"Друг Радио", №3, январь, 1925 год, стр. 37-42.
инж. М. Е. Вайс.
Третьей частью радиоприемника, и весьма существенной, но сравнительно нетрудной по выполнению, является детектор.
Роль детектора есть превращение колебаний высокой частоты в колебания низкой частоты, воспринимаемые телефонной трубкой и нашим ухом 1). В радиотехнике употреблялись различного рода детекторы.
В настоящее время кристаллический детектор завоевал себе первенство среди детекторов. Даже с появлением в качестве детектора катодной лампы кристаллический детектор занимает и будет долго еще занимать видное положение, особенно среди любителей, благодаря дешевизне и простоте устройства и особенно благодаря чистоте передачи музыки и речи. Даже в сложных ламповых установках многие любители предпочитают ставить кристаллические детекторы, благодаря именно этому их качеству. Единственный его недостаток — это слабая мощность и, следовательно, малый радиус действия, который при исключительно благоприятных условиях может все-таки доходить до 500—600 км и даже более. О громкоговорении с кристаллическим детектором говорить, конечно, не приходится, и нужно ограничиться индивидуальным слушанием, если не ставить ламповые усилители.
Кристаллический детектор состоит из двух главных частей: кристалла и контакта. Одним из наиболее чувствительных кристаллов является гален или сернистый свинец. Его находят в натуральном виде в форме свинцовой руды или же изготовляют искусственно.
Натуральный гален чувствительнее искусственного, но недостаток его тот, что не вся его поверхность обладает чувствительностью. Имеются только определенные точки, незаметные для глаза, ничем, следовательно, не отличающиеся от всей поверхности, которые обладают такой чувствительностью. На таком галене трудно работать, так как приходится терять много времени на отыскивание чувствительной точки. Отыскивание это продолжается иногда так долго; что когда, наконец, отыщешь чувствительную точку, то из всего концерта только и услышишь: "До свидания, до завтра". Это не раз случалось с пишущим эти строки. Искусственный гален имеет всю свою поверхность, испещренную чувствительными точками. Правда, чувствительность эта сама по себе ниже чувствительности натурального галена, но зато, куда бы ни поставили контакт, вы слышите передачу. Гален вставляется в оправу для того, чтобы он стоял неподвижно, и для электрического соединения с цепью. За границей раньше, а у нас и теперь, вставляют гален в оправу при помощи легкоплавкого металла, в котором он держится по остывании металла. Но такого рода оправа представляет, по-нашему, некоторые неудобства. Во-первых, работающая поверхность кристалла ограничивается исключительно верхней частью его, остальная же поверхность недоступна для использования, так как скрыта внутри легкоплавкого металла. Затем при погружении галена в горячий металл замечается некоторое ослабление чувствительности галена, особенно если мы имеем дело с искусственным кристаллом. По этим причинам предпочтительнее закреплять гален в оправу не при помощи легкоплавкого металла, а при помощи зажатия одним или несколькими винтиками.
Материал, нужный для устройства детектора, очень незначителен. При указании конструкции и материала мы руководствуемся соображениями экономического и практического свойства, принимая во внимание любителя, который при минимальной затрате, имея в качестве инструмента плоскогубцы, напильник, гвоздь и молоток, смог бы построить приличный, хорошо действующий и крепкий детектор. Имея под руками токарный станок, можно было бы, конечно, построить более красивый, более изящный детектор, но действие которого отнюдь не будет лучше. А сколько найдется любителей, которые могут воспользоваться токарным станком? Большая часть рабочих этого сделать не может. Остановимся же пока на таком, может быть и примитивном, но вполне доступном для рабочего и совершенно пригодном и хорошо действующем детекторе. Материал, нужный для детектора, следующий: 1) одна латунная или медная пластинка толщиною в 0,5—0,8 мм, шириною в 12—15 мм и длиною в 25—30 мм, 2) одна латунная или медная пластинка толщиною в 0,5—0,8 мм, шириною в 6 мм, длиною в 30 мм, 3) две латунные пластинки толщиною в 0,5—0,8 мм, шириною в 6 мм и длиною в 15 мм каждая, 4) 2 штепселя и 1 вилка, которые можно достать дешево на рынке, при чем фарфор может быть и поломанный, так как мы им все равно не будем пользоваться, 5) 2 винтика в 2 мм диаметром и длиною в 5-6 мм с гайками, 6) 2 винтика в 2 мм, диаметром и 15—18 мм длиной с гайками, 7) латунной проволоки в 0,3 мм диаметром и 40-50 мм длины и 8) кусок галена.
