Детекторна радиосхема за 100 години
Андрей внимателно взе кутията от нея и с изненада видя, че е радио.
Еха! — измърмори той.
Братя Стругацки. Обречен град.
Някои теоретични аспекти
Детекторният радиоприемник се класифицира като радиоустройство, в което получените радиосигнали не се усилват, а само се детектират. Процесът на детекция се разбира като преобразуване на модулирани високочестотни трептения в оригиналния нискочестотен модулиращ сигнал. Устройство за извършване на откриване се нарича детектор. Детекторите, в зависимост от амплитудата на електрическите колебания, се разделят на два вида: работещи под въздействието на максималното ниво на електрически колебания (кохерер, магнитен детектор) и детектиращи всички амплитуди на електрически колебания (кристални, лампови и електролитни детектори) [1]. Най-широко използваните кристални и лампови детектори. В зависимост от схемата на превключване на електронната лампа се разграничават детектори: анод, решетка и катод.
Детекторните радиостанции могат или не могат да имат източник на захранване, в зависимост от това какъв тип детектор се използва в техните схеми. Захранването е необходимо за работата на кохерера, магнитните и електролитните детектори. Що се отнася до тръбния детектор, радиоприемник с такъв детектор вече се класифицира като тръбно устройство. Усилвател от всякакъв тип (UHF или UHF) не може да бъде включен в радио веригата на детектора, в противен случай, в зависимост от електронните компоненти, използвани в него, той ще се нарича тръбен или транзисторен приемник. Името "детекторен радиоприемник" обикновено се свързва с приемник с кристален детектор [2]. Слушалките в такова устройство работят само порадиенергията на радиовълните, получена от антената от въздуха.
Ефективността на приемане на радиостанции от радиоприемник зависи от вида и качеството на антената. За детекторен приемник е най-добре да използвате външни антени, L-образни или Т-образни. Наименуваните антени се различават само в мястото на закрепване на капката. Изглежда, че колкото по-дълга е антената и колкото по-високо е окачена, толкова повече енергия ще може да улови и слушалките ще звучат по-силно. Практиката обаче показва, че в този случай има разумна граница. Оптималната дължина на антената е 40,50м, а височината на окачването й е 10,15м.
Най-големите разстояния, на които е възможно надеждно и редовно приемане на излъчващи станции, зависят главно от мощността на предавателната радиостанция, дължината на вълната на приемане и времето от деня, таблица 1.
Контактните двойки, в зависимост от тяхната природа, имат различна способност за едностранно провеждане на ток, което може да се характеризира със зависимост от формата l \u003d f (U), където I е ток, U е напрежение. Въз основа на тази зависимост при избора на детектори трябва да се даде предпочитание на тези, които пропускат ток по-добре в посока напред и по-лошо в обратна посока.
В резултат на докосване на острия край на пружината върху повърхността на кристала се образува контакт. При такъв контакт електрическото съпротивление, когато токът тече от пружината към кристала, е значително различно от електрическото съпротивление, когато токът тече от кристала към пружината. С други думи, при такава конструкция на детектора токът протича само в една посока. Много вещества имат способността да пропускат ток в една посока, но най-добри са естествените минерали гален, пирит, халкопирит и др.. Основната информация за кристалите, използвани за детектори, е дадена в таблица 2*.
Що се отнася до карборундовия детектор, занастройвайки го на най-добра работна точка, е необходимо да използвате галванична батерия. Характеристиките на някои двойки детектори са дадени в таблица 3*.
Слушалките също се избират в зависимост от вида на кристала, използван в детектора. В приемника на детектора могат да се използват електромагнитни слушалки със съпротивление на звуковата намотка от 1000 ома или повече, слушалки с ниско омово съпротивление на намотката по-малко от 300 ома, както и пиезоелектрични слушалки. Най-често срещаните са слушалки с висок импеданс. Слушалките с ниско съпротивление се използват в приемници с детектор с ниско съпротивление, например карборунд, но такива детектори не се използват широко. В някои случаи, когато радиопредаването се чува достатъчно силно, става възможно да се свърже абонатен високоговорител вместо слушалки и по този начин да се разшири аудиторията за слушане. Можете да усилите звука на слушалките при липса на такъв високоговорител, като прикрепите клаксон с определена форма и размер към слушалките. Рогът може да бъде направен от всякакъв материал, като хартия или картон, но е по-добре да използвате дърво.
Основният недостатък на кристален детектор с пружинен накрайник е възможността за прекъсване на контакта по време на работа. Леко механично (разклащане) или електрическо въздействие може да наруши стабилността на контакта и по този начин да доведе до загуба на работната точка на откриване. В този случай приемането изчезва напълно и за да го възобновите, е необходимо ръчно да пренаредите върха на пружината върху кристалната повърхност, тоест да зададете нова точка на детектора.
Поради бързото развитие на полупроводниковата индустрия в средата на 50-те години на миналия век детекторите с променлив контакт бяха заменени от базирани на германий полупроводникови точкови диоди. В новВ детекторите нестабилността в работата беше елиминирана поради силния механичен контакт на върха на пружината с кристала. Това бяха така наречените точкови диоди с p-p преход. За производството на r-n прехода е използван методът на електрическо формоване. Методът се състои в преминаване на мощни краткотрайни токови импулси през точков контакт. В резултат на това контактната точка се нагрява и върхът на иглата се слива с полупроводника. Под контакта се образува малък полусферичен p-n преход, наподобяващ точка. Така получените точкови диоди имат стабилни електрически параметри и висока механична якост.
Радиодетектор в своето развитие
Детекторният приемник с кристален детектор и слушалки беше дълго време най-разпространеният радиоприемник поради своята простота и ниска цена. Приемането на детектора е цяла ера в историята на развитието на радиотехниката. Основното предимство на този приемник е, че не изисква източник на електрически ток. Популярността на детекторния приемник може да се види от съвременните приемници.Например, в края на 20-те години в Москва имаше джаз парти, любителите на музиката направиха детекторни приемници и слушаха живи предавания на концерти от Лондон, след което записаха нотите по памет. След известно време любителите на музиката се срещнаха и сравниха записите. Радиолюбителите сглобиха детекторни приемници под формата на джобни конструкции, използвайки за тази цел гилзи за цигари, кибритени кутии и други подобни, фиг.2. В нашата страна сред радиолюбителите широко се използва детекторен приемник без променлив кондензатор, проектиран от S.I. Shaposhnikov, служител на радиолабораторията в Нижни Новгород.
Използва се за настройка на радиостанциявариометър, състоящ се от две цилиндрични намотки, навити със звънящ проводник с диаметър 1,5 mm. Описание на конструкцията на този детекторен приемник е поместено в съветското списание "Радиолюбител" № 7 за 1924 г. Схемата на приемника на детектора нямаше никакви характеристики, основното беше простотата на производството на самия дизайн.
Най-известните детекторни радиоприемници, произведени от местната индустрия, бяха Komsomolets, Volna, ZIM-1 и др. Диаграмата на приемника Komsomolets е показана на фиг. 9а.
Приемникът е с размери 180x90x49 mm и тегло 350 g, фиг. 9b.
Схема на детекторен радиоприемник за 100 години. "Радиохоби", 2004. - № 1. - (страница 2-4).