Телеграфный ключ: История, конструкция и применение азбуки Морзе.

Введение

Электрический переключатель, используемый для передачи текстовых сообщений кодом Морзе.

Телеграфный ключ, или ключ Морзе – это специализированный электрический переключатель, используемый обученным оператором для передачи текстовых сообщений кодом Морзе в системе телеграфии. Ключи используются во всех формах электрических телеграфных систем, включая проводную телеграфию и радиотелеграфию (также называемую беспроводной телеграфией). Оператор использует телеграфный ключ для отправки электрических импульсов (или, в случае современных видов связи CW, немодулированных радиоволн) двух разных длительностей: коротких импульсов, называемых точками или дитами, и длинных импульсов, называемых тире или дахами. Эти импульсы кодируют буквы и другие символы, составляющие сообщение.

Типы

С момента своего первоначального появления конструкция телеграфного ключа претерпела такие изменения, что сейчас существует множество различных типов ключей.

Прямые ключи

Прямой ключ – это распространённый телеграфный ключ, который часто можно увидеть в фильмах. Это простая планка с ручкой сверху и электрическим контактом снизу. При нажатии на планку против пружинного усилия замыкается электрическая цепь. Традиционно американские телеграфные ключи имели плоские ручки и узкие (часто изогнутые) планки, в то время как британские телеграфные ключи – шарообразные ручки и толстые планки. Похоже, это чисто вопрос культуры и обучения, но пользователи каждого типа крайне привержены своим предпочтениям. Прямые ключи производятся в многочисленных вариантах уже более 150 лет и во многих странах. Они являются объектом страстного интереса коллекционеров ключей. Прямые ключи, используемые в проводной телеграфии, также имели короткозамыкающую планку, которая замыкала электрическую цепь, когда оператор не отправлял сообщения. Это обеспечивало завершение электрической цепи до следующей станции, чтобы её звуковой аппарат работал, как если бы оператор получал сообщение из соседнего города. Хотя иногда короткозамыкающая планка включалась в более поздние ключи из соображений традиции, она не нужна для радиотелеграфии, за исключением удобства при настройке передатчика. Прямой ключ прост и надёжен, но требующееся быстрое повторное нажатие для отправки последовательности точек (или "дитов", как их называют большинство операторов) имеет некоторые существенные недостатки. Скорость передачи варьируется от 5 слов (25 символов) в минуту у начинающих операторов до примерно 30 слов (150 символов) в минуту у опытных операторов. В первые годы телеграфии у ряда профессиональных телеграфистов развилось повторяющееся перенапряжение, известное как "стеклянная рука" или паралич телеграфиста. "Стеклянная рука" или "паралич телеграфиста" может быть уменьшен или устранён за счёт увеличения бокового люфта прямого ключа путём ослабления регулировочных винтов оси. Этих проблем можно избежать, используя правильную технику.

Альтернативные конструкции

В дополнение к стандартному телеграфному ключу с вертикальным ходом, телеграфисты экспериментировали с альтернативными конструкциями ключей с самого начала развития телеграфии. Многие из них перемещаются из стороны в сторону, а не вверх и вниз. Некоторые конструкции, такие как боковые ключи (или "бушвакеры") и полуавтоматические ключи, работают механически. Начиная с середины 20-го века были разработаны электронные устройства, называемые "ключевыми генераторами", которые управляются специальными ключами различных конструкций, обычно классифицируемыми как однолепестковые ключи (также называемые боковыми ключами) и двухлепестковые ключи ("иамбические" или "сжимные" ключи). Ключевой генератор может быть как отдельным устройством, подключаемым к передатчику вместо телеграфного ключа, так и схемой, встроенной в современные любительские радиостанции.