Приступим к изготовлению держателя галена.
В первой латунной пластинке просверлим три отверстия в 3 мм диаметром по фиг. 1.
Согнем затем эту пластинку под углом по фиг. 2 так, чтобы одно отверстие приходилось посередине, других два по сторонам сверху друг против друга. Через два верхних отверстия пропустим один из винтиков длиною в 15—18 мм, а через нижнее срединное отверстие пропустим нарезанную часть одного из контактов вилки и закрепим ее гайкой.
Причеканим слегка нарезанную часть, чтобы гайка не отвернулась. В образованную таким образом оправу вставляем гален, только не непосредственно, а обернув предварительно часть, соприкасающуюся со стенками и дном держателя, в оловянную бумагу, употребляемую для заворачивания чаю или шоколаду, для того, чтобы не нажимать непосредственно на гален, который очень хрупок, особенно искусственный. Держатель с галеном примет вид фиг. 3.
Перейдем теперь к изготовлению второй части детектора — контакта. Возьмем вторую пластинку шириною в 6 мм и длиною в 30 мм, просверлим в ней три отверстия в 3 мм, как это показано на фиг. 4, и закруглим края напильничком, изогнем эту пластинку по фиг. 5 так, чтобы два отверстия пришлись друг против друга, а третье — внизу посредине, проденем в согнутую таким образом пластинку, в отверстие посредине, нарезанную часть одного из контактов вилки и закрепим ее гайкой.
Кончик нарезанной части зачеканим слегка, чтобы гайка не отвернулась. Эта часть примет вид, показанный на фиг. 6.
Обе латунные пластинки в 6 мм ширины и 15 мм длины будут просверлены у концов отверстиями в 3 мм и края закруглены, как показано на фиг. 7.
Для окончания нам нужно еще сделать пружину, которая и будет нажимать на гален. Для этого употребим проволоку, о которой мы говорили ранее. Сделаем пружину следующим образом. Намотаем проволочку на цилиндр диаметром приблизительно в 4 мм. Самым подходящим для этой намотки является обыкновенный железный гвоздь. Наматывание в виде спирали для большей упругости сделать особым образом, как показано на фиг. 8. Сделать сначала петлю для прикрепления пружинки, затем намотать спираль в 5—6 витков, приподнять продолжение проволоки кверху и пропустить конец внутрь спирали книзу так, чтобы кончик выходил на 4,5 мм ниже последнего витка спирали.
Приготовим еще из дерева, каучука, или другого твердого изолирующего материала цилиндрик диаметром в 6 мм, длиною в 20 мм. Просверлим в нем в центре по длине отверстие в 1,5 мм для того, чтобы потом навинтить его на один из винтиков в 2 мм диаметром.
Все части нашего контакта таким образом сделаны.
Остается нам теперь только собрать их.
