемые «пальчиковыми».
Рядом для контраста семейство гигантов — генераторные и модуляторные лампы для передающих радиостанций. Тут множество самых разнообразных приборов:фотоэлементы, преобразующие свет в электрический ток и из года в год повышающие к. п. д., полупроводниковые приборы — крохотные, едва видимые среди других экспонатов устройства, заменяющие во многих случаях электронные лампы, но значительно более легкие и потребляющие меньше электроэнергии.
Здесь же электронно-лучевые трубки с углом отклонения электронного луча 110°, у которых четкость изображения по всему экрану обеспечивается с помощью новой электроннооптической системы. А вот и электронно-лучевая трубка, предназначенная для работы в приемниках цветного телевидения.
Все это — отдельные представители тех 72 млн. электровакуумных приборов, которые выпустила наша промышленность за первое полугодие 1961 г.
Радиовещательная аппаратура
Современная радиовещательная аппаратура обладает отличными акустическими свойствами. В ней использованы новые конструкции громкоговорителей, усилителей и сложные акустические системы, позволяющие расширить диапазон воспроизводимых звуков и регулировать направленность их звучания.
Рис. 2. Электронно-лучевые трубки а—53ЛК6Б — приемная телевизионная с размером изображения 332X 484 мм, углом отклонения электронного луча 110° и электростатической фокусировкой; 6—53ЛК4Ц—для работы в приемниках цветного телевидения.
Акустические системы объемного звучания, обеспечивающие воспроизведение широкого диапазона звуковых частот, имеют четыре — шесть громкоговорителей. Такие системы нашли широкое применение в высококачественных радиоприемниках и радиолах.
Еще недавно эта аппаратура была новинкой. Теперь в павильоне представлены самые последние образцы вещательной аппаратуры стереофонического звучания.
Стереофоническое воспроизведение звука создает впечатление не только «объемности», но и «пространственности», позволяя слушателям представлять себе размещение отдельных инструментов в оркестре, певцов в хоре, «ощущать» передвижение артистов на сцене.
Стереофоническое воспроизведение звука позволяет приблизить звучание радиопередач и грамзаписи к естественному.
Рис. 3. Электромузыкальный инструмент «Экводин».
В специальном зале посетителям павильона «Радиоэлектроника и связь» демонстрируют записи, позволяющие наглядно показать преимущества стереофонического воспроизведения звука.
В левой стороне слышится шум приближающегося поезда метрополитена. Шум постепенно нарастает, и слушателям кажется, что они находятся на платформе станции метро, к которой подходит поезд.
Открываются пневматические двери вагонов, слышны голоса пассажиров. Посадка окончена. Двери закрываются, поезд трогается и уходит ... в правую сторону зала.
В этом же зале можно прослушать электромузыкальный инструмент «Экводин», имеющий широкий диапазон (шесть с половиной октав), большое разнообразие тембров и возможность получения большого количества новых звучаний.
«Экводин» может имитировать звучание любого инструмента симфонического оркестра и многих духовых инструментов.
Рис. 4. Радиоприемники в которых вместо электронных ламп используются транзисторы, а—переносные „Спидола* и „Атмосфера"; б—карманный .Нева"
За недостатком времени мы вынуждены пройти мимо радиоприемников, электропроигрывателей, магнитофонов и гибрида магнитофона с радиоприемником — магнитолы.
Мы подойдем только к шкафу, где за стеклом стоят первенцы приемников на полупроводниковых приборах:портативные — «Спидола», «Атмосфера» и «Гауя» и карманные— «Нева» и «Ласточка».
Телевидение
В центральном зале представлена портативная телевизионная установка для внестудийных передач. Камера пистолетной конструкции, направленная на посетителей, находится в руках репортера (манекена).
За его плечами ранец/ в котором расположены передатчики звука и изображения и источники питания. Сигналы этих передатчиков принимаются в расположенной неподалеку передвижной телевизионной станции, откуда они передаются обратно в зал и принимаются на нескольких телевизорах. В них посетители могут видеть самих себя.
