Q.12 - Chương 159: Máy bộ đàm ma năng

Nói về song radio hai chiều, một thiết bị tương đối phổ biến gần gũi với người dân thế giới của Mai Chi ứng dụng nó đó là máy bộ đàm (walkie-talkie).
Nó được đi vào sử dụng rộng rãi trong thế chiến thứ hai, với duy nhất một tính năng: truyền đạt âm thanh qua sóng radio tần số cao trên một dải băng tần cố định không mã hóa để liên lạc giữa các đơn vị bộ binh hoặc cơ giới.

Cấu tạo và nguyên lý của máy bộ đàm khá đơn giản, với thành phần chính gồm bộ phát, bộ thu và bộ chuyển đổi tín hiệu (cùng với bộ nguồn).
Mạch bộ phát (TX) và bộ thu (RX) cũng là hai mạch có nguyên lý sơ đồ tương đối đơn giản đối với dân chuyên ngành điện tử viễn thông, trong khi thiết bị chuyển đổi tín hiệu có yêu cầu tương đối cụ thể về chuẩn, định dạng và nhu cầu sử dụng.
Đối với thế giới Mai Chi, người ta sử dụng nguyên lý điều chế biên độ (AM) và tần số (FM) trong các thiết bị xử lý tín hiệu analog, với ưu khuyết điểm khác nhau, ví dụ như AM thì công nghệ không quá phức tạp, nhưng độ tin cậy thấp, năng lực truyền tải vừa phải, trong khi FM đòi hỏi yêu caafu kỹ thuật phức tạp hơn, nhưng mang lại độ tin cậy cao hơn nhiều, cả về chất lượng tín hiệu lẫn khối lượng truyền tải dữ liệu.
Ngoài AM và FM, các phương pháp điều chỉnh chuyển đổi tín hiệu phức tạp hơn như QAM, PM, và sau này khi tin học phát triển là các công nghệ như FSK, PSK, MSK, giúp nhân loại có năng lực phủ sóng tín hiệu với lưu lượng dữ liệu truyền tải và tốc độ cực cao, truyền không chỉ khắp hành tinh xanh mà còn truyền giữa các hành tinh khác (các vệ tinh hay robot thám hiểm vũ trụ).
Chẳng qua Yue cũng không có quá nhiều trí lực để phát triển riêng từ số không một nhánh công nghệ điện điện tử trong thời gian ngắn phục vụ cho các mục tiêu phát triển hạ tầng viễn thông và xử lý tín hiệu analog.
Hắn có lựa chọn dễ dàng hơn, đó là lợi dụng sự tồn tại của ma năng tự nhiên và tác dụng của nó lên vật chất trong thế giới Ether – một lĩnh vực mà một nghìn năm qua con người dưới sự khai sáng của elf đã không ngừng nghiên cứu phát triển.

Thiết bị liên lạc truyền âm, thậm chí truyền hình ảnh, đã có sẵn kế thừa từ di sản elf đại năng.
Chỉ duy nhất vấn đề là con người chưa thể phát triển riêng ra công nghệ truyền tải thông tin mà không phụ thuộc vào Psy.
Yue sử dụng sóng radio để truyền tín hiệu không dây, nhưng xử lý nội dung tín hiệu hắn lựa chọn công nghệ sẵn có của thế giới này: Sử dụng ứng dụng hiệu ứng ma pháp.

Đối với sóng âm, việc tái tạo, mô phỏng nó đã được các ma đạo sư và phù thủy từ rất lâu hiện thực hóa, thông qua việc sử dụng ma pháp hệ chấn động.
Các loa khuếch đại âm thanh và các công cụ điều chế âm (ngoài các loại nhạc cụ) đã được con người sử dụng từ vài thế kỷ qua.
Thậm chí cũng đã có các nghiên cứu và tài liệu về các loại vật liệu có các hiệu ứng tác động tạo song dao động tần số trung (MF).

Cho nên Yue trực tiếp sử dụng thiết bị chuyển hóa can thiệp sóng âm thành sóng cao tần và ngược lại dựa trên công nghệ sẵn có, và việc cần là chế tạo ra một thiết bị phát tín hiệu radio gồm một thiết bị điều chế tần số chuyển đổi sóng âm (thấp tần) thành sóng radio cao tần, cũng như một thiết bị phát thanh gồm bộ lọc tần số cộng hưởng, cùng thiết bị điều chế tần số chuyển đổi sóng radio (cao tần) thành sóng âm (thấp tần).
Yue ứng dụng hiệu ứng nhiệt cho hợp kim để chế tạo bộ tạo tần số và hiệu ứng phụ của ngọc xanh đối với nhiệt độ để tạo thiết bị điều chế tần số.
Bộ lọc tần số cộng hưởng thực chất là một bộ điều chế tần số kết hợp với một thiết bị tạo tần số.

