Текст
                    ДЕТЕКТОРЫ
БИБЛИОТЕКА ЖУРНАЛА
«В МАСТЕРСКОЙ ПРИРОДЫ))


Изготовление простыми средствами приборов для наблюдения природы и для всевозможных домашних и школьных работ, рас¬ считанных на самодеятельность Самодельный токарный станок и работа на нем. Как самому сделать станок и какие работы можно на нем выполнять. С 56 рис. Ц. 45 коп. Мастерская югіого техника. Описание инструментов, необх. в обиходе любителя. Приемы работы и оборудование мастерской. С 60 рис. Ц. 35 к. Юный металлист. Как обрабатывать металл, изгот. металлич. изделия и оборудовать мастерскую. С 30 рисунками. Цена 45 коп. Летающие модели аэропланов. Подробное руководство для начинаю¬ щих моделистов. С 55 рис. Цена 60 коп. Бумеранг, его изготовление и секреты конструкции. Как сделать бумеранг и как его запускать. С 13 риг. Цена 40 коп. Атьбом ДЛЯ выіилявания. Рисунки художественно выполненных моде¬ лей разных полезных предметов. Альбомного формата 26\35 см. Содержит 8 листов и около 14 предметов. Цена 40 коп. Деревянные игрушки. В книжке описаны нехитрые, но весьма зани- тельные игрушки; из них много механических. С 39 рис. Цена 45 коп. Плетение сетей. Подробное руководство к плетению гамака, мережки для рыбной ловли, сетки для тениса и т. п. С 26 рис. Цена 45 коп. Центробежная машина. Ее устройство и опыты с нею в школе и дома. С 6-ю красочными табл., в многокр. обложке, с 25 рис. Цена 50 коп. Модель электрического трамвая. С самодельным моторчиком внутри, ходит по рельсам. С 20 рис. Цена 35 коп. Гальванические элементы. Как самому сделать элементы, изготовле¬ ние которых не требует ни большого уменья ни сложных приспо¬ соблений и которые дают значительную энергию. С 22 рис. Цена 40 к. Электрическая машина. Ее устройство и опыты с ней. С 78 р. Ц. 40 к. Аккумуляторы. Как их самому сделать, заряжать и ухаживать и как использовать даваемую ими электрическую энергию для электриков любителей и радио любителей. С 16 рис. Цена 45 коп. Динамо-машина постоянного и переменного тока. С прилож. „Водян. двигатель домашнего изготовления. С 52 рис. Цено 40 коп. Радиопароход. Устройство модели парохода, управляемой радиоволнами самодельного передатчика с берега. С 26 рисунками. Цена 35 коп. Электрический телеграф — рабочая модель. С 22 рис. Цена 35 к. Гальванотехника. .Способы и приемы электрич. никкелирования, луже¬ ния, серебрения и золочения. С 8 рисунками. Цена 30 коп. ПИСЬМА и ЗАКАЗЫ НАПРАВЛЯТЬ: Ленинград, внутри Гостиного Двора, № 118. РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА. „В МАСТЕРСКОЙ ПРИРОДЫ",
V М Е Л ЕэІ ZSZ "ST ZC под редакцией с. БАРАНОВА м. Я. мошонкин КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕТЕКТОРЫ В ОБИХОДЕ РАДИОЛЮБИТЕЛЯ С 23 РИСУНКАМИ БИБЛИОТЕКА ЖУРНАЛА „В МАСТЕРСКОЙ ПРИРОДЫ НАУЧНОЕ КНИГОИЗДАТЕЛЬСТВО—ЛЕНИНГРАД-1928
Ленинградская Коммунальная типо-литография, ул. 3-го Июля, 55. Ленинградский Областлит № 8739. Тираж 5000 экз. 3 л. зак. № 5280.
I. Роль детектора в радио-приеме. Радиотелеграфная и радиотелефонная связь между двумя пунктами земной поверхности основана на том, что тем или иным способом в антенне передающей станции создаются электромагнитные колебания, совершающиеся чрезвычайно быстро, обычно от 10 000 до 10.000.000 раз в секунду. Эти колебания вызывают в окружающем антенну передатчика пространстве появление электромагнитных волн, распростра¬ няющихся с громадной скоростью в 300.000 километров в секунду во все стороны. Приемная станция также снабжается антенной. Электро¬ магнитные волны, излученные передатчиком, дойдя до ан¬ тенны приемника, вызывают в ней колебания, вполне схо¬ жие с колебаниями, происходившими в антенне передаю¬ щей станции и создавшими вокруг нее электромагнит¬ ные волны. Разница будет лишь в том, что колебания в антенне приемной станции будут гораздо—в миллионы раз!—слабее, чем колебания в антенне передатчика. В зависимости от типа передатчика и колебания могут иметь различный характер. В случае искрового передатчика („затухающие колеба¬ ния*) одной из главных составных частей передатчика яв¬ 1*
4 Роль детектора в радио-приеме. ляется разрядник, в котором определенное число раз в се¬ кунду—обычно 500—1.000—происходит разряд в виде искры. Каждая искра в разряднике вызывает в антенне передатчика появление колебаний, которые постепенно осла¬ бевают, „затухаюти, наконец, практически прекращаются. Через некоторый промежуток проскакивает следующая искра, и опять получается ряд постепенно затухающих колебаний. Такие колебания изображены на рис. 1, на котором мы видим три серии колебаний, вызванных тремя искровыми разрядами в разряднике. Рис. 1. Колебания, происходящие в антенне передатчика, работающего затухающими колебаниями; каждая искра вызывает одну серию коле¬ баний. Такие же колебания возбуждаются волнами этого передатчика в приемнике. В настоящее время чаще пользуются передатчиками с дугой, катодными лампами или машинами высокой частоты („незатухающие колебания*). Они создают в антенне все время, пока телеграфист нажимает на ключ, непрерывный ряд одинаковых колебаний, не ослабевающих и не усили¬ вающихся (см. рис. 2). Передатчик радиотелефонной станции также создает, когда не говорят перед микрофоном, незатухающие колеба ния в антенне, такие же как в радиотелеграфных передат¬ чиках, работающих незатухающими колебаниями. Во время разговора перед микрофоном размахи этих колебаний изме-
Роль детектора в радио-приеме. няются в соответствии с движением воспринимающей звук системы микрофона. В результате получаются колебания, изображенные на рис. 3. Рис. 2. Незатухающие колебания. По горизонтальной оси отклады¬ вается время, а по вертикальной—сила тока. Такие колебания возбуж¬ даются в антенне передатчика, работающего незатухающими колеба¬ ниями, когда телеграфист нажимает на ключ, и в антенне приемной станции при приеме радиостанции, работающей незатухающими колебаниями. В антенне приемной станции получаются колебания того же рода, как происходившие в антенне передающей Рис. 3. Пунктиром показаны незатухающие колебания в антенне пе¬ редатчика, когда перед микрофоном не говорят; жирной линией— колебания во время разговора. На самом деле колебания высокой частоты совершаются гораздо чаще: их на рисунке должно было бы быть примерно в 1000 раз больше. станции, но гораздо более слабые. Таким образом, сказан¬ ное выше о характере колебаний в антенне передатчика вполне приложимо и к антенне приемника. С колебаниями»
6 Роль детектора в радио-приеме. изображенными на рис. 1, мы будем иметь дело при приеме затухающих колебаний, а с колебаниями рис. 3— при приеме радиотелефона. Следовательно, прежде всего в антенне приемника мы имеем дело с весьма быстрыми электрическими колеба¬ ниями (иначе называемыми токами высокой частоты). Эти колебания не могут быть восприняты нами непосредственно, так как ни один из имеющихся у человека органов чувств не отзывается на них. Поэтому приходится так преобразо¬ вать полученные колебания, чтобы они могли подействовать на какой-либо из органов чувств. Обычно их преобразуют в звук и принимают „на слух“; это преобразование осуще¬ ствляется легче других. В соответствии с этим, приемная станция состоит из двух частей: антенны, вместе с заземлением и включен¬ ными в нее катушками и конденсаторами,—служащей для улавливания излученных передатчиком волн, и из тех или иных приспособлений, служащих для преобразования возни¬ кающих в приемной антенне колебаний высокой частоты в звук. Самым простым из таких приспособлений является так называемый детекторный контур, состоящий из детектора, блокировочного конденсатора и телефона. При приеме радиотелеграфной станции, работающей неза¬ тухающими колебаниями, к этому прибавляется еще так называемый гетеродин. Теперь посмотрим, как же совершается самое преобра¬ зование токов высокой частоты в звук. Если мы непосредственно включим телефон в антенну, то по его катушкам будут проходить токи высокой частоты, очень часто изменяющие свое направление. Напомним, что
