Телеграфные ключи - два века истории

Телеграфные ключи - два века истории

Немного предыстории.

После опрометчивого обещания на одном из радиолюбительских форумов развенчать опрометчивое самомнение о абсолютности знаний всего и вся, и в частности ответить на самоуверенное утверждение о несуществовании телеграфных ключей более сложных чем общеизвестные нажал-отпустил пришлось браться за выполнение обещанного обзора.

Настал вечер. Поднял набранные материалы и....

И схватился за голову.

Вот что значит дилетантизм и как результат незнание реального положения дел и неумение оценить объём информации и работы. Да тут не вечер надо. люди годами собирают коллекции ТОЛЬКО телеграфных ключей. Это хобби – коллекционированию телеграфных аппаратов и всего вокруг них, собрало целые сообщества, ему посвящены сайты и форумы ничуть не уступающие обществам коллекционеров нашего направления - увлечению ламповым радио. Например есть сайт коллекционеров только трансатлантического телеграфного оборудования - http://atlantic-cable.com , и множество разных музеев, сайтов, форумов посвящённых только телеграфии.

Но выполнять обещанное надо. Надо лишь осторожно рассчитывать силы и для начала ограничусь только маленькой областью ставшей стартовым выстрелом для этой темы. А именно воинствующий дилетантизм личностей позиционирующих себя всезнайками во всех областях и встретивших в штыки фразу в сообщение на прошедшей конференции о телеграфном ключе с тремя элементами управления (для упрощения можно назвать телеграфным ключом с тремя головками). Обоснование как и положено было соответствующим для невежд - "я такого не знаю, значит такого не может быть"

И хотя лично я более чем далёк от этой безусловно интереснейшей областью связанной и поныне с телеграфией - любительской радиосвязью, но мне стало интересно. И поскольку человек незнающий что-то отличается от невежды тем, что он пытается узнать то что ещё не знает, было сделано то что делает каждый нормальный человек - ищет информацию и восполняет то что ещё неизвестно.

Но информация, как я уже жаловался была не просто найдена, она на меня обвалилась.

Для начала предисловие.

Вся эта история заставила задуматься и по новому взглянуть на наше общее увлечение. А его суть в самом общем виде - интерес к историческим устройствам передачи информации на расстояние дальше чем можно просто крикнуть или махнуть рукой. И если точнее, то построенным на основе и с исползованием электричества. И оказывается, что радио то пока в юном возрасте для того чтобы называться антиквариатом в этой сфере. Оно то родилось всего ничего назад - более-менее признанной датой есть 1895 год, всего 118 лет назад. А ламповое, то чему в основном и посвящено наше хобби и того позже, реально менее 100 лет назад. А вот первый телеграф родился на 65 лет раньше, в России его создал Шиллинг в 1830 году. Уже и до двухсотлетия немного осталось. А уже в 1832 году была проложена первая телеграфная линия между Зимним дворцом и зданием министерства путей сообщения. И кстати, уже самый первый телеграфный ключ в этом аппарате был многоголовочный, точнее многоклавишный.

Но главным, эпохальным для связи, было конечно изобретение Морзе в 1838г. первого, как по нынешней терминологии можно назвать, адаптивного последовательного метода кодирования. А попросту азбуки Морзе. И телеграф стремительно вошёл в жизнь в корне изменив её, внеся в человеческое общество то что ныне называется информационными технологиями.

И до сих пор не выйдет.

Ну а теперь поближе, поконкретнее и попроще

Для начала о самом простом из ключей. Том самом одноголовочном

Тут как говорится сказать нечего - есть контакт/ нет контакта. Вот и всё.

Нажали-отпустили получилась точка. Нажали-нажали-нажали-отпустили получилось тире. Отпустили-нажали интервал между посылками. Три раза дольше подержали отпущенным - отделили букву. Семь раз - отделили слово.