В другом ряду демонстрируется автоматическая телевизиониая ретрансляционная станция, предназначенная для обслуживания телевизионным вещанием населенных пунктов, удаленных от телевизионных центров. Такая небольшая станция, имеющая мощность по каналу изображения всего 20 вт, обеспечивает уверенный прием в радиусе 10—12 км.
В центре зала — установка цветного телевидения для хирургических операций. Такая аппаратура уже используется в больнице имени Боткина и в некоторых клиниках СССР, показывая ход сложнейших операций. Студенты и врачи могут наблюдать в естественном цвете уникальные операции, которые ведут крупнейшие хирурги.
Неподалеку еще две новинки: телевизионная стереоскопическая установка, создающая эффект объемного изображения, и телевизионный микроскоп. Последний позволяет видеть на экранах телевизоров объекты, которые находятся в поле зрения микроскопа.
Рис. 5. Портативная телевизионная установка для внестудийных передач.
Все современные советские телевизоры, выставленные в павильоне, обладают высокой чувствительностью, избирательностью и малым потреблением электроэнергии (150 вт и менее).
В схемы телевизоров введены послед-ние усовершенствования — автоматические регулировки, обеспечивающие наилучшие условия воспроизведения изображения; в некоторых образцах есть и часы, включающие и выключающие телевизор в заранее назначенное время.
Для уменьшения размеров телевизоров во многих образцах применены печатный монтаж и электронно-лучевые трубки с отклонением луча на 110°. Скоро с такими трубками будут выпускаться все новые телевизоры. А пока на стендах павильона демонстрируются первые из них: «Темп-6», «Волна», «Сигнал», «Дружба», «Салют» и др.
Рис. 6. Телевизоры, а —Дружба; б— Волна; в - Симфония.
Рис. 7. Подводная телевизионная установка.
В телевизорах-комбайнах большого размера, например типа «Кристалл», применено объемное звучание, предусмотрена возможность воспроизведения записи звука с грампластинок или магнитофонных лент, имеется выносной пульт для управления телевизором из кресла зрителя.
Телевизор «Симфония» объединен с проигрывателем. Эта «телерадиола» имеет акустическую систему из шести громкоговорителей, пульт дистанционного управления.
Размер изображения 460X345 см обеспечивает электронно-лучевая трубка с диагональю 53 см и углом отклонения луча 110°. Телерадиола Беларусь-110» представляет собой 20-лампо-вый аппарат, состоящий из телевизионного приемника, радиовещательного всеволнового приемника с УКВ диапазоном и трехскоростного универсального проигрывателя. В телевизоре также применен новый кинескоп с углом отклонения 110°.
По сравнению с телерадиолой «Беларусь-5», на смену которого вступит в текущем году «Беларусь-110», последняя имеет ряд преимуществ. Новая модель выполнена в изящном, горизонтальном варианте и весит на 8 кг меньше чем «Беларусь-5».
Ряд телевизоров демонстрировался и на Всемирной выставке в Брюсселе, получив там высшие награды как за технические показатели, так и за отличное внешнее оформление.
На советских выставках в Лондоне и Париже наши телевизоры также привлекли к себе большое внимание посетителей, отметивших их высокое техническое качество, тщательное изготовление, прекрасное оформление.
В часы приема цветных телевизионных передач особенно многолюдно около телевизоров цветного изображения: «Радуга», «Темп-22».
Управление этими телевизорами мало чем отличается от управления обычными телевизорами. Так, например, в телевизоре «Темп-22» имеются всего два дополнительных органа регулировки: фазы и цветного тона.
Прикладное телевидение
Так быстро вошедшее в наш быт телевизионное вещание имеет соседа — прикладное телевидение. У диспетчеров наших заводов теперь все чаще и чаще можно встретить телевизоры, с помощью которых они наблюдают за работой станков, автоматических линий и цехов.