Роль детектора в радио-приеме. при пропускании по катушкам телефона тока в одном направлении, мембрана его сильнее притягивается магнитом и прогибается больше, чем обыкновенно (т. е. в отсутствие тока), а при перемене направления тока притяжение умень¬ шается и мембрана несколько выпрямляется. Когда через катушку телефона проходит ток высокой частоты, меняю¬ щий свое направление очень много тысяч раз в секунду, то мембрана испытывает чрезвычайно быстро сменяющие друг друга толчки то в одну, то в другую сторону. Благо¬ даря своей инерции она не может поспеть за частой сменой толчков и никаких сколько-нибудь заметных колебаний не получится. Да если бы они и получились, это не решило бы задачи, так так столь быстрые колебания не восприни¬ маются ухом; ухо слышит звук только тогда, когда число колебаний звучащего тела лежит в пределах от 16 колеба¬ ний до 30.000 колебаний в секунду. Поэтому обычно, прежде чем попасть в телефон, возни¬ кающие в приемной антенне колебания высокой частоты предварительно пропускаются через детектор. Получивший широкое распространение кристаллический детектор состоит обычно из соприкасающихся друг с другом металлического острия и кристалла, или двух кристаллов. Самым важным местом детектора, где, собственно, и проис¬ ходит самый процесс „детектирования", являются точки соприкосновения металла с кристаллом или одного с другим. Оказалось, что при надлежащем выборе металла и кри¬ сталла или двух кристаллов, место соприкосновения их или „контакт* оказывает сравнительно небольшое сопротив¬ ление при одном направлении тока и весьма значительное при перемене направления тока на обратное. Когда через
8 Роль детектора в радио-приеме. детектор пропускаются токи высокой частоты, постоянно изменяющие свое направление, то он пропускает ту часть их, которая идет в одну сторону, и почти не пропускает другой части, идущей в обратном направлении. Если про¬ пустить через детектор незатухающие колебания, то полу¬ чатся колебания, изображенные в верхней части рис. 4. Чем больше отношение сопротивлений детектора току одного и другого направления, тем больше будет отношение между колебаниями тока в одном и другом направлении. Идеальный детектор пропускал бы очень хорошо ток в одном Рис. 4. а —Незатухающие колебания, после прохождения через детек¬ тор; заштрихованные части колебаний, которые действуют на те¬ лефон; остальные представляют колебания высокой частоты. направлении (сопротивление очень мало) и совсем не про¬ пускал бы в противоположном (сопротивление очень ве¬ лико). Тогда получились бы отдельные, очень частые толчки тока в одном направлении. Если теперь эти „обработанные" детектором токи высо¬ кой частоты пропустить по катушке телефона, то она будет получать очень частые толчки—сильные в одном направле¬ ние и слабые в другом. В идеальном случае толчки в одном направлении были бы очень сильны, и в обратном малы. Под влиянием серии этих.толчков мембрана телефона посте¬ пенно отклонится в одну сторону.
Роль детектора в радио-приеме. 9 Для лучшего уяснения явления представьте себе, что вы встали у полуоткрытой двери и слегка толкаете ее то в одном, то в другом направлении; при этом толчки должны быстро следовать один за другим. Дверь остается в покое. Однако, если толчки в одну сторону будут гораздо сильнее толчков в другую сторону, то дверь начнет медленно дви¬ гаться. Это ослабление толчков в одном направлении и производит детектор. Присоединяемый обычно к телефону блокировочный конденсатор постепенно заряжается через катушку телефона. Тогда, вместо ряда очень частых слабых и быстрых толчков, получается один более сильный и медленный. Ясно, что чем больше разница между сопротивлением детектора току в одну и другую сторону, тем больше будет разница между силой толчков, испытываемых в одном направ¬ лении мембраной, и тем больше она сместится. Итак, одна серия колебаний, произведенная одной искрой искрового передатчика, заставит, в конце концов, мембрану телефона приемника совершить одно колебание. Если в разряднике передатчика проскакивает 1000 раз в секунду искра, то и мембрана телефона приемника совершит 1000 колебаний в секунду, и мы услышим звук, соответствующий этому числу колебаний. В случае радиотелефонии, мембрана телефона приемника будет двигаться в соответствии с ко¬ лебаниями воспринимающей звук части микрофона пере¬ датчика и воспроизведет, благодаря этому, все звуки, дей¬ ствующие на микрофон. В случае приема незатухающих колебаний, дело проис¬ ходит более сложным образом: появившиеся в приемной антенне незатухающие колебания высокой частоты, после
10 Роль детектора в радио-приеме. выпрямления их детектором, дадут ряд одинаковых толчков мембране телефона, все в одном направлении. Пока нажат ключ на передающей станции, один за другим действуют эти толчки, и мембрана, раз отклонившись в момент нажатия ключа, остается в этом положении до тех пор, пока не будет отпущен ключ. Следовательно, мы, в лучшем случае, шш Рис. 5. а— Вызванные прохождением электромагнитной волны колеба¬ ния в приемнике; колебания от местного генератора; с—резуль¬ тат обоих колебаний (биения). услышим в телефоне лишь слабый треск при каждом замыкании и размыкании ключа передатчика. Чтобы и тут получить звук определенной высоты, обычно около приемной антенны располагают прибор, создающий электрические колебания несколько иной по сравнению
Исторический очерк. 11 с принимаемыми колебаниями частоты. Благодаря взаимо¬ действию принимаемых и вспомогательных колебаний полу¬ чаются так называемые .биения". Общий характер их изобра¬ жен на рис. 5. В результате, после детектора мембрана теле фона будет получать то сильные, то слабые толчки, начнет колебаться, и мы услышим звук. Меняя частоту вспомогатель¬ ных колебаний, можно изменять высоту тона, слышимого в телефоне. До недавнего времени необходимой составной частью прибора, возбуждающего вспомогательные колебания, была катодная лампа; теперь, благодаря открытию нашего сооте¬ чественника Лосева, оказалось возможным заменить, в крайно¬ сти, лампу кристаллическимдетектэром. Обычно всякий прибор, возбуждающий колебания, называют генератором; прибор для возбуждения вспомогательных колебаний в приемнике принято называть гетеродином. Гетеродин с кристаллическим детек¬ тором для возбуждения колебаний получил название кристадина. П. Исторический очерк. В первые годы применения радиотелеграфа, когда еще не знали детектора, пользовались теперь уже забытым при¬ бором—к огерером, изобретенным французским ученым Бранли. Устройство когерера таково: внутри стеклянной трубочки (см. рис. 6) вставлены два плотно пригнанные к стенкам трубочки, стальные полированные цилиндрика Л,Л, которые закреплены помощью костяных пробочек А,А так, чтобы они не касались друг друга. Внутренние концы ци¬ линдриков скошены и между них насыпано некоторое коли¬
12 Исторический очерк. чество золотых опилок. Если в цепь, состоящую из антенной катушки, когерера и звонка (см. рис. 6), включить один или два гальванических элемента, то, несмотря на то, что металлические опилки заполняют часть пространства между цилиндриками, ток в цепи не пойдет, но лишь только Рис. 6. Устройство и схема включения когерера. Л,Л —костяные пробочки; Б,Б—стальные цилиндрики, между которыми насыпаны металлические опилки. С—антенна. К— катушка, Зе— заземление, 3 —звонок. антенна примет электро-магнитные волны, как в металли¬ ческих опилках произойдет сцепление, ток будет замкнут и звонок зазвонит. Для того, чтобы сделать когерер готовым к принятию нового сигнала, его необходимо встряхнуть. Были приду¬ маны более или менее остроумные приспособления и улуч¬
Исторический очерк. 13 шения в устройстве когерера, но средняя чувствитель¬ ность его была невелика, а работа весьма неустойчива и потому, как только был изобретен детектор, о когерере забыли. Первый детектор (раскрыватель) был построен французом Феррье. В стеклянный сосуд наливалось неко¬ торое количество подкисленной воды и туда опускались два электрода — один угольный или свинцо¬ вый, имевший форму пластинки, и второй, представлявший весь¬ ма тонкую платино¬ вую проволоку, впа¬ янную в стеклянную трубку. Снаружи про¬ волока срезалась вро¬ вень с оттянутым кон- рис у Схема включения электролитиче- цом стеклянной труб- ского детектора: Д— детектор, Т— теле- фон. ки, а внутрь трубки, для лучшего контакта между нею и опущенным проводников, наливалось некото¬ рое количество ртути. Схема включения такого детектора показана на рис. 7. Для своего действия электролитический детектор также требовал включения элементов, требовал регулирования напряжения, даваемого элементами и, несмотря на то, что был весьма чувствителен, с изобретением кристаллического детектора был оставлен вследствие того, что при всякой перегрузке портился.
