Что такое детекторный радиоприемник. Как работает классическая схема ДРП. Какие существуют способы модернизации и улучшения ДРП. Как собрать громкоговорящий детекторный приемник. Можно ли использовать ДРП в качестве источника энергии.
История создания и развития детекторных радиоприемников
Детекторный радиоприемник (ДРП) является одним из старейших типов радиоприемных устройств. Его появление тесно связано с зарождением радиотехники в начале XX века.
Первые детекторные приемники появились в 1906-1908 годах, вскоре после изобретения радио. Ключевую роль в их создании сыграли следующие ученые и изобретатели:
- Александр Степанович Попов — российский физик, один из пионеров радиосвязи
- Гульельмо Маркони — итальянский радиотехник, получивший патент на беспроводной телеграф в 1897 году
- Петр Николаевич Рыбкин — ассистент А.С. Попова, впервые применивший в радиоприемнике высокоомные телефоны в 1899 году
В 20-40-х годах XX века детекторные приемники получили широкое распространение среди радиолюбителей благодаря простоте конструкции и отсутствию необходимости в источниках питания. Это сделало их доступными для самостоятельного изготовления.
Принцип работы классического детекторного радиоприемника
Как устроен и работает классический детекторный радиоприемник? Рассмотрим основные элементы его схемы и их назначение:
Антенна и заземление
Антенна служит для приема радиоволн из эфира. Чем длиннее антенна, тем больше энергии она может принять. Заземление выполняет роль противовеса антенны и улучшает прием сигнала.
Колебательный контур
Состоит из катушки индуктивности и конденсатора переменной емкости (КПЕ). Контур позволяет настроиться на частоту нужной радиостанции, выделив ее сигнал из всего спектра принимаемых волн.
Детектор
В качестве детектора используется полупроводниковый диод. Он преобразует высокочастотные колебания в низкочастотный звуковой сигнал. В классических схемах применялись германиевые диоды Д2, Д18, Д20.
Головные телефоны
Служат для преобразования электрического сигнала в звук. Используются высокоомные телефоны (ТОН-2, ТАГ-1 и др.) с сопротивлением катушки не менее 2000 Ом.
Недостатки классической схемы детекторного приемника
Несмотря на простоту, классическая схема ДРП имеет ряд существенных недостатков:
- Низкая чувствительность и избирательность
- Малая громкость звучания
- Искажения звука из-за несовершенства детектора
- Узкий диапазон воспроизводимых частот (300-3500 Гц)
- Необходимость в длинной наружной антенне
Эти недостатки ограничивают возможности применения классических ДРП в современных условиях. Поэтому радиолюбители постоянно работают над усовершенствованием схемы.
Способы модернизации детекторного радиоприемника
Как можно улучшить характеристики детекторного приемника? Рассмотрим основные направления модернизации:
Применение более эффективной антенны
Использование магнитной антенны на ферритовом стержне вместо обычного провода позволяет уменьшить габариты приемника и повысить избирательность.
Оптимизация входных цепей
Согласование сопротивлений антенны, колебательного контура и детектора с помощью конденсатора связи повышает эффективность передачи сигнала.
Применение диодного моста
Замена одиночного диода на диодный мост позволяет использовать энергию обоих полупериодов сигнала, увеличивая громкость.
Использование динамика вместо наушников
Подключение динамической головки через согласующий трансформатор обеспечивает большую громкость и лучшее качество звука.
Добавление транзисторного усилителя
Усилитель на одном транзисторе, питаемый от продетектированного сигнала, существенно повышает громкость без использования батарей.
Громкоговорящий детекторный радиоприемник
Объединив все перечисленные улучшения, можно создать громкоговорящий ДРП, значительно превосходящий по характеристикам классическую схему. Как его собрать?
Схема усовершенствованного ДРП
Основные элементы схемы:
- Магнитная антенна на ферритовом стержне
- Конденсатор связи для согласования
- Диодный мост на диодах Д310
- Согласующий трансформатор
- Динамическая головка 6ГД-3
Сборка и настройка
Процесс сборки громкоговорящего ДРП включает следующие этапы:
- Намотка катушки на ферритовом стержне
- Подбор оптимальной емкости конденсатора связи
- Сборка диодного моста из четырех диодов
- Подключение согласующего трансформатора
- Настройка приемника на мощную радиостанцию
Результаты модернизации
Какие преимущества дает усовершенствованная схема ДРП?
- Напряжение на выходе приемника увеличивается до 2-5 В
- Обеспечивается громкое и качественное звучание через динамик
- Расширяется диапазон воспроизводимых частот (100-10000 Гц)
- Уменьшаются габариты за счет компактной магнитной антенны
Детекторный приемник как источник энергии
Может ли детекторный приемник служить источником электрической энергии? Оказывается, модернизированный ДРП способен вырабатывать небольшое количество энергии «из воздуха».
Принцип работы
ДРП преобразует энергию мощных радиостанций в постоянный ток. При настройке на самую сильную станцию в регионе можно получить напряжение 2-5 В при токе до нескольких миллиампер.
Области применения
Где можно использовать энергию, вырабатываемую детекторным приемником?
- Питание светодиодных светильников
- Подзарядка аккумуляторов и батареек
- Питание маломощных электронных устройств
- Электролиз воды для получения «серебряной воды»
Ограничения
Какие факторы ограничивают применение ДРП в качестве источника энергии?
- Зависимость от наличия мощных радиостанций
- Небольшая выходная мощность (единицы милливатт)
- Нестабильность параметров во времени
Перспективы развития детекторных радиоприемников
Несмотря на простоту конструкции, детекторные приемники продолжают развиваться. Какие направления совершенствования ДРП наиболее перспективны?
Применение новых материалов
Использование высокодобротных катушек и высокочувствительных диодов позволяет повысить эффективность приема слабых сигналов.
