Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

В 1880-х гг. М. Пупин проводил эксперименты, в ходе которых установил способ, увеличивающий дальность передачи телеграфных линий. Дальность передачи обеспечивалась удлинительными катушками, установленными через определенные интервалы по линии передачи.

В компьютерных сетях используют определенные типы линий передач. Для работы на линиях передачи используются специфические, отличные от телефонных, модемы. Они переносят передаваемые сигналы в полосу частот линии передач, специально используемой для обмена в сети. К подобным линиям передач относятся однопроводная, двухпроводная, четырехпроводная линии, линии силового электропитания и т. д. Однопроводная линия передачи самая простая из вышеперечисленных. На практике такие линии по возможности не применяются, так как передатчик и приемник расположены далеко друг от друга, что приводит к возникновению помех. В пределах различных зданий используется двухпроводная телефонная линия. Двужильные линии работают при двух режимах обмена данными – симплексном и полудуплексном. При симплексном режиме возможна односторонняя передача данных, при полудуплексном режиме передача может осуществляться попеременно в двух направлениях. При снижении скорости передачи может происходить и дуплексный режим обмена, в ходе которого передача происходит в двух направлениях одновременно. Этого не происходит в четырехпроводной телефонной линии, работающей во всех режимах без каких-либо снижениях скорости или других изменениях.

В магистральной части телефонной линии, предназначенной для внешних соединений, используется многопарный кабель телефона. Эта линия передачи отличается от внутренних телефонных линий тем, что обладает полосой пропускания, уплотняющей большое количество телефонных каналов. Линия силового электропитания применяется в организации направленной двусторонней домашней автоматики. Такая автоматика связывает бытовые приборы, такие как телевизор, стиральная машина, с датчиками температуры, потребляемой мощности и т. д. Она управляет бытовыми приборами и сигнализирует о возникновении опасных ситуаций. Электропроводка используется и для других побочных действий, но характеристики электропроводки зависят от бытовых приборов, дополнительно включенных в сеть. Поэтому перегрузка может привести к негативным результатам. В системе кабельного телевидения применяются линии передачи на основе коаксиального кабеля. Они используют специализированный модем, получивший название cable modems. При передаче запросов и получении ответной информации выбираются неравные скорости, что приводит к гармонизации рабочего процесса. Пользователи, не имеющие индивидуального рабочего места, применяют беспроводные радиолинии. Обслуживает локальную сеть в этом случае радиомодем. Линии передачи также могут использовать искусственные спутники Земли как ретрансляторы сигналов в сетях обмена информацией, что по принципу действия сходится с наземными беспроводными линиями.

Магнетрон

Магнетрон – это цилиндрический диод, находящийся в магнитном поле и направленный соответственно его оси. В электронной технике магнетроном называют электровакуумный прибор СВЧ. В генераторном приборе электрическая составляющая поля СВЧ взаимодействует с электронами. Данное взаимодействие проходит в пространстве, в котором электрическое поле перпендикулярно магнитному полю. Название диода происходит от греческого слова magnetis – «магнит» и «электрон».

В 1921 г. американский ученый А. Халл провел и опубликовал ряд экспериментов, связанных с магнетроном, работающим в статическом режиме, а также сконструировал несколько моделей прибора. Физик из Чехословакии А. Жачек через три года с помощью магнетрона генерировал электромагнитные колебания в дециметровом диапазоне волн. Многие ученые из разных стран исследовали в 1920-х гг. влияние магнитного поля на преобразование колебаний СВЧ. Среди таких ученых-физиков были советские Д. С. Штейнберг и А. А. Слуцкин, немец Е. Хабан, итальянец И. Ранци, японцы Х. Яги и К. Окабе. Спустя десятилетие интерес к магнетрону не пропадал, основной задачей было увеличить выходную мощность генерируемых СВЧ-колебаний. С этой задачей справились советские ученые Д. Е. Маляров и Н. Ф. Алексеев, увеличившие мощность магнетрона на два порядка. Чтобы достичь такого успеха, инженеры заменили анод массивным медным блоком, в состав которого входили несколько резонаторов. Такой магнетрон получил название многорезонаторный, ставший очень популярным и полезным и в последующие годы. Еще в 1918 г. академик А. А. Чернышев предложил применять катод в радиолампах. Последний имел форму цилиндра с подогревателем внутри. Этот катод впоследствии стали применять чаще не в радиолампах, а в магнетронах. Инженеры В. П. Илясов, К. Хенсел, Л. Молтер, Р. Гудрич, Дж. Райхман в 1930-х гг. предлагали делать катоды для магнетрона полыми внутри. Более 30 лет магнетроны совершенствовались, разрабатывались новые виды, на основе магнетрона создавались приборы, генерирующие и усиливающие колебания СВЧ. В 1970-х гг. магнетроны выпускаются с мощностью от нескольких Вт до десятков кВт, с фиксированной частотой (неперестраиваемые магнетроны) и в малом диапазоне частот (перестраиваемые магнетроны).