Боковые прокладки

Первым широко распространенным альтернативным ключом был боковой ключ, или сайдвайпер, иногда называемый ключом "кути" или "бушвакер". Этот ключ использует боковое движение с контактами слева и справа, а пружина рычага возвращает его в центральное положение; оператор может формировать "тит" или "тах", отклоняя рычаг в любом направлении. Серию "титов" можно передать, раскачивая рычаг из стороны в сторону. Этот первый новый тип ключа был введен, отчасти, для увеличения скорости передачи, но, что более важно, для снижения повторяющихся травм, поражающих телеграфистов, которые в то время называли "стеклянной рукой" или, в клинической практике, "телеграфным параличом". Боковое движение снижает нагрузку и задействует другие мышцы, чем движение вверх-вниз ("удары по латуни"). Почти все современные ключи используют ту или иную форму бокового движения. Чередующееся действие создает характерный ритм или "качание", которое заметно влияет на ритм передачи оператора, известный как его "кулак". Хотя оригинальный сайдвайпер сейчас редко встречается и используется, если левый и правый контакты электрически разделены, сайдвайпер превращается в современный ключ с одной лопастью (см. ниже); аналогично, современный ключ с одним рычагом становится сайдвайпером старого типа, когда его два контакта соединены вместе.

Полуавтоматический ключ

Популярным ключом с боковым управлением является полуавтоматический ключ, или "жучок", иногда называемый ключом Vibroplex, по имени компании, впервые начавшей их производство. Первые "жучки" были полностью механическими, основанными на простом часовом механизме и не требовали электронного кодера. Опытный оператор может достигать скорости передачи свыше 40 слов в минуту с помощью "жучка". Преимущество часового механизма заключается в уменьшении амплитуды движений руки телеграфиста, что обеспечивает более высокую скорость передачи, а также в создании равномерных по длительности точек (коротких импульсов) и поддержании постоянного ритма; стабильность времени и ритма критически важны для декодирования сигнала на другом конце телеграфной линии. Одна лопасть удерживается между костяшкой и большим пальцем правой руки. При нажатии на лопасть вправо (большим пальцем) она толкает горизонтальный маятник, который затем качается, замыкая контакт и посылая серию коротких импульсов (точек) со скоростью, определяемой длиной маятника. При нажатии на лопасть влево (костяшкой) устанавливается непрерывный контакт, подходящий для передачи тире; телеграфист по-прежнему отвечает за длительность тире.

Электронные ключи и ключики

Как и полуавтоматические ключи, телеграфист управляет электронным ключом, нажимая на клавишу с веслом и раскачивая его рычаг(и) из стороны в сторону. При нажатии на одну сторону (обычно левую) электроника ключа генерирует серию «дах»; при нажатии на другую сторону (обычно правую) – серию «дит». Ключисты работают с двумя типами ключей: одновесловыми и двувесловыми. Как и на полуавтоматических ключах, нажатие на весло с одной стороны производит «дит», а с другой – «дах». Одновесловые ключи также называют однорычажными ключами или сайдсвайперами, как и более старую конструкцию ключа, которую они сильно напоминают. Двувесловые ключи также называют «ямбическими» или «сжимными» ключами. Как и на старых полуавтоматических ключах, общепринятое назначение направления движения весел заключается в том, что нажатие на весло большим пальцем (для правши – нажатие на одно весло вправо, для двувеслового ключа – нажатие на левое весло вправо к центру) создает серию «дит»: часовой маятник на старых полуавтоматических ключах требовал дополнительного импульса, который обеспечивало более сильное нажатие большим пальцем. Нажатие на весло костяшкой пальца (следовательно, поворот одновеслового ключа влево или правого весла двувеслового ключа влево к центру) создает серию «дах». Леворукие телеграфисты иногда предпочитают менять полярность электрических контактов, чтобы их левосторонняя отработка была зеркальным отражением стандартной правосторонней. Одновесловые ключи по сути идентичны оригинальным сайдсвайперам, с отдельно подключенными левым и правым электрическими контактами. Двувесловые ключи имеют по одному рычагу для каждого из двух контактов, каждый из которых удерживается от общего центра пружиной; нажатие любого из весел к центру замыкает контакт, как при нажатии на рычаг одновеслового ключа в одну сторону. Для двувесловых ключей, подключенных к «ямбическому» ключу, одновременное нажатие обоих весел создает двойной контакт, который заставляет ключ передавать чередующиеся «дит» и «дах» (или «дах» и «дит», в зависимости от того, какой рычаг замкнул контакт первым). Большинство электронных ключей имеют функции памяти точек и тире, поэтому оператору не нужно соблюдать идеальные интервалы между «дит» и «дах» или наоборот. Благодаря памяти «дит» или «дах» действие оператора может опережать фактическую передачу примерно на один «дит». Электроника ключа регулирует время так, чтобы выход каждого символа был безупречным. Электронные ключи позволяют осуществлять передачу кода с очень высокой скоростью. Использование ключа в так называемом «ямбическом» режиме требует ключа с двумя веслами: одно весло генерирует «дит», а другое – «дах». При одновременном нажатии обоих весел («сжим») получается чередующаяся последовательность «дит-дах-дит-дах», которая начинается с «дит», если контакт первым замыкает сторона «дит», или с «дах», если контакт первым замыкает сторона «дах». Дополнительным преимуществом электронных ключей перед полуавтоматическими является то, что скорость кода легко изменяется с помощью электронных ключей, просто поворачивая ручку. На полуавтоматическом ключе необходимо переустановить положение маятника, натяжение пружины маятника и контакт, чтобы изменить скорость «дит».

