Детекторный радиоприёмник

ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК, принятое название простейшего безлампового радиоприёмника с кристаллич. детектором ^(д).

ДЕТЕКТОРНЫЙ РАДИОПРИЁМНИК, в сочетании с антенной принимает сигналы к.-л. радиостанции, преобразуя их (без усиления по мощ.) в колебания звук. частоты. Осн. элементы: перестраиваемый по частоте колебат. контур; кристаллич. детектор; гол. телефон. С распространением ламповых (40—50 гг. 20 в.), а затем транзисторных (60-е гг.) радиоприёмников потерял своё значение.

И. И. Спижевский. Детекторный приемник. — М.: РЕДИЗДАТ ЦС Союза ОССАВИАХИМ СССР, 1947. — C. 3—10

Детекторный приемник обладает рядом положительных качеств. Он прост по устройству, дешев, не требует ламп, батарей и всегда готов к работе. Эти качества делают детекторный приемник общедоступным в буквальном смысле этого слова.

Местные, а также и мощные иногородние радиостанции слышны на детекторный приемник вполне хорошо, причем передача принимается чище и естественнее, чем на простейшем одно-двухламповом приемнике.

Конечно, детекторный приемник не может усиливать принимаемые электрические колебания. Поэтому, чтобы громкость приема была максимальной, необходимо стремиться снизить до минимума электрические потери в детекторном приемнике, т. е. в катушке его и в антенне. С этой целью для намотки катушек детекторного приемника применяют более толстую проволоку, а сами катушки делают большого диаметра.

Громкость приема зависит и от высоты приемной антенны, а также от надежности заземления. Но устроиство высокой антенны очень сложно и обойдется во много раз дороже самого приемника. Вместе с увеличением высоты подвеса антенны будет возрастать не только громкость и дальность приема, но и влияние различного рода электрических помех, как атмосферные и грозовые разряды, мешающие действиям других радиостанций и т. п. Поэтому не имеет смысла подвешивать антенну выше 8—12 метров от земли, а для приема местных радиостанций можно ограничиться комнатной приемной антенной.

ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК

РОЛЬ И НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТЕКТОРНОГО ПРИЕМНИКА

Роль, которую играет детекторный приемник в самом процессе приема радиопередачи, довольно ограничена. Основные функции приемника заключаются в настройке приемной антенны на радиоволну принимаемой станции в детектировании (выпрямлении) переменных токов, поступающих из антенны в колебательный контур приемника. Кроме того, детекторный приемник должен обладать избирательностью, т. е. способностью отстраиваться от помех других хорошо слышимых станций.

ПРОСТАЯ СХЕМА ДЕТЕКТОРНОГО ПРИЕМНИКА

Когда речь идет о приеме только одной единственной местной станции, причем поблизости нет других более мощных станций, которые могли бы создавать помехи приему, тогда роль приемника сводится к выполнению лишь одной функции — к детектированию принимаемых радиосигналов. В этом случае вся приемная установка (рис. 1) может состоять, только из антенны А, кристаллического детектора Д, телефонной трубки Т и заземления 3.

На такой примитивной детекторной установке работа местной станции будет слышна с достаточной громкостью. Правда, громкость заметно возросла бы, если длину приемной антенны подобрать так, чтобы собственная частота ее колебаний совпадала с волной местной радиовещательной станции. Это и соответствовало бы настройке приемной антенны в резонанс с принимаемыми колебаниями.

Но даже и при неточной настройке приемной антенны на волну местной станции ее передача будет слышна сравнительно громко.

Конечно, такой примитивной приемной установкой нельзя пользоваться тогда, когда поблизости от места приема расположены две или больше радиовещательных станций, потому что при одновременной работе их будут слышны две программы. Выделить же какую-либо из них не удастся потому, что ваш приемник не имеет никаких приспособлений для настройки.

Чтo же нужно добавить к приемнику, чтобы он приобрел способность настройки? Для этого в приемник вводят так называемый настраивающейся колебательный контур, состоящий из катушки и конденсатора. Такой контур можно настраивать на различную длину волны, изменяя число витков у катушки и величину емкости конденсатора.

Схема простейшего современного детекторного приемника приведена на рис. 2.

Настраивающийся колебательного контура в этом приемнике образуют катушка L и переменный конденсатор С. Как видим, начало катушки L присоединяется к антенне А, а конец ее обмотки через переключатель П₁— к земле. Точно так же включен и переменный конденсатор С, т. е. неподвижные его пластины соединены с антенной А, а подвижные — с землею З.