Интеграция с цифровыми технологиями
Объединение ДРП с микроконтроллерами открывает возможности для создания «умных» энергонезависимых радиоприемников.
Развитие энергосберегающих технологий
Совершенствование схем позволит использовать ДРП для питания маломощных IoT-устройств от энергии радиоволн.
Таким образом, детекторные радиоприемники, пройдя долгий путь развития, сохраняют свою актуальность и в наши дни. Их простота, надежность и способность работать без источников питания делают их незаменимыми в определенных областях применения.
Детекторный радиоприемник
Исполнитель: учащийся 9А класса
Львов Андрей Олегович |
- Скачать реферат одним файлом
Словарь сокращений и обозначений
А — Ампер, единица измерения силы тока.
В — Вольт, единица измерения
напряжения.
Вт – Ватт, единица измерения мощности.
Гн – Генри, единица измерения
индуктивности.
ДРП – детекторный радиоприемник.
Др.- другие.
КПД – коэффициент полезного действия.
УГО – условное графическое обозначение.
Ф — Фарада
ЭАП — электроакустический преобразователь.
Е — напряженность электрического поля радиостанции в месте приема.
m — коэффициент модуляции.
Q — добротность колебательного контура.
W – мощность.
Введение
В настоящее время известно множество типов радиоприемников: детекторный, прямого усиления, регенеративный, сверхрегенеративный, супергетеродинный и прямого преобразования. Из перечисленных, детекторный радиоприемник (далее по тексту — ДРП), имеет наихудшую чувствительность и селективность, но, несмотря на невысокие параметры, он представляет интерес для начинающих радиолюбителей и специалистов.
Простота конструкции, недефицитность деталей и отсутствие источников
питания (именно поэтому ДРП изучается в средних учебных заведениях
в наше время) способствовали его популярности в 20-40гг 20в.
Дадим
определение ДРП: это приемник, работающий за счет энергии радиоволн
и не имеющий усилителя. Следует заметить, что приемник прямого усиления
– это тот же детекторный с каскадами усиления сигнала низкой частоты.
Рис.1. Типовая схема ДРП
Существует два основных варианта классических схем ДРП. Первый вариант изображен на рис.1. Второй вариант отличается от первого только тем, что детекторный диод подключен не к части контура, а к контуру полностью.
1.1. Функциональная схема ДРП
Рис. 2. Функциональная схема классического ДРП.
Радиотракт включает в себя входные цепи приемника: антенна, заземление,
колебательный контур. Детектор — каскад детектирования на точечном
диоде и сглаживающий конденсатор С2.
Электроакустический преобразователь
(ЭАП) служит для преобразования электрического сигнала в звуковой.
В качестве ЭАП используются: наушники, электродинамические громкоговорители
(«динамики»).
1.2. Принцип работы ДРП
Настроив контур на частоту принимаемой радиостанции, выделяем высокочастотный
АМ — сигнал. Частота его колебаний велика (более 100 кГц), и в наушниках
он слышен не будет. Сигнал нужно продетектировать (преобразовать ВЧ
электрические колебания, в колебания НЧ). Для этого служит диод VD
1 (рис.1). Он обладает свойством проводить ток только в одном направлении,
от анода, обозначенного треугольником, к катоду. Положительные полуволны
колебаний в контуре вызовут ток через диод, а отрицательные закроют
его, и тока не будет. При отсутствии конденсатора C 2 через наушники
будет протекать пульсирующий ток.
2. Компоненты ДРП
2.1. Колебательный контур
Классическая схема ДРП изображена на рис. 1. Она повторяется во многих
популярных книжках и журналах. Антенна WA 1 и заземление присоединены
к колебательному контуру (катушка L 1 и КПЕ C 1). Колебательный контур
служит для выделения из всей массы принимаемых сигналов лишь одного,
желаемого. Если частота сигнала совпадает с частотой настройки контура,
напряжение на нем максимально.
Для настройки в пределах диапазона изменяют
емкость (используют КПЕ), для переключения диапазонов изменяют индуктивность
катушки L 1.
2.2. Диод
По применению полупроводниковые диоды разделяются на группы: выпрямительные, высокочастотные, туннельные и некоторые другие (рис.2).
Рис. 3. Диоды.
В качестве полупроводникового материала в диодах используется германий, кремний и арсенид галлия (в туннельных диодах).
Первые диоды стали известны с начала 20в (1906-1908 гг). Тогда же
и появились первые ДРП. В 20-40гг 20в радиолюбители изготавливали детекторные
диоды из кристаллов цинкита или пирита. В России пионерные работы по
диодам проводил О.Лосев, который помимо детекторных диодов изготовил
и первые светодиоды (он наблюдал свечение кристалла карборунда при
подключении к нему батареи питания).
В классических ДРП используются
германиевые диоды Д2, 18,20, как самые дешевые и широко распространенные.
2.3. Конденсаторы
В классической схеме ДРП два конденсатора. С1 – переменный керамический или воздушный, предназначен для настройки приемника на частоту радиостанции (5-300 пФ). С2 нужен, чтобы убрать ВЧ – составляющую и повысить качество звука (2000 – 6800 пФ).
2.4. Головные телефоны
В России первым в приемнике высокоомные головные телефоны использовал П.Н.Рыбкин в 1899 г. За рубежом работами по усовершенствованию ДРП в эти же годы занимался Г.Маркони.
Последний элемент разбираемой схемы ДРП – головные телефоны. Для ДРП
подходят только высокоомные телефоны (ТА-4, ТОН-2, ТОН-2М, ТАГ-1, ТГ-1),
абсолютно не подходят низкоомные или наушники от плейера.
Параметры
некоторых из них приведены в Приложении 1.