14 Исторический очерк. Действие этого детектора основано на том, что два подоб¬ ные электрода способны проводить ток только в одну сторону, и потому колебательный переменный ток, воз¬ никший в антенной катушке, пройдя через детектор, по¬ ступает в телефон как пульсирующий ток одного напра¬ вления. Значительное распространение получил магнитный д е т е кт о р Маркони. Действие его основано на том, что железный сердечник, введенный внутрь катушки, питаемой быстропеременным током, намагничивается совершенно не Рис. 8. Устройство магнитного детектора; М и М—магниты, Л—железная лента, К— катушка. Г—зажимы, которыми при¬ соединяется телефон. так, как в катушке с постоянным током* При постоянном токе мы имеем по концам сердечника постоян¬ ные полярности и по¬ средине плоскость без¬ различного состояния; не то при быстропере¬ менном токе — здесь мы могли бы заметить, что прежний постоянный магнит как бы разбился на мно¬ жество более коротких магнитов, находящихся в непре¬ станном передвижении. Если такому сердечнику придать форму бесконечной ленты, заставив ее проходить вблизи направленных на нее полюсов сильных постоянных маг¬ нитов, то лента вблизи магнитных полюсов будет принимать противоположную этим полюсам полярность. Железо обла¬ дает свойством т. н. гистерезиса—своего рода инерции— намагничивается не мгновенно; вследствие этого мы заметим,
Исторический очерк. 15 что магнитные полярности на движущейся ленте не при¬ ходятся в точности под противоположными им полюсами, а несколько смещены в сторону ее движения. Под полюсами S, S, постоянных магнитов находится катушка (см рис. 8), сквозь которую проходит лента. На катушке сделаны две обмотки; концы одной из них, присо¬ единенные к зажимам а концы Т—к теле¬ фону. Если в обмотку П — поступает б ы- стропеременный ток,то поле, создавае¬ мое им, разбивает по¬ стоянный магнитизм, вызванный в ленте присутствием магни¬ тов, а вместе с ним и гистерезис, вследствие чего все раздроблен¬ ные магнитики смеща¬ ются таким образом, чтобы их полярности /7, приключаются к радиоприемнику, Рис. 9. Схема включения магнитного де¬ тектора: СС— конденсаторы для настройки приемника, Г—телефон. пришлись в точностипод противоположные полярности по¬ стоянных магнитов. В результате такого перемещения полюсов по ленте относительно катушки, в другой обмотке, присоединенной к клеммам Г, будет индуктироваться ток слышимой частоты. Схема присоединения магнитного детектора Маркони к приемнику показана на рис. 9.
16 Материалы для кристаллических детекторов. Чрезвычайно чувствительный, не разрегулировывающийся, детектор Маркони был вытеснен однако чрезвычайно про¬ стыми, портативными и дешевыми кристаллическими дет екторами. III. Материалы для кристаллических детекторов. Переходя к описанию этих последних, нужно сказать, что явления, происходящие в кристаллических детекторах, еще не совсем ясны. Предложено несколько теорий, объясняющих выпрямля¬ ющее действие контакта металла и кристалла или двух кристаллов. Теории эти иногда противоречивы и отдать решительное предпочтение какой-либо из них пока еще нельзя. Вообще говоря, трудно найти два такие проводящие ток материала, сопротивление контакта между которыми оставалось бы неизменным при изменении направления тока. Однако, разница сопротивлений обычно очень не велика. Практически же важнее всего глубина детекторного действия, т. е. разность сопротивлений при прохождении тока в ту и другую сторону и, кроме того, легкость нахождения детек¬ тирующих мест на поверхности материала и постоянство действия. Материалы, могущие служить контактами для практиче¬ ски годных детекторов в виде пары металл-кристалл или кристалл-кристалл, можно разбить на следующие группы: самородные кристаллы, металлы, металлоиды и искусствен¬ ные соединения.
Материалы для кристаллических детекторов. 17 Минералы Природные сернистые соли 1. Галенит (гален, сернистый свинец, свинцовый блеск) представляет минерал, обладающий сильным металли¬ ческим блеском. Цвет свинцово-серый. Крупно-кристалли¬ ческие куски галена раскалываются по граням кубиков. Химическая формула PbS. 2. Пирит (железный колчедан) — FeS2. Один из наиболее часто встречающихся минералов, зо¬ лотисто-желтого цвета с металлическим блеском. 3. Халькопирит (медный колчедан)—CüFeSz. Цвет латунно-желтый с зеленоватым оттенком. Очень распростра¬ ненная руда. 4. Б о р н и т—пестрая медная руда—CiiFeSz. Непро¬ зрачна, с металлическим блеском. Цвет—средний между бурым и красно-медным. В природе борнит встречается обычно вместе с серным колчеданом. 5. Мол и б денит (молибденовый блеск)—MoSz. Цвет свинцово-серый с красноватым оттенком. 6. Сфалерит (цинковая обманка)—ZnS. Просвечива¬ ющие кристаллы со стеклянным блеском. Цвет в зависимости от примесей: желтый, красный зеленый, чаще бурый и черный. К этой же группе можно отнести: 7. Смальтин (шмальтин, шпейсовый кобальт)—CoAs3. Оловянно-белого цвета с розовым оттенком. Природные окиси 1. Цинкит (спарталит, окись цинка)—ZnO. Цвет, от примеси окиси марганца, кровяно-красный, алмазный блеск, хрупок. Главное месторождение в Америке. Кристаллические детекторы 2
18 Материалы для кристаллических детекторов. 2. Псиломелан (двуокись марганца)—/ИлОг, с при¬ месями бария, калия, лития. Цвет синевато-черный, слабый блеск, непрозрачен. 3. Куприн (закись меди)—СТаО. Красная медная руда с полуметаллическим блеском, просвечивает, хрупка. 4. Церуссит (углекислый свинец)—РЬСО2. Белая свинцовая руда. Алмазный блеск, прозрачен, раковистый излом. 5. И з е р и н (титанистый магнитный железняк) — (FeTiO^FeO^. Цвет черный с весьма сильным металли¬ ческим блеском. 6. Брукит (окись титана)—ТіО>. Цвет красновато¬ бурый, блеск алмазно-металлический. Металлы Медь, латунь, бронза, сталь, золото, серебро, алю¬ миний, висмут. Металлоиды Сурьма, мышьяк, теллур. Детектирующие пары Контакты в детекторах образуются двумя разнородными веществами. Наиболее часто применяются следующие пары: Цинкит—халькопирит „ —медь (латунь, бронза) „ —борнит*) » —теллур *) Искусственные соединения—см. ниже,
