Переходим теперь к рассмотрению сущности кристадина. Его открытие было сделано молодым искателем, стремившимся получить малую дугу для гетеродинного приема. Изобретатель кристадина, О. В. Лосев, исходил из мысли, что детектор есть крохотная вольтова дуга и что он может поэтому послужить для получения не затухающих колебаний. Эта идея блестяще подтвердилась, по крайней мере в отношении некоторых кристаллов. О. В. Лосев показал, что некоторые пары, как напр., цинкит-уголь, цинкит-сталь, могут генерировать и сходны при этом с весьма малой вольтовой дугой. Таким образом была найдена миниатюрная дуга, именно такая, какая только и может быть применена для приемных целей. Прибор О. В. Лосева с генерирующим детектором получил впоследствии название кристадина.
На основании предыдущего мы можем сказать, что таким генератором можно пользоваться для усиления двумя описанными способами.
Основой всех схем является при этом схема, в которой генерирующий детектор может давать не затухающие колебания. Эта схема (фиг. 5) не отличается принципиально от той, какая выше дана для дугового генератора. Процесс, здесь происходящий, может быть описан вполне подобным образом. Допустим, что начинается процесс разряда конденсатора. Ток через контакт детектора, пойдет одновременно из батареи и из конденсатора и будет постепенно нарастать, преодолевал инерцию самоиндукции L (момент 1). В силу нарастания тока сопротивление в контакте, как и для дуги, падает, что приводит к ускорению и усилению нарастания тока. Когда конденсатор разрядится, начнется уменьшение тока. Последнее приводит к увеличению сопротивления в контакте (в кристаллической дуге). В силу этого разность потенциалов в точках A и B возрастает, и ток в цепи конденсатора пойдет в обратном направлении (момент 2). В следующий момент снова начнется разряд конденсатора через контакт и т. д. Скорость заряда и разряда в цепи конденсатора определяется величиной емкости (C) и самоиндукции (L), от которых зависит период колебаний или, иначе, волна контура.
В чем особенности такого детекторного генератора? Он требует для своей работы лишь небольшое напряжение в 8—12 вольт. Кроме того, как описывает изобретатель кристадина, О. В. Лосев, в генерирующем кристалле не получается дуги с раскаленными электродами. Наблюдавшееся им свечение имело характер холодного свечения и указывало на особенности самого процесса в кристалле, лишь сходного с обычной дугой.
Мы заимствуем из его описания фиг. 6, изображающую миниатюрную дугу в генерирующем кристалле. Металлическое острие слегка касается в одной точке (a) поверхности кристалла, в другой точке (b) образуется дуга. Контакт в a должен быть достаточно плохим и иметь достаточно большое сопротивление, чтобы не замыкать накоротко дугу и не гасить ее этим.
Для образования и горения этой микроскопической дуги большое значение должны иметь формы прилегающих поверхностей и их взаимное давление. Только при соблюдении некоторых соотношений между сопротивлением в точке a (зависящим от давления) и промежутком в точке b (зависящим от формы поверхности) может образоваться дуга. Нарушение контакта, изменение расстояния в b могут легко привести к погасанию дуги и прекращению колебаний. Если принять во внимание, что фиг. 6 изображает поверхность кристалла и острие в сильно увеличенном масштабе, то легко понять, как трудно найти такой участок поверхности, такой нажим острия и его положение, при которых соблюдаются необходимые условия для возникновения дуги. Кроме того понятно, что малейшее сотрясение должно вызвать весьма большие изменения в картине, представленной в фиг. 6, и привести к исчезновению колебаний. Отсюда ясны те трудности, какие представляет отыскивание генерирующих точек в кристадине, и его чувствительность к малейшим толчкам, требующую особых мер в виде мягкой подстилки под детектор и т. п.
