Посвящение в радиоэлектронику

Кристаллический детектор снабжался специальными ручкой или винтом, чтобы подбирать положение острия пружинки на поверхности кристалла. Теперь-то мы хорошо знаем, что кристаллический детектор — это обычный полупроводниковый диод, который можно купить в любом магазине радиотоваров!

С изобретением кристаллического детектора появился детекторный радиоприемник — устройство предельно простое и эффективное. Детекторный приемник просуществовал без заметных изменений более полувека.

Вот схема детекторного приемника. Вы можете собрать его менее чем за час и послушать передачи местных радиовещательных станций. Для этого понадобятся достаточно длинная (20…30 м) наружная антенна и заземление (в городе можно подключить провод заземления к водопроводным трубам или арматуре железобетонного здания). Детекторный приемник не обладает усилением, и громкость звука в телефонах определяется только мощностью принятого сигнала.

Принцип действия детекторного приемника.

Давайте разберемся в назначении отдельных элементов, обозначенных на схеме приемника. С антенной все ясно — на ее проводе наводится радиоволной напряжение принимаемого сигнала. Оно тем больше, чем длиннее антенна. Но это верно только до тех пор, пока длина антенны менее четверти длины волны принимаемой станции. Более длинные антенны делать уже нецелесообразно. Заземление заменяет «вторую половинку» диполя антенны.

Можно использовать противовес — еще одну антенну примерно такой же длины, но расположенную поближе к земле. Сделать заземление обычно проще.

Далее мы видим уже знакомый нам колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L и конденсатора переменной емкости С₁. Контур резонирует на собственной частоте, которая должна совпадать с частотой принимаемой радиостанции. Изменяя емкость конденсатора, можно изменять частоту настройки. Обратите внимание, что антенна подключена к части витков катушки с помощью регулируемого отвода (обозначен стрелкой). Сделано это не зря. Антенна обладает некоторым собственным сопротивлением, которое имеет и активную, и реактивную компоненты. Лишь при длине антенны, точно равной четверти длины волны, ее сопротивление составляет 73/2 = 36,5 Ом и является чисто активным. У более коротких антенн активное сопротивление меньше, и к нему добавляется еще реактивное (в данном случае — емкостное) сопротивление.

Неактивное сопротивление антенны несколько расстраивает по частоте контур приемника, что можно скомпенсировать соответствующим изменением емкости C₁. А для того чтобы в контур, а затем и в детектор из антенны поступала максимальная мощность сигнала, сопротивления контура и антенны необходимо согласовать, т. е. уравнять по абсолютной величине. Условия согласования имеют вид:

R_A = R_K; Х_A= —Х_K.

Это означает, что активные сопротивления должны быть равны, а реактивные равны по величине, но противоположны по знаку. Переключая антенну по отводам катушки, мы изменяем ее коэффициент включения k и приведенное к зажимам контура сопротивление, равное R_A/k². Например, подключив антенну к половине витков катушки, мы увеличим ее приведенное сопротивление в четыре раза.

Аналогично контур связан и с детектором. Перемещая отвод детектора кверху, мы отбираем из контура большую мощность, но при этом сильнее нагружаем его. И селективность контура уменьшается. Именно поэтому при полном включении детектора мы можем услышать две станции сразу. Ослабляя связь с контуром и антенны, и детектора, можно значительно увеличивать подавление сигналов мешающих станций за счет возросшей добротности контура. Но громкость приема несколько понизится из-за потерь энергии сигнала в контуре.

И наконец, последние две детали детекторного радиоприемника. Это — телефоны (наушники), которые должны быть чувствительными и высокоомными, т. е. иметь собственное сопротивление не менее нескольких тысяч ом (килоом), и блокировочный конденсатор С₂. Он имеет малое сопротивление для токов высокой частоты и позволяет этим токам поступать непосредственно к детектору. В то же время его сопротивление для токов звуковой частоты велико, и эти токи проходят через катушки телефонов. Приемник будет работать и без блокировочного конденсатора, но заметно тише.

Ну вот, мы и познакомились со схемой вечно молодого дедушки радиоприемной техники — детекторного радиоприемника. О конструкциях говорить не будем — их предложено столько, что можно из их описаний составить целую книгу.

Между прочим, мы убедились, что детекторный приемник не так уж прост, как это могло показаться сначала. В нем, например, для получения громкого приема должны выполняться условия согласования антенны с контуром, а контура с детектором, к которому подключены наушники. На практике оптимального согласования добиваются по максимальной громкости приема.

Но вернемся к истории. Что же могли слышать первые радисты, настроив детекторный приемник на частоту искрового передатчика?

Вот осциллограмма его колебаний (осциллограмма — слово современное, а в описываемое время и осциллографов-то еще не было!).