Материалы для кристаллических детекторов. 19 Пирит -медь я —золото Г аленит—графит „ —сталь „ —теллур „ —плюмбит*) „ —никкелин, нейзильбер Корбору нд— сталь „ —латунь „ —пирит Молибденит—серебро „ —медь „ —теллур „ —сурьма Графит—сталь Церуссит—серебро Теллур—аллюминий Силикон—сталь „ —золото Силикон—мышьяк » —сурьма , —висмут „ —теллур Халькопирит—аллюминий —золото » —теллур „ —цинкит. Почти все кристаллы дают детектирующую пару с платиной. ♦) Искусственные соединения-см. ниже, о*
20 Материалы для кристаллических детекторов. Из перечисленных комбинаций наибольшее распростране¬ ние получили: так называемый периконовый детектор, обра¬ зуемый парою цинкит-халькопирит, пиритовый детектор- пирит - медь и карборундовый детектор — корборунд - сталь. В магазинах, продающих детекторы или кристаллы для них, покупателю далеко не всегда удается испытать кри¬ сталл и получить таковой на выбор. Внешний вид кри¬ сталла тоже мало говорит о его качествах и потому почти всегда приходится покупать его наудачу. Наибольшим успехом у любителей пользуется искусственный гален, т. н. „французский-. Эти кристаллы отличаются доста¬ точной чувствительностью и глубиною детектирования и, что еще важнее иногда, большой однородностью, т. е. небольшим процентом брака во всей массе кристаллов и, след., меньшим риском сделать негодную покупку. Прекрасные результаты, хотя и несколько более слож¬ ным путем, можно получить от карборундового детектора. Некоторые детектирующие пары, в том числе карборундовый детектор, дают значительно большую ясность и громкость передачи, если на детектор наложить некоторое добавочное напряжение от местной батареи. Наилучшая работа детек¬ тора получается, если наложить на него напряжение равное в среднем 1,3 вольта так, чтобы минус пришелся на кар¬ борунд и плюс на стальную пластинку. Для довольно хорошей работы детектора достаточно взять один элемент, если мы пользуемся низкоемным теле¬ фоном, и батарею из двух элементов, если телефон вы- сокоемный. Не все точки на карборунде требуют в точности одного и того же напряжения для наилучшей работы, а потому
Материалы для кристаллических детекторов. 21 большую пользу может принести употребление несложного прибора, называемого потенциометром. Последний представ¬ ляет собою реостат с значительным сопротивлением, по ко¬ торому движется ползунок с металлическим контактом. Значительное сопротивление потенциометра, 300, 500 ом, позволяет приключать его обо¬ ими концами к батарее без вреда для последней. Подвиж¬ ной точкой на потенциометре мы можем взять любое напря¬ жение между нулем и полным напряжением батареи. Изго¬ товить такой потенциометр можно самому, намотав на какую-либо непроводящую ток твердую основу 7—10 мет¬ ров никкелиновой проволоки d=0,1 мм так, чтобы витки не соприкасались между собою. Ползунок можно сделать хо¬ тя бы в форме щипцов, согну¬ тых из полоски жесткой меди. дового детектора. Р— потенцио¬ метр, В-батарея из двух эле¬ ментов. Весьма удобные и небольшие по размерам потенцио¬ метры, с сопротивлением около 500 ом имеются в продаже. Рис. 10 передает способ включения потенциометра в при¬ емник. Вследствие того, что потенциометр потребляет часть энергии батареи на самого себя, он должен быть выключен после прекращения работы. Конденсатор С, указанный на схеме, имеет назначением направить на детектор все напряжение, взятое движком потенциометра.
22 Материалы для кристаллических детекторов. Емкость этого конденсатора может быть от 500 до 1000 см. Каробрундовый детектор весьма устойчив в работе— найденная рабочая точка весьма долго не сбивается—при наложении на него соответствующего напряжения, дает прием более громкий чем большинство других детектиру¬ ющих пар. Карборундовый детектор почти единственно пригоден для ламповых так наз. „рефлексных*4 схем. Большинство детекторов отличается свойством не так сильно отзываться на слабые колебания высокой частоты, как на сильные. Последним свойством обладает в чрезвы¬ чайной степени карборундовый детектор. Это свойство кар¬ борундового детектора может быль использовано с весьма большим успехом для „отстройки" от мешающих станций в том случае, когда они по громкости слабее той станции, которую желают принимать. Использованию этих свойств карборунда способствует еще и то обстоятельство, что карборундовый детектор имеет весьма большое сопротивле¬ ние и, след, вносит мало затухания в колебательный кон¬ тур приемника, что, само по себе, способствует остроте настройки. Не все точки кристалла обладают этим свойством, но таких точек имеется почти всегда значительное количество. Сильные сигналы карборундовый детектор принимает без добавочного напряжения. В огромном большинстве случаев детекторы представ¬ ляют собою сопротивление прохождению тока порядка не¬ скольких тысяч омов, и потому, для лучшего использования энергии, пропускаемой детектором, в радиотелеграфной
Изготовление искусственных кристаллов для детекторов. 23 практике почти всегда применяются телефоны с большим сопротивлением, того же порядка, что и сопротивление детектора (высокоомные телефоны). Однако, некоторые кристаллы представляют иногда исключение; так, галеновые детекторы, при надлежащем их изготовлении, могут иметь сопротивление порядка 200— 500 омов и потому допускают применение телефонов с таким же сравнительно небольшим сопротивлением (низко¬ омные телефоны). Ввиду того, что приобретение высокоомного телефона, помимо его большой стоимости, иногда затруднительно, мы остановимся несколько более подробно на изготовлении искусственного галена, а также дадим, в порядке возраста¬ ющей трудности, описание изготовления других детектиру¬ ющих искусственных соединений. IV. Изготовленіе іскусствеіных кристаллов для детекторов. Искусственный гален. От куска хорошего, мяг¬ кого, очищенного от окиси свинца (лучшим свинцом можно считать палки, употребляемые для пайки аккумуляторов) напиливают крупным напильником граммов 20—30 опилок. Во избежание засорения посторонними веществами, опилки следует напиливать на бумажку. К опилкам прибавляют равное по об’ему количество мелкоистолченной серы, кото¬ рая продается в аптекарских магазинах в виде „черенковой серы“ — палочками или в виде „серного цвета"—порошком. Последняя обыкновенно бывает чище.
