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Storia della Radio






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Complesso radiotelefonico trasmittente ad arco tipo Poulsen

Il complesso radiotelefonico trasmittente ad arco Poulsen utilizza per la modulazione il microfono ad acqua di Quirino Majorana *.


THE POULSEN ARC TRASMITTER

Intorno al 1913 l'Ingegnere elettrotecnico Poulsen, Danese di nascita brevettò negli U.S.A. un trasmettitore telegrafico ad "Arco Voltaico".Questo tipo di trasmettitore (a differenza del trasmettitore a scintilla) funzionava sempre con l'arco voltaico innescato (acceso). Gli elettrodi tra cui scoccava l'arco voltaico erano di carbone, e di sezione crescente con l'aumentare della potenza del trasmettitore, la tensione che alimentava i due elettrodi di carbone era di circa 600 volt c.c. Un circuito oscillante, induttanza e capacità in parallelo, collegavano l'arco voltaico con l'antenna trasmittente. Nei trasmettitori a scintilla la manipolazione telegrafica avveniva facendo scoccare o interrompendola la scintilla fra due punte di uno spinterometro. Nel Poulsen Arc trasmitter (per varie ragioni non poteva essere manipolata l'accensione dell'arco voltaico) e l'arco voltaico rimaneva sempre acceso. Per far ascoltare al corrispondente la manipolazione telegrafica fu usato questo sistema (ritenuto per l'epoca ingegnoso) sul tasto telegrafico i contatti di apertura e chiusura comandavano un rele' che quando il tasto era abbassato (trasmissione) questo rele' si eccitava e cortocircuitava parte dell'induttanza del circuito oscillante inviando in aria un segnale a Radiofrequenza per tutto il tempo che il tasto rimaneva abbassato però con frequenza differenziata rispetto a quando il tasto veniva alzato (ricezione) si verificava che questo trasmettitore irradiava su di una frequenza "X" quando il tasto era abbassato e nello stesso tempo irradiava radiofrequenza su una frequenza "Y" quando il tasto era alzato.

Ci si accorse che questa portante a radiofrequenza irradiata a tasto alzato portava interferenze ai ricevitori radio dislocati in un centro ricetrasmittente vicino e l'inconveniente fu risolto così: Furono aggiunti due contatti supplementari al tasto telegrafico che chiudevano il circuito di un rele' quando il tasto telegrafico era alzato. Il rele' tramite i suoi contatti, una volta che si eccitava, dirottava la radiofrequenza che doveva irradiare l'antenna su di un carico fittizio.

Poulsen nel 1914 assieme a due suoi collaboratori fondò la Wireless telegraph & telephone Poulsen Arc Trasmitter con sede in S.Francisco (California) osteggiata moltissimo dalla compagnia dei telegrafi via filo. La prima stazione radiotelegrafica della societa' Poulsen fu installata sulla costa del pacifico. Con l'intervento degli USA in Europa durante la prima Guerra mondiale fu trasportata via mare una trasmittente ad arco voltaico della potenza di 1000 KW la quale fu installata sulle coste della Normandia per collegare telegraficamente gli USA dall'Europa durante le operazioni belliche. Questa stazione trasmittente collegò con oltre 600 messaggi la nave che trasportava in Europa il Presidente USA Wilson alla conferenza di Pace tenutasi a Parigi alla fine della prima Guerra Mondiale.

 

Si ringrazia il Sig. Ruggero Billeri IK8JZK che ha concesso l’utilizzo del testo tratto dal suo sito web.

 

Per poter trasmettere non solo testi, con il codice Morse, ma anche la parola, provarono a modulare l’arco voltaico del trasmettitore Puolsen con un

MICROFONO AD ACQUA

*Il microfono ad acqua o microfono idraulico del tipo a variazione di resistenza, realizzato dal professore Quirino Majorana, non ebbe una grande diffusione nel campo della telefonia a causa della sua fragilità, anche se fu sperimentato con esito soddisfacente fra Roma e Londra (circa 2000 km).

Il prof. Majorana era già noto per aver ideato, nel 1903, un generatore a frequenza elevata, per mezzo di spinterometri soffiati con il quale riuscì a ottenere fino a 10000 Hz.

