Электрическое расследование одной пасхалки в The Outer Worlds

Место преступления.

Одной темной ночкой я прогуливался по глубинам заброшенных лабораторий Эджуотера. Среди сломаных автоматонов, мертвых мародеров и шныряющих шпрыс мне попалась одна очень любопытная доска с чертежом.

Та самая пасхальная доска

"Ну доска и доска" - можете сказать вы мне. В современном игровом потоке, для художника нет ничего особенного, сгонять на pinterest за парочкой референсов на тему, а потом в  Substance смержить две текстурки через масочку. Можно вспомнить старый Mass Effect, где на корабельных мониторах крутились подмыленные текстурки, имитируя "бурную деятельность" корабля. (Что там в новом ремастере пока не ведаю.)

Здесь же меня стопануло профессиональное чутье. Схема явно рабочая. На это косвенно указывает сразу несколько ньюансов. 1) У нее явно оформлены функциональные узлы. Я их обвел: желтый - выпрямитель, красный - стабилизатор, белые - что-то приемо-передающее, зеленое - смеситель, розовый - усилитель звука. 2) Она явно закончена. Будь это рандомная картинка - никто бы не стал заморачиваться с правильным включением и отрисовкой системы питания. 3) Судя по характерному начертанию - это что-то из до/послевоенного радиолюбительства. Катушки нарисованы спиральками, резисторы - гармошками произвольной длинны. Пересечения без соединения проводов - в виде полукружочка.

Следите за рамочками

В эту картину плохо вписываются комбинированные радиолампы. Тут надо понимать, что с радиодеталями тогда ситуация была намного страшнее, чем сейчас видеокартами. Партии были относительно небольшие, ценники очень кусачие. Радиолюбительство - никогда не было дешевым хобби, но в те времена, не было ничего странного полгода ждать безбашенно дорогого комплекта радиодеталей. Так вот лампы в белых рамочках - это триод-гептоды. Раньше 30-х их быть не могло, там еще даже пентоды не появились. Вобщем, короче, если у вас начинает оплавляться мозг - листайте к эпилогу. Концовка смешная, но поучительная. Если любопытно, пристегивайтесь, сейчас будет попытка максимально простым языком охватить огромный пласт истории электроники ;))

1. По следам триод-гептодов.

Здесь нужно еще одно краткое пояснение.  В физике вакуумных приборов и радиолампах я сам изрядно плаваю (коннотацией слова "плавать" - здесь и далее будет "плохо соображать"). Мне по возрасту уже не положено разбираться в этом бардаке, но кое-что опознать могу невооружденным глазом. Дам кратенькую выжимку из головы, а что там и как правильно, можете найти сами на википедии. 

В начале 20-ого века про эти ваши процессоры еще никто слыхом не слыхивал. Диодов, транзисторов и прочих полупроводников не было ни в каком виде. А радио и телеграф уже были. Естественным образом возникла потребность как-то усиливать сигналы на больших расстояниях. Господин Ли Де Форест на пару с господином Шоттки подарили миру радиолампы. Прицип прост: у вас есть катод - который излучает электроны в анод. Что бы подешевле выгнать электроны из металла - катод подогревали. Для старого лампового (и теплого) обрудования было нормой, дать 5 минут на "прогрев".  Получалось, что в одну сторону лампа проводит ток, а обратно уже нет. Анод никто не грел, и вообще он сам раскалялся, но это уже другая история.

Мощность могла быть изрядная, и ей хотелось как-то управлять. Для этого, между анодом и катодом втыкалась металлическая сетка. Когда на ней висел некоторый потенциал, она, скажем условно, регулировала поток электронов. Ток ей нужен был маленький, и получалась, что малым сигналом на этой сетке, управляли большим сигналищем между андом и катодом.

Вакуумный триод

Дальше быстро нарисовались тетроды (с двумя сетками), пентоды  (с тремя), гептоды (с четырьмя). А еще немного позже подъехали комбинированные лампы типа триод-гептодов, под всякие специфические задачи. Например, для гетеродинов.