24 Изготовление искусственных кристаллов для детектора. Тщательно смешав серу с опилками, насыпаем смесь в стеклянную трубочку с запаянным дном (пробирку), кото¬ рую можно купить в аптекарском магазине или аптеке, и плотно утрамбовываем деревянной палочкой. Теперь нужно только нагреть смесь на огне, чтобы произошло химическое соединение серы со свинцом, которое и даст кристалли¬ ческий гален. Нагревание удобно производить на бензино¬ вой паяльной лампе, или сильно горящем „примусе44, но при известной ловкости можно произвести и в печке. Как только произойдет соединение, которое выразится тем, что смесь внезапно и быстро раскалится до-красна и из про бирки пойдет дым, последнюю можно снять с огня и дать остыть. Остывшую пробирку придется разбить, чтобы извлечь оттуда гален, после чего последний легкими ударами дере¬ вянного молотка разбивается на кусочки. Не весь гален получается однородным; годными будут те кусочки, которые не очень мелки, достаточно тверды и имеют в изломе бле¬ стящее кристаллическое строение. Примесь олова к свинцу лишает кристалл детектирую¬ щих свойств, примеси серебра, сурьмы и теллура, наоборот, весьма улучшают качества кристаллов. Специальной обработкой галена можно достичь весьма значительного повышения чувствительности, но таковая по своей сложности недоступна радиолюбителю. Искусственные пириты. Очищенные кусочки ли¬ стовой красной меди или толстого провода опускаются в расплавленную и снятую с огня серу, где и происходит реакция соединения с выделением тепла. Через несколько минут серу можно слить, а вынутые кристаллы промыть
Изготовление искусственных кристаллов для детекторов. сначала в скипидаре и затем в чистом бензине. Кристаллы получаются весьма хорошего качества и чувствительны почти по всей поверхности. Детекторное действие получается при соприкосновении пирита со многими кристаллами; из металлов годна тонкая латунная проволочка. Подобным же образом могут быть получены железные и цинковые пириты, но изготовление их несколько сложнее и работают они хуже. Силикон — кристаллический кремний. При прокаливании песка с металлическим магнием по¬ лучается аморфный кремний, который затем высыпают в рас¬ плавленный цинк и мешают до тех пор, пока кремний рас¬ творится. Охлажденный цинк растворяют затем в слабой со¬ ляной кислоте и кристаллизовавшийся кремний освобожда. ется. Кристаллы кремния серостального цвета с сильным блеском. Борнит—кристаллический бор. Получается при сплавлении окиси бора с аллюминем. По виду напоминает алмаз. Плюмбиты — солеобразные соединения окиси свинца— РЬО с окислами щелочных металлов (напр., натрия, калия и др.) Например, РЬО Na>0 = NaiPbCh. Карборунд — карбид кремния. Получается при нагревании кокса и кремнезема в пла¬ мени вольтовой дуги в виде чрезвычайно твердых кристал¬ лов, окрашенных в темнозеленый или темноголубой цвет. Некоторые кристаллы, например, халькопирит, дают хо¬ роший детектор при соприкосновении со ртутью. Тем же свойством обладает кокс. Для изготовления коксортут-
26 Изготовление искусственных кристаллов для детектора. н о г о детектора нужно выбрать небольшие чистые кусочки кокса и прокалить их докрасна, для того, чтобы вытеснить из его пор значительное количество воздуха. Раскаленные кусочки кокса быстро погружают в ртуть, вследствие чего по¬ следняя в виде мельчайших капелек заполняет значительное пространство пор, где и получаются детектирующие контакты. Зажав кусочек такого кокса в держатель и опустив его на поверхность ртути, мы получим довольно хороший детектор. Любителю весьма часто приходится натыкаться на не¬ ожиданное препятствие. Приобретенный и, казалось бы, хо¬ рошо монтированный кристалл не дает никакого приема, даже от зуммера. Причина—варварское, по незнанию, обра¬ щение с кристаллами. Кристалл должен быть целым, без трещин, рабочая по¬ верхность его должна быть блестяща, не поцарапана и не загрязнена. Никогда не следует касаться руками поверхности кристалла. Если же поверхность загрязнена, ее следует про¬ мыть; для этой цели годны эфир, спирт, чистый бензин; в крайности, можно промыть горячей водой. „Хирургическая*4 чистота одно из нескольких основных условий хорошего, чувствительного приема. Большие куски кристалла никоим образом нельзя раз¬ бивать молотком или раскалывать щипцами; их, после вни¬ мательного рассмотрения строения, следует разделять по спайности. Кристалл кладут на деревянную подкладку и, поставив на место предполагаемой спайности острие толстой иглы, отделяют кусок легкими ударами молотка. Вышесказанное относится, главным образом, к кускак минерала, содержащего крупные и нетвердые кристаллы.
Изготовление искусственных кристаллов для детекторов. 27 Мелкозернистые куски можно раскалывать в любом месте. Может быть изготовлено или найдено еще множество других соединений и материалов. Так детектирующими свой¬ ствами обладают окислы некоторых металлов. Нагревая на некоптящем пламени свеже отполированную пластинку железа, стали или никкеля, мы заметим на ней появление так называемых „побежалых цветов44. Остановив нагревание тогда, когда железная пластинка примет синий цвет, мы получим материал, детектирующий в паре со сталь¬ ной проволочкой или тонкой иглой. При таком детекторе нажатие металлического острия должно быть весьма слабым. To-же можно сделать с медной пластинкой, которая при нагревании покрывается слоем окисла от красноватого до черного цвета. Нажатие острия тоже должно быть весьма слабое. В тех случаях, когда никакого кристалла достать нельзя можно воспользоваться парою графит-сталь. Графит для этой цели надо взять из возможно мягкого карандаша, а сталь должна быть полированная, например лезвие без¬ опасной бритвы, новый перочинный нож, ножницы и т. п Проволочки, употребляемые для детекторных контактов, не должны быть толсты; обычно употребляют проволочки диаметром 0,2—0,5 мм. Диаметр спиральки, в которую свернута проволочка, должен быть тем меньше, чем меньше толщина и упругость проволочки и чем тверже кристалл. Конец проволочки, для поддержания его в чистоте, следует от времени до времени срезать ножницами. Важна не только чистота конца проволочки, но и вели¬ чина поверхности касания между проволочкой и кристаллом. Здесь играют весьма важную роль два явления. Не все
2R Изготовление искусственных кристаллов для детектора. „точки* кристалла одинаково хорошо детектируют; некото¬ рые из них не детектируют вовсе и являются точками простой, двухсторонней „металлической" проводимости, другие плохо выпрямляют ток и лишь некоторые пре¬ красно. Здесь почти все зависит от внутренней чистоты кристалла. Когда мы нащупываем чувствительную „точку" на кри¬ сталле, то мы касаемся проволочкой иногда очень значи¬ тельной поверхности, заключающей в себе места и избира¬ тельной и металлической проводимости. Нужные нам детек¬ тирующие места на кристалле Мы дополняем вредными ме¬ стами простой проводимости, дающими параллельное, „шун¬ тирующее* соединение, вследствие чего доля выпрямленной энергии, и без того иногда ничтожная, становится еще меньше. Если бы мы имели кристалл абсолютно однород¬ ный — любая точка на кристалле детектируют хорошо — и тогда величина поверхности детекторного контакта имела бы значение. Какой бы процесс ни происходил в детектор¬ ной паре, интенсивность этого процесса, при ограниченном притоке энергии, несомненно будет зависеть от величины поверхности, на которой он происходит. Страхан в Англии и Грибский у нас предложили конец проволочки сначала расплющивать, а затем обделать его мелким напильничком так, чтобы он получил форму копья. Конец такой проволочки будет весьма острым; им, даже на „бедном" кристалле можно найти много детектирующих точек, из которых некоторые дадут воз¬ можность, при прочем соответственом приемном устройстве, услышать такие станции, о которых раньше и мечтать было нельзя.
Оправа для кристалла. 29 Как курьез, в отрицание только-что сказанного, можно привести употребляющийся иногда заграницей „детектор для маленьких детей, слепых и нетерпеливых", годный для при¬ ема местных станций. Одна проволочка, дающая контакт с кристаллом, заменена здесь целой кисточкой тончайших латунных проволочек, сидящих на конце медного штифта. При большой слышимости станции контакт находится легко, но... и только. Менее капризны в работе, труднее расстраиваются де¬ текторы, у которых контак происходит между двумя кристал¬ лами, как например периконовый детектор. Пары кристалл— кристалл, вообще говоря, менее чувствительны, чем кристалл- металл, но, когда нужен продолжительный и уверенный прием—преимущество за ними. V. Оправа для кристалла. Кристаллы или кусочки мелко кристаллизированных тел, для удобства их употребления, должны быть оправлены. Из полоски латуни в 10 мм шириною и 1 — 1,5 мм толщиною сгибается скобочка, как показано на фиг. а рис. И. Ско¬ бочка привинчивается небольшим шурупом к приемнику или отдельной детекторной дощечке и, для закрепления кристалла, сжимается винтом с металлической нарезкой. Фиг. b показывает более простой способ зажатия кри¬ сталла, позволяющий обойтись без винта с металлической нарезкою. Скобочка, согнутая из медной полоски толщи¬ ною 1 мм, имеет нижнюю часть не плоскую, как на фиг. а, а выгнутую вверх; если внутрь такой скобочки вложить медную пластинку, как это показано на рис. И, и нажи-
30 Оправа для кристалла. мать ее шурупом, то боковые внутрь и зажимают кристалл, скобочки б, захватывающие зубрены. стенки скобочки наклоняются Для лучшего контакта края кристалл, должны быть за- Рис. 11. Различные способы устройства оправы. Другой, более сложный, но и более совершенный спо¬ соб монтировки кристалла заключается в закреплении его каким-либо легкоплавким сплавом. Таких сплавов суще¬ ствует несколько.
