Традиционные средства связи

К сигнализации относятся и светофоры для управления уличным движением. Первые светофоры были установлены на улицах Лондона в 1868 году, первый электрический трехцветный светофор появился в Нью-Йорке в 1918 году, а в Москве - в 1930 году.

До возникновения письменности важные сообщения доставляли гонцы - пешие и конные. Когда появилась письменность, они стали доставлять письма. Почта была хорошо налажена уже в древней Персии. Там была создана сеть почтовых станций, на которых находились верховые гонцы. Они с большой скоростью доставляли письма до следующей станции, а там передавали их следующему гонцу, который "по эстафете" доставлял их дальше. В древнем Риме также существовала подобная почта, которая занималась перевозкой только государственных писем и государственных чиновников. Она достигла расцвета при императоре Августе. Доставляли эту почту самые быстрые курьеры Рима - ведерарии. Почтовые письма и сообщения делались на покрытых воском дощечках. Каждую дощечку обертывали полотном и опечатывали восковой печатью. На полотняном "конверте" обозначали день, когда нужно было его вскрыть и прочитать. Такая почта выполняла обязанности рычага государственной власти. Наряду с государственной срочной почтой существовала и обычная "тяжелая" почта, которая доставляла письма средней срочности.

В средние века почта перестала быть государственной. Она принадлежала отдельным городам, монашеским орденам и купеческим гильдиям. В XVI веке в Германии возникла первая имперская почта, которой пользовалось уже все население. До 1867 года монополия на нее принадлежала династии Турн-и-Таксис, а в дальнейшем стала принадлежать государству.

В России почта возникла в XIII веке при монгольском владычестве. Были созданы почтовые станции - ямы (откуда происходит слово ямщик) с гонцами, которые доставляли приказы ханов. Регулярная почта была налажена при царе Алексее Михайловиче: была установлена почтовая связь с Курляндией и Польшей. Основателем ее был боярин, политик и дипломат А.Л. Ордын-Нащокин. Эта почта перевозила и пассажиров.

При Петре I существовало уже 6 почтовых линий, а почта делилась на купеческую - для обслуживания частных лиц и ямскую - для обслуживания государственных учреждений. С появлением в 1782 году Почтового департамента ямские дворы начали называть почтовыми станциями.

В XVII-XVIII веках письма доставляли почтовые кареты. С 1830 года на железных дорогах для их доставки появились первые почтовые вагоны, а с 1840 года стали применять почтовые марки - единые знаки почтовой оплаты, изобретенные англичанами Хиллом и Чалмерсом.

В 1834 году издатель газеты "Данди Кроникл" Джеймс Чалмерс отпечатал в своей типографии на листе бумаги пробные марки, снабженные с оборотной стороны клеем, и представил эти образцы. При этом издатель объяснял преимущество изобретенной им наклеиваемой марки.

В 1837 году Роуленд Хилл опубликовал свой проект "Реформа почтового ведомства, ее значение и осуществимость". В своей работе он предлагал унифицировать почтовые сборы по всей стране, ввести предварительную оплату пересылки с помощью "маленьких кусочков бумаги, достаточных для того, чтобы на них поставить почтовый штемпель, и покрытых с одной стороны клеем, дающим возможность после увлажнения прилепить их к письму". Р. Хиллу пришлось более трех лет вести упорную борьбу за свои реформы.

Парламент Великобритании законодательно закрепил новую концепцию в 1839 г. В 1840 г. правительство учредило почтовую "пенни-службу", в том же году были выпущены первые в истории марки - "Черный пенни", с изображением профиля королевы Виктории.

Джеймс Чалмерс, вынашивавший идею почтовой марки еще с 1834 года и в 1837 году подал через своего друга - депутата Палаты общин Роберта Уоллеса - предложение в комиссию, уже занимавшуюся рассмотрением проекта Хилла. Поэтому было признано, что приоритет в изобретении почтовой марки принадлежит Р. Хиллу.

Появление почтовой марки позволило резко увеличить объемы пересылаемой корреспонденции.

В России почтовые марки были введены с 1 января 1858 года. Первый выпуск почтовых марок тиражом 3 миллиона экземпляров представлял собой одну беззубцовую марку номиналом 10 копеек.

В 1874 году по договоренности между 22 государствами, в число которых входила Россия, был образован Всемирный почтовый союз. Голубиная почта

Этот библейский эпизод повествует о первом в мире испытании навигационных способностей у птиц и использовании их для получения информации.

Уже в древности люди узнали, что ласточки и голуби умеют хорошо ориентироваться в пространстве, и решили воспользоваться талантами пернатых. Науке почтарей они обучали не только ласточек и голубей, но и морских птиц - фрегатов. Но все же лучшим почтальоном оказался домашний голубь.

Породы домашних голубей подразделяются на четыре большие группы - спортивно-гонные, отличающиеся своеобразием полета, декоративные, обладающие красивым и оригинальным опереньем, мясные, предназначенные для откорма на мясо, и почтовые, способные летать на длинные дистанции и переносить по воздуху почту.

Голубиная почта известна с древних времен.

В странах Междуречья голубей посылали с различными депешами. Позже голубиная почта возникла в Египте и в Греции. В Риме голуби конкурировали с ласточками.

Голуби-почтари способны летать без отдыха несколько часов подряд, преодолевая расстояния в среднем семьдесят километров в час.

Во времена континентальной блокады, устроенной англичанам Наполеоном, голубей использовали как контрабандистов. Под своими крыльями почтари переносили из Англии во Францию драгоценные камни.

В Англии почтовые голуби немало способствовали благосостоянию известного рода банкиров Ротшильдов. Один из них, Натан Ротшильд, живший в Лондоне, был страстным голубеводом. Во время наполеоновских войн он содержал частную голубиную почту. Агенты Ротшильда следовали по пятам за войсками Наполеона и немедленно передавали своему хозяину обо всех важных событиях с помощью почтовых голубей. Курс английских ценных бумаг до битвы при Ватерлоо был очень низким, а после поражения Наполеона он быстро поднялся, чем искусно воспользовался Ротшильд. С помощью голубей он узнал о поражении французского императора на три дня раньше английского правительства, и сыграл на повышение. Эта операция принесла ему миллионные доходы.

В России первую почтовую голубиную связь дальностью в 90 верст между Москвой и своим имением организовал в 1854 году князь Голицын. А в 1881 году военным ведомством был разработан проект голубиной связи Москва-Санкт-Петербург.

При осаде Парижа германскими войсками в 1871 году почтовые голуби доставляли огромное количество писем осажденных с призывами о помощи.

Основанная на природном свойстве голубей возвращаться к своему гнезду, голубиная почта использовалась в войсках в XIX и начале XX века - в первой мировой и гражданской войне. Базами голубиной связи служили стационарные и полевые голубятни. Письма прикреплялись к лапке голубя, который мог доставлять их на расстояние до 300 км.

В Англии двести тысяч почтарей "были призваны" во время Второй мировой войны на военную службу. С ними было передано немало важнейших сообщений.

Шведский ученый Андре пропал во льдах, пытаясь достичь Северного полюса на воздушном шаре. Единственную весть, присланную им из Арктики, принес голубь, которого Андре взял с собою в путешествие...

И в наше время почтовый голубь используется для доставки сообщений и мелких посылок. В Голландии, например, голуби доставляют по назначению донорскую кровь в пробирках. Это выгоднее и быстрее, чем везти ее автомобилем по перегруженным магистралям. В Бельгии голуби служат для доставки почты (на небольшие расстояния), особенно секретной - переносят маленькие магнитные пластинки (5x5 мм), которые вмещают информацию, равную большой книге. В Великобритании голубей используют биржи. Японские и немецкие журналисты во время Олимпиады с помощью голубей моментально получали сведения о результатах соревнований.

В Прибалтике в начале 1980-х годов провели эксперимент: кто быстрее доставит письмо адресату - самолет, почта или голубь? Первым в этом соревновании оказался голубь. Ему одному удалось избежать бюрократии при оформлении и доставке письма и опередить современные средства связи.

В английском городе Плимуте голуби-почтари транспортируют из местной больницы в лабораторию, находящуюся в трех с лишним километрах от больницы, пробирки с кровью, взятой на анализ. Они делают эту работу в два раза быстрее, чем автомобили, перевозившие кровь прежде.

В больших городах, где на улицах часто случаются пробки, еще до изобретения мобильных телефонов, для передачи срочной информации использовали почтовых голубей. Агентство "Рейтер" с середины прошлого века успешно использовало голубиную почту - она была наиболее удобным способом передачи короткой информации через районы больших городов с их постоянными пробками.

Долгое время ученые не могли понять: каким образом птицам удается запоминать маршруты, по которым они летают? Почему они с такой невероятной легкостью находят свой дом? Иногда, например, обученные возвращаться по определенной трассе голуби сворачивали с нее и летели напрямик, по более короткой дороге.

Птиц отвозили в далекие, совершенно незнакомые им страны. Иногда всю дорогу их крутили, как на карусели, на патефонном диске или везли под наркозом, чтобы лишить птицу возможности чисто механически запомнить дорогу.

Но они и после наркоза с патефоном так же прекрасно ориентировались в поднебесных трассах.

Первым о том, что птицы, а вместе с ними и голуби-почтари, ориентируются по солнцу, догадался немецкий биолог Шнейдер. Они должны видеть либо само солнце, либо хотя бы ближайшую к нему часть небосвода в пределах дуги в 30-40 градусов.

Солнце в течение дня перемещается по небу, но пернатые это учитывают - у них сильно развито чувство времени.

Тем не менее почтовых голубей тренируют. Их принято обучать с того момента, как только они обретают способность летать.

Уже на второй год жизни почтовые голуби способны совершать перелеты на расстояние в тысячу километров.

Почта (русск. Почта (info); от лат. posta) — вид связи и учреждение для транспортировки известий (например, писем и открыток) и мелких товаров, иногда и людей. Осуществляет регулярную пересылку почтовых отправлений — письменной корреспонденции, периодических изданий, денежных переводов, бандеролей, посылок — преимущественно при помощи транспортных средств.

Почтовая организация в России традиционно является государственным предприятием. Сеть почтовых отделений — крупнейшая организационная сеть в стране.

Письмо — средство сохранения информации, например на бумаге. Перед отправкой письма на конверте нужно нанести почтовые индексы отправителя и получателя в соответствии с нанесенным на нем трафаретом.