Для телефонов ТОН-2 сопротивление на частоте 1000 Гц составляет 12000 Ом. Минимальная амплитуда сигнала 1000 Гц, слышимая человеком в наушниках ТОН-2 составляет 5 мВ. В классическом ДРП амплитуда сигнала на наушниках достигает 20 мВ (достаточно громко и разборчиво слышна речь и музыка), что соответствует электрической мощности 0,02 мкВт.
3. Недостатки классической схемы детекторного приемника
а) Для согласования сопротивлений колебательного контура и диода используется катушка связи (обычно 1/5-1/10 от числа витков катушки).
Следовательно, на диод поступает ВЧ напряжение в 5-10 раз меньшее, чем наводится в контуре, то есть, с большими потерями мощности (в 25-100 раз).
б) Используется энергия одного полупериода сигнала.
в) Головные телефоны сильно искажают сигнал и имеют низкий КПД (из-за металлической мембраны). Головные телефоны малоэффективны при работе на низких частотах, из-за жесткой мембраны не работают на высоких звуковых частотах. Рабочий диапазон частот наушников 300-3500 Гц. Получить качественный звук в этом случае просто невозможно.
4. Применение классического ДРП.
ДРП, выполненный по классической схеме, и в наше время находит применение
для: настройки радиолюбительских передатчиков и настройки передатчиков
систем электронного дистанционного управления. В любительской литературе
описано успешное применение ДРП для поиска маломощных шпионских закладок
(в просторечии именуемых «жучками»). В этих случаях нагрузкой ДРП работает
микроамперметр постоянного тока на 10-100 мкА, шунтированный конденсатором.
5. Совершенствование ДРП
Если посмотреть на функциональную схему ДРП, можно прийти к следующим выводам: классическая схема свои возможности усовершенствования исчерпала. Кардинальное улучшение параметров ДРП возможно при полной переделке всех функциональных узлов ДРП, собранного по классической схеме.
5.1. Громкоговорящий ДРП
Добиться увеличения громкости и улучшения качества сигнала можно модернизацией
всех узлов классического ДРП. В качестве колебательного контура выступает
катушка индуктивности на ферритовом стержне. Эта катушка имеет межвитковую
емкость, а настройка на радиостанцию производится перемещением катушки
на сердечнике. Более оптимальное согласование детектора с контуром
производится конденсатором связи С1 (сопротивление контура сотни килоом,
а детектора 5-20 кОм).
Замена одного диода диодным мостом позволяет
увеличить громкость ЭАП, так как теперь в ДРП используется энергия
обоих полупериодов ВЧ сигнала. Диодный мост выполнен на диодах типа
Д310, так как у них меньше сопротивление и меньше потери, чем у диодов
Д2, 18, 20.
Рис.4 Прибор для выбора детекторного диода
О качестве диода позволяет судить параметр — «прямой ток при напряжении 1 В», чем он больше, тем лучше.
Рис.5 Усовершенствованный классический ДРП
В качестве ЭАП используется динамик мощностью 1-8 Вт и сопротивлением
катушки 4-8 Ом. Для согласования сопротивлений детектора и ЭАП служит
понижающий трансформатор (~220 В/9-12 В). Для увеличения отдачи динамик
устанавливается на отражательный экран. Модернизированный ДРП дает
выигрыш по мощности относительно классической схемы ДРП в 140-400 раз.
5.2. Применение модернизированного ДРП.
Улучшенный ДРП является практически вечным источником бесплатной энергии «из воздуха». Он питает светильник на сверхъярком светодиоде (белом или желтом) и способен подзарядить аккумулятор, часовую батарейку или пальчиковую (типа АА или ААА) из будильника или пейджера. Он может найти применение в местах, где нет электричества, например, в коллективных садах (в доме и овощной яме), в горах. Если от него запитать светильник на сверхъярком красном светодиоде (2-10 кд), он заменит медицинский аппарат светотерапии «Дюна-Т». Также от него можно питать «серебряный ионатор» — прибор для серебрения воды.
Рис.6 ДРП – источник электрической энергии.
Накопительный конденсатор С2 рассчитан на рабочее напряжение 25-60
В при минимальном токе утечки.
Приемник настраивается на самую мощную
СВ или ДВ радиостанцию в этом регионе.
5.3. ДРП, питаемый «свободной энергией поля»
Для более полного использования энергии несущей, модернизированный ДРП дополняется каскадом усиления на германиевом транзисторе. И данный приемник работает громче. Теперь он стал приемником прямого усиления.
Рис.7 ДРП (приемник прямого усиления) с увеличенным КПД.
Транзистор в усилителе приемника низкочастотный и маломощный: МП39-42. Сигнал ЗЧ на базу подается через разделительный конденсатор С3. ЭАП приемника состоит из динамика ВА1, включенного через согласующий трансформатор Т1.
Настройка этого приемника сводится к настройке входного контура
на частоту мощной радиостанции и одновременной подстройке емкости
С1, а затем подбору сопротивления R 1 по максимальной громкости звучания.
6. Экспериментальная часть
6.1. Сборка и наладка модернизированного ДРП.
Для собранного по рис.5 модернизированного ДРП и настроенного перемещением катушки по стержню на радиостанцию «Радио России» (длина волны 260 кГц – диапазон ДВ) вольтметр на выходе приемника показал напряжение 0,25 В. После согласования сопротивлений контура и детектора согласующим конденсатором вольтметр показал 2,35 В. Затем был подключен ЭАП: динамик 6ГД-3. Полоса воспроизводимых частот 6ГД-3: 100-10000 Гц. Громко и с высоким качеством слышна музыка и речь. Антенна: медный провод диаметром 0,5 мм и длиной 8 метров. В качестве заземления использована батарея центрального отопления. Если вместо ЭАП включали сверхъяркий желтый светодиод, то наблюдали его яркое свечение!
Таким образом, все мои предположения подтвердились.
Улучшенный ДРП
может работать в качестве практически вечного источника энергии.