Оправа для кристалла. 31 Сплав Вуда. Свинца —2 Олова — 2 части J Висмута — 8 ” ? Плавится при 67° С Кадмия — 2 ”. 1 Сплав Д‘Арсе. Свинца — 1 часть Олова — 1 „ Плавится при 91е С Висмута — 2 » Расплавлять металлы нужно в том порядке, в каком они написаны, т. е. сперва расплавить свинец, затем прибавить туда олова и т. д. В настоящее время во многих магази¬ нах можно получить готовые сплавы. Кусок готового сплава кладут в коробочку, согнутую из кусочка жести или тонкой латуни, как это показано на рис. 10, фиг. а. Металл плавят в коробочке, держа его довольно высоко над пламенем, затем ставят коробочку на стол и погружают туда кристалл до половины его высоты. Никоим образом не следует вставлять кристаллы в пе¬ регретый металл, или, что еще хуже, вплавлять его в олово или Линец, так как температура их плавления высока. Нагревание кристалла значительно выше 100° С может испортить его навсегда. Висмут, неизбежную составную часть всех легкоплавких сплавов, не всегда можно достать и потому следует упомя¬ нуть еще об одном способе монтировки кристаллов—закреп¬ лении их оловянной бумагой. Кристалл для этой цели кла¬ дется в коробочку и плотно забивается кругом оловянной фольгой. Забивать, для лучшего контакта с кристаллом,
32 Устройство детектора. следует возможно плотнее. Свинцовая бумага не рекомен¬ дуется. Такую коробочку с заплавленный или забитым станио¬ лем кристаллом можно или припаять к вилке г или вста¬ вить в вилку с зажимом д, см. рис. 11. Способ закрепления кристалла, несомненно, оказывает влияние на силу приема. В общее сопротивление детектора, неравное при прохо¬ ждении тока в ту и другую сторону, входит также и сопро¬ тивление контакта закрепления кристалла. Это сопротивле¬ ние, могущее иногда стать значительным, в особенности при твердых и плохо проводящих кристаллах, является неактив¬ ным, „балластным* сопротивлением и понижает количество выпрямленной энергии. Кристалл, каким-бы способом он ни закреплялся, должен быть предварительно очищен, а, если он вплавляется, то поверхность расплавленного металла пе¬ ред погружением в нее кристалла, должна быть очищена от налета окиси. В Англии, в 1925 году появились патентованные карбо¬ рундовые детекторы, все отличие которых состоит, в общем, лишь в том, что нижняя половина кристалла карборунда сначала наращивается серебром или медью и лишь затем впаивается в чашечку. VI. Устройство детектора. К конструкции детекторов предъявляют два основные тре¬ бования— возможность менять места контактов между двумя телами и изменять степень нажатия одного тела на другое. Рис. 12 показывает устройство детектора, в котором используется зажим для кристалла, изображенный на рис. 11,
Устройство детектора. 33 фиг. б. Нажимая винт, проходящий сквозь пластинку, поло¬ женную на нижнюю часть скобочки, мы просто и удобно закрепляем кристалл. Маленький угольник и две пластинки, являющиеся держателями металлической спиральки, могут быть склепаны из полосок жести или латуни. Если употре¬ бить жесть или латунь не толще 0,5 лслг, то пластинки легко вырезать простыми ножницами, отверстия можно пробить тонким гвоздем и склепать пластинки между собою помощью кусочков проволоки красной меди. Такой детектор удовле¬ творяет основным выше¬ изложенным требованиям и может быть монтиро¬ ван как на самом при¬ емнике, так и отдельно на дощечке. Мы уже говорили выше, что сопротивле¬ ние большинства детек¬ торов порядка тысяч омов и потому, если последний Рис. 12. Одна из конструкций детектора. монтирован на весьма плохо изолирующем материале, часть тока пойдет между зажимами детектора непосредственно по этому материалу, минуя детектор, и может ослабить силу приема на телефон. Вообще говоря, сухое дерево достаточно для изолирования зажимов детектора, если последний соб¬ ран отдельно, если же детектор монтируется на крышке при¬ емника, там же, где и концы катушки, то дощечку необхо¬ димо проварить в параффине. Другое устройство детектора, еще более простое, пока¬ зано на рис. 13. Здесь единственная медная или жестяная Кристаллические детекторы. 3
34 Устройство детектора. пластинка-держатель проволочки привинчивается винтом к дереявнной стоечке, которая может быть привинчена или приклеена к основной дощечке. Все необходимые относи¬ тельные перемещения здесь выполняются кристаллом, а сте¬ пень нажатия регулируется винтом, проходящим через мед¬ ную пластинку. Детектор, составленный из парьі карборунд—сталь, тре¬ бует довольно значительного нажатия контакта. Вследствие этой при- Рис. 13. Более простая конструкция детектора. чины, а также того, что хорошие точки на карбо¬ рунде находятся легко, удобнее взять не про¬ волочку, а стальную гиб¬ кую пластинку, напр., от безопасной бритвы, и установить ее так, чтобы она касалась кристалла своею плоскостью. Детектор, у которого контакт происходит между двумя кристаллами, представлен на рис. 14. Здесь чашечки для кристаллов представлены круглыми. Такие чашечки можно сделать, припаяв к угольникам кусочки свернутой из меди трубки. Кристалл в такие чашечки лучше закреплять ста¬ ниолем. Левый угольник здесь выполняет, главным образом, относительное движение кристаллов, а правый—нажатие. Относительно контактов между двумя кристаллами нужно заметить, что, для удобства нахождения наилучшей точки, один из кристаллов должен иметь, грубо говоря, форму ко¬ нуса или пирамидки. Не всегда безразлично, какому из кри¬
Устройство детектора. 35 сталлов придать форму острия; например, в паре цинкит- халькопирит, острием должен быть последний. Оргинальный тип детектора, предложенный недавно в Англии и проверенный нами, изображен на рис. 15. Два небольшие тарелкообразные металлическе диска а скла¬ дываются своими краями вместе так, что их разделяет только кольцо б из изолирующего материала. Внутрь такой коро¬ бочки бросают несколько мелких кусочков какого-либо кри¬ сталла, дающего пару с медью, и вся коробочка зажимается Рис. 14. Детектор с двумя кристаллами. между двумя угольничками, показанными на рисунке. К до¬ стоинствам такого детектора следует отнести, что детекти¬ рующие точки находятся чрезвычайно легко простым враще¬ нием коробочки; к недостаткам — что найденные точки при сотрясении легко теряются. Можно посоветовать класть та¬ кой детектор на плоскую, очень мягкую подушечку. Изготовить такой детектор можно следующим образом. Один конец короткого куска круглой палки обделываем но¬ жом, а затем напильником, так, чтобы он представлял часть сферической поверхности, радиусом около четырех санти- 3*
36 Устройство детектора. метров, т. е. представлял собою кривизну поверхности боль¬ шого яблока. Наставив такую палку округленным концом на кусок мягкой доски и ударяя по ней не сильно молотком, мы очень скоро выколотим в доске углубление соответствую¬ щее выпуклости на конце палки. Вырезав из мягкой латуни два кружка диаметром 25 — 30 мм и положив один такой кружок в углубление в доске, ставим на него наш дере- Рис. 15. Детектор с металли¬ ческими дисками. вянный боек и легкими уда¬ рами молотка придаем медному кружку сферическую форму. Если сделать теперь из круг¬ лого гвоздя такой же боек как деревянный, только чтобы ко¬ нец бойка имел кривизну как у мелкой горошины, то им не трудно выколотить в центре вогнутой части диска неболь¬ шое углубление. Два такие же углубления, выколоченные на концах скобочек, дадут возможность весьма удобного закре¬ пления коробочки, допускающего ее вращение. Изолирующее кольцо между двумя вогнутыми дисками можно склеить из трех колечек нетолстого картона. Вну¬ треннее кольцо делается несколько меньшего внутреннего диаметра, чем крайние и служит для упора медных дисков; внешние кольца служат для их направления. Здесь могут быть использованы мелкие кусочки кри¬ сталлов, обычно не находящие себе применения. Мы пользовались кусочками кристаллов галена и халько¬ пирита,
Устройство детектора. 37 В области разыскания новых детекторных пар и улуч¬ шения их действия возможны еще всякие неожиданности; доказательством служив открытие нашим соотечественником О. В. Носовым свойства кристаллов генерировать. Рис. 16. Детектор для экспериментирования. Для лиц, имеющих наклонность к эксперименту, можно рекомендовать детектор, изображенный на рис. 16. Устрой¬ ство такого детектора ясно из рисунка. Диск, поддерживаю¬ щий острия, приклепывается так, чтобы его можно было вращать. Такой детектор допускает возможность очень бы¬ строй замены как кристалла, так и острия. При помощи такого детектора можно испытать новые пары, сравнивая их с уже известными.