Like semi automatic keys, the telegrapher operates an electronic keyer by tapping a paddle key, swinging its lever(s) from side to side. When pressed to one side (usually left), the keyer electronics generate a series of dahs; when pressed to the other side (usually right), a series of dits. Keyers work with two different types of keys: Single paddle and double paddle keys. Like semi automatic keys, pressing the paddle on one side produces a dit and the other a dah. Single paddle keys are also called single lever keys or sideswipers, the same name as the older side to side key design they greatly resemble. Double paddle keys are also called "iambic" keys
or "squeeze" keys. Also like the old semi automatic keys, the conventional assignment of the paddle directions is that pressing a paddle with the thumb (for a right handed telegrapher, pressing the single paddle rightward, or for a double paddle key, pressing the left paddle rightwards to the center) creates a series of dits: The clockwork pendulum on old semi automatic keys needed the extra kick that the stronger thumb press provided. Pressing a paddle with the knuckle (hence swinging a single paddle leftward, or the right paddle on a double paddle key leftward to the center) creates a series of dahs. Left handed telegraphers sometimes elect to reverse the electrical contacts, so their left handed keying is a mirror image of standard right handed keying. Single paddle keys are essentially the same as the original sideswiper keys, with the left and right electrical contacts wired separately. Double paddle keys have one arm for each of the two contacts, each arm held away from the common center by a spring; pressing either of the paddles towards the center makes contact, the same as pressing a single lever key to one side. For double paddle keys wired to an "iambic" keyer, squeezing both paddles together makes a double contact, which causes the keyer to send alternating dits and dahs (or dahs and dits, depending on which lever makes first contact). Most electronic keyers include dot and dash memory functions, so the operator does not need to use perfect spacing between dits and dahs or vice versa. With dit or dah memory, the operator's keying action can be about one dit ahead of the actual transmission. The electronics in the keyer adjusts the timing so that the output of each letter is machine perfect. Electronic keyers allow very high speed transmission of code. Using a keyer in what's called "iambic" mode requires a key with two paddles: One paddle produces dits and the other produces dahs. Pressing both at the same time (a "squeeze") produces an alternating dit dah dit dah sequence, which starts with a dit if the dit side makes contact first, or a dah if the dah side connects first. An additional advantage of electronic keyers over semiautomatic keys is that code speed is easily changed with electronic keyers, just by turning a knob. With a semiautomatic key, the location of the pendulum weight and the pendulum spring tension and contact must all be repositioned and rebalanced to change the dit speed.

