Н. и Б.
Кто из радиолюбителей не знает, что кристаллический детектор обладает свойством пропускать ток только в одном определенном направлении; выпрямляя переменный ток, вызванный в приемнике приходящими волнами, он дает им возможность воздействовать на телефон. Это таинственное свойство детектора известно сравнительно давно. Других качеств за ним не знали. Зато хорошо были известны его недостатки: неустойчивость, капризность, ненадежность (кого он не подводил во время радиоконцерта "на самом интересном месте"?!). И поэтому, с появлением катодной лампы, все симпатии оказались на стороне последней: она не только является вполне надежным детектором, но может еще служить усилителем и источником (генератором) незатухающих колебаний.
Работы О. Лосева показали, что и кристаллический детектор может тоже служить усилителем и генератором маломощных незатухающих колебаний. В наибольшей степени этими свойствами обладает детекторная пара: цинкит—уголь и цинкит—сталь. Приемник, в котором используются указанные свойства кристаллического детектора, и получил название "кристадин". Преимущество кристадина перед ламповым приемником заключается в простоте его устройства, дешевизне; он потребляет мало энергии, для его работы достаточно нескольких сухих элементов.
Конечно, в настоящее время кристадин не является серьезным конкурентом для лампы; он также ненадежен и капризен.
Но ведь кристадином только в самое последнее время заинтересовались; несомненно — кристаллич. детектор еще не сказал своего последнего слова. Для любителя тут открывается широкое поле для экспериментирования (производства опытов).
Усилительные и генерирующие свойства детектора об'ясняются тем, что он при известных условиях приобретает свойства отрицательного сопротивления.
Мы знаем, что чем больше обычное сопротивление цепи, в которой действует некоторая электродвижущая сила, тем меньше становится сила тока в этой цепи. При включении же тела, обладающего отрицательным сопротивлением, ток в цепи не уменьшается, а, наоборот, увеличивается; отрицательное сопротивление как бы уменьшает обычное сопротивление цепи.
Постараемся выяснить, что значит отрицательное сопротивление, на примере; правда, это сравнение будет далеко не точным, но многое оно нам уяснит.
Рис. 1. Характеристика детектора
Представим себе паровоз, тянущий за собой вереницу вагонов вверх по крутому уклону. Паровоз развивает некоторое усилие, а вагоны как бы оказывают сопротивление его действию.
Но представим себе, что в вереницу вагонов, которую тащит наш паровоз, мы включили еще один паровоз. Если машина на втором паровозе не работает, то этот последний только увеличит общую нагрузку, общее "сопротивление" вереницы вагонов. Если же наш второй паровоз сам развивает некоторое усилие, то он действует, как "отрицательное сопротивление": он берет на себя часть нагрузки, как бы уничтожая часть сопротивления; первому паровозу приходится теперь тащить меньшую нагрузку, поэтому эффект (действие), производимый первым паровозом при том же развиваемом им усилии окажется как бы усиленным.
Возможен и такой случай, когда усилие, развиваемое вторым паровозом, настолько велико, что он сам может взять на себя всю нагрузку поезда. В этом случае мы можем сказать, что его "отрицательное сопротивление" настолько велико, что оно уничтожило все сопротивление поезда. Поезд может пойти под влиянием одной только силы, развиваемой вторым паровозом. В этом случае второй паровоз уже действует не как усилитель действия первого паровоза, а как самостоятельный источник движения поезда.
Все, как видно, зависит от того режима, при котором находится второй паровоз; во всяком случае, для того, чтобы он действовал в качестве, "отрицательного сопротивления", его нужно снабжать энергией (т.-е., нужно нагревать его котел, "подкармливать" его дровами).
Точно также и детектор приобретает свойства отрицательного сопротивления только в том случае, если его "подкармливают" энергией от электрической батареи. Без такой добавочной батареи цинкитный детектор ведет себя как обыкновенное сопротивление; его включение в цепь в этом случае только увеличивает общее сопротивление цепи и, следовательно, ослабляет ток, текущий в цепи. Если же к зажимам цинкитного детектора присоединить батарею сухих элементов (около 12 вольт), то он приобретает свойства отрицательного сопротивления; меняя напряжение от этой батареи, можно установить ту или иную величину отрицательного сопротивления цинкитного детектора1).
Рис. 2. Детекторный усилитель высокой частоты
Обратимся теперь к рис. 2. где дана схема приемника с детекторным усилителем. В нижней части этого рис. мы имеем обыкновенный приемник: К2 — переключатель для настройки, К3 — переключатель связи детекторного контура, Д — любой детектор. Один зажим приемника присоединен к земле, другой не непосредственно к антенне, а через цинкитный детектор Г. Благодаря батарее, присоединенной к цинкитному детектору, его сопротивление становится отрицательным. Это отрицательное сопротивление уменьшает сопротивление приемника и антенны, и поэтому ток, вызванный в приемнике и его телефоне, окажется более сильным, чем в том случае, когда цинкитного детектора в антенне не было бы. Звуки в телефоне поэтому окажутся усиленными.