В часть, показанную на фиг. 6, вставим одну из пластинок, показанных на фиг. 7, и проденем через отверстия, проделанные в этих двух частях, один из коротких винтиков, закрепим гайкой так, чтобы можно было образованный таким образом шарнир вращать с некоторым трением. Наружный кончик винтика зачеканим слегка, чтобы гайка не отвинтилась. Другую пластиночку фиг. 7 приставим к свободному концу прикрепленной только что пластиночки и проденем через отверстия второй короткий винтик, закрепим гайкой и также зачеканим слегка. В отверстие конца этой пластиночки вденем второй длинный винтик, на который наденем пружиночку так, чтобы острие ее было направлено книзу. Навернем теперь гаечку, чтобы прикрепить пружинку к пластинке; на нарезанную часть винтика навинтим деревянную или каучуковую втулку. В собранном виде контакт имеет вид, изображенный на фиг. 9.
Вынем оба гнезда штепселя из фарфоровой его части и ввинтим их в один из фланцев катушки, о которой говорилось во втором номере нашего журнала. Для этого просверлим в этом фланце два отверстия такого диаметра, чтобы можно было ввинтить туда с трением гнезда штепселя. Расстояние между отверстиями и их местоположение будет дано после при распределении всех частей нашего приемника. Все они будут находиться на фланце нашей катушки. Описанный детектор, хотя и простой по устройству, но обладает тем свойством, что можно, поворачивая шарнир контакта и контакт в гнезде, придавать тем самым вертикальное и горизонтальное движение, что необходимо для исследования всей поверхности кристалла.
Перейдем теперь к другой части нашего приемника, к телефону. Мы долго не будем останавливаться на этой части, так как изготовление телефона не под силу любителю. Скажем только, что для кристаллического детектора нужен телефон с сопротивлением от 500 до 1000 ом. Следовательно, обыкновенная телефонная трубка нам не подходит, так как сопротивление ее недостаточно. Можно, конечно, перемотать катушки электромагнитов телефона. Операция эта не сложна, но требует определенного умения обращаться с электрическими приборами, которого еще нет у начинающего радиолюбителя не-электротехника. Скажем только вскользь, что для получения нужного нам сопротивления необходима проволока в 0,05 мм длиною в 150—200 м. Читатель-электротехник может взяться за операцию перемотки катушек телефонной трубки. Для непосвященного же остается одно — приобрести нужную телефонную трубку в тресте слабого тока.
Телефонную трубку придется шунтировать постоянным конденсатором, который усилит мощность нашего приемника. Конденсатор этот очень просто сделать самому. Достанем пропарафинированной писчей бумаги в 50 мм ширины и в 250 мм длины. Таких кусков бумаги нужно будет три. Затем достанем два куска оловянной бумаги размером в 40 мм ширины и 250 мм длины. Если нельзя достать оловянную бумагу из одного куска длиною в 250 мм, то эту длину можно составить из двух или даже трех кусков, но для этого необходимо накладывать эти отдельные куски так, чтобы один кусок покрывал другой для контакта, чтобы все три куска или два, составляющие одну пластину конденсатора, были электрически соединены вместе.
Наложим один лист оловянной бумаги (или два или три, составляющие одно целое) на лист пропарафиненной бумаги плотно так, чтобы один край оловянной бумаги не доходил до края пропарафиненной, а другой переходил бы на 20 мм, как показано на фиг. 10.
Заштрихованная часть рисунка изображает собою поля, образуемые на бумаге. На оловянный лист кладут другой бумажный лист так, чтобы он прикрывал всецело первый бумажный лист. На него кладут второй оловянный лист так, чтобы край его выходил со стороны, противоположной первому. Затем третий лист пропарафинированной бумаги. Схематически положение бумаги и олова показано на фиг. 11.
Таким образом мы получим два выходящих края двух оловянных пластин. Положив собранные вместе бумажные и оловянные листы на какую-либо плоскую поверхность, просто на стол, положив под ними и на них пропускную бумагу, проведем слегка теплым утюгом, чтобы плотнее прижать друг к дружке все листы, дабы все образовало одно плотное целое. Согнем затем образованный плотный лист так, как показано на фиг. 12, чтобы оловянные выводы конденсатора выходили в разные стороны, и прижмем опять плотно образованный маленький четырехугольник, одна сторона которого будет иметь 50 мм.