Авиапочта, или авиационная почта (англ. airmail[1]), — вид почтовой связи, при котором почтовые отправления транспортируются воздушным путем с помощью авиации.

Голубиная почта — один из способов почтовой связи, при котором доставка письменных сообщений производится с помощью почтовых голубей.

Киберпочт@

Главное преимущество электронной почты – скорость доставки независимо от географического положения отправителя письма и получателя. Но и отправитель, и получатель для этого должны иметь компьютеры и доступ к электронной почте.

А если у отправителя эти возможности есть, а у получателя нет? В США государственная почтовая служба обеспечивает доставку электронного письма до ближайшего к адресату отделения связи. Там оно распечатывается и в конверте доставляется почтальоном получателю. Сегодня авиапочта доставляет обычное письмо из России в США за 3-4 недели. Новое комбинированное (электронное – обычное) письмо может быть доставлено за 48 часов. В России также существует план оснащения почтовых отделений доступом к Интернету и электронной почте. Этот проект носит название "Киберпочт@". Во всех почтовых отделениях будут открыты "интернет-салоны" – пункты коллективного доступа в Интернет. В таком салоне можно будет отправить электронное письмо, содержащее любой текст, документ, рисунок, фотографию. Это письмо будет отправлено в ближайшее к получателю почтовое отделение, распечатано, автоматически запечатано в конверт и доставлено почтальоном по любому адресу в течение 48 часов. В интернет-салоне консультант поможет вам научиться пользоваться электронной почтой и сделает цифровую фотографию. Первый такой интернет-салон уже существует на московском почтамте. Стоимость одной страницы такого комбинированного письма – 12 рублей, а на дискете – 6 рублей за 2 Кбайта.

Частью проекта "Киберпочт@" является так называемая "Гибридная почта". Это гибрид современного Интернета и "традиционного почтальона". Теперь любой человек может принести в почтовое отделение обыкновенное, написанное на бумаге письмо. Там его введут в компьютер и передадут по электронной почте в ближайшее к адресату почтовое отделение. В нем это письмо распечатают на принтере, и почтальон отнесет его адресату. Тогда письмо дойдет в любой город страны не позднее, чем через 48 часов, так как из процесса доставки исчезает самый долгий этап – перевозка письма, написанного на бумаге из города в город. Так письмо по скорости доставки сравняется с телеграммой. Но стоимость такого письма во много раз меньше, чем телеграммы. Ведь стоимость только одного слова телеграммы при передаче по России составляет 80 коп., а стоимость одной страницы гибридного письма формата А4 и числом знаков 2000 составляет всего 12 руб. При этом на странице формата А4 помещается несколько сотен слов!

Письмо может быть закрытым, т.е. получателю письмо доставляется в конверте, или открытым, т.е. письмо доставляется без конверта. Можно сдавать письма по Гибридной почте, как на бумаге, так и на магнитном носителе.

Позднее к проекту "Гибридная почта" присоединили дополнение и для пользователей, владеющих Интернетом и электронной почтой. Оно позволяет им отправить электронное письмо адресату, не владеющему электронной почтой. Это письмо попадает в ближайшее к адресату почтовое отделение, в нем распечатывается и запечатывается в конверт. Этот конверт почтальон относит адресату - получателю письма. Этим существенно сокращается время его доставки.

Пневмопочта

Главный недостаток почты по сравнению с другими средствами связи - сигнализацией, телеграфом, телефоном, радио - это необходимость пересылать письмо: в почтовой карете, на корабле, по железной дороге в почтовом вагоне или самолетом. Эта пересылка от отправителя получателю и составляет, в основном, достаточно длительное время доставки.

Однако существует разновидность почты - пневматическая, которая служит разумным дополнением традиционной почты.

Пневматическая почта (от греч. pneumatikos - воздушный) представляет собой транспорт для перемещения потоком воздуха по трубопроводам не только документов, но и мелких предметов, вложенных в патроны-капсулы. Действует она в пределах здания (например, предприятия связи) либо города (в Париже длина линий пневматической почты около 600 км). Средняя скорость патрона - до 160 км/ч.

В 1792 году сжатый воздух был впервые применен для передачи письменных сообщений по трубопроводу. Эта система была размещена в 50-метровой колокольне Венского собора Святого Стефана и просуществовала до 1855 г. Колокольня соединялась со сторожкой трубой, по которой письменное сообщение о замеченном городском пожаре пересылалось в специальном металлическом патроне.

Создание пневматической почты связано с именем Роуланда Хилла - одного из изобретателей почтовой марки. Он смоделировал систему подземных пневматических труб для ускорения пересылки письменных сообщений. Практически идея Р. Хилла была реализована в 1854 году, когда в Лондоне была запущена первая линия пневмопочты длиной 200 метров, для пересылки телеграмм от здания фондовой биржи в зал главного телеграфа. Пневмопочта с протяженностью трубопроводов 100 м была построена в Лондоне в 1858 году по проекту физика Кларка. В 1862 году была пущена еще одна линия пневмопочты между лондонским вокзалом Истон и почтамтом Кемпден. Эти линии работали не очень надежно, часто ломались и были вскоре закрыты. Однако пневматическая почта Лондона продолжала развиваться. По новому проекту инженера Джонсона были построены несколько новых линий, эксплуатация которых показала хорошие результаты. Для примера, расстояние 300 метров шаровой патрон с почтой преодолевал за 11 секунд.

В 1892 году в США (Филадельфия) построили первую линию пневмопочты между зданиями биржи и главного почтамта. На доставку каждого патрона из главного почтамта на биржу (расстояние 0,5 англ. мили) затрачивалась 1 минута, а на обратный путь - 65 секунд. Пневмопочта в Филадельфии соединяла главный почтамт со станцией Пенсильванской железной дороги. Здесь расстояние в 1 милю преодолевалось за 1 минуту 25 секунд. Вскоре пневмопочта для доставки писем появились в Бостоне и в Нью-Йорке. Трубы диаметром 8 дюймов подведены к столам для штемпелевания и сортировки писем. Патроны вмещали 600 писем. Широко разветвленная сеть пневмопочты, созданная в Нью-Йорке, соединяла главный почтамт и почтовые отделения. Протяженность наибольшего участка составляла 5600 метров, которые почта проходила за 7 минут. Ежедневно по трубам пересылали до 3 тонн корреспонденции.

В Германии первая линия пневмопочты открылась в 1865 году (Берлин). Уже в 1875 году существовала целая сеть пневмопочты, соединявшая 15 почтовых отделений, находившихся в разных концах города. Самый длинный участок протяженностью 12 километров контейнеры с почтой преодолевали за 35 минут.

Существовала пневмопочта в Италии, Франции и Австрии. В России пневматическая почта смонтирована на некоторых почтамтах Москвы и Санкт-Петербурга. Однако она применяется для перемещения корреспонденции только внутри почтамта.

При управлении самыми различными производствами требуется передать огромный объем информации, в том числе в письменной форме. Задержка в передаче этой информации может серьезно нарушить производственные процессы, привести к ухудшению качества производимой продукции и авариям. Но передавать нужно не только письма, но и мелкие предметы. Примером может служить пересылка образцов плавки в экспресс-лабораторию, которая на крупных металлургических заводах удалена от цехов на значительное расстояние. Вот в таких случаях пневмопочта незаменима. Она позволяет обеспечить доставку проб с большой скоростью за минимальное время. С ее помощью пересылают письменные сообщения, деловые бумаги, чертежи, истории болезней, пленки, мелкие детали, лабораторные пробы, продукты питания в упаковке, лекарства.

Пневматическая почта используется на почтамтах, телеграфах, в редакциях и типографиях, больницах, библиотеках, аэропортах, торговых предприятиях, банках, на металлургических, химических и пищевых предприятиях, а также для внешнего сообщения различных предприятий между собой.

В развитых странах Европы и Америки пневматическая почта используется с середины XIX века и к настоящему времени широко развита. Применяется она и в нашей стране, например в крупнейшем в СССР сортировочном почтамте при Казанском вокзале в Москве.

В Праге работает пневмопочта, по которой передают письма, телеграммы, периодические издания. Передача телеграммы из почтового отделения на центральный почтамт происходит всего за пять минут. Первый участок пневмопочты в Праге открылся в 1899 г. Протяженность трубопроводов составляла всего несколько десятков метров. Но уже к началу 1930-х годов была сформирована разветвленная сеть подземных труб, охватывающая все районы города. У Пражской пневмопочты 46 абонентов - банки, крупнейшие предприятия и внешнеторговые организации, редакции центральных газет, телевидения, телеграфное агентство и 30 почтовых отделений. Все абоненты связаны подземными трубопроводами с центральным почтамтом, где размещена центральная диспетчерская и воздуходувная установка. Каждый из 46 абонентов связан друг с другом. Всего возможны 1035 вариантов связи между ними. За год по пражской пневмопочте отправляется 1,1 млн телеграмм. Они транспортируются в алюминиевых патронах массой 400 г, диаметром 57 мм и длиной 260-280 мм. Один патрон вмещает почту массой 600 г. Каждый месяц по пневмопочте отправляют 35000 патронов со счетами, телеграммами, письмами, газетами и журналами. Трубы пневмопочты диаметром 65 мм уложены под землей на глубине 80-100 см. Почтовые автомобили в часы пик могут двигаться в Праге со скоростью не больше 20 км/ч, а для патронов пневмопочты часов пик просто не существует. Они "бегут" по трубам со скоростью 34 км/ч. В настоящее время под Прагой проложено почти 60 км трубопровода, пересекающего в трех местах Влтаву. Он связывает 12 почтамтов и два пражских банка. Сейчас ведется восстановление пневматической почты Чешского национального банка. Металлические почтовые футляры закрываются силиконовой пробкой и приводятся в движение сжатым воздухом из воздуходувных машин в машинном зале подземелья Главпочтамта на Йиндржишской улице. Механизмы Пражской пневмопочты обслуживают 5 человек.

Интересно отметить, что в самолете ДВ-2 "Родина", на котором в 1938 году советские летчицы В. Гризодубова, П. Осипенко и М. Раскова установили мировой рекорд дальности полета, также была применена пневмопочта. Все три летчицы, размещавшиеся в разных кабинах, были соединены внутренней связью - телефоном и пневмопочтой.