На Магнитогорском металлургическом комбинате применение телевизионной техники началось еще в 1955 г. При ее помощи диспетчер контролирует работу доменных, мартеновских, прокатных и других цехов.
На изготовленном для Магнитогорского комбината стане непрерывной холодной прокатки стальных листов в труднодоступных для наблюдения пунктах стоят передающие телевизионные камеры, позволяющие следить за качеством и ходом прокатки.
На Коломенском заводе тяжелого машиностроения телевизионная установка помогает управлять большим карусельным станком. Станочник видит на экране ход обработки детали диаметром до 10 м, работу режущего инструмента, наблюдает результаты изменения режимов резания.
На Уралмашзаводе ход вакуумной разливки стали контролируется при помощи телевизионной установки.
В Южном порту Москвы диспетчер пользуется телевизором, чтобы осмотреть территорию порта, видеть состояние причалов и грузовых площадок. Такие же камеры работают в Одесском морском порту.
На некоторых электростанциях Ленинграда телевизионные камеры служат для контроля уровня воды в водомерных стеклах, расположенных на большой высоте у котлов, позволяют видеть показания приборов, расположенных на щитах управления турбогенераторов и паровых котлов.
В СССР разработано несколько типов установок прикладного телевидения. В павильоне можно видеть диспетчерскую телевизионную установку ДТУ-2А, предназначенную для дистанционного наблюдения за различными производственными процессами.
Установка имеет 12 передающих камер и позволяет вести наблюдения за неподвижными и быстро движущимися объектами. К ней можно подключить одновременно до пяти телевизоров.
Сигналы изображения передаются по кабельным линиям. Максимальное расстояние от передающей камеры до блока коммутации 1 000 м и от блока канала до телевизоров 1 500 м.
По своему выбору диспетчер может включить любую камеру, находящуюся, например, в труднодоступном или вредном для человека месте, видеть показания приборов, работу аппаратов и наблюдать за всем происходящим в зоне «видимости» камеры.
Любая передающая камера может воспроизводить показания нескольких групп приборов, или работу нескольких аппаратов, так как она имеет дистанционно управляемое поворотное устройство и оптические головки с различными объективами.
Представлена и подводная телевизионная установка, служащая для наблюдения за ходом работ под водой. Передающая камера этой установки заключена в герметический кожух (батисферу), которую под водой перемещает водолаз или оператор в маске и ластах (в зависимости от глубины погружения).
Камера подводной установки имеет высокочувствительную трубку, обеспечивающую днем достаточно яркое изображение без дополнительного подсвета. При слабой освещенности и пасмурной погоде включаются дополнительные светильники.
В павильоне «Транспорт СССР» демонстрируется железнодорожная телевизионная установка ЖТУ-3 для обзора путей и парков станций. Кнопочное управление камерой позволяет переключать ее объективы, перемещать их вверх, вниз, вправо или влево.
Такая же установка работает на Казанском вокзале, помогая диктору сообщать о подходе пассажирских поездов и начале посадки. Передающая камера расположена в корпусе перронных часов.
Электронные вычислительные машины
Замечательные свойства электронных вычислительных машин выявились не более 10 лет назад. За это время наметилось несколько основных направлений развития этих машин.
Одни из них служат для научных исследований и сложных расчетов в различных областях науки (аэродинамика, баллистика, кристаллография, электронная оптика, астрономия, математика, метеорология, атомная энергетика, космонавтика, автоматика) и дают возможность решать такие научные и технические задачи, которые не решались в течение многих лет лишь потому, что эти вычисления иногда требовали целой жизни одного человека.
Второе направление — управление при помощи электронных машин процессами («управляющие машины»). Такие машины регулируют технологический процесс или командуют действиями какого-нибудь сложного агрегата, учитывая непрерывно меняющиеся условия, что повышает точность ведения процесса, увеличивает выход полезного продукта и улучшает его качество.
Третье направление применения электронных машин — экономический анализ в отдельных отраслях народного хозяйства, определение необходимых затрат сырья, топлива, металла, труда. Это направление наиболее перспективно, разумеется, при плановой системе народного хозяйства.