Громкость звучания этого приемника можно дополнительно увеличить
при использовании рупора, установленного на ЭАП.
При замене ДВ катушки на более высокодобротную на выходе приемника было получено напряжение 5,30 В и громкость приемника значительно возросла. Дальнейшее увеличение громкости приемника можно получить за счет применения более эффективной антенны.
6.2. Сборка и наладка ДРП с каскадом усиления на транзисторе (питаемый энергией электромагнитной волны).
Приемник собранный по рис.7 работал значительно громче, чем модернизированный
ДРП. И это естественно, так как транзисторный усилитель НЧ питается
постоянной составляющей сигнала, а она в 3-10 раз выше, чем НЧ составляющая,
вдобавок транзистор усиливает слабый НЧ сигнал.
Приложение
Таблица 1 Электрические параметры высокоомных телефонов типа ТОН-2
Основные параметры |
Значение параметра |
Модуль полного электрического сопротивления переменному току одного телефонного капсюля на частоте 1000 Гц, не менее, Ом |
6000 |
Неравномерность частотной характеристики отдачи капсюля в диапазоне частот 300-3000 Гц, не более, дБ |
35 |
Таблица 2 Электрические параметры детекторных диодов
Тип диода
|
Назначение |
Среднее значение выпрямленного тока, мА |
Прямой ток при напряжении 1 В, мА |
Обратный ток не более, мА (при напряжении, В) |
Наибольшее допустимое обратное рабочее напряжение, В |
Наименьш. |
Д2А |
Выпрямление переменных напряжений |
50 |
>50 |
0,25 (7) |
10 |
15 |
Д310 |
Импульсный |
500 |
>500 |
0,02 (20) |
— |
— |
амплитуда обратного
пробивного напряжения , В * Диоды Д2 предназначены для работы в различных схемах.
Оформлены в стеклянном корпусе. Предельная рабочая частота 150
МГц при температуре окружающей среды от –60 до +70 О С. Емкость
между выводами при обратном напряжении на диоде – 1 пФ.
Таблица 3 Параметры громкоговорителей
Тип громкоговорителя |
Отдача, Па |
Треб. W сигнала для громкости 60дБ, мВт |
0,025ГД-2 |
0,075 |
3,6 |
0,05ГД-1 |
0,15 |
1,8 |
1ГД-5, 1ГД-28, 1ГД-36 |
0,2 |
1,0 |
1ГД-4, 3ГД-1, 4ГД-5 |
0,3 |
0,45 |
5ГД-1, 6ГД-1, 6ГД-3 |
0,4 |
0,25 |
8ГД-1 РРЗ |
0,45 |
0,2 |
Словарь терминов
АНТЕННА (от лат.
antenna — мачта, рей), в радио — устройство,
предназначенное (обычно в сочетании с радиопередатчиком или радиоприемником)
для излучения или (и) приема радиоволн.
ДИОД [от ди… и (электр)од ], 2-электродный электровакуумный, полупроводниковый или газоразрядный прибор с односторонней проводимостью. Применяется в электро- и радиоаппаратуре для выпрямления переменного тока, детектирования, преобразования частоты, переключения электрических цепей.
ЗАЗЕМЛЕНИЕ, устройство для электрического соединения с землей
аппаратов, машин, приборов и др.; предназначено для защиты от опасного
действия электрического тока, а в ряде случаев для использования
земли в качестве проводника тока или одного из плеч несимметрического
вибратора (антенны).
КОНДЕНСАТОР электрический, система из двух или более подвижных или неподвижных электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (бумагой, слюдой, воздухом и др.). Обладает способностью накапливать электрические заряды. Применяется в радиотехнике, электронике, электротехнике и т. д. в качестве элемента с сосредоточенной электрической емкостью.
ПИРИТ – медный минерал (в основном содержащий дисульфид меди)
СЕЛЕКТИВНОСТЬ (избирательность) радиоприемника, его способность выделять полезный радиосигнал на фоне посторонних электромагнитных колебаний (помех). Параметр, характеризующий эту способность количественно. Наиболее распространена частотная селективность.
ТРАНЗИСТОР (от англ.
transfеr — переносить и резистор), полупроводниковый
прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических
колебаний, выполненный на основе монокристаллического полупроводника
(преимущественно из кремния или германия), содержащего не менее
трех областей с различной — электронной и дырочной — проводимостью.
ТРАНСФОРМАТОР (от лат. transformo — преобразую), устройство для преобразования каких-либо существенных свойств энергии (напр., электрический трансформатор, гидротрансформатор).
Именной указатель
Лосев Олег Владимирович (1903-42), российский радиофизик. Создал
(1922) полупроводниковый радиоприемник (кристадин). Открыл ряд
явлений в кристаллических полупроводниках («свечение Лосева», фотоэлектрический
эффект и др.
).
Маркони Гульельмо (1874-1937), итальянский радиотехник и предприниматель. С 1894 в Италии, а с 1896 в Великобритании проводил опыты по практическому использованию электромагнитных волн; в 1897 получил патент на изобретение способа беспроводного телеграфирования. Организовал акционерное общество (1897). Способствовал развитию радио как средства связи. Нобелевская премия (1909, совместно с К. Ф. Брауном).
Поляков Владимир Тимофеевич – известный советский и российский радиотехник, специалист по радиоприемным устройствам
Попов Александр Степанович (4 (16) марта 1859, пос. Турьинские
Рудники Верхотурского уезда Пермской губернии, ныне Краснотурьинск
Екатеринбургской области – 31 декабря 1905 (13 января 1906), Санкт-Петербург),
российский физик и электротехник, один из пионеров применения электромагнитных
волн в практических целях, в том числе для радиосвязи.
Рыбкин Петр Николаевич – ассистент А. С. Попова, первый использовал в радиоприемнике высокоомные телефоны.