Миниатюрные размеры кристаллической дуги исключают возможность какой-либо регулировки ея, кроме потенциала питающей батареи. Но затруднительным является также и обнаруживать, получаются или нет колебания высокой частоты. Поэтому для отыскания генерирующей точки и для предварительной регулировки приходится всегда добавлять контур низкой частоты. Благоприятные точки отыскиваются предварительно помощью этого контура, колебания в котором можно слышать непосредственно в телефоне. После этого переключают детектор с найденной таким путем генерирующей точкой на контур высокой частоты.
С прибавлением цепи низкой частоты для отыскивания генерирующих точек основная схема кристадина получает вид, представленный на фиг. 7. Когда кристадин работает по изображенной схеме на цепь высокой частоты, то им можно пользоваться как всяким гетеродином для приема по методу биений и для усиления. Для этого следует лишь катушку приемника приблизить к кристадину и в последнем настроиться на нужную волну.
Кроме такого использования кристадина, как гетеродина, его можно применять для усиления по автодинному методу, и притом двумя способами: с независимым детектором или заставляя цинкит также и детектировать. Последнее приводит к собственно автодинному (регенеративному) приемнику.
Первый способ усиления был уже нами показан в применении к дуге (см. фиг. 4). Принципиально такая же схема получится и для генерирующего детектора. Мы прибавляем лишь в схеме контур низкой частоты, необходимый для отыскания генерирующих точек, и потенциометр регулировки (p). Последний служит для изменения потенциала, приложенного к детектору, чем регулируется его работа.
Схема такого автодинного кристадина представлена в фиг. 8. Здесь кристалл входит в контур высокой частоты, и им можно пользоваться двояким образом. При приеме затухающей станции или радиотелефонной передачи он регулируется таким образом, чтобы колебания еще не возбуждались в цепи. При этом кристадин как бы уменьшает сопротивление цепи и этим усиливает приходящие сигналы. Если довести его до генерирования, то хотя получается большее усиление, но наступает искажение. При приеме затухающих станций с этим обычно можно мириться, используя значительное усиление. При приеме же радиотелефонной передачи наилучшие условия получаются, когда мы подходим к положению генерации, но собственные колебания еще не возникают.
Прием незатухающих радиостанций также возможен при этой схеме. Кристадин при этом должен давать колебания, но приемник должен быть несколько отстроен от принимаемой волны для получения биений. Схема с отдельным гетеродином дает, однако, лучшие результаты.
Если самый кристалл кристадина использовать и в качестве детектора, то мы получаем собственно регенеративный кристадин. Схема его дана в фиг. 9. Действие его не отличается по существу от описанного сейчас автодинного.
Ознакомившись с сущностью действия и устройством кристадина, мы можем оценить его значение для радиолюбителя. Мы видим, что его значение для приема определяется, во-первых, возможностью пользоваться им для устройства гетеродина, т. е. получения не затухающих колебаний и, во-вторых, усилением по автодинному (регенеративному) методу. Первое применимо для приема не затухающих колебаний. Но для любительства наиболее интересна область коротких волн, где кристадин не применим и где вообще чрезвычайно важно возможно больше облегчить и упростить регулировку. Для нормального же приема радиотелефонной передачи возможно пользоваться лишь автодинным действием кристадина. Как известно, регенеративный метод дает превосходные результаты; возможность применения его при кристадине является большим и главным преимуществом последнего.
Но весьма большое практическое значение имеют и усилительные схемы простого действия, допускаемые трехэлектродной лампой, — схемы, имеющие простую регулировку и устойчивое действие. Кроме того, для любителей важны те схемы, при которых используются особые неустойчивые явления в работе, но явления, регулировка которых все же возможна сравнительно несложными средствами. Эти явления используются в сверхрегенеративных схемах, в схеме Флюэлинга и др.