Многорезонаторный магнетрон состоит из анодного блока, резонатора, ламеля анодного блока, катода, кольцевой металлической связки, выводов подогревателя катода, радиатора, петли связи для вывода СВЧ-энергии, стержня вывода энергии СВЧ.

В многорезонаторном магнетроне анодный блок выглядит как медный цилиндр. В центре цилиндра находится сквозное круглое отверстие, сквозные полости которого выполняют функцию резонаторов. В щели между резонатором и центральным отверстием располагается катод. Колебательная кольцевая система, образованная резонаторами, имеет несколько резонансных частот, укладывающих несколько волн на колебательную систему. Колебания, при которых количество резонаторов равно количеству полуволн, считается самым выгодным. В многорезонаторном магнетроне между катодом и анодным блоком движутся электроны, на которые действуют сразу электрическое поле СВЧ резонаторной системы, постоянное магнитное поле и постоянное электрическое поле.

Чтобы магнетрон работал стабильно, без сбоев и перескоков, должно быть различие между рабочей частотой и ближайшей резонансной частотой колебательной системы.

При наличии в магнетроне одинаковых резонаторов разность рабочей и резонансной частот получается недостаточной. Чтобы увеличить разность, вводят металлические кольцевые связки, или используют разнорезонаторную колебательную систему.

Магнетроны часто применяются в микроволновых печах. В камере для готовки пищи располагается отверстие волновода СВЧ-печи, который легко проницают радиочастоты. Когда внутри печи находятся продукты, микроволны не отражаются в волновод, а поглощаются ими. В волноводе интенсивно стоячие волны могут просто уничтожить магнетрон. Чтобы этого избежать, специалисты советуют при небольшом количестве продуктов в камере ставить в микроволновую печь стакан воды, который будет поглощать радиоволны.

Магнитола

(см. «Магнитофон»)

Магнитола – радиотехническое устройство, соединяющее в своей конструкции магнитофон и радиоприемник.

Имеет общие громкоговорители, выпрямитель переменного тока, усилитель электрических колебаний. Такие устройства появились во второй половине ХХ в.

Магниторадиола

(см. «Магнитофон»)

Магниторадиола – радиотехническое устройство, соединяющее в своей конструкции магнитофон, радиоприемник и электропроигрыватель. Имеет общие громкоговорители, выпрямитель переменного тока, усилитель звуковых частот. Такие устройства появились во второй половине ХХ в.

Магнитофон

Магнитофон – устройство, осуществляющее магнитную запись и воспроизведение звука. Характеристики магнитофона – ширина магнитной ленты, скорость ленты, рабочие диапазоны частот. Магнитофоны различаются по своей конструкции, которая зависит от их назначения. По назначению магнитофоны бывают профессиональными и бытовыми. Профессиональные магнитофоны применяются в звуковом кино и для студийных записей. Магнитофоны, применяемые в звуковом кино, обеспечивают синхронную звукозапись с изображением на перфорированной магнитной ленте. Студийные магнитофоны обеспечивают звукозапись на неперфорированной магнитной ленте. Такие магнитофоны – это рабочее оборудование телецентров, радиовещания, студий грамзаписи. Они обеспечивают высококачественную звукозапись на ленте шириной 6,25 мм. Магнитофоны также используются в научно-исследовательской работе, для записи различных сигналов звуковых частот, в системе транспортных перевозок, для записи диспетчерских переговоров. Журналисты используют переносные репортерские магнитофоны, имеющие автономное электропитание и диктофоны.