- Скачать реферат одним файлом
Схемы детекторных приемников, самодельные радиоприемники
Детекторные приемники для УКВ (FM) диапазона
Понятие детекторный приемник прочно ассоциируется с громадными антеннами и радиовещанием на длинных и средних волнах. В публикуемой статье автор приводит экспериментально проверенные схемы детекторных УКВ приемников, предназначенных для прослушивания передач УКВ ЧМ станций. Сама возможность …
8 22456 0
Делаем детекторный приемник более совершенным
Детекторный радиоприемник… Многие десятилетия он является одной из первых самостоятельных конструкций, выполняемой начинающими радиолюбителями. С него начинается знакомство с интересным миром радиоприемных устройств.
Он позволяет юным энтузиастам радиотехники проводить разнообразные и …
2 6920 0
Детекторный приемник с симметричным мостовым УНЧ При экспериментах с различными детекторами и усилителями было бы удобнее подсоединять усилитель только двумя проводниками, а не тремя, как в предыдущей конструкции. Раздумья на эту тему привели к разработке еще одного приемника с мостовым усилителем, «дважды балансного», как он был в…
0 3944 0
Схема детекторного приемника с мостовым УНЧ и питанием от радиоволн Увеличить напряжение питания до необходимого позволяет двух-полупериодный детектор-выпрямитель с удвоением напряжения. Искажения на пиках при этом должны снизиться, а для того чтобы совсем симметрично нагрузить диоды детектора и еще уменьшить искажения, было решено построить усилитель по…
1 4479 0
Детекторный приемник с двухтактным усилителем на транзисторах
Но вернемся к вопросу громкоговорящего приема одной мощной станции и посмотрим, нельзя ли сделать усилитель более эффективным.
Анализ работы детектора приводит к заключению, что усиливать надо не напряжение продетектированного сигнала ЗЧ, а главным образом ток, поскольку амплитуда ЗЧ и так на пиках…
0 3699 0
Питание детекторного приемника полем мощных станций Энергию радиосигнала мощной радиостанции можно использовать не только для усиления ее собственного продетектированного звукового сигнала, но для приема сигналов других, менее мощных станций. Схема такого устройства, разработанного Ю. Прокопцевым , показана на рис. 1. По сути, оно состоит из двух…
0 4078 0
Схема усовершенствованого детекторного приемника с усилителем
Собственно приемник содержит входной контур, образованный емкостью антенны и катушкой L1, подстроечный конденсатор связи С1 и детектор на германиевых высокочастотных диодах (любого типа) VD1, VD2. Использована средневолновая катушка стандартной магнитной антенны от любого приемника, настройка.
..
4 4768 0
Детекторный приемник с усилителем питающимся от энергии волн Совершенно ясно, что громкоговорящие детекторные приемники получают энергию для своей работы только из эфира — эта энергия является частью энергии радиопередатчика и переносится в точку приема радиоволнами. Поскольку, будучи излученной, она уже не зависит от передатчика и существует…
1 6142 0
Двухполупериодный детектор на комплементарных транзисторах
Дальнейшим развитием идеи был переход к двухполупериодному детектору на транзисторах разного типа проводимости (рис. 1). Очень хорошо (даже на УКВ) в нем работали германиевые СВЧ транзисторы ГТ311 и ГТ313. Двухполупериодный детектор не требует гальванической связи с источником сигнала, поэтому …
0 6245 0
Ключевые детекторы в детекторных радиоприемниках
Значительный «прорыв» в области усовершенствования AM детекторов сделали М.
Балашов и В. Беляков]. Они совсем отказались от диодов, заменив их управляемыми транзисторными ключами. Схема ключевого транзисторного детектора показана на рис. 1а. Она напоминает схему преобразователя…
2 4040 1
1 2 3
| В то время как беспроводная телеграфия далека от философии и традиций индусов, для целей сравнения будет уместно процитировать древнюю традицию индуистских жрецов, которая отчетливо и понятно изображает гигантские потери, существующие при беспроводной телеграфной передаче, с особым учетом бесконечно малого количества энергии, полученной на беспроводной приемной станции, с помощью которой можно привести в действие детектор. Индусы со всеми их глубокими философскими умозаключениями так и не смогли определить возраст Земли более определенно, чем наши геологи и ученые сегодня.  Но у них был очень хороший пример, на котором можно было прожить практическое представление об этом огромном отрезке времени. Сказали они: Предположим, что у нас есть мраморный куб высотой 1 миля, шириной 1 миля и длиной 1 миля. Предположим также, что дама в шали посещает этот мраморный куб раз в сто лет (вероятно, не одна и та же дама) и что она один раз касается мрамора своей шалью. Со временем, конечно, мрамор стерся до размера горошины, и тот, кто может вычислить продолжительность времени в годах, необходимого для этого, знал бы возраст Земли. И индусы называли этот период времени одним маркальпером, а фактический возраст нашей планеты как один маркальпер, умноженный на один маркальпер. Это скромная маленькая история, которая может помочь в сравнении с тем, чтобы внушить непрофессионалу кое-что об огромных потерях энергии, происходящих при передаче радиосигналов на большие расстояния. Мы не будем исчерпывающе рассматривать или даже пытаться в настоящем обсуждении эффективности беспроводной передачи для любого заданного условия или набора условий, а приведем пример количества энергии, используемой при типичном трансокеанском или транс-океаническом континентальной радиостанции, и тот, который поступает на приемную станцию, может светиться.  Мы легко можем предположить, что мощность, излучаемая передающей станцией на расстоянии 3000 или 4000 миль, составляет 50 кВт. или 50000 Вт. Принимая во внимание, что ватт равен 1 вольту, умноженному на 1 ампер, и что считается отличным, когда на приемной станции регистрируется 20 микроампер или около 0,01 микроватта, с помощью которых можно активировать детектор, тогда у нас есть некоторое представление о том, насколько важен радиодетектор, и у нас есть аналогия в определенной степени с философией индусов, упомянутой выше. С 50 кВт. используется в радиопередатчике и принимается всего 0,01 микроватт, мы находим, что это всего лишь один пятитриллионная (1/5 000 000 000 000) отправленной энергии. Прежде чем покинуть этот пункт, следует упомянуть, что 10 микроампер (1 микроампер равен одной миллионной ампера) считается слабым сигналом, а 20 микроампер принимаемого тока — сильным сигналом. С технической точки зрения, радиодетекторы обычно оцениваются по количеству электрической энергии в эрг , необходимой для их срабатывания.  | |
