Радіо-початківцям як працює детекторний приймач

ЯК ПРАЦЮЄ детекторний приймач

В один і той же час на земній кулі працює багато радіостанцій. Радіохвилі всіх цих станцій доходять до нашої приймальні антени і створюють в її проводах електричні струми високої частоти. Якби приймач перетворював в звуки всі ці струми, ми почули б з гучномовця відразу безліч звуків. Зрозуміти таку передачу неможливо. З безлічі електричних коливань в антені приймач повинен виділити тільки одні, саме тієї радіостанції, яку ми хочемо слухати. Для цього кожен приймач забезпечується ручками настройки. Усередині приймача ці ручки ведуть до контуру настройки, що складається з котушки індуктивності і конденсатора.

Мал. 10. Схема детекторного приймача і його основні деталі.

Перш ніж познайомитися з коливальним контуром, розберемося в явищі, яке називають резонансом.

Припустимо, що на одному "столі лежать дві гітари, налаштовані в одній музичній тональності. Будь-яка струна на будь-який гітарі - це коливальна система, що володіє здатністю випромінювати звук якоїсь певної частоти. Налаштувати однаково дві струни - значить домогтися, щоб вони при порушенні коливалися з однаковою частотою. Якщо змусити звучати будь-яку струну на одній гітарі, наприклад басову, то така ж струна другий гітари відгукнеться на коливання першої. Всі інші струни, здатні коливатися з іншими частотами, не реагуватимуть на звучання бас-струни.

Це явище, коли коливання однієї системи викликають появу коливань тієї ж частоти в іншій системі, називається резонансом.

Щоб виділити з безлічі електричних коливань, що виникають в приймальні антени, саме ті коливання, які нам потрібні, потрібно побудувати електричну систему, здатну відгукуватися на ці коливання. Такою системою є коливальний контур.

Якщо електрично порушити контур, зарядивши, наприклад, його конденсатор, то в контурі виникнуть електричні коливання певної частоти. Ця частота визначається даними котушки і конденсатора, що утворюють контур.

Під дією високочастотного змінного напруги, що підводиться від антени, в коливальному контурі теж з'являться електричні коливання. Ці коливання будуть мати помітну величину тільки в тому випадку, якщо частота чинного на контур напруги близька до власної частоти контуру. В цьому випадку контур як би «відгукується» на що приходять коливання, резонує з ними.

Якщо ж частота зовнішніх коливань відрізняється від власної частоти контуру, то коливання в ньому будуть вельми слабкими. Чим більше частота зовнішніх коливанні відрізняється від власної частоти контуру, тим слабкіше будуть ці коливання впливати на контур.

Налаштування контура на потрібну частоту можна вести, змінюючи ємність конденсатора (застосовуючи змінний конденсатор) або індуктивність котушки контуру (застосовуючи варіометр або пересуваючи високочастотний сердечник котушки).

Отже, коливання, вловлені антеною, потрібно направити в коливальний контур, настроєний на частоту прийнятої станції. Під дією прийнятих коливань в контурі здивується струм такої ж частоти; всі інші коливання, які потрапляють з антени в контур, не справлять на нього помітного дії. Таким чином, будуть відсіяні усі непотрібні, що заважають сигнали і виділиться сигнал прийнятої станції.

Так звичайний детекторний приймач можна налаштувати на радіостанції, що працюють на довгих і середніх хвилях (тобто з довжиною хвилі від 200 до 2 000 м).

Надзвичайно важливим в налаштуванні приймача є плавність і безперервність процесу настройки приймача на всьому діапазоні. Це здійснюється спеціальним пристроєм конденсатора змінної ємності або котушки, що отримала назву варіометра.

З тією ж метою роблять котушки індуктивності з декількох секцій (секціонованими) і від кожної секції виводять спеціальний відвід. Це дає можливість включати за допомогою повзунка потрібне число секцій, а не всю котушку відразу.