Для установки надлежащего напряжения служит потенциометр Р, который состоит из стержня, на который намотана голая проволока, обладающая большим сопротивлением; по проволоке скользит ползушка. Проволока присоединяется к части батареи; меняя положение ползушки мы меняем напряжение, приложенное к детектору. Если, передвигая ползушку потенциометра, мы установим настолько большое отрицательное сопротивление цинкитного детектора, что оно уничтожит все сопротивление цепи антенны и общее сопротивление цепи станет отрицательным, то детектор сам начнет возбуждать колебания в антенне. (При приеме радиотелефона этого следует избегать). В этом случае детектор является генератором незатухающих колебаний.
Рис. 3. Детекторный генератор высокой и низкой частоты
На рис. 3 дана схема, где цинкитный детектор может служить генератором незатухающих колебаний в одном из двух замкнутых колебательных контуров: C1L1, — контур высокой частоты, т.е., самоиндукция L1 и емкость конденсатора С1 подобраны т. о., что здесь могут возникнуть колебания высокой частоты; С2L2 — контур низкой — звуковой частоты. Если острие проволочки детектора находится на генерирующей точке кристалла (дело в том, что не все точки поверхности цинкита могут генерировать), переключатель К находится на верхнем контакте (см. рис.), а напряжение батареи таково, что отрицательное сопротивление детектора достаточно велико, то в контуре С2L2 возникают колебания низкой частоты, которые и могут быть услышаны, как некоторый музыкальвый тон, в телефоне Т, присоединенном к части катушки L2. При переводе рукоятки на нижний контакт, возникают колебания в контуре С1L1; эти колебания не могут быть непосредственно услышаны (ведь, ток высокой частоты не в состоянии вызвать звучание телефона).
Такой детекторный генератор колебаний высокой частоты может быть применен в качестве гетеродина для приема незатухающих колебаний.
Рис. 4. Регенеративный приемник на длинные волны
На рис. 4 дана схема однодетекторного приемника-гетеродина или, как иначе его называют, — регенеративного приемника. Как и в случае лампового регенеративного приемника (см. стр. 123), этот приемник может по желанию служить для приема и усиления затухающих станций и радиотелефона или для приема незатухающих телеграфных станций по методу биений. В ламповом регенеративном приемнике одна и та же лампа усиливает токи высокой частоты и детектирует их, — тут эту же роль играет цинкитный детектор. В обоих этих приемниках все дело сводится к уменьшению сопротивления антенны.
Для приема радиотелефона и искровых телеграфных станций надо потенциометр P установить так, чтобы его отрицательное сопротивление не совсем нейтрализовало (уничтожило) сопротивление антенны. В этом случае цинкитный детектор Г, как мы уже знаем, служит усилителем приходящих колебаний высокой частоты; выпрямленый тем же детектором ток проходит через телефон T, в который и можно слушать передачу.
Для приема незатухающих радиотелеграфных станций передвигают ручку потенциометра P, пока отрицательное сопротивление детектора не возрастет настолько, что в антенне возникнут собственные колебания. Конденсатор С1 устанавливают таким образом, чтобы частота этих колебаний немногим отличалась от частоты приходящих колебаний. Эти два колебания, складываясь, вместе дают биения; выпрямленные детектором они дают в телефоне некоторый тон.
Рис. 5. Регенеративный приемник на короткие волны
Схема, изображенная на рис. 5, аналогична предыдущей, только она предназначена для приема коротких волн. В этом случае, как показал опыт, для получения устойчивых колебаний необходимо присоединить к зажимам детектора добавочный конденсатор С3.
Рис. 6. усилитель низкой частоты
Усилитель низкой частоты. Схема дана на рис. 6. В цепь цинкитного детектора Г включена обмотка трансформатора, вторая обмотка которого приключается к любому приемнику на место телефона; усиление, получаемое при этой схеме, незначительно.
Рис. 7. Схема, аналогичная схеме рис. 4
Схема рис. 7 и 8 аналогичны схеме рис. 4; это одна из первоначальных схем, предложенных О. В. Лосевым. Схема рис. 8 предназначена для работы с низкоомным телефоном, схема рис.7 — с высокоомным.
Рис. 8. Схема, аналогичная схеме рис. 4 — для низкоомного телефона
Цинкитный прерыватель (рис. 9) — для приема радиотелеграфных станций незатухающих колебаний. Здесь детектор генерирует колебания низкой частоты, которые оказывают тиккерное действие (см. ниже) на приходящие колебания — в телефоне при этом слышен музыкальный тон.
Рис 9. Цинкитный прерыватель
Во всех приведенных схемах последовательно с батареей включено сопротивление ρ (на некоторых чертежах оно обозначено буквой R). Без него не могут получиться устойчивые колебания. Оно должно обладать также возможно большей самоиндукцией и малой внутренней емкостью.
1) Лица, умеющие разбираться в графиках и имеющие достаточные познания в электротехнике, могут все
это уяснить себе из рис. 1, где дана характеристика контакта цинкит-сталь. На участке