Двухрыльцевые весла

Ключи с двумя отдельными рычагами, один для дитов, а другой для дахов, называются двойными или ключами с двумя рычагами. С помощью двойного ключа оба контакта могут быть замкнуты одновременно, что позволяет использовать "иамбические" функции электронного манипулятора, предназначенного для их поддержки: нажав на оба рычага (сжимая их вместе), оператор может создать серию чередующихся дитов и дахов, аналогичную последовательности иамбов в поэзии. По этой причине двойные ключи иногда называют ключами сжатия или иамбическими ключами. Типичные рычаги двойных ключей движутся горизонтально, как и у ранних однорычажных ключей, в отличие от движения плеч оригинальных "прямых ключей" вверх и вниз. Начало последовательности с дита или даха определяется тем, какой рычаг замкнул контакт первым: если рычаг даха замкнулся первым, то первым элементом будет дах, и последовательность элементов будет похожа на последовательность трохеев в поэзии, поэтому метод можно было бы логично назвать "трохаическим кодированием" ( ). Если дит-рычаг замкнулся первым, то последовательность начинается с дита ( ). Поскольку иамбическое кодирование является функцией электронного манипулятора, технически некорректно называть сам двойной ключ "иамбическим", хотя это часто делается в маркетинге. Для иамбической передачи требуется двойной ключ, который также требует иамбического манипулятора. Но любой одно- или двухрычажный ключ можно использовать неиамбически, без сжатия, и существовали электронные манипуляторы, не имеющие иамбических функций. Иамбическое кодирование или кодирование сжатием уменьшает количество нажатий клавиш или движений рук, необходимых для формирования некоторых символов, например, буквы C, которую можно передать, просто сжав два рычага вместе. При использовании однорычажного ключа или неиамбического манипулятора для формирования (да-дит-да-дит) потребовалось бы четыре чередующихся движения руки. Эффективность иамбического кодирования недавно обсуждалась с точки зрения движений на символ и временных интервалов для высокоскоростной КВ связи, и автор пришел к выводу, что трудности с синхронизацией при правильной работе с иамбическим кодированием на высокой скорости перевешивают любые незначительные преимущества. Иамбические манипуляторы функционируют как минимум в двух основных режимах: режиме и режиме. Существует также третий, редко доступный режим.

Keys having two separate levers, one for dits and the other for dahs are called dual or dual lever paddles. With a dual paddle both contacts may be closed simultaneously, enabling the "iambic" functions of an electronic keyer that is designed to support them: By pressing both paddles (squeezing the levers together) the operator can create a series of alternating dits and dahs, analogous to a sequence of iambs in poetry. For that reason, dual paddles are sometimes called squeeze keys or iambic keys. Typical dual paddle keys' levers move horizontally, like the earlier single paddle keys, as opposed to how the original "straight keys'" arms move up and down. Whether the sequence begins with a dit or a dah is determined by which lever makes contact first: If the dah lever is closed first, then the first element will be a dah, so the string of elements will be similar to a sequence of trochees in poetry, and the method could as logically be called "trochaic keying" ( ). If the dit lever makes first contact, then the string begins with a dit ( ). Insofar as iambic keying is a function of the electronic keyer, it is not correct, technically, to refer to a dual paddle key itself as "iambic", although this is commonly done in marketing. A dual paddle key is required for iambic sending, which also requires an iambic keyer. But any single or dual paddle key can be used non iambicly, without squeezing, and there were electronic keyers made which did not have iambic functions. Iambic keying or squeeze keying reduces the key strokes or hand movements necessary to make some characters, e. g. the letter C, which can be sent by merely squeezing the two paddles together. With a single paddle or non iambic keyer, the hand motion would require alternating four times for (dah dit dah dit ). The efficiency of iambic keying has recently been discussed in terms of movements per character and timings for high speed CW, with the author concluding that the timing difficulties of correctly operating a keyer iambicly at high speed outweigh any small benefits. Iambic keyers function in one of at least two major modes: Mode and mode There is a third, rarely available mode .