Іноді радіоаматори неможливо буває підібрати конденсатор змінної ємності, а зробити хороший саморобний варіометр починаючому радіоаматорові дуже важко. Тоді плавну настройку приймача на радіостанції можна здійснити зміною індуктивності котушки за допомогою рухомого металевого повзунка. Там, де рухається повзунок, з поверхні проводу зчищають ізоляцію, і тому між котушкою і повзунком утворюється хороший ковзний контакт. Пересуваючи повзунок вздовж котушки, приймач налаштовують на різні радіостанції.

З безлічі електричних (високочастотних) коливань в антені налаштований коливальний контур відбирає коливання тільки від тієї радіостанції, яку ми хочемо слухати.

Повертаючи ручки приймача, можна налаштувати приймач на будь-які інші радіостанції, але кожен раз, при кожному новому положенні ручок настройки ми будемо приймати тільки одну радіостанцію.

Однак налаштувати приймач - це ще тільки півсправи. Як відомо, високочастотні сигнали, що вловлюються антеною, являють собою комбінацію двох різних за частотою електричних коливань. У цю комбінацію входять коливання високої і низької частоти.

Таким чином, детектор знімає з високочастотних коливань звукової візерунок; кажуть - детектор випрямляє змінний струм високої частоти.

Найпростіший детектор - кристалічний. Головними частинами такого детектора є спеціальна сталева пружинка і кристал. Вони утворюють так звану детектуючих пару. Для детектора підбирають таку пару провідників (або кристалів), яка практично проводить струм лише в одному напрямку.

В одні моменти часу, коли модульовані коливання мають саме цей напрямок, струм проходить і через детектор, коли ж напрямок модульованих коливань робиться зворотним, в ланцюзі детектора струм не виникає. В результаті після детектора виходить ток постійного напрямку, в якому порушується тісний зв'язок між струмами високої і низької частоти і кожен з них після детектора слід своїм шляхом.

На малюнку 11 зображено детектор, який складається з металевої чашечки з поміщеним в ній кристалом і металевого важеля з прикріпленою до нього пружинкою. Важіль може вільно переміщатися в будь-якому напрямку і дозволяє встановити вістрі пружинки на будь-яку точку кристала.

Панелька детектора виготовляється з хорошого ізоляційного матеріалу, в ній зміцнюються дві контактні ніжки, якими детектор вставляється в отвори для приймача.

Найбільш поширеним кристалом для детектора є Гален.

Детектор з кристалом і пружинкою дуже нестійкий в роботі. Він боїться струсів, так як при цьому збивається чутлива точка на кристалі, при якій гучність прийому виходить найбільшою.

Робота такого детектора в сильному ступені залежить від чистоти кристала, від гостроти кінця пружинки і ступеня натискання пружинки на кристал.

Більш зручними є цвітектори, або детектори з постійною точкою.

Монтується такий детектор в розетки живлення має бути, одна з ніжок якої з'єднується з чашкою кристала кремнію, а друга - з контактної платівкою. Чашечка поміщається в центральному отворі штекер догори дном і має шліц. Якщо при сильному струсі або значному грозовому розряді детектор втратить чутливість, то плавним обертанням чашечки за допомогою викрутки можна відновити його працездатність. Взагалі ж цей детектор працює досить стабільно і не вимагає такого регулювання. Тому на заводах після оборки кремнієвих детекторів і установки у них робочої точки поверхні чашок з боку шліца покриваються лаком або фарбою.

Описаний детектор має гарну чутливістю; він дешевий, простий і зручний в обігу.

Група радянських фахівців під керівництвом інженера А. Пужай розробила конструкцію германієвого детектора. Германієвого детектор має високу чутливість і досить стійкий в роботі. Такий детектор за зовнішнім виглядом нагадує маленький круглий конденсатор постійної ємності.

На закінчення відзначимо, що до появи електронної лампи кристал був єдиним типом детектора, що застосовувався в радіоприймачах. Однак після появи електронної лампи становище змінилося. Електронна лампа, здатна не тільки детектувати, але також посилювати коливання, поступово витісняє кристалічний детектор.

Що ж відбувається в приймальнику з струмами високої частоти? Вони виконали свої обов'язки - доставили в приймач коливання низької частоти - і знаходять для себе більш доступний шлях через так звані блокувальні конденсатори, йдучи в землю.