| Он представлял собой просто изолированную рукоятку, на которую была установлена гибкая металлическая петля, а на торцевых концах находились искровые наконечники или шарики, которые можно было разделить или сблизить с помощью микрометрического резьбового соединения, как показано на рисунке. На коротких расстояниях, таких как лабораторные испытания на расстоянии более нескольких сотен футов, резонатор с искровым разрядником оказался успешным и показал Генриху Герцу путь к его важным выводам, на которых в значительной степени основан беспроводной телеграф, который мы знаем сегодня.  Зазор регулируется во время использования до тех пор, пока крошечные искры не будут проходить между точками каждый раз, когда передающий ключ нажимается. | |
| Металлические опилки определенных и точных пропорций, найденных в результате длительных экспериментов (по методу профессора Э. Бранли из Франции), помещают внутрь вакуумированной стеклянной трубки, как показано на рисунке.  Переносится на стержне из слоновой кости. В норме и до прихода беспроволочного импульса от передающей станции опилки лежат в трубке неплотно и сопротивление когерера очень велико, из-за чего реле остается нейтральным. Когда поступает беспроводной сигнал, ток, наведенный в антенне, проходит через когерер на землю и заставляет мельчайшие металлические опилки (обычно смесь никеля и серебра) «сцепляться» или слипаться. Это приводит к значительному снижению сопротивления когерера и позволяет достаточному току батареи проходить через него и, таким образом, замыкать якорь реле. Одновременно замыкается цепь декогерера или ответвителя, а в конечных радиоприемных устройствах этого типа, разработанных Маркони, в цепь подключался еще и магнитофон Морзе, на котором записывались поступающие точки и тире, которые затем оператор мог расшифровать в досуг. Более того, велась постоянная запись каждого полученного сообщения в этом случае, что зачастую имеет первостепенное значение, особенно в военно-морской работе.  Когерер, однако, имел несколько недостатков, заключавшихся в том, что он был не очень чувствительным и его было трудно настроить. Он часто терял регулировку, во многих случаях, через минуту или две после того, как его отрегулировали или установили. | |
 Модификация этого устройства, впервые использованная г-ном Х. Гернсбаком, заключалась в замене железного и угольного электродов полированными углеродными гранулами. Эти детекторы использовались с телефонной трубкой и батареей (один сухой элемент). Они обладают способностью автоматически устанавливать декогерентность и, таким образом, всегда готовы принять следующий сигнал после прекращения действия предыдущего. Их сопротивление падает при получении сигнала. | |
 В этой точке также размещается небольшой трансформатор, содержащий первичную и вторичную катушки. Через первичную катушку проходит антенный ток, индуцированный входящей электромагнитной волной, а ко вторичной катушке подключена пара телефонных трубок с низким сопротивлением. Из приведенного выше объяснения очевидно, что при каждом входящем сигнале в телефонах будет слышен звук, поскольку волновые токи Герца, обтекающие первичную катушку, вызывают частичное прекращение или уменьшение эффекта гистерезиса, создаваемого в движущейся железной проволоке. группа. | |
 Этот детектор был более или менее правильно назван сухим электролитическим детектором , и предполагается, что его действие зависит от того факта, что приходящее колебание усиливает противоэлектродвижущую силу, создаваемую ячейкой (электрохимическое действие из-за свинца). пара пероксид свинец-платина) и который противодействует приложенному току батареи (около 1,5 вольта), заставляя детектор увеличивать свое эффективное сопротивление. Это приводит к падению тока в телефонной цепи; как только колебание прекращается, ток телефона увеличивается. | |
 Фессендену (1903 г.) и В. Шлёмильху (1903 г.). Действие этого детектора основано на том факте, что если очень тонкую платиновую проволоку диаметром в несколько десятитысячных дюйма частично погрузить в раствор кислоты (например, в раствор, состоящий из пяти частей воды). и одна часть азотной кислоты), что входящий ток волны Герца будет иметь тенденцию останавливать сильную поляризацию (образование мелких пузырьков газа), возникающую вокруг тонкой платиновой проволоки, которая обычно используется в качестве анода в цепи батареи. Кроме того, профессор Г. В. Пирс обнаружил, что электролитический детектор действует как выпрямитель и что его собственное действие также основано на поляризационной способности электродов, как впервые описано Пупином в 189 г.9. Д-р Л. У. Остин и другие обнаружили, что тонкая платиновая проволока может быть положительной или отрицательной для слабых колебаний с одинаковыми результатами. Раствор кислоты содержится в стеклянной, угольной или цинковой чашке, как показано на рисунке, и она действует как катод в цепи батареи.  Этот детектор действует как собственная батарея, когда используется угольная или цинковая чашка, так как она образует миниатюрную ячейку — угольная (или цинковая) кислота, платина. Это свойство батарейки было значительно усилено применением специальной амальгамы в растворе кислоты в детекторе этого класса, разработанном Г. Гернсбаком несколько лет назад. Электролитический детектор с самовозбуждением никогда не был найден (Пирс) столь же удовлетворительным, как детектор с внешним возбуждением, для слабых колебаний. | |
 Преимущество этого типа электролитического детектора заключается в том, что кислота герметична, поэтому она не проливается и не испаряется. | |
 Кончик петли из тонкой платиновой проволоки нужно было предварительно погрузить в кислоту, чтобы растворить серебро, прежде чем все устройство было окончательно запечатано и из содержащей его колбы вышел воздух. Когда колеблющийся электрический ток протекает через чрезвычайно тонкую петлю из платиновой проволоки, она нагревается и быстро увеличивает свое электрическое сопротивление. Некоторые из этих Barretters обычно располагались параллельно и шунтировались телефонной трубкой, соединенной последовательно с источником тока, таким как одиночный сухой элемент. Следовательно, любое изменение сопротивления петель Барреттера из-за тепла, производимого волновыми токами Герца, будет проявляться в телефонных приемниках из-за изменения величины тока батареи, проходящего через цепь. | |