В радиоприемниках середины 20-ого века я тоже "плаваю" изрядно. Сейчас есть "быстрая цифра". Это когда сырой радиосигнал сразу оцифровывается и дальше, чисто программно делается с ним все что душе угодно: демодулируется, фильтруется, преобразуется. Такой специфический SoundForge для поколения 4G. Раньше это все приходилось делать ручками. Точнее, радиодеталями. Чем выше частота в системе, тем более она критична к монтажу. В каком-нибудь дециметровом диапазоне с несущей 30МГц, каждый кусок провода длиннее 25см имеет шанс превратиться в паразитную антенну и все испортить. На самом деле, там все дела обстоят сложнее и вообще не так, но речь о другом. Гетеродин - это маленький вспомогательный генератор. Его частоту подмешивают к сигналу, что бы на выходе получить человеческие 465кГц. Там никто не вещал и с ней очень удобно работать.

Так вот, триод-гептоды в гетеродинных приемниках отлично прописались. Гуглю "триод-гептод схема" и первое, что выдает поисковик - это старое доброе СССР.

  Триод-гептод 6И1П предназначен для преобразования частоты с одновременным автоматическим регулированием усиления. Применяется в сетевых супергетеродинных приемниках.
Катод оксидный косвенного накала.
Работает в любом положении.
Выпускается в стеклянном пальчиковом оформлении.
Срок службы не менее 750 час.  

Ага, запахло жареным. Но, есть нестыковки. Во-первых, она включена наоборот. Сигнал с антенны вводится в гептодную часть (там пометка ВЧ), гетеродин сделан на триоде (эта штука справа), а смешанный сигнал сдувается вообще с анода. Это не очень похоже на нашу схему. Да, и вообще, что-там за вспомогательный генератор снизу без антенны, если у нас гетеродин. Гетеродин в гетеродине? Сюр какой-то.

Два гетеродина?

Впрочем возможно, это кое-что другое.

2. Загадки сверхрегенератора.

Помимо гетеродинов, была еще "технология для бедных, но рукастых". Зачем тратить лишние радиолампы, делая промежуточные 465кГц, если можно сразу вычитать несущую целиком. То есть, при таком варианте, мы на выходе получаем сразу биения (bias) звуковой частоты. У этой концепции был сильный плюс - минимум деталей. Но и минус кусался - система очень капризная. Настроишь вспомогательный генератор недостаточно точно, несущая пролезет и будет непонятно что и сбоку гармоника. Хорошо, гуглю: "сверхрегенеративный на лампах". То ли гугл очень жадный до картинок, то ли сайт под-упал, но мне удалось посмотреть только через вьювер поисковика.

Что-то из анналов истории.

Вроде похоже, но все-равно не то. Лампа 6SA7 - это просто гептод и скорее всего именно поэтому вспомогательный генератор выполнен снизу на триоде 6J5. А у нас триод-гептод - и у него в этом нет необходимости. Где-то в этот момент, я обратил внимание, что на схеме в Outer Worlds обозначенно две антенны.

Загадка двух антенн.

3. По следам дедовского УКВ.

УКВ - ультракоротковолновый диапазон. Сам полез на википедию:  волны длиной от 0,1мм до 10м, и, соотвественно, частотами 30МГц - 3000ГГц.Ну положем гигагерцы для дедов - многовато. Но что-то порядка 30МГц, наверное, уже могли. Делаем гугл: "VHF tube heterodyne". В этот раз решил поискать по зарубежным источникам.VHF - Very High Frequency, tube - западное название ламп, ну с гетеродином думаю понятно. Он и в Африке будет "heterodyne". Гугл расщедрился: "О, конечно, братан. Ты, наверное, ищешь портативные ламповые приемники на батарейках."

Портативность двадцатого века.