В кристадине большие трудности представляет уже регулировка простого регенеративного действия, и это, повидимому, лежит в самой сути его устройства. Если даже и рассчитывать, что когда-либо удастся овладеть этой регулировкой и сделать ее менее хлопотливой и более устойчивой и притом простыми средствами, то все же нельзя ожидать от кристадина чего-либо большего, чем то, что дает автодинное действие. Напр., простое усиление низкой частоты (не одного лишь тона) принципиально невозможно этим методом. Мы не видим поэтому особых перспектив для техники радио от генерирующего детектора. И, конечно, не может быть речи о том, чтобы такой детектор мог приобрести значение, хотя бы отчасти сходное с катодной лампой.
Но обычно считают, что кристадин особенно ценен для начинающего радиолюбителя благодаря своей дешевизне: он не требует затрат на лампы и батареи. Быть может, кристадин и должен обойтись несколько дешевле простейшего лампового приемника; я полагаю, однако, что разница эта не будет так велика, как кажется на первый взгляд.
Безусловно приобрести надо любителю лишь катодную лампу. Если это будет микро-лампа, то остальное, включая и батареи, можно сделать самому. Можно даже на первых порах работать с одной самодельной батареей для накала. Чрезвычайное преимущество самодельного лампового приемника для любителя заключается в том, что он прост в обращении, вполне надежен по результатам, и что затраты, сдеданные при его изготовлении, не пропадут даром. Вне всякого сомнения, редкий радиолюбитель останется при своем детекторном приемнике, и особенно при своем кристадине, если он его построит. Через некоторое время он захочет иметь лучший приемник и все равно перейдет на ламповый, более простой или более сложный. Таким образом, если он сразу постарается построить себе ламповый приемник, то он уже пройдет начало, так сказать, 2-й ступени радиолюбительской школы.
Конечно, кристадин есть приемник, представляющий большой интерес; построить его, разобраться в его действии и поработать с ним — означает пройти хорошую радиолюбительскую школу, которая заставит обо многом подумать и многое преодолеть. Но поступающий в эту школу должен знать, что она тяжелая и неблагодарная. И несомненно, правильнее рекомендовать широкому кругу радиолюбителей более прямой, легкий и надежный путь, который в конечном счете должен привести их к ознакомлению с лучшими типами радиоприемников и к построению их своими средствами.
Работу с кристадином можно было бы скорее рекомендовать радиолюбителю, уже достаточно знакомому с основными вопросами радио, уже искушенному в радионастройках и регулировках и желающему испробовать свои силы в более сложных работах лабораторного характера. И быть может следует пожелать, чтобы за изучение кристадина взялись исследователи, имеющие большие лабораторные средства. Наше мнение, что явления в генерирующем детекторе более интересны не для техников, а для физиков и для лиц, интересующихся природой еще не освещенного детекторного действия кристаллов. Для радиотехники мы не предвидим серьезных результатов от изучения кристадина.
Но как же об'яснить тот шумный успех, какой кристадин имел за границей? Этот успех — кратковременный успех сенсации, за которой ревностно охотятся все западные журналы и фирмы. Но так как по существу кристадин имеет весьма мало шансов на распространение за границей, то мы наблюдаем, как скоро проходит увлечение им на Западе.
Едва ли следует поэтому винить наших радиоспециалистов за их все время сдержанное отношение к практической ценности кристадина. Внимание нашей техники должно быть обращено в сторону выработки настоящих технических приемников, надежных и недорогих, простых и сложных. Да и любителям следует пожелать не оставаться при суррогате, каким по существу является кристадин, выросший на почве нашей бедности, а стремиться к более совершенным средствам радиоприема.
В заключение еще раз отметим, что кристадин несомненно имеет значительный научный интерес. Кроме того, он оказал большие услуги части наших радиолюбителей, позволив им экспериментировать, пользуясь более доступными средствами. Однако, дальнейшая судьба его, повидимому, предрешена: он будет вытеснен лампой в ближайшем будущем, как только будет удовлетворен ламповый голод и появятся доступные для любителя батареи. Мы быстро приближаемся к этому моменту.
