Техника - молодёжи 1959-06, страница 27

этого не требуется. Наука и техника сегодняшнего дня позволяют решить эту задачу иначе.

В привычные нам телеграфную, а затем и телефонную связь мощно ворвалось радио — более молодая техника электромагнитных колебаний высоких, очень высоких и сверхвысоких частот, зиждящаяся целиком на электронике. Основой ее является то, о чем мы уже неоднократно писали на страницах журнала, — передача одних частот (низких) при помощи других (высоких).

Звуковые частоты сигналов, подлежащих передаче, мы как бы усаживаем верхом на радиочастоты, которые передаем средствами радиотехники на огромные расстояния. Затем мы разделяем их — ссаживаем звуковые частоты сигналов («частот модуляции») с их «резвого коня», а сделавшие свое дело радиоволны — сигналы более высокой частоты («несущую частоту») — переносчики, отбрасываем за ненадобностью.

Чаща всего телефонную связь на далекие и очень далекие расстояния осуществляют при помощи коротких радиоволн, используя остро направленные передающие и приемные антенны.

Но можно поступить и иначе: те же электрические колебания высокой частоты, несущие на себе сигналы модуляции, направить не через эфир, а по проводам. Это по ряду причин бывает более целесообразно и выгодно. Каждый из вас на собственном опыте знает, что радиопередачи по проводам — «трансляция» — менее подвержены помехам со стороны атмосферного электричества, волн других радиостанций, гроз и т. д., чем передачи, которые принимает радиоприемник.

Допустим, что для такой высококачественной линии связи мы в качестве основной, несущей частоты избрали радиоволны длиной 30 м, что соответствует частоте 10 млн. (10⁷) колебаний (герц) в секунду или 10 мегагерц.

Даже самый громкий звук распространяется на расстояние нескольких километров, Однако колебания низкой частоты, наложенные на колебания высокой частоты (радиоволны), можно передать на сотни и тысячи километров.

imsw

При помощи этих аолн мы можем передать полосу сигналов более низкой частоты — частоту модуляции, равную обычно 10— 15% от несущей частоты, или 1 млн. (10^е) герц.

Однако столь широкой полосы частот модуляции для передачи всех звуков человеческой речи нам и не требуется. Мы знаем, что практически достаточно высокое качество радиовещания— речи и музыки — обеспечивается полосой частот, рааной 10 000 герц. В пределах этой полосы заключаются все слышимые звуки, лежащие в пределах от 16 до 5 тыс. колебаний в секунду.

А чтобы четко и внятно передать только одну человеческую речь (от 200—100 до 2 500 колебаний в секунду), достаточно отвести полосу частот, допустим, в 5 тыс. герц. Следовательно, нам для передачи одного телефонного разговора и не нужно брать короткие радиоволны. Можно использовать станцию, работающую на самых длинных радиоволнах. Когда-то так и делалось. С этого и началось развитие радиотелефонии.

УПЛОТНЕНИЕ ОБЫЧНОЕ

Мы уже говорили, что для междугородной линии связи одного телефонного разговора совершенно недостаточно. Нужно иметь возможность вести одновременно десятки, сотни, а скоро, видимо, и тысячи телефонных разговоров.

Поэтому нашу полезную полосу модуляции, равную 10^е герц, можно нарезать уже на 20& полосок или «каналов» по 5 тыс. герц каждый. После того как научились отделять их соответствующим образом друг от друга в проводе, по которому прежними обычными методами проходил только один телефонный разговор, стало возможно свободно передавать одновременно 200 телефонных разговоров. Линия связи уплотнилась в 200 раз!

Хотя такое уплотнение линий дается не дешево, однако игра стоит свеч. Линии связи на 12, 24 и большее число одновременных разговоров интенсивно строятся в нашей стране и во всем мире.

Ученые пытаются пойти и еще дальше. Применение специальных высококачественных, так называемых концентрических, кабелей и еще более сложных, так называемых «волноводных», или радиорелейных, линий позволило передавать одновременно уже по нескольку тысяч разговоров и ло нескольку телевизионных программ.

Ограничения в подобные системы, естественно, вносятся лишь сложностью и дороговизной их устройства. Произошло то же, что происходит при простом механическом уплотнении травинок в нашем примере с сеном.

Но, как вы помните, мы говорили также о дальнейшем уплотнении нашего пакета сена за счет отделения полезной его чести от балласта.

Чтобы этот пример с прессованием сена объяснить применительно к си

Если бы все провода телефонной связи большого города соединить в один кабель...

стеме связи, нам придется сделать небольшое отступление.

ГОВОРЯЩИЕ МАШИНЫ

В XVIII веке венгерский умелец Вольфганг фон Кемпелен сконструировал машину «говорящий человек», которая могла воспроизводить звуки, похожие на те, которые издает человек. С этого времени ученые во всех странах непрерывно и упорно пытаются создать машину, которая воспроизводила бы звуки человеческой речи. Особенно усилилась эта работа после изобретения телефона. Конечно, легко воспроизвести речь, пользуясь граммофоном или магнитофоном, но задача ученых была несравненно сложнее: построить аппарат, в котором звуки возникали бы непосредственно — так, как это происходит в голосовом аппарате человека.

Используя технику электронных приборов, ученые, наконец, сумели построить автомат «Вокодер», который впервые демонстрировался в 1939 году на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Опытный оператор, управляя различными электронными приборами: генераторами, фильтрами, резонаторами, мог заставить машину условно «человеческим» голосом давать несложные ответы на вопросы многочисленных посетителей павильона фирмы.

Создание машины, которая имитировала бы человеческую речь, не было блажью ученых или только рекламным трюком.

На таких машинах можно научно и точно изучать процессы, при которых складывается человеческая речь, следить, как эта речь изменяется в зависимости от изменения отдельных составляющих ее элементов. Машина позволяет выяснить, что происходит, если в речи добавлять или отнимать те или иные частоты или группы частот, изменять силу воспроизведения отдельных частот и многое другое. И что самое главное—«говорящая машина» дает возможность измерять все результаты опытов е точных физических величинах, что невозможно было сделать, когда такие •измерения производились на живом человеческом голосе.

Создание и работа «говорящих машин» в короткий срок позволили ученым добиться больших успехов. Как и водится в науке, по мере накопления опыта возникали новые смелые идеи, которые раньше никому и в голову не приходили. Разве, например, не привлекательно сконструировать "прибор,

23