Широкое внедрение в работу вычислительных и конструкторских бюро, проектирующих и планирующих организаций и в научные исследования методов машинной математики даст колоссальный экономический эффект.
В строительстве, машиностроении зачастую проектная прочность превышала необходимую в 5—10 раз. Этот излишек в расходе материалов, времени и рабочей силы называют «коэффициентом незнания».
Рис. 8. Электронная машина МАРС-200Р.
Пользование им вызывается тем, что свойства материалов точно неизвестны, что расчеты прочности основаны на приближенных представлениях, что точный расчет требует слишком много времени.
Применение вычислительных машин в этих случаях исключает «коэффициент незнания», позволяет выбрать наиболее правильную форму конструкций, материал для них, устранить возможные опасные перенапряжения з отдельных узлах, сэкономив материал и повысив общую надежность машины или здания.
Электронные вычислительные машины делятся на два типа: цифровые и машины непрерывного действия, называемые также аналоговыми или моделирующими.
Цифровые машины дают большую точность вычислений, но работают сравнительно медленно. Значительно быстрее их машины непрерывного действия (аналоговые).
В таких машинах математические величины воспроизводятся в виде непрерывных значений каких-либо физических величин, например отрезками времени (на линейке), углами поворота, напряжением электрического тока, магнитным потоком.
Точность такого моделирования и получаемого решения задачи меньше (она примерно равна 0,1%), но зато и ответ получается почти мгновенно, что зачастую в инженерных расчетах важнее большой точности.
Совершенствование электронных машин определяется уровнем развития электроники, в частности электронных ламп и полупроводниковых приборов, их малыми габаритами, созданием компактных и емких блоков «памяти» на ферритовых сердечниках.
Основные образцы таких советских машин находятся в павильонах «Наука» и «Машиностроение».
Машина «Урал-2» универсальна по своему назначению. Она может решать широкий класс математических и логических задач со средней скоростью 5—6 тыс. операций в секунду.
На этой электронной вычислительной машине, например, составляли оптимальные планы перевозок различных грузов автомобильным транспортом в Москве. План только одних перевозок строительного песка с пристаней Москвы на строительные площадки, разработанный на вычислительной машине, дал около 500 тыс. руб. экономии в год.
Серия электронных машин типа «МАРС» предназначена для автоматического централизованного контроля технологических процессов на промышленных предприятиях.
Так, например, машина МАРС-200Р, изготовленная для автоматизации контроля и регулирования температуры и времени вулканизацию в производстве различных изделий, обеспечивает контроль и регулирование по 200 точкам замера температуры.
В химической и нефтяной промышленности, металлургии, на железнодорожном транспорте и в других областях техники автоматизация, в частности при помощи электронных машин, дает значительное повышение производительности труда, экономию материалов, энергии.
В цехах Дорогомиловского химического завода имени М. В. Фрунзе в Москве смонтировано около 200 электронных приборов для контроля технологических режимов и качества продукции. Завод синтетического каучука в Ефремове (Тульская обл.) переходит полностью на автоматическое управление цехами.
На заводе резиновых изделий «Красный богатырь» одна электронная машина регулирует температуру 48 прессов, на которых изготовляются галоши, резиновые сапоги.
На заводе имени Владимира Ильича полностью автоматизировано производство пластмассовых изделий: электронные приборы следят за температурой пресс-форм, а в механосборочном цехе они управляют работой сушильнопропиточных агрегатов, заменив тяжелый труд многих рабочих.
В одном из залов павильона «Радиоэлектроника и связь» стоит небольшой пульт, не привлекающий на первый взгляд особого внимания. Однако, прочитав его этикетку, многие посетители останавливаются с явно выраженным интересом. Надпись гласит: «Вычислительный прибор для определения режимов резания». Он выполняет сложные расчеты режима работы токарных, фрезерных и сверлильных станков, учитывая возможности, состояние режущего инструмента и другие условия.