 К. Данвуди, США (рис. 9), обладает чудесной характеристикой, которой обладают ряд минералов, а именно способностью выпрямлять колебательный (переменный) ток практически любого частота. Детектор карборунда в его обычном виде состоит из двух довольно жестких пружин, регулируемых по давлению, между которыми помещается кристалл карборунда (карбида кремния) (предпочтительно очень зазубренный, зеленоватый образец). Через детектор шунтируется пара телефонов с высоким сопротивлением, и входящие колебания волны Герца, представляющие собой точки и тире телеграфного кода, проявляются в виде коротких и длинных сигналов в телефонах благодаря тому, что карборундовый кристалл пропускает токи. в несколько сотен раз лучше в одном направлении, чем в обратном. Это действие усиливается за счет установки кристалла в чашку или зажим большого сечения, что делает второй электрод очень малой контактной площадью. Стальная игла эффективно использовалась в качестве маленького электрода, а в одном коммерческом приборе меньший электрод был сделан из нескольких стальных игл, находящихся в контакте с карборундом. Таким образом, колебания высокой частоты, а точнее, групп колебаний, выпрямляются и сумма каждой серии волн воздействует на телефоны. Ток батареи обычно усиливает действие карборундового детектора, но необходимо соблюдать его полярность, а также приложенный потенциал. Потенциометр лучше всего использовать для регулирования тока, подаваемого на детектор. | |
| Кремниевый детектор обычно используется без батареи и действует как выпрямитель, как и карборундовый детектор.  Пара наушников с сопротивлением 2000 Ом или с большим сопротивлением обычно шунтируется через детектор, и благодаря уже описанному выпрямляющему действию входящие волновые токи Герца проявляются в виде коротких и длинных звуков в наушниках. | |
 Предполагается, что действие извещателя Perikon основано на ранее описанном принципе выпрямления; то есть он будет пропускать ток в одном направлении, но не в другом, и, таким образом, входящие радиочастотные колебательные (переменные) токи в антенне выпрямляются и вызывают звук в телефонах с высоким сопротивлением, подключенных к детектору. Этот детектор неизменно используется с батареей примерно из двух элементов, а приложенный потенциал регулируется потенциометром. При использовании батареи полярность тока должна быть такой, чтобы положительный провод был подключен к медному кристаллу пирита. | |
 Иногда бывает трудно найти чувствительные образцы галенита, но это документальный и доказанный факт, что, когда получается действительно первоклассный образец, он практически не уступает никакому другому детектору, даже не исключая аудиона. Сообщения были получены с помощью детектора Galena и простого оборудования, состоящего из настроечной катушки, конденсатора из оловянной фольги и бумаги и одного телефонного приемника с высоким сопротивлением, на расстоянии 2500 миль, когда мощность передающей станции составляла всего 5 кВт. Детектор галенита практически никогда не используется с батареей и действует по принципу выпрямления, характерному для уже рассмотренных минералов. | |
 Он представляет собой полый барабан, а точнее диск, как показано на рисунке. Он удерживается между двумя вертикальными пружинными зажимами, так что барабан можно вращать вокруг своей оси до тех пор, пока не будет достигнута максимальная чувствительность. Практически все детекторы минералов, а также Crystaloi настраиваются на максимальную чувствительность с помощью «теста зуммера». Обычный зуммер и батарея вместе с ключом или кнопкой дополняют этот важный элемент устройства, а единственный провод от контактного винта перед якорем зуммера подключается к цепи детектора или цепи антенны. Детектор Crystaloi имеет два металлических диска или заглушки, вставленные с обеих сторон вращающегося барабана из твердой резины, один из которых содержит небольшой кусочек чувствительного минерала. Пространство между двумя металлическими дисками частично заполнено специальной смесью определенных легких металлических опилок. При регулировке этого детектора вращающийся барабан понемногу перемещают до тех пор, пока металлические опилки не займут свое надлежащее положение, вступая в контакт между гладким металлическим диском с одной стороны и чувствительным минералом с другой.  Это действие быстро доводится до максимума при подаче испытательного тока зуммера через индуктивность в несколько витков провода. С этим детектором следует использовать пару телефонов с высоким сопротивлением. В отличие от других детекторов минералов, где используется только один контактный провод типа «кошачий ус», Crystaloi использует множество точек контакта опилок. | |
 Это устройство действует как электрический клапан для колебательных или переменных токов любой частоты. Поэтому говорят, что пространство между холодным цилиндром и горячей нитью обладает односторонней проводимостью. Клапан Флеминга обладает довольно высокой чувствительностью; он используется с парой головных телефонов с высоким сопротивлением, подходящей батареей и вспомогательным регулирующим устройством. Происходящее явление беспроводного приема будет очевидным из вышеизложенного и в некотором смысле имеет выпрямляющую природу, подобную той, которой обладают детекторы полезных ископаемых. | |
 Таким образом, в Audion видно, что благодаря предполагаемому релейному действию, присущему его работе, вполне возможно и практично иметь такое действие, происходящее в значительной степени; то есть соотношение между количеством энергии, поступающей в аудион от антенной цепи, и количеством энергии, контролируемой реле или триггером в высоковольтной телефонной цепи, может быть довольно большим. Несколько лет назад, когда Федеральная телеграфная компания опробовала первую радиопередачу между Гонолулу и Сан-Франциско, было обнаружено, что из-за чрезвычайной чувствительности и усиливающего действия Audion сигналы можно каждое утро копировать на несколько часов дольше. чем с любым другим детектором; сигналы угасает с приближением рассвета из-за предполагаемой ионизации верхних слоев атмосферы солнечными лучами. | |
| В течение ряда лет между экспертами де Фореста и Маркони велись большие разногласия относительно действительности патентов Audion. Этот вопрос обсуждался в ноябрьском, а также в декабрьском 1916 г.  выпусках этого журнала, и те, кто интересовался, лучше всего прочитали обе эти превосходные статьи, а также очень исчерпывающую статью, объясняющую действие Audion, которая появилась в журнале. 19 августа16, выпуск ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА. |
Маркони Мэгги » Заметки по электронике
Детали магнитного детектора, иногда называемого магнитным детектором Маркони, который использовался в очень ранних радио- или беспроводных приемниках до того, как стали доступны другие формы детекторов.