Несмотря на широкое применение средств электронной передачи информации, оборот оригинальных документов и наличных денег сохраняется в организациях самого различного профиля. Не каждое предприятие имеет возможность перейти на электронный документооборот.

Пневмопочта - это простой и эффективный, а иногда и самый дешевый способ ускорить передачу оригинальных документов. Благодаря пневмопочте персонал может больше времени уделять своим прямым обязанностям, не тратя время на лифты и коридоры.

В современных условиях пневматическая система является дополнением к электронным средствам передачи информации.

Пневмопочта призвана решать проблему "узких мест" на предприятии, эффективно объединяя различные подразделения фирмы, такие как склад, бухгалтерия, финансовый отдел, прием и выдача заказов и т.д. Особенно актуальна пневмопочта для связи между удаленными друг от друга подразделениями.

Пневмопочта в банке используется для пересылки платежных документов и наличных денег между операционистами и кассирами в операционном зале. Это позволяет обеспечить надежность и безопасность пересылки документов и денег, улучшить уровень обслуживания клиентов и условия работы персонала.

Некоторое время назад в одном из петербургских универсамов было совершено дерзкое ограбление. Когда сдавали деньги, преступник подошел к инкассатору и, угрожая оружием, потребовал передать ему всю выручку. В результате потери предприятия составили 2 млн рублей. Именно тогда в универсаме была установлена система пневмопочты. Это свело риск подобных потерь к нулю и обезопасило персонал в будущем.

Пневмопочта в административных зданиях обеспечивает быстроту и надежность пересылки оригиналов документов между управлениями и отделами организаций.(см. выше).

Пневмопочта в госпиталях и больницах используется для доставки:

Это позволяет освободить медицинский персонал от ненужного хождения по этажам и не отвлекать его от основных обязанностей.

История авиапочты

В начале XX века началось бурное развитие авиации. Первый аэроплан создали братья Райт, а 17 декабря 1903 года Орвилл Райт стал первым человеком, который пилотировал самолет в течении 12 секунд. А вскоре самолет превратился в транспортное средство. Это произошло 25 июля 1909 года, когда французский летчик Луи Блерио впервые в мире преодолел пролив Ла-Манш, разделяющий Францию и Англию.

В феврале 1911 года в индийском городе Аллахабаде состоялась большая коммерческая выставка искусств и ремесел. Именно здесь впервые состоялись показательные полеты самолета, на борту которого были почтовые отправления.

18 февраля 1911 года биплан типа COMMER, который пилотировал А. Пике, поднялся на территории выставки и приземлился неподалеку от города Наини, где корреспонденция была передана почтовым чиновникам. Генеральный директор почт Объединенных провинций сэр Джефф Кларк и Генеральный директор почтовой службы Индии дали официальное разрешение на прием корреспонденции и ее гашение до погрузки в самолет. На почте, перевезенной самолетом (6500 писем и 250 специальных открыток), ставился специальный почтовый штемпель с надписью: "Первая воздушная почта. (Объединенная национальная выставка, Аллахабад, 1911)". На штемпеле было изображение самолета над горами. Клише штемпеля было уничтожено сразу же после полета. Так и родилась авиапочта. Один из конвертов авиапочты был направлен в адрес короля Англии Георга V, известного коллекционера почтовых марок.

В сентябре 1911 года английский король Георг V в честь своей коронации открыл авиапочтовую линию Лондон-Виндзор (34 километра). Состоялось несколько полетов с почтой. Перевозка почты самолетами была организована и в других странах.

Первая официальная марка авиапочты появилась в Италии в 1917 году. На марке спешной почты 1903 года была сделана надпечатка "Esperimento Posta Aerea Maggio 1917. Torino-Roma. Roma-Torino" (Экспериментальная авиационная почта, май 1917. Турин-Рим. Рим-Турин).

В 1918 году в США для авиационной линии Вашингтон-Филадельфия-Нью-Йорк была выпущена серия из трех почтовых марок для авиапочты. На марке номиналом 24 цента изображение самолета оказалось перевернутым. Счастливцем, обнаружившим перевертку, оказался клерк вашингтонской биржи. В первый же день выпуска марки он купил на почте целый лист "дефектных" марок. Сейчас эта марка - одна из самых редких авиапочтовых марок.

В нашей стране сразу же после Октябрьской революции за организацию авиапочты взялся А.П. Онуфриев, назначенный комиссаром Управления морской авиации. Он был хорошо знаком с различными типами самолетов, не раз участвовал в полетах сам, пользовался авторитетом среди гражданских и военных летчиков. Благодаря энергии и настойчивости А.П. Онуфриева для перевозки почты были выделены четыре гидроплана типа М-9, изготовленные на заводе Щетинина. Сделать первый рейс из Петрограда в Москву согласились инструктор Ораниенбаумской авиашколы Бабенко и летчики Волков, Држанков и Кутьин. Этот первый официальный рейс по доставке авиапочты из Петрограда в Москву состоялся в марте 1918 года. Регулярная доставка авиапочты началась в 1923 году.

Регулярная авиапочта возникла в 1919 году, когда было установлено первое регулярное воздушное сообщение (почтовое и пассажирское) - на линиях Берлин-Веймар и Париж-Брюссель.

В наши дни существует экспресс-почта Federal Express (FedEx), которая доставляет за один день почтовые отправления весом до 32 кг и за два дня - весом до 68 кг в любую из 210 стран мира. На современных почтамтах письма обрабатывают на автоматических линиях: ставят на них штемпель и сортируют. При этом пункт, куда адресовано письмо, определяют по почтовому индексу. Его стандартные цифры мы пишем на конверте письма по специальному трафарету.

Телеграф и телефон

До середины XIX века единственным средством связи между континентами, в частности между Европой и Америкой, была пароходная почта. Сообщения при этом доходили до адресатов за недели и месяцы. Да и в пределах каждого континента скорость доставки почты была достаточно медленной. Между тем развитие торговли требовало гораздо больших скоростей передачи информации.

В 1837 году американский художник и изобретатель Самюэль Морзе (1791-1872) создал электрический проводной (или проволочный, как его раньше называли) телеграф - первое средство дальней электросвязи. У С. Морзе было много предшественников, в частности русский барон Шиллинг, но лишь Морзе довел свое изобретение до практического использования. В 1838 году он придумал и телеграфный код (азбука Морзе) в виде точек и тире для кодирования сообщений.

Азбука Морзе существует уже более 160 лет и в наши дни используется в радиолюбительской связи, для передачи сигналов с полярных станций и сигналов бедствия. Сигнал SOS - "три точки - три тире - три точки" известен всем.

С 1 февраля 1999 года решением Международной морской организации сигнал SOS заменен автоматизированной системой оповещения о бедствии, замкнутой на глобальную сеть спутников "Инмарсат". Все страны перешли к новым, более современным и технологичным формам передачи сигналов бедствия. SOS заменен радиосигналом новой системы связи и оповещения при бедствии - GMDSS

При передаче сигналов по длинным электрическим линиям происходит их затухание. Для увеличения дальности передачи С. Морзе применил электрические реле, изобретенные Д. Генри. Вместе с промежуточными электрическими батареями они делили длинную электрическую цепь на ряд последовательных независимых цепей и позволили передавать сигналы на большие расстояния.

В 1844 году С. Морзе построил первую телеграфную линию Балтимор-Вашингтон и 24 мая передал первую телеграмму: "Чудны дела твои, Господи!" Телеграфные провода были подвешены на столбах, а в качестве изоляторов использовали горлышки бутылок. Развитие телеграфной сети происходило вместе с постройкой сети железных дорог. В России первая телеграфная линия была построена между Москвой и Санкт-Петербургом в 1851 году. А в 1866 году после нескольких неудачных попыток был проложен телеграфный кабель по дну Атлантического океана и начала работать телеграфная линия между Европой и Америкой.

Позднее были изобретены буквопечатающие телеграфные аппараты - Юза, Бодо, Сименса, и скорость передачи возросла. Во время Великой Отечественной войны связь между Cтавкой и фронтами осуществлялась аппаратами Бодо. Современный телеграфный аппарат - телетайп ("печатающий на расстоянии") похож на пишущую машинку. Он имеет клавиатуру с буквами, цифрами и знаками препинания.

На основе телеграфа был создан телефон - один из самых распространенных в наше время видов электрической связи. Изобрел его американец Александр Белл в 1876 году. На изобретение телефона претендовали десятки и даже сотни изобретателей, но лишь А. Белл довел его до практического применения. Работая над созданием многоканального телеграфа, Белл, хорошо знакомый с акустикой, обратил внимание на возникновение звука в телеграфном аппарате при появлении электрического сигнала. Он решил установить на передающем пункте несколько камертонов, каждый из которых создавал бы в общей линии ток, пульсирующий со строго определенной частотой. На приемном пункте эти пульсации должны были восприниматься также камертонами, настроенными на соответствующую частоту. Так Белл собирался передавать одновременно семь телеграмм, по числу музыкальных нот. Работая над "музыкальным телеграфом", Белл одновременно начал строить аппарат, с помощью которого хотел сделать звуки речи видимыми для глухонемых сразу и непоср едственно, без всяких письменных обозначений. Для этого он почти год проработал в Массачусетском отоларингологическом госпитале, ставя различные эксперименты по изучению человеческого слуха. Главной частью аппарата должна была стать мембрана. На ней была укреплена игла, которая записывала на поверхность вращающегося барабана кривые, соответствующие различным звукам, слогам и словам. Размышляя над действием мембраны, Белл пришел к идее другого устройства, при помощи которого, как он писал, "станет возможной передача различных звуков, если только удастся вызвать колебания интенсивности электрического тока, соответствующие тем колебаниям в плотности воздуха, которые производит данный звук". Это и натолкнуло его на мысль о создании дистанционного переговорного устройства, которое он назвал телефоном. Говоря современным языком, Белл сумел преобразовать звуковой сигнал - речь - в аналоговый электрический сигнал, передать его на расстояние и снова преобразовать в звуковой сигнал - речь.

Первые слова, сказанные по телефону 10 марта 1876 года, принадлежат самому шотландскому изобретателю Александру Беллу: Mr. Watson - Come here - I want to see you ("Мистер Уотсон, зайдите, я хочу вас видеть"). Звонил Белл своему помощнику Уотсону в соседнюю комнату.