Nel 1909, Majorana propose il microfono idraulico come risoluzione definitiva (!) del problema della modulazione. La sua invenzione si basa su di un noto fenomeno idraulico.

Se si osserva un piccolo getto di liquido che cade perpendicolarmente da un vaso attraverso un forellino, si nota che per il primo tratto il liquido è filiforme, unito, cilindrico, ma poi, a un certo punto, incomincia ad avere delle contrazioni, a rompersi e a trasformarsi in una serie rapida di piccole gocce.

Provando a percuotere, a battere ripetutamente con dei colpetti di dito, il recipiente, si vedrà la vena del liquido contrarsi e la parte filiforme allungarsi o raccorciarsi. Lo stesso fenomeno avviene se sopra il recipiente, che deve essere piccolo, leggero, tubolare e a pareti sottili, si parla, si suona, si canta, o comunque, lo si sottopone agli effetti e alla percussione di onde sonore; la vibrazione acustica agisce sulla vena liquida nel senso di variare la fluidità e la consistenza.  

Il microfono di Majorana si basa su questi principi: un tubo recipiente “t” (fig.1) è, a un lato,interrotto da un’apertura nella quale è disposta una membrana vibrante “m”, molto sottile ed elastica, messa in contatto diretto con la lamina vibrante di un ordinario telefono, cosicché tutte le oscillazioni della lamina (prodotte dalla parola) vengono fedelmente e sincronicamente ripetute dalla membrana. Questa le comunica al liquido (acqua acidulata) contenuto nel vaso e la massa liquido-elastica le trasmette pertanto fedelmente al sottostante getto. Il getto varia continuamente la sua pressione e assume delle strozzature o dei rigonfiamenti in perfetta uniformità con il moto trasmesso ad esso dalle parole pronunciate nel padiglione del telefono.

A pochi decimetri dal recipiente si trovano due elettrodi metallici “a” e “b” affacciati a breve distanza uno dall’altro, in modo che il getto liquido passi appena nello spazio interposto. Il getto stabilisce tra i due elettrodi metallici un contatto che si perfeziona e aumenta di resistenza ritmicamente, a seconda che si trovi a transitare un rigonfiamento o una strozzatura della vena liquida. Il contatto risulta quindi in perfetta sincronia elettrica con le vibrazioni della membrana e della lamina del microfono ed è reso più o meno resistivo dal regime acustico della parola parlata.

 

Vediamo ora (fig.2) il complesso del dispositivo

I due elettrodi metallici, costituenti il cosiddetto collettore, sono collegati col primario di un rocchetto di Rhumkorff “R”, attraverso una batteria di accumulatori “A”.

Il secondario “S” , attraverso un condensatore “C” , è collegato a un trasformatore elevatore RF di cui gli estremi del secondario vanno uno all’antenna e l’altro alla terra.

Quando il microfono viene eccitato dalla parola, il collettore apre e chiude più debolmente o più intensamente il circuito degli accumulatori sul primario del rocchetto, il quale sarà percorso da correnti più o meno forti, a seconda del funzionamento del collettore e del microfono. Perciò correnti più o meno forti si propagano sul secondario “S” e onde elettromagnetiche più o meno intense verranno irradiate nello spazio dall’antenna.

Nel 1912, il prof. Vanni modificò, perfezionandolo, il microfono Majorana, facendo cadere la vena liquida su una lastra di platino, inclinata: il getto e la lastra facevano parte del circuito aereo-terra percorso dalla corrente oscillante ad alta frequenza. Venendo a parlare in vicinanza della vena liquida, essa si mostra sensibile alle vibrazioni acustiche della voce, la resistenza elettrica del getto si modifica e l’intensità della corrente varia periodicamente col variare delle vibrazioni della parola parlata.

Il microfono Majorana è adatto a sopportare forti intensità di corrente poiché l’unico effetto è il riscaldamento del liquido che però si rinnova continuamente. Un microfono di questo genere può tollerare correnti di una decina di Amper, con una differenza di potenziale di 50 V nel circuito primario,fornendo al secondario intensità di un centinaio di mA, una corrente circa dieci volte maggiore di quella che, all’epoca, si otteneva con un microfono tradizionale.

Umberto Bianchi - Rai Senior, Socio AIRE

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