Обмотка катушки L имеет отводы, присоединенные к контактам переключателей П₁ и П_2.

При помощи переключателя П₁ в антенну может быть включена вся обмотка катушки L или только ее часть. Этим способом осуществляется грубая настройка приемника на принимаемую станцию. Точная настройка приемника в резонанс производится плавным изменением величины емкости конденсатора С.

Нетрудно заметить, что в этой схеме колебания из антенны направляются в землю одновременно по двум параллельным путям, а именно: один путь — из антенны через катушку и переключатель П₁; второй путь образует конденсатор С, через который колебания из антенны будут уходит прямо в землю, не поступая в катушку L.

Такой вариант схемы называется простой «схемой длинных волн», потому что при включении конденсатора параллельно катушке колебательного контура приемник можно настраивать на более длинные волны радиовещательного диапазона. Когда нужно на (этом же приемнике принимать более короткие волны радиовещательного диапазона, тогда конденсатор С включают последовательно с катушкой колебательного контура, т. е. так, как показано на рис. 3. Этот вариант схемы называется простой «схемой коротких волн». В этой схеме для электрических колебаний имеется только один путь из антенны в землю: через конденсатор С, затем катушку L и переключатель П₁.

В этом заключается существенное различие между двумя этими вариантами простой схемы детекторного приемника.

Обычно детекторный приемник собирают так, чтобы при помощи несложного переключателя было легко и быстро включать переменный конденсатор последовательно и параллельно контурной катушке и таким образом переключать приемник на «длинные» и на «короткие» волны.

Детектор Д и телефонная трубка Т в рассмотренных нами схемах составляют отдельный контур, одним концом присоединенный к переключателю П₂, а вторым — к концу катушки L. Этот контур называют детекторным. При помощи ползунка П₂ детекторный контур можно приключать к большей или меньшей части витков катушки L и менять величину связи этого контура с колебательным контуром приемника.

При максимальной детекторной связи (при установке ползунка П₂ на верхний контакт) громкость приемника будет наибольшая, а при установке на нижний контакт — наименьшая. Принимаемые колебания, проходя из антенны, будут создавать переменную электродвижущую силу в контурной катушке. Наибольшая электродвижущая сила будет действовать между концами катушки. Под действием этой электродвижущей силы будут возникать переменные токи, направляющиеся в контур детектора и телефонной трубки, Понятно, что чем больше число витков катушки включено в детекторный контур, тем больше будет электродвижущая сила на концах этого участка катушки и, следовательно, тем больший ток будет протекать через детекторный контур и через телефонную трубку и поэтому последняя будет громче работать.

Казалось бы, что выгоднее всего выбирать максимальную :вязь между колебательным контуром и детекторной цепью приемника, чтобы направить максимальную энергию в детекторный контур. На самом деле, при очень сильной детекторной связи колебательный контур приемника будет перегружен, а колебания в нем станут слабее из-за большого сопротивления детектора и телефонной трубки.

Если же связь будет взята чрезмерно мала, то в детекторный контур будет попадать лишь небольшая часть энергии, действующей в колебательном контуре, и поэтому телефонная трубка будет слабо работать. Каждый раз нужно выбирать наивыгоднейшую величину детекторной связи. Эта величина зависит от качеств приемной антенны, колебательного контура, детектора и телефонной трубки.

Когда нужно отстроиться от помех другой станции, приходится уменьшать величину детекторной связи. При уменьшении связи заметно понизится и громкость передачи, но зато в значительно большей степени уменьшится сила помех.

В приведенных на рис. 2 и 3 схемах детекторная связь изменяется включением при помощи переключателя П₂ в цепь детектора большего или меньшего числа витков контурной катушки L. Существуют и другие способы изменения величины детекторной связи.

Роль самого детектора заключается в том, что он выделяет из модулированных колебаний высокой частоты, на которые телефонная трубка не может реагировать, колебля низкой (звуковой) частоты, в точности соответствующие колебаниям тока в цепи микрофона передатчика, и выпрямляет их. Эти выпрямленные колебания низкой (звуковой) частоты после детектора направляются в телефонную трубку Т, обмотка катушки которой представляет для них значительно меньшее сопротивление, чем блокировочный конденсатор С_б(рис. 2 и 3).

Под воздействием электрических колебаний низкой частоты мембрана телефонной трубки начинает колебаться в такт с этими колебаниями. Таким образом телефонная трубка превращает электрические колебания (токи) низкой частоты в механические колебания мембраны, Последняя же в свою очередь заставляет колебаться с такой же частотой прилегающие к ней слои окружающего воздуха, т, е, создает звуковые волны, воздействующие на барабанную перепонку уха.