В 1876 году Александр Белл демонстрировал свой аппарат на Филадельфийской всемирной выставке. Там впервые прозвучало слово "телефон" - так Александр Белл назвал свой "говорящий телеграф". К изумлению жюри, из рупора диковинного аппарата послышался монолог Принца Датского "Быть или не быть?", исполняемый в это же самое время, но в другом помещении, самим изобретателем. Изобретение Белла стало сенсацией Филадельфийской выставки. И это несмотря на то, что первый телефонный аппарат работал с чудовищными искажениями звука, и разговаривать с его помощью можно было на расстоянии не далее 250 метров. Ведь он действовал еще без батарей, силой одной лишь электромагнитной индукции, а его приемное и передающее устройства были примитивны.

Организовав "Общество телефона Белла", изобретатель начал усовершенствовать свой аппарат, и уже через год запатентовал новую мембрану и арматуру для телефона. Затем применил для увеличения расстояния передачи угольный микрофон Юза и питание от батарей.

Телефон, изобретенный Беллом, был неудобен для пользователя: микрофон этого аппарата висел на неподвижном штативе. Поэтому вскоре его заменил телефон Л.М. Эрикссона: в нем микрофон и телефон объединены в единую конструкцию - микротелефонную трубку, которую абонент при разговоре держит в руке. Телефонный аппарат служит одновременно и передающим, и приемным аппаратом. Обычный аппарат соединен с микротелефонной трубкой телефонным шнуром.

В первое время телефонные аппараты связывались между собой попарно. Звонков и коммутаторов они не имели. Для того, чтобы вызвать абонента к аппарату, стучали карандашом по мембране. Впоследствии Эдисон снабдил аппарат звонком. В 1878 году в Нью-Хейвене (США) была создана первая телефонная станция, а в России первые городские телефонные станции начали действовать в 1882 году в Санкт-Петербурге, Москве, Одессе и Риге. Они обслуживались телефонистками, осуществлявшими ручную коммутацию абонентов между собой. Абонент отыскивал в абонентской книжке нужный номер и звонил на станцию. Когда телефонистка отвечала, он сообщал голосом нужный ему номер. Если этот номер не был занят, телефонистка соединяла его с требуемым абонентом с помощью специальных штекеров. Для этого она вставляла штекер в соответствующее гнездо на коммутационной панели. После этого два абонента могли разговаривать между собой. По окончании разговора их разъединяли.

В 1881 году А.Б. Строуджер запатентовал декадно-шаговую систему автоматической телефонной станции (АТС), а в 1889 году создал электромеханический шаговый искатель - АТС. В 1896 году в г. Огаста (США) была построена первая действующая АТС.

Первоначально нужный абонент выбирался набором комбинации из трех кнопок. В дальнейшем были предложены различные усовершенствования, в т.ч. прототип дискового номеронабирателя (1897 г.), который используется до настоящего времени. В дисковом номеронабирателе телефона Строуджера не было отверстий, а были выемки подобные зубьям большой шестеренки, занимавшие сектор около 170°. Первая автоматическая система запущена в коммерческое использование в Ла-Порте (штат Индиана) в 1899 г. Система позволяла соединяться с 99 абонентами. Компания Строуджера представляла усовершенствованные модели телефонов: 1900г. – настольный аппарат с дисковым номеронабирателем; 1902г. – аппарат с дисковым номеронабирателем с отверстиями; 1905г. – отверстия, занимающие большую часть периметра диска. Последняя модель увидела свет в 1907 году. Дисковый принцип набора номера получил широкое распространение с 1922 г., и до 1961 г. (появление тонального набора) оставался стандартным методом вызова в телефонии (в СНГ используется наряду с кнопочным до настоящего времени).

В годы после изобретения телефона лишь немногие жители США могли позволить себе домашний телефон. Поэтому нужно было решать проблему оперативного доступа к телефонной связи. В ряде городов американского континента еще в конце 70-х годов XIX века открыли платные телефонные станции. Применялся и другой способ расчета с абонентами: дежурный телефонной службы сопровождал клиента до телефонной кабинки, соединял с нужным номером и запирал до тех пор, пока не получит необходимую сумму в счет оплаты. Таким несовершенным сервис в области связи оставался до тех пор, пока американец Грей не создал телефон, который смог выполнять функции кассира, - таксофон. Это телефонный аппарат, в котором соединение с вызываемым абонентом устанавливается после опускания в таксофон одной или несколько монет или специального жетона. Первый таксофон был представлен в 1890 году на Всемирной выставке в Париже.

Неотъемлемая часть таксофона - кабина, или телефонная будка, которая появилась намного раньше телефона автомата. Создал ее ученый Т. Уотсон - помощник Г. Белла. В 1883 году Уотсон представил телефонную будку из натурального дерева. Кабина для разговора по телефону была оборудована вентилятором и подставкой, на которой размещалась чернильница с пером.

В начале XX века первые телефонные автоматы появились в Москве и Санкт-Петербурге. В 1909 году 17 таксофонов были установлены за пределами российской столицы. Таксофонный парк России быстро увеличивался. В 1938 году в Москве открылся первый таксофонный переговорный пункт общего пользования. К началу второй мировой войны в Москве было около 3 тыс. телефонов-автоматов, сегодня - свыше 20 тыс.

В 40-х годах XX века были созданы координатные АТС, в 70-х годах были построены электронные АТС, а за последние десятилетия они переведены на цифровую технику.

Значительные усовершенствования в конструкцию телефона внесли многие изобретатели и прежде всего Т.А. Эдисон, который сумел устранить постоянные шумы и обеспечил хорошую слышимость на большом расстоянии. Набор номера вызываемого абонента при автоматической телефонной связи осуществляется номеронабирателем: в старых аппаратах - дисковым с десятью отверстиями, а в новых - кнопочным с десятью кнопками. Сообщение о вызове осуществляется звонком. Первый дисковый номеронабиратель появился в 1896 году, а аппараты с кнопочным набором промышленность начала выпускать в 1963 году.

В первые годы советской власти телефоны с дисковым набором были редкостью и устанавливались только у важных лиц (200 номеров в Кремле и 20 номеров в научно-техническом отделе ВСНХ - Всероссийского Совета Народного Хозяйства). Такие аппараты называли "вертушкой". Сегодня это слово осталось в языке как обозначение прямого правительственного телефона в кабинете у большого начальника, хотя сами "вертушки" с гербом на диске вымирают, уступая место кнопочным телефонам.

Современные телефонные аппараты имеют целый ряд дополнительных возможностей. Так, широко используются радиотелефоны, в которых трубка соединена с базовым телефонным аппаратом с помощью радиоканала. При этом и аппарат, и трубка снабжены радиоантеннами. Зачастую такая трубка имеет кнопочный номеронабиратель, позволяющий абоненту набирать номер, не подходя к базовому телефонному аппарату.

В телефонную трубку такого "бесшнурового" телефона встроен миниатюрный батарейный приемопередатчик, работающий на той же волне, что и другой приемопередатчик, который находится в корпусе телефонного аппарата, подключенного к сети электропитания и к телефонной сети. В корпусе телефонного аппарата имеются звонок вызова и зарядное устройство для аккумулятора питания приемопередатчика.

Приемопередатчик телефонной трубки может работать на расстояниях, немногим меньших 1 км, а в некоторых моделях - до 3,5 км. Емкость питающего его аккумулятора достаточна для разговора в течение 45 мин и в течение 6 ч обеспечивает готовность телефона со снятой трубкой. Когда трубка положена, ее аккумулятор автоматически подзаряжается.

Основное преимущество домашнего радиотелефона - возможность свободного перемещения абонента в радиусе действия приемопередатчика. Главный недостаток - незащищенность большинства моделей от несанкционированного подключения к телефону посторонних лиц.

Некоторые аппараты снабжают динамиком для осуществления "громкой" связи, при которой телефонный разговор слышен в комнате, где установлен аппарат. Существует еще целый ряд полезных функций: память последнего набранного номера, автоматический "дозвон" с помощью нажатия только одной кнопки после однократного набора номера; функция "записная книжка", в которой по желанию абонента кодируются наиболее часто используемые номера телефонов (после этого их можно набрать нажатием только одной кнопки) и т.д. Все эти функции обеспечивает встроенный в аппарат микропроцессор.

Большой популярностью пользуются телефонные аппараты с автоответчиком - встроенным в них миниатюрным магнитофоном, автоматически включающимся на запись при каждом звонке. Такой аппарат позволяет узнать содержание сообщений, сделанных звонившими абонентами в отсутствие хозяина аппарата с автоответчиком - запись можно прослушать после возвращения.

Появился уже и видеотелефон, в котором передача речи дополняется передачей изображения. Телевизионная камера одного видеотелефона формирует сигнал изображения абонента, участвующего в сеансе связи, и его изображение высвечивается на небольшом телевизионном экране (75-100 мм по диагонали, на жидких кристаллах) другого видеотелефона.

Но самым выдающимся изобретением последних десятилетий стал мобильный (сотовый) телефон - гибрид радио и компьютера. Но о нем - позднее.

Радио и телевидение

Изобретение телеграфа значительно ускорило по сравнению с почтой передачу сообщений - телеграмм, а телефон позволил передавать живую человеческую речь на большие расстояния. Однако телеграфная и телефонная связь требуют прокладки проводов - кабелей. Особые сложности вызвала прокладка подводных кабелей между континентами. Обойтись без проводов при передаче сообщений позволило изобретение радио, в котором есть только радиопередатчик и радиоприемники, связанные между собой радиоволнами. Передатчик их излучает, а приемники принимают. Слово "радио" в переводе с латинского radio означает "излучать".

Одно из величайших изобретений конца XIX века, беспроволочный телеграф, было сделано русским ученым Александром Степановичем Поповым (рис. 3.26) и почти одновременно с ним итальянцем Гульельмо Маркони в 1895 году. В его основе лежало открытие электромагнитного излучения.

Майкл Фарадей в 1831 году открыл электромагнитную индукцию - явление порождения электрического поля переменным магнитным полем и высказал идею существования электромагнитных волн.

В 60-х годах XIX века Джеймс Максвелл теоретически предсказал существование электромагнитных волн. К 1869 году он установил все основные закономерности поведения электромагнитного поля и сформулировал их в виде системы четырех уравнений, получивших название уравнений Максвелла. Из этих уравнений следовал фундаментальный вывод о конечности скорости распространения электромагнитных взаимодействий. Скорость оказалась равной скорости света в вакууме: 300000 км/с. Отсюда Максвелл сделал заключение, что свет есть форма электромагнитных волн.