38 Основная схема детекторного приемника. VII. Основная схема детекторного приемника. Место включения детектора в радиоприемник обычного типа показано на рис. 17. При устройстве детекторного приемника нельзя рекомен¬ Рис. 17. Схема включения детек¬ тора. А —антенна, Л—катушка ан¬ тенны; а, б, в—ползуны. С—конден¬ сатор для настройки, Д—детектор, Г - телефон, Сч — блокировочный конденсатор. 3—заземление. довать применение катушек самоиндукции с так назыв. „сотовой* намоткой. Значи¬ тельно лучшие результаты могут быть получены с одно¬ слойной катушкой, намо¬ танной на картонном ци¬ линдре. Подбирая наилуч¬ шее положение ползунков а, б и а, можно достичь наибольшей возможной в данных условиях силы при¬ ема. Следует заметить, что, в нормальных условиях, число витков, охваченных ползунками б и а, всегда будет больше, чем число витков между антенной и ползунком а. VIII. Схемы для йспытания детекторов. Имея два телефона, можно весьма удобно производить сравнительные испытания детекторов. Рис. 18 дает для этого случая схему так называемого двойного детектирования, в которой каждый из двух телефонов работает от своего
Схемы для испытания детекторов. 39 детектора. Принимая во внимание, что два уха человека и два телефона никогда не бывают равной чувствительности, необходимо, при сравнении детекторов, менять местами те¬ лефоны и детекторы относительно телефонов. Рис. 18. Схема с двумя детекторами. А—антенна . Л— ка¬ тушка антенны, 3—заземление, Сі—конденсатор для на¬ стройки; и Ді— детекторы, Ті и 7з—телефоны, С- и Се—блокировочные конденсаторы. Применение такой схемы, кроме некоторого увеличения слышимости, имеет еще то удобство, что при внезапном от¬ казе в работе одного детектора прием не прекращается. У весьма многих детекторных пар ясно наблюдается тер¬ моэлектрической ток, вызванный нагреванием контакта. Ав¬
40 Схемы для испытания детекторов. торы одной из теорий детекторного действия кристаллов считают, то мы и слышим в телефон лишь эти термотоки, но опыт показывает, что ток, вызванный нагреванием кон¬ такта, противоположен по направлению току, который про¬ текает во время радиоприема. В вопросе о действии кон¬ тактного детектора царит еще мгла. Имея дело также с материалами одинакового происхо¬ ждения, например—окисленная сталь—сталь—трудно уста¬ новить, является-ли термоток главным или побочным явле¬ нием. Во всяком случае, термоток играет какую-то роль в работе детектора. Кроме того, можно заметить своего рода „гистерезис*: после сильного выпрямленного толчка тока, например гро¬ зового разряда, кристалл дает на некоторое время ослаб¬ ленное действие. Можно заметить также своего рода „утом¬ ление кристалла“ продолжительной беспрерывной работою. Если мы хотим получить от кристалла максимум дей¬ ствия, то таковой необходимо обследовать не только каче¬ ственно—на работу, но количественно, что даст возмож¬ ность сознательно поставить его в условия наилучшего действия. Соберем схему, изображенную на рис. 19. Здесь Г— гальванометр, Т—телефон, Ш—реостат, шунтирующий те¬ лефон, который, за отсутствием гальванометра, может дать количественное определение силы приема, Д—детектор, С и Л—конденсатор и катушка колебательного контура, 3—зум¬ мер, М—катушка связи, П— потенциометр. Конденсаторы в детекторном контуре, при работе с гальванометром, нужно взять в несколько десятков тысяч сантиметров емкостью; для телефона достачны две—три тысячи сантиметров. Дви¬
Схемы для испытания детекторов. 41 жок детекторного кон¬ тура устанавли вается в зависимости от чув¬ ствительности измери¬ тельных приборов. Пустив в ход зум¬ мер и поставив верх¬ ний переключатель на телефон, устанавли¬ ваем катушку С на та¬ ком расстояни от ко¬ лебательного контура, чтобы индуктирован¬ ный ток низкой ча¬ стоты был едва слы¬ шен в телефон. После этого, отыскав по¬ мощью телефона дете¬ ктирующую точку на кристалле, приступаем к определению силы приема. Если мы пользу¬ емся телефоном, то будем уменьшать ве¬ личину сопротивления, шунтирующего теле¬ фон, до тех пор, пока звук в телефоне ис¬ чезнет. Ток будет итти по двум параллельным Рис. 19. Схема для испытания детекторов. 3—зуммер, М — катушка связи, С и Л—конденсатор и катушка колебательного контура, Д—детектор, /7—потенциометр, Р— переключатель, позволяющий присо¬ единять или гальванометр или телефон, Г—телефон,/"—гальванометр,//—реостат.
42 Схемы для испытания детекторов. цепям — шунту и телефону и будет, следовательно, тем больше, чем меньше нужно оставить сопротивление, чтобы погасить звук в телефоне. Сделав ряд записей величин этого сопротивления при различных положениях потен¬ циометра П, переменим полярность тока, питающего детек¬ тор, и сделаем снова ряд отсчетов величин сопротивления шунта Ш. Наименьшая величина сопротивления шунта будет Рис. 20. Схема Маркони для огра¬ ничения атмосферных помех. соответствовать наивыгод¬ нейшим условиям работы. Такие записи, произве¬ денные для многих точек данного кристалла, вполне характеризует его и могут дать внимательному люби¬ телю возможность ставить такие рекорды, как прием на детектор на 1500 кило¬ метров. Прием слабо слышимых станций при наличии иногда чрезвычайно громких атмосферных разрядов почти невозможен. Маркони предложил детекторную схему, если и не осво¬ бождающую от атмосферных разрядов, то, все-же, допускаю¬ щую сносный прием при наличии таковых. Схема позволяет умерить атмосферные разряды по громкости, до той степени до какой удалось настроиться на нужную станцию. При ра¬ венстве слышимости радиотелеграфный и радиотелефонный прием уже возможен. На схеме (рис. 20) два карборундовых детектора, с их потенциометрами и батареями, включены параллельно, но
Схемы для испытания детекторов. 43 Рис. 21. Схема детек¬ торного усиления. в противоположных направлениях; один детектор приклю¬ чается к антенной катушке карборундовым кристаллом-, а второй стальною пластинкою. Два выключателя, показанные на схеме, позволяют, для настройки, пользоваться лишь од¬ ним детектором. Из двух кристаллов выбирают лучший, оты¬ скивают на нем наиболее чувствительную точку и настраи¬ ваются на желаемую станцию и пере¬ мещением движка потенциометра оты¬ скивают место наиболее громкого приема станции. После этого первый детектор может быть выключен, а на втором отыскивают точку нечувстви¬ тельную к слабым сигналам, о чем мы уже говорили выше, после чего можно включить перый детектор. Слабые сиг¬ налы будут действовать лишь на пер¬ вый детектор, тогда как сильные бу¬ дут действовать и на первый и на второй, но в противоположных напра¬ влениях и, потому, взаимно уничто¬ жаются. Регулировкой потенциометра второго детектора можно добиться того, что громкость сигналов, полученных тектора, не ослабляется, а громкость атмосферных разрядов не превышает желаемой станции. В 1926 году в Америке взят патент на детекторную схему, дающую, по словам изобретателя, значительное усиле¬ ние против обычного детекторного приема. На схеме (рис. 21) детекторный контур приемника связан с колебательным кон¬ туром индуктивно. Предметом патентования является второй помощью первого де-
44 Генерирующий контакт (кристадин). детектор — карборундовый — включенный в провод зазем¬ ления. Включенные в провод заземления конденсаторы С, С дол¬ жны быть значительной емкости, чтобы не мешать настройке обычного приемника на желаемые длины волн. Индуктивное сопротивление в цепи потенциометра, дросель, как у нас его называют, делается из нескольких тысяч витков тонкой, мед¬ ной, изолированной проволоки, намотанной на замкнутый железный сердечник. В качестве такого дроселя может быть включена вторичная обмотка междулампового трансформа¬ тора низкой частоты. IX. Генерирующий контакт (кристадин). В 1921 г. молодой русский радиолюбитель О. В. Лосев в Твери, работая над устройством гетеродина *) с миниатюр, ной вольтовой дугой, потерпел неудачу. Ему показалось тогда, что детекторный контакт есть еще более миниатюр¬ ная дуга чем та, которой он пользовался до сих пор; заме¬ нив дугу цинкитным детектором, О. В. Лосев 12 января 1922 г. впервые услышал работу незатухающих станций. Было выяснено, что если ввести цинкитный детектор в колебательный контур СЛЦ (см. рис. 22), и приложить к нему через сопротивление Р напряжение от батареи Б, *) Гетеродином называется прибор, который возбуждает сла¬ бые незатухающие колебания. Им пользуются при приеме станций, работающих незатухающими колебаниями, когда на колебания, вызванные в приемнике электромагнитной волной, нужно наложить колебания с несколько иным периодом, чтобы получить звук. Гете родин и создает эти накладываемые колебания. Чаще всего пользуются гетеродином с катодной лампой; гораздо реже —с вольтовой дугой.
