КРИСТАДИН

КРИСТАДИН

(Детекторный гетеродин и усилитель)

О.В. Лосев

Так как в нашей печати уже появлялись подробные описания приемников и усилителей с генерирующими детекторами1), то здесь я ограничусь лишь несколькими практическими указаниями, а также вкратце в популярной форме остановлюсь на сущности процессов в генерирующем контакте.

Практические указания

Кристалл. Самое большое значение для хорошего и уверенного действия кристадина имеет качество цинкитного кристалла (химический состав цинкита ZnO, минерал тёмнокрасного цвета).

Чтобы получить хороший кристалл, приходится выбирать или же переплавить плохой цинкит в печи Муассана (электрическая печь с мощной вольтовой дугой).

Действительно, после подобной переплавки качество даже самых плохих кристаллов цинкита значительно повышается, ибо оказывается, что от переплавки возрастает проводимость кристаллов. В некоторых случаях это повышение проводимости и связанное с ним увеличение усилительных и генерирующих свойств происходило более, чем в 20 раз.

Рис. 1. Нечувствительная к сотрясениям установка детектора

В настоящее время в Нижегородской Радполаборатории ведутся опыты по усовершенствованию этой обработки цинкитных кристаллов, а также получения цинкита искусственным путем; некоторые результаты в последнем направлении уже имеются.

За последнее время было перепробовано также более 50 различных природных минералов в отношении генерации колебаний; из них. кроме цинкита, более или менее сносно генерируют оловянный камень (SnO2 и некоторые сорта свинцового блеска, хуже: пирротин, борнит, железный блеск, карборунд, ковелат (медное индиго).

Устойчивость детектора. Для большей надежности в работе, генерирующий детектор следует помещать в ящичек, обложенный внутри войлоком; тогда механические сотрясения совершенно не будут влиять на его работу. Это удобно сделать согласно рисунку 1, где, как видно, нет жесткого соединения корпуса детектора с ящичком, так как контакт достигается посредством 2-х гибких шнуров (см. также фотографию на рис. 2., где генерирующий детектор показан в ящичке и отдельно от него).

 Рис. 2. Устойчивый детектор в ящике, обложенном внутри войлоком (слева), и отдельно от него (справа)

 Конструкцию детектора можно взять или такой, как показано на рис. 1, а еще лучше с шариковым сочленением, как на рис. 2, или аналогично детекторам РОБТиТ типа К-6.

Для удобства регулировки, чашечка со вплавленным кристаллом должна быть большего диаметра, чем обычно (удобно в 3 см.), и должна иметь возможность плавно вращаться; цинкитный кристалл вплавляется в нее эксцентрично (см. фот. рис. 2).

Форма контактной проволочки. Контактную пружинку к цинкитному кристаллу (S - см. рис. 1-й) нужно сплести из 2-х крепкой стали проволочек, одна из которых, толщиной В 0,9 мм, вплетепа лишь для крепости и не доходит до низу на 1 мм; проволочка, доходящая до низу и касающаяся кристалла, имеет толщину в 0,2 мм. Спиралька контактной пружинки - состоит из 2-х витков, диаметром 8 мм. Описанная форма контактной пружинки - наивыгоднейшая для практической работы и была выработана путем долгих испытаний; пружинка эта в увеличенном в 2 раза виде показана на рис. 3.

 Рис. 3. Контактная проволочка в увеличенном виде

 Колебательные контура. Из практики выяснилось, что наивыгоднейшее соотношение емкости с самоиндукцией в присоединяемых к генерирующему детектору контурах: C/L = 9, где C - емкость выражена в микроФарадах, а самоиндукция в Генри. Если нарушать это численное соотношение, взяв, например, слишком большую самоиндукцию, то колебания, генерируемые детектором, получатся с некоторым трудом и не особенно сильными; если же емкость очень велика по сравнению с самоиндукцией, то колебания станут неправильными и не получится чистого тона биений при приеме незатухающих.

Однако точно не следует гнаться за соблюдением этого соотношения, ибо тогда придется делать и вариометр и переменней конденсатор, насаживая их на общую ось; такая система обойдется слишком дорого. Поэтому, если нужен большой диапазон, то достаточно собрать прибор по схеме рис. 4, где употреблен вариометр и несколько переключаемых конденсаторов и самоиндукций.

 Рис. 4. Схема кристадина на большой диапазон волн.

 Прибор, построенный по такой схеме Нижегородской Радиолабораторией (тип ДЦГ 2) показан на обложке; он обладает диапазоном от 2700 до 27000 м и может принимать незатухающие и затухающие радиостанции.

Управление прибором. Как и во всех практических схемах с генерирующими детекторами, генерирующие точки, для удобства, отыскивают с контуром низкой (слышимой) частоты L2С2 (крайнее лрвое положение переключателя на рис. 4); регулируют генерирующий детектор О (при этом потенциометр Р должен быть поставлен так, чтобы батарея В дала свой вольтаж полностью - крайнее левое положение движка).