В 1886 году Генрих Герц провел эксперимент, подтвердивший это предсказание Максвелла о существовании электромагнитных волн. Для возбуждения электромагнитных волн он разработал вибратор, а для их приема - резонатор.

Радиоволны представляют собой одну из разновидностей электромагнитных волн. Другие их разновидности - видимый свет и невидимые инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Различаются они между собой частотой, то есть числом колебаний в секунду.

Впервые мысль о применении электромагнитных волн для нужд связи высказал А.С. Попов. Он предложил придавать передаваемым сигналам определенную длительность (точки - тире) и с помощью азбуки Морзе передавать сообщения без проводов. Источником электромагнитных колебаний при этом служил вибратор Герца, а регистрировал их прохождение Попов с помощью разработанного в 1891 году Э. Бранли и усовершенствованного им чувствительного датчика - стеклянной трубки с платиновыми электродами, заполненной железными опилками.

К датчику Бранли Лодж добавил прерыватель (trembler), устройство, которое встряхивало опилки, после прохождения разряда. Лодж назвал свое изобретение "когерер". Лодж использовал различные способы приведения когерера в рабочее состояние, в том числе и с помощью смонтированного на одной доске с когерером электрического звонка. А Попов использовал звонок в качестве звукового регистратора поступившего сигнала и одновременно в качестве вибрирующего автомата - прерывателя для приведения когерера в рабочее состояние.

Затем он присоединил к своей схеме телеграфный аппарат Морзе и ввел запись принимаемых сигналов на бумажную ленту. В результате получился первый в мире беспроволочный телеграф, состоящий из передатчика и приемника с записью сигналов с помощью азбуки Морзе.

7 мая 1895 года Попов впервые продемонстрировал работу созданного им радиоприемника. Первая радиограмма состояла всего из двух слов: "Генрих Герц". Сначала он принимал сигналы на расстоянии нескольких десятков метров. При этом Попов заметил, что дальность приема значительно возрастает, если к одному выводу когерера присоединить вертикальный провод, а к другому - заземленный провод. Так он изобрел приемную антенну.

В 1899 году Попов со своим помощником Рыбкиным построил новый радиоприемник, который принимал телеграфные сигналы на телефонные наушники на расстоянии 45 км. Зимой 1899/1900 годов приборы радиосвязи Попова были успешно применены при спасении броненосца "Генерал-адмирал Апраксин", который потерпел аварию у острова Готланд.

Почти одновременно с А.С. Поповым итальянец Г. Маркони создал свою радиотелеграфную установку и получил на нее английский патент. А.С. Попов, В.Рентген, А.Беккерель, М. Кюри и П. Кюри не брали патентов за свои открытия. Тогда это не было принято. А Маркони был не только талантливым изобретателем, но и энергичным бизнесменом. Он основал собственную компанию для реализации своего изобретения. Это дало ему возможность совершенствовать свой радиотелеграф, повысить его чувствительность, а также избирательность и дальность связи. Так, для осуществления избирательности радиосвязи Маркони использовал явление электрического резонанса и стал настраивать колебательные контуры передающей и приемной станций на одинаковую частоту. Проводя опыты по передаче радиосигналов на большие расстояния, Маркони сделал открытие. Он установил, что выпуклость земного шара не препятствует распространению электромагнитных волн. В 1901 году он со своим помощником Флемингом осуществил первую в историю передачу радиосигналов кодом Морзе через Атлантический океан на расстояние 1800 км. Вскоре были разработаны детекторы для приема радиосигналов.

12 декабря 1901 года в гостинице поселка Сент-Джонс канадской провинции Ньюфаундленд Г. Маркони принял с помощью простейшего приемника с когерером короткое радиопослание - две буквы S. Оно было послано искровым передатчиком с диполем Герца, расположенным на мысе Полду в юго-западной Англии в графстве Корнуэлл. В качестве антенны приемника Г. Маркони использовал провод длиной 150 метров, который он поднял над землей с помощью коробчатого змея собственной конструкции. С тех пор радисты всего мира отмечают дату начала эры дальней радиосвязи, начавшейся 100 лет тому назад.

С этого времени радиотехника начала бурно развиваться. В 1902 году Маркони осуществил прием радиосигналов на расстоянии 2000 км, а в декабре того же года была установлена регулярная двусторонняя радиотелеграфная связь между США и Англией. Президент Т. Рузвельт и король Эдуард VIII послали друг другу приветственные радиограммы.

Большой вклад в практическое освоение радиосвязи внесли военные моряки. Российский адмирал С.О. Макаров и английский адмирал Г. Джексон первыми в самом начале XX века установили системы радиовязи на кораблях.

12 июля 1902 года Г. Маркони на итальянском военном корабле посетил Кронштадт и показал свой приемник А.С. Попову, с которым был знаком по переписке. Два великих изобретателя хорошо понимали друг друга. Известно высказывание А.С. Попова: "Не подлежит, конечно, сомнению, что первые практические результаты по телеграфированию на значительные расстояния были достигнуты Маркони".

В октябре 1907 года фирма Г. Маркони открыла первую радиотелеграфную станцию для передачи сообщений из Европы в Америку. В первый же день частными лицами было передано 14 000 слов.

Наряду с А.С. Поповым и Г. Маркони большой вклад в развитие беспроволочного телеграфа внес немецкий физик и изобретатель Фердинанд Браун (1850-1918).

В 1874 году он открыл свойство кристаллов сульфидов металлов проводить электрический ток только в одном направлении, а в 1897 году изобрел кристаллический детектор - основу простейшего детекторного приемника и предшественника современных транзисторов. В том же 1897 году он разработал осциллоскоп (трубку Брауна), дающий зрительный образ меняющегося напряжения. На его основе позднее был создан кинескоп.

В конце XIX века Ф. Браун начал исследования в области беспроволочной телеграфии - вскоре после первых опытов Г. Маркони, использовавшего искровой электрический аппарат для генерации радиоволн. Ф. Браун разработал передатчик с безыскровым антенным колебательным контуром. В состав этого контура входил переменный конденсатор. В силу резонанса колебания от радиопередатчика производили максимальный эффект в таком радиоприемнике, у которого частота колебаний совпадала с частотой колебаний передающей станции, т.е., когда они настроены на одну частоту. В результате стало возможным выбирать частоту, на которую откликается принимающая станция, так, чтобы сигналы другой частоты от других радиопередатчиков не мешали ее работе.

В 1899 году Браун взял патент на свое изобретение и основал "Телеграфную компанию профессора Брауна", через которую и внедрял свои изобретения. Среди них и был изобретенный Брауном кристаллический детектор (предшественник транзистора).

Ф. Браун и Г. Маркони получили в 1909 году Нобелевскую премию по физике "в знак признания их вклада в создание беспроволочной телеграфии". В своей нобелевской речи Ф. Браун подчеркнул преимущества безыскровой радиотелеграфии по сравнению с искровой, позволившей значительно увеличить дальность передачи радиосигналов.

Но это был еще только радиотелеграф. Радиовещание речи и музыки началось позднее - в 1919 - начале 1920 года.

Р. Фессенден еще в 1900 году разработал принцип "наложения вибрирующих волн звуковой частоты, на постоянную радиочастоту, чтобы модулировать амплитуду радиоволны в форму звуковой "волны". Принцип был назван амплитудной модуляцией (АМ). Провел первые эксперименты по передаче голоса по радио. Осуществил в 1906 году первую официальную передачу голоса по радио.

Решающую роль сыграло изобретение электронной лампы. В 1904 году английский ученый Д.Флеминг, используя открытое Т.А. Эдисоном явление термоэлектронной эмиссии в вакууме, создал двухэлектродную лампу-диод и детектор радиоволн на ее основе.

В 1907 году американский инженер Ли де Форест изобрел трехэлектродную лампу - аудион - с третьей дополнительной управляющей сеткой, впоследствии названную триодом. На ее основе в том же 1907 году он предложил одну из первых схем лампового радиоприемника, в которой триод использовался в качестве усилителя.

Изобретение лампового генератора дало возможность осуществить надежную и высококачественную радиотелефонную связь - передачу по радио речи и музыки.

В 1913 году немецкий радиотехник Мейсснер использовал триод для генерирования незатухающих электрических колебаний.

Он построил на его основе первый в мире радиотелефонный передатчик и осуществил радиотелефонную связь на расстоянии 36 км между Берлином и его пригородом. Ламповый генератор содержал ламповый триод и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора.

Через антенну излучаются только мощные электрические колебания высокой частоты, а колебания звуковой частоты возбуждают такие слабые электромагнитные волны, что их нельзя принять на большом расстоянии. Поэтому для осуществления передачи звука мощные колебания высокой частоты лампового генератора изменяют (или модулируют) с помощью колебаний низкой (звуковой) частоты. При этом на высокочастотные колебания генератора накладываются низкочастотные колебания от микрофона и через антенну передаются в эфир. При этом получаются электрические колебания с переменной амплитудой - модулированные колебания высокой частоты. Это так называемая амплитудная модуляция.

С модулированным высокочастотным сигналом, принятым радиоприемником, происходит обратный процесс - детектирование, при котором из него снова выделяют сигнал звуковой частоты. Детектирование осуществлялось с помощью вакуумного диода. После усиления этот сигнал звуковой частоты вызывал колебания мембраны телефона или рупора громкоговорителя. Первые электронные лампы и схема радиоприемника "прямого усиления" были несовершенны.

В 1913 году американский радиотехник Э. Армстронг (1890-1954) разработал более совершенную схему регенеративного радиоприемника (с обратной связью), а в 1918 году - схему супергетеродинного радиоприемника, применяемую и по сей день. В супергетеродинном радиоприемнике принятые радиосигналы преобразуются (с помощью маломощного генератора колебаний радиочастоты - гетеродина) в колебания промежуточной частоты и после этого подаются в детектор. Такие приемники обладают, по сравнению с приемником прямого усиления, значительно большей избирательностью и чувствительностью.

Схема супергетеродина применяется и сегодня во всех современных радиоприемниках (рис. 3.38).

Изобретения Э. Армстронга помог реализовать предприниматель Давид Сарнов (Sarnoff) (1891-1971) - американский пионер радио- и телевещания. Он эмигрировал с семьей в США из России в 1900 году и обосновался сначала в Олбани, а затем переехал в Нью-Йорк. Учась в школе, помогал семье: продавал газеты, работал посыльным, пел в синагоге. В 1906 году он оставил школу и устроился курьером в телеграфную компанию.