Nguyên lý của hiệu ứng nhiệt cũng không phức tạp.

Đối với hiệu ứng nhiệt, nền công nghệ dựa vào ma năng của con người đã có lượng lớn kiến thức ghi chép về các hiệu ứng phụ trong quá trình dùng nhiệt tác động lên vật dẫn hợp kim và kim loại phổ biến (thường là các loại quặng và hợp kim của đồng và nhôm) có thể phát ra các sóng chấn động trung tần năng lượng thấp.
Ngược lại, khi đốt nóng các loại thạch anh khác nhau hiện diện phổ biến ở hai bên bờ thượng nguồn các con sông, suối ở nhiệt độ vừa phải lại khiến chúng phát ra các sóng thấp tần – bao gồm sóng âm - khác nhau.
Nó thuộc về các kiến thức cao cấp của chuyên ngành ma pháp hệ chấn động.
Cái trước ít có ứng dụng, trong khi cái sau được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị tạo âm thanh và loa.

Yue sử dụng tính chất hiệu ứng này với kim loại và hợp kim – vốn ít được lưu ý và ứng dụng - để chế tạo ra các thiết bị tạo tần số chạy bằng nhiệt.

Trong các tài liệu nghiên cứu sẵn có, không có nhiều nghiên cứu về các sóng cao tần, bởi lẽ nó quá thâm ảo và chưa có nhiều ứng dụng cụ thể, người ta chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu ra các hiệu ứng tạo âm thanh cỡ lớn trực tiếp.
Yue tốn rất nhiều thời gian đi thử nghiệm và tính toán năng lực phát sóng cao tần của các loại vật liệu khác nhau, trong các môi trường thực tế, để thủ nghiệm giải pháp chống nhiễu và chọn dải băng tần thích hợp, trong các cuộc mạo hiểm vào Rừng Nâu và dãy Hive.
Nhưng tiến triển của việc này tương đối có hạn chế.
Một số khoáng vật đặc biệt hiếm thực sự có khả năng tạo sóng siêu cao tần, nhưng xét giá trị kinh tế thì việc đưa nó vào ứng dụng ở thời điểm hiện tại là không khả quan.
Các khoáng vật phổ biến và rẻ tiền chỉ có khả năng phát ra sóng cao tần vưới tần số tối đa tương đương 40 MHz.
Sau nhiều thử nghiệm, Yue có một danh sách ngắn các hợp kim tương đối dễ tinh luyện của bạc và bạch kim với hàm lượng nhôm, sắt và đồng nhỏ, cho phép chế tạo ra các sóng có tần số từ 3 đến 8 MHz.
Đây là lý do Yue lựa chọn sóng cao tần với tần số trong khoảng từ 3 đến 8 MHz làm các dải sóng radio phát tín hiệu.

Thiết bị điều chế tần số của hắn có nguyên lý hoạt động rắc rối hơn, sử dụng một loạt hiệu ứng phụ bị cho là “đặc điểm vận hành” của ngọc xanh, đó là trong quá trình hấp thụ năng lượng khi nó còn ở dạng trắng đục chưa có năng lượng, nó còn có tác dụng thu hút tần số sóng dao động và làm thay đổi làm giảm tần số dao động của các sóng này tùy theo nhiệt độ.
Ngược lại, trong quá trình cung năng khi nó đã đầy năng lượng, nó có hiệu ứng làm tăng tần số dao động sóng, với bội số tương ứng như thay đổi giảm tần số ở cùng điều kiện nhiệt độ.
Ở nhiệt độ từ 300 đến 400 độ K, nó khuếch đại/làm giảm tần số các sóng dao động hấp thu khoảng 5 đến 50 lần.
Điều này khiến nó có thể tạo ra các âm thanh hú rít chỉ với các dao động nhỏ ở nhiệt đột thường,
Vì thế ngọc xanh thường được bảo quản bằng cách bọc các vật liệu xốp để cách âm khi nạp năng lượng, và trong quá trình tiêu thụ năng lượng của nó để cung năng cho các máy móc ma năng, chúng thường được đốt nóng lên nhiệt độ 1000 độ K trở lên đến 1500 độ K.
Ở nhiệt dộ này, mức khuếch đại tần số của nó lên tới 500 đến 5000 lần.
Các tần số sóng được khuếch đại vượt quá ngưỡng nghe và gây tổn hại cho con người khi sử dụng.
Vì thế các động cơ ma năng sử dụng ngọc xanh làm nhiên liệu luôn phải có bộ phận làm mát công suất lớn để duy trì ngọc xanh ở nhiệt độ mát mẻ dưới 400 độ K, hoặc chế tạo động cơ khép kín bọc các lớp xốp cách âm và cách sóng.
Yue khi tìm hiểu được điều này, cảm thấy cực kỳ hứng thú, bởi lẽ nó hoàn toàn tuyệt vời cho việc điều chế tần số sóng radio.

