Морзенің электромагниттік (жазатын) телеграфына 169 жыл. Дискреттік сигнал. Реле электр сигналдың күшейткіші ретінде

Электромагнитті телеграф кілті

1862 жылы Қазақстан аумағында алғашқы телеграфтық қызмет пайда болды. Верный –Пишпек қалаларының арасында алыс қашықтыққа байланыс жүргізуге арналған телеграф желісінің қолданысқа беруіне байланысты пошталық –телеграф қызметі Верныйда (Алматы) құрылды.
1912 жылға Семей, Ташкент қалаларының араларында телеграфтық байланыс орнатылды.
1920 жылы Қазақстан аумағында 42 телеграфтық кәсіпорындар жұмыс істеген. Телеграф желілерінің ұзындығы 7000 километр жетті. Морзе телеграф аппараттары қолданылды.
1939 жылы қазан айында фототелеграфтық байланыс Алматы –Москава араларында орнатылды. Фототелеграф бойынша берілген алғашқы сурет Абай Құнанбаевтің портреті болды.
1959 жылы Ұлы Отан соғысынан кейін Алматы –Москава арасындағы фототелеграфтық байланыс жаңғыртылды. Одан кейін Алматы қаласымен Жамбыл, Қарағанда, Павлодар, Өскемен, Шымкент қаларының арасында фототелеграф байланысы орнатылды.
1970 жылы телеграф кәсіпорындарының саны 1102 жетті. Соның 323 арасында тікелей байланыс болды. Жалпы телеграф каналдарының ұзынды 1,3 миллион километрге жетті.
1980 жылдың басында Қазақстан аумағының кез –келген елді мекеніне телеграмма жіберуге қол жеткізілді.
1990 жылдардың басынан қазіргі кез. Компьютерлік желілер дәуірі.

Байқасақ интернет желілері бостан –бос жерде пайда болған жоқ. Компьютерді ақпарат алмасқанда өңдеуші құрал ретінде қолдану тек уақыттың есесінде еді. Ең күрделі деген техникалық шешімді талдай келсек түбінде санаулы немесе ондаған, мүмкін жүздеген қарапайым шешімдерден тұратына көз жеткіземіз.

Электромагнитті жазатын телеграф. Дискреттік сигнал

Алғаш электр сымдарының бойымен сигнал (ақпарат) жүргенде оны аналогты немесе дискретті деп ажыратпаған көрінеді. Дискретті сигналды алудың ең қарапайым жолы: электр тізбегінде электр тоғын жүргізу немесе тоқтату (кілтті қосу және ажырату арқылы).
Тізбектегі электр тоғын барын немесе жоғын тіркеу арқылы дискретті сигналдарды жинастырып одан ақпарат аламыз.
Дискретті, яғни үзік-үзік болған электр сигналды тіркейтін құрылғының құрылысы. Оны жай ғана «тіркегіш» деп атайық. Тіркегіш бір –бірінен дербес жұмыс істейтін екі құрылғыдан тұрады:
1) Қағаз лентасының үстелдің бетінде бір қалыпты жылдамдықпен жылжуын қамтамасыз ететін құрылғы. Сипаты:
Қағаз лентасы екі барабанға оратылған. Барабан ортасы қағаз лентасымен байланысады. Қағаз жылжу үшін барабанның біреуін өз осі бойынша айналдырады. Осылайша қағаз лентасының қозғалады. Барабанды сағат механизімімен айналысқа келтіріледі.
2) Электромагниттің көмегімен басқарылатын қарындаш. Яғни қарындаш үстел бетіне қатысты екі тұрақты жағдайда бола алады: 1) ұшы үстел бетіне тиеді 2) ұшы үстел бетінен бірнеше милиметр жоғарырақ көтеріліп тұрады. Құрылғының сипаты:
Металдан жасалған күйенте білікте тербеле алатындай орнатылған. Күйенте горизонталь тұр. Қарапайым таразыға ұқсас. Бір басы көтерілсе екінші басы төмен түседі. Бір басында қарындаш бекітілген. Қарындаштың ұшы үстел бетіне сәл ғана жетпейді.
Қарындаш салмағымен күйенте басын өз жағына жығар еді. Бірақ жыға алмайды. Өйткені екінші басына бекілген серіппе бар. Серіппе қарындаш салмағына созылмайды. Дәл сол тұста, күйенте басының үстіңгі жағында, электромагнит орналасқан.
Электромагниттің сым орамдарымен электр тоғы жүргенде оның ортасындағы металл өзек магнитке айналады. Күйенте басы соған қарай жоғары тартылады. Қарындаш төмен түседі. Электромагнит іске қосылмаған кезде (сым орамдарында электр тоғы жүрмегенде) күйенте бастапқы қалыпқа келеді.