На первые заработанные деньги Д. Сарнов купил телеграфный аппарат, овладел азбукой Морзе и нашел работу в качестве радиотелеграфиста в компании беспроволочного телеграфа Маркони. Вскоре он стал опытным радиотелеграфистом. Через несколько лет Д. Сарнов стал оператором наиболее мощной в то время радиостанции, установленной на крыше манхэттенского универмага в Нью-Йорке. Там 15 апреля 1912 года он принял радиограмму с парохода "Олимпик", находившегося на расстоянии 2500 км от Нью-Йорка: "Пароход "Титаник" врезался в айсберг и быстро тонет". После этого он трое суток не снимал наушники, окруженный вниманием всего мира. По распоряжению президента У. Тафта все радиостанции на восточном побережье США замолкли на 72 часа, чтобы не мешать единственной радиостанции, поддерживавшей связь с тонущим "Титаником". Оператором этой радиостанции и был 20-летний Д. Сарнов. От него мир узнавал подробности случившейся трагедии, через него организовывались спасательные мероприятия и уточнялись списки спасенных. Разумеется, после этой 72-часовой вахты Д. Сарнов стал известнен всей стране. Вознагражденный компанией Маркони, он вскоре стал ее важным должностным лицом.

В 1919 году была образована Американская радиокорпорация (Radio Corporation of America - RCA) для создания системы национального радиовещания. Ее учредителями стали крупнейшие компании "Дженерал Электрик", "Вестингауз", "Маркони-Америка" и АТТ, а ее коммерческим руководителем стал Д. Сарнов.

В 1921 году Д. Сарнов был назначен генеральным директором RCA.

В 1926 году Д. Сарнов создал Национальную Радиовещательную Компанию (NBC) в качестве отделения RCA. К тому времени он почувствовал потенциал телевидения и в 1928 году запустил экспериментальную телевизионную станцию NBC. В 1939 году он осуществил телевизионную передачу с Всемирной выставки в Нью-Йорке.

Также Д. Сарнов содействовал развитию в СССР телевидения. В 1938 г. он продал Советскому Союзу комплект оборудования, положивший начало регулярному телевещанию в Москве. А в 1949 году, в разгар холодной войны, он активно содействовал поставкам аппаратуры для модернизации Московского телецентра. Кроме того, все лучшие отечественные радиозаводы были созданы на базе аппаратуры, закупленной у корпорации RCA.

Развитие телевизионного вещания было отсрочено Второй мировой войной, во время которой Д. Сарнов был консультантом по средствам связи при штабе генерала Д. Эйзенхауэра и получил звание бригадного генерала.

Д. Сарнов стал президентом RCA в 1930 году, председателем правления - в 1947 году и покинул ее в 1970 году, передав свой пост сыну Роберту. Умер Д. Сарнов в декабре 1971 года в возрасте 80 лет.

Д. Сарнов одним из первых в мире понял, что радиотелеграфной связи недостаточно, и пришел к идее организации радиовещания. Эта идея не возникла у таких корифеев радиотехники, как Г. Маркони, Т. Эдисон и Н. Тесла. Пионером радиовещания стал Д. Сарнов. Сначала он нашел ему применение в политике - во время выбора президента США в 1916 году. Сарнов предложил создать оперативную сеть из 20 мощных радиостанций для освещения хода и результатов выборов. Это были первые в мире политические радиопередачи. Но выборы президента происходят в США только раз в 4 года, и такие передачи снова потребовались только во время новых президентских выборов в 1920 году. Радиостанции снова транслировали предвыборные митинги, съезды партий и речи кандидатов. Однако для привлечения массового потребителя радиовещания этого было мало.

В те же годы Д. Сарнов создал внутри RCA, образованного в 1919 году, мощную индустрию звукозаписи. Музыка тиражировалась на грампластинках фирмы "Виктор" и передавалась в эфир дочерней радиокомпанией NBC (National Broadcasting System). Симфонический оркестр NBC под управлением знаменитого дирижера Артуро Тосканини был признан лучшим в мире. На грампластинки записывались и предвыборные речи. Потом они воспроизводились через громкоговорители на митингах и партийных съездах.

Но Сарнов понимал, что для настоящего успеха радиовещания этого мало, и решил использовать интерес американцев к спортивным зрелищам. В 1921 году Д. Сарнов провел сенсационную радиопередачу матча бокса на первенство мира между тяжеловесами Д. Дэмпси (США) и Ж. Карпантье (Франция), которая показала возможности радиовещания и способствовала его быстрому распространению. Д. Сарнов сотрудничал с Э. Армстронгом и еще в 1916 году предложил для продажи первый промышленный радиоприемник, названный им "музыкальным ящиком". В течение трех лет после сенсационной радиопередачи 1921 года радиокорпорация RCA продала радиоприемников более чем на 80 млн долларов.

В Советской России в 1918 году была создана Нижегородская радиолаборатория (НРЛ), ставшая научно-исследовательским и производственным центром в области радиодела. Руководил ею один из пионеров радиотехники Михаил Александрович Бонч-Бруевич (1888-1940). В НРЛ были созданы мощные генераторные радиолампы, позволившие построить самые мощные в мире радиостанции. В 1922 году в Москве было закончено строительство первой в мире радиовещательной радиостанции имени Коминтерна (РВ-1). Вещание велось с радиобашни на Шаболовке, построенной выдающимся инженером В.Г. Шуховым (1853-1939).

РВ-1 стала самой мощной передающей станцией того времени. Она имела мощность 12 кВт. В 1922 году в Германии работала Кенигвустергаузенская станция мощностью 5 кВт, во Франции - Эйфелева башня мощностью 3 кВт, в Нью-Йорке - 1,5 кВт. Все они были радиотелеграфными.

В СССР строительством мощных радиостанций в течение многих лет руководил академик Александр Львович Минц (1874-1974).

Систематическое радиовещание началось в США и Англии в 1921 году, в Германии - в 1923 году, а в СССР - в 1924 году. Вскоре радиовещание превратилось в мощное средство массовой информации. Так, президент США Ф. Рузвельт регулярно выступал по радио с разъяснением своего "нового курса".

Радиовещание ведется на длинных волнах (ДВ - частота 30-300 кГц), средних волнах (СВ - частота 0,3-3 мГц), коротких волнах (КВ - частота 3-30 МГц) и ультракоротких волнах (УКВ - частота 30 МГц-1 ТГц).

Длинные волны распространяются в пространстве вдоль поверхности Земли днем и ночью, однако сильно ослабевают по мере удаления от передатчика. Поэтому на ДВ требуется большая мощность для него.

Средние волны днем сильно поглощаются верхним слоем атмосферы, ионосферой, и быстро ослабевают. Ночью ионосфера их отражает. Поэтому днем на средних волнах слышны только ближние радиостанции, а ночью - и более далекие.

Короткие волны приходят к антенне радиоприемника, отражаясь от ионосферы. На КВ работают судовые, самолетные и радиовещательные станции.

Ультракороткие волны не отражаются и не поглощаются ионосферой. Они проходят сквозь нее подобно лучам света и уходят в космос. Поэтому связь на УКВ возможна только при условии прямой видимости. УКВ используют для телевидения, радиорелейной связи, спутниковой связи и радиолокации, диспетчерской связи на железных дорогах.

В 1933 году Э. Армстронг получил патенты на новую систему радиосвязи - частотную модуляцию (FM) вместо применявшейся до этого амплитудной модуляции (АМ) при передаче речи и музыки. При этом получаются модулированные высокочастотные электрические колебания с переменной частотой (вместо переменной амплитуды). Частотная модуляция позволила избавиться от помех, возникающих в эфире, и добиться гораздо более высокого качества радиопередачи. Однако это требовало коренных изменений в радиопередающей и радиоприемной аппаратуре. В 1939 году Э. Армстронг на свои средства построил первую радиостанцию с использованием частотной модуляции и доказал ее преимущества. Но все же частотная модуляция получила признание только после окончания Второй мировой войны и является теперь основной в радиовещании, телевидении и космической связи, обеспечивающей высокое качество передачи и защиту от помех.

Телевидение - это передача на расстояние с помощью радиоволн изображений подвижных объектов вместе со звуковым сопровождением.

Первой работающей телевизионной системой считается механическое телевидение - изобретение немецкого инженера Пауля Нипкова, которое он, будучи еще студентом, сделал в 1884 году.

П. Нипков изобрел названный позднее его именем диск, с помощью которого изображение преобразовывалось в электрические импульсы. Это был диск с определенным числом отверстий, расположенных по спирали. Напротив него устанавливался фотоэлемент. Свет попадал на фотоэлемент через этот диск. Нипков вращал диск над картинкой или объектом. Световые импульсы проникали через отверстия диска и с помощью фотоэлемента превращались в электрические сигналы. Такой принцип последовательного просмотра изображения по точкам называют сканированием. Он используется и по сей день в современном телевидении. Тогда количество строк на экране было небольшим - около 300, то есть свет проникал на объект через триста отверстий. При этом телевизионная "картинка" была достаточно грубой.

На основе принципа сканирования с помощью диска Нипкова шотландский ученый Джон Бэрд в 1926 году впервые продемонстрировал публике передачу изображения и воспроизведения его на экране. Достоинство его телевизионной системы заключалось в том, что из-за очень малой разрешающей способности экрана можно было передавать телевизионное изображение, используя обычную средневолновую радиосистему. Бэрд передавал изображение, используя радиосистему компании Би-Би-Си. Он первым в мире продемонстрировал телевизионное изображение, которое было размером всего с почтовую марку, слабым и мерцающим, с очень низкой разрешающей способностью, то есть способностью передавать в изображении мелкие детали объекта. Эту систему нельзя было усовершенствовать без изменения фундаментальных технологических принципов работы телевидения.

Электронное телевидение пришло на смену изобретению Нипкова много лет спустя.

В 1907 году русский ученый Б.Л. Розинг (1869-1933) (рис. 3.46) разработал и запатентовал способ передачи изображений с помощью электронно-лучевой трубки посредством внешнего фотоэффекта, открытого А. Г. Столетовым. Чтобы на экране было видно такое же изображение, он построил электромагнитное развертывающее устройство. Число строк развертки было тогда всего 12. В 1911 году Розинг осуществил первую в мире телепередачу по своей системе. Его патент был признан во многих странах, включая Германию, Великобританию и США.