О том, что генерирующая точка найдена, свидетельствует появившийся в телефоне Т чистый звук. После этого переключатель ставят на какую-либо из кнопок высокой частоты, настраиваясь точнее на принимаемую станцию вращением вариометра.

Прибор может работать также и в качестве отдельного генератора к любому приемнику для возможности приема им незатухающих (2-детекторный прием); надо лишь тогда поднести к самоиндукции прибора катушку связи с приемником.

Включив в антенну ключ Морзе, можно употребить прибор даже в качестве передатчика.

Антенна. Прибор работает лучше с емкими антеннами, хотя бы с низкими. Поэтому с успехом можно воспользоваться металлической крышей хотя бы и одноэтажного здания (конечно, не соединенную с землей металлически), телефонным или телеграфным проводом и т.д. (на провода работа производится, конечно, при наличии разделительного конденсатора, тысячи в 4 сантим. (пФ).

Процессы в контакте

Генерирующий детектор обладает отрицательным сопротивлением каким процессом оно обусловлено?

Мне кажется, что для любителей этот вопрос не безинтересен, ибо выяснение его может навести на новые исследования.

Eсть основание предполагать, что генерирующий контакт работает благодаря возникновению параллельно его контакту, обладающему большим омическим сопротивлением, микроскопической вольтой дуги (см. рис. 5); дуга эта возникает не сразу, а как только постоянный ток через контакт достигнет определенной величины (порядка 1-го мА), и, следовательно, вольтаж в контакте станет равным пробивному.

 Рис. 5. Микроскопическая вольтова дуга у контакта проволочки с кристаллом

Влияние температуры. Однако, как показало исследование влияния температуры на генерирующий контакт, проделанное в Нижеюрпдской Радиолабпратории, электроды этой микровольтовой дуги не накалены, а имеют лишь нагретость порядка сотни градусов Цельсия.

Действительно, каждый радиолюбитель может убедиться в этом сам, поднеся к работающему генерирующему контакту например, зажженную спичку; он увидит, что уже от такого слабого подогревания детектор постепенно перестанет генерировать; если спичку убрать, то колебания через некоторое время возникнут снова. Как оказалось, нагревание уменьшает отрицательное сопротивление, даваемое детектором.

Характер электронного разряда. Таким образом, электронный разряд, благодаря которому работает генерирующий контакт, - разряд совершенно особый, хотя и обладает свойствами вольтовой дуги (отрицательное сопротивление), но электроды его не накалены. Действительно, от цинкитного детектора удавалось получать колебания уже при токе через него в 0,4 миллиАмпера и напряжении на его зажимах всего в 3 вольта. Для практики, однако, был принят ток в 3-4 мА, ибо генерирующие то при соответствующем этому току режиме отыскиваются легче.

От цинкитного детектора возможно получать очень короткие волны (до 25 м); это показывает, что инерция процессов, происходящих в генерирующем контакте, крайне мала.

 Рис. 6. Микрофотография свечения детекторного контакта

 Электронный разряд в ко(такте детектора под микроскопом. На микрофотографиях рис. 6 (увеличение в 109 раз) заснято зеленоватое свечение детекторного контакта "(+)карборунд (-)сталь"; кристаллы карборунда прозрачны и потому здесь сделать это легче всего. Наиболее вероятно, что кристалл в месте контакта светится благодаря электронной бомбардировке (аналогично, например, свечению различных минералов в Круксовых трубках), ибо, при перемене знаков полюсов (т.е., если кристалл сделать катодом), свечение пропадает, несмотря на то, что сила тока через контакт при такой перемене направления как раз увеличивается.

Свечение это еще можно наблюдать при токах через контакт всего в 0,1 миллиампер.

К фотографии 6 для ясности приложена зарисовка свечения от руки, увеличенная в 218 раз (см. рис. 7) в той же самой точке кристалла.

 Рис. 7. Свечение у контакта, увеличенное в 218 раз

Слои света у электродов карборундового свечения хорошо видны на фотографии, сделанной с той же точки, кристалла, что и фотография с, но только с меньшей выдержкой; в микроскоп можно хорошо видеть, что электроды совершенно не накалены, а светится голубовато-зеленоватым оттенком. Если, конечно, пропускать слишком сильный ток (порядка 20 мА), то электроды, помимо зеленого свечения, постепенно накаляются и докрасна.

Кстати, на фотографии 6 очень удобно вычислить поперечную площадь свечения; она в нашем случае равна 700 кв. микронов.

Свечение цинкитного контанга. У цинкитного контакта во время генерации, но при токах не меньших 5-ти мА, иногда тоже можно наблюдать в микроскоп подобное же свечение, однако сделать это гораздо труднее, чем в карборунде, вследствие непрозрачности цинкита, - неровности поверхности кристалла заслоняют место контакта. Подробно некоторые исследования процессов в генерирующем контакте описанной в "Телеграфии и Телефонии без проводов", № 26

Нижегоросская Радиолаборатория им. В.И.Ленина.

 Кристадин в представлении нашего художника

 Источник. "Радио", 2004. - №8. - С. 42, 43.