От такой простой аппарат 1844 года выпуска. И его фото с сайта W1TP TELEGRAPH & SCIENTIFIC INSTRUMENT MUSEUMS

Телеграф быстро получил распространение, причём не только в знакомом и привычном нам виде стационарного устройства с печатью точек тире на телеграфную ленту, которую даже Ленин с Дзержинским читали с умным видом, но, в виду ещё не изобретённости телефона, они, особенно в Америке даже устанавливались в виде соответствующим более поздним телефонным будкам.

Телеграфная будка Америки.

Её аппаратура

В этих случаях приём производился не печатанием на ленту а на слух, на встроенный зуммер.

Но в Америке в то давнее время для звукового приёма телеграфных сигналов был принят не привычный нам зуммер, а так называемый "соундер (sounder)", представлявший собой простую клацалку типа реле, но вместо контактов просто железка якоря билась по железке основания реле.

Телеграфный соундер - старинное электромеханическое устройство, использовавшееся в качестве приёмника на электрических телеграфных линиях в 19 веке. Он был изобретен Альфредом Вейлом после 1850 года для замены предыдущего приемного устройства, громоздкого регистра Морзе и стал первым практическим применением электромагнита. Когда приходит телеграфное сообщение, оно издает слышимый «щелкающий» звук, обозначающий короткие и длинные нажатия клавиш – «точки» и «тире», – которые используются для обозначения текстовых символов в коде Морзе. Телеграфист переводил звуки в символы, обозначающие телеграфное сообщение.

Телеграфный соундер (из моей коллекции)
Телеграфный регистер.

Собственно это просто печаталка азбуки Морце на бумажной ленте в виде точек-тире.

В связи с этим и возникла потребность некоторого расширения функциональности телеграфного ключа, а именно одним из первых дополнений стало появление дополнительного переключателя приём-передача.

Именно этот тип ключа был одним из самых массовых телеграфных ключей применявшихся в американской армии в том числе и во время 2-й мировой войны

Кроме того я не случайно отметил, что назначение аналогичного на первый взляд выглядящего дополнения может быть и совершенно иным.

Например. Первые радиопередатчики были искровыми. И, естественно, чисто телеграфными. Ламп, усилителей мощности и прочих устройств ещё не изобрели. И зачастую телеграфный ключ напрямую управлял током в первичной обмотке катушки Румкорфа - сердца искровых передатчиков. Проиёмники тоже были в лучшем случае детекторные, но поначалу и вообще с когеррером. Так что для связи не на метры, а на километры мощность искры подымали до киловаттов и токи коммутируемые ключом были ого-го.

Первой возникшей проблемой стало обгорание контактов и даже залипание ключей из-за пригорания. И в ключах для искровых передатчиков рычаг выглядящий точно так же как и на ключе для телеграфной будки на самом деле выполнял не электрическую функцию а был предназначен для быстрой зачистки и восстановления контактов ключа. То есть работал как элементарный скребок.

Дальше стало хуже. Мощности и напряжения на ключе росли. И появился вот такой ключ, кстати стоявший на знаменитом Титанике.

Здесь дополнительный выключатель предназначен для аварийного отключения напряжения в случае сваривания контактов уже очень не слабым током. Более того, на нём можно видеть провлочное кольцо. Оно предназначалось для верёвки протянутой к потолку для быстрого отключения в случае необходимости спасения радиста попавшего под ключ.

Одна голова хорошо, а две совсем другое дело

В предыдущих ключах второй орган управления пока использовали только для вспомогательных целей. Формирование же самого телеграфного сигнала производилось только одним элементом управления, достаточно устоявшегося типа, и формы практически не претерпевшего существенных изменений за эти пару веков. Хотя способ передачи изобретённый Морзе был революционным, и позволил резко упростить систему, которая к примеру у Шиллинга состояла из семи!!! соединительных пар проводов, всего лишь до одной пары, а в пределе, при использовании земли, и до одиночного провода, но сам принцип кодирования был далёк от идеала, так как фактически использовал для передачи информации только одно состояние бита - единицу, наличие тока в цепи. Второе состояние бита определялось временным соотношением. Фактически замыкание контактов ключа, и включение тока выполняло роль только синхросигнала, сигнализируя о готовности бита. Состояние же конкретного бита определялось временем удержания состояния готовности. Причём не статически определённым, а статистически детерменированным от временных параметров ранее переданных битов. Весь алгоритм и процесс декодирования был заложен в единственно в это время имевшихся компьютерах - мозгу радистов.