Решающую роль в создании электронного телевидения сыграли изобретения русского инженера Владимира Кузьмича Зворыкина (1889-1982). Он работал под руководством Б.Л. Розинга, позднее эмигрировал в США и работал в компании Westinghause, а затем в RCA. Президент RCA Давид Сарнов, пионер радио и телевидения, помогал осуществить его изобретения.

В 1923 году Зворыкин подал патентную заявку на иконоскоп - передающую телевизионную трубку, а в 1924 году на кинескоп - приемную телевизионную трубку. Вместе эти два изобретения составили первую полностью электронную телевизионную систему. В 1931 году В.К. Зворыкин (рис. 3.47) осуществил свой иконоскоп - передающую электронно-лучевую трубку. Он был позднее вытеснен более совершенными ортиконом и суперортиконом, но послужил основой для дальнейших важных разработок в области телевизионных камер. Современная приемная телевизионная трубка - это по существу кинескоп Зворыкина. Он разработал также цветную телевизионную систему, на которую получил патент в 1928 году.

Практически одновременно с работами В.К. Зворыкина в США советский инженер С.И. Катаев (1904-1991) в том же 1931 году разработал свою передающую телевизионную трубку - иконоскоп. Передачу первого изображения при помощи своего иконоскопа с разверткой на несколько десятков строк он осуществил в том же 1931 году. Обе эти передающие трубки похожи друг на друга как близнецы. А в 1932 году Катаев создал вакуумную приемную телевизионную трубку.

Для того чтобы передать изображение на расстояние, его нужно сначала преобразовать в электрические сигналы, затем передать на расстояние с помощью радиоволн, а принятые сигналы расшифровывать и снова получить изображение.

Преобразование изображения в электрические сигналы осуществляют с помощью передающей телевизионной трубки, а обратное преобразование электрического сигнала в изображение на экране телевизора - с помощью приемной телевизионной трубки - кинескопа.

В 1932 году Национальная Радиовещательная Корпорация (NBC), принадлежавшая RCA, начала экспериментальные телепередачи с самого высокого здания в Нью-Йорке - Эмпайр Стэйт Билдинг. Первое регулярное телевизионное вещание началось в Германии в 1935 году, а в Англии - в 1936 году. Тогда в Лондоне насчитывалось всего 400 телевизоров. К началу Второй мировой войны в Англии было уже около 2000 телевизоров, а в 1953 году их число увеличилось до 2 миллионов. Регулярное телевизионное вещание началось в США в 1939 года с показа церемонии открытия Нью-Йоркской Всемирной выставки. В этот день было показано выступление Д. Сарнова (см. выше) о перспективах телевидения, а Франклин Рузвельт стал первым президентом США, выступившим по телевидению.

Сначала телевидение не было коммерческим - вся реклама передавалась по радио, но с 1 июля 1941 года в США было официально разрешено коммерческое телевидение. Первой коммерческой телестанцией стала нью-йоркская WNBT, продававшая рекламодателям 15 часов в неделю. Спонсоры, покупая эфирное время, должны были спонсировать и телепрограмму.

На время Второй мировой войны развитие коммерческого телевидения было остановлено, а в 1945 году возобновлено. В 1948 году в США уже было 36 действующих телевизионных станций и еще 70 строились. В домах у американцев к тому времени было около 1 миллиона телевизоров.

Массовое цветное телевидение впервые возникло в США. Уже в январе 1953 года федеральная комиссия утвердила для него единый технический стандарт - NTSC. Он был разработан компанией RCA, а принадлежащая ей телекомпания NBC уже в 1963 году транслировала цветные программы 40 часов в неделю.

В начале развития телевидения наибольшие трудности с его распространением испытывали США и Россия. Ведь обе эти страны имеют огромную площадь с различными временными зонами и невысокую плотность населения во многих районах.

В США было создано кабельное телевидение, соединившее различные города. Это позволяло транслировать одну и ту же программу в разных регионах страны.

В России была впервые использована спутниковая технология - еще до того, как технические возможности телевизионных приемников позволили принимать спутниковый сигнал.

В США начали "соединять" города телевизионными кабелями. Кабельное телевидение позволяло его абонентам принимать по желанию любое число каналов. Страны Европы по площади сравнительно невелики, а плотность населения значительно выше, чем в Америке и России. Поэтому в них экономически более выгодным было строительство сети наземных трансляционных станций, покрывающих всю площадь страны.

В последние годы технические возможности позволили начать массовое спутниковое телевизионное вещание, и началась острая борьба между компаниями кабельного и спутникового телевидения. Кабельное телевидение появилось и в Европе. Но его абоненты, которые хотят иметь дополнительные каналы, пользуются и спутниковым телевидением.

К началу XXI века телевидение наряду с телефоном и радио стало наиболее массовым средством информации, развлечения и даже средством политической пропаганды и агитации. В США уже давно исход президентских выборов решает телевидение. Телевизионные дебаты кандидатов в президенты смотрит вся страна. Да и исход президентских выборов в России в 1996, 2000 и 2004 годах в значительной мере определило телевидение.

В жизни современного человека телевидение является одним из основных видов получения информации о политических и спортивных новостях, любимых видах досуга и развлечений. Существуют десятки и сотни специальных телевизионных программ: это сказки, игровые кинофильмы и мультфильмы, викторины, рассказы о живой природе и путешествиях, спортивные - о футболе, хоккее, теннисе, автогонках "Формулы-1", фигурном катании, волейболе и других видах спорта. Существует множество полезных познавательных и обучающих программ по самым разным видам знаний - географии, истории, литературе, искусства, физики, химии, математике, информатике, биологии, которые помогают в учебе школьникам, абитуриентам и студентам.

Век полупроводников, микроэлектроники и жидких кристаллов приходит на смену веку вакуумной электроники

В 1883 году Т.А. Эдисон пытался увеличить срок службы осветительной лампы с угольной нитью накаливания. Он ввел в баллон лампы, из которой откачан воздух, металлический электрод. К выводу впаянного электрода и одному из выводов раскаленной электрическим током нити он подсоединил батарею и гальванометр. Стрелка гальванометра отклонялась, когда к электроду подсоединялся плюс батареи, а к нити - минус. При смене же полярности ток в цепи прекращался.

Этот эксперимент привел Эдисона к фундаментальному научному открытию, которое стало основой работы всех электронных ламп и всей электроники дополупроводникового периода.

Открытое им явление впоследствии получило название - термоэлектронная эмиссия.

В 1905 году этот "эффект Эдисона" стал основой британского патента Джона Флеминга на "прибор для преобразования переменного тока в постоянный" - первую электронную лампу-диод, открывшую век электроники.

В 1907 году американский инженер Ли де Форест ввел в лампу третий электрод - управляющую сетку. Эта лампа получила название "аудион", а впоследствии - "триод". Такая лампа могла уже работать в качестве усилителя колебаний, а с 1913 года на ее основе был создан генератор незатухающих колебаний.

Создание электронных ламп дало толчок бурному развитию в 1910-1920-х гг. радиосвязи и радиовещания, а появление в 1930-х гг. передающих (иконоскопов) и приемных (кинескопов) электронно-лучевых приборов обусловило возникновение электронного телевидения.

В результате сформировалась технология приборов вакуумной электроники, появились заводы по производству таких приборов, положившие начало развитию электронной промышленности. До 1960-х гг. вакуумная электроника представляла практически всю электронику.

А.Ф. Иоффе сделал ряд классических работ в области физики твердого тела, особенно в области полупроводников, исследовать которые он начал первым в мире. А ведь в начале 1930-х годов они считались бесперспективными. Он организовал лабораторию полупроводников, которая затем превратилась в научно-исследовательский институт и целое направление в науке (рис. 3.49).

Первым полупроводниковым материалом в электронике стал селен. В 1873 году американский физик У. Смит открыл эффект изменения сопротивления селенового столбика под действием света. На этой основе был создан первый полупроводниковый прибор - фоторезистор. В 1874 году немецкий физик К.Ф. Браун открыл одностороннюю проводимость контакта металла - полупроводника. Это привело в 1900-1905 гг. к использованию полупроводников в кристаллических детекторах для демодуляции радиотелефонных сигналов.

Одним из первых начал экспериментировать с кристаллическими детекторами-генераторами О.В. Лосев (1903-1942). Олег Владимирович Лосев обессмертил свое имя двумя открытиями: он первым в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы; он открыл электролюминесценцию полупроводников, т.е. испускание ими света при протекании электрического тока. В 1923 году он получил патент на детекторный приемник - гетеродин (кристадин). Еще при ранних исследованиях детекторов в 1923 году он заметил, что при пропускании тока некоторые из них испускают свет. Особенно ярко светились карборундовые детекторы. В Ленинграде Лосев (рис. 3.50) и занялся изучением и объяснением этой электролюминесценции, в значительной степени в содружестве и при поддержке Физико-технического института, возглавляемого академиком А.Ф. Иоффе.

Наследник А.Ф. Иоффе по Физико-техническому институту (Физтеху) и его сегодняшний директор Ж.И. Алферов (рис. 3.51) в 2000 году получил Нобелевскую премию за работы в области полупроводниковых гетероструктур и созданию современной полупроводниковой оптоэлектроники и полупроводниковой лазерной техники. На их основе работают лазерные проигрыватели и многие другие современные электронные приборы.

Толчком к развитию полупроводниковой электроники явилось изобретение в 1948 году американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж. Бардиным транзистора - полупроводникового прибора для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненного на основе монокристаллического полупроводника. Транзистор (от англ. transfer - переносить и resistor - сопротивление) - трехполюсный полупроводниковый электронный прибор, изменяющий свое сопротивление при приложении напряжения на управляющий электрод, что позволяет управлять мощной цепью при помощи слабого сигнала. Благодаря этому свойству транзистор применяется для усиления, коммутации и преобразования электрических сигналов. Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, свершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.

В 1951 году в Силиконовой долине, к югу от Сан-Франциско (Silicon Valley, от silicon - английского названия кремния, основного элемента, применяющегося при производстве полупроводников) был создан крупный научно-промышленный центр. Занимает полосу в 56 км в длину и 16 км в ширину, протянувшуюся с северо-запада на юго-восток, и включает города Сан-Хосе, Пало-Альто, Санта-Клара, Лос-Альтос, Санни-Уэлли. В Силиконовой долине самая высокая в мире концентрация предприятий электронной промышленности.