Генерирующий контакт (кристадин). 45 то в контуре возникают колебания приблизительно той ча¬ стоты, которая обусловливается величинами емкости С и самоиндукции Л, Таким образом выяснилась возможность устройства детекторного гетеродина. Наилучшим генерирующим кристаллом оказался цинкит, а среди последних те, которые обладают наибольшей про¬ водимостью. Натуральный цинкит обычно имеет сопротивле- Рис. 22. Схема для получения колебаний при помощи цннкитного детектора. С — конденсатор. J7— катушка колебательного контура, Д—детектор, Б—батарея, Р—сопротивление. ние порядка тысяч омов, но если таковой переплавить в вольтовой дуге, то сопротивление его уменьшается в 5—10, иногда даже 20 раз. Переплавку кристалла производят следующим образом: кусок цинкита кладут на угольную пластинку — уголь из элемента, угольная щетка и т. п.— и посыпают перекисью марганца. Прикасаясь к кристаллу вторым электродом — углем дуговой лампы, вызывают дугу. Плавка производится возможно короткое время, однако, достаточное для того, что¬ бы цинкит оплавился в круглый королек. Черную непрово¬
46 Генерирующий контакт (кристадин). дящую корку с королька счищают, затем, если нужно, его раскалывают на части и, наконец, заплавляют в чашечку. Заплавка цинкита может производиться оло¬ вом, так как последний нагревания не боится. Цинкит является не единственным мате¬ риалом, способным к генерированию; так, довольно хорошие колебания можно получить от некоторых сортов галена, а также от оло¬ вянного камня. Хорошую генерацию, говорят, можно получить если взять 950 Я от ферросили- батарею с не- 950 Л 66 лллг 11j ; 11111 |-гІ 1111 h ЬОО Qi к 3 Рис. 23. Схема регенеративного приемника с генерирующим детекто¬ ром. Д—антенна, К— катушка, С—конденсатор для настройки ан¬ тенны, 3—заземление, Д--детектор, Г—телефон, 9502—сопротивле¬ ние, 8 в. и 4 в.—батареи. сколько большим напряжением, чем для цинкита,—15— 20 вольт.
Генерирующий контакт (кристадин). 47 Хуже генерируют борнит, железный блеск и карборунд. Генерирующие точки на поверхности кристаллов не те же, что и детектирующие; так, у искусственного галена та¬ кие точки обычно находятся на поверхности пузыреобразных пустот, заметных в разломленном кристалле. Острием для кристалла цинкита служит тонкая (0,2—0,3мм) стальная проволочка, для галенита—тонкая медная. Следует обратить внимание на присоединение концов батареи к пру¬ жинам детектора: для цинкита плюс батареи должен быть присоединен к кристаллу, минус — к стальной проволочке. Для галенита— кристалл к минусу батареи, а медная про¬ волочка к плюсу. Недурные результаты получали специальной обработкой цинка. Очищенные кусочки листового цинка клались в вы¬ парительную чашку и заливались раствором марганцево-кис¬ лого калия (4—5 кристаллов на см6 воды). Залитые пла¬ стинки засыпались сверху небольшим количествоа цинковых опилок и, затем, на медленном огне жидкость выпаривалась досуха. Очищенные от опилок и слегка прокаленные кусочки цинка могут быть использованы как кристалл. Напряжение батареи для обработанного таким образом цинка должно быть от 15 до 20 вольт. Схема включения генерирующего детектора в так назы¬ ваемый регенеративный приемник показана на рис. 23. Подробности устройства приемников с генерирующим кристаллом будут даны в отдельной брошюре.
ОГЛАВЛЕНИЕ. Стр. I. Роль детектора в радио-приеме 3 II. Исторический очерк 11 III. Материалы для кристаллических детекторов . . 16 IV. Изготовление искусственных кристаллов для де¬ текторов 23 V. Оправа для кристалла 29 VI. Устройство детектора ...... * * * . . . 32 VII. Основная схема детекторного приемника .... 38 VIII. Схемы для испытания детекторов 38 IX. Генерирующий контакт (кристадин) 44
Детектор „СТАНДАРТ". Важнейшая деталь небольшой радиоприемной стан¬ ции—детектор. Кристалл в этой детали—есть нечто живое и к этому живому элементу нужно относиться бережно и всячески охранять его. Выполнить это наз¬ начение и призван выпущенный нами детектор (заяв, свид. № 28438)—„Стандарт". „Стандарт" имеет постоянную настройку, но сохра¬ няет возможность путем выходного рычага регулировать соприкосновение кристаллов, а также и силу этого соприкосновения путем нажимного винта. „Стандарт44 заключен в карболитовой изящной коро¬ бочке охраняющей кристаллы и механизм от пыли и загрязнения, но благодаря прозрачности верхнего осно¬ вания внутренний механизм его доступен постоянному наблюдению. „Стандарт" работает в любом положении и не боится ни сотрясений, ни перестановок; конструкция его проста и остроумна; передача—ясна и художественна. „Стандарт44 имеет кристалы цинкит—холькопирит. ТРЕБУЙТЕ ВО ВСЕХ РА ДИ О МАГ А ЗИН А X. Цена за 1 шт. с перес—2 руб. я „ 5 „ „ 8 руб. „ „ 10 „ „ „ 14 руб. 50 коп. ЗАДАТОК в РАЗМЕРЕ ОДНОЙ ТРЕТИ СТОИМОСТИ. ЗАКАЗЫ и ЗАПРОСЫ АДРЕСОВАТЬ: Ленинград, Внутри Гостиного Двора № 118. ОПЫТНОЙ ФИЗИКО-ТЕДНИЧЕСКОЙ МАСТЕРСКОЙ.
Цена 40 коп. Всякий интересующийся техникой, естествозна¬ нием, изготовлением самодельных приборов на премии, решением задач на конкурсы, новостями науки и пр., должен подписаться на самый живой, популярный ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ЖУРНАЛ техники и естествознания „В МАСТЕРСКОЙ ПРИРОДЫ" В течение года 12 книг журнала большого фор¬ мата, 384 страницы со множеством иллюстраций в красочных обложках О ЧЕМ ПИШЕТ ЖУРНАЛ? Статьи по всем отраслям естествознания.—Беседы об успехах техники.—Очерки из жизни природы.—Науч¬ ные повести и рассказы.—Уголки живой природы.— Радиолюбительская практика.—Самодельные прибо¬ ры.—Из практики в практику.—Чего иные не знают.—Из книг и о книгах.—Научные развлечения.—На вольном воздухе.—Для любителей математики.—Опыты изд природой.—Задачи и пр. Редактор журнала Я. И. Перельман. Журнал одобрен Отделом Единой Школы Наркомпроса. ПОДПИСНАЯ ЦЕНА на год, за 12 номеров ТРИ РУБЛЯ АДРЕС КОНТОРЫ ЖУРНАЛА: Ленинград, внутри Гостиного Двора, № 118.