Увы но этот алгоритм был неидеален из-за необходимости введения холостых пауз между отдельнами битами, буквами и словами, не несущих фактически информации и служащих только для синхронизации декодирования.

Эти недостатки кода Морзе впервые заявили о себе с прокладкой первых трансантлантических кабелей. Частотно-временные ограничения проявившие себя в первых непрерывных тысячекилометровых линиях связи оказались настолько существенными, что скорость связи вначале была ужасающе низкой. Единицы, от сили десяток символов в минуту получалось передавать через Атлантику. И это привело к поискам новых более совершенных способов кодирования. Им стала биполярная синфазная передача сигналов, когда биты 0/1 (точка/тире) стали передаваться переключением полярности напряжения в телеграфной паре. (Этот способ не только жив и поныне, но имеет самое широкое применение во всех сигнальных цепях нынешних устройств. От ЮСБ, до телевизионных и мониторных кабелей, системных шин, хардрайвов и всего прочего) Положение значительно улучшилось сразу по нескольким направлениям. Первое связано чисто с электрическими - переключение полярности ускоряло перезаряд ёмкости кабеля и передаваемое состояние сигнала устанавливалось на противоположном конце намного раньше чем при просто подаче/снятии напряжения. Тем более, что снятие напряжения - процесс всегда чисто пассивный, связанный с разрядом ёмкости на балластный резистор, который по определению не может быть слишком малым. А вот перевод полярности всегда осуществляется от источника тока, и его скорость можно увеличить снижая внутренне сопротивление источника. Второе то, что этот способ фактически способен передавать уже не одно состояние как ранее, а три. Плюс, минус и отсутствие напряжения. Отпала необходимость в наличие интервала между состояниями сигнала и вообще зависимость от времени.

Всё это вышесказанное показывает мягко говоря недалёкость категоричных до истеричности заявлений о невозможности телеграфного ключа с кнопкой "пауза". Эта твердолобость - свидетельство лишь того, что ничего другого кроме единственного самого элементарного способа телеграфирования изобретённого Морзе критикану незнакомо. В случае использования кабельного метода кодирования, сигналом "пауза" является отсутствие напряжения между линиями пары. И кнопка "Пауза" вполне себе возможна, и может быть реализована в виде контакта замыкающего оба провода между собой.

Ключи для передачи по кабелю приобрели уже другой вид. Они стали по настоящему двухголовыми. Обычно левая головка служила для передачи точки и подавала положительное напряжение в сигнальный провод, правая - тире, отрицательное напряжение. В этой версии ключа, что на фото третьей кнопки нет, пауза - замыкание линии, передаётся автоматически при обеих отжатых ключах.

И ещё разнообразные ключи для трансконтинетального и трансантлантического телеграфированият по методу двухполярного кодирования.

Ну и конечно ключ изображённый на обложке книги с которой пошёл сыр-бор

Метод передачи с использованием двухполярного сигнала был существенно лучше, и его применяли и для обычных телеграфных сетей. Но правда по упрощённой схеме. В паузах между точками-тире подавалось отрицательное напряжение для ускорения разряда линии. Что давало хороший результат на очень длинных линиях. Вот только ключи для него были куда сложнее, обычнох ключей Морзе. Что в совокупностью необходимости согласования и остального оборудования всё же не дало широко распространиться этому методу в обычных условиях.

Это пример английского ключа для для двухполярной передачи.

Шедевры точной механики позапрошлого века