В Силиконовой долине действуют свыше 3 тысяч фирм. Сотни из них выпускают компьютеры, около тысячи специализируются на программном обеспечении. Здесь работают около 40% американских инженеров, занятых в сфере информационных технологий. Здесь же расположен Стэнфордский университет. Технологии и продукция Силиконовой долины в необычайно короткий срок изменили мир, насытив его современными микропроцессорами, компьютерами, цифровыми фото- и видеокамерами, сотовыми телефонами и др.

Подробный рассказ об элементах и устройствах полупроводниковой техники - в главе "История компьютера".

Почти весь XX век прошел с электронно-лучевыми передающими (иконоскопами) и приемными (кинескопами) приборами. Кинескопы нашли массовое применение в телевизорах и мониторах персональных компьютеров. Но представить себе портативную видеокамеру с иконоскопом невозможно, так же как кинескоп - в качестве индикатора в портативных часах или сотовом телефоне. Электронно-лучевые приборы непригодны для этих целей ни по габаритам, ни по физическим характеристикам. Все-таки это высоковольтные приборы.

В 1969 году исследователи из Bell Laboratories - Уиллард Бойл (Willard Boyle) и Джордж Смит (George Smith) сформулировали идею прибора с зарядовой связью (ПЗС) для регистрации изображений. В 1973 году компания Fairchild начала промышленный выпуск ПЗС-матриц. Они были черно-белыми и имели разрешение всего 100х100 пикселей.

Прибор с зарядовой связью (ПЗС), или Charge Coupled Device (CCD), представляет собой микросхему, состоящую из соединенных между собой полупроводниковых конденсаторов. Каждый из конденсаторов держит определенный заряд. С помощью управляющей электрической схемы эти заряды определенным, синхронизированным во времени образом последовательно, по цепочке сдвигаются с одного конденсатора на другой, соседний. ПЗС-матрица является миниатюрным полупроводниковым прибором, служащим для преобразования оптического изображения в аналоговый электрический сигнал. В результате получается аналоговый электрический сигнал, соответствующий отснятому изображению. Пройдя через аналогово-цифровой конвертор (Analogue-Digital Converter, ADC) информация преобразуется в цифровую форму, после чего ее можно сжимать, сохранять и обрабатывать разными способами.

Чтобы получить полноцветное изображение, возможны два пути. Один из них - при помощи призм и фильтров разбить поступающий через объектив свет на цветовые составляющие, а затем отправить красную, зеленую и синюю составляющие на отдельные матрицы CCD.

Второй путь - использовать один CCD, но поместить перед ним мельчайший фильтр с отдельной цветовой ячейкой для каждого пикселя. В результате получается CCD с набором вертикальных красных, зеленых и синих полос. Пиксели группируются в тройки: каждый из них передает свое собственное значение яркости, а цветовая составляющая вычисляется как среднее из трех значений.

Приборы с зарядовой связью стали основой для современной любительской видеосъемки и цифровой фотографии.

Изобретатели матрицы ПЗС (CCD):

Жидкие кристаллы - вещества, способные изменять ориентацию молекул под воздействием электрических полей, - открыл в 1888 г. австрийский ботаник Ф. Рейнитцер. Вместе с немецким кристаллографом Ф. Леманом они описали необычные свойства жидких кристаллов. Это произошло задолго до изобретения кинескопа. Однако, как иногда случается, ученые не обратили особого внимания на необычные свойства этих жидкостей. Впервые советские ученые В.К. Федерикс и В.Н. Цветков в 1930-х годах исследовали их необычные электрические и оптические характеристики.

В 1930-м году исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение. Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон и Вильямс из корпорации RCA (Radio Corporation of America). Первый из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, а второй изучал воздействие электрического поля на жидкие кристаллы. В 1966 году корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD (Liquid Crystal Display) - цифровые часы. Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числе технологических лидеров. Первый в мире калькулятор был произведен в 1964 г. именно этой корпорацией. В октябре 1975 года уже по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 1970-х начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. Так, в 1976 году Sharp выпустила черно-белый телевизор с экраном диагональю 5,5 дюйма, выполненным на базе LCD-матрицы, с разрешением 160х120 пикселей.

Работа ЖКД (LCD) основана на явлении поляризации светового потока. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полям и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами. Действие жидкокристаллического LCD-монитора (или любого индикатора, например часов или калькуляторов) основано на использовании вещества, находящегося в жидком состоянии, но при этом обладающего некоторыми свойствами кристаллических тел. Молекулы таких жидких кристаллов под действием электрического поля способны изменять свою ориентацию и свойства проходящего сквозь них светового луча. Пользуясь этим свойством, в жидкокристаллических индикаторах, изменяя электрическое напряжение и ориентацию молекул, создают изображение.

LCD-монитор имеет несколько слоев, содержащих между собой тонкие слои жидких кристаллов. Панель монитора подсвечивается источником света. В зависимости от его расположения панели работают или на отражение, или на прохождение света. В цветных мониторах цвет получается с помощью трех фильтров.

В компьютерных LCD-мониторах используются так называемые нематические или супернематические жидкие кристаллы. Нематические элементы способны поворачивать плоскость поляризации на угол до 90 градусов, а супернематические - до 270 градусов. Супернематические кристаллы обладают высоким быстродействием и контрастностью. Они применяются для пассивных индикаторов. Нематические кристаллы используются в высококачественных цветных мониторах.

В пассивных индикаторах элементы располагаются на пересечениях сетки проводников, к которым подводится электрическое поле путем переключения транзисторов, подключенных к этим проводникам. Такие элементы имеют эффект последействия, поэтому движущиеся предметы на них расплываются.

В активных жидкокристаллических TFT-экранах (Thin Film Transistor - тонкопленочный транзистор) каждый элемент снабжается транзистором. Эти транзисторы управляют приложенным напряжением и быстрее переключаются.

В цветных жидкокристаллических экранах элементы группируют по три (в вертикальный ряд). Каждые такие три элемента образуют пиксель. Каждый элемент имеет светофильтр. Транзисторы управляют количеством проходящего света, образуя нужную смесь цветов.

Недостатком пассивных мониторов является возможность смотреть на них только во фронтальной позиции, а экран с активной матрицей имеет угол обзора 120-160 градусов и обладает хорошей яркостью и контрастностью изображения. Первые LCD-мониторы выпускались только для портативных ПК с диагональю экрана 8 дюймов. Сегодня LCD-мониторы для портативных ПК имеют по диагонали 15 дюймов, а для настольных - 19 и более дюймов (рис. 3.52).

Экран такого LCD-монитора (или телевизора) представляет собой матрицу ЖК-элементов. В пассивной матрице ЖК-элементов выбранная точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующие прозрачные адресные проводники-электроды строки и столбца.

В этом случае невозможно достичь высокого контраста изображения, так как электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема вполне разрешима при использовании так называемой активной матрицы ЖК-элементов, когда каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель. LCD-мониторы, в отличие от СRT-мониторов, являются полностью цифровыми приборами. Однако приходится обеспечивать их совместимость с аналоговыми СRT-мониторами. Для этого цифровой сигнал от системного блока компьютера сначала преобразуется в видеокарте в аналоговый сигнал, а затем снова в цифровой - уже в самом LCD-мониторе. Для преодоления этого неестественного положения уже созданы первые цифровые видеокарты.

Несомненным преимуществом LCD-мониторов по сравнению с CRT-мониторами является почти полное отсутствие вредного излучения, которому подвергается человек, работающий перед экраном электронно-лучевой трубки, а недостатком - пока еще весьма высокая цена, которая, однако, довольно быстро снижается по мере увеличения выпуска LCD-мониторов.

Стандарты безопасности, которым эти мониторы должны отвечать, - TCO или MPRII, разработанные в Швеции.

К преимуществам экранов TFT относятся отличная фокусировка, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран. В этих дисплеях не используется электронный луч, рисующий слева направо каждую строку на экране. Когда в ЭЛТ этот луч переводится из правого нижнего в левый верхний угол, изображение на мгновение гаснет (обратный ход луча). Напротив, пиксели дисплея TFT никогда не гаснут, они просто непрерывно меняют интенсивность своего свечения.

Экран, который не мерцает, гораздо меньше утомляет глаза.

Несомненным преимуществом жидкокристаллического экрана является маленькая толщина экрана, составляющая всего около 20 мм, по сравнению с толщиной ЭЛТ-экрана монитора персонального компьютера или телевизора, составляющей 200 и более мм. Особенно важна малая толщина жидкокристаллического экрана в миниатюрных электронных приборах, таких как сотовый телефон, карманный компьютер и др.

Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в электронных часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Прежде всего они были задействованы в ноутбуках, а затем и в настольных персональных компьютерах. А сегодня они нашли массовое применение в дисплеях карманных компьютеров, сотовых телефонов, электронных записных книжек, коммуникаторов, цифровых фото- и видеокамер, дисплеях всей бытовой электроники.

Плазменные панели появились в 1999 году. Они используются только в качестве мониторов телевизоров.

Работа плазменного (PDP - Plasma Display Panels) монитора похожа на работу неоновой лампы. Он выполнен в виде плоской стеклянной трубки, заполненной инертным газом под низким давлением. Внутри трубки помещены два электрода. При подаче напряжения между ними зажигается электрический (так называемый тлеющий) разряд и возникает свечение. В плазменных экранах пространство между двумя стеклянными поверхностями заполняется, как и в неоновой лампе, инертным газом - аргоном или неоном. На стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение: образуется целое поле миниатюрных точечных неоновых лампочек. Под действием напряжения в газовой области, прилегающей к электроду, возникает электрический разряд. Плазма этого разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне спектра, а он, в свою очередь, вызывает свечение частиц люминофора в видимой человеком части спектра. То есть каждый пиксель на экране работает подобно лампе дневного света.

Преимуществами плазменных экранов являются высокая яркость, контрастность и очень большой угол обзора - до 180 градусов. У них отсутствует дрожание картинки, так как она выводится не по строчкам, а прямо в цифровом виде. Размер плазменных экранов достигает 100 см при толщине всего 8,5-9 см, то есть его, как картину, можно поставить на стол или повесить на стену. Плазменные экраны (телевизоры), так же как и жидкокристаллические, являются полностью цифровыми приборами.