Режим

Режим — оригинальный ямбический режим, в котором поочередно генерируются точки и тире, пока оба манипулятора нажаты. Режим по сути соответствует принципу "что слышишь, то и получаешь": когда манипуляторы отпускаются, передача прекращается после последней точки или тире, которая формировалась в момент удержания манипуляторов.

Режим

Мод – это второй режим, возникший из-за логической ошибки в раннем ямбическом ключере. За годы ямбический режим стал своего рода стандартом и является настройкой по умолчанию в большинстве ключеров. В этом режиме точки и тире генерируются, пока оба манипулятора нажаты. Когда манипуляторы отпускаются, передача продолжается, добавляя один элемент к уже отправленному. То есть, если манипуляторы были отпущены во время тире, то последним отправленным элементом будет следующая точка; если манипуляторы были отпущены во время точки, то последовательность завершится следующим тире. Пользователям, привыкшим к одному режиму, может быть сложно переключиться на другой, поэтому большинство современных ключеров позволяют выбрать желаемый режим.

Режим

Третий режим электронного ключа, полезный при использовании двойного манипулятора, – это режим "Ultimatic" (режим), названный так по бренду электронного ключа, который впервые его представил. В режиме "Ultimatic" ключ переключается на противоположный контакт, если второй манипулятор нажат до отпускания первого (то есть, пока первый манипулятор зажат).

Ключи для лопаток с одним рычагом

У однорычажного ключа с лопастками есть отдельные контакты для точек и тире, но нет возможности замкнуть оба контакта одновременно, сжимая лопасти вместе для работы в ямбическом режиме. При использовании однорычажного ключа с электронным ключом, непрерывные точки создаются удержанием лопасти для точек (); аналогично, непрерывные тире создаются удержанием лопасти для тире (). Однорычажный ключ может управлять любым электронным ключом в неямбическом режиме, независимо от того, поддерживает ли он ямбические функции, и независимо от того, работает ли ключ ямбически в режиме , , или .

Ключи нетелеграфные

Простые ключи, подобные телеграфным, долгое время использовались для управления потоком электричества в лабораторных испытаниях электрических схем. Часто это были простые "штыревые" ключи, в которых изгиб рычага обеспечивал возврат ключа в исходное положение. Ключи, подобные телеграфным, ранее использовались в изучении оперантного обусловливания у голубей. Начиная с 1940-х годов, по инициативе Б. Ф. Скиннера в Гарвардском университете, ключи устанавливались вертикально за небольшим круглым отверстием на высоте клюва голубя в передней стенке камеры оперантного обусловливания. Электромеханическое записывающее оборудование фиксировало замыкание контакта каждый раз, когда голубь клевал ключ. В зависимости от исследуемых психологических вопросов, клевки могли приводить к выдаче пищи или других стимулов. Современные ключи для регистрации ответов голубей – это специально разработанные переключатели, но их по-прежнему называют "ключами" из-за их происхождения от телеграфных ключей.

"Пункт" операторов

С использованием прямых клавиш, боковых ударов и, в некоторой степени, помех, каждый телеграфист обладает своим уникальным стилем или ритмическим рисунком при передаче сообщения. Стиль оператора известен как его "кулак". Поскольку каждый "кулак" уникален, другие телеграфисты обычно могут определить, кто именно передает конкретное сообщение. Это имело огромное значение во время Первой и Второй мировых войн, поскольку по "кулаку" бортового телеграфиста можно было отслеживать отдельные корабли и подводные лодки, а также проводить анализ трафика. Однако с появлением электронных ключей (одиночных или двойных педалей) это больше не так: ключи генерируют равномерно "идеальный" код с заданной скоростью, которая изменяется по запросу принимающей стороны, как правило, не передающей. Уникальными для оператора остаются лишь интервалы между символами и словами, что может создавать менее выраженное подобие "кулака".