Trên cơ sở đó, Yue chế tạo ra bộ điều chế tần số có cấu tạo gồm lõi là các viên ngọc xanh có kích cỡ rất nhỏ, được cung nhiệt bởi các thanh hợp kim quấn ngang với chất liệu khác nhau nhằm giới hạn nhiệt độ khác nhau từ 300 đến 1200 độ K, được bọc xốp cách nhiệt.
Khi được cung nhiệt đầy đủ, các viên ngọc xanh này sẽ có tác dụng điều chế các taafn số sóng radio thu được từ nguồn phát (là antenna cho thiết bị thu và ống dẫn âm thanh kim loại cho thiết bị phát).
Đối với bộ điều chế taafn số cho thiết bị phát sóng radio gắn với nguồn thu âm, cũng như gắn với thiết bị tạo tần cho bộ lọc tín hiệu cộng hưởng, do yêu cầu là khuếch đại tần số nên các viên ngọc xanh ở trạng thái đã được nạp đủ năng lượng, và nối đến một bộ xả nhiệt để giải phóng năng lượng từ ngọc xanh, với độ xả rất nhỏ, giúp kéo dài thời gian sử dụng cho các viên ngọc xanh trước khi cần thay thế.
Theo thiết kế, một viên ngọc xanh nạp đủ năng lương có thể dùng cho thiết bị điều tần trong khoảng ba tháng liên tục trước khi lượng năng lượng tồn của nó giảm xuống còn dưới ba mươi phần trăm, mức độ bắt đầu gây ảnh hưởng suy giảm hiệu ứng biến tần làm thiết bị điều chế tần số mất hiệu lực.
Ngược lại, đối với bộ điều chế tần số gắn với antenna để thu sóng, các viên ngọc xanh được gắn với một thiết bị nạp năng lượng đơn giản nhất có thể, chỉ để tận dụng hiệu ứng biến đổi làm giảm tần số sóng đầu vào từ mức cao tần xuống mức sóng âm thanh.
Thiết bị nạp năng lượng được sử dụng công nghệ nạp liệu (hiệu suất thấp) cho ngọc xanh mà con người đã sở hữu từ lâu nhưng hiện nay rất ít còn được sử dụng. Dù thiết kế so giản tối đa nhưng nó vẫn là bộ phận chiếm thể tích lớn nhất (70%) của toàn bộ máy bộ đàm.
Về tổng thể, thiết bị hoàn chỉnh gồm hai phần nối nhau, phần phát tín hiệu (và thu âm) và phần thu tín hiệu (và phát loa), có cân nặng tổng cộng ba mươi cân, chiếm thể tích ngang một rương đựng đồ loại lớn, được thiết kế có thể đeo vác, hoặc kéo lê (có bánh xe gắn vào khung ngoài).

Cụ thể cấu tạo và phương thức hoạt động cuẩ bộ điều chế tần số có sử dụng các kiến thức chuyên sâu về lý thuyết điều chế tần số (frequences modulation) tương đối phức tạp, và làm Yue tốn kém cả ba năm trời để tổng hợp và hoàn thiện từ trí nhớ của Mai Chi.

Để vận hành thiết bị liên lạc radio này, vì thế, cần ít nhất hai người:
Một người cung cấp ma lực tự thân vào thiết bị điều chế tần số để thiết bị có thể biến đổi tần số sóng radio thành âm thanh dẫn ra loa, một người khác cung cấp nhiệt lượng cho thiết bị tạo tần và đốt nóng các viên ngọc xanh đến nhiệt độ cần thiết.
Do đó giới hạn sử dụng thấp nhất cho một thiết bị là hai ma pháp sư sơ cấp, hoặc hai thần lực sĩ trung cấp.