История магнитного детектора Включает:
Магнитный детектор Эксплуатация и строительство
Магнитный детектор был ранней формой радиодетектора, использовавшейся в начале 19 века.00с.
Магнитный детектор, или «Мэгги», оказался более надежным, чем когерер, предшествующий детектору беспроводных сигналов.
Хотя Маркони не изобретал магнитный детектор, он много сделал для его разработки, и в результате его иногда называли магнитным детектором Маркони.
Хотя позже магнитный детектор был вытеснен более чувствительными формами беспроводного или радиодетектора, Мэгги приносила пользу во время использования.
Магнитный детектор МаркониИзобретение магнитного детектора
Эффекты, на которых основан магнитный детектор, наблюдались еще в 1842 году.
В это время Джозеф Генри исследовал эффекты электромагнетизма и обнаружил, что намагниченные иглы размагничиваются, когда они находятся вблизи разряжающейся лейденской банки.
Затем, в 1895 году, Эрнест Резерфорд развил эту идею и использовал ее для обнаружения радиоволн, или, как их тогда называли, волн Герца. Ему удалось добиться обнаружения сигнала с помощью этого процесса на расстоянии чуть менее мили в Кавендишской лаборатории в Кембридже, Великобритания.
Идеи, использованные Резерфордом, были развиты профессором Эрнестом Уилсоном в 1897 году.
Позднее, понимая ограниченность когерера, особенно думая об установке новых рекордов дальности, Маркони осознал необходимость каких-либо улучшений чувствительности приемника.
Поскольку когерер был заведомо нечувствительным, он приложил значительные усилия для разработки магнитного детектора, который имел явные преимущества и возможности для дальнейшего развития. В 1919 году он запатентовал усовершенствование своих идей для магнитного детектора.02.
Вместо звукового оповещателя, звучащего при когерировании когерера, в магнитном детекторе использовались наушники, в которых оператор действительно мог слышать сигнал.
Большая часть работы по оптимизации и разработке концепции магнитного детектора Marconi была проведена на базе компании Marconi в Челмсфорде. Мало что было известно о науке и технологиях, лежащих в основе магнитного детектора, поэтому большая часть работы была методом проб и ошибок.
Тем не менее, магнитный детектор значительно улучшил надежность детектора. В результате он широко использовался на кораблях и стал ласково называться Мэгги.
Маркони начал заменять детекторы на кораблях до 1903 года, тем самым значительно улучшив производительность установленных им систем и получив преимущество над конкурентами.
Вид сверху
Использование магнитного детектора
После изобретения магнитного детектора его применение стало широко распространенным. Он был более чувствительным и надежным, чем когерер, и позволял напрямую слышать сигналы в наушниках.
Магнитный детектор оказался более чувствительным, а также более надежным, чем когерер. В результате он широко использовался в качестве стандартного детектора на морских приемниках примерно с 1902 по 1914 год. Они особенно подходили для использования на борту кораблей, где они были относительно невосприимчивы к их движениям, в отличие от когереров, которые этого не делали.
По прошествии этого времени его, как правило, заменяли более чувствительными кварцевыми и ламповыми детекторами.
Маркони широко использовал магнитные детекторы, используя их для своей знаменитой первой трансатлантической беспроводной передачи в 1901.
Преимущества магнитного детектора
Магнитный детектор имел ряд преимуществ по сравнению с использовавшимся ранее когерерным детектором:
- Улучшенная чувствительность: когерер был заведомо нечувствительным — ему требовался достаточный сигнал, чтобы обеспечить когерентность файлов в когерере.
Магнитному детектору удалось обеспечить значительное улучшение, и сигналы действительно были слышны в наушниках. При этом магнитный детектор был не таким чувствительным, как более поздние формы детектора. - Повышенная надежность: Когерер не всегда был особенно надежным. Магнитный детектор смог обеспечить значительное улучшение, и он был совершенно нечувствителен к движению, что делает его очень подходящим для использования на борту кораблей.
- Повышение производительности при наличии помех: Помехи были особой проблемой, поскольку когерер реагировал на любой импульс. Поскольку с магнитным детектором использовались наушники и сам сигнал был слышен, оператор мог отличить сигнал от помех.
- Повышенная скорость приема: У когерера была ограниченная скорость работы — его нужно было декогерировать, прежде чем можно было обнаружить другой сигнал. Магнитный детектор не имел такого ограничения. Поэтому можно было значительно увеличить скорость передачи при использовании магнитного детектора.
Магнитному детектору удалось обеспечить значительное улучшение, и сигналы действительно были слышны в наушниках. При этом магнитный детектор был не таким чувствительным, как более поздние формы детектора.