Для электрических колебаний высокой частоты катушка телефонной трубки представляет значительно большее сопротивление, чем блокировочный конденсатор С_б. Поэтому не выпрямленные почему-либо детектором колебания высокой частоты, минуя телефонную трубку Т, пройдут через блокировочный конденсатор С_бв землю.

Следовательно, блокировочный конденсатор С_бдолжен иметь такую емкость, чтобы он свободно пропускал колебания высокой частоты и в то же время представлял большое сопротивление для колебаний звуковой частоты, Этим условиям удовлетворяет конденсатор емкостью не более 1000—1500 микромикрофарад. Если же поставить конденсатор значительно большей емкости, то через него будут проходить и некоторые колебания низкой частоты, отчего изменится, во-первых, тембр передачи и, во-вторых, упадет громкость, причем тем больше, чем больше емкость блокировочного конденсатора.

Телефонная трубка, наоборот, должна оказывать очень большое сопротивление колебаниям высокой частоты и, кроме того, ее сопротивление должно быть очень близким или, вернее, равным сопротивлению детектора.

Если сопротивление телефонной трубки будет очень мало по сравнению с сопротивлением детектора, то почти вся энергия, которая поступает из колебательного контура приемника в детекторный контур, будет расходоваться в самом детекторе и лишь ничтожная ее часть будет выделяться в катушке телефонной трубки. В этих условиях телефонная трубка, которая преобразует электрическую энергию в механическую, т. е. в колебания мембраны, будет работать очень слабо. Этим и объясняется, почему обычная низкоомная трубка (от проволочного телефона), обладающая небольшим сопротивлением, непригодна для работы в приемнике.

Так как сопротивление галенового детектора (кристалл гален — стальная спиралька), который чаще всего применяется на практике, обычно достигает 1000 и более ом, то и катушки телефонных трубок, предназначенных для радиоприемников, должны быть тоже высокоумными — около 1000—2000 ом. Такие катушки имеют несколько тысяч витков очень тонкой проволоки — диаметром около 0,05 мм. При более толстой проволоке катушка будет очень громоздкой.

Рассмотрев всю схему детекторного приемника, мы можем теперь констатировать, что та ничтожная энергия, которая наводится приходящей радиоволной в приемной антенне, начиная с самой антенны и вплоть до телефонной трубки, постепенно расходуется в отдельных звеньях схемы приемника, так как каждый участок схемы (колебательный контур, детектор, телефонная трубка и пр.) обладает некоторым омическим сопротивлением. Только та часть энергии, которая поступает в телефонную трубку, делает полезную работу — превращается в звук. Вот почему при изготовлении приемника надо все внимание уделять тому, чтобы возможно большая часть всей энергии, поступающей в приемник, выделялась в самой телефонной трубке. Все вредные потери стараются свести к минимуму, снижая для этого сопротивление антенны, катушки колебательного контура, заземления и т. д. ...

ДЕТЕ́КТОРНЫЙ РАДИОПРИЁМНИК, простейший радиоприёмник, в котором принятые сигналы радиостанции преобразуются (без усиления по мощности) в звуковые сигналы при помощи кристаллич. детектора. Осн. элементы Д. р.: перестраиваемый по частоте колебательный контур, кристаллич. детектор (полупроводниковый диод), головной телефон (рис.).

Схема детекторного радиоприёмника: А – антенна; C – конденсатор переменной ёмкости; L – катушка индуктивности колебательного контура; D – кристаллический детектор; Cб – блокировочный конденсатор; Т – головной телефон; З – заземление.

Изменением ёмкости конденсатора С колебат. контур настраивают в резонанс с несущей частотой принимаемой радиостанции, ослабляя тем самым все сигналы, частоты которых отличаются от резонансной. Выделенные колебат. контуром колебания преобразуются ПП диодом в электрич. колебания звуковой частоты, прослушиваемые с помощью головного телефона. Д. р. не содержит собств. источника электрич. энергии, и все процессы происходят только за счёт энергии принимаемых радиоволн; может принимать сигналы мощных радиовещательных станций на расстоянии до нескольких тысяч километров. Д. р. был распространён в 1920–1930-х гг. (в качестве детектора применялись точечные ПП диоды, преим. на основе Ge). С появлением ламповых (1940–50-е гг.) радиоприёмников утратил своё значение.