Đó là đối với các đơn vị cơ động mang theo máy bộ đàm di động.
Ở một bên khác, cần thiết lập các trạm thu phát tín hiệu radio.
Chúng được trang bị cho các tổng bộ chỉ huy cấp trung đoàn và sư đoàn, có nhiệm vụ tổng hợp thông tin chiến trường trực tiếp và ra chỉ lệnh điều động bộ đội trên chiến trường ở cấp độ trung đoàn, sư đoàn và liên lạc với tổng bộ.
Cấp độ liên lạc cao hơn thì không cần thiết vì các tổng bộ cấp cao đều hoạt động tại các căn cứ có Psy, và do đó hoàn toàn có thể liên lạc qua các kênh liên lạc truyền thống qua mạng lưới các tháp Psy.

Yue thiết kế trước mắt tạo ra hai mươi kênh sóng radio liên lạc, với các thiết bị máy bộ đàm cho phép liên lạc trên bốn kênh khác nhau, trong khi các trạm tổng đài cố định thu phát hoạt động trên cả hai mươi kênh.
Các máy bộ đàm không trực tiếp liên lạc được với nhau để tránh tạo nhiễu, mà từng thiết bị sẽ liên lạc trực tiếp với trạm tổng đài.
Với khả năng liên lạc trên bốn kênh sóng, các thiết bị bộ đàm di động này có thể liên lạc với tối đa bốn trạm tổng đài, nhưng chủ yếu tác dụng là để tổng đài có thể cùng lúc nhận thông tin song song liên tục từ bốn bộ đàm khác nhau mà không gây trùng lắp tín hiệu.

Về cơ chế, mỗi bộ đàm được thiết kế bộ thu tín hiệu radio có thể chuyển đổi sóng radio thành âm thanh trên dải sóng tần số cố định do các trạm tổng đài phát ra theo hình thức đài phát thanh, trong khi chúng có thể phát tín hiệu radio không mã hóa nội dung trên bốn kênh gửi về trạm tổng đài để xử lý.

Sở dĩ Yue lực chọn mô hình liên lạc như vậy là bởi vì hắn muốn nhanh chóng đưa các thiết bị này vào ứng dụng trong thời hạn ngắn nhất.
Với mô hình này hạn chế của chúng là giới hạn về số lượng thiết bị liên lạc cùng lúc.
Với hai mươi kênh sóng, một tổng đài trạm ở sở chỉ huy sẽ gặp khó khăn nghe hiểu nội dung nếu số lượng máy bộ đàm gửi tín hiệu về vượt quá con số hai mươi.
Ví dụ nếu cùng lúc có bốn mươi mốt máy bộ đàm gửi tín hiệu liên lạc, vậy theo nguyên lý Dirichlet ở tình huống tốt nhất có thể, có ít nhất một kênh tín hiệu sẽ cùng lúc nhận tín hiệu cùng tần số từ ba máy bộ đàm khác nhau, dẫn đến việc giọng nói thu được từ kênh này là âm thanh tổng hợp của ba giọng khác nhau, dễ gây ra nghe không rõ hoặc nhầm lẫn.

Yue dự định máy bộ đàm trước tiên được trang bị cho các đơn vị SS, cho nên với số lượng năm mươi (mốt) đơn vị, hai mươi kênh là đủ (thực tế theo giả thiết thực chiến thì trong chiến đấu một đơn vị SS chỉ có nhu cầu liên lạc về tối đa là bốn cứ điểm chỉ huy của bốn sư đoàn khác nhau –xét trên yếu tố địa hình và phân bố lực lượng phòng thủ, cho nên Yue giới hạn mỗi máy bộ đàm có thể liên lạc trên bốn kênh sóng).
Về khả năng mở rộng số lượng thiết bị liên lạc di động, giải pháp đương nhiên là mã hóa tín hiệu theo từng thiết bị và giải mã tại tổng đài, nhưng để xử lý các vấn đề kỹ thuật cho bộ mã hóa và giải mã thì còn cần thời gian nghiên cứu và triển khai, nên Yue quyết định đưa nó vào hạng mục tiến hành mở rộng cải tiến sau này khi có thời gian.