Тіркегіш құрылғысына енетін екі құрал бір –бірімен келесідей әрекеттесе жұмыс істейді: қағаз лентасы үстел бетімен сырғып қозғалып отырғанда үстіне қарындаш ұшы тиеді немесе тимейді.
Яғни қозғалыстағы лентаға қарындаш ұшы тигенде онда сызықтар қалтырады. Қағаз бетіне түскен сызықтың ұзындығына қарап дискретті сигналды бір-бірінен ажыратуға болады. Ақпаратты телеграф көмегімен беру үшін Морзе алфавиті кеңінен қолданылды. Онда қысқа сигнал нүктемен (қысқа сызық), ұзын сигнал тиремен белгіленді.
Телеграфшы жолдауға арналған тексті Морзе алфавитімен кодтайтын. Сосын телеграф апаратының кілтін ажыратып –қосу арқылы дискретті сигналдарды беретін. Телеграф желісінің екінші жағында қағаз лента бетіне берілген сигналдар тіркелетін. Тіркелген сигналдарды телеграфшы қайтадан Морзе алфавитін қолданып тексте аударатын.
Осылайша электр тоғын үзік-үзік беру арқылы ақпаратты сым бойымен беріп оны қағазға тіркеудің әдісі ашылды. Алайда электр сымдарының өзіндік кедергісі бар екенін ескерсек электр аккумуляторымен қоректенетін құрылғылар ақпаратты тек жүздеген метрге ғана жеткізе алды. Яғни аккумулятор батареясы және кілт телеграфтың желісінің бір жағында, екінші жағында тіркеу құрылғысы. Екі жақты қос сым қосып тұр. Оның ұзынды жүздеген метр.

Реле

Реле электр сигналының күшейткіші ретінде

Қалайша телеграф сымдарын оншақты километрге тартып оның бойымен электр сигналды жоғалтпай жеткізді? Бұл мәселе телеграф желілерінің әр жерінен бастапқы сигналды қайталайтын құрылғыларды кірістірумен шешілді. Қайталағыш. Ондай құрылғының өзінің жеке электр тоғының көзі болады. Әрі қарай жаңа электр тоғының күшімен электр сигналдарын жіберу үшін қарапайым, бірақ тиімді құрал –реле қолданды. Реле құрылысы қарапайым. Реле электромагниттен және кілттен тұрады. Кілтің сипаттамасы: кілттің екі клемі бір-бірімен қосылғанда контакт пайда болады. Бірінші клем ретінде электромагниттің өзегі болады. Екінші клем ретінде темір пластина қолданылады. Пластина серіппелі. Пластина мен катушка өзегінің арасы бір-екі милиметр.
Кілт екі жағдайда болады. Ашық немесе жабық (контактінің клемдері түйіскен немесе түйіспеген). Реленің электромагнитінің орамдарына күшейтуді қажет ететін электр сигналдары беріледі. Катушка өзегі келіп түскен электр сигналдарына пара –пар біресе магнит болды немесе магниттік қасиетін жоғалтты. Дәл солай реленің кілті ашылып немесе жабылды. Сол кезде кернеулігі, күші жоғары электр тізбегіндегі электр тоғының жүрісі толық катушкаға түскен электр сигналдар бойынша өзгерді. Яғни толық қайталанады. Осылайша күшейтілген электр сигналдары сым бойымен әрі қарай жіберілетін. Егер оның әлі жоғала бастаса қайталағыш құрылғысымен электр сигналы күшейтіледі. Ондаған километр телеграф желілерінде ондаған рет сигналдары күшейту арқылы ақпаратты бір басынан екінші басына жеткізуге болатын.
1844 жылы Самуэль Морзе АҚШ-тың екі қаласы Вашингтон және Балтимор арасында телеграфтық байланысты орнатты. Телеграф желісінің ұзындығы 40 километрдей. Морзе телеграфы өз замандағы телеграфтардан айырмашылығы:
— келіп түскен ақпаратты автоматты түрде жаза алатынында (тіркеу арқылы).
— Морзенің ойлап тапқан кодтау кестесінің қолдануының қарапайымдылығында.
Осы ерекшеліктер Морзе телеграфының кең таралуына себепші болды. Морзенің телеграфымен бастапқы модельдерінде минутына 10-15 сөз жіберуге қол жеткізді. Кейінгі жетілген телеграфтарда бұл көрсеткіштер он есе, жүз есеге артты.

Қазіргі интернет желілерінің жылдамдығы Мбит/сек (оқылады Мегабит секунд) өлшенеді. Интернет провайдерлердің жарнамаларында 1-10 Мегабит/сек жылдамдықты желіде ақпарат тасымалданады деп көрсетеді. Телеграф желілерінде қандай жылдамдықпен ақпарат тасымалданатынын көрейік:
1844 жыл. Морзе телеграфы минутына 10-15 сөз беруге болатын, мөлшермен 2 бит/сек=0,00002 Мбит/сек;
1870 жыл.Эмиль Бодо телеграфын жасады және Бодо кодтау кестесін қолданды. 190 сөз 16 бит/сек=2 байт/сек=0,0002 Мбит/сек.
1980-ші жылдары микропроцессорлық техника қолдану арқасында телеграф желілері бойынша ақпарат жылдамдығы 2,4 Кбит/сек=0,024 Мбит/сек жетті.

Келесідей ұғымдарды қарастырдық:
— Келіп түскен сигналдарды тіркеу. Тіркегіш;
— Дискретті сигнал табиғаты;
— Электр сигналдарын күшейту. Қайталағыш;
— Электр сигналдарымен кодтау.

Самуэль Морзенің электромагниттік телеграф аппаратын сипаттағанда техникалық дәлдік сақталған жоқ.

Дерек көзі:
www.telegraph.kz/main/history.html
ru.wikipedia.org/wiki/Морзе,_Сэмюэл