Дете́кторный приёмник — самый простой, базовый, вид радиоприёмника. Не имеет усилительных элементов и не нуждается в источнике электропитания — использует исключительно энергию принимаемого радиосигнала.

Устройство

Состоит из колебательного контура, к которому подключены антенна и заземление, и диодного (в более раннем варианте кристаллического) детектора, выполняющего демодуляцию амплитудно-модулированного сигнала. Сигнал звуковой частоты с выхода детектора, как правило, воспроизводится высокоомными наушниками (электромагнитными с сопротивлением хотя бы 3-4 кОм, а еще лучше — пьезоэлектрическими, с очень большим сопротивлением). Настройка приёмника на частоту радиостанции производится изменением индуктивности контурной катушки или ёмкости конденсатора (последний может отсутствовать, его роль в этом случае выполняет ёмкость антенны).

Даже для приёма мощных радиостанций детекторный приёмник требует как можно более длинной и высоко подвешенной антенны (желательно десятки метров), а также правильного заземления. Этим в большой степени определяется чувствительность приёмника. Избирательность детекторного приёмника относительно невысока и полностью зависит от добротности колебательного контура.

Немногие важные достоинства детекторного приёмника — он не требует источника питания, очень дешев и может быть собран из подручных средств. Подключив к выходу приемника любой внешний усилитель низкой частоты, можно получить приёмник прямого усиления. Благодаря этим преимуществам детекторные приёмники широко применялись не только в первые десятилетия радиовещания, но и значительно позже — в 1930-е — 1940-е гг., когда уже господствовала ламповая радиоаппаратура. Ради улучшения характеристик схему иногда усложняли: вводили элементы согласования входа приёмника с антенной, добавляли второй и даже третий колебательный контур, использовали трансформаторную или автотрансформаторную связь между колебательным контуром и детектором и т. д. Путём некоторых схемных ухищрений удается даже получить громкоговорящий приём мощных станций.

Детекторные приёмники применялись не только для приёма амплитудно-модулированных сигналов, но и немодулированных незатухающих колебаний (например, телеграфии с амплитудной манипуляцией). Детектор преобразует немодулированный сигнал в постоянный ток, который не создает звука в наушниках, поэтому к выходу приёмника вместо наушников подключается какое-либо электромеханическое устройство, преобразующее постоянный ток в звук, например, зуммер или тиккер (англ.).

По крайней мере одна модель детекторного приёмника выпускалась советской промышленностью примерно до второй половины 1950-х гг. («Комсомолец»), позже — только в виде наглядных пособий для школ. В то же время сборка детекторного приёмника считалась полезным практикумом для начинающих радиолюбителей и входила в программу детских радиокружков. Среди радиолюбителей до сих пор сохраняется определенный интерес к постройке детекторных приёмников, но уже скорее эстетический, чем технический.

По принципу детекторного приёмника работают некоторые радиоизмерительные приборы — индикаторы поля и резонансные волномеры.

SCR-54A — штатный детекторный приёмник корпуса связи США во время Первой мировой войны.

«Окопное радио» — солдатская самоделка времен Первой мировой войны.

Семья вокруг детекторного приёмника. Рекламный снимок 1920-х гг., США.

Советский приёмник ПФ в фарфоровом корпусе, 1930 г.

«Комсомолец» — вероятно, последний в СССР детекторный приёмник, выпускавшийся не в качестве учебного пособия или игрушки (1947 — 1957 г.).

Детекторный приёмник-игрушка 1950-х гг. в виде ракеты (реплика производства 1990-х — 2000-х гг.)

Детекторный приёмник из подручных материалов. Детектор сделан из бритвенного лезвия и графитового карандаша.

Школьный демонстрационный детекторный радиоприёмник. СССР, 1970-е - 1980-е годы.

См. также

Примечания

Литература

Борисов В. Г. Юный радиолюбитель.— М.:Энергия, 1979
Борисов В. Г. Кружок радиотехнического конструирования: Пособие для руководителей кружков / В. Г. Борисов.— М.: Просвещение, 1986.— 206, [1] с.

См. также

«Радио без батареек»

Ссылка

Приложение

ДЕТЕКТОР, устройство для обнаружения чего-либо, напр. света, тепла. В радиотехнике — устройство, преобразующее (выпрямляющее) переменный ток в ток одного направления. Используется в радиоприёмниках для выделения более низкой частоты (напр., воспринимаемой человеческим ухом). Д. бывают кристаллические (с полупроводниками) и ламповые.