Подобные станки, работающие по заданной программе, имеются на многих наших металлообрабатывающих заводах. Вместо чертежа детали составляется таблица ее размеров, которая затем при помощи перфоратора записывается в виде отверстий на ленте или в виде электрических сигналов на магнитной ленте.
Станки с программным управлением сокращают общее время обработки деталей на 40—50% за счет уменьшения времени переналадки, изготовления новых шаблонов, копиров и других приспособлений.
Рис. 9. Электронная моделирующая установка синтезатор электрокардиаграмм для исследования сердечных заболеваний.
Программное управление технологическим оборудованием позволит осуществить с большой точностью автоматическую обработку деталей сложной формы, снижая при этом время, расходуемое на подготовку производства, автоматизируя тяжелые и трудоемкие процессы ручной обработки и доводки таких деталей. Большая скорость работы управляющей машины по сравнению с работой станка позволяет присоединять к одной машине до 50 станков.
Вычислительная машина может вести ежедневное и еженедельное планирование работы механического цеха. Она будет составлять текущую отчетность о состоянии производства, вычислять оптимальные складские запасы на основе внутризаводских данных и анализа плана заказов.
Электронные вычислительные машины нашли применение и для перевода текстов с одного языка на другой. Ведутся разработки «читающих» машин, которые сразу записывают перевод, заменяя переводчиков на конференциях и различных совещаниях; машин, читающих слепым вслух печатный текст и выполняющих устные приказания человека; устройств, которые преобразуют и сокращают передаваемый текст или разговор для увеличения пропускной способности телефонных и телеграфных линий и восстанавливают содержание передачи на другом конце; машин, отбирающих в библиотеках каталожные карточки на тему, интересующую читателя, и т. д.
Для расшифровки разрушенных временем пергаментов, найденных на берегу Мертвого моря в Иордании, сортировки обрывков их, археологи использовали вычислительную машину.
Тексты записи и обрывки их вводились в кодированном виде в машину. Она анализировала слова, предшествовавшие разрушенным участкам записей (пробелам), и вычисляла число букв, которое могло быть написано на этих участках.
Различные комбинации слов, возможные на этих участках, машина подвергала проверке и отбирала те сочетания их, которые логически были связаны с предшествующими и последующими записями.
Для проверки правильности такой расшифровки в машину закладывались уже расшифрованные участки записей с умышленно сделанными пропусками. Таким образом, было установлено, что при помощи машины можно правильно восстанавливать пробелы до пяти слов.
Машина «Погода» обрабатывает метеосводки и составляет прогноз погоды. Повышение точности этих предсказаний, замеченное вероятно, читателем, связано с тем, что машина быстро решает множество задач, составленных на основании данных о состоянии погоды во многих пунктах СССР.
В павильоне «Здравоохранение и медицинская промышленность» посетитель выставки увидит электронную машину, которая по отдельным признакам болезни с учетом и таких второстепенных деталей, которым врач иногда не придает большого значения, мгновенно составляет точный диагноз.
Конструируется машина, предвычисляющая приближение очередных эпидемий, например гриппа, что очень важно для своевременной подготовки и борьбы с подобными эпидемическими вспышками.
На очереди проектирование вычислительных машин для научно-исследовательских медицинских и биологических институтов, крупных больниц, клиник, машин для медицинских и биологических факультетов вузов.
Зайдем в павильон «Здравоохранение и медицинская промышленность». Здесь много радиоэлектронной аппаратуры: четырехканальный электроэнцефалограф для регистрации биотоков головного мозга, электротонограф для измерения артериального давления, ультразвуковые диагностические аппараты для исследования мягких тканей и другие приборы, в которых работают электронные реле, электронные термометры, магнетроны, различные датчики, коротковолновые и УВЧ генераторы.
Это свидетельствует о том, что радиоэлектроника начинает занимать прочные позиции в медицине. Но это еще только начало той технической революции, которую призвана произвести радиоэлектроника на фронте лечения и охраны здоровья советских людей.
Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.