В те времена приемник считался крайне портативным, если влезал в походный 40-килограммовый рюкзак. А еще представьте себе батарейку на 135 Вольт. Никаких литий-полимеров, LiFePo4. Там даже  была не просто батареища,  а гигантская свинцово-кислотная сатана, которой в мирное время можно было забивать гвозди размером с гепарда. Распаковка и настройка этого чуда сравнима  мобильным командным пунктом. BattleField какой-то, а не Outer Worlds.

Еще какая-то портативная экзотика.

Нет, все это явно не похоже, на что там на картинке. Может я ошибся с датой и надо покопать в пост-60-е годы, когда уже начали появляться транзисторы,  а радиолампы стали "пальчиковыми". Следующий запрос был что-то типа: "Пальчиковый триод-гептод".

Ламповый сверхрегенератор на основе LC-автогенератора.

Ну вот же, почти оно. Нарисовано так же, триодная часть на прием, гептодная - на смеситель. 3 катушки: приемная, связи и автогенератор. Но, нет. Во-первых, сигнал автогена вдувается в катод, а не в сетку, а приемный контур подключен к аноду. В этот момент я отошел на перекур, и гениальная мысль, наконец-то, догнала меня.

4. Как в анекдоте.

Наблюдая, закат багрового московского солнца, услышал стук музы в дверь чертогов разума. 

- Кто там? Войдите? - Это я, умная мысль. "А что там за лампы в схеме из "Outer Worlds" были? Может попробовать разглядеть парт-намбер?"

Достаю телефон, увеличиваю изображение до кровавых пиксельных шакалов 10-ой степни и... Voila!

Шакалы 10-й степени.

Вот же оно. Вполне четко видно, 6К8. Вряд ли, это сопротивление резистора в килоомах, потому что для него есть пиксельное месиво левее. Ну что ж, из спортивного интереса: "Гугл! А найди мне 6K8 tube schematics datasheets. ФАС!!" Иии...

Вот она! Вот она, схема моей мечты!

Да, это оно. Терменвокс. Древний электронный музыкальный инструмент. Состоит из трех генераторов. Один задающий. Второй и третий нагружены на антенны. Рука влияет на емкость передающего контура и сдвигает частоты, которые смешивают с несущей задающего генератора. Точнее их разность дает звуковые биения (порядка сотен Герц), которые выфильтровывает смеситель и через усилитель подает на динамик.

Статья.

К нему даже статья прилагалась. 54-й год. Насколько я понял, одна из самых популярных ламповых реализаций тех времен. Эти инструменты очень любит компания Moogs, которая, вроде как, специализируется на синтезаторах, тут музыкантам виднее. Я про них слышал краем уха, поскольку к ним неравнодушна известный игровой композитор(-ша) Сара Шахнер. У нее в инстаграмме* ник соотвествующий. Но может, это уже мои домыслы и определенно предмет другого расследования.

5. Злоключение. Выводы.

Терменвокс, ну как так-то?)) Ушел не в ту сторону. На все розыскные мероприятия ушла всего пара часов. Но здесь надо делать поправку на мое электронное чутье и смутные познания в радиолампах. Знай больше - нашел бы быстрее, для кого все выше написанное - белый шум, не нашел бы совсем.

Но стоит всего лишь написать в гугле: "Theremin Outer Worlds" и первая же ссылка будет на реддит, где уже год как все израсследовали, в очередной раз доказывая философию поисковиков: "Правильно заданный вопрос - половина ответа."

Второй, и самый прекрасный вывод состоит в том, что разработчики Outer Worlds, находясь в бескрайних гиблых водах финансовых инди-океанов, позволили себе так бережно отнестись к контенту. Для сравнения, в исполинской Assassin's Creed Origin в какой-то там пирамиде при разгадывании загадки, сваливался на голову непонятный анимешный персонаж, который вручал абсолютно не аутентичный ножик и щит. В целом игра тоже изумительная и очень атмосферная. Но, по моему мнению, истинное мастерство там, где в одной текстуре можно закопать полвека истории технологий, в надежде на несколько часов сломать мозг любопытного инженера.

* Деятельность родительской организации «Meta» признана экстремистской и запрещена на территории Российской Федерации