В зависимости от числа изгибов, другой размер полученного четырехугольника будет различен.
Приготовим теперь деревянную пластинку из фанеры, размеры которой всецело будут зависеть от размеров нашего сложенного конденсатора, но одна сторона которого будет иметь 70 мм. Эта пластинка будет служить для того, чтобы прижать конденсатор к месту его прикрепления, которым будет, как мы уже сказали, фланец катушки. На выдающиеся два края оловянной бумаги ставятся два зажима, которые надо соединить с двумя гнездами телефона.
Чтобы закончить наш радио-приемник, нам нужно устроить так называемое заземление. Оно заключается в том, что один конец катушки соединяется с землей при помощи очень хорошего проводника. При устройстве антенны необходимо принять все меры к наилучшей изоляции, при устройстве же заземления как раз наоборот — необходимо, чтобы провода возможно лучше без препятствий касались земли, чтобы проходящая по проводу электрическая энергия непосредственно уходила в землю. Для этого провода соединяют непосредственно с землей или с какой-либо очень большой металлической массой. Если имеется возможность соединить провод непосредственно с землей, то это предпочтительнее. Выкапывают недалеко от антенны яму в 1 метр ширины, 2 метра длины и 50 сантиметров глубины. В эту яму опускают цинковый лист в 2 метра длины и 1 метр ширины, предварительно припаяв к краю его проволоку, отходящую от аппарата. Цинковый лист можно заменить другим металлическим медным или же проволочной оцинкованной сеткой. Такого рода заземление очень мало доступно в городе, где удобнее произвести заземление следующим образом. Припаивают проволоку заземления к батарее парового отопления или же к трубе или крану водопровода. Но в этом случае необходимо обратить внимание на то, чтобы отдельные части этой сети, как-то: трубы водопровода или элементы парового отопления — были хорошо соединены между собою металлически. Бывает, что труба, к которой припаивают проволоку заземления, короткая, и между ее фланцем и фланцем другой трубы находится прокладка, которая изолирует одну трубу от другой. В подобном случае заземление наше будет недостаточным, что отзовется на мощности получаемого концерта, а иногда оно может послужить причиной и совершенно отрицательных результатов. На это следует обратить самое серьезное внимание. Проволоку заземления, которая должна быть медной, следует навернуть на тщательно очищенную наждачной бумагой часть водопроводной трубы, крана или батареи парового отопления и запаять.
Водопроводную трубу не удастся запаять, если предварительно не выпустить из нее воды. Заземление играет весьма важную роль в радио-приемнике, нужно уделить ему особое внимание, так как от удачного его выполнения зависит в значительной степени мощность получаемых сигналов или звуков. Теперь, когда все части нашего радио-приемника изготовлены, соберем их.
Как мы уже сказали, детектор, гнезда для телефона и конденсатор будут находиться на одном фланце, — на фиг. 13 мы указываем их расположение.
Схема всех соединений указана на фиг. 14.
Любитель, тщательно выполнивший все части по данным нами указаниям, вне сомнения будет вознагражден за свою может быть иногда кропотливую, но весьма интересную работу. На такой радиоприемник он сможет принимать концерты ленинградской станции в радиусе до ста верст при антенне средних размеров. При более же длинной антенне, а особенно при очень высоко расположенной, расстояние это может доходить и до нескольких сот верст.
Мы говорим о ленинградских концертах, что не исключает возможности в окрестностях Москвы принимать московские концерты, так как наша катушка рассчитана так, что ее можно настроить на длину волны от 400 до 4000 метров.
В следующем номере "Друга Радио" мы дадим описание устройства более сложной, но зато и более чувствительной индукционной катушки, при помощи которой легче исключить из поля нашего слуха мешающие нам станции.
1) Более подробно о роли детектора см. № 2 «Друг Радио», статью инженера С. И. Зилитинкевича. (назад)